电子测量技术练习题

2. 测量系统由哪些部分组成?

工业测量仪表由传感器、变换器和显示装置三部分组成。

在被测对象的作用下，传感器能根据被测量的大小输出一个相应的信号。变换器可以将传感器的输出进行远距离传送，放大、线性化或变成统一信号，对传感器的输出作必要的加工处理。显示器的作用是向观察者显示被测参数值。

3. 什么是主动式测量系统与被动式测量系统?

①主动式测量系统它的构成原理框图如下图所示，这种测量

系统的特点是在测量过程中需要从外部向被测对象施加能量。

例如在测量阻抗元件的阻抗值时，必须向阻抗元件施加以电压，供给一定的电能。

（2）被动式测量系统它的构成原理框图如图所示，被动式测量系统的特点是在测量过程中不需要从外部向被测对象施加能量。例如电压、电流、温度测量、飞机所用的空对空导弹的红外（热源）探测跟踪系统就属于被动式测量系统。

4. 什么是开环式测量系统与闭环式测量系统？

（1）开环式测量系统 开环式测量系统的框图和信号流图如图所示，

⏹ 其输入输出关系为 y=G 1G 2G3X

⏹ 式中， G 1、G 2、G3为各环节放大倍数。

开环式测量系统和信号流图

采用开环方式构成测量系统，虽然从结构上看比较简单，但缺点是所有变换器特性的变化都会造成测量误差。

（2）闭环式测量系统框图和信息流图如下图所示：

该系统的输入信号为x ，则系统的输出为 式中， 是二次变换器与输出变换器的总放大倍数，即 ，是反馈系统的放大倍数 , 当 ＞＞1时，上式变

成 很显然，这时整个系统的输入输出关系将由反馈系统的特性决定，二次变换器特性的变化不会造成测量误差或造成的误差很小。 x

y μβμ

+=121G G =μμβx

y β1=μ

5. 测量误差有哪几种?怎样减少误差?

测量误差——出现测量结果与实际值（真值）有差异，这种差异称为测量误差。

（1）测量误差是的不可避免的。

（2）寻找误差的来源，尽可能防止误差和减小误差。

（3）测量结果进行正确的处理，使测量结果接近被测量对象的实际情况。

测量误差按表示方法分类有绝对误差、相对误差、允许误差。

对任何一物理量的测量，除了对被测项目的工作原理有比较清楚的了解外，最重要的还应熟悉仪器，掌握测量的方法，才能准确迅速地完成测量任务。

分清误差的来源，按各种误差的克服办法去减小误差，这是最根本的途径和最有效的措施。

1．减小方法误差2．减小使用误差3．减小人身误差

4．减小仪器误差5．误差数据的处理方法

6. 简述通过电路进行屏蔽抑制电磁场干扰方法原理。

抑制电磁场干扰的最有效的方法是对电路进行屏蔽.如下图所示,干扰

源A和受扰B在没有屏蔽的情况下,电场电容设为C1,加上接地的金属屏蔽板后,它们之间的场电容变成C2.屏蔽板增大,C2变小,从而抑制了电场干扰.C3、C4是寄生电容,C4对干扰电流有分流作用.

7. 有一电压的测量值分别为152.3V，52.6V ，152.1V，152.5V，152.4V，152.3V，152.5V，152.7V，152.2V及152.4V。试求（1）算术平均值，（2）平均偏差，（3）标准偏差。

8. 仪表有哪三部分组成？简述各部分的功能.

不论是简单仪表还是复杂仪表，就其部件在处理被测量时的功能而言，都可看成由传感器、变换器和显示装置三个环节组成。

在被测对象的作用下，传感器能根据被测量的大小输出一个相应的信号。传感器是仪表与被测对象直接发生联系的部分，它能否准确快速地按感受到的被测量给出相应的输出信号，将决定整个仪表的测量质量。因此，要求传感器应具备如下条件：

①.输入与输出有单值的函数关系

②.非被测量的影响要小

③.消耗能量要少

为了将传感器的输出进行远距离传送，放大、线性化或变成统一信号等，需要用变换器来对传感器的输出作必要的加工处理。

显示装置的作用是向观察者显示被测参数值。显示可以是瞬时量指示、累积量指示和越限指示等，也可以是相应的记录。

9.什么是一次仪表？什么是二次仪表？

一次仪表就是现场安装仪表，主要为测量变送单元和执行单元两类。

一次仪表传输信号为4～20mA直流电流，由24V直流电源箱统一供电。

包括：①变送单元类②执行单元类

二次仪表就是控制室内安装仪表，主要为转换单元类、调节单元类、运算单元类、显示单元类、给定单元类和辅助单元类。二次仪表之间运输信号为1～5V直流电压，由24V直流电源箱统一供电。

包括：①转换单元类②调节单元类

③运算单元类④显示单元类

⑤给定单元类⑥辅助单元类

10.简述一次仪表和二次仪表的种类和特点.

一次仪表就是现场安装仪表,主要为测量变送单元和执行单元两类;二次仪表就是控制室内安装仪表,主要为转换单元类、调节单元类、运算单元类、显示单元类、给定单元类和辅助单元类.

11.一个常规控制系统应用到的仪表有哪些?

一个常规控制系统应用到的一次仪表包括测量变送单元和执行单元;二次仪表包括转换单元类、调节单元类、运算单元类、显示单元类和给定单元类等.

12.画出电动单元组合仪表构成的简单控制系统图.

13.什么是数字式显示仪表？

数字式显示仪表是一种以十进制数码形式显示被测变量的仪表,它与各种传感器变送器配套,显示各种不同的参数.与模拟显示仪表相比,数字式仪表具有精度高、功能全、速度快、抗干扰能力强等优点,它体积小、耗电底、读数直观,且能将测量结果以数码形式输入计算机.数字显示仪表的工作过程是把检测信号送入前置放大器,前置放大器将变送器输出的较小电信号放大,然后再进行模/数(A/D)转换,把连续的电信号转换成断续的数字量输出,并以工程单位数值形式显示出来.大多数被测变量与工程单位显示值之间存在非现行函数关系.在数字显示仪表中,必须配以线性化器进行非线性补偿,并进行各种系数的标度变换,使过程变量按十进制工程单位方式显示.

14.双金属温度计的结构原理是什么?

把两种热膨胀系数不同的金属材料焊接在一起,在不同的温度变化下,就会有不同的伸缩效果,温度变化越大,金属片的弯曲程度就越大,这样就把温度的变化转化为位移量的变化.

15.利用双金属温度计设计一个水温自动报警器。