自动检测与转换技术 课后习题
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使数字测量向更高精确度冲刺。数字表位数的提高涉 及稳定性、抗干扰等诸多技术问题，A/D转换器只是 其中的一个环节，能否真正达到额定的准确度，还必 须掌握正确的使用方法。
判定数字仪表位数的两条原则
1.能显示0~9所有数字的“位”是 “整位”；
2. 分 数 位 的 判 定 ： 在 最 大 显 示 值 中，以最高位所能显示的数值作为分 子，用满量程的最高位作为分母。
400Hz）供电。若使用直流电压，将使水分子电
离，性能变坏。
气泡式水平仪的结构及外形
在玻璃管里烧结4个不锈钢电极
2020/4/24
22
P43：6.热丝式气体流速（流量）仪提示
常规小气象站使用三叶风杯测量风速， 使用三角风标测量风向。
本教材的作业着眼于工业、科研、生活中常 用传感器的工作原理、测量转换电路及传感器的接 线、选型、调试、传感器的综合应用等，解决实际 问题的基本能力。为了让读者更好地完成作业，我 们编写了以下的作业辅导，希望能对读者有所帮助。
第一章作业
P14：6.用一台3位半（或称3 ½位）、精度
为0.5级（已包含最后一位的+1误差）的数字式 电子温度计，测量汽轮机高压蒸汽的温度，数 字面板上显示出如图所示的数值。假设其最后 一位即为分辨力，求该仪表的……
例如，当某一数字表最大显示值 为±1999 （不考虑小数点），满量程 计数值为±2000时，则它共有3个整位。 最高位只能显示1， 满量程最高位为2，
所以它是3 ½位表。
判定数字仪表位数（续）
又如，一台数字表最大值为2999 ，满 量程为3000，则它是3 2/3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2 3/4位表。
1
2
解析：
关于数字表显示位及位数的概念介绍
数字多用表（Digital Multimeter,简称DMM）的
显示位数目前一般为3位~8 ½位（即8位半，以下 同）。具体地说，有3位、3 ½位、3 2/3位、3 3/4 位、4 ½位、4 3/4位、5 ½位、6 ½位、7 ½位、8 ½位等。最近国外还推出8 3/4位、10 ½位等规格，
在右图中，温度每变化0.1℃， 数字表就能跳变1个字，这个温度 的相对变化基本上是可信的，但 该数字表所显示的绝对数值是有 较大误差的。
解析：分辨率
数字表的最大示值的倒数 为数字表的分辨率。
例如，3 ½位表的最大示值 为1999，则分辨率为： 1/1999≈1/2000=0.0005= 0.05% 即万分之五。
2020/4/24
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判定数字仪表位数（续）
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3 3/4位表。
用普通的3 ½ 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 3 3/4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。
分别过1m3/s和 7m3/s点作切线，得到 以Δx 和Δy为边的三角 形，利用下式得到灵 敏度K 。
K dy y dx x
q/（m3/s）
1
7
作图法wk.baidu.com灵敏度的过程（续）
y
切点
传感器 特性曲线
Δy
x1
0
K y
Δx
x
xmax x
P14：8.下图是射击弹着点示意图， 请你分别说出图a、b、c各是什么原因造 成的，应如何克服？
《自动检测与转换技术》
部分课后作业辅导
2020/4/24
1
课后作业辅导
课后作业辅导给出本教材各章部分习题的提 示、难点解释以及与解题有关的实物照片、电 路演示等。
2020/4/24
2
作业辅导说明
为了使学生学完本书后能获得作为科研、工业 领域第一线技术员或技术工人所必须掌握的传感器、 现代检测系统等方面的基本原理和应用技术 ，本教 材每章均附有启发性的思考题及应用型习题，供普 通中等职业技术学校的机、电类专业学生巩固、复 习和提高。
F
当KF 为常数时，桥路所加的激励源电压 Ui 越高，满量程输出电压Uom也越高。
U om K F U i
（1）Fm=20kN；（2） U10kN=12mV
荷重传感器演示
P41：3. 有一个金属热电阻，分度号为Pt100， 采用不平衡电桥，求： ……
计算t=40C时电 桥的开路输出电压Uo 使用下式:
偏差特别大
弹着点接近 正态分布
弹着点均偏 向右上侧
2020/4/24
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第二章作业 荷重传感器计算
P41：2.有一如图2-11所示的荷重传感器， 当桥路电压Ｕi为12V、额定荷重时的输出电 压Uom为24mV时，求：……
F
R4
R2
R1
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荷重传感器计算公式
Uo
F Fm
U om
KFUi Fm
Uo
Ui 4
( R1 ） R1
也可以使用
分压比公式:
Uo
1 2
U
i
R1 R1 R2
Ui
气泡式水平仪的结构及外形
P41：4. 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50H或
判定数字仪表位数的练习
请判断下图数字表的位数
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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）
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判断数字表的位数、 分辨力及分辨率（续）
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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。
判定数字仪表位数的两条原则
1.能显示0~9所有数字的“位”是 “整位”；
2. 分 数 位 的 判 定 ： 在 最 大 显 示 值 中，以最高位所能显示的数值作为分 子，用满量程的最高位作为分母。
400Hz）供电。若使用直流电压，将使水分子电
离，性能变坏。
气泡式水平仪的结构及外形
在玻璃管里烧结4个不锈钢电极
2020/4/24
22
P43：6.热丝式气体流速（流量）仪提示
常规小气象站使用三叶风杯测量风速， 使用三角风标测量风向。
本教材的作业着眼于工业、科研、生活中常 用传感器的工作原理、测量转换电路及传感器的接 线、选型、调试、传感器的综合应用等，解决实际 问题的基本能力。为了让读者更好地完成作业，我 们编写了以下的作业辅导，希望能对读者有所帮助。
第一章作业
P14：6.用一台3位半（或称3 ½位）、精度
为0.5级（已包含最后一位的+1误差）的数字式 电子温度计，测量汽轮机高压蒸汽的温度，数 字面板上显示出如图所示的数值。假设其最后 一位即为分辨力，求该仪表的……
例如，当某一数字表最大显示值 为±1999 （不考虑小数点），满量程 计数值为±2000时，则它共有3个整位。 最高位只能显示1， 满量程最高位为2，
所以它是3 ½位表。
判定数字仪表位数（续）
又如，一台数字表最大值为2999 ，满 量程为3000，则它是3 2/3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2 3/4位表。
1
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解析：
关于数字表显示位及位数的概念介绍
数字多用表（Digital Multimeter,简称DMM）的
显示位数目前一般为3位~8 ½位（即8位半，以下 同）。具体地说，有3位、3 ½位、3 2/3位、3 3/4 位、4 ½位、4 3/4位、5 ½位、6 ½位、7 ½位、8 ½位等。最近国外还推出8 3/4位、10 ½位等规格，
在右图中，温度每变化0.1℃， 数字表就能跳变1个字，这个温度 的相对变化基本上是可信的，但 该数字表所显示的绝对数值是有 较大误差的。
解析：分辨率
数字表的最大示值的倒数 为数字表的分辨率。
例如，3 ½位表的最大示值 为1999，则分辨率为： 1/1999≈1/2000=0.0005= 0.05% 即万分之五。
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判定数字仪表位数（续）
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3 3/4位表。
用普通的3 ½ 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 3 3/4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。
分别过1m3/s和 7m3/s点作切线，得到 以Δx 和Δy为边的三角 形，利用下式得到灵 敏度K 。
K dy y dx x
q/（m3/s）
1
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作图法wk.baidu.com灵敏度的过程（续）
y
切点
传感器 特性曲线
Δy
x1
0
K y
Δx
x
xmax x
P14：8.下图是射击弹着点示意图， 请你分别说出图a、b、c各是什么原因造 成的，应如何克服？
《自动检测与转换技术》
部分课后作业辅导
2020/4/24
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课后作业辅导
课后作业辅导给出本教材各章部分习题的提 示、难点解释以及与解题有关的实物照片、电 路演示等。
2020/4/24
2
作业辅导说明
为了使学生学完本书后能获得作为科研、工业 领域第一线技术员或技术工人所必须掌握的传感器、 现代检测系统等方面的基本原理和应用技术 ，本教 材每章均附有启发性的思考题及应用型习题，供普 通中等职业技术学校的机、电类专业学生巩固、复 习和提高。
F
当KF 为常数时，桥路所加的激励源电压 Ui 越高，满量程输出电压Uom也越高。
U om K F U i
（1）Fm=20kN；（2） U10kN=12mV
荷重传感器演示
P41：3. 有一个金属热电阻，分度号为Pt100， 采用不平衡电桥，求： ……
计算t=40C时电 桥的开路输出电压Uo 使用下式:
偏差特别大
弹着点接近 正态分布
弹着点均偏 向右上侧
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第二章作业 荷重传感器计算
P41：2.有一如图2-11所示的荷重传感器， 当桥路电压Ｕi为12V、额定荷重时的输出电 压Uom为24mV时，求：……
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R2
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荷重传感器计算公式
Uo
F Fm
U om
KFUi Fm
Uo
Ui 4
( R1 ） R1
也可以使用
分压比公式:
Uo
1 2
U
i
R1 R1 R2
Ui
气泡式水平仪的结构及外形
P41：4. 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50H或
判定数字仪表位数的练习
请判断下图数字表的位数
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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）
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判断数字表的位数、 分辨力及分辨率（续）
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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。