检测装置的信号处理技术填空题
信息检测与信号处理习题2含答案
第二章习题一、选择题2.非线性度是表示定度曲线( )的程度。
A.接近真值B.偏离其拟合直线C.正反行程的不重合3.测试装置的频响函数H (j ω)是装置动态特性在( )中的描述。
A .幅值域 B.时域 C.频率域 D.复数域5.下列微分方程中( )是线性系统的数学模型。
A.225d y dy dx t y x dt dt dt ++=+ B. 22d y dx y dt dt+= C.22105d y dy y x dt dt -=+ 6.线性系统的叠加原理表明( )。
A.加于线性系统的各个输入量所产生的响应过程互不影响B.系统的输出响应频率等于输入激励的频率C.一定倍数的原信号作用于系统所产生的响应,等于原信号的响应乘以该倍数7.测试装置能检测输入信号的最小变化能力,称为( )。
A.精度B.灵敏度C.精密度D.分辨率8.一般来说,测试系统的灵敏度越高,其测量范围( )。
A.越宽B. 越窄C.不变10.线性装置的灵敏度是( )。
A.随机变量B.常数C.时间的线性函数12.输出信号与输入信号的相位差随频率变化的关系就是系统的( )。
A.幅频特性B.相频特性C.传递函数D.频率响应函数13.时间常数为τ的一阶装置,输入频率为 1ωτ=的正弦信号,则其输出与输入间的相位差是( )。
A.-45° B-90° C-180°14.测试装置的脉冲响应函数与它的频率响应函数间的关系是( )。
A.卷积B.傅氏变换对C.拉氏变换对D.微分16.对某二阶系统输入周期信号 000()sin()x t A t ωϕ=+,则其输出信号将保持()。
A.幅值不变,频率、相位改变B.相位不变,幅值、频率改变C.频率不变,幅值、相位可能改变18.二阶系统的阻尼率ξ越大,则其对阶越输入的时的响应曲线超调量()。
A.越大B.越小C.不存在D.无关19.二阶装置引入合适阻尼的目的是()。
A.是系统不发生共振B.使得读数稳定C.获得较好的幅频、相频特性20.不失真测试条件中,要求幅频特性为(),而相频特性为()。
信号处理与测试技术习题及答案
第一章习题:一、填空题1、电量分为和,如电流、电压、电场强度和电功率属于;而描述电路和波形的参数,如电阻、电容、电感、频率、相位则属于。
2、传感器输出的经过加工处理后,才能进—步输送到记录装置和分析仪器中。
3、现代科学认为,、、是物质世界的三大支柱。
4、与三大支柱相对应,现代科技形成了三大基本技术,即、、。
5、传感技术是人的的扩展和延伸;通信技术是人的的扩展和延伸;计算机技术是人的的延伸。
6、、、技术构成了信息技术的核心。
二、简答题1、举例说明信号测试系统的组成结构和系统框图。
2、举例说明传感技术与信息技术的关系。
3、分析计算机技术的发展对传感测控技术发展的作用。
4、分析说明信号检测与信号处理的相互关系。
三、参考答案(-)填空题1、电能量、电参量、电能量、电参量2、电信号、信号调理电路3、物质、能量、信息4、新材料技术、新能源技术和信息技术5、感官(视觉、触觉)功能、信息传输系统(神经系统)、信息处理器官(大脑)功能6、传感、通信和计算机第二章习题:一、填空题1、确定性信号可分为和两类。
2、信号的有效值又称为,它反映信号的。
3、概率密度函数是在域,相关函数是在域,功率谱密度是在域上描述随机信号。
4、周期信号在时域上可用、和参数来描述。
5、自相关函数和互相关函数图形的主要区别是。
6、因为正弦信号的自相关函数是同频率的,因此在随机噪声中含有时,则其自相关函数中也必然含有,这是利用自相关函数检测随机噪声中含有的根据。
7、周期信号的频谱具有以下三个特点:_________、________、_________。
8、描述周期信号的数学工具是__________;描述非周期信号的数学工具是________。
9、同频的正弦信号和余弦信号,其相互相关函数是的。
10、信号经典分析方法是和。
11、均值E[x(t)]表示集合平均值或数学期望,反映了信号变化的,均方值反映信号的。
12、奇函数的傅立叶级数是,偶函数的傅立叶级数是。
安全检测技术复习题及参考答案
安全检测技术复习题及参考答案《安全检测技术》课程复习资料⼀、填空题:1.检测主要包括和两⽅⾯的含义。
2. 是随时间变化的物理量,可以认为它是⼀种传载信息的函数。
3.影响检测系统动态特性的参数有、和。
4.按转换元件的能量转换⽅式,传感器可分为和两类。
5.在光的作⽤下,物体内的电⼦逸出物体表⾯、向外发射的现象叫。
6.当电⼦扩散能⼒与此电场阻⼒相平衡时,⾃由电⼦的扩散达到了动态平衡,这样在接触处形成⼀个稳定的电动势,称为。
7.根据压⼒范围的划分,压⼒在10~600MPA以内。
8.⽤于测量可燃⽓体和多种⽓体的仪器、仪表可划分成式⽓体传感器,式⽓体传感器,式⽓敏传感器和湿式电化学⽓体传感器。
9.粉尘的检测⽅法包括光学,,和。
10.遥感检漏技术可分为和。
11.⼀般β射线测尘仪由、、和四个部分组成。
12.危险物质泄漏的原因主要包括器异常上升,容器构件受到外部载荷和器或管道构件材料。
13.基于声发射技术的管道泄漏检测系统的声⾳传感器预先地安装在管道壁外侧,如果管道发⽣漏点泄漏时,就会在漏点产⽣并被安装在管道外壁上的传感器接收、放⼤,经计算机软件处理成相关的声⾳,通过对全波形的分析达到监测和定位管道泄漏的状况和漏点的位置。
14.⼈类的听觉是很复杂的,具有多种属性,其中包括区分声⾳的和两种属性。
15.⽕灾的探测⽅法⽬前主要有空⽓离化探测法,,,光辐射或⽕焰辐射探测⽅法和。
16.⽹状接地装置由和焊接⽽成。
17.在光的作⽤下,能够使物体内部产⽣⼀定⽅向的电动势的现象叫。
18.辐射测温的理论基础是定律。
19.根据压⼒范围的划分,压⼒在0.1~10MPA以内。
20.⽓体检测报警仪表按其其检测对象可分为检测报警仪表、检测报警仪表和检测报警仪表三种类型。
21.空⽓中的粉尘含量越⼤,被吸收掉的β射线量。
22.感烟⽕灾探测器有感烟探测器、感烟探测器、感烟探测器、线型光束图像感烟探测器、空⽓采样感烟探测器、图像感烟探测器等⼏种形式。
检测传感技术期末复习题参考答案
中国石油大学(北京)远程教育学院《检测传感技术》期末复习题参考答案一、填空题(本题共计40分,每一填空计2分)1. 一个完整的测试系统由激励装置、传感器、信号调理、信号处理、显示记录等五个基本环节组成。
2. 在测试系统中,激励装置的功能是激发隐含的被测信息;传感器的功能是将被测信息转换成其他信息;信号调理环节的功能是将传感器获得的信息转换成更适合于进一步传输和处理的形式;信号处理环节的功能是对来自信号调理环节的信息进行各种处理和分析;显示记录环节的功能是显示或存储测试的结果。
3. 不失真测试即测试系统的输出要真实地反映其输入的变化。
为实现不失真测试,系统频率响应需要满足的条件是:幅频特性为常数;相频特性呈线性。
对系统瞬态响应的要求是:瞬态误差小;调整时间短。
4. 测试信号的时域特征参数主要有均值、方差和均方值。
5. 信号的均值反映随机信号变化的中心趋势;信号的方差反映随机信号在均值附近的分布状况;信号的均方值反映随机信号的强度。
6. 任何周期信号均可分解为一系列频率比为有理数的简谐信号, 其频谱特性包括离散性、谐波性、收敛性。
7. 频率单一的正弦或余弦信号称为谐波信号。
一般周期信号由一系列频率比为有理数的谐波信号叠加而成。
8. 周期信号的频谱特性:离散性即各次谐波分量在频率轴上取离散值;谐波性即各次谐波分量的频率为基频的整倍数;收敛性即各次谐波分量随频率的增加而衰减。
9. 瞬态信号是在有限时间段存在,属于能量有限信号。
10. 瞬态信号的频谱为连续谱,其幅值频谱的量纲为单位频宽上的幅值,即幅值频谱密度函数。
11. 一阶测试系统的基本参数是时间常数。
根据对测试系统的基本要求及一阶测试系统的频率响应和单位阶跃响应,一阶测试系统的基本参数的选取原则是时间常数小。
12. 二阶测试系统的基本参数是固有频率和阻尼比。
13. 金属丝应变片依据应变效应工作;半导体应变片依据压阻效应工作。
14. 压力传感器由弹性敏感元件和机电转换元件两部分组成。
安全监测监控试题(带答案)
安全监测监控试题(带答案)安全监测培训试题一、填空题侮空1分,共20分)1、我国安全生产得方针就是:安全第一、预防为主、综合治理。
2、“一通三防”就是指:通风、防治瓦斯、防治粉尘、防灭火。
3、瓦斯治理得方针就是:先抽后采、监测监控、以风定产。
4、信噪比就就是网络传输时受干扰得程度。
5、甲烷传感器得分类:矿用低浓载体催化式甲烷传感器、瓦斯抽放用热导式高浓度甲烷传感器、煤矿用高低浓甲烷传感器。
6、多路复用一般分频分多路复用、时分多路复用、码 ____7、掘进工作面必须设甲烷传感器,甲烷传感器距工作面不得大于5米,应垂直悬挂,距顶板不得大于300mm,距巷道侧壁不得小于 2 0 0mm,并应安装维护方便, 不影响行人与行车。
8、煤矿安全监控网络结构中得树形网络结构缺点就是信噪比较低,抗电磁干扰二、单项选择题(每题1分,共20分)1、以下哪种气体就是黑白元件得致命杀手(B )。
A、一氧化碳B、硫化氢C、二氧化硫D二氧化氮2、煤矿监控系统得备用电源最小工作时间不得小于(B )小时。
A、l、0B、2、0C、3、0D、4、03、采掘工作面得进风风流中得氧气浓度不得低于(C )。
A 1 8 %B 19%C 20%4、安全监测监控必须具备故障(B )功能。
A 断电B 闭锁C 控制D解锁5、采煤工作面与机电硐室设置得温度传感器得报警值就是(D )。
A 3 0° 与26°B 2 6° 与30°C 2 6° 与34°D 3 0°与34、6、回风流中得机电硐室,必须在入风口处3—5米得范围内设置甲烷传感器,其报警与断电浓度》(C )CH4、A 1%B 0 、75%C 0、5%7、安全监测系统当主机与系统电缆发生故障时,系统必须保证( A )装置得全部功能。
A、甲烷断电仪与甲烷风电闭锁B、甲烷风电闭锁 C 、甲烷断电仪 D 、瓦斯检测仪8、安全监测设备必须进行调试、校正,每( D )至少一次。
测试技术与信号处理题库
测试技术与信号处理题库第⼀章习题测试信号的描述与分析⼀、选择题1.描述周期信号的数学⼯具是()。
A.相关函数B.傅⽒级数C. 傅⽒变换D.拉⽒变换2. 傅⽒级数中的各项系数是表⽰各谐波分量的()。
A.相位B.周期C.振幅D.频率3.复杂的信号的周期频谱是()。
A .离散的 B.连续的 C.δ函数 D.sinc 函数4.如果⼀个信号的频谱是离散的。
则该信号的频率成分是()。
A.有限的B.⽆限的C.可能是有限的,也可能是⽆限的5.下列函数表达式中,()是周期信号。
A. 5cos10()0x t ππ ≥?= ? ≤?当t 0当t 0B.()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞C .()20cos20()at x t e t t π-= -∞<<+∞6.多种信号之和的频谱是()。
A. 离散的B.连续的C.随机性的D.周期性的7.描述⾮周期信号的数学⼯具是()。
A.三⾓函数B.拉⽒变换C.傅⽒变换D.傅⽒级数8.下列信号中,()信号的频谱是连续的。
A.12()sin()sin(3)x t A t B t ω?ω?=+++B.()5sin 303sin50x t t t =+ C.0()sin at x t e t ω-=?9.连续⾮周期信号的频谱是()。
A.离散、周期的B.离散、⾮周期的C.连续⾮周期的D.连续周期的10.时域信号,当持续时间延长时,则频域中的⾼频成分()。
A.不变B.增加C.减少D.变化不定11.将时域信号进⾏时移,则频域信号将会()。
A.扩展B.压缩C.不变D.仅有移相12.已知 ()12sin ,()x t t t ωδ=为单位脉冲函数,则积分()()2x t t dt πδω∞-∞?-的函数值为()。
A .6 B.0 C.12 D.任意值13.如果信号分析设备的通频带⽐磁带记录下的信号频带窄,将磁带记录仪的重放速度(),则也可以满⾜分析要求。
《传感器与检测技术》试卷及答案(共五套)
(试卷一)第一部分选择题(共24分)一、单项选择题(本大题共12小题,每小题2分,共24分)在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的,请将正确选项前的字母填在题后的括号内。
错选、多选和未选均无分。
1.下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是()A.压力B.力矩C.温度D.厚度2.属于传感器动态特性指标的是()A.重复性B.线性度C.灵敏度D.固有频率3.按照工作原理分类,固体图象式传感器属于()A.光电式传感器B.电容式传感器C.压电式传感器D.磁电式传感器4.测量范围大的电容式位移传感器的类型为()A.变极板面积型B.变极距型C.变介质型D.容栅型5.利用相邻双臂桥检测的应变式传感器,为使其灵敏度高、非线性误差小()A.两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片B.两个桥臂都应当用两个工作应变片串联C.两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片D.两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片6.影响压电式加速度传感器低频响应能力的是()A.电缆的安装与固定方式B.电缆的长度C.前置放大器的输出阻抗D.前置放大器的输入阻抗7.固体半导体摄像元件CCD是一种()A.PN结光电二极管电路B.PNP型晶体管集成电路C.MOS型晶体管开关集成电路D.NPN型晶体管集成电路8.将电阻R和电容C串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的RC吸收电路,其作用是()A.抑制共模噪声B.抑制差模噪声C.克服串扰D.消除电火花干扰9.在采用限定最大偏差法进行数字滤波时,若限定偏差△Y≤0.01,本次采样值为0.315,上次采样值为0.301,则本次采样值Y n应选为()A.0.301 B.0.303 C.0.308 D.0.31510.若模/数转换器输出二进制数的位数为10,最大输入信号为2.5V,则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为()A.1.22mV B.2.44mV C.3.66mV D.4.88mV11.周期信号的自相关函数必为()A.周期偶函数B.非周期偶函数C.周期奇函数D.非周期奇函数12.已知函数x(t)的傅里叶变换为X(f),则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为()A.2X(f3) B.23X(f3) C.23X(f) D.2X(f) 第二部分非选择题(共76分)二、填空题(本大题共12小题,每小题1分,共12分)不写解答过程,将正确的答案写在每小题的空格内。
测试技术复习题
测试技术复习题一、填空题:1.复杂周期信号展开为三角函数形式的傅立叶级数时,A n 表示谐波分量的 。
2.信号x (t )=x 01sin5t +x 02cos(100t +450),则该信号的周期T = 。
3.频率不同的两个正弦信号,其互相关函数等于 。
4.在相关分析中,自相关函数保留了原信号的 和 信息。
5.已知某信号的自相关函数πττ50cos 100)(=x R ,则该信号的均方值=2x ψ。
6.随机信号的均值μx 、方差σx 2、均方值ψx 2之间的关系是 。
7.若信号x (t )的傅立叶变换是X (f ),则x (kt )的傅立叶变换是 。
8.复杂周期信号展开为三角函数形式的傅立叶级数时,a 0表示 分量。
9.信号当时间尺度压缩时,则其频带 ,幅值降低。
10.求周期信号、非周期信号频谱的数学方法分别是 。
11.周期信号、非周期信号频谱的差别是 。
12.信号x (t )的均值x μ表示信号中的 分量。
13.周期信号的频谱具有的特点是 、 和 。
14.信号当时间尺度压缩时,则其频带展宽,幅值 。
15.)(f S x 和)(f S y 分别为系统输入和输出的自谱,H (f )为系统的频响函数,则它们间的关系式满足=)(f S y 。
16.信号的互相关函数)(τxy R 的峰值偏离原点位置0τ,反映时延0τ时相关程度 。
17.时间域包含各态历经随机信号的统计特征参数主要有 。
18.当时延τ=0时,信号的自相关函数R x (0)= 。
19.若信号满足)()(t x t x =-,则其傅立叶级数中只有 项。
20.常系数线性系统最重要的特性是遵从 原理。
21.测试装置的结构参数是不随时间而变化的系统,则称为 系统。
22.测试装置的输出信号拉氏变换与输入信号拉氏变换之比称为装置的 。
23.测试装置在稳态下,其输出信号的变化量y ∆与其输入信号的变化量x ∆之比值,称为 。
24.已知某位移传感器,当输入量x ∆=10mm ,其输出电压变化量y ∆=50mV ,则其平均灵敏度为 。
机械工程测试技术基础试题A及答案[1]1
一、填空题(每空1分,共10分) 1.信号可分为 两大类。
2.在平稳随机过程中,若任一单个样本函数的时间平均统计特性等于该过程的集合平均统计特性,则该过程叫。
3.对于线性系统,若输入为x(t)0ωt ,则其稳态输出y(t)=y e j t 00()ωϕ+,这个性质称为。
4.已知滤波器的带宽为B ,它对阶跃响应的建立时间为,则B 和的关系为。
5.若测试系统由两个环节并联而成,且各个环节的传递函数分别为H 1(S)和H 2(S),则该系统的传递函数为。
6.若采样频率过低,不满足采样定理,则被采样的离散信号的频谱会发生现象。
7.频率不同的两个正弦信号,其互相关函数(τ)。
8.若信号满足y(t)(t)关系,式中k 为常数,则互相关系数ρ(τ)。
9.两个时域函数乘积的傅里叶变换等于这两个函数。
10.图1-10所示电桥的输出为。
图1-10二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中,选出一个正确答案,并将正确答案的序号填在题干的括号内。
每小题1分,共15分) 1.描述非周期信号的数学工具是( ) A.三角函数 B.拉氏变换 C.傅氏级数 D.傅氏变换 2.时域信号x(t)二阶导数的傅里叶变换是( ) A.122()()j f X f π B.122()()πf X fC. (j2πf)2X(f)D. (2πf)2X(f)3.概率密度函数是在什么域上描述随机信号的分布规律( ) A.时间域 B.频率域 C.幅值域 D.复数域4.测试装置的传递函数H(S)的分母与( )有关。
A.输入量x(t) B.输出量y(t) C.输入点的位置 D.装置的结构5.无论二阶系统的阻尼比ξ如何变化,当它所受的激振力频率与系统固有频率相等时,该系统的位移响应与激振力之间的相位差必为( ) A. 0° B. 90° C. 180° D.不定值6.差动式电感传感器和差动式电容传感器具有( )的特点。
A.灵敏度提高了一倍,非线性度降低了一倍 B.灵敏度和非线性度都降低了C.灵敏度提高了一倍,非线性度降低了若干D.灵敏度提高了若干,非线性度降低了一倍7.欲进行旋转齿轮的转速测量,宜选用( )传感器。
测试技术与信号处理(第三版)课后习题详解
测试技术与信号处理习题解答第一章 信号的分类与描述1-1 求周期方波(见图1-4)的傅里叶级数(复指数函数形式),划出|c n |–ω和φn –ω图,并与表1-1对比。
解答:在一个周期的表达式为00 (0)2() (0)2T A t x t T A t ⎧--≤<⎪⎪=⎨⎪≤<⎪⎩积分区间取(-T/2,T/2)00000002202002111()d =d +d =(cos -1) (=0, 1, 2, 3, )T T jn tjn tjn t T T n c x t et Aet Ae tT T T Ajn n n ωωωππ-----=-±±±⎰⎰⎰所以复指数函数形式的傅里叶级数为001()(1cos )jn tjn tnn n Ax t c ejn en ∞∞=-∞=-∞==--∑∑ωωππ,=0, 1, 2, 3, n ±±±。
(1cos ) (=0, 1, 2, 3, )0nI nR A c n n n c ⎧=--⎪±±±⎨⎪=⎩ππ21,3,,(1cos )00,2,4,6,n An A c n n n n ⎧=±±±⎪==-=⎨⎪=±±±⎩πππ1,3,5,2arctan 1,3,5,200,2,4,6,nI n nR πn c πφn c n ⎧-=+++⎪⎪⎪===---⎨⎪=±±±⎪⎪⎩图1-4 周期方波信号波形图没有偶次谐波。
其频谱图如下图所示。
1-2 求正弦信号0()sin x t x ωt =的绝对均值x μ和均方根值rms x 。
解答:00002200000224211()d sin d sin d cos TTT Tx x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T T T ωT ωπ====-==⎰⎰⎰222200rms000111cos 2()d sin d d 22T T T x x ωtx x t t x ωt t t T T T-====⎰⎰⎰1-3 求指数函数()(0,0)atx t Ae a t -=>≥的频谱。
无线传感器试题库
无线传感器网络试题一填空题1、传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。
2、感知目标、网络节点、用户构成了无线传感器网络的三个要素。
3、无线传感器网络的通信协议栈包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层与互联网协议栈的五层协议相对应4、无线传感器网络的产业化障碍包括四个方面。
它们分别是:大规模组网问题、大规模组网问题实用化低功耗技术、微型化加剧信号串扰、可靠性提高资源需求二、判断题1、无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式(对)2、SINK节点:亦称网关节点,与簇头结点的功能完全相同。
(错)3、通过拓扑控制自动生成的良好的网络拓扑结构,能够提高路由协议和MAC协议的效率,可为数据融合、时间同步和目标定位等很多方面奠定基础,有利于节省节点的能量来延长网络的生存期。
(对)4、美国军方最先开始无线传感器网络技术的研究。
(对)三、选择题1、最先开始无线传感器网络技术的研究的国家是(B)A中国B美国C日本D韩国2、无线传感器网络的特点包括(C)(1)可快速部署(2)可自组织(3)隐蔽性强和高容错性(4)成本高,代价大A (1)(2)(4)B (2)(3)(4)C (1)(2)(3)D(1)(3)(4)3、将“信息社会技术”作为优先发展领域之一。
其中多处涉及对WSN 的研究,启动了EYES 等研究计划的组织是(D)A日本总务省B韩国信息通信部C美国国防部D欧盟4、与无线传感器网络的兴起无关的技术是(A)A虚拟运营技术B无线通信C片上系统(SOC)D低功耗嵌入式技术四、简答题1、无线传感器网络的特点答:(1)以数据为中心:无线传感器网络中节点数目巨大,而且由于网络拓朴的动态特性和节点放置的随机性,节点并不需要也不可能以全局唯一的IP地址来标识,只需使用局部可以区分的标号标识。
信号检测与分析考试题
2.()传递函数相同的各种装置,其动态特性均相同。
3.()调幅波是载波与调制信号的叠加。
4.()涡流传感器属于有源传感器。
5.()滑线变阻器式传感器不适于微小位移量的测量。
6.()窗函数频谱的主峰瓣越窄,旁瓣幅度越小,用其截取信号所引起的误差越小。
7.()恒带宽滤波器的中心频率越高,其带宽越宽。
调幅、调频、调相。
10.同频相关不同频不相关/同频检测原理。
11.传递、频率响应、脉冲响应
二、选择题
1—5 D B C A B
6—10 D B D B D
三、判断题
1—5 ×√×√√
6—10 √×√×√
四、简答题
1.
频谱特点:离散性、谐波性、递减性
2.固有频率( )和阻尼比( )
为了实现不失真,阻尼比( )取值0.6~0.8; 工作频率取值小于等于0.58
二、选择题 (每题2分,共20分)
1.提高二阶系统的固有频率,可以扩大系统的工作(A)范围。
A.频率 B.阻尼 C.相位 D.幅值
2.设时域信号x(t)的频谱为X(f),则时域信号(C)的频谱为X(f+fo)。
A . B. C. D.
3.如果系统的权函数为h(t),系统的输入x(t)为单位脉冲函数,此时系统输出y(t)为(C)
7.压电式传感器是利用某些物质的而工作的。
8.带通滤波器的上下限截止频率为fc2、fc1,其带宽B=;若其带宽为1/3倍频程则fc2=fc1。
9.属于能量控制型的传感器有、等。
10根据载波受调制的参数不同,调制可分为、、。
11相关滤波的工作原理是。
12测试装置的动态特性可以用函数、函数和函数进行数学描述。
测试技术与信号处理复习题(客观题)
测试技术与信号处理复习题(客观题)第1、3 章一、判断题. 1. 对多次测量的数据取算数平均值,就可以减少随机误差的影响。
(√ )2. 传感器的线性范围越宽,表明其工作量程越大。
(√ )3. 一台仪器的重复性很好,但测得的结果并不准确,这是由于存在随机误差的缘故。
(√ )4. 一台仪器的重复性很好,但其静态测量结果也可能存在很大的误差。
(√ )5. 频率不变性原理是指任何测试装置的输出信号的频率总等于输入信号的频率。
(√ )6. 固有频率f n = 600 Hz 的振动子测量600Hz 的谐波信号,输出不会失真。
(× )7. 若振动子的固有频率f n = 400 Hz,则其工作频率范围为0 ~ 400 Hz。
(× )8. 测试系统的幅频特性在工作频带内通常是频率的线性函数,而线性测量系统的灵敏度是时间的线性函数。
(× )9. 线性测量系统的灵敏度是时间的线性函数。
(× )10. 测量系统的固有频率越高,其灵敏度也越高。
(× )11. 一般来说,测试系统的灵敏度越高,则其测试范围越窄。
(√ )12. 同一测量系统,测量有效频带不同的信号时肯定表现出不同的幅频特性。
(× )13. 一阶系统的时间常数τ 越小越好。
(√ )14. 一般的机械系统都可近似看成是二阶的“质量-弹簧-阻尼”系统。
(√ )15. 在线性时不变系统中,当初始条件为零时,系统输出量与输入量之比的拉氏变换称为传递函数。
(√ )16. 当输入信号x(t) 一定时,系统的输出y(t) 将完全取决于传递函数H (t) ,而与系统的物理模型无关。
(√ )17. 测试装置的灵敏度越高,其测量范围就越大。
(× )18. 随机误差不可能被修正,但在了解其统计规律之后,还是可以控制和减少它们对测量结果的影响。
(√ )19. 实际测试系统的输出与输入之间保持严格的线性关系(× )20. 测试装置的相频特性表示了信号各频率分量的初相位和频率间的函数关系。
自动检测技术期末复习题
自动检测技术期末复习题一、判断题1.在实际测量中,只要采用高准确度仪表,测量结果与被测量的真值之间就不会存在偏差。
22.在相同的测量条件下,对同一被测量进行多次测量时,显著偏离测量结果的误差,称为随机误差。
23相对误差是指被测量的绝双对误差与其真值的比植百分比,可表示为14.灵敏度表示弹性敏感元件在单位力作用下产生变形的大小25,电容式传感器的测量电路有二极管式、三极管式、晶闸管式、MOS管式四种26.弹簧管把被测力转换为管端部的位移,其灵敏度取决于材料的弹性模量和他的几何尺寸17.电阻应变式传感器是根据电磁原理,通过电磁敏感元件将机械结构的转变为立转换为电压的元件28.热电偶回路的四个定律包括均质导体定律、中间导体定律。
中间温度定律和标准电极定律19.压电式传感器是以某些晶体受力后在其内部产生电磁效应为原理的。
210.容栅传感器是在变面积型电容传感器的基础上发展起来的一中心型传感器111.红外传感器是利用物体产生热电势的特性来实现自动检测的传感器212.共模干扰又称横向干扰、异相干扰等,它是指检测装置两个输入端对地共有的干扰电压213. 共模干找又称横向干扰、异相干扰等,它是指检测装置两个输入周对地共有的干扰电压214.当检测装置的信号测量电路及信号源在两端接地时,很容易形成环路电流,引起干扰,这时就需要采用隔离的方法。
115.检测装置的内部干扰是由其内部的各种电子元器件引起的,包括固定干扰和过渡干扰116.感应同步器是一种根据电磁感应原理,利用两个平面型电路绕组,其互感随位置而变化的原理工作的位移传感器117.激光传感器可将输入他的一定形式的能量(光能热能等)转换成一定波长的光形式发射出来。
118.为了实现信号的远距离传送,经常将电压信号转换成5~10mA或0~20mA,的流量信号,以减少干扰的影响和长线电压传输的信号损失。
219.电磁耦合又称为容性耦合,当两个电路之间有互感存在时,一个电路的电流变化,就会通过磁交链影响到另一个路220.气敏电阻是一种半导体敏感器件,它是利用气体的吸附而使半导体本身的PN结发生变化这一机理来进行检测的221.理论和实践均已证明,断开热电偶的任何一个极,用第三种导体引入测量仪表,其总电动势是不变的122.在两个电路间加入隔离变压器以切断地回路,可实现前后电路的隔离,两个电路接地点就不会产生共模干扰。
检测技术 复习题
精品文档.一、 填空题, 1、测量误差按误差的性质分类有__粗大误差___、___系统误差___、___随机误差___。
2、热电阻是将温度变化转换为_电阻值___的变化的传感器。
3、光电效应按其原理可分为__外光电效应__、_内光电效应___和___光生伏特效应_。
4、光电二极管是基于半导体的___内光电效应________原理。
5、霍尔元件,磁敏电阻是利用_____电流磁效应__的传感器。
6、金属应变片有____丝式_、__箔式__、___薄膜式______。
7、超声波传感器按其工作原理分为____有源方式____和______无源方式_____。
8、热电偶的形式有___金属套管热电偶_____、和_____铠装热电偶__绝缘物封装热电偶。
9超声波是指____20Hz~20KHz_____频率范围以外的声音。
10、霍尔元件的驱动方式有_恒压驱动_和恒流驱动两种方式。
11、湿度是表示空气中水蒸气含量的物理量,常用__绝对温度__和___相对温度_来表示。
12、根据测量的具体手段分类有___偏位式____、___零位式___、__微差式测量___。
13、光电传感器就是基于_____光电效应__,将光信号转换为电信号的一种传感器。
14光电二极管在接入电路时要_反向连接。
15、磁敏传感器是将磁学物理量转换成___电信号__ 的传感器。
16、电容式传感器按原理分为___变面积式__、_变模距式______和__变介电常数式_。
17、_传感元件__是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被探测量转换成适与传输或测量的电信号部分。
18、热电偶的结构有___普通型热电偶___、___铠装型热电偶___和__薄膜型热电偶_。
19、超声波的种类有____纵波___、__横波_____、和_表面波。
20、电感式传感器分为______自感式___、_互感式__。
22、测量误差的表示方法______绝对误差__、和 __相对误差_。
现代检测技术试卷及答案
现代检测技术试卷及答案一. 填空(填在试卷上,共25分,每空1分)1.测量系统的静态特性是。
2.电阻应变效应是指金属导体在外力作用下发生机械变形时,的现象。
3.测量误差按性质分为误差、误差和误差。
4.在光照作用下,物体内电子逸出物体表面,在回路中形成光电流的现象称为效应;在光照作用下,物体导电性能发生改变的现象称为效应。
5.在图像处理中有两种常见的颜色模型,分别是和。
6.现代测试系统基本型结构包括、、数据采集、及输出显示、打印等环节。
7.常用的位移传感器有和。
8.一阶系统的动态参数是,二阶系统的动态参数是和。
9.光栅的位移放大作用可以用栅距W、主光栅和指示光栅夹角θ以及莫尔条纹间距B表示为。
10.在工程应用中,常用检测淹没在随机噪声中的周期信号,用检测两个信号在时移中的相关性。
11.请列举2个超声波传感器可以测量的物理量:。
12.面积变化型电容传感器的优点是输出与输入成关系,但与极板变化型相比,灵敏度较低,适用于测量。
13.为利用电桥的和差特性,提高系统的灵敏度,应使相邻桥臂上电阻应变极性,相对桥臂上电阻应变极性。
二. 选择题(共10分,每题1分)1.准周期信号的频谱是()。
A.离散的B.连续的C.不确定的2.概率密度函数是()域上来描述随机信号的。
A.时间B.空间C.幅值D.频率3.减小随机误差影响的主要办法是()。
A.采取恒温B.改换测量仪器C.增加测量次数4.电涡流传感器是利用()材料的电涡流效应工作的。
A.金属导体B.半导体C.非金属材料5.压电材料按一定方向放置在交变电场中,其几何尺寸将随之发生变化,这称之为()效应。
A.压电B.压阻C.压磁D.逆压电6.为消除压电传感器联接电缆分布电容变化对输出灵敏度的影响,可采用()。
A.电压放大器B.电荷放大器C.相敏检波器7.下列传感器中,能量转换型传感器是()和()。
A.光电式B.应变片C.电容式D.压电式8.()材料适合于作霍尔元件。
A.金属B.半导体C.绝缘体9.测量熔化的铁水的温度可以使用()。
自动检测技术题库
第一章检测技术的基础知识一、填空题1.检测技术是一门以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的应用技术学科。
2.一个完整的检测系统或检测装置通常由传感器、测量电路和输出单元及显示装置等部分组成。
3.传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成,其中敏感元件是必不可少的。
4.在选用仪表时,最好能使其工作在不小于满刻度值2/3 的区域。
5.准确度表征系统误差的大小程度,精密度表征随机误差的大小程度,而精确度则指准确度和精密度的综合结果。
6.仪表准确度等级是由系统误差中的基本误差决定的,而精密度是由随机误差和系统误差中的附加误差决定的。
7、若已知某直流电压的大致范围,选择测量仪表时,应尽可能选用那些其量程大于被测电压而又小于被测电压1.5倍的电压表。
(因为U≥2/3Umax)二、选择题1.在一个完整的检测系统中,完成信息采集和信息转换主要依靠 A 。
A.传感器 B. 测量电路 C. 输出单元2.构成一个传感受器必不可少的部分是 B 。
A.转换元件B.敏感元件C.转换电路D.嵌入式微处理器3.有四台量程均为0-600℃的测量仪表。
今要测一约为500℃的温度,要求相对误差≤2.5%,选用精度为 D 的最为合理。
A.5.0级B.2.5级C.2.0级D.1.5级4.有四台量程不同,但精度等级均为1.0级的测温仪表。
今欲测250℃的温度,选用量程为 C 的最为合理。
A.0~1000℃B.300~500℃C.0~300℃D.0~500℃5.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6.在选购线性仪器时,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。
传感与检测技术B习题及答案
第一章 检测技术的基本概念一、填空题:1、传感器有 、 、 组成2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出 与输入 的比值。
3、从输出曲线看,曲线越陡,灵敏度 。
4、下面公式是计算传感器的 。
9)-(1 %100minmax max L L ⨯-=y y Δγ 5、某位移传感器的输入变化量为5mm ,输出变化量为800mv ,其灵敏度为 。
二、选择题:1、标准表的指示值100KPa ,甲乙两表的读书各为101.0 KPa 和99.5 KPa 。
它们的绝对误差为 。
A 1.0KPa 和-0.5KPaB 1.0KPa 和0.5KPaC 1.00KPa 和0.5KPa2、下列哪种误差不属于按误差数值表示 。
A 绝对误差B 相对误差C 随机误差D 引用误差3、有一台测量仪表,其标尺范围0—500 KPa ,已知绝对误差最大值∆P max=4 KPa ,则该仪表的精度等级 。
A 0.5级B 0.8级C 1级D 1.5级4、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。
应选购的仪表量程为测量值的 倍。
A3倍 B10倍 C 1.5倍 D 0.75倍5、电工实验中,常用平衡电桥测量电阻的阻值,是属于 测量,而用水银温度计测量水温的微小变化,是属于 测量。
A 偏位式B 零位式C 微差式6、因精神不集中写错数据属于 。
系统误差 B 随机误差 C 粗大误差7、有一台精度2.5级,测量范围0—100 KPa ,则仪表的最小分 格。
A45 B40 C30 D 208、重要场合使用的元件或仪表,购入后进行高、低温循环老化试验,目的是为了 。
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9、传感器能感知的输入量越小,说明 越高。
A 线性度好B 迟滞小C 重复性好D 分辨率高三、判断题1、回差在数值上等于不灵敏度 ( )2、灵敏度越大,仪表越灵敏 ( )3、同一台仪表,不同的输入输出段灵敏度不同 ( )4、灵敏度其实就是放大倍数 ( )5、测量值小数点后位数越多,说明数据越准确 ( )6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字 ( )7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字()四、问答题1、什么是传感器的静态特性,有哪些指标。
信号测试技术复习题资料
一、是非题(对的打√,错的打×)(每题2分,共20分)1.分析周期信号的频谱的工具是傅立叶级数。
( T )2.所有周期信号都是功率信号。
(√)3.电阻应变式传感器只用于测定结构的应力或应变。
(×)4.瞬态信号的频谱一定是连续的。
( T )5.凡频谱是离散的信号必然是周期信号。
( F )6.信号x(t)=sin(2t+1)+cos(t/3)是瞬态信号。
( F )7.频响函数反映了系统响应的稳态过程。
(√)8.已知信号x(t)与信号y(t)完全不相关,则该二信号的互相关系数满足ρxy(τ)=1( F )9.一阶系统的时间常数τ越小越好。
( T )10.单自由度系统的刚度越大,其固有频率就越低。
( F )11.具有质量为M,刚度为K的振动体的固有频率为 0=MK。
( F )12.传感器与被测量的对应程度可用其灵敏度表示( T )。
13.对传感器进行动态标定的主要目的是检测传感器的动态性能指标( T )。
14.系统的不失真测试条件要求测试系统的幅频特性和相频特性均保持恒定。
( F )15.稳态响应法不能用于一阶系统的动态特性测试。
(×)16.直流信号具有无限的频谱。
(×)17.表示测量装置的静态输入与输出之间关系的实验曲线称为幅频曲线。
( F )18.电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为电荷的输出。
( F )19.一选频装置,其幅频特性在f1~f2区间急剧衰减(f2>f1),在0~f1和f2~∞之间近乎平直,这叫低通滤波器。
( F )20.半桥联接中要求两个桥臂阻值变化大小相等,极性相反。
(√)21.电桥电路是一个很好的幅度调制器。
( T )22.从信号运算的角度看,调幅过程就是将调制信号与载波信号相乘。
( T )23.相敏检波是一种能鉴别信号的相位和极性却无放大能力的检波电路。
( T )24.压电式传感器不一定要配接前置放大器。
(×)25.电荷放大器使压电加速度计输出的电荷量得到放大,由此而得电荷放大器的名称。
测试技术试卷及答案
《机械工程测试技术基础》试卷一、选择填空题(每小题2分,共20分)1。
测试工作的任务主要是要从复杂的信号中提取()A、干扰噪声信号B、正弦信号C、有用信号D、频域信号2。
测试装置静态特性的一个基本参数是( )A、阻尼系数B、灵敏度C、单位脉冲响应时间D、时间常数3。
概率密度函数提供了随即信号()的信息。
A、沿概率轴分布B、沿幅值域分布C、沿时域分布D、沿强度分布4. 反映噪声强弱程度的是响度,其单位是()A、宋B、方C、分贝D、瓦5. 由几个频率不同的正弦信号合成的周期信号,合成信号的周期是().A、各信号周期的最小公倍数B、各信号周期的最大公约数C、各信号周期的平均值D、各信号周期中的最大值6. 信号的时域与频域描述方法是依靠()来确立彼此的关系。
A 拉氏变换B 傅氏变换C 卷积D 相乘7。
.极距变化型电容式传感器,其灵敏度与极距()A 成正比B 方成正比C 成反比D 平方成反比8。
脉冲函数的频谱是()A 均匀谱B 非均匀谱C 逐渐增高D 逐渐降低9. 为了能从调幅波中很好地恢复出原被测信号,常用()作为解调器。
A 鉴相器B 整流器C 鉴频器D 变压器10. 光线示波器的振子的幅频特性相当于()滤波器的幅频特性。
A 低通B 高通C 带通D 带阻二、判断题(每小题2分,共20分)1。
凡频谱是离散的信号必然是周期信号。
()2。
当信号的时间尺寸压缩时,其频谱的频带加宽,幅值增高。
()3.二阶系统的动态特性参数是阻尼比和固有频率.()4。
测量小应变时,应选用金属丝应变片,测量大应变时,应选用半导体应变片。
()5。
A/D转换就是把模拟信号转换成连续的数字信号.()6. 一阶系统的时间常数τ越小越好。
()7。
频率不变性原理是指任何测试装置的输出信号的频率总等于输入信号的频率。
()8. 在常系数的线性系统中,当初始条件为零时,系统输出的拉氏变换与输入量的拉氏变换之比称为传递函数。
()9。
压电式传感器采用电荷放大器或电压放大器,所构成测量系统的特性总是相同的。
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检测装置的信号处理技术填空题运算放大器1、反相放大器的放大倍数及传递函数是(G=U0/Ui=-R1/R2、 G (S )=U0(S )/Ui (S ))23、测量放大器,又称(仪用)放大器、数据放大器。
4、测量放大器广泛用于传感器的信号放大,特别是微弱信号及具有较大共模干扰的场合。
5、测量放大器除了对低电平信号进行线性放大外,还担负着(阻抗匹配和抗共模干扰)的任务。
6、测量放大器的组成:测量放大器由三个运算放大器组成,其中Al 、A2二个同相放大器组成(前级),为对称结构, 输入信号加在Al 、A2的同相输入端,从而具有高抑制共模干扰的能力和高输入阻抗。
(差动放大器)A3为后级,它不仅切断共模干扰的传输,还将双端输入方式变换成单端输出方式,适应对地负载的需要。
7)8、AD521:①、AD521的管脚功能与基本接法如图12-3所示。
②、管脚OFFSET (4、6)用来调节放大器零点,调整方法是将该端子接到10kn 电位器的两固定端,滑动端接负电源端。
③、测量放大器计算公式为:G=UOUT/UIN=(RS/RG )放大倍数在O.1到1000范围内调整,选用Rs=1000k 土15%时,可以得到较稳定的放大倍数。
④、在使用AD521 (或其他测量放大器)时,都要特别注意为偏置电流提供回路。
为此,输入(1或3)端必须与电源的地线相连构成回路。
可以直接相连,也可以通过电阻相连。
⑤、图(12-4)中给出了信号处理电路中与传感器不同的藕合方式下的接地方法。
电容器糯合通过电阻R 为偏置电流提供回路a)变压器藕合 b)热电偶直接藕合 c)电容器藕合9、(2)、 AD522①、 AD522也是单芯片集成精密测量放大器,当放大倍数为100时,非线性仅为O.005%,在O.lHz到100Hz频带内噪声的峰值为1. 5mV,其中共模抑制比CMRR大于120dB (当放大倍数为1000时)。
②、AD522的管脚功能如图12-5所示。
管脚4、6是调零端, 2和14端连接调整放大倍数的电阻。
与AD521不同的是,该芯片引出了电源地9和数据屏蔽端13,该端用于连接输入信号引线的屏蔽网,以减少外电场对输入信号的干扰。
③、图12-6所示为AD522在信号处理中与直流测量电桥的连接图。
图中的信号地必须与电源地相连,以便为放大器的偏置电流构成通路。
连接在端子2和14之间的RG是调整增益电位器,调整RG大小,即可调整测量放大器的倍数。
SENSE为检测端子, REF为参考端子,这两个端子的作用主要是消除放大器负载的影响,在该电路中分别接在放大器输出端和电源公共端。
输出电压U。
计算如下:Uo=(1+200k/ RG){(U1-U2)-[(U1+U2)/2]×(1/CMRR)} (12-6)当共模抑制比CMRR≥ 1时,上式变为:Uo=(1+200k/ RG){(U1-U2)(12-7)①、当传感器的输出与自动测试装置或系统相连接时,特别是在多路信号检测时,各检测点因所采用的传感器不同,即使同一类型传感器,根据使用条件的不同,输出的信号电平也有较大的差异,通常从微伏到伏,变化范围很宽。
②、由于A/D转换器的输入电压通常规定为O~10V或者±5V,因此若将上述传感器的输出电压直接作为A/D转换器的输入电压,就不能充分利用A/D转换器的有效位,影响测定范围和测量精度。
因此,必需根据输入信号电平的大小,改变测量放大器的增益,使各输入通道均用最佳增益进行放大。
③、为满足此需要,在电动单元组合仪表中,常使用各种类型的变送器。
④、在含有微机的检测系统则采用一种新型的可编程增益放大器PGA (Programmabll Gain Amplifier),它是通用性很强的放大器,其特点是硬件设备少,放大倍数可根据需要通过编程进行控制,使A/D 转换器满量程信号达到均一化。
⑤、例如,工业中使用的各种类型的热电偶,它们的输出信号范围大致在0~60mV左右,而每一个热电偶都有其最佳测温范围,通常可划分为O~土10mV, 0~士20mV, 0~土40mV、O~土80mV四种量程,针对这四种量程,只需相应地把放大器设置为500,250,125,62.5四以种增益,则可把各种热电偶输出信号都放大到0~±5V。
1、程控测量放大器原理结构1)、图12-7为程控测量放大器的原理结构图,它是图12-2电路的扩展,增加了模拟开关和驱动电路。
增益选择开关S1-S'1、S2-S'2、S3-S'3成对动作,每一时刻仅有一对开关闭合,当改变数字量输2)、一个实际的程控测量放大器:。
⑴、图12-8⑵、在图12-8中,开关网络由译码-驱动器和双4通道模拟开关1组成,开关网络的数字输入由D0和 D1二位状态决定,经译码后可有四种状态输出,分别控制Sl-S1'、S2-S2'、S3-S3'、S4-S4'四组双向开关,从而获得不同的输入级增益。
⑶、为保证线路正常工作,必须满足R2 =R3、R4=R5、R6 =R1;⑷、该模块也通过改变输出端的接线方式来改变后一级放大器A3的增益。
当管脚6与10相连作为输出端,管脚13接地时,则放大器A3的增益G3=1。
改变连线方式,即改变 A3的输入电阻和反馈电阻,可分别得到4 倍到10倍的增益。
但这种改变的方法不能用程序实现。
3)、程控测量放大器的应用程控测量放大器PGA 的优越性之一 就是能进行量程自动切换。
特别当被测参数动态范围比较宽时,采用程控测量放大 器会更方便,更灵活。
例如:数字电压表,其测量动态范围可以从几微伏到几百伏,过去是用于拨动切换开关进行量程选择,现在,在智能化数字电压表中,采用程控放大器和微处理器,可以很容易实现量程自动切换,其原理如图12-9DisplayPGA CPU A/D Ui设PGA 的增益为1、10、100三档,AID 转换器为12位双积分式。
用软件实现量程自动切换的框图如图12-10所示。
自动切换量程的过程如下:①、当对被测信号进行检测,并进行AID 转换后,CPU 便判断是否超值。
②、若超值,且这时PGA 的增益已经降到最低档,则说明被测量超过数字电压表的最大量程,需转入超量程处理。
③、若未在最低档的位置,则把PGA 的增益降一档,再重复前面的处理。
若不超值,便判断最高位是否为零。
如果是零,则再查增益是否为最高一档,如不是最高档,将增益升高一级再进行AID 转换及判断; 如果是1,或PGA 已经升到最高档,则说明量程已经切换到最合适挡,此时微处理器对所测得的数据再进一步处理。
因此智能化数字电压表可自动选取最合适的量程,提高了测量精度。
四、隔离般大器1)、在一个自动检测系统中,都希望在输人通道中把工业现场传感器输出的模拟信号与检测系统的后续电路隔离开来,即无电的联系。
2)、这样可以避免工业现场送出的模拟信号带来的共模电压及各种干扰对系统的影响。
解决模拟信号的隔离问题要比解决数字信号的隔离问题困难得多。
目前,对于模拟量信号的隔离,广泛采用隔离放大器。
这是近十几年来发展起来的新型器件。
3)、隔离放大器按原理分有两种类型,一种是按变压器藕合的方式,另一种是利用线性光藕合器再加相应的补偿的方式。
4)、按变压器藕合方式工作的隔离放大主种放大器:先将现场模拟信号调制成交流信号,通过变压器藕合给解调器,输出的信号再送给后续电路,5)、例如:计算机的AID转换器。
1、隔离放大器的原理结构⑴、隔离放大器由四个基本部分组成:如图12-11所示。
①、输入部分包括输入运算放大器、调制器;②、输出部分包括解调器、输出运算放大器;③、信号辅合变压器;④、隔离电源。
⑵、这四个基本部分装配在一起,组成模块结构,不但用户使用方便,同时提高了可靠性。
此种隔离放大器组件的核心技术是超小型变压器及其精密装配技术。
这样一个非常复杂的功能组件,其体积只有64×12×9mm3,安装形式为双列直插式,插座用40脚插座。
⑶、国内应用较广泛的是美国AD公司的隔离放大器;如:Mode1277、Mode1278、AD293、AD294等。
⑷、典型的隔离放大器原理图如图12-12所示。
图12-12a为原理框图,图12-12b为简化的功能图。
⑸、对它的结构简要说明如下:外加直流电源Vs;经稳压器后为电源振荡器提供电源,可产生100kHz的高频电压,分两路输出。
一路到输入部分,其中C绕组作为调制器的交流电源,而b绕组供给1号隔离电源形成士15V的浮空电源,可作为前置放大器Al及外附加电路的直流电源。
另一路到输出部分,e绕组作为解调器的交流电源,而d绕组供给2号隔离电源形成土15V直流电源,供给输出放大器A2等。
图12-12典型的隔离放大器a)原理框图 b)简化的功能圈2、隔离放大器工作原理⑴、输入部分的作用是将传感器来的信号滤波和放大,并调制成交流信号,通过隔离变压器藕合到输出部分。
⑵、输出部分完成的作用,是把交流信号解调变成直流信号,再经滤波和放大,最后输出O~士10V的直流电压。
⑶、由于放大器的两个输入端都是浮空的,它能够有效地作为测量放大器,又因采用变压器藕合,所以输入部分和输出部分是隔离的。
⑷、隔离放大器总电压增益为:G=GINGOUT=1~1000 (12-8)式中: GIN为输入部分电压增益;GOUT为输出部分电压增益。
信号在传输过程中变换技术1、目前,世界各国均采用直流信号作为统一信号,并将直流电压(0~5)V和直流电流(0~10mA或4~20mA)作为统一的标准信号。
2、采用直流信号作为统一的标准信号与交流信号相比有以下优点:①、在信号传输线中,直流不受交流感应的影响,干扰问题易于解决;②、直流不受传输线路的电感、电容及负荷性质的影响,不存在相位移问题,使接线简单;③、直流信号便于A/D转换,因而巡回检测系统都是以直流信号作为输入信号。
3、V/I变换器的作用是将(电压变换为标准的电流信号)。
4、V/I变换器不仅具有恒流性能,而且要求输出电流随负载电阻变化所引起的变化量(不超过允许值)。
5、O~10mAV/I变换的典型电路;6、电路原理:①、运算放大器A接成同相放大器,由电路分析可知,此变换电路属于电流串联负反馈,具有很好的恒流性能;R3为电流反馈电阻,R为负载电阻,它小于R3。
三极管VT1和VT2组成电流输出级,用来扩展电流。
②、若运算放大器的开环增益和输入阻抗足够大,不难证明Ui≈UF=I0R3 (12-9)③、输出电流I0仅与输入电压Ui和反馈电阻R3有关,与负载电阻R无关;说明它具有较好的恒流性能。
选择合适的反馈电阻R3的值便能得到所需的变换关系。
④、O~10mA的标准信号仅适用于II型仪表;4)、4~⑴、为了更加提高仪表的精度和稳定性,使仪表工作更可靠,扩大应用功能,目前广泛采用了III型仪表及智能化仪表,这些仪表是4~20mA的直流电流作为统一的标准信号,即规定传感器从零到满量程的统一输出信号为4~20mA 的直流电流。