测控课后习题答案

1-2．典型检测仪表控制系统的结构式怎么样的？各单元主要起什么作用？（1）被控对象：是控制系统的核心、它是以单输入单输出、也可以是多输入多输出

（2）检测单元：是控制系统实现控制调节的基础、它完成对所有被控变量的直接测量

同时也可实现某些参数的间接测量

（3）变送单元完成对被测变量信号的转换和传输、其转换结果符合国际标准的符号制式（4）显示单元：是控制系统的附属单元、它将检测单元获得的有关参数、通过适当方式显示操作人员

（5）调节单元：完成调节控制规律的运算、它将变送器传输出来的测量信号与给定值

进行比较、并对比较结果进行调节运算、以输出作为控制信号

（6）执行单元：是控制系统实施控制策略的执行机构它负责将调节器的控制输出信号按执行机构的

需要产生出相应信号、以驱动执行机构实现对被控变量的调节作用

1-6.什么是仪表的灵敏度和分辨率？两者间存在什么联系？

灵敏度是仪表对被控参数变化的灵敏程度、分辨率是输出能相应和分辨率的最小输入量

分辨率是灵敏度的一种一般来说仪表的灵敏度越高分辨率也越高

1-7.仪表的精度是如何确定的？

是用允许的最大引用误差去掉百分号后的数字来衡量的

2-0.产生误差的原因

1、被检测物理模型的前提条件属理想条件、与实际检测条件有出入

2、测量器件的材料性能或制作方法不佳使检测特性随时间而发生劣化

3、电气、空气压、油压等动力源的噪音及容量的影响

4、检测线路接头之间存在接触电势或接触电阻

5、检测系统的惯性即延迟传递特性不符合检测的目的要求、因此要

同时考虑系统静态特性和动态特性

6、检测环境的影响、包括温度、气压、振动、辐射

7、不同采样所得测量值的差异造成的误差

8、人为的疏忽造成误差、包括个人读表偏差、知识经验的深浅、体力及精神状态等

9、测量器件进入被测对象、破坏了所要测量的原有状态

10、被测对象本身变动大、易受外界干扰以至测量值不稳定。

3-2.说明锁定放大原理在检测系统中的作用？

检测埋没在噪声中的微弱信号时、可以主动调制信号、抑制

噪声、专门提取微弱信号幅值和相位等有效信息

3-3.利用检测方程式说明补偿结构的特点。

3-5.总结多远检测的优势所在：

（1）在复杂的检测系统中、往往是检测信号里已包含了所需要的信息、但并不能、直接反应所需要的信息、而且在检测精度要求高的情况下、作为信号转换的传感器不止一个、是用多个传感器或不同类型传感器群、实现高度智能检测功能、是检测技术发展的必然趋势（2）随着半导体材料及计算机技术的发展、也促使人们对复杂问题的智能检测的需求越来越大、并且是多元化检测成为可能

4-2.热电偶的测温原理和热电偶测温的基本条件是什么？

原理：基于热点效应即将两种不同的导体或半导体练成闭合回路、当两个接点处的温度不同时、回路中将产生热电势。

基本条件：两种不同的导体材料构成回路、两端接点处的温度不同。

4-7.以电桥发测定热电阻的电阻值时、为什么常采用三线接线的方法？

三线制方式是在热电阻的一端两根导线、另一端连接一根导线、当热电阻与测量电桥诶用时、分别将两端引线接入两个桥臂、就可以较好地消除引线阻影响、提高测量精度。

4-13.光纤温度传感器有什么特点？它可以应用于那些特殊场合？

特点：灵敏度高、电绝缘性能好、可适用于强烈电磁扰、强辐射的恶劣环境、体积小、

重量轻、可弯曲可实现不带电的全光型探头、特殊应用：可适用于强烈电磁干扰、强辐射的恶劣环境。

6-2.以椭圆齿轮流量计为例、说明容积式流量计的工作原理？

椭圆齿轮流量计的测量本体友一对相互齿合的椭圆齿轮和仪表壳体构成、其工作原理如图、两个椭圆齿轮A/B在进行出口流体压力差的作用下、交替地相互驱动、并各自绕轴作非角匀速度转动、转动过程中连续不断地将充满在齿轮与壳体之间的固定容积内的流体一份份地排出、齿轮的转数可以通过机械或其它的方式测出、从而可以得知流体总流量

6-11涡街流量计的检测原理是什么？常见的旋涡发生体有哪几种？如何实现旋涡频率检测？

（1）涡街流量计的检测原理是利用流体振荡的原理进行流量测量、当流体流过非流线型

阻挡体时会产生稳定的旋涡列、旋涡的产生频率与流体留宿有着确定的对应关系、测量频率的变化。就可得知流体的流量、

（2）常见旋涡发生体的形状有圆柱、三角柱、矩形柱、T型柱以及由以上形状组合而成的组合形状

（3）旋涡频率的检出有多种方式、可分为一体式和分体式两类、一体式的检测元件放在旋涡发生体内、如热丝式分体式检测元件则装在旋涡发生体下游、如、压电式均利用旋涡发生时引起的波动进行测量、旋涡频率采用热敏电阻检测方式、在三角主体的迎面对称嵌入两个热敏电阻、通入恒定电流加热电阻、使其温度稍高于流体、在交替产生旋涡的作用下、两个电阻被周期的冷却、使其阻值改变、阻值的变化有电桥测出、即可测得旋涡产生频率、从而知流量

7-2.对于开口容器和密封压力容器用差压式液位计测量时有何不同？影响液位计测量精度的因素有哪些？

（1）对于敝口容器式*P=Pb—Pa=HPG中的Pa为大气压、在容器底部或侧面

液位零点处引出压力信号、仪表指示的表压力即反映相应的液柱静压

（2）密封压力容器可

用差压计测量液位、差压计的正压侧与容器底部相通、负压侧连接容器上部的空气间、可用上式求液位高度

（3）影响液位计测量精度的因素：液位计本身的精度、以及液体的温度

对其密度的影响、物料本身性质如温度、黏度、页面的稳定、料面是否规则

7-3.利用差压变送器测量液位时、为什么要进行零点迁移？如何实现迁移？（1）由于测压仪表的安装位置一般不能和被测容器的最低液位处在同一高度上、因此在测量液位时、仪表的量度范围内会有一个不变的附加值、对于这个情况、要根据安装高度差进行的修正

（2)一般的差压计都有调整零点位置的机构、即可以对感压元件预加一个作用力、将

仪表零点迁移到与液位零点相重和、这就是零点前移、在仪表安装位置确定之后、只需

按计算进行零点调整即可

8-4.比较金属应变片和半导体应变膜片在检测压力原理上的异同？

相同点:均是在收到外力的情况下导致了阻值发生变化

不同点：（1）金属应变片的金属电阻丝由于弹性形变的电阻率变化较小。可以忽略、而半导