电气测试技术第三版_课后习题答案(林德杰)
电气测量技术总结和试卷及答案
电气测量总结一、课程的目的掌握基本电量（电压、电流、功率、电能、频率、相位差、功率因数）和电路参数（直流电阻、交流阻抗，包括电感的品质因数、电容的介质损耗）的测量方法。
了解电工仪表、仪器的基本工作原理，能够正确选择和使用。
掌握误差估算方法，能够在工程测量中估算直接测量和间接测量的系统误差。
为从事电气方面的工作和科研奠定工程测量方面的基础。
二、学习方法掌握原理，理解特点，能够正确使用。
主要资料：教材，课件，习题。
辅助资料：电路，电磁场。
三、主要内容u，i。
直流，交流，大，中，小。
功率。
直流，交流；单相，三相；有功，无功。
f Tϕϕ。
数字测量方法。
,,,cos直流电阻，交流阻抗。
大，中，小。
附件：采样电阻，分流器，分压器。
互感器。
误差分析及传递。
重点：各量的模拟测量方法、数字测量方法、间接测量方法、其它测量方法。
各方法的适用情况、原理、特点、误差分析。
四、具体内容（依据陈立周电气测量（第5版））（一）电工仪表与测量的基本知识1、模拟指示仪表的组成和基本原理测量机构是核心。
一种测量机构和不同的测量线路可以组成不同功能的电工仪表，例如，磁电系测量机构接分流器可构成直流电流表，接分压器可构成直流电压表，接电源可构成欧姆表，接整流电路可构成交流的电压或电流表，接传感器可用于测量非电量。
不同类型的测量机构其具体结构不同，但基本原理是相同的，即必然有三个基本力矩：作用力矩，反作用力矩，阻尼力矩。
这三个力矩是各种测量机构中必不可少的，它们决定了测量机构特性。
当作用力矩和反作用力矩相等时，决定了指针的平衡位置。
阻尼力矩改善可动部分的运动特性，使指针尽快静止在平衡位置。
不同的测量机构产生着三个力矩的方式是不同的。
2、数字仪表的组成和基本原理核心是直流数字电压表，将直流电压进行A/D转换和处理。
不同的测量线路将各种待测量转换为允许输入的直流电压。
数字法测量频率和周期不需要A/D转换。
相位差可转换为时间测量，因而数字法测相位差和功率因数也不用A/D转换。
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传感器与电气检测(第三版)第一单元部分习题详解
1.何为准确度、精密度、精确度？并阐述其与系统误差和随机误差的关系
答：准确度，反映测量结果中系统误差的影响程度。
精密度，反映测量结果中随机误差的影响程度。
精确度，反映测量结果中系统误差和随机误差综合的影响程度，其定量特征可用测量的不确定度（或极限误差）表示。
2.检定2.5级（即满度误差为2.5%）的全量程为100V 的电压表，发现50V 刻度点的示值误差2V 为最大误差，问该电压表是否合格？
答：由题意得 2/100*100%=2%<2.5%即该电压表合格
3.测量摸电路电流共5次，测得数据（单位为mA ）分别为168.41，168.54，168.59，168.40，168.50.试求算术平均值和标准差。
答：算术平均值 x=（168.41+168.54+168.59+168.40+168.50）/5=168.488mm
标准差σ= （xi −x ）2
n i =1n−1=0.0823mm 4.测量某物质中铁的含量为：1.52,1.46,1.61,1.54,1.55,1.49,1.68,1.46,1.83,1.50,1.56，试用3σ准则检查测量值中是否有坏值。
答：
X=x1+x2+x3+x4+x5+x6+x7+x8+x9+x10+x1111=1.52+1.46+1.61+1.54+1.55+1.49+1.68+1.46+1.83+1.50+1.5611=1.56
σ=x 12+x 22+x 3
2+⋯+x n 2n−1=−0.042+−0.12+0.052+−0.022+−0.012+−0.072+0.122+−0.12+0.272+−0.062+0211−1=0.10973 3σ=0.32919
因为 X-X 0<3σ 所以没有坏值。
《自动检测技术（第3版）》习题与思考题解答（9）
习题与思考题解答（第9章） １．什么是霍耳效应？解：在置于磁场中的导体或半导体内通入电流，若电流与磁场垂直，则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个电势差，这种现象称为霍耳效应。
利用霍耳效应制成的元件称为霍耳传感器。
２．为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍耳元件？解：载流体的电阻率 ρ 与霍耳系数 R H 和载流子迁移率 μ 之间的关系为H =R ρμ 霍耳电压 U H 与材料的性质有关。
材料的 ρ、μ 大，R H 就大。
金属 μ 虽然很大，但 ρ很小，故不宜做成元件。
３．为什么霍耳元件一般采用Ｎ型半导体材料？解：在半导体材料中，由于电子的迁移率比空穴的大，即 μn ＞μp ，所以霍耳元件一般采用Ｎ型半导体材料。
４．霍耳灵敏度与霍耳元件厚度之间有什么关系？解：霍耳电压 U H 与元件的尺寸有关。
根据式H 1=K nqd，d 愈小，K H 愈大，霍耳灵敏度愈高，所以霍耳元件的厚度都比较薄，但 d 太小，会使元件的输入、输出电阻增加。
5．一块半导体样品如图9-1所示，其中d =1.0mm ，b =3.5mm ，l =10mm ，沿 x 方向通以I =1.0mA 的电流，在z 轴方向加有B =100T 的均匀磁场，半导体片两侧的电位差U =6.55mV 。
（1）这块半导体是正电荷导电（P 型）还是负电荷导电（N 型）？（2）求载流子浓度为多大？解：1）根据图9-1应是N 型半导体。
2）由于 H H =U K IB得出32H H 36.5510= 6.55101.01010V A T 0U K IB ---⨯==⨯⨯⨯ ／（） 设载流子浓度为 n ，由于H 1=K nqd，则 2432032193H 110.09510/m 95010/m 6.5510 1.60210110n K qd ---===⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯个个6．某霍尔元件尺寸为L =10mm ，W =3.5mm ，d =1.0mm ，沿L 方向通以电流I =1.0mA ，在垂直于L 和W 的方向加有均匀磁场B =0.3T ，灵敏度为22V ／（A ·T ），试求输出霍尔电势及载流子浓度。
(完整版)测试技术课后答案全集—第三版
《绪论》0-1叙述我国法定计量单位的基本内容。
答：我国的法定计量单位是以国际单位制(SI)为基础并选用少数其他单位制的计量单位来组成的。
1．基本单位根据国际单位制(SI)，七个基本量的单位分别是：长度——米(Metre)、质量——千克(Kilogram)、时间——秒(Second)、温度——开尔文(Kelvn)、电流——安培(Ampere)、发光强度——坎德拉(Candela)、物质的量——摩尔(Mol>。
它们的单位代号分别为：米(m))、千克(kg)、秒(s)、开(K)、安(A)、坎(cd)、摩(mol)。
国际单位制(SI)的基本单位的定义为：米(m)是光在真空中，在1／299792458s的时间间隔内所经路程的长度。
千克(kg)是质量单位，等于国际千克原器的质量。
秒(s)是铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射9192631770个周期的持续时间。
安培(A)是电流单位。
在真空中，两根相距1m的无限长、截面积可以忽略的平行圆直导线内通过等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2×10-7N，则每根导线中的电流为1A。
开尔文(K)是热力学温度单位，等于水的三相点热力学温度的1／273．16。
摩尔(mol)是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0．012kg碳-12的原子数目相等。
使用摩尔时，基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或是这些粒子的特定组合。
坎德拉(cd)是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540×1012Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1／683W／sr。
2．辅助单位在国际单位制中，平面角的单位——弧度和立体角的单位——球面度未归入基本单位或导出单位，而称之为辅助单位。
辅助单位既可以作为基本单位使用，又可以作为导出单位使用。
它们的定义如下：弧度(rad)是一个圆内两条半径在圆周上所截取的弧长与半径相等时，它们所夹的平面角的大小。
《自动检测技术（第3版）》习题与思考题解答（7）
习题与思考题解答（第7章）1．什么是金属导体的热电效应？热电势由哪几部分组成？热电偶产生热电势的必要条件是什么？解：将两种不同成分的导体组成一个闭合回路，当闭合回路的两个接点分别置于不同的温度场中时，回路中将产生一个电动势。
该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。
这种现象称为热电效应。
热电势由两部分电动势组成，一部分是两种导体的接触电动势，另一部分是单一导体的温差电动势。
热电偶产生热电势的必要条件是热电极为两种不同成分的导体，两结点分别置于不同的温度场中。
2．常用热电偶有哪几种？所配用的补偿导线是什么？选择补偿导线有什么要求？解：我国生产的符合IEC标准的热电偶有六种，分别是：铂铑30-铂铑6热电偶、铂铑10-铂热电偶、镍铬-镍硅热电偶、镍铬-康铜热电偶、铁-康铜热电偶以及铜-康铜热电偶。
非标准型热电偶包括铂铑系、铱铑系及钨铼系热电偶等。
上述热电偶所配用的补偿导线见下表：补偿导线实际上是一对化学成分不同的导线，要求在0～150°Ｃ温度范围内与配接的热电偶有一致的热电特性，但价格相对要便宜。
3．简述热电偶的几个重要定律，并分别说明它们的实用价值。
解：1）均质导体定律：如果热电偶回路中的两个热电极材料相同，无论两接点的温度如何，热电动势均为零。
根据这个定律，可以检验两个热电极材料成分是否相同（称为同名极检验法），也可以检查热电极材料的均匀性。
2）中间导体定律：在热电偶回路中接入第三种导体，只要第三种导体的两接点温度相同，则回路中总的热电动势不变。
中间导体定律在实际应用中有着重要的意义，它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的显示仪表或调节器，也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。
3）标准电极定律：如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知，则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。
标准电极定律是一个极为实用的定律。
第一章 电气测试技术(课件)(林德杰第三版)
⑤
⑥
⑦
2013-7-17
电气测试技术
第一章 测量的基本概念
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三、单位制和单位
2013-7-17
电气测试技术
第一章 测量的基本概念
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6．物质的量的单位——摩[尔](mol] 一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与 0.012kg碳-12的原子数目相等(1971年第14届国际计量 大会决定增加的基本单位)。在使用摩时，应指明基本 单元是原于、分子、离子、电子及其它粒子，或是这些 粒子的特定组合。
多种单位制的并存不仅对国际贸易有阻碍作用，而且 不利于各国之间的科学文化交流。因此统一单位制巳 成为各国的共同要求。
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2013-7-17
电气测试技术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第一章 测量的基本概念
国际计量委员会(CIPM)在1956年将经过21个国家同意的 计量单位制草案命名为国际单位制，以国际通用符号SI 来表示。 1960年第11届国际计量大会(CGPM)正式通过了SI。 随后一些国际组织，如国际法制计量组织(OIML)，国际 标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)等也采用了国 际单位制。
电气测试技术 第一章 测量的基本概念
2013-7-17
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第一章 测量的基本概念 1.1 测量的概念和定义 一、测量的基本方程
测量是人类认识和改造客观世界必不可少的重要手段 之一。人们借助于专门的设备，通过实验方法对客观 事物取得数量信息的过程称为测量。 测量就是以同性质的标准量与被测量比较，并确定被 测量对标准量的倍数，取得用数值和单位共同表示的 测量结果。
电气测试技术林德杰主编
4-1（a ）imm xU x xx x U =xi m U U x x =∴（b ）m b m ax xU x x U U 210+=（c ）221210m m m x xx U x x x x UU ==4-2解：该表在1000kPa 时满量程，此时设B 点向下移动x cm电流表以外做戴维南等效：开路时，V 5.2=A U ，(V)-2.5555.2x xU B =⨯-=开路电压 (V ))5.2(5.2x x U AB =--=等效电阻（去掉5V 电压源，短接）500)100250)(100250(250)5500250//()5500250()500//500(0x x x x R -++=-++=即：此时电流表满量程100div ，即I=100μA=10-4A41005.625500)100250)(100250(250-=+-++=∴x x xI 解得μm 1000cm 1.0==x若B 点下移500μm ，则压力)kPa (50010001000500=⨯=x p4-3解：26Ebh Fl=ε （参见P110，公式4-43）R1、R2的应变：)(200010103102102010663531μεε=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=---R3、R4的应变：)(120010103102101210663532μεε=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=---∴ )(4.1001020002100100611Ω=⨯⨯⨯+=+=-εRk R R )(6.991020002100100612Ω=⨯⨯⨯-=-=-εRk R R)(24.1001012002100100623Ω=⨯⨯⨯+=+=-εRk R R)(76.991012002100100624Ω=⨯⨯⨯-=-=-εRk R R)V (101001025044)2(3max 2max max =⨯⨯⨯==⇒=-R P U RU P∴)mV (3210)12002000(2210)(2)(462121210=⨯+⨯⨯=+=+++=-εεεεεεk U k U U4-6解： （3）21L F L F f x =xP x P k F =I k k F fI f f =xfI f P P L k k L k I 210=∴（4）%2.05%0.1±=±=i γ4-8解：参见P13512121201109447.235100ln 1085.8)129.2(2ln )(2--⨯=⨯⨯-=-=πεεπR R kkx C =∆∴位移(m)176.4109447.23101001212=⨯⨯=∆=--k C x即液位为m 176.4m 5±4-9解：参见P137例题，E1、E2相等于R3、R4，C 即C0，按例题步骤可得：h k k C E 211=θ4-11解：错配S 型热电偶冷端补偿器修正至0℃的热电动势为：)0,20()0,40()0,700(E S E E E E t K E E E +∆+-=查附录B ：μV 53110)0,700(=E E ；μV 2419)0,40(=E E ；μV 1192)0,20(=E E)0,20()0,40(S S S E E t K -=∆查附录A ：μV235)0,40(=S E ；μV113)0,20(=S E)μV (122113235=-=∆∴t K S)μV (520051192122241953110=++-=∴E E查附录A ：μV 51513)0,680(=E E ；μV 52312)0,690(=E E686105151352312)5151352005(680=--+=∴t ℃测量误差%2%100700700686-=⨯-=γ4-14解：显示结果正比于mic a in F C C Cd U ++=33，设比例系数为k则有 mF k 1212101001020080--⨯⨯=设电缆2m 时显示值为x ，则有mF xk 121210)25100(10200--⨯+⨯=，显然，x=64（g ）测量误差%20%100808064-=⨯-=γ4-18解：(km/h)144)m/s (401041011010642==⨯⨯⨯=-v4-20解：IB k U H H =)T 10(5481604-⨯=⨯==∴I k U B H H在测量范围内线性)MPa (11050100243=⨯⨯--=∴--x P1. 测量精度分为：正确度、精密度、准确度。
测试技术课后答案全集—第三版
绪论》0-1 叙述我国法定计量单位的基本内容。
答：我国的法定计量单位是以国际单位制(SI) 为基础并选用少数其他单位制的计量单位来组成的。
1．基本单位根据国际单位制(SI) ，七个基本量的单位分别是：长度——米(Metre) 、质量——千克(Kilogram) 、时间——秒(Second) 、温度——开尔文(Kelvn) 、电流——安培(Ampere) 、发光强度——坎德拉(Candela) 、物质的量——摩尔(Mol> 。
它们的单位代号分别为：米(m))、千克(kg)、秒(s)、开(K)、安(A)、坎(cd)、摩(mol)。
国际单位制(SI) 的基本单位的定义为：米(m)是光在真空中，在1 /299792458s的时间间隔内所经路程的长度。
千克(kg) 是质量单位，等于国际千克原器的质量。
秒(s)是铯-133原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射9192631770个周期的持续时间。
安培(A)是电流单位。
在真空中，两根相距1m的无限长、截面积可以忽略的平行圆直导线内通过等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2X 10-7N,则每根导线中的电流为1A。
开尔文(K) 是热力学温度单位，等于水的三相点热力学温度的1／273．16。
摩尔(mol)是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0. 012kg碳-12的原子数目相等。
使用摩尔时，基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或是这些粒子的特定组合。
坎德拉(cd)是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540X 1012H Z的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1／683W／sr 。
2．辅助单位在国际单位制中，平面角的单位——弧度和立体角的单位——球面度未归入基本单位或导出单位，而称之为辅助单位。
辅助单位既可以作为基本单位使用，又可以作为导出单位使用。
它们的定义如下：弧度(rad) 是一个圆内两条半径在圆周上所截取的弧长与半径相等时，它们所夹的平面角的大小。
电气与电子测量技术课后习题答案
故
3-7影响电涡流传感器等效阻抗的因数有哪些？根据这些影响因数，推测电涡流传感器能测量哪些物理量？
解：
图3-7变压器式交流电桥
图3-7的交流电桥图中，当衔铁向上移动和向下移动相同距离时，其输出大小相等，方向相反。由于电源电压是交流，所以尽管式中有正负号，还是无法加以分辨。可采用带有相敏整流的交流电路，如图3-8所示。
图3-8相敏整流交流电路
当衔铁处于中间位置时，Z1=Z2=Z0，电桥处于平衡状态，输出电压 ；当衔铁上移，使上线圈阻抗增大，Z1=Z0+Z，而下线圈阻抗减少，Z2=Z0Z。
3-12光电二极管的基本原理是什么？在电路中使用光电二极管时，与普通二极管的接线有何不同？
解：光敏二极管是基于半导体光生伏特效应原理制成的光电元器件。光敏二极管工作时外加反向工作电压，在没有光照射时，反向电阻很大，反向电流很小，此时光敏二极管处于截止状态。当有光照射时，在PN结附近产生光生电子和空穴对，从而形成由N区指向P区的光电流，此时光敏二极管处于导通状态。所以与普通二极管不同，光敏二极管需要反向介入电路。
图压电传感器的等效电路
由于外力作用而在压电材料上产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存，即需要测量回路具有无限大的输入阻抗，这实际上是不可能的，因此压电式传感器不能用于静态测量。压电材料在交变力的作用下，电荷可以不断补充，以供给测量回路一定的电流，故适用于动态测量。
3-9分析为什么压电传感器的调理电路不能用一般的电压放大器，而要用电荷放大器？
测试技术基础(第三版)课后答案全集 (2)
将fn = 800Hz， = 0.14，f = 400Hz，代入上面的式子得到 A(400) 1.31，(400) −10.57 如果 = 0.7，则A(400) 0.975，(400) −43.03 2-11 对一个可视为二阶系统的装置输入一单位阶跃函数后，测得其 响应的第一个超调量峰值为1.5,振荡周期为6.28s。设已知该装置的静 态增益为3，求该装置的传递函数和该装置在无阻尼固有频率处的频率 响应。 解： 因为d = 6.28s，所以 d = 2/d = 1rad/s 所以 当 = n时，
机械工程测试技术基础习题解答
第一章 信号的分类与描述 1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划 出|cn|–ω和φn–ω图，并与表1-1对比。
图1-4 周期方波信号波形图 0 t x(t) … … A -A
解答：在一个周期的表达式为 . 积分区间取（-T/2，T/2） 所以复指数函数形式的傅里叶级数为 ，。 没有偶次谐波。其频谱图如下图所示。 |cn| φn π/2 -π/2 ω ω ω0 ω0 3ω0 5ω0
程的微安表，则量程不够，无法测量12.5mA的电流；如果采用毫安表， 无法分辨0.025mA的电流变化。一般需要电桥来测量，将无应变时的灵 位电流平衡掉，只取有应变时的微小输出量，并可根据需要采用放大器 放大。
3-5 电感传感器（自感型）的灵敏度与哪些因素有关？要提高灵敏度可 采取哪些措施？采取这些措施会带来什么样后果？ 解答：以气隙变化式为例进行分析。 又因为线圈阻抗Z=L，所以灵敏度又可写成
解：设该一阶系统的频响函数为 ，是时间常数 则 稳态响应相对幅值误差 令≤5%，f=100Hz，解得≤523s。 如果f=50Hz，则 相对幅值误差： 相角差： 2-6 试说明二阶装置阻尼比多采用0.6~0.8的原因。 解答：从不失真条件出发分析。在0.707左右时，幅频特性近似常数 的频率范围最宽，而相频特性曲线最接近直线。 2-7 将信号cost输入一个传递函数为H(s)=1/(s+1)的一阶装置后， 试求其包括瞬态过程在内的输出y(t)的表达式。 解答：令x(t)=cost，则，所以 利用部分分式法可得到 利用逆拉普拉斯变换得到 2-8 求频率响应函数为3155072 / (1 + 0.01j)(1577536 + 1760j 2)的系统对正弦输入x(t)=10sin(62.8t)的稳态响应的均值显示。 解：该系统可以看成是一个一阶线性定常系统和一个二阶线性定常 系统的串联，串联后仍然为线性定常系统。根据线性定常系统的频率保 持性可知，当输入为正弦信号时，其稳态响应仍然为同频率的正弦信 号，而正弦信号的平均值为0，所以稳态响应的均值显示为0。 2-9 试求传递函数分别为1.5/(3.5s + 0.5)和的系统的总灵敏度（不考虑负载效应）。 解： ，即静态灵敏度K1=3 ，即静态灵敏度K2=41 因为两者串联无负载效应，所以 总静态灵敏度K = K1 K2 = 3 41 = 123 2-10 设某力传感器可作为二阶振荡系统处理。已知传感器的固有频 率为800Hz，阻尼比=0.14，问使用该传感器作频率为400Hz的正弦力测 试时，其幅值比A()和相角差()各为多少？若该装置的阻尼比改为 =0.7，问A()和()又将如何变化？ 解：设，则 ，，即 ，
测试技术与信号处理(第三版)课后习题详解
测试技术与信号处理习题解答第一章 信号的分类与描述1-1 求周期方波（见图1-4）的傅里叶级数（复指数函数形式），划出|c n |–ω和φn –ω图，并与表1-1对比。
解答：在一个周期的表达式为00 (0)2() (0)2T A t x t T A t ⎧--≤<⎪⎪=⎨⎪≤<⎪⎩积分区间取（-T/2，T/2）00000002202002111()d =d +d =(cos -1) (=0, 1, 2, 3, )T T jn tjn tjn t T T n c x t et Aet Ae tT T T Ajn n n ωωωππ-----=-±±±⎰⎰⎰所以复指数函数形式的傅里叶级数为001()(1cos )jn tjn tnn n Ax t c ejn en ∞∞=-∞=-∞==--∑∑ωωππ，=0, 1, 2, 3, n ±±±。
(1cos ) (=0, 1, 2, 3, )0nI nR A c n n n c ⎧=--⎪±±±⎨⎪=⎩ππ21,3,,(1cos )00,2,4,6,n An A c n n n n ⎧=±±±⎪==-=⎨⎪=±±±⎩πππ1,3,5,2arctan 1,3,5,200,2,4,6,nI n nR πn c πφn c n ⎧-=+++⎪⎪⎪===---⎨⎪=±±±⎪⎪⎩图1-4 周期方波信号波形图没有偶次谐波。
其频谱图如下图所示。
1-2 求正弦信号0()sin x t x ωt =的绝对均值x μ和均方根值rms x 。
解答：00002200000224211()d sin d sin d cos TTT Tx x x x x μx t t x ωt t ωt t ωt T T T T ωT ωπ====-==⎰⎰⎰rmsx ==== 1-3 求指数函数()(0,0)atx t Ae a t -=>≥的频谱。
(完整版)检测技术课后部分习题答案
《检测技术》部分习题答案第2章2-1 二阶系统的频率特性受阻尼比ξ的影响较大。
分析表明，ξ越小，系统对输入扰动容易发生超调和振荡，对使用不利。
在ξ=0.6-0.7时，系统在宽广的频率范围内由于幅频特性和相频特性而引起的失真小，系统可以获得较为合适的综合特性。
比如二阶系统在单位阶跃激励下时，如果阻尼比ξ选择在0.6-0.7范围内，则最大超调量不超过10%，且当误差允许在(5-2)%时趋于“稳态”的调整时间也最短。
2-2 频率特性是指测试系统反映出来的输出与输入幅值之比和两者之相位差是输入频率的函数的这样一个特性。
当测试系统的输入为正弦信号时，将该信号的输出与输入之比定义为频响函数。
工作频带是指测试装置的适用频率范围，在该频率范围内，仪器装置的测试结果均能保证达到其它相关的性能指针。
2-3 不失真测试要求测试系统的输出波形和输入波形精确相一致，只是幅值相对增大和时间相对延迟。
而实际的测试系统很难做到无限频带上完全符合不失真测试的条件，即使测取一个理想的三角波，在某一频段范围内，也难以完全理想地实现不失真测试。
三角波呈周期性变化，其测试装置的非线性度必然引起波形的畸变，导致输出失真。
由此只能努力使波形失真限制在一个允许的误差范围内，即做到工程意义上的不失真测量。
2-4 系统的总灵敏度为：90×0.005×20=9mm/Mpa 偏移量为：9×3.5=31.5mm2-5 由 ，得用该装置测量频率为50Hz 的正弦信号时， ，即幅值误差为1.3%相角差为：2-6()[]()()t10t 1000/t 2e 39.0t 40cos 05.0t 40sin 01.0t 4cos 34.0t 4sin 86.0e 39.096.75t 40sin 048.080.21t 4sin 93.0sin et sin )(1A )t (y ---+-+-=+-+-=-++=ϕϕωωττk ()()()()ωτϕωϕωωωωarctan a e t sin a 1)t (y s a s 1s Y 22at 2222-=++++=++=-注：设输入t Asin )t (x ω=2-7 由得输入信号的频率范围是：2-8 环节一的灵敏度为： 1.5/5=0.3 环节二的灵敏度为： 41故串联后的灵敏度为：0.3×41=12.32-9 由测量频率为400Hz 变化的力参量时 : 若装置的阻尼比为0.7，则:2-10第5章5-1 单侧厚度测量利用X射线在被测物体表面反射的强度与被测件的材料有关，且随被测件厚度的增大而增大的原理。
电气试验工专业理论习题(含答案)
电气试验工专业理论习题（含答案）一、单选题（共44题，每题1分，共44分）1.电工仪表的准确度等级以仪表最大（）误差来表示。
A、绝对B、相对C、附加D、引用正确答案：D2.沿脏污表面的闪络不仅取决于是否能产生局部电弧，还要看流过脏污表面的泄漏电流是否足以维持一定程度的（），以保证局部电弧能继续燃烧和扩展。
A、光游离B、碰撞游离C、热游离D、滑闪放电正确答案：C3.电压等级110kV及以上的电流互感器末屏及电压互感器接地端（N）对地的工频耐压试验电压标准，应为（）。
A、3kVB、2.5kVC、2kVD、5kV正确答案：C4.操作波的极性对变压器外绝缘来讲，正极性与负极性闪络电压相比（）。
A、高很多B、低C、一样D、高正确答案：B5.有n个试品并联在一起测量直流泄漏电流，测得值为I，则流过每个试品的泄漏电流必（）。
A、不大于IB、小于1/nC、等于ID、大于I正确答案：A6.直流泄漏试验是检查设备的（），其试验电压较低。
A、绝缘电阻B、耐电强度C、绝缘状况D、表面绝缘正确答案：C7.绝缘子泄漏距离是指在绝缘子的两电极间沿瓷件表面量得的（）。
A、最短距离B、最大距离C、最大距离的2倍D、最短距离的2倍正确答案：A8.生产厂家应在出厂试验报告中提供每台电容器的脉冲电流法局部放电试验数据，放电量应不大于（）pC。
A、10B、20C、50D、100正确答案：C9.SF6断路器及GIS组合电器绝缘下降的主要原因是由于（）的影响。
A、SF6设备绝缘件B、SF6中水分C、SF6比重正确答案：B10.对电介质施加直流电压时，由电介质的电导所决定的电流称为（）。
A、电容电流B、吸收电流C、位移电流D、泄漏电流正确答案：D11.为什么大型变压器低压侧一般接成三角形（主要原因）？（）A、降低成本B、提高输出电流C、减小波形畸变正确答案：C12.通过采取（）措施，可防止110kV及以上电压等级断路器断口均压电容与母线电磁式电压互感器发生谐振过电压。
电气检测习题答案
2
2 2 3 3 0.01 0.02 0.016 3 2 3 3
2
（注：可写 2.88 0.016kt ，但不能写成 2.88 0.016 ）
1 x [方法二]由 r r ry 知 3 x
2
线性化后（mV)
解： 力(kg) 输出平均值(mV) 非线性误差(mV) 回差(mV) 灵敏度： K 0 0 0 0 10 1.91 0.05 0.24 20 3.65 0.07 0.18 30 5.51 0.08 0.22 40 7.54 0.09 0.23 50 9.31 0 0
9.31 0.186mV / kg 50
第3次作业——信号调理单元
18．说明测量电桥中非线性误差的估计方法，举例说明抑制测量电桥中非线性误差的方 法。 答：设电桥的实际输出为 u L ，其中线性分量为 u L1 ，则 非线性系数定义为
uL1 uL 。 uL1
对半等臂电桥来说， R2 / R1 1 ，在 Ri / Ri 1 时， 非线性误差以用下式估计：
1 R1 R2 R3 R4 2 R1 R2 R3 R4
对于单个的电阻来说，当流过电阻的电流 I 不变时，其电阻的相对变化量 R / R 与输 出电压的变化量成线性关系，由此可得出结论：消除非线性误差的关键是给工作臂恒流。故 抑制电桥非线性误差的方法有： ① 采用恒流源电桥：这可使电桥总的电流不变，因此非线性误差比恒压源电桥有所改 善。 ② 采用差动电桥。例如：
故 R 43.9 0.6 或 R 43.9 1.4% 可见：① 串联后的电阻趋向于大电阻的精度，故希望大电阻的精度高；② 并联后的电阻趋 向于小电阻的精度，故希望小电阻的精度高；③ 串并联后误差不会超过最坏的误差分量， 存在平均效应，故希望控制最差的电阻的误差。
测试技术课后标准答案全集第三版.doc
精品文档《绪论》0-1叙述我国法定计量单位的基本内容。
答：我国的法定计量单位是以国际单位制(SI) 为基础并选用少数其他单位制的计量单位来组成的。
1．基本单位根据国际单位制(SI) ，七个基本量的单位分别是：长度——米(Metre) 、质量——千克(Kilogram)、时间——秒 (Second) 、温度——开尔文(Kelvn)、电流——安培(Ampere) 、发光强度——坎德拉(Candela) 、物质的量——摩尔(Mol> 。
它们的单位代号分别为：米(m)) 、千克 (kg) 、秒 (s) 、开 (K) 、安 (A) 、坎 (cd) 、摩 (mol) 。
国际单位制 (SI) 的基本单位的定义为：米(m) 是光在真空中，在 1／ 299792458s的时间间隔内所经路程的长度。
千克 (kg) 是质量单位，等于国际千克原器的质量。
秒 (s) 是铯 -133 原子基态的两个超精细能级间跃迁对应的辐射9192631770个周期的持续时间。
安培 (A) 是电流单位。
在真空中，两根相距1m的无限长、截面积可以忽略的平行圆直导线内通过等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为2× 10-7 N，则每根导线中的电流为 1A。
开尔文 (K) 是热力学温度单位，等于水的三相点热力学温度的1／ 273． 16。
摩尔 (mol) 是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与0． 012kg碳 -12 的原子数目相等。
使用摩尔时，基本单元可以是原子、分子、离子、电子及其他粒子，或是这些粒子的特定组合。
坎德拉 (cd) 是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为540× 1012Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为1／ 683W／ sr 。
2．辅助单位在国际单位制中，平面角的单位——弧度和立体角的单位——球面度未归入基本单位或导出单位，而称之为辅助单位。
辅助单位既可以作为基本单位使用，又可以作为导出单位使用。
电气测试技术第三版-课后习题答案(林德杰)
气测试技术第三版-课后习题答案(林德杰)l第一章思考题与习题1－2 图1.6为温度控制系统，试画出系统的框图，简述其工作原理；指出被控过程、被控参数和控制参数。
解：乙炔发生器中电石与冷水相遇产生乙炔气体并释放出热量。
当电石加入时，内部温度上升，温度检测器检测温度变化与给定值比较，偏差信号送到控制器对偏差信号进行运算，将控制作用于调节阀，调节冷水的流量，使乙炔发生器中的温度到达给定值。
系统框图如下：被控过程：乙炔发生器被控参数：乙炔发生器内温度控制参数：冷水流量1－3 常用过程控制系统可分为哪几类?答：过程控制系统主要分为三类：1. 反馈控制系统：反馈控制系统是根据被控参数与给定值的偏差进行控制的，最终达到或消除或减小偏差的目的，偏差值是控制的依据。
它是最常用、最基本的过程控制系统。
2．前馈控制系统：前馈控制系统是根据扰动量的大小进行控制的，扰动是控制的依据。
由于没有被控量的反馈，所以是一种开环控制系统。
由于是开环系统，无法检查控制效果，故不能单独应用。
3. 前馈－反馈控制系统：前馈控制的主要优点是能够迅速及时的克服主要扰动对被控量的影响，而前馈—反馈控制利用反馈控制克服其他扰动，能够是被控量迅速而准确地稳定在给定值上，提高控制系统的控制质量。
3－4 过程控制系统过渡过程的质量指标包括哪些内容？它们的定义是什么？哪些是静态指标？哪些是动态质量指标？答：1. 余差(静态偏差）e：余差是指系统过渡过程结束以后，被控参数新的稳定值y(∞)与给定值c之差。
它是一个静态指标，对定值控制系统。
希望余差越小越好。
2. 衰减比n:衰减比是衡量过渡过程稳定性的一个动态质量指标，它等于振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比，即：n ＜1系统是不稳定的，是发散振荡；n=1,系统也是不稳定的，是等幅振荡；n ＞1,系统是稳定的，若n=4,系统为4：1的衰减振荡，是比较理想的。
衡量系统稳定性也可以用衰减率φ 4．最大偏差A ：对定值系统，最大偏差是指被控参数第一个波峰值与给定值C 之差，它衡量被控参数偏离给定值的程度。
过程控制仪表及控制系统课后习题答案(林德杰) 2之欧阳歌谷创作
lxc第一章思考题与习题欧阳歌谷（2021.02.01）1－2 图1.6为温度控制系统，试画出系统的框图，简述其工作原理；指出被控过程、被控参数和控制参数。
解：乙炔发生器中电石与冷水相遇产生乙炔气体并释放出热量。
当电石加入时，内部温度上升，温度检测器检测温度变化与给定值比较，偏差信号送到控制器对偏差信号进行运算，将控制作用于调节阀，调节冷水的流量，使乙炔发生器中的温度到达给定值。
系统框图如下：被控过程：乙炔发生器被控参数：乙炔发生器内温度控制参数：冷水流量1－3 常用过程控制系统可分为哪几类?答：过程控制系统主要分为三类：1. 反馈控制系统：反馈控制系统是根据被控参数与给定值的偏差进行控制的，最终达到或消除或减小偏差的目的，偏差值是控制的依据。
它是最常用、最基本的过程控制系统。
2．前馈控制系统：前馈控制系统是根据扰动量的大小进行控制的，扰动是控制的依据。
由于没有被控量的反馈，所以是一种开环控制系统。
由于是开环系统，无法检查控制效果，故不能单独应用。
3. 前馈－反馈控制系统：前馈控制的主要优点是能够迅速及时的克服主要扰动对被控量的影响，而前馈—反馈控制利用反馈控制克服其他扰动，能够是被控量迅速而准确地稳定在给定值上，提高控制系统的控制质量。
3－4 过程控制系统过渡过程的质量指标包括哪些内容？它们的定义是什么？哪些是静态指标？哪些是动态质量指标？答：1. 余差(静态偏差）e ：余差是指系统过渡过程结束以后，被控参数新的稳定值y(∞)与给定值c 之差。
它是一个静态指标，对定值控制系统。
希望余差越小越好。
2.衰减比n:衰减比是衡量过渡过程稳定性的一个动态质量指标，它等于振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比，即：n ＜1系统是不稳定的，是发散振荡；n=1,系统也是不稳定的，是等幅振荡；n ＞1,系统是稳定的，若n=4,系统为4：1的衰减振荡，是比较理想的。
衡量系统稳定性也可以用衰减率φ 4．最大偏差A ：对定值系统，最大偏差是指被控参数第一个波峰值与给定值C 之差，它衡量被控参数偏离给定值的程度。
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l第一章思考题与习题1－2 图1.6为温度控制系统，试画出系统的框图，简述其工作原理；指出被控过程、被控参数和控制参数。
解：乙炔发生器中电石与冷水相遇产生乙炔气体并释放出热量。
当电石加入时，内部温度上升，温度检测器检测温度变化与给定值比较，偏差信号送到控制器对偏差信号进行运算，将控制作用于调节阀，调节冷水的流量，使乙炔发生器中的温度到达给定值。
系统框图如下：被控过程：乙炔发生器被控参数：乙炔发生器内温度控制参数：冷水流量1－3 常用过程控制系统可分为哪几类?答：过程控制系统主要分为三类：1. 反馈控制系统：反馈控制系统是根据被控参数与给定值的偏差进行控制的，最终达到或消除或减小偏差的目的，偏差值是控制的依据。
它是最常用、最基本的过程控制系统。
2．前馈控制系统：前馈控制系统是根据扰动量的大小进行控制的，扰动是控制的依据。
由于没有被控量的反馈，所以是一种开环控制系统。
由于是开环系统，无法检查控制效果，故不能单独应用。
3. 前馈－反馈控制系统：前馈控制的主要优点是能够迅速及时的克服主要扰动对被控量的影响，而前馈—反馈控制利用反馈控制克服其他扰动，能够是被控量迅速而准确地稳定在给定值上，提高控制系统的控制质量。
3－4 过程控制系统过渡过程的质量指标包括哪些内容？它们的定义是什么？哪些是静态指标？哪些是动态质量指标？答：1. 余差(静态偏差）e：余差是指系统过渡过程结束以后，被控参数新的稳定值y(∞)与给定值c 之差。
它是一个静态指标，对定值控制系统。
希望余差越小越好。
2. 衰减比n:衰减比是衡量过渡过程稳定性的一个动态质量指标，它等于振荡过程的第一个波的振幅与第二个波的振幅之比，即：n ＜1系统是不稳定的，是发散振荡；n=1,系统也是不稳定的，是等幅振荡；n ＞1,系统是稳定的，若n=4,系统为4：1的衰减振荡，是比较理想的。
衡量系统稳定性也可以用衰减率φ4．最大偏差A ：对定值系统，最大偏差是指被控参数第一个波峰值与给定值C 之差，它衡量被控参数偏离给定值的程度。
5． 过程过渡时间ts ：过渡过程时间定义为从扰动开始到被控参数进入新的稳态值的±5%或±3％ （根据系统要求）范围内所需要的时间。
它是反映系统过渡过程快慢的质量指标，t s 越小，过渡过程进行得越快。
6．峰值时间tp : 从扰动开始到过渡过程曲线到达第一个峰值所需要的时间，（根据系统要求）范围内所需要的时间。
称为峰值时间tp 。
它反映了系统响应的灵敏程度。
静态指标是余差，动态时间为衰减比（衰减率）、最大偏差、过程过渡时间、峰值时间。
第二章 思考题与习题2－1 如图所示液位过程的输入量为Q1，流出量为Q2，Q3，液位h 为被控参数，C 为容量系数，并设R1、R2、R3均为线性液阻，要求：（1） 列出过程的微分方程组；（2） 求过程的传递函数W 0（S ）＝H （S ）/Q 1（S ）； （3） 画出过程的方框图。
解：（1）根据动态物料平衡关系，流入量＝流出量：B B n '=BB B '-=ϕdtdh)Q Q (Q 321=+-过程的微分方程的增量形式：中间变量：消除中间变量：同除 (R2+R3) 得到：令：上式可写为：（2）Laplace 变换得到：传递函数:（3） 过程的方框图：2－2．如图所示：Q 1为过程的流入量，Q 2为流出流量，h 为液位高度，C 为容量系数，若以Q 1为过程的输入量，h 为输出量（被控量），设R 1、R 2为线性液阻，求过程的传递函数W 0(S)＝H(S)/Q 1(S)。
解：根据动态物料平衡关系，流入量＝流出量：过程的微分方程的增量形式：中间变量：22R hQ ∆∆=33R hQ ∆∆=h )R R (dthd R CR Q R R 2332132∆∆∆++=hdthd R R R CR Q R R R R 323213232∆∆∆++=+3232R R R R R +=h dthd CRQ R 1∆∆∆+=)S (H )S (CRSH )S (RQ 1+=1RCS R )s (Q )s (H )s (W 10+==dth d CQ Q 21∆∆∆=-22R hQ ∆∆=h dthd CR Q R 212∆∆∆+=传递函数：如果考虑管道长度l ， 即出现纯时延，由于管道流量恒定，所以lQ =τ其传递函数为：其中：lQ =τ2－3．设矩形脉冲响应幅值为2 t/h ，脉冲宽度为△t＝10min ，某温度过程的矩形脉冲响应记录数据如下： t(min) 1 3 4 5 8 10 15 16．5 Y(℃) 0．46 1．7 3．7 9．0 19．0 26．4 36．0 37．5 t(min) 20 25 30 40 50 60 70 80 Y(℃)33．527．221．010．45．12．81．10．5（1） 将该脉冲矩形响应曲线转换成阶跃响应曲线； （2） 用一阶惯性环节求该温度对象的传递函数。
解：将脉冲响应转换成阶跃响应曲线，数据如下： t(min) 1 3 4 5 8 10 15 16．5 Y(℃)0．46 1．7 3．7 9．0 19．0 26．4 36．0 37．5 Y 1（t ）0．46 1．7 3．7 9．0 19．0 26．4 － － t(min) 20 25 30 40 50 60 70 80 Y(℃)33．5 27．2 21．0 10．4 5．1 2．8 1．1 0．5 Y 1（t ）59.9－80.991.396.499.2100.3100.8绘出阶跃响应曲线如下：)S (H )S (SH CR )S (Q R 212+=1S CR R )s (Q )s (H )s (W 2210+==τS2210e1S CR R )s (Q )s (H )s (W -+==5.502101x )0(y )(y K 00==-∞=由图y(t1)＝0.4y(∞) ，y(t2)＝0.8y(∞)处可得：t1=14min t2=30.5 t1/t2≈0.46 故二阶系统数字模型为 20)1TS (K )s (W +=根据经验公式有： 3.1016.22t t )s (T 210=⨯+=所有： 2200)1S 3.10(5.50)1TS (K )s (W +=+=2－5 某过程在阶跃扰动量Δu ＝20％，其液位过程阶跃响应数据见下表： t/s10 20406080 100 140 180260300400500h/cm 0 00．2 0．8 2．0 3．6 5．4 8．8 11．8 14．4 16．6 18．4 19．2（1） 画出液位h 的阶跃响应曲线 （2） 求液位过程的数学模型 解：方法一：图解法由图可以看出：过程应该用一阶加延时系统。
1002.020x )0(y )(y K 00==-∞=从图中得到：τ＝40s ， T ＝260－40＝220sS 40S00e 1S 220100e 1TS K )s (W --+=+=τ方法二：计算法：在图中取y (t 1)＝0.33 y (∞) y (t 2)＝0.39y (∞) y (t 3)＝0.632 y(∞) y (t 4)＝0.7 y (∞) 得t 1＝125s t 2 ＝140s t 3 ＝ 225s t 4 ＝260ss 150)t t (2T 231=-≈ s 55t t 2321=-≈τs 1688.0t t T 142=-≈s 572tt 3412=-≈τ 可见数据很接近，于是：s 1592T T T 210=+=s 562210=+=τττ 过程数学模型：S 56S 00e 1S 159100e 1TS K )s (W --+=+=τ2－6 某过程在阶跃扰动ΔI ＝1.5mADC 作用下，其输出响应数据见下表： t(min) 1234567891011… ∞ Y(℃)4．0 4．0 4．2 4．8 5．1 5．4 5．7 5．8 5．85 5．9 6．0…6．0解：求出y(∞)－y(t)值如下表： t(min) 1234567891011 … ∞ Y(℃)2．0 2．0 1．8 1．5 1．2 0．5 0．3 0．2 0．15 0．1…根据表格在半对数纸上描绘出曲线1，曲线1作直线部分的延长线2，2线减去1线得到直线3。
过程放大倍数 K 03.15.146x )0(y )(y K 00=-=-∞=根据直线2和直线3，与纵坐标、横坐标构成的两个三角形，可以求出时间参数T 1、T 2 ： 由A 1＝7，B 1＝0.1 ， t 1＝10s35.2)1.0lg 7(lg 303.2s10)B lg A (lg 303.2t T 1111=-=-=由 A 2＝5，B 2＝0.1 t 2＝6s该过程的数学模型为：第三章 思考题与习题3－2 有一压力控制系统选用DDZ －Ⅲ压力变送器，其量程为0～200kPa 。
生产工艺要求被控压力为150±2kPa，现将该变送器量程调整到100～200 kPa ，求零点迁移前后该压力变送)1s 53.1)(1s 35.2(3.1)1s T )(1s T (K )s (W 2100++=++=53.1)1.0lg 5(lg 303.2s6)B lg A (lg 303.2t T 2222=-=-=器的灵敏度。
解： 零点迁移前灵敏度：零点迁移后灵敏度：3－4 某DDZ －Ⅲ直流毫伏变送器，其零点移到Vio ＝5mV ，零迁后的量程为DC10mV ，求该变送器输出I 0＝10mADC 时的输入是多少毫伏？ 解：分析：零点迁移后5～10mV 对应输出为 4～20mA ，如右图所示。
根据图的几何关系有：ab : ac ＝eb : dc88.11665dc eb ac ab ≈⨯=⋅=∴ I 0＝10mA 时，输入电压为： V in ＝5＋1.88＝6.88（mVDC ）3－7.说明DDZ －Ⅲ热电偶温度变送器的冷端温度补偿原理。
以A 和B 两种导体组成的热电偶产生的热电势与材料种类和接触点的温度有关。
热电偶产生的热电势与被测温度T 具有单值函数关系。
但是，其前提条件必须保持冷端温度T0 不变。
热电偶的热电势大小不仅与热端温度有关，而且还与冷端温度有关。
实际使用中冷端暴露在仪表之外，受环境影响较大，因此必须进行冷端补偿（温度校正）热电偶冷端温度的补偿方法（1）补偿导线法（延伸导线法）：用与热电偶热电性质相同的臂长补偿导线（或称延伸导线）将热电偶的冷端延伸到温度保持恒定的地方。
（2）冷端恒温法：将热电偶的冷端置于恒定温度的容器内或场合内。
（3）冷端温度修正法（计算校正法）：（4）补偿电桥法：利用不平衡电桥产生相应的不平衡电势补偿由于热电偶冷端温度变kPa/mA 08.00200420K 1=--=kPa/mA 16.0100200420K 1=--=)t (e )t (e )t ,t (E 0AB AB 0-=化引起的测量误差。