检测技术及仪表作业
自动检测技术及仪表试卷A标准答案
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智能检测技术及仪表习题参考答案-all
智能检测技术及仪表习题答案1．1什么是测量的绝对误差、相对误差、引用误差被测量的测量值x与被测量的真值A0之间的代数差Δ，称为绝对误差（Δ=x- A0）。
相对误差是指绝对误差Δ与被测量X百分比。
有实际相对误差和公称相对误差两种表示方式。
实际相对误差是指绝对误差Δ与被测量的约定真值（实际值）X0之比(δA=Δ/ X0×100%)；公称相对误差是指绝对误差Δ与仪表公称值（示值）X之比（δx=Δ/ X×100%）。
引用误差是指绝对误差Δ与测量范围上限值、量程或表度盘满刻度B之比(δm=Δ/B×100%)。
什么是测量误差测量误差有几种表示方法他们通常应用在什么场合测量误差是指被测量与其真值之间存在的差异。
测量误差有绝对误差、相对误差、引用误差三种表示方法。
绝对误差通常用于对单一个体的单一被测量的多次测量分析，相对误差通常用于不同个体的同一被测量的比较分析，引用误差用于用具体仪表测量。
1．3 用测量范围为-50～＋150kPa的压力传感器车辆140kPa压力时，传感器测得示值为142kPa,求该示值的绝对误差、实际相对误差和引用误差。
Δ=142-140=2kPa; δA=2/140=%;δx=2/142=%;δm=2/(50+150)=1%什么是直接测量、间接测量和组合测量通常测量仪表已标定好，用它对某个未知量进行测量时，就能直接读出测量值称为直接测量；首先确定被测量的函数关系式，然后用标定好的仪器测量函数关系式中的有关量，最后代入函数式中进行计算得到被测量，称为将直接测量。
在一个测量过程中既有直接测量又有间接测量称为组合测量。
什么是测量部确定度有哪几种评定方法测量不确定度：表征合理地赋予被测量真值的分散性与测量结果相联系的参数。
通常评定方法有两种：A类和B类评定方法。
不确定度的A类评定：用对观测列进行统计分析的方法来评定不确定度。
不确定度的B类评定：用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定不确定度。
检测技术及仪表习题答案
选 B 表测量精度高
第二章习题答案 1． 水银不易氧化、 不沾玻璃、 易提纯， 能在很大温度范围内 （–36～+365℃） 保持液态，特别是在 200℃以下，它的体膨胀与温度几乎呈线性关系，水银玻璃 温度计的刻度是均匀的。因此常以水银作为感温元件。 若在毛细管中充以加压的氮气，并采用石英玻璃管，则测温上限可达 600℃ 或更高。 2． 缓慢提高玻璃管温度计所测量的温度， 使感温液断裂部分进入安全包后， 再逐渐降温，则感温液逐渐留下来，而气泡留在安全包中，即可消除液柱断裂现 象。 3．它的感温元件是用两片线膨胀系数不同的金属片叠焊在一起而成的。双 金属受热后，由于两金属的膨胀长度不同而产生弯曲，如图 2-3 所示。温度越高 产生的线膨胀长度差也就越大，因而引起的弯曲角度就越大。 增加双金属片的长度，提高灵敏度。 4．温差电动势和接触电动势。 起主导作用的是温差电动势。 5．1）铂铑 10—铂热电偶（S 型） 。这种热电偶在 1300℃（有的国家规定为 1400℃）以下温度范围可以长期使用。在良好的环境下可短期测量 1600℃的高 温。在所有标准化热电偶中，S 型热电偶准确度等级最高，稳定性最好，且测温 区域宽，使用寿命长，可用于精密测量和作为标准热电偶，适用于氧化性和惰性 气氛中。但价格昂贵，热电动势小，灵敏度低，热电特性曲线非线性较大，不适 于还原性气氛和含有金属或非金属蒸气的气氛中。 2）铂铑 13—铂热电偶（R 型） 。R 型与 S 型热电偶相比热电动势稍大（大 约 15%） ，但灵敏度仍不高，其他特点相同。 3）铂铑 30—铂铑 6 热电偶（B 型） 。由于 B 型热电偶的两热电极均为铂铑合 金，因此又称为双铂铑热电偶，可长期测量 1600℃的高温，短期可测 1800℃。 它的特点是性能稳定，测量精度高，适于在氧化性和惰性气氛中使用，也适合在 真空中短期使用。但 B 型热电偶在还原性气氛中易被侵蚀，热电动势小，灵敏 度比 S 型热电偶还低，且价格昂贵。由于在低温时热电动势极小，因此冷端温 度在 50℃以下时不需要对冷端温度进行补偿。
大连理工大学自动化专业检测技术及仪表课程习题
6) 需要测量某一容器中的液位，液体的温度较高， 根据你掌握的知识设计两种测量方案，阐述你 的设计思想
7) 简述差压式流量计基本原理，写出流量基本方 程式，解释各符号的名称
8) 节流式流量计主要是由哪几部分构成？各部分 都有什么作用？为什么采用三阀组安装？画出 三阀组的示意图？简述仪表的开停步骤 。
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①用一只电流表测量某电流，在相同条件下每隔一定 时间重复测量 n 次，测量数值间有一定的偏差；
②用万用表测量电阻时，由于零点没有调整，测得的 阻值始终偏大；
③由于仪表刻度（数值）不清楚，使用人员读错数据 造成的误差；
④用热电偶测量温度，由于导线电阻引起的测量误差；
⑤要求垂直安装的仪表，没有能按照规定安装造成的 测量误差。
⑤用图示的方法分别画出无迁移、正迁移、负迁移三 种情况测量安装示意图以及差压变送器输出－输入特 性曲线，分别写出三种情况的变送器输出－输入表达 式？
14) 根据热电偶的基本定律，在热电偶回路中，当发生下 列情况时，该回路中总电势如何变化（增大，减少， 不变，不确定） ?
《检测技术及仪表》习题集
《检测技术及仪表》习题集题库一、填空与选择1、差压式流量计，流量Q与成正比，转子流量计，流量Q与成正比。
2、转子流量计在出厂时必须用介质标定，测量液体用标定，测量气体用标定。
3、铂铑一铂材料所组成的热电偶，其分度号为；镍铬一镍硅材料组成的热电偶，其分度号为4、铂电阻温度计，其分度号为Pt100，是指在温度为时，其电阻值为5、差压式液位计因安装位置及介质情况不同，在液位H=0时会出现差压△P、△P和△P三种情况，我们分别称差压式液位计、、6、电子自动电位差计的工作原理是采用工作的，是根据已知来读取7、动圈显示仪表与温度传感器配接使用时应相互，某CZ-101型是与配接使用，某CZ-102型是与配接使用。
8、差压式流量计是一种截面、压降流量计。
转子式流量计是一种截面、压降流量计。
9、热电偶温度计是以为基础的测温仪表，分度号为K是指电极材料为、热电阻温度计是利用金属导体的随温度变化而变化的特性来测温、分度号为Pt100是指温度为时，电阻值为10、使用热电偶温度计测温需考虑冷端温度补偿问题，常用的四种补偿方法为、、和11、电位差计是根据原理工作的，是将被测电势与相比较，当平衡后由读取12、自动电子电位差计与热电偶配套测温冷端温度补偿是利用桥路电阻实现的，它是一个随温度变化的13、绝对误差在理论上是指仪表和被测量的之间的差值。
工业上经常将绝对误差折合到仪表测量范围的表示，称为14、测量物位仪表的种类按其工作原理主要有下列几类、、、、、、和15、热电偶测量元件是由两种不同的材料焊接而成，感受到被测温度一端称16、检测仪表的组成基本上是由、、三部分组成。
17、在国际单位制中，压力的单位为，记作，称为符号以表示，简称为18、在压力测量中，常有、、之分。
19、工业上所用的压力仪表指示值多数为，即和之差。
20、应用液柱测量压力的方法是以液体原理为基础的。
一般是采用充有水或水银等液体的、、进行压力测量的。
21、应用弹性变形测量压力常用的弹性元件有、、等。
《检测技术及仪表》模拟卷试题、参考文献
机电一体化技术（航空电气方向）专业《检测技术及仪表》形成性考核作业册姓名_________________学号_________________分校_ _ _ __信息技术与机电工程系2013年9月《检测技术及仪表》形成性考试作业一成绩__________教师签名__________日期__________第1章绪论思考题与习题1-1.单项选择题1）用万用表交流电压档(频率上限仅为5kHz)测量频率高达100kHz、10V左右的高频电压，发现示值还不到2V，该误差属于 B 。
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 1.7V，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1-2. 指出下列情况哪些属于随机误差，哪些属于系统误差，或两者皆有？1）电压表刻度不均匀；2）米尺因温度改变而伸缩；3）天平未调水平；4）游标卡尺零点不准；5）电子秤内部温度与环境不一致产生温漂；6）加热丝的电阻随温度变化对恒温器温度带来的误差；7）电压表视差；8）电桥检流计的零点漂移；9）欧姆表的接触电阻；10）电网电压的变化对恒温器加热功率带来的误差。
答：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。
1-3. 某压力表准确度为 2.5级，量程为0～1.5MPa，求：1）可能出现的最大满度相对误差γm。
2）可能出现的最大绝对误差△m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。
答：1）可能出现的最大满度相对误差可以从准确度等级直接得到，即γm=±2.5%2）△m=γmAm=±2.5%×1.5Mpa=±0.0375Mpa=±37.5kPa3）γx=△m×100%/Ax=±0.0375×100%/0.70=±5.36%1-4. 现有准确度为0.5级的0～300℃的和准确度为 1.0级的0～100℃的两个温度计，要测量80℃的温度，试问采用哪一个温度计好？答：经计算，用0.5级表以及1.0级表测量时，可能出现的最大示值相对误差分别为±1.88%和±1.25%。
仪表调试及检测作业指导书
系统调试1、仪表调试工程使用工具：1）信号发生器。
精度0。
1级, 规格：0～50mA直流和0~20V直流. 2）直流十进位电阻箱。
精度0.2级，规格0。
01~9999。
99Ω。
3）电位差计。
精度0。
1级，规格：0~1000mV直流.4）双臂电桥.精度0。
1级。
5）精密电阻箱。
精度0.02级。
6）减压过滤器（气动).规格为0~4×105Pa.7）定值器（气动）。
规格为0～4×105Pa。
8）万用表。
9）数字电压表。
10）数字万用表.11）地阻测试仪。
12）游标卡尺.13）活动扳。
14）螺丝刀。
15）秒表。
16）兆欧表.17）转速校验仪（30～40000r/分钟，标准表误差±0.5％）18）数字测试仪（1～100kHz，精度1/10000，传感器误差一个数）19）低频信号发生器（0～20∨，0～200kHz)20）精密铂铑-鉑热电偶（300～1100℃±1℃）21）Ⅱ级鉑热电阻（0～500℃，－200～0℃）22）数字标准压力表（0～2.5、0~6、0～16、0~25、0～40kPa，0.1级）23）现场仪表校验仪(4～20mA,0、25％、50％、75％、100％可调) 24）频率信号发生器（220∨AC，0～10kHz可调)2、作业条件：1)仪表在安装前应进行单体的调校和检查。
2）仪表安装以后在投入使用前,必须进行系统(包括线路或管路在内）的调试。
其目的是：a）检查系统中各仪表间的连接管路或线路是否正确可靠，消除漏、堵、断、短、错等缺陷。
b）检查仪表到安装到现场后，是否遭损坏,可调部分是否有变动,以保证仪表应有的精确度。
c) 模拟工艺操作信号，联动调试全系统内各单元仪表,按设计要求整定值及调节器、执行器的方向。
3）仪表的工作条件和试验条件应符合如下要求：a）工作条件:周围空气温度：电动仪表0~50℃，气动仪表5~40℃,变送器－10～55℃，b）周围空气相对湿度:电动仪表不大于85%.气动仪表10%～90％.变送器10％~90％.基地式仪表10%~90％。
《自动检测技术及仪表控制系统》课后习题答案
分章节知识点C11．开闭环仪表各有何优缺点？P6-72．检测系统的静/动态特性有哪些？P7-103．一阶系统的计算；4．仪表的误差与等级方面的计算。
C21．检测技术的一般原理P29-302．检测仪表的组成与各部分的作用 P2图1。
1或P97图3。
13．检测仪表的设计方法按结构形式来分主要有四类，即简单直接式变换、差动式变换、参比式变换和平衡（反馈）式变换 P100-108C3对位移、力与压力、振动、转速、温度、物位、流量、成分等常用工程量作测试，按提出的测试要求，设计测试方案，选传感器，分析方法，测试步骤，预期结果。
参习题C4 虚拟仪器的特点。
一简答题1．测量压力的仪表，按其转换原理的不同，可分为几类，各是什么？答：测量压力的仪表，按其转换原理的不同，可分为四大类，分别为：1）液柱式压力计；2）弹簧式压力计；3）电器式压力计；4）活塞式压力计。
2．测量的基本方程式是什么？它说明了什么？答：3．测量物位仪表按其工作原理主要有哪些类型？答：1）直读式物位仪表；2）差压式物位仪表；3）浮子式物位仪表；4）电磁式物位仪表；5）和辐射式物位仪表；6）声波式物位仪表；7）光学式物位仪表。
4．什么是温度？温度能够直接测量吗？答：温度是表征物体冷热程度。
温度不能直接测量，只能供助于冷热不同物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同变化的特性来加以间接测量。
5．什么是压力式温度计，它是根据什么原理工作的？答：应用压力随温度的变化来测量的仪表叫压力式温度计。
它是根据在密闭系统中的液体。
气体或低沸点液体的饱和蒸汽受热后体积膨胀或压力变化这一原理制作的，并用压力表来测量这种变化，从而测得温度。
6．差压变送器的检测元件为什么要做成膜盒结构，用单膜片行不行？答：因为膜盒组件在使用的差压范围内，具有很好的灵敏度和线性，而当差压超过使用范围时，即单向过载时，膜盒不但不坏，而且也极少有影响；由于膜盒内充有硅油，它除了传递压力之外，还有限尼作用，所以仪表输出平稳；由以上可知单膜片不能耐单向过载，尽管它加工方便，灵敏度高，不宜使用。
检测技术及仪表
P 称为调节器的比例带（或比例度），是输入的相对变化量与输出的相对变化量之比值，变化全范围所对应的输入变化范围。
比例度 、PI 、PD 调节规律 特点 在控制系统中的作用 控制作用及时迅速,只要有偏差就有输出。
快速Kp 大，余差小。
I 作用动作缓慢,但可消除静差。
PI 作用有P 作I 作用消除静差的特点。
I 作用影响系统稳定性。
注：实际积分不能消除静差，但可使余差I 作用可大大减小系统余差，故用于系 D 作用快，输出与偏差的变化速度成正比，可.D 作用可改善系统动态特性，使最大动态偏差大大减小。
现场仪表与控制室仪表之间的联络信号采用:?因为现场与控制室之间的距离较远，如果用电压源信号远传，由将产生较而用恒电流源信号作为远传，只要传送回路中的电流就不会随电线长短从而保证了传送的精度。
仪表的电气零点4mA ，控制室仪表之间的联络信号采用1-5V .DC:并有利于如果用电流源作当多台仪表共同接收同一个信号时，它这会使最大负载电阻而且各接收仪表的信号会引入干扰，而且不能做到单 变送器信号传输方式？ 供电电源与输出信号分别各用两根②二线制传输：二线制变送器是用两根 1.采用有活零点的电流信2.必须是单电源供电。
①采用两线制：优点：节省电缆和安装费，具有本质安全防爆性能，活零点，可判别信号和电源是否断线；缺点：必须使用活零点，变送器（即②采用四线制的优点：不必采用活零点，对功耗要求不是很严。
缺点：铺设电缆多， 为什么工业自动化仪表多采用直流信号制？ 1直流信号比交流信号干扰少2直流信3用直流信号便于进行模数4直流信号容易获得基准电压。
差动电容式压力变送器组成单元工作原理？ 差动电容式压力变送器主要有测量部件、转换电放大电路三部分组成。
测量部件的感压膜片产/电流转换放大电路用于调整，迁放大和输出限制电路。
工作原理利用电容输入使其产生位从而使感压膜片与两弧形电极组成的差动电容/电流电流信号与调零信其差值送入放大经放大后得到变送器整机的输出电流信号I 。
检测技术及仪表-1
结论
由于绝对误差不能确切地反映出测量的准确度，所 以引出相对误差的概念。
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（2）相对误差
测量结果的绝对误差与真值比值的百分数称为相
对误差，即：
x x0 100% x 100%
x0
x0
（3）引用误差
所谓引用误差，就是测量仪表的在量程范围内某 点的示值的绝对误差与其量程比值的百分数。
ymax 0.5%600 3 摄氏度
因为4摄氏度大于3摄氏度，所以不合格
1.2.3 误差的的分类 （按照产生的原因及其性质来分）
系统误差 大小和方向保持固定，或按一定规律变化的误差。 随机误差 各次测量误差的大小和方向没有规律性。但是，若对这 些误差进行大量统计，其出现是符合统计规律的。 疏忽误差 由于操作者的粗心大意或失误所造成的测量误差，称 为疏忽误差。
解：工艺允许相对误差为
工允
Δ工允 M
100%
4 100% 500 0
0.8%
去掉±和%后，该表的精度值为0.8，也是介于0.5 ～1.0之间，而0.5级表和1.0级表的允许误差δ表允分 别为±0.5%和±1.0%。应选择0.5级的仪表才能满 足工艺上的要求。
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1.1.3 测量仪表的基本功能
1.变换功能 ：利用物质的物理、化学性质，把被测量转变成 便于测量、传输和处理的另一种物理量的过程。
2. 选择功能：实现测量，在设计制造仪表或变换元件时，应 使其具有选择的功能，即选择有用测量信号而抑制其他干 扰信号的功能。
3. 比较功能 4. 显示功能：测量仪表将测量结果指示或记录下来的功能。
重点：误差的表示形式、误差的分类。 难点：误差的表示形式。
《现代检测技术及仪表》习题解答
严正声明：孙传友是高等教育出版社出版的《现代检测技术及仪表》第1版和第2版教材及其习题解答的唯一著作权人。
该教材的习题解答仅供读者和网友下载阅读。
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《现代检测技术及仪表》第2版习题解答孙传友编第1章1-1答：钱学森院士对新技术革命的论述中说：“新技术革命的关键技术是信息技术。
信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。
测量技术则是关键和基础”。
如果没有仪器仪表作为测量的工具，就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息，进入信息时代将是不可能的。
因此可以说，仪器技术是信息的源头技术。
仪器工业是信息工业的重要组成部分。
1-2答：同非电的方法相比，电测法具有无可比拟的优越性：1、便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器的测量幅值范围(量程)。
2、电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，因此采用电测技术将具有很宽的测量频率范围(频带)。
3、把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。
4、把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。
1-3答：各类仪器仪表都是人类获取信息的手段和工具。
尽管各种仪器仪表的型号、原理和用途不同，但都由三大必要的部分组成：信息获取部分、信息处理部分、信息显示部分。
从“硬件”方面来看，如果把常见的各类仪器仪表“化整为零”地解剖开来，我们会发现它们内部组成模块大多是相同的。
从“软件”方面来看，如果把各个模块“化零为整”地组装起来，我们会发现它们的整机原理、总体设计思想、主要的软件算法也是大体相近的。
这就是说，常见的各类仪器仪表尽管用途、名称型号、性能各不相同，但它们有很多的共性，而且共性和个性相比，共性是主要的，它们共同的理论基础和技术基础实质就是“检测技术”。
检测技术与仪表试题及答案
---单选题---C.采用格罗布斯准则可以刷除含有（）误差的数据。
粗大C.测堂数据中通常含有3类误差，其中大小不明确、无规律的是()误差。
随机C.测量数据中通常含有3类误差，其中大小、方向恒定一致或按一定规律变化的是（)误差。
系统D.多次测量求平均值可以减小（）误差。
随机D.电涡流传感器是利用（）材料的电涡流效应工作的。
金属导体G.感应同步器的输出信号是一个反映定尺与滑尺相对位移的交变感应电势，可通过（）对输出信号进行处理，得到位移信息。
鉴幅法P.平行板式电容传感器（）型的输入输出关系呈非线性。
变间隙Q.全桥接法的灵敏度是半桥双臂接法的几倍()2R.若单片压电片等效电容为C，则将相同两片串接后其总参数C'为()C/2R.若单片压电片等效电容为C，输出电荷为q，将相同两片并接后其总参数q'为()2q R.若单片压电片等效电容为C，输出电荷为q，输出电压为U。
将相同两片串接后其总参数U'为()2UX.下列非线性补偿方法中属于软件补偿的是()拟合法X.下列不属于应变式传感器采用的温度补偿方法的是()材料补偿法X.下列属于传感器动态特性指标的是（)时域X.下列哪项不是闭环控制型现代测试系统的优点()远距高传输X.下列哪项不是信息技术的三大支柱（)控制技术X.下列哪项不是半导体应变片的优点 ()温度稳定性能好Y.以下对多模光纤描述正确的是()传输模式多---判断题---A.按照监测任务的多少和系统复杂度检测系统分为：基本数据采集型DAQ，闭环控制型，和网络型。
TB.半导体表面相对于体内的电势差称为势进深度，势进越深存储电荷越多TC.材料膨胀系数不同可以使应变式传感器产生温度误差。
TC.磁电式转速是根据电磁感应定律，在任务电路中，磁通随时间变化时，磁通变化速率与感应出与电压或电势成正比。
TC.差值图像提供了图像间的差异信息，能用以指导动态监测，运动目标检测和跟踪，图像背景消除及目标识別等工作。
检测技术及仪表
• 一般比较简单； • 以本地显示为主。
组合型：几种热电偶温度检测仪表的结构形式
检测点 热电极
现场安装点
信号线 热电偶温度变送器 （a）不带显示的现场温度变送器
集中监控室
热电偶
热电偶温度显示表
检测点 热电极 热电偶
现场安装点 信号线 热电偶温度变送器 (b) 带显示的现场温度变送器
集中监控室
热电偶温度显示表
4. 平衡（反馈）式变换
• 平衡式变换也称反馈式变换，是指信号变换环 节（包括转换元件和转换电路）为闭环结构
G
x
输入 敏感元件 ＋
xi
－
转换元件
转换电路
放大器
y
输出
xf
反馈元件
y G 1 xi 1 G
平式仪表分类
• 按输入信号的不同
– 力平衡式/力矩平衡式 – 电压平衡式/电流平衡式
2. 差动式
• 常用于检测仪表信号转换模块的设计； • 用两个性能完全相同的转换元件，感受 敏感元件的输出量，并把它转换成两个 性质相同但沿反方向变化的物理量； • 可提高检测仪表（系统）的灵敏度和线 性度，减小或消除环境等因素的影响。
差动变换形式
– 差动式变压器
差动式电容器
差动式变换的特性分析
3. 参比式变换
• 参比法也称为补偿法； • 可以减小或消除环境条件变化（温度变化、电源 波动等）对测量的影响
环境量
检测元件
检测元件 输入
输出
参比法压力测量 • 应变式压力传感器的电桥 电路，其中R为固定电阻 ， R1为工作应变片，粘 贴在弹性元件上， R2是 补偿用的应变片
R1 R10 1 t 1
自动检测技术及仪表-课后作业
努力学习，不断求新 没有终生的专业，只有终生的学习
谢谢观看
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演讲人姓名
天生我才必有用
第四讲Βιβλιοθήκη 试述温度测量方法及仪表的种类；并指出它们各自的特点。 温度测量系统的构成方案有哪些，如何考虑系统的设计方案。 常用测温元件有哪几种？如何选用。简述测温元件的安装基本要求。 测温传感器与温度变送器、温度显示仪表是如何连接的。有哪些方法。注意什么。 工业上常用的标准热电偶、热电阻有哪些？它们各自什么特点。 热电偶补偿导线的作用是什么？在选择使用时需要注意哪些问题？有分度号为S、K的两支热电偶测温，试选用其补偿导线。 采用热电偶测温度时为何需要进行冷端温度补偿？其主要有哪几种方法？试述电桥补偿方法的基本原理。 采用分度号为K的热电偶测量炉温为800℃时，其冷端温度为0℃，试求其热电势E（t,t0）？ 若用铂铑30-铂铑6热电偶测量某介质的温度，测得的电动势为5.016mV，此时热电偶冷端温度为40℃，试求该介质的实际温度为多少？ 已知热电偶的分度号为K，工作时的冷端温度为30℃，测得的热电势为38.5mV，求工作端的温度是多少。如果热电偶的分度号为E，其他条件不变，那么工作端的温度又是多少？
《自动检测技术及仪表》
课后作业
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作业说明
此作业为课后作业，以补充教材习题内容；
杨桦
及仪表
每一章节后都注明作业题号，也可根据自己的兴趣更换部分作业完成。
此作业可作为复习之用，以便总结学习内容；
自动检测技术
目录
第一章：绪论
第二章：检测仪表系统的构成原理
第三章：测量误差及仪表的性能指标
第三章：测量误差及仪表的性能指标
本章节应完成的作业如下： 1、教材P69第12题； 2、以上题目中的第4、5、6、7题。
过程检测技术及仪表习题
绪言 练习与思考1．简述过程检测技术发展的起源？2．过程检测技术当前的主流技术和主要应用场合？ 3．请谈谈过程检测技术的发展方向是什么？ 4．谈谈你所知道的检测仪表？5．你认为过程检测技术及仪表与传感技术的关系是怎么样的？第一章 练习与思考1．什么叫过程检测，它的主要内容有哪些？2．检测仪表的技术指标有哪些？如何确定检测仪表的基本技术指标？ 3．过程检测系统和过程控制系统的区别何在？它们之间相互关系如何？ 4．开环结构仪表和闭环结构仪表各有什么优缺点？为什么？5．开环结构设表的灵敏度1ni i S S ==∏，相对误差1nii δδ==∑。
请考虑图1—4所示闭环结构仪表的灵敏度1fS S（f S 为反馈通道的灵敏度），而相对误差f δδ- （f δ为反馈通道的相对误差），对吗？请证明之。
提示：闭环结构仪表的灵敏度S y x =；闭环结构仪表的相对误差dS S δ=。
6．由孔板节流件、差压变送器、开方器和显示仪表组成的流量检测系统，可能会出现下列情况：（1）各环节精度相差不多；（2）其中某一环节精度较低，而其他环节精度都较高。
问该检测系统总误差如何计算？7．理论上如何确定仪表精度等级？但是实际应用中如何检验仪表精度等级？ 8．用300kPa 标准压力表来校验200kPa 1.5级压力表，问标准压力表应选何级精度？9．对某参数进行了精度测量，其数据列表如下：试求检测过程中可能出现的最大误差？10．求用下列手动平衡电桥测量热电阻x R 的绝对误差和相对误差。
设电源E 和检流计D 引起的误差可忽略不计。
已知：10x R =Ω，2100R =Ω，100N R =Ω，31000R =Ω，各桥臂电阻可能误差为20.1R ∆=Ω，0.01N R ∆=Ω，31R ∆=Ω（如图1—23所示）。
11．某测量仪表中的分压器有五挡。
总电阻R 要求能精确地保持11111Ω，且其相对误差小于0.01％，问各电阻的误差如何分配？图中各电阻值如下：110000R =Ω，21000R =Ω，3100R =Ω，410R =Ω，51R =Ω（如图1—24所示）。
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对某些介质，当沿着一定方向对它施加压力时， 内部产生极 在它的两个表面便产生符号相反的极化电荷， 当外加力去掉 到不带电的状态，这种现象称为压电效应。
极化电荷与压电材料和力的大小及方向有关。
5.举例说明压电传感的应用实例，并画图说明其工作原理， 教材p145,F5—16。F—15
将热电偶的冷端用导线引出，接到测量仪表上，同时应保证两导线的材料相同，以热电偶的连接点的温度 相同，与仪表的连接点的温度相同，理论依据是热电偶的中间定律。
3•磁电式传感器的工作原理是什么？请画出其测量加速度的原理图，并说明测量的理论依据。
是发电机工作原理， 即绕组中磁通发生变化， 则在绕组中产 势。测量电路如下图，测量依据是磁电传感器输出与速度成 输出即为加速度
6•什么是霍尔效应？霍尔元件的电磁特性是怎样的?
方向上将产生一个大小与控制电流和B成正比的电动势。这种现象称为霍尔效应。
1.U-I特性：当磁场与环境一定时，U-I曲线是线性的
2.U-B曲线：
当BW0.5韦伯/m2时，U-B曲线成线性。否则为非线性。
6•请说出可以测量位移的传感器有哪些？并说出它们的个自特点， 电阻应变片
检测技术及仪表作业题
作业题（一）
1.什么是自动检测系统？请画出基本结构框图。
自动检测系统是自动测量，自动计量、自动保护、自动诊断自动信号等诸多系统的总称。
基本框图：被检测量敏感元件电子电路 输出单元
2•什么是电量传感器？什么是电参数传感器。
将非电量转变委电量信号如电压等的传感器为电量传感器。如热电耦、磁电传感器、光电传感器、压 电传感器等。
磁电传感器
压电传感器
电感传感器
电容传感器
涡流传感器
等，只要求说出三种就可以，
作业三
1•下图是压缩式压电加速度传感器的结构图，测量时通过机座底部的螺孔将传感器与试件刚性的固定在
起,试说明其工作原理
答：答：对某些介质，当沿着一定方向对它施加压力时， 内部产 生极化现象。同时在它的两个表面上，便产生符号相反的电荷。当外 力去掉后又重新恢复到不带电状态，这种现象称为压电效应。
11•请说出测量的随机误差有那些统计特点？
（1）集中性：大量重复测量使所得的数值均集中分布在其平均值附近，离越近的值出现的机会越多,
而离越远的值出现的机会越少，称为分布中心。
式中n为测量次数；xi为第i次测量值。
(2)对称性：当n足够大时，符号相反，绝对值相等的误差出现的机会(或称概率)大致相等。
(3)有限性：绝对值很大的误差出现的机会极少。
(4)抵偿性：当nis时，随机误差的平均值的极限为零
作业题二
1.热电偶属于什么类型的传感器，它的基本测温原理是什么？
属于电能量传感器，它是基于热电效应进行测温度的
热电效应是指两种不同的导体或半导体材料A,B连接成闭合回路。当两端的温度不同时，则该回路就会产
生热电动势2•试述如何应用导线补偿法测量热电偶的回路电势？其理论依据是什么？
明其工作原理。
答：答：如图所示（10分）当Q为高电位时，Ci电，Uf上升，而C2因为Q为低电平，将经 放电，Ug下降，Uoab因Q是反相输入端 平，正向输入端为高电平， 而输出为高电平，当UFui时，Ci翻转，有正脉冲输出， 平，Q为高电平，Uf快速下降，Ug快速上UOAB为低电平,UOAB=—u,。
将被测量转换为电参数的传感器为电参数传感器。如电阻、电容、电感传感器等。
3•什么是等精度测量？
在同一条件下进行的一系列测量称为等精度测量。
4•什么是测量误差？
用器具测么是测量的准确度？
按已知函数规律变化的误差为〜。它有恒定系差和变值系差之分，系差越小，测量的准确度越高。
在液面没有进入电极间时，电极间完全由空气作为介质，电容量为:
ln
9•什么是电阻应变传感器，它分为几类？
将被测量的力（压力、荷重，扭力）通过它所产生的金属变形转换成电阻变化的敏感元件为〜、分为 电阻丝应变片和半导体应变片两种。
10.差动自感传感器有何特点？
从理论上清除了起始时的零位输出；
灵敏度提高
线性度得到改善
可以进行温度补偿，减弱或消除温度，电源及外界干扰引起得影响。
6•什么是随机误差？什么是测量精度？
由很多复杂因素的微小变化引起的偶然误差称为〜，随机误差越小，测量精度越高。
7•么是测量的精确度？
测量精确度是衡量测量过程中系统误差和随机误差大小的一个技术指标，当二者都很小时，则称测量 精度高。
&什么是静态误差，什么是动态误差？
被测量随时间基本不变或变化缓慢的附加误差为静态误差，测量值随时间变化很快的过程中所产生的 附加误差为动态误差。
测量时通过基座底部的螺孔将传感器于预试件刚性地固定在一
起，传感器受与试件相同频率的振动。由于弹簧的刚度很大，因此质
量块就有一正比于加速度的交变力作用在压电片上。由于压电效应， 在压电片2两个表面上就有电荷产生。传感器的输出电荷（或电压） 与作用力成正比，即与加速度成正比。
2.设计一个能反应差动电容器可动电极位移方向的测量电路，并说
由图可见，在初始时，d1=d2=d0，则U0=0.
当可动电极上移时，使Ci>G.Uoab的平均值为正，反之为负，这样根据Uoab的极性就可判断可动电极的
移动方向，根据Uoab的绝对值就可判断电极移动的大小
证明）.
答：如右图所示，液位器为一个空心圆柱形电容器，其内外圆柱间的电容为:
式中R外电极内半径，r内电极外半径，l圆柱长度，s极间介质介电系数。