检测与转换技术15习题课
检测与转换技术
图(a)图(b)
第五章
5.1什么是差动变压器式传感器零点残余电压？怎样消除？
8.9已知一个温度控制系统如下图所示，热电偶采用的是铂铑10-铂，分度号为S。热电偶通过温度变送器将电压信号转换成4-20mA电流信号给温度控制器使用。由于热电偶冷端温度波动，故需要采用补偿导线将其与温度变送器连接。温度控制器通过控制输出的触发脉冲宽度控制电炉丝两端电压，进而控制其加热状态。完成如下问题：
图3.1
3.6将四个完全相同的金属丝式电阻应变片（灵敏度K=2）粘贴在距自由端b的地方，如图所示的梁式测力弹性件，已知应变 和受力F关系： ，b=100mm，t=5mm，w=20mm，E=×105N/mm2。
(1)在图3.2上画出应变片粘贴位置和测量电桥电路。
(2)电桥由6v电源供电，当电桥输出电压为7.2mV时，此时作用力F为多少？
电信学院自动化系
《检测与转换技术》
课程习题集
2015年1月
第一章
1.1自动检测1.2什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？各有什么用途？
1.3有三台测温仪表，量程均为0-600℃，精度等级分别为2.5级，2.0级，1.5级。现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5%，选哪台仪表合理？为什么？
第二章
2.1画出传感器系统的组成框图，说明各环节的作用。
2.2什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标，意义是什么？
2.3当线位移传感器从4mm变化为2mm时，输出电压减小了1mV，则该传感器的灵敏度为多少？
检测与技术习题课
第1章传感器的一般特性一、填空题1、衡量传感器静态特性的重要指标是_______、_______、_______、________ 等。
2、通常传感器由＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿三部分组成，是能把外界＿＿转换成＿＿＿＿＿＿的器件和装置。
3、传感器的＿＿＿＿＿是通过实验建立传感器起输入量与输出量之间的关系，并确定不同使用条件下的误差关系。
4. 测量过程中存在着测量误差，按性质可被分为、和随机误差三类，其中可以通过对多次测量结果求平均的方法来减小它对测量结果的影响。
5、一阶传感器的时间常数τ越__________,其响应速度越快;二阶传感器的固有频率ω0越_________, 其工作频带越宽.6、灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。
其定义为：传感器与相应的之比，用公式表示。
二、选择1、通常意义上的传感器包含了敏感元件和（）两个组成部分。
A. 放大电路B. 数据采集电路C. 转换元件D. 滤波元件2、若将计算机比喻成人的大脑，那么传感器则可以比喻为( )。
A．眼睛 B. 感觉器官 C. 手 D. 皮肤3、属于传感器静态特性指标的是（）A.固有频率B.临界频率C.阻尼比D.重复性4、衡量传感器静态特性的指标不包括（）。
A. 线性度B. 灵敏度C. 频域响应D. 重复性5、下列对传感器动态特性的描述正确的是（）A 一阶传感器的时间常数τ越大, 其响应速度越快B 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其工作频带越宽C 一阶传感器的时间常数τ越小, 其响应速度越快。
D 二阶传感器的固有频率ω0越小, 其响应速度越快。
6、三、计算分析题1、什么是传感器？由几部分组成？试画出传感器组成方块图。
2、传感器的静态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义。
3、传感器的动态性能指标有哪一些，试解释各性能指标的含义第2章电阻应变式传感器一、选择、填空题1、金属丝在外力作用下发生机械形变时它的电阻值将发生变化，这种现象称_______效应；2、产生应变片温度误差的主要因素有＿、＿和＿。
检测与转换第四版徐科军课后习题答案
1.3.正态分布的随机误差有哪些特点？答：对称性，单峰性，有界性，补偿性。
1.5.为什么在使用各种指针式仪表时,总希望指针偏转在全量程的2/3以上范围内使用?答:选用仪表时要考虑被测量的大小越接近仪表上限越好,为了充分利用仪表的准确度,选用仪表前要对被测量有所了解,其被测量的值应大于其测量上限的2/3。
1.9什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？答：传感器的静态特性是指输入被测量不随时间变化，或随时间变化的很缓慢时，传感器的输出与输入关系。
线性度，灵敏度，迟滞，重复性，精度，零点漂移，温度漂移。
2.6.什么是直流电桥?若按桥臂工作方式不同,可分为哪几种?各自的输出电压如何计算?答:直流电桥:电桥电路的工作电源 E 为直流电源,则该电桥称为直流电桥。
分为单臂电桥，半桥差动，全桥差动。
3.9为什么电容式传感器易受干扰？如何减小干扰？答：输出阻抗高，负载能力差。
电容式传感器的容量受其电极的几何尺寸等限制，一般为几十到几百皮法，使传感器输出阻抗很高。
措施：屏蔽和接地；增加初始电容值，降低容抗；导线间距离要远，线要尽可能短；尽可能一点接地，避免多点接地。
设计要点：①减小环境温度，湿度等变化所产生的误差，保证绝缘材料的绝缘性能②消除和减小边缘效应③消除和减小寄生电容影响，防止和减小外界干扰④尽可能采用差动式电容传感器。
3.13电涡流传感器有何特点？答：电涡流式传感器具有测量范围大，灵敏度高，结构简单，抗干扰能力强和可以非接触测量等特点。
可用于位移测量，振幅测量，厚度测量，转速测量，涡流探伤。
3.14.利用电涡流传感器测量板材厚度的原理是什么?答:原理:当金属板得厚度变化时,将使传感器探头与金属板间的距离改变,从而引起输出电压的变化。
通常在被测板的上、下方各装一个传感器探头,其间距离为D,而它们与板的上、下表面分别相距x1和x2,这样板厚t=D-(x1+x2), ,当两个传感器在工作在工作时分别测得x1和x2,转换成电压值后相加。
自动检测与转换技术-《自动检测与转换技术》能力训练提示及参考答案
《自动检测与转换技术》各模块能力训练参考答案模块一能力训练1-1 请在你的学校内那些地方用到传感器？列举这些传感器所起的作用，或者说明检测的是什么物理量。
建议：重点关注：学校物业监控的探头；楼宇消防监控探头；楼宇自动门；自动楼道灯；图书馆监控；自动水龙头等场所的传感器。
1-2 请你列举日常生活中使用的传感器？说明这些传感器所起的作用，或者检测的物理量。
参考答案：冰箱、空调、电饭煲的温度传感器，检测的物理量是温度；自动洗衣机的水位传感器，检测的物理量是水位；电视机的遥控器，检测的是遥控器发出的红外线；手机的触摸屏，是电容或电阻传感器，检测的是手的触摸信息；宾馆接待大厅的自动门，检测的是人体接近的信息；宾馆房间上方的烟雾传感器，检测的房间是否有烟雾或火灾的信息；……等等。
模块二能力训练2-1 假设你应聘到某机械厂，现单位计划采用数显装置将一台普通车床改造为专门用于车削螺栓的简易数控车床。
此任务委托给你完成，所车制的螺栓具体指标为总长1000mm；直径30mm；螺距6mm；螺纹数120圈。
具体要求如下并填空。
①采用传感器测量主轴的角位移，它的技术指标必须达到为P／r(每转一圈，产生个脉冲)，角位移的分辨力才能达到0.350。
②采用传感器测量刀架的横向位移，分辨达到0.01mm。
③主轴每旋转一圈，刀架必须向右前进mm；在加工到规定的螺纹圈数（120圈）时，刀架共移动了mm，然后退刀。
④在开始退刀时刻，主轴的角位移传感器共得到个脉冲。
⑤若横向走刀失控，当刀架运动到床身的左、右两端限位时，依靠传感器使溜板能够立即停止下来，并依靠器件发出“嘀”的报警响声1s。
参考答案：①角数字编码器、1029、1029；②光栅位移；③6、720；④1029×120=123480；⑤限位或者位置传感器或者接近开关、鸣蜂器。
2-2 根据2-1中的几个要点完成以下工作：（1）请你查阅有关资料，简述车床的主运动和进给运动，并画出表示车床传动机构的简图。
检测与转换技术复习资料..
大学本科检测与转换技术复习题一、填空题1、传感器是指那些被测对象的某一确定信息具有___________-功能，并使之按照一定规律转换成与之对应的____________的元器件或装置。
2、一般说来传感器应由____________、_____________和其他辅助部件组成。
3、为了减小电阻式传感器半导体应变片的桥式测量电路的非线性误差，可以通过________________、_________________、___________________三种方法来改进。
4、根据被测参数的变化量，可以把电容式传感器分为_________________型电容传感器,________________型电容传感器和_________________型传感器。
5、电感式传感器能够把被测量(如位移、压力、流量等)转换成线圈的___________________或_________________的变化，再由测量电路转化成电流或电压变化而实现非电量到电量的转换。
6、热电式传感器是一种将_______________变化转换成_____________________变化的装置。
7、光敏电阻在未受到光照射时的阻值称为____________，此时流过的电流称为_____________。
在受到光照射时的阻值称为________________，此时流过的电流称为________________。
8、霍尔传感器在实际应用中，由于半导体的固有特性和制造工艺的缺陷，造成测量中会引起_______________误差和_________________误差，需要对其进行补偿。
9、差动式电容传感器的非线性误差比单一电容传感器的线性误差大大的____________，当陪与适当电路，其输出特性在正负33%范围内，偏离直线的误差不超过_____________。
10、一般说来传感器应由______________、_______________和其他辅助部件组成。
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。
检测与转换技术课后习题和例题解答
检测与转换技术课后习题和例题解答检测与转换技术课后习题和例题解答第1章 传感器技术基础传感器技术基础 练习题（共练习题（共2页）页）一、填空题（每空3分，共60分，11至12不计分，课后完成）不计分，课后完成）1、传感器是一种以一定的、传感器是一种以一定的 精确度精确度 把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的另一种量的便于应用的另一种量的 测量装置测量装置2、传感器由两部分组成：、传感器由两部分组成： 敏感软件敏感软件 以及以及 转换软件转换软件3、传感器的作用是： 信息的收集信息的收集 、 信息数据的转换信息数据的转换 以及以及 控制信息的采集制信息的采集 。
4、传感器按输出信号可分为、传感器按输出信号可分为 开关开关 式、模拟式以及式、模拟式以及 数字数字 式5、输出变化量与输入变化量的、输出变化量与输入变化量的 比值比值 称为灵敏度。
如图：称为灵敏度。
如图： 虚 线的灵敏度高。
敏度高。
6、传感器的输入输出特性曲线接近于、传感器的输入输出特性曲线接近于 直线的长度直线的长度 称为线性度。
如图：称为线性度。
如图： 虚 线的灵敏度线的灵敏度低。
低。
7、传感器正反行程、传感器正反行程 的不一致程度的不一致程度 称为迟滞。
如图，称为迟滞。
如图， 虚 线的迟滞大。
大。
8、多次重复测试的曲线的、多次重复测试的曲线的 重合的程度重合的程度 称为重复性。
如图，称为重复性。
如图， 虚 线的重复性较差。
重复性较差。
9、指被测量为稳定值时传感器输入与输出的关系称为传感器的、指被测量为稳定值时传感器输入与输出的关系称为传感器的 静态静态静态 特性。
特性。
指被测量为动态值时传感器输入与输出的关系称为传感器的指被测量为动态值时传感器输入与输出的关系称为传感器的 动态动态动态 特性。
特性。
特性。
10、分析动态特性的两种方法是、分析动态特性的两种方法是 阶跃响应阶跃响应 法和法和 频率响应频率响应 法V I V O 迟滞曲线迟滞曲线 V IV O 重复性曲线重复性曲线V I V O 线性度曲线线性度曲线 V I V O 灵敏度曲线灵敏度曲线的正弦信号输与频率之为阶跃函数时随时间二、简答题（每题20分，共20分）分）什么是传感器，其定义具体应包含哪些方面？什么是传感器，其定义具体应包含哪些方面？分）三、计算题（每题20分，共20分）如图，设曲线Y2和Y3的交点为A，在0≤X≤Ax区间内，（1）作两曲线Y2及Y3的端点连线拟合直线Y。
《检测与转换技术》试卷A含答案
《检测与转换技术》试卷A一、选择题（本题共12题，每格2分，共24分）1.概率密度函数提供了随机信号( )的信息。
A.沿频率轴分布B.沿幅值域分布C.沿时域分布D.沿尺度分布2.非周期信号的频谱是( )A.连续的B.离散的C.基频的整数倍D.脉冲函数3.半导体应变片具有( )等优点。
A.灵敏度高B.温度稳定性好C.可靠性高D.接口电路复杂4.常用于测量大位移的传感器有( )A.感应同步器B.应变电阻式C.霍尔式D.涡流式5.结构型传感器是依靠传感器( )的变化实现信号变换的。
A.材料物理特性B.体积大小C.结构参数D.电阻值6.阻抗头是测量振动系统( )的拾振器。
A.振动位移B.振动加速度C.激振力D.激振力及其响应7．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8．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9．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10．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11．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Yn应选为（）A．0.301 B．0.303 C．0.308 D．0.31512.对压电式加速度传感器，希望其固有频率( )A.接近零B.尽量低些C.尽量高些D.任意二、填空题（本题共12题，每格1分，共12分）1.动态标定的目的，是检验测试传感器的指标。
2.传感器的频率响应特性，必须在所测信号频率范围内，保持条件。
自动检测与转换技术 课后习题
判定数字仪表位数的练习
请判断下图数字表的位数
2020/4/24
9
解析：分辨力
分辨力是指仪器能检出和显示被测信号的最小变化量， 是有量纲的数。当被测量的变化小于分辨力时，传感器对输 入量的变化无任何反应。对数字仪表而言，如果没有其他附 加说明，一般可以认为该表的最后一位所表示的数值就是它 的分辨力。一般地说，分辨力的数值小于仪表的最大绝对误 差。例如，下图所示的数字式温度计分辨力为0.1℃，若该仪 表的精度为1.0级，则最大绝对误差将达到±2.0℃，与分辨 力相比差得多。
请判断右图数字表的 位数、分辨力及分辨率。
仪表背面的接线端子
判断数字表的位数、 分辨力及分辨率（续）
2020/4/24
12
判断数字表的位数、 分辨力及分辨率（续）
2020/4/24
13
解析：作图法求灵敏度的过程
7.某自来水厂有一台测量流量的仪表，测量范围为0～ 10m3/s，输入输出特性曲线如下图所示，请用作图法求该仪表 在1m3/s和7m3/s时的灵敏度K1、K2，和该仪表的端基线性度。
可参考汽车速度的测量原理
与车轮联动
自行车速度、里程测量仪表设计注意事项
1.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= Nl = 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) 。
Uo
Ui 4
( R1 ） R1
也可以使用
分压比公式:
信号检测与转换技术 课后题
第1章信号检测与转换技术概述思考题1.自动检测与转换系统的基本组成是什么？检测是指通过各种科学的手段和方法获得客观事物的量值；转换则是通过各种技术手段把客观事物的大小转换成人们能够识别、存贮和传输的量值。
一个典型的检测与转换系统基本组成如下：2.简述心电信号检测系统的基本组成及各部分功能。
3.简述工业检测技术涉及的主要物理量有哪些？工业检测技术涉及主要内容包括：热工量：温度、压力（压强）、压差、真空度、流量、流速、物位、液位等。
机械量：直线位移、角位移、速度、加速度、转速、应变、力矩、振动、噪声、质量（重量）等。
几何量：长度、厚度、角度、直径、间距、形状、粗糙度、硬度、材料缺陷等。
物体的性质和成分量：空气的湿度（绝对、相对）；气体的化学成分、浓度；液体的粘度、浊度、透明度；物体的颜色等。
状态量：工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）。
电工量：电压、电流、电功率、电阻、电感、电容、频率、磁场强度、磁通密度等。
4.检测仪表和检测系统的技术性能有哪些？有什么含义？如何测量或计算？5.测量误差来源有那些？按误差出现的规律，测量误差分哪几类？系统误差：简称系差，是按某种已知的函数规律变化而产生的误差。
随机误差：简称随差，又称偶然误差，它是由未知变化规律产生的误差，具有随机变量的一切特点，在一定条件下服从统计规律，因此经过多次测量后，对其总和可以用统计规律来描述，可以从理论上估计对测量结果的影响。
粗大误差：是指在一定的条件下测量结果显著地偏离其实际值时所对应的误差，简称粗差。
6.传感器的基本组成是什么？简述各部分主要功能。
敏感元件（弹簧管、波纹管、膜盒、膜片）能直接感受被测量，并将被测非电量信号按一定对应关系转换为易于转换为电信号的另一种非电量的元件。
传感元件（电位器）能将敏感元件输出的非电信号或直接将被测非电量信号转换成电量信号的元件。
转换电路将传感元件输出的电量信号转换为便于显示、处理、传输的有用电信号的电路。
《检测与转换技术》期末问题提纲答案
《检测与转换技术》期末问题提纲答案检测与转换期末考试复习提纲1.~计算机检测系统的结构。
理论和技术层面各有哪些描述模型、有哪些性能要求和性能指标。
答：由被测对象、传感器、信号调理器、显示与记录装置、数据通信接口、控制装置组成。
理论层面有微分方程、差分方程、代数方程，技术层面有函数。
静态性能指标有：线性度、迟滞、重复性、灵敏度、量程、零位、精确度、输入输出电阻动态性能指标：时间常数、上升时间、响应时间、超调量、衰减度、延迟时间2.~检测系统有哪三类误差、各自的起因和消除方法有哪些。
解：P91.系统误差：在相同条件下，多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持恒定或遵循一定规律变化的误差。
产生系统误差的主要原因有仪器误差、使用误差、影响误差、方法和理论误差，消除系统误差主要应从消除产生误差的来源着手，多用零示法、替代法等，用修正值是减小系统误差的一种好方法。
2.随机误差：在相同条件下进行多次测量，每次测量结果出现无规则的随机性变化的误差。
随机误差主要由外界干扰等原因引起，可以采用多次测量取算术平均值的方法来消除随机误差。
3.粗大误差：在一定条件下，测量结果明显偏离真值时所对应的误差，称为粗大误差。
产生粗大误差的原因有读错数、测量方法错误、测量仪器有缺陷等等，其中人身误差是主要的，这可通过提高测量者的责任心和加强测量者的培训等方法来解决。
3.~举例说明被测量是如何通过改变敏感元件结构、形状、组织和粒子状态实现被检测的。
最基本的转换电路有哪些。
答：如：线绕电位器式传感器，检测时通过将角度θ，或者位移L，转换为电位器式传感器的结构变化θ',L'，将非电量转换为非电参数。
非电参数的变化转换为相应电参数的变化'θθ R，电参数再转换为电量变化0'U。
通过检测电量变化从而实现被测量被检测。
金属应变片传感器，将位移L转换为传感器的形状变化。
半导体应变片为组织变化。
半导体式气体传感为粒子状态变化。
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
检测与转换技术课后部分习题参考答案
《检测与转换技术》课后部分习题参考答案2.4解：利用最小二乘法进行拟合，得拟合直线方程为y=7.984x+0.548灵敏度S=7.984 uε/N线性度γL=(12.065/400)×100%=3.02%滞后量γH=[(252-228)/400]×100%=6%附：参考程序（采用Labview 8.6编程，不要求掌握）1、前面板图2、程序框图3.10解：1）单臂Uo=U/4*S*ε=2mV Su= U/4=1V2）差动半桥Uo=U/2*S*ε=4mV Su= U/2=2V3）差动全桥Uo=U*S*ε=8mV Su= U=4V3.11解：γ=( S*ε/2)×100%=1%∴S=203.12解：ε=F/AE=10-3ΔR=S*ε*R=2×120×10-3Ω=0.24Ω3.13解：ΔR1=ΔR4=S*ε1*R=2×120×1/105Ω=2.29ΩΔR2=ΔR3=-2.29ΩUo=USε=76mV3.14(1)差动全桥如图：(2)=1.3mV3.15解：（1）贴片图和接桥电路如下（2）ε1=ε3=uF/AE=4.77×10-5ε2=ε4=－F/AE=－1.59×10-4ΔR1/ R1=ΔR3/ R3= S*ε1=9.54×10-5 ΩΔR2/ R2=ΔR4/ R4= S*ε2=－3.18×10- 4 Ω（3）=1.24mV（4）可以补偿温度的影响，具体原因见书上48页电桥补偿法，在此不再赘述。
4.9解：S=C0/δ0=εA/(δ0)2=(8.85*10-12*8*10-4)/(10-3)2 F/m=7.08nF/m4.10解：差动：S=2C0/δ0=40pF/mmγ=(Δδ/δ0)2×100%=4%单板：S=C0/δ0=20pF/mmγ=(Δδ/δ0)×100%=20%4.11解：∵γ=(Δδ/δ0)×100%=0.1%∴Δδ=0.001δ0=1um4.12解：C0=εA0/δ0=50×0.03×0.02/0.01 uF=3uFC1=εA1/δ0=50×0.03×(0.02-0.01)/0.01 uF=1.5uF∴ΔC = C0-C1=1.5uF4.13解：1、无云母时，初始电容C0=86.8 pF极板间距减小Δδ时，C1=99.2 pF，ΔC1/ C0=14.29%极板间距增大Δδ时，C2=77.2 pF，ΔC2/ C0=11.06%2、有云母时，初始电容C0=151 pF极板间距减小Δδ时，C1=195 pF，ΔC1/ C0=29.14%极板间距增大Δδ时，C2=125 pF，ΔC2/ C0=17.22%5.11解：定义电压方向上正下负，电流方向自上而下为正。
检测与技术转换答案__董爱华版讲解
1.1检测的概念是什么？检测是人们借助于专门设备，通过一定的技术手段和方法，对被测对象收集信息、取得数量概念的过程。
它是一个比较过程，即将被检测对象与它同性质的标准量进行比较，获得被检测量为标准量的若干倍的数量概念。
1.2检测有哪些分类方法？1．按检测过程分类检测方法可分为直接法、间接法和组合法。
2．按检测方式分类根据获取数据的方式，检测可分为偏差式、零位式和微差式。
3．按接触关系分类根据检测敏感元件与被测介质的接触关系，检测方法可分为接触式和非接触式两种。
4．按被测量的变化快慢分类根据被测量的变化的快慢，可分为静态检测和动态检测两类。
５．按检测系统是否施加能量分类根据检测系统是否需要向被测对象施加能量，检测系统可分为主动式和被动式两类。
1.3什么是误差？误差产生的原因是是什么？误差：检测结果偏离真值的大小称为误差。
检测误差的大小反映了检测结果的好坏，即检测精度的高低。
产生测量误差的原因主要有以下四个方面：（1）理论误差与方法误差；（2）仪器误差；（3）影响误差；（4）人为误差。
1.4检测系统由哪几部分组成，各部分的作用是什么？检测系统主要由敏感元件、信号的转换与处理电路、显示电路和信号传输电路组成。
敏感元件：将非电量转换为电信号；信号处理电路：将代表被测量特征的信号变换成能进行显示或输出的信号；显示电路：将被测对象以人能感知的形式表现出来；信号传输电路：将信号（数据）从一点（或一个地方）送另一点（或地方）。
2.1 什么叫温标？什么叫国际实用温标？用来衡量温度的标准尺度，简称为温标。
为了使用方便，国际上协商确定，建立一种既使用方便、容易实现，又能体现热力学温度(即具有较高准确度)的温标，这就是国际实用温标，又称国际温标。
2.2接触式测温和非接触式测温各有何特点，常用的测温方法有哪些?接触式与非接触式测温特点比较方式接触式非接触式测量条件感温元件要与被测对象良好接触；感温元件的加入几乎不改变对象的温度；被测温度不超过感温元件能承受的上限温度；被测对象不对感温元件产生腐蚀需准确知道被测对象表面发射率；被测对象的辐射能充分照射到检测元件上测量范围特别适合1200℃以下，热容大，无腐蚀性对象的连续在线测温。
检测及转换技术习题集答案
检测与转换技术习题第1章绪论、检测与转换技术的理论基础一、单项选择题1．一块量程为800℃，2.5级测温仪表，现要测量500℃的温度,其相对误差为【 B 】A．20℃B．4％C．1.6％D．3.2％2．某温度仪的相对误差是1%，测量800℃炉温时，绝对误差是【 D 】A．0.08℃B．8％C．0.8℃D．8℃3．漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随（）变化【 D 】A．温度B．电压C．电流D．时间4．下列四个选项中，关于相对误差特征正确的是【 D 】 A．大小与所取单位有关B．量纲与被测量有关C．不能反映误差的大小和方向D．能反映测量工作的精细程度5．下面哪一种情况可能会产生随机误差【 D 】A．测量人员的粗心大意B．检测装置的指示刻度不准C．许多因素的微小变化之和D．传感器的不稳定6．某量程为1000Kg的秤，相对误差是1%，则测量10Kg重物的绝对误差是【 C 】A 1KgB 10％C 0.1KgD 10Kg7. 属于传感器动态特性指标的是【 D 】A．重复性B．线性度C．灵敏度D．固有频率8. 下列技术指标中，描述传感器静态特性的是【 C 】A．阶跃特性 B. 频率特性C. 线性度D. 时间常数9．精确度是反映检测系统误差和( )误差的综合评定指标。
【 D 】 A．静态B．动态C．附加D．随机10. 在选择压力表量程时，必须考虑到留有充分的余量。
一般在被测压力较稳定的情况下，最大压力值不应超过压力仪表满量程的【 C 】A．1/3 B．2/3C ．3/4D ．满量程11．下面不是系统误差产生的主要原因的是 【 B 】A ．检测装置指示刻度不准B ．测量人员粗心大意C ．测量原理方法不当D ．测试环境的变化二、多项选择题1．下列哪几项属于随机误差的特性 【ABCE 】A ．有界性B ．单峰性C ．对称性D ．替代性E ．抵偿性三、填空题1．运算⨯-∆=δmin max max L y y L 100%是计算传感器 的公式。
检测与转换技术15习题课
b
c
d
e
• 10 •
n R1 1 R1 E E b) U0= 2 (n 1) R1 4 R1
• • •
b
d)
d
1 R1 U0 E 2 R1
c
C）
R3 R1 R1 U 0 E( ) R1 R1 R 2 R3 R 4 R 4
• e)
R1 U0 E R1
• 9 解:R1受轴向力产生正应变ε 1>0,R2沿圆周方向贴则产生负应 变ε 2<0。
1
F AE F AE
2
R1 R1 K 1 ; 1 R1 R1 K R2 R1 K 2 K 1 0.285K 0.285 0.004 1.14103 R2 R1 K R2 120 (1.14103 ) 0.1368 已知：R3 R4 U 0 E( 6 ( R3 R1 R1 120 0.48 ) E( 0.5) R1 R1 R2 R2 R3 R4 2 120 0.48 0.1368
题5 已知某位移传感器，当输入量△X=10μ m,其输出电压变化 △U=50mV。 求其平均灵敏度K1为多少？若采用两个相同的上述传感器组成差动测 量系统则差动式位移传感器的平均灵敏度K2为多少？ 5解：K1=(∆U /∆X)=5mV/μm 两个相同的上述传感器构成差动时：K2=2K1=10mV/μm
所以比为：2，2，4。
e
• 题11.变极距（d）型平板电容传感器，当d0=1mm时，若要求线性度为 0.1％。求允许间距最大变化量是多少？ • 11解：变极距型平板电容传感器的△d/d<<1时，可得到近似线性关系： • △d/d0＝0.1％ 所以 • △d ＝0.1％ d0＝ 0.1％ X 1=0.001mm
检测与转换技术思考题习题
输出：信号显示、打印、传输、报警等。
第一章 绪论
现代检测技术
高等院校自动化新编系列教材
控制型检测系统组成框图 θ
给定值 A/D 微机 D/A
传感器
对象
信号调理
单回路闭环控制系统。传感器位于测控系统的反 馈通道，负责将被控参数提取并转换为电量（实 际测量值）。
第一章 绪论
现代检测技术
高等院校自动化新编系列教材
（）x n xn 0.5% 100 0.5C 1 0.5 0.5 （2） 1 100% 1.0% 2 100% 2.0% 50 25 0.6 （3） n 100% 0.6% 仪表准确度等级为1级。 100
第一章 绪论
现代检测技术
高等院校自动化新编系列教材
第一章 绪论
现代检测技术
高等院校自动化新编系列教材
4、热敏电阻传感器工作原理、热电特性，测量电路、应用。
5、光敏电阻传感器工作原理、特性，应用。 6、简单、差动电感传感器的工作原理、原理式。 差动电感传感器优点？对电桥电路、带相敏检波的电桥电路 会分析。 7、互感传感器的工作原理、原理式。对电压输出型差动 整流电路会分析。
第一章 绪论
现代检测技术
高等院校自动化新编系列教材
转换电路-电桥
功能 结构类型 原理式 要求
将电阻的 变化转换 为电桥输 出电压
单 臂 桥
差动 半桥 全桥
U0
U R U K 4 R 4
为了产生最大输 出电压,应使一 个对角线应变片 受拉,另一对对 角线应变片受压。
第一章 绪论
现代检测技术
滞差计算式
HM YF .S
100%
灵敏度：输出变化量与输入变化量比值。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
R2 120 (1.14103) 0.1368
已知：R3 R4
U0
E( R1
R1 R1 R1 R2
R2
R3 R3 R4
)
E(
120 0.48
2120 0.48 0.1368
0.5)
6 ( 120.48 0.5) 7.7mV 240.343
0.141pF
题13. 如图所示为移液体储罐，采用电容式液 面计测量液位。已知罐的内径D=4.2m，金属 圆柱电容电极直径d=3mm，液位量程H=20m, 罐内含有瓦斯气，介电常数ε＝13.27X1012F/m, 液体介电常数ε1＝39.82X10-12F/m。求： 液面计零点迁移电容和量程电容值。
C 2 1H 2 3.14 39.821012 20 690 pF
ln D
ln 4.2
d
0.003
量程电容值为690 230＝460 pF
题14.气隙型电感传感器，衔铁端面S=4X4mm2,气隙总长度lδ=0.8mm,衔 铁最大位移∆ lδ=±0.08mm,激励线圈匝数N=25010.如图所示在悬臂梁距端部为L的位置上下面各贴两片完全相
同的电阻应变片R1 、R2 、R3 、R4 。试求（c）（d）（e）三种桥臂 接法桥路输出电压对（b）种接法输出电压的比值。图中U为电源 电压，R是固定电阻R1 ＝R2 ＝R3 ＝R4 ＝ R， U0为桥路输出电压。
b
c
d
e
• 10 •
输出电压u0为多少?
Rf
• 15解：解：由测量电路可得 •
Ｃ0
Ｃx
+
ui
Ｎ
-
u0
u0
C0 Cx
ui
C0 Cx0
ui
200 20
5sin t 45sin t
1 d
1 0.15
d
1.5
（V）
b) U0=
n (n 1)2
R1 R1
E
1 4
R1 R1
E
b
• •c •
d)
U0
1 2
R1 R1
E
d
C）
U0
E( R1 R1 R1 R1 R 2
-
R3
R3
)
R 4 R 4
• e)
U0
R1 R1
E
所以比为：2，2，4。
e
• 题11.变极距（d）型平板电容传感器，当d0=1mm时，若要求线性度为 0.1％。求允许间距最大变化量是多少？
6解：应变片电阻的相对变化量
R 1 R 100
应变
E
为试件所受应力， F
S
E
F SE
5104 0.5104 2 1011
0.005
R 1
应变片灵敏度系数K R 100 2
0.005
题7.一台用等强度梁作为弹性元件的电子称，在梁的上下面各贴两片相 同的电阻应变片（K＝2）,已知l=100mm、b=11mm 、E=2X1011N/mm2。 现将四个应变片接入直流电桥中，电桥电源电压U=6V。当F=0.5kg时， 求电桥输出电压U0。
F AE
• 9 解:R1受轴向力产生正应变ε 1>0,R2沿圆周方向贴则产生负应 变ε 2<0。
1
F AE
2
F AE
R1 R1
K 1 ; 1
R1 R1K
R2 R2
K 2
K1
0.285K
R1 R1K
0.285 0.004 1.14103
R U R
KU
K
6Fl bt 2 E
26
6 0.5 9.8100 11 32 2104
0.0178V 17.8mV 题8 一应变片的电阻R=120Ω,K=2.05，应变为800μm/m的传感元件。求：
1）△R和△R/R;
2)若电源的电压U=3V，求此时的电桥的输出电压U0。
A() 1 0.707 1 ( j)2
在0.707处ω τ=1, ω =2∏f
f 1 1 159Hz
2 2 0.001
所以输入信号工作范围为0-159Hz.
题6.如果将100Ω电阻应变片贴在弹性试件上，若试件受力横截面
S=0.5X10-4m2,弹性模量E=2X1011N/m2,若有F=5X104N的拉力引起应变电阻 变化1Ω。试求该应变片的灵敏度系数？
F
R2 F
F A
F A
-ε 2
-ε 2
F
在与轴线任意夹角α方向，其应变为：
1
2
(1 ) (1 ) cos2
1 :沿轴向的应变；
：弹性元件的泊松比。
弹性元件的 杨氏模量
轴
向应变片感受的应变为：当＝0时，
＝1＝
F AE
圆周方向的应变为：当＝90时，＝ 2＝－1＝－
向移动2mm，求此时电容量。真空价电常数 8.8541012 F/mm
d0 a
b
x
CX
0 rb(a
d
x)
0 rba(a x)
ad
C0a C0 x a
K dCX C0 dx a
• 12解: 位移∆X后，电容量为
CX
0 rb(a x)
d
0 rba(a x)
ad
C0a C0 x a
d0 a
K dCX C0 dx a
b
x
0 rba
K d 0 rb 18.85410124103 0.07 pF / mm
a
d
0.5
CX
0 rb(a x)
d
18.85410124103 (4 2) 0.5
• 11解：变极距型平板电容传感器的△d/d<<1时，可得到近似线性关系：
• △d/d0＝0.1％ 所以 • △d ＝0.1％ d0＝ 0.1％ X 1=0.001mm
题12.如图所示平板式电容传感器。已知：极板尺寸a=b=4mm，间隙 d0=0.5mm，极板间介质为空气。求传感器静态灵敏度；若极板沿x方
精品课件！
精品课件！
题15变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路，如图所示。
C0=200pF，传感器的起始电容量C x0=20pF,定动极板距离d0=1.5mm,运
算放大器为理想放大器(K→∞,Zi→∞),Rf极大,输入电压u1=5sinωt
V。求当电容传感动极板上输入一位移量△x=0.15mm使d0减小时,电路
131mH
3)当衔铁最大位移为 0.08mm时：
L2
N
2
20S
2l
25002 4 4 4 106
(0.8 2 0.08) 103
196mH
当衔铁最大位移变化 0.08mm时相应的电感变化量
L L2 L1 196 131 65mH
题3 某玻璃水银温度计微分方程式为
4 dQ0 dt
2Q0
2 103Qi
式中：Q0为水银柱高度(m); Qi为被测温度（ºC）。 试确定该温度计的时间常数和静态灵敏度系数。
3解：由方程式知道该温度计为一阶传感器。
1)时间常数τ＝a1/a0=4/2=2s 2)静态灵敏度系数k=b0/a0=2x10-3/2=10-3 m/℃
7解：四片应变片上下各两片。受F作用后，梁上表面R1. R4产生正应变电 阻变化，下表面R2.R3则产生负应变电阻变化。
L t
b
1 4
2
3
6Fl bt 2 E
电阻相对变化量及桥路电压输出为
R1 R4 R2 R3 R K
R1 R4
R2
R3
R
U0
8解
R K
R
R KR 2.05800106 120 0.197
R K 2.05800106 1.64103
R
U0
n (1 n)2
R R
E
1 (1 1) 2
1.64 103
3
1.23mV
• 题9. 在材料为钢的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片 R=120Ω的金属应变片R1 和R2，把这两应变片接入差动电桥。若钢的泊 松比μ＝0.285，应变片的灵敏系数K=2,电桥电源电压＝6V，当试件受 轴向拉伸时，测得应变R1 的变化△R1 ＝0.48 Ω。试求电桥的输出电压 U0。
题4 已知某一阶传感器的传递函数
( p) 1 , p 1
Τ=0.001s,求该传感器输入信号工作频率范围。
4解：
一阶传感器的频率传递函数：H ( j)
1
j 1
幅频特性A()
1
1 ( j)2
由一阶响应曲线如图可知，当A(ω )>0.707时输出信号失 真较小，测量结果较精确。因此取该范围为工作段 。
计算:
1）线圈的电感值；
2）电感的最大变化量。
解：
1)线圈电感L
N 20S 2
25002 4 4 4 106
0.8 103
157mH
2)当衔铁最大位移为＋0.08mm时：
L1
N 20S 2 2l