测控系统原理第4章习题解答

第4章 习题解答

1、试述零位误差和灵敏度误差的校正方法

答：零位误差的硬件校正方法是设置调零电位器和调零电路，常见的调零电路有：传感器调零电路、电桥调零电路、放大器输入偏移调零电路、A/D 转换器调零电路；灵敏度误差的硬件校正方法是调整传感器灵敏度、放大器放大倍数、A/D 转换器的基准电压等主要参数，但最常见的灵敏度调整方法还是调整决定放大器增益的电阻值。

线性测试系统零位误差和灵敏度误差的软件校正方法是按照误差校正公式1

2121)(x x y y x x y y ---+=编写专门的计算子程序，将最近执行“误差校准”操作获得的最新的校准数据（x 1、y 1）、(x 2、y 2)存入内存，每次测量后就调用该计算子程序，从输出读数x 计算出被测量y 。

2、为什么要切换量程?怎样实现量程切换?

答：为了扩大测量范围并保持一定的测量精度，检测系统大多设置多个量程。普通测量仪表是用手动换档开关来切换量程，微机化测控系统应能自动进行量程切换。量程自动切换是实现自动测量的重要组成部分，它使测量过程自动迅速地选择在最佳量程上，这样既能防止数据溢出和系统过载，又能保证一定的测量精度。

根据量程（上限）值的计算公式 SK

E x =max 要改变量程值，可以有改变传感器灵敏度为S 、从传感器到A/D 间信号输入通道的总增益(即各放大器放大倍数及衰减器衰减系数的连乘积)为K 、A/D 转换器满度输入电压为E 三种方法，其中改变总增益K 的方法最常用。

3、在图4-4-1(d)中，什么情况下，A/D 转换数据可以直接送去显示?什么情况下不可以?为什么?

答：只要适当选择和调整放大器增益K 使它满足以下条件：

1/0=FS

D E SK x 就可使A/D 转换结果D i 与被测量x i 的数值N i 相等，在这种情况下才可将A/D 转换结果作为被测量的数值去显示或打印。如果上述条件不满足，A/D 转换结果D i 与被测量x i 的数值N i 不相等，不可以直接作为被测量x i 的数值送去显示。

4、试采用应变电桥、放大器、BCD 码A/D 与LED 显示器设计一个电子秤，使显示器上能直接显示公斤数。

答：见【例4—1】。

5、图4-4-1(d)中采用线性传感器和采用非线性传感器两种情况下，从A/D 转换数据计算出显示数据的方法一样吗?为什么?

答：不一样。图4-4-1(d)中采用线性传感器的情况下，测量通道一般也是线性的，可以采用线性通道的标度变换方法，从A/D 转换数据计算出显示数据。图4-4-1(d)中采用非线性

传感器的情况下，测量通道就不是线性的，在这种情况下测量通道的A/D转换结果Di与被测量xi也就不成线性关系，因此就不能再用上述线性通道的标度变换方法，应该采用非线性通道的标度变换方法。

6、与硬件滤波器相比较，采用数字滤波方法来克服随机误差有何优点?

答：与硬件滤波器相比较，采用数字滤波克服干扰，具有如下优点：节省硬件成本、可靠稳定、功能强、方便灵活，而且不会丢失原始数据。在模拟信号输入通道中使用的频率滤波难免滤去频率与干扰相同的有用信号，使这部分有用信号不能被转换成数据而存储或记录下来，即在原始数据记录上永久消失。由于数字滤波只是把已采集存储到存储器中的数据读出来进行数字滤波，只“读”不“写”就不会破坏采集得到的原始数据。