第二版自动检测技术参考答案
《自动检测技术及应用(第2版)》梁(1-12章练习思考题答案)
第一章检测技术的基本概念思考题与习题答案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%，该压力表的准确度等级应定为____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.准确度等级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.提高准确度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℃，准确度为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____。
自动检测技术(第二版)课后题答案
有关修改的说明红色字：建议删去的文字 绿色字：建议增加的文字黄色字：认为原稿中可能有问题的文字，请仔细考虑 灰色字：本人的说明性文字公式和图的带黄色的编号不用管他1.1 什么是检测装置的静态特性？其主要技术指标有哪些？ 答：静态特性是指检测系统在被测量各值处于稳定状态时，输出量与输入量之间的关系特性。
静态特性的主要技术指标有：线性度、精度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、可靠性等。
1.2 什么是检测装置的动态特性？其主要技术指标有哪些？答：动态特性是指动态测量时，输出量与随时间变化的输入量之间的关系。
动态特性的主要技术指标有：动态误差、响应时间及频率特性等。
1.3 不失真测试对测量系统动态特性有什么要求？答：①输入信号中各频率分量的幅值通过装置时，均应放大或缩小相同的倍数，既幅频特性是平行于横轴的直线；②输入信号各频率分量的相角在通过装置时作与频率成正比的滞后移动，即各频率分量通过装置后均延迟相同的时间t ，其相频率特性为一过原点并有负斜率的斜线。
1.4 测量系统动态参数测定常采用的方法有哪些？ 答：动态特性参数测定方法常因测量系统的形式不同而不完全相同，从原理上一般可分为正弦信号响应法、阶跃信号响应法、脉冲信号响应法和随机信号响应法等。
1.5 某位移传感器，在输入位移变化1mm 时，输出电压变化300mv ，求其灵敏度？ 答：灵敏度可采用输出信号与输入信号增量比表示，即3001300==∆∆=x u k mv/mm1.6 用标准压力表来校准工业压力表时，应如何选用标准压力表精度等级？可否用一台0.2级，量程0～25MPa 的标准表来检验一台1.5级，量程0～2.5MPa 的压力表?为什么？ 解：选择标准压力表来校准工业用压力表时，首先两者的量程要相近，并且标准表的精度等级要高于被校表精度等级，至少要高一个等级。
题中若标准表是0.2级，量程0～25MPa ，则该标准表可能产生的最大绝对误差为2.0)025(1max ⨯-=∆％＝0.05MPa被校表是1.5等级，量程0～2.5MPa ，其可能产生的最大绝对误差为5.1)05.2(2max ⨯-=∆％＝0.0375MPa显然1max ∆>2max∆，这种选择是错误的，因为虽然标准表精度等级较高，但是它的量程太大，故不符合选择的原则。
《自动检测技术》习题集及部分参考答案
《自动检测技术》习题集及部分参考答案第一章传感器和测量的基本知识§1-1测量的基本概念复习思考题1．测量的定义及其内容是什么？2．直接测量和间接测量的定义是什么？3．直接测量的方法有几种方法？它们各自的定义是什么？4．仪表精度有几个指标？它们各自的定义是什么？（学习指导p1）5．仪表分辨力的定义是什么？作业题1．测量是借助和，通过和，取得被测对象的某个量的大小或符号；或者取得与之间的关系。
（专用技术；设备；实验；计算；一个变量；另一变量）2．测量是将被测量与通过专用的技术和设备进行获得被测量对比表示测量结果时，必须注明（同性质的标准量；比较；标准量倍数；标准量某0的单位）3．直接测量是从事先上读出被测量的大小。
间接测量是利用与之间的函数关系，先测出，再通过相应的函数关系，被测量的数值。
（分度好的表盘；被测量；某种中间量；中间量；计算出）4．直接测量方法中，又分，和（零位法；偏差法；微差法）5．零位法是指与在比较仪器中进行，让仪器指零机构，从而确定被测量等于该方法精度（被测量；已知标准量；比较；达到平衡（指零）；已知标准量；较高）6．偏差法是指测量仪表用相对于，直接指出被测量的大小。
该法测量精度一般不高。
（指针、表盘上刻度线位移）7．微差法是和的组合。
先将被测量与一个进行，不足部分再用测出。
（零位法；偏差法；已知标准量；比较；偏差法）8．测量仪表指示值程度的量称为精密度。
测量仪表指示值有规律地程度的量称为准确度。
（不一致；偏离真值）9．测量仪表的精确度简称，是和的总和，以测量误差的来表示。
（精度；精密度；准确度；相对值）10．显示仪表能够监测到被测量的能力称分辨力。
（最小变化）§1-2传感器的一般特性复习思考题1．试述传感器的定义及其在检测中的位置。
2．传感器静态特性和动态特性的定义是什么？3．传感器静态特性的技术指标及其各自的定义是什么？作业题1．传感器是与被测对象接触的环节，它将被测量转换成与的的机构。
自动检测技术与装置(第二版) 复习题答案
1、检测仪表有哪几个基本的组成部分？各部分起什么作用。
答：检测仪表的组成：传感器+变送放大机构+显示器。
1.传感器直接与被测量对象相联系，感受被测参数的变化，并将被测参数信号转换成相应的便于进行测量和显示的信号输出。
2.变放大机构将感受件输出的信号直接传输给显示器或进行放大和转换，使之成为适应显示器的信号。
2、检测仪表的常用技术性能有哪些？答：精度、变差、灵敏度和灵敏限、线性度、死区3、按误差的来源分类，有哪几类？各类有何特点？答：1检测系统误差 2随机误差 3 疏忽误差系统误差的误差的特点是测量结果向一个方向偏离，其数值按一定规律变化。
随机误差的特点是相同条件下，对同一物理量进行多次测量，由于各种偶然因素，会出现测量值时而便大时而偏小的误差现象。
随机误差既不能用实验方法消除，也不能修正，虽然他的变化无一定规律可循，但是在多次重复测量时，总体服从统计规律。
疏忽误差是指在一定的测量条件下，测得的值明显偏离其真值，既不具有确定分布规律，也不具有随机分布规律的误差，疏忽误差是由于测试人员对仪器不了解或因思想不集中，粗心大意导致错误的读数，使测量结果明显的偏离了真值的误差。
4 * 、说明弹簧管压力表的具体结构；使用中如何选择？答：弹簧压力表也由外壳部分、指针、刻度盘。
弹簧管、弯管、和传动机构等六个主要部分主成。
弹簧管的内腔为封闭形式，外界压力作用于弹簧管外侧，使弹簧管变形，由传动机构带动指针转动指出环境压力。
压力表的选用原则：主要考虑量程、精度和型5 * 、常用热电偶有哪几种？比较说明其主要的特点。
答：常用热电偶有：S （铂铑— 铂）、K （镍铬—镍硅）、E （镍铬—铜镍）三种S 型的特点是熔点高，测温上限高，性能稳定、精度高、100度以下热电势极小，所以可不必考虑冷端温度补偿，价昂，热电势小，线性差，只适合于高温域的测量；K 型特点是热电势大，线性好，稳定性好，价廉，但材料较硬、在1000度以上长期使用会引起热电势漂移，多用于工业测量；E 型特点，热电势比K 型热电偶大50% 左右，线性好，耐高湿度，价廉，但不能用于还原性气氛，多用于工业测量。
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〕2021年01月06日星期四14:57第一局部思考题与习题答案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置压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%,应购置 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置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,该误差届于D 。
用该表直流电压档测量5号十电池电压，发现每次示值均为 1.8V，该误差届于 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0〜200C，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 CB. 0.5 CC. 10 CD. 200 C2〕当示值为20C时的示值相对误差为B , 100C时的示值相对误差为C 。
A.1 CB. 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：假设选用量程为250V电压表，其精度应选B级。
自动检测技术及其应用 第二版梁森 课后标准答案
R1 R2
R4 R3
、RP；
2、右边、变大、变小。 3、交流电源、防止引起极化。
7题: (课堂讲解)。
8题：1、 P U 2 可知：P=160mW；输出电压增加。
R
2、 0～24V
3、UO
Ei
x l
4、
Rx
10103
x l
可知：Rx=3000Ω；UO=12V。
9题：1、 相等、平衡、平衡、温度补偿。 2、 变小、不平衡、调节零点、限幅、左边。 3、 0.02。 4、偏小、气化带走热量、氧化/腐蚀。 5、PTC热敏电阻。 6、（略）。
求……
F
R1
R3
R2
荷重传感器演示
气泡式水平仪的结构及外形
6、密封的玻璃内充入导电液体，中间保留一个小 气泡。玻璃管两端各引出一根不锈钢电极。在玻璃管中 间对称位置的下方引出一个不锈钢公共电极。请……
气泡
气泡
不锈钢电极之间应采用交流（例如50Hz）供电。 若使用直流，会使水分子电离，性能变坏。
利用热丝测量气体流速（流量）
如，一台数字表最大值为2999 ，满量程为3000， 则它是32/3位表；右下图所示的温度数字表最大值为 399，满量程为400，则它是23/4位表。
再如，一台如右图的数字电压表， 其最大显示值 为399.9V，最高位只能显示0、1、2、3这四个数字（有 时0不予显示），所以它是33/4位表。
用普通的3½位DMM测量220V或380V工频 电压时，量程必须选择700V AC档；相比之 下，使用33/4位的DMM只需选择400V-AC档， 准确度优于700V-AC档，既不欠量程也不超 量程，分辨力也提高了许多。
第二章作业
一、选择题： 1、B、D、A 5、A、D
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。
第二版自动检测技术参考答案
第二版自动检测技术参考答案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为C，另一家仪表厂需要购买压力表。
希望压力表满度的相对误差小于0.9%，应购买b级的压力表。
a、 0.2b。
0.5摄氏度。
1.0d。
一点五2）某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少大约0.5公斤，但买家对出售巧克力的商店有最大的意见。
在这个例子中，这种心理效应的主要原因因素是b。
a、绝对误差B.指示的相对误差C.满量程的相对误差D.精度等级3）购买线性仪器时，必须从同一系列仪器中选择适当的量程。
此时，必须考虑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）使用万用表的交流电压档（频率上限仅为5KHz）测量频率约为500KHz和10V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，结果表明，各示值均为1.8V，误差为a。
a.系统误差b.粗大误差c.随机误差d.动态误差5）重要场合使用的部件或仪表在采购后应进行高低温循环老化试验。
目的是了d。
a、提高准确性B.加速老化C.测试其性能指标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）接触测量；6）非接触测量；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摄氏度b.0.5摄氏度c.10摄氏度d.200摄氏度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.测量240V左右的电压，要求被测指示相对误差的绝对值不大于0.6%。
问：如果被选中量程为250v电压表，其精度应选b级。
若选用量程为300v，其精度应选c级，若应选择量程为500V的电压表，其精度应为C级。
自动检测技术(第二版)课后题答案
有关修改的说明红色字：建议删去的文字 绿色字：建议增加的文字黄色字：认为原稿中可能有问题的文字，请仔细考虑 灰色字：本人的说明性文字公式和图的带黄色的编号不用管他1.1 什么是检测装置的静态特性？其主要技术指标有哪些？ 答：静态特性是指检测系统在被测量各值处于稳定状态时，输出量与输入量之间的关系特性。
静态特性的主要技术指标有：线性度、精度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、可靠性等。
1.2 什么是检测装置的动态特性？其主要技术指标有哪些？答：动态特性是指动态测量时，输出量与随时间变化的输入量之间的关系。
动态特性的主要技术指标有：动态误差、响应时间及频率特性等。
1.3 不失真测试对测量系统动态特性有什么要求？答：①输入信号中各频率分量的幅值通过装置时，均应放大或缩小相同的倍数，既幅频特性是平行于横轴的直线；②输入信号各频率分量的相角在通过装置时作与频率成正比的滞后移动，即各频率分量通过装置后均延迟相同的时间t ，其相频率特性为一过原点并有负斜率的斜线。
1.4 测量系统动态参数测定常采用的方法有哪些？ 答：动态特性参数测定方法常因测量系统的形式不同而不完全相同，从原理上一般可分为正弦信号响应法、阶跃信号响应法、脉冲信号响应法和随机信号响应法等。
1.5 某位移传感器，在输入位移变化1mm 时，输出电压变化300mv ，求其灵敏度？ 答：灵敏度可采用输出信号与输入信号增量比表示，即3001300==∆∆=x u k mv/mm1.6 用标准压力表来校准工业压力表时，应如何选用标准压力表精度等级？可否用一台0.2级，量程0～25MPa 的标准表来检验一台1.5级，量程0～2.5MPa 的压力表?为什么？ 解：选择标准压力表来校准工业用压力表时，首先两者的量程要相近，并且标准表的精度等级要高于被校表精度等级，至少要高一个等级。
题中若标准表是0.2级，量程0～25MPa ，则该标准表可能产生的最大绝对误差为2.0)025(1max ⨯-=∆％＝0.05MPa被校表是1.5等级，量程0～2.5MPa ，其可能产生的最大绝对误差为5.1)05.2(2max ⨯-=∆％＝0.0375MPa显然1max ∆>2max∆，这种选择是错误的，因为虽然标准表精度等级较高，但是它的量程太大，故不符合选择的原则。
自动检测技术及仪表控制系统第二版复习重点及思考题答案
自动检测技术及仪表控制系统第二版复习重点及思考题答案=+平均无故障工作时间有效度平均无故障工作时间平均故障修复时间1基本知识引论1、测量范围、测量上、下限及量程测量范围：仪器按照规定的精度进行测量的被测变量的范围测量下限：测量范围的最小值测量上限：测量范围的最大值量程：量程=测量上限值-测量下限值1.2.3灵敏度：被测参数改变时，经过足够时间仪表指示值达到稳定状态后，仪表输出变化量与引起此变化的输入变化量之比灵敏度Y U=1.2.4误差绝对误差：?max δ绝对误差 = 示值－约定真值相对误差：δ相对误差（%）= 绝对误差/约定真值引用误差：max δ引用误差（%）= 绝对误差/量程最大引用误差：最大引用误差（%） = 最大绝对误差/量程允许误差：最大引用误差≤允许误差1.2.5精确度仪表的精确度通常是用允许的最大引用误差去掉百分号后的数字来衡量。
精确度划分为若干等级，简称精度等级，精度等级的数字越小，精度越高1.2.8可靠度：衡量仪表能够正常工作并发挥其同能的程度课后习题1.1检测及仪表在控制系统中起什么作用，两者关系如何？检测单元完成对各种参数过程的测量，并实现必要的数据处理；仪表单元则是实现各种控制作用的手段和条件，它将检测得到的数据进行运算处理，并通过相应的单元实现对被控变量的调节。
关系：二者紧密相关，相辅相成，是控制系统的重要基础1.2 典型检测仪表控制系统的结构是怎样的，各单元主要起什么作用？被控——检测单元——变送单元——显示单元——操作人员对象——执行单元——调节单元—作用：被控对象：是控制系统的核心检测单元：是控制系统实现控制调节作用的及基础，它完成对所有被控变量的直接测量，也可实现某些参数的间接测量。
变送单元：完成对被测变量信号的转换和传输，其转换结果须符合国际标准的信号制式。
变：将各种参数转变成相应的统一标准信号；送：以供显示或下一步调整控制用。
显示单元：将控制过程中的参数变化被控对象的过渡过程显示和记录下来，供操作人员及时了解控制系统的变化情况。
传感器与自动检测技术(第二版)余成波主编第三章答案
传感器与自动检测技术作业电信10-1杨文军1006110124第三章3.3 金属电阻式应变片和半导体电阻应变片在工作原理上有何不同？答：金属电阻式应变片是利用金属材料的电阻定律，应变片的结构尺寸变化时，电阻也会相应地变化，其电导率P 并未发生变化。
而半导体电阻应变片的工作原理基于材料的压阻效应。
压阻效应又是指当半导体材料的某一轴向受外力作用是，其电导率P 则发生变化的现象。
3.5 某一直流电桥，供电电源电动势V E 3=,Ω==10043R R ，1R 和2R 为相同型号的电阻应变片，其电阻均为Ω100，灵敏度系数0.2=K 。
两只应变片分别黏贴于等强度梁同一截面的正、反两面。
设等强度梁在受力后产生的应变为5000µɛ，试求此时电桥输出端电压O U 。
解：由题意知：分析得差动电桥 因为：)(433221111R R R R R R R R R E U O +-∆-+∆+∆+= 又432121,,R R R R R R ==∆=∆， 所以1121R R E U O ∆=又有11R R ∆=X S K ε；因此：V EK U x S O 015.010*******1216=⨯⨯⨯⨯==-ε 所以：此时电桥输出电压U0=0.015V 。
3.6 哪些因素引起应变片的温度误差，写出相对的误差表达式，并说明电路补偿法的原理。
答：第一，由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差 , 称为应变片的温度误差。
产生应变片温度误差的主要因素有 : a 、电阻温度系数的影响：:敏感栅的电阻丝阻值随温度变化的关系可用下式表示：当温度变化Δ t 时 , 电阻丝电阻的变化值为 Δ Rt=Rt- R0= Ro α o Δ t ；b 、试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响 ：当试件与电阻丝材料的线膨胀系数相同时 , 不论环境温度如何变化 , 电阻丝的变形仍和自由状态一样 , 不会产生附加变形。
当试件和电阻丝线膨胀系数不同时 , 由于环境温度的变化 , 电阻丝会产生附加变形 , 从而产生附加电阻。
自动检测技术及其应用梁森第二版课后标准解答
随着科技的不断进步和应用需求的不断提高，自动检测技术将朝 着更高精度、更高速度、更高可靠性、更低成本的方向发展，同 时还将与人工智能、大数据等先进技术相结合，实现更加智能化 、自动化的检测和分析。
教材结构与内容安排
教材结构
《自动检测技术及其应用》第二版教材共分为绪论、自动检测技术基础、传感器技术、测量仪表与电路、计算机 测控技术、自动检测系统设计及应用实例等六章内容。
根据检测目标、测量范围、精度要求等因素选择合适的传感器型号。
信号调理电路配置
根据传感器输出信号的特点和实际需求，选择合适的运算放大器、 滤波器、模数转换器等器件，并设计相应的电路。
数据采集与处理系统配置
根据实际需求选择合适的数据采集卡、计算机等设备，并配置相应 的数据处理软件。
实际应用案例分析
温度检测系统
高精度、高灵敏度、高可靠性 、高适应性等。
典型传感器原理剖析
电容式传感器
将被测物理量的变化转换成电容 值的变化。具有灵敏度高、动态
响应好、结构简单等优点。
电感式传感器
利用电磁感应原理，将被测物理 量的变化转换成线圈自感或互感 系数的变化。具有测量精度高、
稳定性好等优点。
电阻式传感器
利用电阻应变效应，将被测物理 量的变化转换成电阻值的变化。 具有结构简单、测量范围广、精
传感器作用
传感器是实现自动检测和自动控制的 首要环节，其性能直接影响整个系统 的精度和稳定性。
传感器分类与特点
01
02
03
04
按被测物理量分类
如温度传感器、压力传感器、 位移传感器等。
按工作原理分类
如电阻式传感器、电容式传感 器、电感式传感器等。
按输出信号分类
传感器与自动检测技术(第2版)余成波—第三章部分答案
《传感器与自动检测技术》作业电信10—2班 马小龙 10061102133.3金属电阻式应变片和半导体电阻应变片在工作原理上有何不同？答：金属电阻式应变片是利用金属材料的电阻定律，应变片的结构尺寸变化时，电阻相应地变化，其电导率P 并未发生变化。
而半导体电阻应变片的工作原理基于材料的压阻效应。
压阻效应又是指当半导体材料的某一轴向受外力作用是，其电导率P 则发生变化的现象。
3.5如下图所示为一直流电桥，供电电源电动势E=3v ，R3=R4=100，R1和R2为相同型号的电阻应变片，其电阻值均为100，灵敏度系数K=2.0.两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正、反两面。
设等强度梁在变力后产生的应变为5000µε，试求此时电桥输出端电压Uo.解：此电桥为采用全桥工作方式，故5.7410532430=⨯⨯⨯==-U K U εmV 3.6哪些因素引起应变片的温度误差，写出相应误差表达式，并说明电路补偿的原理。
答：（1）由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差 , 称为应变片的温度误差。
产生应变片温度误差的主要因素有 : a 、电阻温度系数的影响：:敏感栅的电阻丝阻值随温度变化的关系可用下式表示：当温度变化Δ t 时 , 电阻丝电阻的变化值为 ΔRt=Rt- R0= Ro α o Δ t ；b 、试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响 ：当试件与电阻丝材料的线膨胀系数相同时 , 不论环境温度如何变化 , 电阻丝的变形仍和自由状态一样 , 不会产生附加变形。
当试件和电阻丝线膨胀系数不同时 , 由于环境温度的变化 , 电阻丝会产生附加变形 , 从而产生附加电阻。
有：Δ R /Ro=αΔ t 。
(2)电阻应变片的温度补偿方法:电阻应变片的温度补偿方法通常有线路补偿法和应变片自补偿两大类。
1) 线路补偿法 :电桥补偿是最常用的且效果较好的线路补偿法。
图 3 - 4所示是电桥补偿法的原理图。
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.c 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 w 尽量使选购的仪表量程为欲测量的 C 左右为宜。
da A.3 倍
B.10 倍
C.1.5 倍
D.0.75 倍
kh 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， w 发现每次示值均为 1.8V，该误差属于 A 。
案 n 等于___A___r/min。
A. 400
B. 3600
C. 24000
D. 60
答 2. 用一电涡流式测振仪测量某机器主轴的轴向窜动，已知传感器的灵敏度为
2.5mV/mm。最大线性范围（优于 1%）为 5mm。现将传感器安装在主轴的右侧，如图 4-19a
课后 所示。使用高速记录仪记录下的振动波形如图 4-19b 所示。问：
B. 塑料
C. 纸
D. 鸡饲料
案 6）图 5-22 中，当储液罐中装满液体后，电容差压变送器中的膜片____A______。
答 A.向左弯曲 B. 向右弯曲 C.保持不动
后 7）自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是___B___。
课 A. 瞬时流量，单位为 t/h
C. 瞬时流量，单位为 k/g
B. 累积流量，单位为 t 或 m3 D. 累积流量，单位为 kg
8）在图 5-23 中，管道中的流体自左向右流动时，_____A____。
A. p1 〉p 2 B. p1〈 p 2
C. p1 =p 2
9）管道中流体的流速越快，压力就越_____B____。
A. 大 B.小
C.不变
2．图 5-24 是利用分段电容传感器测量液位的原理示意图。玻璃连通器 3 的外圆壁上 等间隔地套着 N 个不锈钢圆环,显示器采用 101 线 LED 光柱（第一线常亮，作为电源指示）。
案 2）在实验室作检验标准用的压电仪表应采用___D___压电材料；能制成薄膜，粘贴在
一个微小探头上、用于测量人的脉搏的压电材料应采用___C___；用在压电加速度传感器
答 中测量振动的压电材料应采用__B____。
A. PTC
2）动态测量； 4）间接测量；
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 。
B. 电容是变量，电感保持不变
da C. 电容保持常数，电感为变量
D. 电容和电感均保持不变
kh 4）利用图 5-14 所示的湿敏电容可以测量__B____。
w. A. 空气的绝对湿度
B. 空气的相对湿度
ww C. 空气的温度
D. 纸张的含水量
网 5）电容式接近开关对___D___的灵敏度最高。
A. 玻璃
1） 当输出电压为 50mV 时，压力 p 为多少千帕？
2）在图 a、b 上分别标出线性区，综合判断整个压力传感器的压力测量范围是___C___ （线性误差小于 2.5%）。
A. 0~50 B.-60~60V C.-55~55 D.-70~70
图 3-20 差动变压器式压力变送器特性曲线
第四章 思考题与习题 答案
C. 25
D .8
hda 第六章 思考题与习题 答案 .k 1．单项选择题 ww 1）将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的___C___；蜂鸣器中发出 w “嘀……嘀……”声的压电片发声原理是利用压电材料的___D___。
A. 应变效应
网 B. 电涡流效应 C.压电效应 D. 逆压电效应
答 感器的安装高度，使衔铁正好处于电感传感器中间位置）。
后 A. 10mm
B. 3mm
C. 1mm
D. 12mm
课 6）希望远距离传送信号，应选用具有___D___输出的标准变送器。
A. 0~2V B.1~5V C.0~10mA D.4~20mA
2. 请将图 3-2b 改为差动变面积式自感传感器。
3. 差动变压器式压力传感器见图 3-17a，其压力与膜盒挠度的关系、差动变压器衔铁 的位移与输出电压的关系如图 3-20 所示。求：
A. 提高灵敏度
B. 将输出的交流信号转换成直流信号
网 C. 使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的相位和幅度
案 5）某车间用图 3-14 的装置来测量直径范围为?10mm±1mm 轴的直径误差，应选择线
性范围为___B___的电感传感器为宜（当轴的直径为?10mm±0.0mm 时，预先调整电感传
何提高此类液位计的分辨率。答： C 。
A. 1/101 B. 1/100
C. 1/11
D .1/N
om 4）设当液体上升到第个 N 不锈钢圆环的高度时,101 线 LED 光柱全亮。若 N=32，则 c 当液体上升到第八个不锈钢圆环的高度时，共有多少线 LED 亮？答： C 。
w. A. 101 B. 100
D.上 E..下 F.左 G.右
网 4）图 2-22 中的 Rt（热敏电阻）应选择
. B 热敏电阻。
A. NTC 指数型
案 B. NTC 突变型
A 热敏电阻，图 2-23 中的 Rt 应选择 C. PTC 突变型
答 5）MQN 气敏电阻可测量 C 的浓度，TiO2 气敏电阻可测量 D 的浓度。
后 A. CO２
seasonic /lhycxq 2010-06-13 17:56:37
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。
4）为了得到较好的线性度与最大的测量范围，传感器与被测金属的安装距离 l 为多少 毫米为佳？答：安装距离 l 为 B 。
A. 5mm B. 2.5mm
C. 10mm
D. 1mm
第五章 思考题与习题 答案
1．单项选择题
1）在两片间隙为 1mm 的两块平行极板的间隙中插入___C___，可测得最大的电容量。
1. 单项选择题
1）欲测量镀层厚度，电涡流线圈的激励源频率约为___D___。而用于测量小位移的螺 线管式自感传感器以及差动变压器线圈的激励源频率通常约为___B___。
A. 50~100Hz B. 1~10kHz C.10~50kHz D. 100kHz~2MHz
2） 电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出___C___的靠近程度。
图 4-19 电涡流式测振仪测量示意图
1）轴向振动 a m sinwt 的振幅 a m 为多少？答：振幅 a m 为 A 。
A. 16mm B. 32mm
C. 80mm
D. 40mm
2）主轴振动的基频 f 是多少？答：基频 f 是 A Hz。
A. 50 B. 100
C. 40
D. 20
3）振动波形不是正弦波的原因有哪些？
ww A.系统误差 B.粗大误差
C.随机误差
D.动态误差
网 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
案 B.加速其衰老 C.测试其各项性能指标 D.提高可靠性
答 2.各举出两个非电量电测的例子来说明
后 1）静态测量； 课 3）直ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ测量；
5）接触式测量；
B. N2
课 C. 气体打火机车间的有害气体
D. 锅炉烟道中剩余的氧气
6）湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了 B 。
A. 提高灵敏度
B. 防止产生极化、电解作用
C. 减小交流电桥平衡难度
7）当天气变化时，有时会发现在地下设施（例如地下室）中工作的仪器内部印制板漏 电增大，机箱上有小水珠出现，磁粉式记录磁带结露等，影响了仪器的正常工作。该水珠的 来源是 C 。
aw A. 单臂半桥 B. 双臂半桥 C. 四臂全桥 D. 独臂
hd 3）在图 2-22a 中，热敏电阻测量转换电路调试过程的步骤是 A 。若发现毫伏表的 k 满度值偏大，应将 RP2 往 G 调。
w. A. 先调节 RP1，然后调节 RP2
B. 同时调节 RP1、RP2
ww C. 先调节 RP2，然后调节 RP1
C. 气敏电阻
D. 湿敏电阻
第三章 思考题与习题 答案
1. 单项选择题
1）欲测量极微小的位移，应选择___A____自感传感器。希望线性好、灵敏度高、量
程为 1mm 左右、分辨力为 1mm 左右，应选择___C___自感传感器为宜。
A. 变隙式
B. 变面积式
C. 螺线管式
om 2）希望线性范围为±1mm，应选择线圈骨架长度为___B___左右的螺线管式自感传感 c 器或差动变压器。
m A. 人体 B. 水
C. 黑色金属零件 D. 塑料零件
co 3）电涡流探头的外壳用___B___制作较为恰当。
. A.不锈钢 B.塑料
C.黄铜
D.玻璃
aw 4）当电涡流线圈靠近非磁性导体（铜）板材后，线圈的等效电感 L___C___，调频转 d 换电路的输出频率 f___B___。
kh A. 不变
w. A. 2mm
B. 20mm
C. 400mm
D. 1mm
da 3） 螺线管式自感传感器采用差动结构是为了___B___。