自动检测技术 马西秦 第三版 习题答案
自动检测技术_马西秦_第三版_习题答案
阻断或减弱干扰的藕合通道或传输途径；
削弱接收电路对干扰的灵敏度。
硬件抗干扰措施：屏蔽技术、接地技术、浮空技术、隔离技术、滤波器等；
软件抗干扰措施：数字滤波、冗余技术等微机软件的抗干扰措施。
干扰的来源：
外部干扰:检测装置周围的电气设备、电磁场、电火花、电弧焊接、高频加热、晶闸管整流装置等强电系统的影响。雷电、大气电离、宇宙射线、太阳黑子活动以及其他电磁波干扰。
压电效应：当作用力方向改变时，电荷的极性也随着变化，这种现象称为压电效应。
压电材料：石英晶体（很大的机械强度和稳定的机械性能）压电陶瓷（效应明显，稳定性差）
压电传感器前置放大器作用：把传感器的高阻抗输出变为低阻抗输出；把微弱信号进行放大
压电传感器的应用：压电式力传感器，压电式压力传感器，压电式加速度传感器
电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器，分为高频反射式和低频透射式。
电涡流传感器的灵敏度受那些因素影响？优点是什么？
主要受到被测体大小、电导率、磁导率、几何形状,线圈的几何参数,激励电流频率以及线圈到被测导体间的距离等因素影响。优点：电涡流式传感器结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量范围大、抗干扰能力强，特别是有非接触测量的优点，因此在工业生产和科学技术的各个领域中得到了广泛的应用。
检测方法：主动和被动、直接与间接、接触式与非接触式、动态和静态。
静态特性：灵敏度（S=dy/dx）与分辨率、线性度、迟滞、测量范围与量程、精度等级。
动态特性：幅频特性、相频特性。
绝对误差：（指示值与被测量的真值之差）
相对误差：（绝对误差与被测量真值之差）
引用误差：（绝对误差与仪表量程L的比值）
最大引用误差不能超过允许值的划分精度等级的尺度。
《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。
自动检测技术及仪表控制系统第三版部分思考题答案
1基本知识引论课后习题1.1检测及仪表在控制系统中起什么作用，两者关系怎样？检测单元完毕对多种参数过程旳测量，并实现必要旳数据处理；仪表单元则是实现多种控制作用旳手段和条件，它将检测得到旳数据进行运算处理，并通过对应旳单元实现对被控变量旳调整。
关系：两者紧密有关，相辅相成，是控制系统旳重要基础1.2 经典检测仪表控制系统旳构造是怎样旳，各单元重要起什么作用？被控——检测单元——变送单元——显示单元——操作人员对象——执行单元——调整单元—作用：被控对象：是控制系统旳关键检测单元：是控制系统实现控制调整作用旳及基础，它完毕对所有被控变量旳直接测量，也可实现某些参数旳间接测量。
变送单元：完毕对被测变量信号旳转换和传播，其转换成果须符合国际原则旳信号制式。
变：将多种参数转变成对应旳统一原则信号；送：以供显示或下一步调整控制用。
显示单元：将控制过程中旳参数变化被控对象旳过渡过程显示和记录下来，供操作人员及时理解控制系统旳变化状况。
分为模拟式，数字式，图形式。
调整单元：未来自变送器旳测量信号与给定信号相比较，并对由此产生旳偏差进行比例积分微分处理后，输出调整信号控制执行器旳动作，以实现对不一样被测或被控参数旳自动调整。
执行单元：是控制系统实行控制方略旳执行机构，它负责将调整器旳控制输出信号按执行构造旳需要产生对应旳信号，以驱动执行机构实现被控变量旳调整作用。
1.4 什么是仪表旳测量范围，上下限和量程？彼此有什么关系？测量范围：是该仪表按规定旳精度进行测量旳被测变量旳范围。
上下限：测量范围旳最小值和最大值。
量程：用来表达仪表测量范围旳大小。
关系：量程=测量上限值-测量下限值1.6 什么是仪表旳敏捷度和辨别率？两者存在什么关系？敏捷度是仪表对被测参数变化旳敏捷程度。
辨别率是仪表输出能响应和辨别旳最小输入量，又称仪表敏捷限。
关系：辨别率是敏捷度旳一种反应，一般说仪器旳敏捷度高，则辨别率同样也高。
4 温度检测课后习题4.1国际实用温标旳作用是什么？它重要由哪几部分构成？答：作用：由其来统一各国之间旳温度计量。
自动检测课后习题答案解析
第一章检测技术的基本知识思考题答案l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。
答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。
当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。
下图给出了检测系统的组成框图。
检测系统的组成框图传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。
测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。
通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。
根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。
显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。
2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义?依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号主称——传感器，代号C；被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表2；转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表3；序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。
若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。
例：应变式位移传感器： C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。
3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行?答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。
此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。
自动检测技术复习计算题(含详细解答)
复习计算题1、传感器的一般特性4、某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm 变到5.0mm 时，位移测量仪的输出电压由3.5V 减至 2.5V ，求该仪器的灵敏度。
（马西秦） 解：mm V x y s /25.40.55.35.2-=--=∆∆=5、某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：铂电阻温度传感器：0.35Ω/℃；电桥：0.01lV/Ω；放大器：100(放大倍数)；笔式记录仪：0.lcm/V 求：(1)、测温系统的总灵敏度；(2)、记录仪笔尖位移4cm 时，所对应的温度变化值。
（马西秦） 解：(1)、s1=0.35Ω/℃； s2=0.01V/Ω； s3=100； s4= 0.lcm/V ；C cm V cm V C s s s s s ︒=⨯⨯Ω⨯︒Ω==/035.0)/1.0(100)/01.0()/35.0(4321(2)、C Ccm cms x t ︒=︒=⨯=∆28.114/035.046、有三台测温仪表，量程均为0～600℃，精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5%，选哪台仪表合理? （马西秦） 解：2.5级测温仪表：%100600%1005.2m mLδδ==；C m ︒=15δ；%3%10050015500===m r δ 2.0级测温仪表：%100600%1000.2mmLδδ==；C m ︒=12δ；%4.2%10050012500===m r δ 1.5级测温仪表：%100600%1005.1mmLδδ==；C m ︒=9δ；%8.1%1005009500===m r δ2.0级和1.5级测温仪表均满足“相对误差不超过2.5%”的要求，一般精度高的设备价格更高，故选2.0级测温仪表更合理。
01、某温度测量仪表测量范围为0～500℃，使用后重新校验，发现最大误差为±6℃，问此表现在应定为几级精度？解：最大引用误差：rom=(δ/L)³100％=（±6℃/500℃）³100％=±1.2％；此表现在应定为1.5级精度 03、欲测250v 电压，要求测量示值相对误差不大于±0.5％，问选用量程为250v 电压表，其精度为哪级？若选用300v 和500v 的电压表，其精度又为哪级。
自动检测技术练习题加答案
自动检测技术练习题加答案期末练习题课程名称：成绩：________一、单项选择题：1.当位移传感器的输入变化5mm时，输出电压变化为300mV，其灵敏度为（a）。
a、60毫伏/毫巴。
0.017mm/mvc。
60mm/mvd。
0.017mv/mm2。
应变桥有三种不同的工作模式，包括以下选项：（c）工作模式的灵敏度最高，（a）工作模式的灵敏度最低。
a．单臂桥b.双臂桥c.全桥3.湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了（b）。
a、提高灵敏度B.防止极化和电解C.降低交流电桥平衡的难度4.使用测谎仪时，受试者的手掌因躺着和紧张而出汗，可通过（d）传感器检测到。
a、应变计B热敏电阻C 气敏电阻D湿敏电阻5电磁式自感传感器（B）采用差分结构。
a．加长线圈的长度从而增加线性范围b.提高灵敏度，减小温漂c、降低成本D.增加线圈对电枢6的吸引力在以下传感器中，非接触测量为（c）。
a．电位器传感器、电涡流传感器b.电容传感器、压电传感器c.霍尔传感器、光电传感器d.霍尔传感器、电位器传感器7.电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出（c）的靠近程度。
a、人体B.水C.金属部件D.塑料部件8下图为电容式液位传感器示意图，属于（B）型电容式传感器。
a．变面积式b.变介电常数式c.变极距式（a）电容传感器。
a、变面积公式B.变极距公式C.变介电常数公式9.电子游标卡尺的分辨率可达0.01mm，行程可达200mm，它的内部所采用的是线性型的10.汽车的安全气囊可由（d）控制。
a．气敏传感器b.荷重传感器c.差动变压器d.电容式加速度传感器11.自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是（b）。
a、瞬时流量，t/Hb累积流量，t或MC瞬时流量，kg/SD累积流量，kg12以下是各种组件的符号，代表压电组件的符号是（c）。
3a．b、疾病控制中心。
113.将超声波（机械振动波）转换为电信号由压电材料（c）制成；压电片发出“滴答……滴答……”声的原理蜂鸣器中的声音基于压电材料（d）。
《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。
自动检测技术及应用课后习题答案(有大题)
11题：参考例题1-4。
9题：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。
10题：1、系统误差； 2、随机误差； 3、粗大误差。
偏差特别大 弹着点接近正态分布 弹着点均偏向右上侧 10题：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？
判定数字仪表位数的两条原则
能显示0~9所有数字的“位”是“整位”；
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。 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3½位表。
8.汽车、自行车速度及里程的测量
出租车计价器外形 电动助动车仪表盘外形 工业或汽车中经常需要测量运动部件的转速、直线速度及累计行程等参数。现以大家都较熟悉的自行车的车速及累计公里数测量为例…… 与车轮联动 可参考汽车速度的测量原理
观察自行车的结构可知，车速及公里数与车轮的直径及转速成正比，因此应将注意力集中到自行车的前、后轮上。设车轮的直径为D(m)，则周长l =πD，车轮转动的圈数即为自行车行驶距离的基本参数。若转动圈数为N，则累计路程L=N l =NπD ；若每分钟转动的圈数为n(n=N/t圈/分钟)则车速v=60nl/1000(km/h) =0.06 n πD(km/h) 。
7题: (课堂讲解)。
8题：1、 可知：P=160mW；输出电压增加。 2、 0～24V 3、 4、 可知：Rx=3000Ω；UO=12V。
10题：(略)。
4题：1、查表知：α=0.00385。 2、Rt=100(1+0.00385×50)=119.25Ω。 3、查表知：Rt(50)=119.40Ω。 4、∆R=0.15 Ω；(0.15/119.40)×100%=0.126%。
自动检测技术(马西秦第3版)第5章 压电传感器
压电式传感器可以等效为电荷源和压电元件电容器的 并联电路；也可以等效为电压源和电容器的串联电路。
其中电容器为： Ca 0
相对介电常数
A h
压电元件极板面积 元件厚度
当压电式传感器连接测量仪表时的等效电路：
电缆电容
传感器的泄露电阻 放大器输入电阻电容
传感器的泄露电阻 放大器输入电阻电容
第五章 压电式传感器
压电式传感器：当外力作用于某些晶体时，发生压 电效应，在晶体表面产生电荷，通过检测发电电荷量的 大小测出作用力的大小。
可制成力、压力、加速度等传感器。 体积小、轻便、频带宽、灵敏度高。
第一节 压电式传感器原理
一、压电效应
压电效应：某些晶体在一定方向上受到外力作用时， 内部产生极化现象，相应在晶体的两个表面上产生符号 相反的电荷。当外力除去时，电荷消失；当外力反向时， 电荷极性也反向。被称为压电效应。
（一）石英晶体 （二）水溶性压电晶体 （三）铌酸锂晶体 （四）压电陶瓷（钛酸钡、锆钛酸铅、铌酸盐、铌镁酸铅） （五）压电半导体 （六）高分子压电材料
二、压电元件
并联
Q’=nQ U’=U
C’=nC
+-
-
+-
+-+-+-
+
+-
串联
Q’=Q U’=nU C’=C/n +
+-
+-
-
+-+-
第三节 压电传感器的测量电路
(1
A)C
f
Q Cf
灵敏度：k
U0 Q
1 Cf
第四节 压电式传感器的应用
（一）压电式力传感器
《自动检测技术》习题集及部分参考答案第一章传感器和测量的基本知识
《自动检测技术》习题集及部分参考答案第一章传感器和测量的基本知识《自动检测技术》习题集及部分参考答案第一章传感器和测量的基本知识§1-1 测量的基本概念复习思考题1．测量的定义及其内容是什么？2．直接测量和间接测量的定义是什么？3．直接测量的方法有几种方法？它们各自的定义是什么？4．仪表精度有几个指标？它们各自的定义是什么？（学习指导p1）5．仪表分辨力的定义是什么？作业题1．测量是借助和，通过和，取得被测对象的某个量的大小或符号；或者取得与之间的关系。
（专用技术；设备；实验；计算；一个变量；另一变量）2．测量是将被测量与通过专用的技术和设备进行。
获得被测量对比。
表示测量结果时，必须注明。
（同性质的标准量；比较；标准量倍数；标准量x0的单位）3．直接测量是从事先上读出被测量的大小。
间接测量是利用与之间的函数关系，先测出，再通过相应的函数关系，被测量的数值。
（分度好的表盘；被测量；某种中间量；中间量；计算出）4．直接测量方法中，又分，和。
（零位法；偏差法；微差法）5．零位法是指与在比较仪器中进行，让仪器指零机构，从而确定被测量等于。
该方法精度。
（被测量；已知标准量；比较；达到平衡（指零）；已知标准量；较高）6．偏差法是指测量仪表用相对于，直接指出被测量的大小。
该法测量精度一般不高。
（指针、表盘上刻度线位移）7．微差法是和的组合。
先将被测量与一个进行，不足部分再用测出。
（零位法；偏差法；已知标准量；比较；偏差法）8．测量仪表指示值程度的量称为精密度。
测量仪表指示值有规律地程度的量称为准确度。
（不一致；偏离真值）9．测量仪表的精确度简称，是和的总和，以测量误差的来表示。
（精度；精密度；准确度；相对值）10．显示仪表能够监测到被测量的能力称分辨力。
（最小变化）§1-2 传感器的一般特性复习思考题1．试述传感器的定义及其在检测中的位置。
2．传感器静态特性和动态特性的定义是什么？3．传感器静态特性的技术指标及其各自的定义是什么？作业题1．传感器是与被测对象接触的环节，它将被测量转换成与的的机构。
《自动检测技术（第3版）》习题与思考题解答（4）
习题与思考题解答（第4章）1. 影响差动变压器输出线性度和灵敏度的主要因素是什么？主要因素是零点残余电动势，这是由于差动变压器制作上的不对称以及铁心位置等因素所造成的。
零点残余电动势的存在，使得传感器的输出特性在零点附近不灵敏，给测量带来误差，此值的大小是衡量差动变压器性能好坏的重要指标。
为了减小零点残余电动势可采取以下方法：1）尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数和磁路的对称。
磁性材料要经过处理，消除内部的残余应力，使其性能均匀稳定。
2）选用合适的测量电路，如采用相敏整流电路，既可判别衔铁移动方向又可改善输出特性，减小零点残余电动势。
3）采用补偿线路减小零点残余电动势。
2. 电涡流式传感器的灵敏度主要受哪些因素影响？它的主要优点是什么？电涡流传感器的线圈与被测金属导体间是磁性耦合，电涡流传感器是利用这种耦合程度的变化来进行测量的。
因此，被测物体的物理性质，以及它的尺寸和形状都会影响传感器的灵敏度。
一般来说，被测物的电导率越高，传感器的灵敏度也越高。
电涡流式传感器的主要优点是非接触式测量。
3. 试说明图4-12所示的差动相敏检波电路的工作原理。
相敏检波电路能够鉴别调制信号相位，从而判别被测量变化的方向，同时相敏检波电路还具有选频的能力，从而提高测控系统的抗干扰能力。
图4-12是一个采用了带相敏整流的交流电桥。
差动电感式传感器的两个线圈作为交流电桥相邻的两个工作臂，指示仪表是中心为零刻度的直流电压表或数字电压表。
设差动电感传感器的线圈阻抗分别为Z1和Z2。
当衔铁处于中间位置时，Z1=Z2=Z，电桥处于平衡状态，电表指示为零。
当衔铁上移，上部线圈阻抗增大，Z1=Z+△Z，则下部线圈阻抗减小，Z2=Z-△Z，如果输入交流电压为正半周，则直流电压表正向偏转。
如果输入交流电压为负半周，电压表也是正向偏转。
同样可以得出结果：当衔铁下移时，电压表总是反向偏转，输出为负。
可见采用带相敏整流的交流电桥，输出信号既能反映位移大小又能反映位移的方向。
自动检测技术_马西秦_第三版_习题答案
思考题与习题解马西秦第一章、思考题与习题1、检测系统由哪几部分组成?说明各部分的作用。
答：1、检测系统由：传感器、测量电路、显示记录装置三部分组成。
2、传感器部分的作用：是把被测量变换成另一种与之有确定的对应关系，并且便于测量的量的装置。
测量电路部分的作用：是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。
显示记录装置部分的作用：是使人们了解检测数值的大小或变化的过程。
2、非电量的电测法有哪些优点?答：P33、测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法?如何进行?答：1）、采用微差式测量；2）、微差式测量是综合零位式测量和偏差式测量的优点而提出的一种测量方法。
基本思路是：将被测量x的大部分作用先与已知标准量N的作用相抵消，剩余部分即两者差值Δ=x-N。
这个差值再用偏差法测量。
微差式测量中：总是设法使差值Δ很小，因此可选用高灵敏度的偏差式仪表测量之。
即使差值的测量精度不高，但最终结果仍可达到较高的精度。
例如：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，输出电压U。
可表示为U0=U+ ΔU，其中ΔU是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。
如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U。
的要求，因此对ΔU这个小量造成的U0的变化就很难测准。
当然，可以改用零位式测量，但最好的方法是采用如图1-3所示的微差式测量。
微差式测量：⑴、微差式测量电路图中；①、使用了高灵敏度电压表：毫伏表和电位差计；②、Rr和E分别表示稳压电源的内阻和电动势；③、RL表示稳压电源的负载；④、E1、R1和Rw表示电位差计的参数。
⑵、微差式测量过程①、在测量前调整R1，使电位差计工作电流I1为标准值。
②、然后使稳压电压负载电阻RL为额定值，调整RP的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。
③、正式测量开始后，只需增加或减小负载电阻RL的值，负载变动所引起的稳压电压输出电压U0的微小波动值ΔU即可由毫伏表指示出来。
自动检测课后习题答案解析
第一章检测技术的基本知识思考题答案l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。
答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。
当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。
下图给出了检测系统的组成框图。
检测系统的组成框图传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。
测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。
通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。
根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。
显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。
2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义?依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号主称——传感器，代号C；被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表2；转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表3；序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。
若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。
例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。
3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行?答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。
此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U 来讲为一小量。
自动检测课后习题答案解析
第一章检测技术的基本知识思考题答案1.检测系统由哪几部分组成说明各部分的作用。
答：一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。
当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。
下图给出了检测系统的组成框图。
檢测系统的组成框图传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。
测疑电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。
通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。
根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、徽分、积分、线性化补偿等信号处理工作。
显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。
2.传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义依次为主称（传感器）被测量一转换原理一序号主称——传感器，代号C；被测量一一用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表2；转换原理一一用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表3；序号一一用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计待性、性能参数、产品系列等。
若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。
例：应变式位移传感器：C WY-YB-20；光纤压力传感器：C Y-GQ-2。
3.测量稳压电源输出电压随负载变牝的情况时，应当采用何种测量方法如何进行答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，最好采用微差式测量。
此时输出电压认可表示为弘，Z'U、其中△〃是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对〃来讲为一小量。
如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足弘的要求，因此对△“，这个小量造成的U。
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思考题与习题解马西秦第一章、思考题与习题1、检测系统由哪几部分组成?说明各部分的作用。
答：1、检测系统由：传感器、测量电路、显示记录装置三部分组成。
2、传感器部分的作用：是把被测量变换成另一种与之有确定的对应关系，并且便于测量的量的装置。
测量电路部分的作用：是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。
显示记录装置部分的作用：是使人们了解检测数值的大小或变化的过程。
2、非电量的电测法有哪些优点?答：P33、测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法?如何进行?答：1）、采用微差式测量；2）、微差式测量是综合零位式测量和偏差式测量的优点而提出的一种测量方法。
基本思路是：将被测量x的大部分作用先与已知标准量N的作用相抵消，剩余部分即两者差值Δ=x-N。
这个差值再用偏差法测量。
微差式测量中：总是设法使差值Δ很小，因此可选用高灵敏度的偏差式仪表测量之。
即使差值的测量精度不高，但最终结果仍可达到较高的精度。
例如：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时，输出电压U。
可表示为U0=U+ ΔU，其中ΔU是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。
如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足U。
的要求，因此对ΔU这个小量造成的U0的变化就很难测准。
当然，可以改用零位式测量，但最好的方法是采用如图1-3所示的微差式测量。
微差式测量：⑴、微差式测量电路图中；①、使用了高灵敏度电压表：毫伏表和电位差计；②、Rr和E分别表示稳压电源的内阻和电动势；③、RL表示稳压电源的负载；④、E1、R1和Rw表示电位差计的参数。
⑵、微差式测量过程①、在测量前调整R1，使电位差计工作电流I1为标准值。
②、然后使稳压电压负载电阻RL为额定值，调整RP的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。
③、正式测量开始后，只需增加或减小负载电阻RL的值，负载变动所引起的稳压电压输出电压U0的微小波动值ΔU即可由毫伏表指示出来。
根据Uo=U+ΔU，稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。
⑶、微差式测量法的优点：是反应速度快，测量精度高，特别适合于在线控制参数的测量。
mv E R1Rw RL E1RmRrRP I1图1-3微差式测量4、某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm 变到5.0mm 时，位移测量仪的输出电压由3.5V 减至 2.5V ，求该仪器的灵敏度。
解：s= Δy/Δx=(2.5-3.5)V/(5.0-4.5)mm=-2V/mm5、某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下:铂电阻温度传感器: 0.35Ω/℃电桥: O.OlV/Ω放大器: 100(放大倍数) 笔式记录仪: O.lcm/V求: (1)测温系统的总灵敏度;(2)记录仪笔尖位移4cm 时，所对应的温度变化值。
解：(1)、 s1=0.35Ω/℃ s2= O.OlV/Ω s3=100 s4= O.lcm/Vs=s1s2s3s4=0.35Ω/℃× O.OlV/Ω×100× O.lcm/V =0.035cm/℃(2)、Δt=x ×s=4cm/0.035cm/℃=114.28℃6、有三台测温仪表，量程均为0～600℃，精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5%，选哪台仪表合理?解：2.5级测温仪表:2.5=(δm/L)100％=(δm/600)100％；δm=15℃r=δm/500=(15/500)100％=3％2.0级测温仪表:2.0=(δm/L)100％=(δm/600)100％；δm=12℃r=δm/500=(12/500)100％=2.4％1.5级测温仪表:1.5=(δm/L)100％=(δm/600)100％；δm=9℃r=δm/500=(9/500)100％=1.8％选2.0级测温仪表合理7、什么是系统误差和随机误差?正确度和精密度的含义是什么?它们各反映何种误差?答：1）、在相同的条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变，或按照一定的规律变化，这种误差称为系统误差。
在相同条件下，多次测量同一量时，其误差的大小和符号以不可预见的方式变化，这种误差称为随机误差。
2)、正确度：系统误差的大小表明测量结果的正确度。
正确度说明测量结果相对真值有一恒定误差，或者存在着按确定规律变化的误差。
系统误差愈小，则测量结果的正确度愈高。
精密度：随机误差的大小表明，测量结果重复一致的程度，即测量结果的分散性。
通常，用精密度表示随机误差的大小。
随机误差大，测量结果分散，精密度低。
测量结果的重复性好，精密度高。
随机误差大。
精确度：是测量的正确度和精密度的综合反映。
精确度高意味着系统误差和随机误差都很小。
精确度有时简称为精度。
8、服从正态分布规律的随机误差有哪些特性?答：(1)、对称性：随机误差可正可负，但绝对值相等的正、负误差出现的机会相等。
也就是说f(δ)-δ曲线对称于纵轴。
(2)、有界性：在一定测量条件下，随机误差的绝对值不会超过一定的范围，即绝对值很大的随机误差几乎不出现。
(3)、抵偿性：在相同条件下，当测量次数n →∞时，全体随机误差的代数和等于零，即lim∑δi=0(4)、单峰性：绝对值小的随机误差比绝对值大的随机误差出现的机会多，即前者比后者的概率密度大，在δ=0处随机误差概率密度有最大值。
9、等精度测量某电阻10次，得到的测量值如下:R1=167.95ΩR2=167.45ΩR3=167.60ΩR4=167.60ΩR5=167.87ΩR6=167.88ΩR7=168.00ΩR8=167.85ΩR9=167.82ΩR10=167.60Ω(1)求10次测量的算术平均值/ R，测量的标准误差ζ和算术平均值的标准误差s；(2)若置信概率取99.7%，写出被测电阻的真值和极限值。
解：(1)①、10次测量的算术平均值/ R/R=（∑Ri）/n=（ R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7+R8+R9+R10）/n=（167.95+167.45+167.6+167.6+167.87+167.88+168+167.85+167.82+167.6）/10=167.762Ω②、测量的标准误差ζζ=lim√∑（Ri-R0）2/n = lim√∑（δi）2/n标准误差ζ的估算值：ζ=lim√∑（Ri- /R）2/（n-1） = lim√∑（vi）2/n =∑Vi2=（R1-/R）2+（R2-/R ）2+（R3-/R ）2+（R4-/R ）2+（R5-/R ）2+（R6-/R ）2+（R7-/R ）2+（R8-/R ）2+（R9-/R ）2+（R10-/R ）2=（167.95-167.762）2+（167.45-167.762）2+（167.6-167.762）2+（167.6-167.762）2+167.87-167.762）2+（167.88-167.762）2+（168-167.762）2+（167.85-167.762）2+（167.82-167.762）2+（167.6-167.762）2=（0.188）2+（-0.312）2+（-0.162）2+（-0.162）2+（0.108）2+（0.118）2+（0.238）2+（0.088）2+（0.058）2+（-0.162）2=0.0361+0.0961+0.0256+0.0256+0.0121+0.0144+0.0576+0.0081+0.0036+0.02 56=0.3047标准误差ζ：ζ=√∑（vi）2/(n-1)=√0.3047/9=0.184Ω算术平均值的标准误差s：s=ζx=ζ/ √ n =0.184/√10 =0.0582Ω置信概率取99.7%，K=3，置信区间为±3S,测量结果真值为:R0=/R±Ks=167.762±3×0.0582=(167.762±0.175) Ω测量电阻的极限值：Rm=/R±Kζ=167.762±3×0.184=(167.762±0.552) Ω168.314Ω～167.210Ω：测量数据中无坏值n 测量值（Ω）Xi 剩余误差Vi Vi 21 167.95 +0.188 0.0353442 167.45 -0.312 0.0973443 167.60 -0.162 0.0262444 167.60 -0.162 0.0262445 167.87 +0.108 0.0116046 167.88 +0.118 0.0139247 168.00 +0.238 0.0566448 167.85 +0.088 0.0077449 167.82 +0.058 0.00336410 167.60 -0.162 0.026244/R=167.762 ∑Vi 2=0.3047标准误差估值：=n-12=v 10i = 190.3047=0.184i算数平均值的标准误差估值：=n =0.0582=S =0.184x 10置信概率取99.7%，K=3，置信区间为±3S,测量结果真值为:R0=/R ±KS=167.762±3×0.0582=(167.762±0.175) Ω测量电阻的极限值：Rm=/R ±K ζ=167.762±3×0.184=(167.762±0.552) Ω168.314Ω～167.210Ω：测量数据中无坏值10.用BASIC 语言编写一个程序，用于完成类似第9题中所要求的计算任务。
第二章、思考题与习题l.金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同?答：金属电阻应变片电阻应变效应主要由几何尺寸的改变影响金属金属电阻应变片电阻应变效应。
半导应变片电阻应变效应主要由材料的电阻率随应变引起的变化是影响半导应变片电阻应变效应的主要因素。
2.直流测量电桥和交流测量电桥有什么区别?答：直流测量电桥采用直流电源供电，交流测量电桥采用交流电源供电；3.热电阻测温时采用何种测量电路?为什么要采用这种测量电路?说明这种电路的工作原理。
答：采用三导线四分之一电桥电路：在该电桥中热电阻的两根引线被分配在两个相邻的桥臂中；消除引线电阻因温度变化引起的阻值变化而产生的误差。
4.采用阻值为120Ω、灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V.并假定负载电阻无穷大。
当应变片上的应变分别为1µε和1000µε时，试求单臂工作电桥、双臂工作电桥以及全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。