自动检测技术及应用第八章
《自动检测技术及应用》教案
《自动检测技术及应用》教案一、教学目标1. 了解自动检测技术的基本概念、原理和应用。
2. 掌握各种自动检测技术的特点、原理及应用范围。
3. 学会分析自动检测系统的设计方法和步骤。
4. 能够运用自动检测技术解决实际工程问题。
二、教学内容1. 自动检测技术的基本概念及分类自动检测技术的定义自动检测技术的分类自动检测技术的发展概况2. 电阻检测技术电阻检测的原理电阻检测的方法及特点电阻检测的应用实例3. 电容检测技术电容检测的原理电容检测的方法及特点电容检测的应用实例4. 电感检测技术电感检测的原理电感检测的方法及特点电感检测的应用实例5. 温度检测技术温度检测的原理温度检测的方法及特点温度检测的应用实例三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和方法。
2. 案例分析法：分析实际应用案例，加深对检测技术的理解。
3. 讨论法：引导学生进行思考和讨论，提高解决问题的能力。
4. 实验法：安排实验室实践，巩固理论知识。
四、教学资源1. 教材：《自动检测技术及应用》2. 课件：PowerPoint3. 实验设备：电阻、电容、电感、温度传感器等4. 网络资源：相关学术论文、技术资料五、教学评价1. 课堂提问：检查学生对基本概念和原理的理解。
2. 课后作业：巩固所学知识，提高运用能力。
3. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作能力和分析问题能力。
4. 课程论文：培养学生独立研究、解决问题的能力。
5. 期末考试：全面检测学生对课程知识的掌握程度。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，包括理论课16课时，实验课16课时。
2. 授课方式：每周2课时，共8周完成理论课教学；实验课安排在第9周至第16周，每周2课时。
3. 教学进度安排：第1-4周：讲授自动检测技术的基本概念及分类、电阻检测技术、电容检测技术、电感检测技术。
第5-8周：讲授温度检测技术、压力检测技术、流量检测技术、位移检测技术。
第9-16周：进行实验教学，包括电阻、电容、电感、温度、压力、流量、位移传感器的应用实验。
自动检测技术及应用》教案
自动检测技术及应用教案章节：第一章自动检测技术概述教学目标：1. 了解自动检测技术的定义、作用和分类。
2. 掌握常见自动检测技术的原理和应用。
3. 理解自动检测技术在工程实践中的应用价值。
教学内容：1. 自动检测技术的定义和作用2. 自动检测技术的分类3. 常见自动检测技术及其原理4. 自动检测技术在工程实践中的应用案例教学过程：1. 引入：通过生活中常见的自动检测实例，如自动门、自动感应灯等，引发学生对自动检测技术的兴趣。
2. 讲解：详细讲解自动检测技术的定义、作用和分类。
3. 示范：通过示例演示常见自动检测技术的原理和应用。
4. 实践：让学生参与实际操作，体验自动检测技术的工作原理和应用效果。
5. 讨论：引导学生思考自动检测技术在工程实践中的应用价值，并提出问题引导学生深入思考。
教学评价：1. 学生能准确回答自动检测技术的定义、作用和分类。
2. 学生能理解常见自动检测技术的原理和应用。
3. 学生能认识到自动检测技术在工程实践中的应用价值。
教案章节：第二章传感器技术基础教学目标：1. 了解传感器的定义、作用和分类。
2. 掌握常见传感器的原理和应用。
3. 理解传感器在自动检测系统中的重要性。
教学内容：1. 传感器的定义和作用2. 传感器的分类3. 常见传感器的原理和应用4. 传感器在自动检测系统中的重要性教学过程：1. 引入：通过生活中的传感器实例，如温度计、光敏电阻等，引发学生对传感器的兴趣。
2. 讲解：详细讲解传感器的定义、作用和分类。
3. 示范：通过示例演示常见传感器的原理和应用。
4. 实践：让学生参与实际操作，体验传感器的工作原理和应用效果。
5. 讨论：引导学生思考传感器在自动检测系统中的重要性，并提出问题引导学生深入思考。
教学评价：1. 学生能准确回答传感器的定义、作用和分类。
2. 学生能理解常见传感器的原理和应用。
教案章节：第三章信号处理与分析教学目标：1. 了解信号处理的定义、作用和分类。
自动检测技术第八章无损检测
图8.1.2 A型显示超声波检测仪的 基本电路框图 1- 同步电路 2- 发射电路 3- 探 头 4- 工件 5- 缺陷 6- 荧光屏显示 7示波器 8- 时基电路 9- 接收放大电路
图8.1.3 B型显示系统框图 1- Y轴扫描电路 2- 同步电路 3- 发射电路 4- 放大电路 5-电子 束强度调制 6-机械连接 7-探头 8-工件 9-缺陷 10-X轴位置
2. 试块
按一定用途设计制作的具有简单几何形状人工反射体的试样，通常称为 试块。试块和仪器、探头一样，是超声波探伤中的重要工具。其主要作 用为 （1）确定探伤灵敏度 超声波探伤灵敏度太高或太低都不好，太高杂波多，判伤困难，太低会 引起漏检。因此在超声波探伤前，常用试块上某一特定的人工反射体来 调整探伤灵敏度。 （2）测试探头的性能 超声波探伤仪和探头的一些重要性能，如放大线性、水平线性、动态范 围、灵敏度余量、分辨力、盲区、探头的入射点、K值等都是利用试块来 测试的。 （3）调整扫描速度 利用试块可以调整仪器屏幕上水平刻度值与实际声程之间的比例关系， 即扫描速度，以便对缺陷进行定位。
1 超声波探伤仪
超声波探伤仪的作用是产生电振荡并加于换能器（探头）上，激励探 头发射超声波，同时将探头送回的电信号进行放大，通过一定方式显示出 来，从而得到被探工件内部有无缺陷及缺陷位置和大小等信息。图8.1.1 为欧能达5100数字式超声波探伤仪。按缺陷显示方式分类，超声波探伤仪 分为三种，下面重点介绍前两种。
图8.1.1为欧能达5100数字式超声波探伤仪。按缺陷显示方式分类， 超声波探伤仪分为三种，下面重点介绍前两种。 （1） A型显示仪
A型显示脉冲反射式超声波检测仪的基本电路如 图8.1.2所示。同步电路以给定的频率产生周期性的 同步脉冲信号，该信号一方面触发发射电路产生激励 电脉冲加到探头上产生脉冲超声波，另一方面控制时 基电路产生锯齿波加到示波器的X轴偏转板上使光点 从左到右随时间移动。超声波通过耦合剂射入工件， 遇到界面产生反射，回波由已停止激振的原探头（单 探头工作方式）或者是由另一探头（双探头工作方式） 进行接收并转换成相应的电脉冲，然后经放大电路放 大加到示波管的Y轴偏转板上，此时，光点不仅在X轴 上按时间作线性移动，而且受Y轴偏转电压的影响作 垂直运动，从而在时间基线上出现波形。根据反射波 在时间基线上的位置可确定反射面与超声入射面的距 离，根据回波幅度可确定回波声压的大小。
自动检测技术及应用(选择题答案)(1)
考试安排：星期天1点30到3点30在3-101考运动控制；4点到6点在3-101考工厂供电；7点到9点在4-101考微机。
自动检测技术及应用——梁森选择题答案1.单项选择题1）某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%，该压力表的精度等级应定为__C__级，另一家仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买__B__级的压力表。
A. 0 .2 B. 0 .5 C. 1 .0 D. 1.52）某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是__B__。
A.绝对误差B.示值相对误差C.满度相对误差D.精度等级3）在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。
这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的__C__左右为宜。
A.3倍 B.10倍 C.1.5倍 D.0.75倍4）用万用表交流电压档（频率上限仅为5kHz）测量频率高达500kHz、10V左右的高频电压，发现示值还不到2V，该误差属于__D__。
用该表直流电压档测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8V，该误差属于 A 。
A.系统误差B.粗大误差C.随机误差D.动态误差5）重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了__D__。
A.提高精度B.加速其衰老C.测试其各项性能指标D.提高可靠性2.各举出两个非电量电测的例子来说明1）静态测量； 2）动态测量；3）直接测量； 4）间接测量；5）接触式测量； 6）非接触式测量；7）在线测量； 8）离线测量。
3.有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求：1）该表可能出现的最大绝对误差为__A__。
A. 1℃B. 0.5℃C. 10℃D. 200℃2）当示值为20℃时的示值相对误差为__B__，100℃时的示值相对误差为__C__。
自动检测-第八章
8μA 0.8mA 8mA 80mA
霍尔元件的等效电路
在a、b、c、d四个端点之间,等效于一个四臂电桥
霍尔元件的不等位电动势及调零
在额定激励电流下，当外加磁场为零时， 霍尔输出端之间的开路电压称为不等位电动 势E0，它是由于4个电极的几何尺寸不对称引
三、霍尔传感器的应用
霍尔电势是关于I、B、 三个变量的函数，即： EH=KHIBcos 。
利用这个关系可以使其中两个量不变，将第三个 量作为变量，或者固定其中一个量，其余两个量都作 为变量。这使得霍尔传感器可以有许多用途。
霍尔传感器主要用于测量能够转换为磁场变化的其 他物理量。
霍尔特斯拉计（高斯计）
片垂直的方向）的分量，即Bcos，这时的霍
尔电动势为：EH=KHIB cdos
b c 结论：霍尔电势与输入电流I、磁感应强度B成正比。当B的方向改变时，霍尔电 势的方向也随之改变。如果所施加的磁场为交变磁场，霍尔电势为同频率的交变 电势。
2、霍尔元件的特性参数
A、输入电阻Ri 是指霍尔元件两激励电流端的直流
EH=KH IB 式中： KH——霍尔元件的灵敏度。 由于金属材料中的电子浓度n很大，所以灵敏
度KH非常小。而半导体材料中的电子浓度较小，所 以灵敏度比较高。因此作用在半导体薄片上的磁场
强度B越强，霍尔电势也就越高。
霍尔元件的工作原理分析
d a
c
d a
c
b 磁感应强度B为零时的情况
b 磁感应强度B 较大时的情况
霍尔集成电路的调零
当UGN3501M感受的磁场为零时，调节5、 6、7之间的调零电位器，可使第1引脚相对于 第8引脚的输出电压等于零。
自动检测技术及应用课后答案 梁森
4题：1、磁感应强度越大、霍尔电动势越高、成正比
2、信号隔离作用
3、检测直流（静态）磁场
4、200Ω
5、夹线口
5题：(略)
4、请分析霍尔式电流传感器的结构及原理……
磁力 线
按下开 关
提示：载流导线被夹持在电流传感器的铁芯中，导
线上的电流越大，产生的磁感应强度B 也越大，霍尔元
件产生的霍尔电势与被测导线中的电流成正比。直流和 交流电流均可产生霍尔电势，所以霍尔电流传感器有取 代电流互感器的趋势。
3、变小、高电平、变亮
4、5v、4v、吸合
5、恒流、电流驱动、限流/分压、保护、V2管
6、人体接近程度、非接触检测、接近开关、防盗
4题：课堂介绍…
类型：变介电常数
5题：1、 Umin RL R0
I max
RL
500
2、 Uomax Imax RL 5V
3、 U min I max
t 2.5 0.025
2、车长：l v t 115.2 4.25 0.025 3.6(米)
3.6
3、载重与输出波形的幅值成正比； 车速与A、B两相邻波形距离成反比。
6题、7题、8题：(略)
4题、粘度计的工作原理
液体的粘性越大，对振动板 的阻力就越大，振动板的振幅就 越小，所以它的振动加速度就越 小，因此质量块对压电片所施加 的惯性力也就越小，压电片的输
10、A 11、B.A 12、B 13、B
5、A 9、A.C.B.D.C
14、D
2题：1、 S ( D)2 0.785M 2 2 2、 f sin 2 v v 10m / s D 3、 QV S v 7.85m3
自动检测技术及应用课后习题答案(有大题)
11题：参考例题1-4。
9题：1、系统；2、系统；3、系统；4、系统；5、系统+随机； 6、系统；7、随机；8、系统；9、系统+随机；10、随机。
10题：1、系统误差； 2、随机误差； 3、粗大误差。
偏差特别大 弹着点接近正态分布 弹着点均偏向右上侧 10题：下图是射击弹着点示意图，请你分别说出图a、b、c各是什么原因造成的，应如何克服？
判定数字仪表位数的两条原则
能显示0~9所有数字的“位”是“整位”；
分数位的判定：在最大显示值中，以最高位所能显示的数值作为分子，用满量程的最高位作为分母。 例如:当某一数字表最大显示值为±1999（不考虑小数点），满量程计数值为±2000时，则它共有3个整位。最高位只能显示1，满量程最高位为2，所以它是3½位表。
8.汽车、自行车速度及里程的测量
出租车计价器外形 电动助动车仪表盘外形 工业或汽车中经常需要测量运动部件的转速、直线速度及累计行程等参数。现以大家都较熟悉的自行车的车速及累计公里数测量为例…… 与车轮联动 可参考汽车速度的测量原理
观察自行车的结构可知，车速及公里数与车轮的直径及转速成正比，因此应将注意力集中到自行车的前、后轮上。设车轮的直径为D(m)，则周长l =πD，车轮转动的圈数即为自行车行驶距离的基本参数。若转动圈数为N，则累计路程L=N l =NπD ；若每分钟转动的圈数为n(n=N/t圈/分钟)则车速v=60nl/1000(km/h) =0.06 n πD(km/h) 。
7题: (课堂讲解)。
8题：1、 可知：P=160mW；输出电压增加。 2、 0～24V 3、 4、 可知：Rx=3000Ω；UO=12V。
10题：(略)。
4题：1、查表知：α=0.00385。 2、Rt=100(1+0.00385×50)=119.25Ω。 3、查表知：Rt(50)=119.40Ω。 4、∆R=0.15 Ω；(0.15/119.40)×100%=0.126%。
自动检测技术及应用复习提纲
广东省粤东高级技工学校2021-2021学年度第一学期非全日制学历班自动检测技术及应用期中/期末复习提纲第一章自动检测技术根底本章内容包括一个工程和一个拓展实训，通过工程和据展实训掌握自动检测技术根本知识。
以数控车床自动检测系统工程为例，认识数控车床自动检测系统，了解自动检测系统组成。
拓展实训是对本章根本知识的补充应用，以传感器数据处理为拓展实训，学会传感器实验数据的处理，加深传感器特性参数的理解。
1、自动检测系统的组成P3~P4模拟题：试用框图的方式画出一个完整的自动检测系统。
2、掌握测量的定义及测量方法的分类P4模拟题：根据测量的手段分类，测量可分为组合测量和比拟测量。
3、掌握误差分类及对误差的分析P5~P6模拟题：根据误差产生的原因，误差分为系统、偶然` 、人为。
某采购员分别在三家商店购置100kg大米、10kg梨、1kg糖果，发现均少约0.5kg，但该采购员对卖糖果的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是〔〕。
测量的目的是得到被测量的真值。
〔〕根据误差产生的原因，误差可分为绝对误差和相对误差。
〔〕4、理解传感器的定义、组成以及根本特性模拟题：传感器的作用是.把能感受规定的被测量并按照一定的规律.转换成.可用输出信号的器件或装置,实现自动控制的根底。
通常希望传感器的迟滞误差越〔〕越好。
〔〕是指传感器中能直接感受被测量的局部。
A.〔〕是指传感器在稳态工作情况下，传感器输出增量△y及被测量增量△x的比值。
A.传感器的敏感元件是指能直接感受或响应被测量的局部。
〔〕第二章信号处理电路本章内容主要介绍常见信号处理电路，通过工程-电桥电路实验，掌握信号处理的方法。
本章的重点是电桥电路，掌握电桥电路的工作原理和组成。
了解信号放大电路、滤波电路、信号转换电路和信号抗干扰的措施。
1、理解电桥电路的主要作用以及交直流检测系统的组成P17~P21模拟题：交流检测系统主要用于检测阻抗变化的传感器，振荡频率通常在。
自动检测技术及应用课后习题答案
第二版检测技术的选择题（上）2011年01月06日星期四 14:57第一部分思考题与习题答案1.单项选择题1）某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%，该压力表的精度等级应定为 C 级，另一家仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买 B 级的压力表。
A. 0 .2B. 0 .5C. 1 .0D. 1.52）某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是 B 。
A.绝对误差B.示值相对误差C.满度相对误差D.精度等级3）在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。
这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 C 左右为宜。
A.3倍B.10倍C.1.5倍D.0.75倍4）用万用表交流电压档(频率上限仅为5kHz)测量频率高达500kHz、10V左右的高频电压，发现示值还不到2V，该误差属于 D 。
用该表直流电压档测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8V，该误差属于 A 。
A.系统误差B.粗大误差C.随机误差D.动态误差5）重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了 D 。
A.提高精度B.加速其衰老C.测试其各项性能指标D.提高可靠性2.各举出两个非电量电测的例子来说明1）静态测量； 2）动态测量；3）直接测量； 4）间接测量；5）接触式测量； 6）非接触式测量；7）在线测量； 8）离线测量。
3.有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求：1）该表可能出现的最大绝对误差为 A 。
A. 1℃B. 0.5℃C. 10℃D. 200℃2）当示值为20℃时的示值相对误差为 B ，100℃时的示值相对误差为 C 。
A. 1℃B. 5％C. 1％D. 10％4.欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V电压表，其精度应选 B 级。
自动检测技术及应用(复习要点及答案)(1)
《自动检测与转换技术》 本书学习特点：(1) 理清理论和应用之间的关系（题型：选择20个，填充15个，判断5个，简答30分，计算5题30分）熟悉以前的考卷，难度和风格基本和以前考卷相似。
着重理论基础，应用也离不开基础，精力要放在基本知识点，应用实例不要花太多时间。
(2) 重要的知识点要背，否则将无法做简答题，重要的知识点会在考卷中反复出现，可能是简答，也可能是选择。
(3) 力争把计算题拿满分(30分)题型和以前不会有太大变化，所用公式基本相同，但所求量和已知量会有所不同。
第一章 检测技术的基本概念 ——1个计算题、1个简答题以及基本概念知识点1、测量的方法 P5 ①按手段分：直接测量、间接测量； ②按是否随时间变化分：静态测量(缓慢变化) 、动态测量(快速变化)；③按显示方式分 模拟测量、数字测量 (07.04填)偏位式测量——如：弹簧秤P6 测量的具体手段 零位式测量——如：天平、用平衡式电桥来测量电阻值均属零位式测量 微差式测量——如：核辐射钢板测厚仪知识点2、测量误差 P8 （计算题一定有）(1) 绝对误差 △＝A x －A 0 A x 为测量值 A 0为真值(2) 相对误差 a 、实际相对误差 γA ＝△/A 0×100%b 、示值相对误差 γx ＝△/A x ×100%c 、满度相对误差 γm ＝△/A m ×100% A m 为量程 A m ＝A max －A min用于判断仪表准确度等级精确度 s ＝│△m /A m │×100P8 * 我国模拟仪表有7种等级：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0级，其他等级是没有的 P9 例1-1 例1-2 看懂又例：有三台仪表，量程为0～600℃，精度等级2.5级、2.0级、1.5级（仅作例题，实际无2.0级仪表）现需测量500℃左右温度，要求其相对误差不超过2.5%，应选哪只仪表合理？ (07.04计) 解：实际允许误差 △＝500×2.5%＝12. 5℃ 2.5级仪表最大误差 △1＝600×2.5%＝15℃ 2.0级仪表最大误差 △2＝600×2.0%＝12℃ 1.5级仪表最大误差 △3＝600×1.5%＝9℃ 选用2.0级仪表较为合理又例：有一仪表测量范围为0～500℃，重新校验时，发现其最大绝对误差为6℃，问这只仪表可定几级？ (07.04选) (07.04计)解：γm ＝△/A m ×100%＝6/500×100%＝1.2% 该仪表应定为1.5级* P9 (选/判)选用仪表时应兼顾精度等级和量程，通常希望示值落在仪表满度值的2/3以上，选仪表量程为实际值的1.5倍。
自动检测技术及应用
n = 60fc /（Nm2 ） （ = 60*1000000/（1024*3000） （ ） =19.53 r/min
编码器在定位加工中的 编码器在定位加工中的应用 加工中的应用
1—绝对式编码器 绝对式编码器 2—电动机 3—转轴 电动机 转轴 4—转盘 5—工件 转盘 工件 6—刀具 刀具
设该增量式光电编码器 的参数为1024 的参数为1024 p/r，大、小 传动比为5 皮带轮的传动比为 皮带轮的传动比为5，若希望 当加工好元件3 当加工好元件3后紧接着加工 元件4 元件4，则电动机转动了多少 分之几圈？应等待角编码器 分之几圈？应等待角编码器 给出多少脉冲数时， 给出多少脉冲数时，电动机 停转？ 停转？
绝对式编码器（接触式） 绝对式编码器（接触式）演示
4个电刷
4位二进制 码盘 +5V输入 +5V输入 公共码道 最小分辨角度为 α=360°/2n °
观 察 图 11-1b ， 此时码盘的输 出二进制码为 多少？共有几 位码？提示： 读数时，高位 在内，低位在 外。
其他角编码器外形
（参考德国图尔克传感与自动化技术专业公司） 参考德国图尔克传感与自动化技术专业公司）
自动检测技术及应用》教案
自动检测技术及应用第一章：自动检测技术概述1.1 教学目标1. 了解自动检测技术的基本概念、原理和分类。
2. 掌握自动检测技术在工程应用中的重要性。
3. 理解自动检测技术的发展趋势。
1.2 教学内容1. 自动检测技术的定义与原理2. 自动检测技术的分类及特点3. 自动检测技术在工程应用中的案例分析4. 自动检测技术的发展趋势1.3 教学方法1. 讲授法：讲解自动检测技术的基本概念、原理和分类。
2. 案例分析法：分析自动检测技术在工程应用中的实际案例。
3. 讨论法：引导学生思考自动检测技术的发展趋势。
1.4 教学资源1. 教材：自动检测技术及应用。
2. 多媒体课件：图片、视频等。
1.5 教学过程1. 引入：介绍自动检测技术在现代工程中的重要性。
2. 讲解：讲解自动检测技术的定义与原理。
3. 案例分析：分析自动检测技术在工程应用中的案例。
4. 讨论：探讨自动检测技术的发展趋势。
5. 总结：回顾本节课的重点内容。
第二章：传感器技术2.1 教学目标1. 了解传感器的基本概念、分类和性能指标。
2. 掌握常见传感器的原理及应用。
3. 了解传感器信号处理方法。
2.2 教学内容1. 传感器的基本概念与分类2. 传感器的性能指标3. 常见传感器的原理及应用4. 传感器信号处理方法2.3 教学方法1. 讲授法：讲解传感器的基本概念、分类和性能指标。
2. 实例讲解法：介绍常见传感器的原理及应用。
3. 讨论法：分析传感器信号处理方法。
2.4 教学资源1. 教材：自动检测技术及应用。
2. 多媒体课件：图片、视频等。
2.5 教学过程1. 引入：介绍传感器在自动检测技术中的重要性。
2. 讲解：讲解传感器的基本概念与分类。
3. 实例讲解：介绍常见传感器的原理及应用。
4. 讨论：分析传感器信号处理方法。
5. 总结：回顾本节课的重点内容。
第三章：自动检测系统的设计与实现3.1 教学目标1. 掌握自动检测系统的设计步骤。
2. 了解自动检测系统的组成及功能。
自动检测技术及应用答案
二、第二章的提问及回课程组答
问：有一额定荷重为20′103N的等截面空心圆柱式荷重传感器，其灵敏度KF为2mV/V，桥路电压Ｕi为12V，求：
1）在额定荷重时的输出电压Uom；
2）当承载为5′103N时的输出电压Uo为请选择ABCD；
2."三位半"数字显示的分辨力主要看最后一位的数值。
最大显示1999,分辨力就是1
最大显示199.9,分辨力就是0.1
最大显示19.99,分辨力就是0.01
是这样的。
3.(1)P11页,算一算:最大绝对误差是7.5V,但是假设读数是230V时,为什么绝对误差是10V？
我没看明白，
(2)P20,第一章习题的3,4题,要计算示值相对误差,需要知道绝对误差和示值,在不知道真实值时是求不出绝对误差的,…………
例如上述3，1/2的数字电压表的满量程为19.99V时，分辨力是0.01V，对吧！
那么“将分辨力除以仪表的满度量程就是仪表的分辨率”，0.01V/19.99V×100%≈0.05%。
光盘中提到：“仪表的最大显示值的倒数就是仪表的分辨率”，最大显示值为19.99V。
它的倒数是1/1999也约等于0.05%。意思一样的吧。要注意去掉小数点才会一样。
请梁老师说明下这两个题目的不同谢谢
课程组答：1最大误差超过（6÷800）×100%=0.75%，选的是1.0级
2计算出满度相对误差为1.25%，选国家标准的时候，1.25级达不到了所以选1.0级的的不同
1.我们使用的教材是<自动检测与转换技术>第三版,
普通中等职业教育电气规划类教材
机械工业出版社
自动检测技术及应用-检测技术的基本概念精选全文
n
xi / m
解：6个测量值中，2.90m明显是“坏
1
2.2000
值”，给予剔除，将剩下5个带有随机 2
2.2001
误差的测量值求算术平均值x=2.2000m 。 3
可以认为激光干涉测长仪的测量值为 4
相对真值A0=2.204m。
5 6
2.2002 2.1999 2.1998 2.9000
则算术平均值与真值x0之间的误差为系统误差,为负的 0.004m。因此必须在上述校验后,将该磁栅的基准向左调
零位式测量例3：自动平衡电桥
1－滑线电阻 2－电刷 3－指针 4－刻度尺 5－丝杆螺母传动 6－检零放大器 7－伺服电动机
零位式测量例4：
自动平衡电位差计式记录仪表
平衡时间： 小于1s
匀速走纸
微差式测量
微差式测量法是综合了偏位式测量法速度快 和零位式测量法准确度高的优点的一种测量方 法。这种方法预先使被测量与测量装置内部的 标准量取得平衡。当被测量有微小变化时，测 量装置失去平衡。用偏位式仪表指示出其变化 部分的数值。
接触式测量
非接触式测量
例：雷达测速
车载电子警察
离线测量
产品质量的 手工检验
离线测量
产品质量检验
电路板焊接质量检验
.
在线测量
在流水线上， 边加工，边检 测，可提高产 品的一致性和 加工准确度。
例：安装有直 线光栅的数控 机床，一边加 工一边测量直 径和螺纹,到 达设定值时自 动退刀。
防护罩内为测量行程的传感器
2）可能出现的最大绝对误差Δm为多少千帕？ 3）测量结果显示为0.70MPa时，可能出现的最大 示值相对误差γx。
解: 1）可能出现的最大满度相对误差可以从
自动检测技术及应用(选择题答案)
选择题答案1.单项选择题1）某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%，该压力表的精度等级应定为__C__级，另一家仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买__B__级的压力表。
A. 0 .2B. 0 .5C. 1 .0D. 1.52）某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是__B__。
A.绝对误差B.示值相对误差C.满度相对误差D.精度等级3）在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。
这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的__C__左右为宜。
A.3倍B.10倍C.1.5倍D.0.75倍4）用万用表交流电压档（频率上限仅为5kHz）测量频率高达500kHz、10V左右的高频电压，发现示值还不到2V，该误差属于__D__。
用该表直流电压档测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8V，该误差属于 A 。
A.系统误差B.粗大误差C.随机误差D.动态误差5）重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了__D__。
A.提高精度B.加速其衰老C.测试其各项性能指标D.提高可靠性2.各举出两个非电量电测的例子来说明1）静态测量； 2）动态测量；3）直接测量； 4）间接测量；5）接触式测量； 6）非接触式测量；7）在线测量； 8）离线测量。
3.有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求：1）该表可能出现的最大绝对误差为__A__。
A. 1℃B. 0.5℃C. 10℃D. 200℃2）当示值为20℃时的示值相对误差为__B__，100℃时的示值相对误差为__C__。
A. 1℃B. 5％C. 1％D. 10％4.欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V电压表，其精度应选__B__级。
《自动检测技术及应用》教学大纲
《自动检测技术及应用》教学大纲课程基本信息:课程中文名称：自动检测技术及应用总学时：56 其中：理论学时：26 实践学时：30授课对象：2007级机电一体化专业课程分类：专业主干课程一、课程性质和任务《自动检测技术及应用》是机电一体化专业的专业主干课程，学好这门重要的专业主干课，对学生今后的工作将起到十分重要的作用。
本课程的主要任务是：使学生掌握常用传感器的工作原理和一般的检测方法，能够进行一般传感器检测系统的安装、调试、设计和使用。
本课程的性质是：《自动检测技术及应用》课程是和岗位对接的课程，其教学内容来自于岗位实践，作为核心技术课程，通过“理论与实践一体化”。
工学结合为模式，工作过程为基础，形成就九个大项目，42个任务，实行“项目引导-任务驱动”教学模式，以工作情境为支撑，以工作结构为框架，融“教、学、做”为一体，实现专业教学与学生就业岗位实现最大限度的对接。
学生将会获得自动检测技术综合应用能力，现场排除故障能力和工程应用能力。
同时该课程又是《微机控制技术》、《数控机床》、《机器人技术等系统控制类专业技术课程的前导课程。
学生必须在学完《电工基础》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》、《单片机原理及应用》等课程后，才能学习本课程。
《自动检测技术及应用》课程涉及到各种物理量、化学量的测量、变换和处理，并根据工程实际的需要对生产工艺过程、运载体的运动轨迹等实施精确控制，以便提高生产效率，增加产量，提高产品质量，提高武器打击命中率等。
因此，自动检测技术是一门应用十分广泛，对工农业生产、国防等具有十分重要意义的机电、仪表类课程。
该课程涉及到物理学、化学、测试计量学、电子学、计算机、自动控制和机械学等众多学科，其理论和实践性都很强。
其任务在于使学生获得误差理论、传感器、自动检测方法等方面的基本知识和基本技能，并能将所学到的自动检测技术灵活地应用到今后的工作和生产实际中去。
本课程是一门实践性很强的课程，技术发展和知识更新的速度较快，必须注意理论联系实际，加强实践环节，培养学生分析问题和解决问题的能力。
梁森自动检测技术及应用第二版答案
梁森自动检测技术及应用第二版答案【篇一：自动检测,彩色答案】ass=txt>一、填空题（100个）p1-p31、可以进行位移测量的传感器有：光纤传感器、差动变压器、电阻传感器。
2、可以完成温度测量的有：热电偶、热敏电阻、热释电3、半导体式传感器是：磁敏、霍尔元件、气敏传感器、压阻传感器4、光电传感器有：光电耦合器、色敏传感器、光纤传感器、光电二极管5、用于磁场测量的传感器：霍尔器件、磁敏晶体管6、进行振动（或加速度）测量的传感器：磁电传感器、压电传感器7、利用物体反射进行非电量检测的传感器：超声波传感器、红外传感器8、电阻应变片由敏感栅、基片、覆盖层和引线等部分组成。
9、热敏电阻可分为负温度系数热敏电阻和正温度系数热敏电阻型两大类。
10、在热电阻温度测量系统中，热电阻的外引线有两线制、三线制、四线制。
11、热电偶中热电势的大小仅与热电极材料的性质、两端点温度有关，而与热电极尺寸、形状及温度分布无关。
12、差动变压器式传感器理论上讲，衔铁位于中心位置时输出电压为零，而实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为零点残余电压；利用差动变压器测量位移时如果要求区别位移方向（或正负）可采用相敏检波电路。
13、块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭合的电流，利用该原理制作的传感器称电涡流传感器；这种传感器只能测量金属物体。
14、用激光干涉仪对建筑物的缓慢沉降做长期监测属于静态测量。
15、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容的变化来实现对物理量的测量。
16、变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高原来的2 倍。
17、电容式传感器的优点主要有测量范围大、灵敏度高、动态响应时间短、机械损失小、结构简单、适应性强。
18、电容式传感器主要缺点有寄生电容影响较大、当电容式传感器用于变间隙原理进行测量时具有非线性输出特性。
19、电感式传感器是建立在电磁感应基础上的一种传感器。
自动检测技术及应用 第2版第8章
4位BCD码盘
4位格雷码码盘
可根据电刷的位臵得到由：“1”、“0”组成的4 位二进制码。能从图 b)c)可看出电刷位臵与输出编 码的对应关系。 码道的圈数就是二进制的位数，且高位在内，低位在外。 由此可以推断出，若是n位二进制码盘，就有n(4)圈码道， 且圆周均分2n (16)个数据来分别表示其不同位臵，所能分 辨的角度α为
光栅或模板放在可动单元与探测器之间,并具
有与编码单元相同的节距
当所有光栅和可动编码
单元完全调准时，探测
器接收的入射光达到最 大值。随着编码单元离
开位置，接收的光将减
少，直到达最小值。 利用固定光栅来限制光电探测器的视野，因而提高了它的分辨率
为了确定运动方向 a）在一个旋转方向上，信号A超前于信号B；而在相 反方向上，则信号B超前于信号A。 于是，相位检波器便能指示出旋转方向是顺时针还是 反时针如b）。
设测速脉冲数为m1，则被测转速为：
n
60 fm1 Pm
§2
光栅传感器
光栅传感器是根据莫尔条纹原理制成的一种脉冲输出 数字式传感器；由光栅、光路和光电元件以及转换电路 等组成。
一 、光栅的结构与类型
设其中透光的缝宽为，不透光 的缝宽为，一般情况下，光栅 的透光缝宽等于不透光的缝宽， 即a=b。图中W=a+b称为光 栅栅距（也称光栅节距或称光 栅常数）。
对于圆光栅来说，除了参数栅距之外，还经常使用栅距角γ （也称节距角），栅距角是指圆光栅上相邻两刻线所夹的角。
二、基本工作原理
若两光栅栅线之间有很小的夹角，则在近似垂直于 栅线方向上就显现出比栅距宽得多的明暗相间的条 纹6，这就是莫尔条纹，其信号光强分布如曲线7所 示，中间为亮带，上下为两条暗带。 当标尺光栅沿垂直于栅线的方向每移过一个栅距时，莫尔条 纹近似沿栅线方向移过一个条纹间距。用光电元件5接收莫尔条 纹信号，经电路处理后用计数器可得标尺光栅移过的距离。
自动检测技术及应用课后答案-梁森
RL R0 R0 350
4、4-20mA输出改HART协议通信时变为4.5-20.5mA。
U min I'
RL R0 RL 485.4
max
6题：提示：绝缘薄
张力传感器
膜上下两侧的极
板构成变介电常 数的电容器。电 容量与绝缘薄膜 的厚度成正比。 磁粉
制动器
7题、8题、9题：(略)
提示：应考虑 检测道路的平 整性、前方的 障碍物、报警 方式等。
“导盲犬”正在为盲人引路
第八章作业
一、选择题： 1、C 2、A 3、B 6、A 7、C C 8、B
10、D.B 11、D
4、C 9、B
5、C 10、C
2题：8-8用线性IC；8-9、8-10、8-11、8-12用开关型IC
3题：1、0.023T、低电平、0.007T、接近开关.限位开关。
超声波接收器
超声波遥控开门的设计提示
1、首先理解上一页倒车防撞原理图，将超声波发生 器安装到车头位置。
2、用超声波的“发射”和“停止”来分别表示二进 制编码的“1”和“0”。在发射端使用40kHz中频调制， 在接收端，使用40kHz选频放大器解调，就可避开发动机 及其他与40kHz有很大区别的杂声干扰。
3题：1、 UO
Q Cf
Q UO Cf
10000sint( pC)
最大值得Q=10000PC
2、 Q F d F Q 40sint（N）
d
4题：1、20HZ、磁场、衔铁（振动板）、被测溶液 2、阻力大、振幅小、加速度小、惯性力小、UO小 3、温度高时粘度变小
5题：1、车速：v s 2.0 3.6 115.2(km/ h)
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线性型霍尔特性
右图示出了具有双 端差动输出特性的线性 霍尔器件的输出特性曲 线。当磁场为零时，它 的输出电压等于零；当 感受的磁场为正向（磁 钢的S极对准霍尔器件 的正面）时， 输出为 正；磁场反向时，输出 为负。
请画出线性范围
开关型霍尔集成电路
开关型霍尔集成电路是将霍尔元件、稳 压电路、放大器、施密特触发器、OC门（集 电极开路输出门）等电路做在同一个芯片 上。当外加磁场强度超过规定的工作点时， OC门由高阻态变为导通状态，输出变为低电 平；当外加磁场强度低于释放点时，OC门重 新变为高阻态，输出高电平。较典型的开关 型霍尔器件如UGN3020等。
n 60
22
线性霍尔
S
N
磁铁
霍尔转速表原理
当齿对准霍尔元件时，磁力线集中穿过霍尔 元件，可产生较大的霍尔电动势，放大、整形后 输出高电平；反之，当齿轮的空挡对准霍尔元件 时，输出为低电平。
霍尔转速传感器在汽车防抱死装置 （ABS）中的应用
带有微 型磁铁 的霍尔 传感器
钢质
霍尔
若汽车在刹车时车轮被抱死，将产生危险。 用霍尔转速传感器来检测和保持车轮的转动，有 助于控制刹车力的大小和防止侧偏。
电动自行车的无刷电动机及控制电路
利用 PWM 调速
去速度 控制器
光驱用的无刷电动机内部结构
霍尔式接近开关
当磁铁的有效磁极接 近、并达到动作距离时， 霍尔式接近开关动作。霍 尔接近开关一般还配一块 钕铁硼磁铁。
霍尔式接近开关
当磁铁随运 动部件移动到距 霍尔接近开关几 毫米时，霍尔IC 的输出由高电平 变为低电平，使 继电器吸合或释 放，控制运动部 件停止移动（否 则将撞坏霍尔 IC），起限位的 作用。
第八章
霍尔传感器
本章主要学习霍尔传感器 的工作原理、霍尔集成电路的 特性及其在检测技术中的应 用，还涉及交直流电流传感器 以及安全栅。
霍尔元件是 一种四端元件
第一节
霍尔元件的结构及工作原理
半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场中， 磁场方向垂直于薄片，当有电流I 流过薄片时，在 垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势EH，这 种现象称为霍尔效应。 d a c b
用霍尔IC只能用于铁 磁材料的检测，并且还需要 建立一个较强的闭合磁场。
霍尔式接近开关用于 f 转速测量演示 n= 60
4
(r/min)
T
软铁分流翼片
开关型霍尔IC
将被测电流的 导线穿过霍尔电流 传感器的检测孔。 当有电流通过导线 时，在导线周围将 产生磁场，磁力线 集中在铁心内，并 在铁心的缺口处穿 过霍尔元件，从而 产生与电流成正比 的霍尔电压。
ห้องสมุดไป่ตู้
齐纳安全栅（简称安全栅）
2015/12/6 Sunday
小型安全栅
52
安全栅电路
安全栅的安装和使用
1. “一次仪表”安装在危险区（称为“本安 侧”），电缆接到安全栅右端接线端子3、4； 2. “二次仪表”安装在安全区（称为“非本安 侧”），电缆接到安全栅的左端接线端子1、2。 3. 安全栅被设置在安全区一侧，在正常情 况下不影响测量系统的功能。 4.安全栅必须可靠接地。
安全栅的组成和保护原理
（1）电流限制回路 它能在本安侧对地短路或元 器件损坏等故障情况下，把输出电流限制在安全数值 之内。 （2）电压限制回路 它由齐纳二极管组成。当非 本安侧电压超过齐纳二极管额定工作电压或串入干扰 高电压时，齐纳二极管被击穿而导通，使快速熔断器 熔断，起限制电压作用。 （3）快速熔断器 可更换的快速熔断器用来保护 齐纳管不被烧毁，因此要求快速熔断器的熔断时间快 于齐纳二极管的过热时间。
霍尔转速表的其他安装方法
霍尔元件
磁铁
只要黑色金属旋转体的表面存在缺口或突 起，就可产生磁场强度的脉动，从而引起霍尔电 势的变化，产生转速信号。
霍尔式无触点汽车电子点火装置 汽车点火线圈
高压输出 接头 12V低压电源 输入接头
采用霍尔式无 触点电子点火装置能 较好地克服汽车合金 触点点火时间不准 确、触点易烧坏、高 速时动力不足等缺 点。
霍尔元件
霍尔高斯计（特斯拉计）的使用
霍尔元件
磁铁
霍尔传感器用于测量磁场强度
测量铁心 气隙的B值
霍尔元件
霍尔转速表
在被测转速的转轴上安装一个齿盘，也可选取机 械系统中的一个齿轮，将线性型霍尔器件及磁路系统 靠近齿盘。齿盘的转动使磁路的磁阻随气隙的改变而 周期性地变化，霍尔器件输出的微小脉冲信号经隔 f 直、放大、整形后可以确定被测物的转速。
开关型霍尔集成电路 的外形及内部电路
Vcc
霍尔 元件
施密特 触发电路
OC门
.
双端输入、 单端输出运放
开关型霍尔集成电路 （OC门输出）的接线
请按以下电路，将下一页中的有关元件连接起来.
开关型霍尔集成电路 与继电器的接线
?
开关型霍尔集成电路的史密特输出特性
回差越 大，抗振动 干扰能力就 越强。 当磁铁从远到近地接近霍尔IC，到多少 特斯拉时输出翻转？当磁铁从近到远地远离 霍尔IC，到多少特斯拉时输出再次翻转？回 差为多少特斯拉？相当于多少高斯（Gs）？
霍尔电流传感器
所实现的多媒体界面：
霍尔电流传感器演示
铁心
线性霍尔IC
EH=KI I
其他霍尔 电流传感器
其他霍尔电流 传感器（续）
霍尔钳形电流表（交直流两用）
豁口
压舌
霍尔钳形电流表演示
被测电流的 70.9A 导线未放入 铁心时示值 为零
直流200A量程
霍尔钳形 霍尔钳形 电流表演示 电流表演示
磁感应强度B为零时的情况
磁感应强度B 较大时的情况
作用在半导体薄片上的磁场强度B越强，霍尔电势 也就越高。霍尔电势EH可用下式表示： EH=KH IB
霍尔效应演示
a
d
c
b
当磁场垂直于薄片时，电子受到洛仑兹力的 作用，向内侧（d侧）偏移，在半导体薄片c、d方 向的端面之间建立起霍尔电势。
磁场不垂直于霍尔元件时的霍尔电动势
汽车电子点火装置使用的点火控制器、 霍尔传感器及点火总成
磁铁 点火总成
霍尔式无刷电动机
霍尔式无刷电动机取消 了换向器和电刷，而采用霍尔 元件来检测转子和定子之间的 相对位置，其输出信号控制电 普通直流电动机使 枢电流的换向，维持电动机的 用的电刷和换向器 正常运转。 由于无刷电动机不产生 电火花及电刷磨损等问题，所 以它在录像机、CD唱机、光 驱等家用电器中得到越来越广 泛的应用。
70.9A
钳形表的环形铁 心可以张开， 导线由此穿过
霍尔钳形电流表的使用
被测电流的导线从此处穿入钳 形表的环形铁心 手指按下此处，将钳形表的 铁心张开 将被测电流导线逐根夹 到钳形表的环形铁心中
将空调电源的“三芯护套线” 夹到钳形表的环形铁心中，钳形 表的示值为多少？为什么？
霍尔钳形电流表的使用（续）
霍尔式无触点汽车电子点火装置工作原理
桑塔纳汽车霍尔式分电器示意图
a）带缺口的触发器叶片 电路之间的安装关系 b）触发器叶片与永久磁铁及霍尔集成 c）叶片位置与点火正时的关系
1-触发器叶片 2-槽口 3-分电器转轴 4-永久磁铁 5-霍尔集成电路（PNP型霍尔IC）
霍尔式无触点汽车电子点火装置(续）
霍尔元件的主要外特性参数
最大磁感应强度BM
线性区
上图所示霍尔元件的线性范围是负的多少高斯 至正的多少高斯？（1T＝104Gs）
霍尔元件的主要外特性参数（续）
最大激励电流IM : 由于霍尔电势随激励电流增大而增大，故 在应用中总希望选用较大的激励电流。但激励 电流增大，霍尔元件的功耗增大，元件的温度 升高，从而引起霍尔电势的温漂增大，因此每 种型号的元件均规定了相应的最大激励电流， 它的数值从几毫安至十几毫安。
叉形钳形表 漏磁稍大， 但使用方便
用钳形表测量 电动机的相电流
霍尔式电流 谐波分析仪
被测电流的 谐波频谱 铁心的 杠杆压舌
铁心的 开合缝隙
霍尔电流传感器的技术指标
某型号霍尔电流传感器技术指标
额定输入电流：300A 额定输出电：4±1% V 电源电压： ±15±5% V 失调电压： 25 mV 失调电压漂移：≤±1mV/℃ 线性度： ≤1%FS 响应时间：≤7μS 绝缘电压：50HZ，1min，2.5 KV 工作温度：-10～+70 ℃
若磁感应强度B不垂直于霍尔元件，而是与其法线 成某一角度 时，实际上作用于霍尔元件上的有效磁 感应强度是其法线方向（与薄片垂直的方向）的分 量，即Bcos，这时的霍尔电势与法线的夹角的余弦成 正比：
EH=KHIBcos
磁场不垂直于霍尔元件时的霍尔电动势演示
d
a c
b
结论：霍尔电势与输入电流I、磁感应强度B成正比。 当B的方向改变时，霍尔电势的方向也随之改变。 如果所施加的磁场为交变磁场，霍尔电势为同频率 的交变电势。
匝数比：1：2000
闭环霍尔电流传感器的原理电路
霍尔电流传感器的技术指标与计算
“匝数比” ：
N P IS NS I P
NP被定义为“一次测线圈”的匝数， 一般取NP=1； NS为厂家所设定的“二次侧线圈的匝数”
霍尔电流传感器的计算
设某型号霍尔电流传感器的额定匝数比 NP/NS=1/2000，标准额定电流值IPN=300A，二 次侧的负载电阻RS=30Ω。通电后，用电流表 测得二次侧电流IS=0.1A，求输出到弱电回路的 电压US和被测电流IP。
无刷电动机在电动自行车上的应用
电动自行车
无刷电动机
可充电 电池组
无刷电动机在电动 自行车上的应用
无刷直流电动机 的外转子采用高性能 钕铁硼稀土永磁材 料；三个霍尔位置传 感器产生六个状态编 码信号，控制逆变桥 各功率管通断，使三 相内定子线圈与外转 子之间产生连续转 矩。具有效率高、无 火花、可靠性强等特 点。