使用说明：个人整理，考点不全，
第一章
1，控制装置与仪表的分类
按能源分：电动、气动、液动和混合式
按功能实现原理：模拟控制装置与仪表和数字装置与仪表。
模拟的按结构形式分为：基地式，单元组合式，组件组装式。
2，控制的三要素：传感器，控制器，执行器
3，电信号种类很多有：模拟信号，数字信号，频率信号，脉宽信号用最多的是电模拟信号。
电模拟信号有：直流电流信号，直流电压信号，交流电流信号，交流电压信号。
4，应用直流电流信号时，所有这些仪表必须串联连接。
直流电流信号适于远距离传输，用此作为传输信号时，由于串联会有缺点，则需采用输入输出端有直流隔离的电路。
5，会计算15页下：能接多少个仪表。
因此连线的特点是：电流传输，电压接受，并联接受电压信号的方式。
6，活零点的优点意义：便于检验信号传输线有无断线及仪表是否断电；使半导体器件工作在较好的工作段；使制作具有本质安全防爆性能和节约传输线的两线制变送器成为可能。（可简易答为：有利于识别断电，断线等故障，且为实现两线制提供了可能性）。
7，国标统一信号：过程控制系统的模拟直流电流信号是DC 4到20mA，模拟直流电压信号为DC 1到5 V，
8，二线制和四线制的区别：
两线制电流和四线制电流都只有两根信号线，它们之间的主要
使用说明：个人整理，考点不全，区别在于：两线制电流的两根信号线既要给传感器或者变送器供电，又要提供电流信号；而四线制电流的两根信号线只提供电流信号。因此，通常提供两线制电流信号的传感器或者变送器是无源的；而提供四线制电流信号的传感器或者变送器是有源的。
9，实现二线制的条件：
采用有活零点的电流信号；必须是单电源供电。
第二章
1，传感器与变送器区别：
传感器：是信号发生源；将非电量转换为电信号。
变送器：具有信号变换功能，具有放大作用，并可转换成标准信号。变送器通用的标准输出信号是4到20ma直流电流信号或者20到100kpa气压信号或现场总线数字通信信号。
2，一个完整的过程调节系统具备的基本元素：
测量变松环节，控制器，执行机构
变送器：对被控参数进行测量和信号变换
控制器：将给定值与被控参数进行比较，运算
执行机构：将控制器的运算输出转换为开关阀门或者挡板位移或转角
一个控制系统控制品质的好坏，除取决于控制系统的设计是否合理外，还取决于控制对象和控制仪表的工作特性。
3，量程调整概念：
量程调整包括下限调整（通常称为零点迁移）和上限调整，只有当下限为零或确定不变时才可以把上限调整看作量程调整。
零点迁移：在实际测量中，为了正确选择变送器的量程大小，提高测量准确度，常需要将测量的起点迁移到某一个数值（正或
使用说明：个人整理，考点不全，负），这就是零点迁移。【测量起点由0到正为正迁移，由0到负为负迁移】
零点调整或零点迁移的目的：两者的目的都是使变送器输出信号的下限值与测量信号的下限值相对应。【测量信号的下限值等于0时为零点调整，不等于0为零点迁移调整】
4，控制装置与仪表的性能：
准确性（通常用准确度来表示）（准确度常用满刻度读数表示）可靠性（MTBF）
电磁兼容性（实质是抗干扰问题）
耐环境影响性
5，干扰的来源：
漏电电阻、公共阻抗、电场耦合、磁场耦合
干扰的形式：
串模干扰（与被测信号相串联）
共模干扰（在仪表段子的两端）
6，硬件抗干扰措施：
隔离（变压器隔离、光电隔离、隔离放大器），中和变压器，浮空，屏蔽，信号导线的抗干扰，滤波隔离期间，飞渡电容技术
软件抗干扰技术：
数字滤波技术，设置软件陷阱，看门狗技术
7，标度变换（工程量变换）：
通常采用一定的数据处理技术将这些数字量转换成具有不同量纲的相应物理量，这一技术称为标度变换。
8，计算：线性参数标度变换（P47）
使用说明：个人整理，考点不全，
第三章
1，差压/ 压力变送器是如何将压力信号转换成电信号的？
由敏感部件将外界压力信号转换成差压电容量变化，通过调节器，高频振荡器，振荡控制放大器，电流检测器，电压调整器，电流控制放大器，电流控制器和电流限制器等组成（P56上）
2，为什么要进行液面迁移？
出于对设备安装位置和便于维护等方面的考虑，测量仪表不一定都与取压点在同一水平面上。
被测介质是强腐蚀性或重粘度液体，不能直接把介质引入仪表，必须安装隔离液灌。
3，迁移分为：无迁移（不需要迁移）、正迁移、负迁移。
4，为了防止密闭容器内的液体或气体进入差压变送器的取压室，造成引压管的堵塞或腐蚀，在差压变送器的正负压室之间装有隔离液灌，充以隔离液。
5，【重点】会判断正负迁移（P66,P67）
6，热电偶相关知识（测温测温原理、补偿电路、精度、线性化原理等）
热电偶测温原理：
使用说明：个人整理，考点不全，由两种导体组合而成，将温度转化为热电动势的传感器叫做热电偶。
测温原理：热电偶的测温原理基于热点效应。
热电效应：将两种不同材料的导体A和B串接成一个闭合回路，当两个接点1和2的温度不同时，如果T>T0，在回路中就会产生热电动势，在回路中产生一定大小的电流，此种现象称为热电效应。
两种不同成份的均质导体为热电极，温度较高的一端为工作端，温度较低的一端为自由端，自由端通常处于某个恒定的温度下
热电偶测温电势可用如下关系式表示:
EAB(T,0) =EAB(T,T0)+EAB(T0,0)
热电偶输出热电势EAB(T,T0)反映的是相对于冷端温度的热端温度,而我们测量温度的目的是要知道以0℃为基准的热端温度T,即要通过EAB(T,0)或EAB(T,T0)和T0来求出T,这样,就必须知道EAB(T0, 0)或冷端温度T0,这种通过获取EAB(T0, 0)或T0进而得到热端温度T 的过程即为热电偶的冷端温度补偿。由此可知热电偶冷端温度补偿之原因所在及其重要性。
1、电桥补偿法：电桥补偿法是现场最常用的冷端补偿法之一,它是利用不平衡电桥产生的电压来补偿热电偶冷端温度T0的变化对输出电势的影响,其原理如图2所示,在补偿导线末端放置一个电阻温度传感器Rt,通过选择合适的补偿电桥参数,使电桥输出电压的大小正好补偿因冷端温度T0而引起的热电势EAB(T0,0),这样就得到EAB(T, 0),从而消除了冷端温度对测量结果的影响,实现了冷端补偿。
使用说明：个人整理，考点不全，
这种方法结构简单、使用方便、硬件投资少,但因热电偶是非线性的,而补偿电桥则是线性的,因而难以实现完全补偿,常出现欠补偿或过补偿现象,另外,还存在与分度号匹配问题,补偿电桥与热电偶的分度号必须是一一对应的,通用性差。
2、冷端恒温法：这是一种最直接的冷端温度处理方法，把热电偶冷端，也就是补偿导线接二次仪表的一端放入恒温装置中，保持冷端温度为0度，所以称之为：冰浴法“这种方法多用于实验室中。
3、计算修正法：当用补偿导线把热电偶的冷端延伸到t0处，只要t0值已知，并测得热电偶回路的热电势，就可以通过查表的方法来计算出被测温度t，这种方法主要用于临时测温。
4，二极管补偿法
由PN结理论可知,在室温附近,当流经PN结的电流恒定时, PN结温度每升高1℃,其正向电压将减小2~2·5mV (具体数值由PN结参数确定),据此特性,可设计相应热电偶冷端温度补偿电路。
使用说明：个人整理，考点不全，这种方法结构简单、使用方便,补偿精度可达0·01℃,补偿范围为-25℃~80℃。
线性化问题：
线性线性线性线性化和标度变换在使用热电偶测温时，热电偶产生的热电势与所测的温度是非线性函数关系，因此必须对热电偶的热电势进行线性化处理，使得热电偶的热电势与被测温度之间成线性关系。因为热电势与温度的量纲不同，热电偶把现场采集来得温度信号经过放大、A/D转换器转换成数字量，单片机读入这个数据后必须转换成量纲为℃的温度值，才能送到显示器进行显示。因为热电偶测出的数据与实际的参数不是线性关系，而且很难用一个简单的公式表达，因此，通常采用线性差插值法进行线性化及标度变化。环境温度T经过热电偶测量、冷端温度补偿后输出一个热电势信号Et(mv)，热电势信号经过放大器后输出0~5的电压信号u，再经A/D转换输出数字信号N。
第四章
1，仪表防爆的基本原理
控制易爆气体（营造无易爆气体空间，代表是Exp）
控制引爆源（消除火花，代表本安型防爆Exi，利用安全栅技术）
控制爆炸范围（有限范围内爆炸，代表是Exd）
2，防爆仪表分类：
隔爆型（标志d）
本安型（标志i）
3，本安防爆技术：成本低，体积低，质量小，允许在线测量和带电维护，也能用于0区危险场所。
使用说明：个人整理，考点不全，安全栅分类：齐纳安全栅
变压器隔离式安全栅
安全栅作用：当本安防爆系统的本安仪表发生故障时，安全栅能将串入到故障仪表的能量限制在安全值以内，从而确保了现场人员，设备和生产的安全。
4，防爆安全栅的基本限能原理基本电路（P97）
图4-3-4 安全栅的基本电路构成（掌握）
基本电路：R限流电阻，FU熔丝，VS齐纳二极管限能原理：齐纳二极管用于限制电压，当电路电压接近安全限压值时，齐纳二极管导通放电，使齐纳二极管两端的电压始终保持在安全限压值下。
各部分作用：
快速熔断器：防止因齐纳二极管被长时间流过的大电流烧断而导致电路限压失败。
限压电路：当电路电压接近安全限压值时，齐纳管导通放电，使齐纳管两端的电压始终保持在安全限压值一下。
限流电路：由电阻和晶体管组成。当电压被限制后，适当选择限流电阻，即可将电路电流限制在安全值以下。
第五章
1，调节器的组成: 硬件、软件
2，调节器中模拟量是如何转化成数字量的？
从输入接口中读出A/D转换后的各种传感器的输入信号，并将这些信号以数字的形式存放于数据存储器中，输入接口将这些信号都转化为数字信号，随时供CPU读出。
具体过程在课本P115页，图5-1-1。
使用说明：个人整理，考点不全，3，模拟量输入通道
其任务是：把被控对象的过程参数等模拟量信号转换成计算机可接收的数字量信号。
通道构成：信号调理电路》多路模拟开关》前置放大器》采样保持器》A/D转换器》接口逻辑电路
4，数字调节中的PID控制算式是将PID的模拟表达式进行离散化而得到的。
5，PID调节器输出增量的表达式（P122，自己写空白处）
6，为了改善控制质量，针对不同对象，引入不同PID算法形式。
不完全微分形式：为了防止抗干扰性能恶化，又使微分作用有效，可采用非理想微分的PID控制算式。
微分先行PID控制模式：是PD和PI的串联结构，只对测量值进行微分，而不是对偏差进行微分。适用于给定值R经常变化的情况。
积分分离PID控制：为了克服短时间内产生的严重积分饱和现象，可采用积分分离算法，即在偏差大于一定值时，取消积分作用，当偏差小于这一值时，才将积分引入。
带有死区的PID控制：适用于控制准确度要求不太高，但要求控制作用尽可能少变化的场合。
7，死区：又叫死区宽度，在控制系统中，某些执行机构如果动作频繁，会导致小幅震荡，造成严重的机械磨损，从控制要求来说，很多系统又允许被控量在一定范围内存在误差，我们允许被控量的误差大小，称为PID的死区宽度。
8，PID控制程序是PID数字调节器的主要应用程序。
使用说明：个人整理，考点不全，正作用：调节器的输出随着正偏差的增加而增加。若是负偏差，情况相反。
反作用：调节器的输出随着正偏差的增加而减小，若是负偏差，情况相反。
不同作用的不同运算表达式：（P125，空白处自己添加）
正反作用的意义/目的：
为使闭环控制系统在整个回路中实现负反馈。
9，什么是积分饱和：
若执行机构已到极限位置，仍不能消除静差，由于积分作用，尽管PID差分方程式所得的运算结构继续增加或减小，但执行机构已无相应的动作。
输出限幅和抗积分饱和：
积分调节的一个特点是：只要有偏差存在，输出就不断向两个极端之一变化，以至超过极限值。若采用单纯的输出限幅措施，会产生积分饱和，当输入一旦变号，输出需从深饱和区逐渐退出，造成调节滞后，使调节品质恶化，数字PID 也有同样问题。但在数字PID中很容易实现抗积分饱和，使得输出达到限幅值时，中断积分动作，调节器输出维持在饱和线上，保持原有的状态数据。这样就可在偏差反向时，输出立即呈现出反向积分作用。（自己可简短总结）
10，PID控制参数整定方法：
理论计算整定法
工程整定法
11，PID调试的一般原则：
在输出不振荡时，增大比例增益Kp
使用说明：个人整理，考点不全，在输出不振荡时，减小积分时间常数Ti
在输出不振荡时，增大微分时间常数Td
PID调试的一般步骤：
确定比例增益Kp
确定积分时间常数Ti
确定微分时间常数Td
系统投入自动，再对PID参数进行微调，直至满足要求。
第六章
1，执行机构定义：
一种能提供直线或旋转运动的驱动装置，利用某种驱动能源并在某种控制信号作用下工工作。（基本的执行机构用于把阀门驱动至全开或者全关位置）
驱动能源：电源（大阀门用三相、小用单相）
流体源（压缩空气、氮气、天然气、液压流体）
2，执行结构工作过程：
执行机构接受调节器（控制装置）的控制信号，自动改变操作变量，将其转换成角位移或直线位移，改变调节机构流通面积，从而调节流入或流出被控过程的物料或能量，实行对被控参数的自动控制，达到进行调节的目的。
3，执行机构按工作能源分：气动执行机构、电动（0到10ma或4到20ma）、液动。
4，气动执行器上部为执行结构，下部为调节机构，
气动薄膜执行机构是最常用的气动执行机构（常用的有薄膜式和活塞式）
可分为气开式（FO）、气关式（FC）。
使用说明：个人整理，考点不全，5，阻力系数主要与流通面积（阀的开度）有关，也与流体的性质和流动状态有关。阀开越大，阻力系数越小，通过的流量越大。
6，电气转换器的工作原理（基于力矩平衡原理）：电流升》吸力升》杠杆偏转》挡板与喷嘴间隙变小》背压升》放大器输入升》输出压力升》杠杆的反馈力升》杠杆平衡
7，阀门定位器是调节阀的主要附件，定位器与调节阀组成闭环回路。
8，阀门定位器工作原理：
将阀杆位移信号作为输入的反馈测量信号，以控制器输出信号作为设定信号，进行比较，当有偏差时，改变输出信号，使执行机构动作，建立了阀门位移与控制器输出信号之间的对应关系。（阀门定位器组成以阀杆位移为测量信号，以控制器输出为设定信号的反馈控制系统）
平衡过程：电流升》杠杆上端右移》挡板靠近喷嘴》压力升》阀杆下移》反馈凸轮右转》反馈弹簧右拉》杠杆平衡
9，阀门定位器作用：增加执行机构输出功率；减少控制信号传递滞后，加快阀杆移动速度；提高线性度，保证准确定位。
10，“调节阀”被称为生产过程自动化的手脚
“流量特性”反映了调节阀的调节品质。
调节阀按阀心动作型可分为：直行程式和角行程式。
11，电气转换器及阀门定位器的工作原理（158页）
12，电动执行机构的组成，原理及每个部分的作用：
组成和原理在172页。
各部分作用
伺服放大器：信号放大
伺服电动机：将输入的电压控制信号转换成轴上输出的
使用说明：个人整理，考点不全，角位移或角速度，驱动控制对象。
机械减速器：伺服电机输出的高转速，小力矩，转换成低转速，大力矩。
位置发送器：将阀门信号反馈回控制室内（该环节利用差动变压器式位移传感器原理）（反串接。极性相反，电压之差）
13，手动操作器与气动执行结构配合称为：Q型操作器
手动操作器与气动执行机构配合为：D型操作器
确保实现：无平衡无扰动切换。
实现无扰切换的关键是在切换前后，控制器输出值不会出现大的偏差。（P127）
14，控制系统中气动执行机构应用实例分析
196页几个例子好好看。
注：如何判断正反作用
根据要求选择气开或者气关。
设气开阀为+A，气关阀为-A，阀开时控制参数升高为+B，降低为-B，则我们就可以依据公式判断正反作用啦。
AB= + 反作用AB= - 正作用
可以在196页的例子中验证。
B卷 北京科技大学2012—2013学年度第1学期 参数检测及仪表试题答案及评分标准 一、填空题（20分） 1，温标是温度的标尺，常用温标包括：经验温标、热力学温标和_国际实用温标_。2，流量测量仪表中，速度式流量计很多，例如电磁流量计、_涡轮流量计_、涡阶流量计、超声波流量计等。 3，物位是指物料相对于某一基准位置的距离，是液位、料位和_相界面_的总称。 4，同型号热电偶异名极串联在一起，总的热电势为各热电偶热电势之和，这种接法称为__热电堆__。 5，弹性膜片分为平膜片和_波纹膜片_，将两膜片焊接在一起内有硬座及填充液，还可构成__膜盒___。 6，金属热电阻温度计的测量电路采用三线制的目的是在将热电阻的变化变成电压信号输出的同时，消除_引线电阻的影响__。 7，在工程上压力的表示主要有三种：绝对压力、表压和_真空度____。 8，节流式差压流量计的取压方式包括：_角接取压_、法兰取压、D/D/2取压、理论取压和损失取压等。 9，热电偶冷端温度处理方法主要有冰点槽法、恒温冰箱法和_补偿电桥法__等。 二，判断对错 1，电容式液位计容易受到虚假液位的影响。（ⅴ） 2，辐射测温仪表只能测量物体的表观温度，无法测量物体的真实温度。（ⅴ） 3，玻璃液体温度计无法在太空中使用。（×） 4，偏心孔板作为非标准节流装置主要是针对低雷诺数流体的流量测量。（×） 5，弹簧管压力计中的弹簧管是圆形的空心金属管子。（×）
三、问答题（40分） 1，什么是热电偶的补偿导线？为什么要使用补偿导线(10) （1）答案 热电偶补偿导线： 在一定温度范围内，与热电偶的热电特性相同的一对带有绝缘层的廉价金属导线称为补偿导线。 使用补偿导线的意义： A，为了使热电势和被测温度对应，热电偶的冷端必须恒定。实际应用中热电偶的长度一般为几十厘米至一、两米。冷端离被测对象很近，易受热源影响，难以恒定。 B，通常热电偶信号要传至数十米的控制室二次仪表处。 上述原因都需要将热电偶延长，但是： A，工业上的热电偶结构都比较固定，不允许随便拉长电极。 B，尤其对于贵金属热电偶，电极比较昂贵，不宜拉长。 C，既使是廉价金属热电偶，电极比较粗，也不宜拉长。 因此要采用补偿导线将电极延长，这样： 可以： A，将热电偶冷端延伸至远离热源或环境温度比较恒定的地方，减小测量误差。 B，降低成本。 C，提高线路的柔性，便于安装。 （2）评分标准 补偿导线定义（3），补偿导线使用的意义（7）。 2，回答全辐射温度计中补偿光阑的作用是什么？ （1）答案 全辐射温度计中感受全波段辐射出度的探测器为热电堆，热电堆式热电偶异名端串连形成的感温器件，其准确性依赖于热电偶冷端温度的恒定，当全辐射温度计所处的环境温度变化时，热电堆冷端温度变化，即环境温度升高时，冷端温度升高，热电堆热电势减小，反之热电势增加，使热电势与热电堆接受的辐射能不相对应。 解决的办法是采用补偿光阑，补偿光阑由双金属感温元件构成，当环境温度升高时，双金属感温元件向外弯曲，光阑的通光孔径变大，有更多的辐射能量进入全辐射温度计，
《自动检测技术及仪表控制系统》 A卷闭卷 一、填空：（每空1分） 1．显示仪表能够监测到被测量的能力称分辨力。 2．热电偶是用组成而成。当两个结点处于，回路中便产生。 4、节流式流量计的测量原理是以定律和定律为基础的。5．把两块的光栅叠在一起，让他们的刻线之间有，这时光栅上会出现若干条明暗相间带状条纹案，称为。 6、热导式气体分析器是利用混合气体中不同的原理进行分析的。 7、仪表系统模型一般分为、、。 8、集散控制系统的核心思想是、。 9、LonWorks 与其它现场总线相连接而构成的典型现场总线中，其中符合LonWorks 自身规范的现场总线仪表单元通过连接到LonWorks总线网络上，而其他现场总线通过连接到LonWorks总线网络上。 二、选择题：（每题2分） 1、用万用表交流电压档（频率上限仅为5KHZ）测量频率高达500KHZ、10V左右的高频电压，发现示值还不到2V，该误差属于。用该表直流电压档测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8V，该误差属于。 A、系统误差 B、粗大误差 C、随机误差 D、动态误差 2、用仪表对三个电压进行测量，分别测得1000V、100V、10V，发现三个电压均存在1V的误差，那么，我们认为10V电压的测量结果较好。在以上这个例子中，有这个结论的依据是。 A、绝对误差 B、示值相对误差 C、满度相对误差 D、精度等级 3、正常人的体温为37℃，则此时的华氏温度约为，热力学温度约为。 A、32F，100K B、98.6F，236.15K C、98.6F，310.15K D、37F，236.15K 4、节流装置中有一种由两个圆弧曲面构成的入口收缩部分和与之相接的圆筒形喉部组成，这种节流件是。 A、孔板 B、喷嘴 C、文丘里管 5、浮子流量计的安装方式：。 A、水平，自上而下 B、垂直，自下而上 C、水平，自上而下 D、垂直，自上而下 6、光栅传感器是利用莫尔条纹来达到。
(1>仪卓齢耐璃競 仪:K 的相讯百斜汎屋吊 fi -- 一*1皿卷 也表*9Jt许去厝快衣允许豹总人腿对飓说 *~ M
1、差压式流量计，流量Q与差压平方根成正比，转子流量计，流量Q与成 正比。 2、转子流量计在出厂时必须用介质标定，测量液体用标定，测量气体用 标定。 3、铂铑一铂材料所组成的热电偶，其分度号为；镍铬一镍硅材料组成的热电偶，其分 度号为。 4、铂电阻温度计，其分度号为P t100，是指在温度为时，其电阻值为。 5、差压式液位计因安装位置及介质情况不同，在液位H=0时会出现差压△P 、△P 和△P 三种情况，我们分别称差压式液位计、、。 6、电子自动电位差计的工作原理是采用工作的，是根据已知来读 取。 7、动圈显示仪表与温度传感器配接使用时应相互，XCZ-101型是与配接使用， XCZ-102型是与配接使用。 8差压式流量计是一种截面、压降流量计。转子式流量计是一种截面、压降流量计。 9、热电偶温度计是以为基础的测温仪表，分度号为K是指电极材料为、 热电阻温度计是利用金属导体的随温度变化而变化的特性来测温、分度号为Pt100是指温度为时，电阻值为。 10、使用热电偶温度计测温需考虑冷端温度补偿问题，常用的四种补偿方法 为、、和。 11、电位差计是根据原理工作的，是将被测电势与相比较，当 平衡后由读取。 12、自动电子电位差计与热电偶配套测温冷端温度补偿是利用桥路电阻实现的，它是一个 随温度变化的。 13、绝对误差在理论上是指仪表和被测量的之间的差值。工业上经常 将绝对误差折合到仪表测量范围的表示，称为。 14、测量物位仪表的种类按其工作原理主要有下列几类、、 、、、、和
。 15、热电偶测量元件是由两种不同的材料焊接而成，感受到被测温度一端 称。 16、检测仪表的组成基本上是由、、三部分组成。 17、在国际单位制中，压力的单位为，记作，称为符号 以表示，简称为。 18、在压力测量中，常有、、之分。 19、工业上所用的压力仪表指示值多数为，即和之差。 20、应用液柱测量压力的方法是以液体原理为基础的。一般是采用充有水或水 银等液体的、、进行压力测量的。 21、应用弹性变形测量压力常用的弹性元件有、、等。 当弹性元件在受到作用力作用时，会产生或 位移。 22、应用电测法测量压力是通过压力传感器直接将被测压力变换成、、 、等形式的信号来进行压力测量的。其主要类别有、 、、、、等。 23、霍尔式压力传感器是基于原理，利用霍尔元件将被测压力转换成为输出 的一种传感器，应用这种原理还可以制成检测其物理量，如、、、等传感器。 24、浮力式液位计是应用原理测量液位的。它是利用漂浮于液面上的反映 液位的变化；或利用浮子浮力随而变化。前者称为法，后者称为法。 25、电磁流量计是采用原理工作，其特点是能够测量、 、以及含有或的流量。 测量导管由制成。一般为、或某些具有高电阻率的。 26、温度测量范围甚广，测温仪表的种类也很多。按工作原理分有、、 以及等；按测量方式分有和两类。 自动检测技术及仪表学生姓名：学号： 1.仪表的检定方法可归纳成：示值比较法和标准物质法两种。 2.温标是一个量度温度的标尺；它规定了温度读数的起点（零点）和测温基本单位。 3.压力检测主要方法有：液柱式压力检测、弹性式压力检测、负荷式压力检测、电气 式压力检测。 4.当测量稳定压力时，最高压力不应超过量程上限的3/4 ；当测量脉动压力时，最高压力不应 超过量程上限的2/3 ；当测量高压压力时，最高压力不应超过量程上限的3/5 ；为了保证
过程参数检测技术实验报告 班级： 学号： 姓名：
实验一压力表和压力变送器的校验、使用及特性分析 1实验目的 1.1了解压力表和霍尔式压力变送器的测量原理及使用方法。 1.2掌握用活塞式压力计校验测压仪表的方法。 1.3通过对压力表和压力变送器的校验进一步了解仪表变差、绝对误差、相对误 差及精度等基本概念。 2实验内容 2.1学习活塞式压力计的操作方法。 2.2对弹簧管压力表进行精度校验。 2.3对霍尔式压力变送器进行精度校验和量程调整。 3实验所用仪器设备 ?活塞式压力计1台 ?标准压力表1块 ?弹簧管压力表1块 ? HYD-2型霍尔式压力变送器1块 ?数字万用表1台 4校验步骤和方法 校验仪器连接图如图 用活塞式压力计作为压力表的压力输入源，关闭活塞式压力计上的切断阀a、b、c、d。将标准压力表、被校压力表或压力变送器分别安装在相应的压力输出端口。 4.1弹簧管压力表的校验
4.1.1检查活塞式压力计是否正常 ?打开进油阀，转动手轮将螺旋杆旋出再旋进往复几次，将管内的空气挤出（在顺时针转动手轮将螺旋杆旋进时，观察油罐内没有气泡出现为止）。 ?逆时针转动手轮，将油罐中的油抽到发生器中来（螺旋杆旋出10cm左右即可）。然后关闭进油阀d，打开切断阀b、c。 ?顺时针转动手轮产生压力，观察标准表指针上升到被校表最大压力时，停止加压，保持五分钟，检查发生器是否有泄漏。若标准表指针保持不动，说明没有泄露。若标准表指针下移，说明有泄漏，查处漏处，减压后进行处理。 然后再重新检查指导不泄漏为止。然后逆时针旋转手轮是标准表指针指零。 4.1.2精度校验 在被校表量程范围内均匀取5点，填入表“被校表示值”一栏。 分别进行正行程校验和反行程校验 4.1.3将校验数据列表，计算仪器的绝对误差、变差及精度。
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，两者关系如何？ 检测单元完成对各种参数过程的测量，并实现必要的数据处理；仪表单元则是实现各种控制作用的手段和条件，它将检测得到的数据进行运算处理，并通过相应的单元实现对被控变量的调节。 关系：二者紧密相关，相辅相成，是控制系统的重要基础 1.2 典型检测仪表控制系统的结构是怎样的，各单元主要起什么作用？ 被控——检测单元——变送单元——显示单元——操作人员 对象——执行单元——调节单元— 作用：被控对象：是控制系统的核心 检测单元：是控制系统实现控制调节作用的及基础，它完成对所有被控变量的直接测量，也可实现某些参数的间接测量。 变送单元：完成对被测变量信号的转换和传输，其转换结果须符合国际标准的信号制式。变：将各种参数转变成相应的统一标准信号；送：以供显示或下一步调整控制用。 显示单元：将控制过程中的参数变化被控对象的过渡过程显示和记录下来，供操作人员及时了解控制系统的变化情况。分为模拟式，数字式，图形式。 调节单元：将来自变送器的测量信号与给定信号相比较，并对由此产生的偏差进行比例积分微分处理后，输出调节信号控制执行器的动作，以实现对不同被测或被控参数的自动调节。 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结构的需要产生相应的信号，以驱动执行机构实现被控变量的调节作用。 1.4 什么是仪表的测量范围，上下限和量程？彼此有什么关系？ 测量范围：是该仪表按规定的精度进行测量的被测变量的范围。 上下限：测量范围的最小值和最大值。 量程：用来表示仪表测量范围的大小。 关系：量程=测量上限值-测量下限值 1.6 什么是仪表的灵敏度和分辨率？两者存在什么关系？ 灵敏度是仪表对被测参数变化的灵敏程度。 分辨率是仪表输出能响应和分辨的最小输入量，又称仪表灵敏限。 关系：分辨率是灵敏度的一种反应，一般说仪器的灵敏度高，则分辨率同样也高。 4 温度检测 课后习题 4.1国际实用温标的作用是什么？它主要由哪几部分组成？ 答：作用：由其来统一各国之间的温度计量。 国际温标由定义固定点、内插标准仪器和内插公式4.2热电偶的测温原理和热电偶测温的基本条件是什么？ 答：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。 4.3用分度号为S的热电偶测温，其参比端温度为20度，测得热电势E（t，20）=11.30mv，试求被测温度t。答：因为E(t,20)=E(t,0)+E(0,20) 所以E(t,0)=E(t,20)-E(0,20)=E(t,20)+E(20,0) 因为E(t,20)=11.30mV E(20,0)=0.113mV 所以E(t,0)=11.413mV 即t=115℃ 4.4用分度号为K的热电偶测温，一直其参比端温度为25度，热端温度为750度，其产生的热电势是多少？答：据题意所知所求电势E（750,25）=E（750,0）-E(25，0) 查K型热电偶分度表得E(25，0)= 1.0002mv E （750,0）=31.1082mv 所以，E（750,25）=31.1082-1.0002=30.1080mv 4.5在用热电偶测温时为什么要保持参比端温度恒定？一般都采用哪些方法？ 答：若参比端温度不能恒定则会给测量带来误差 方法：1.补偿导线法：延长型：化学成分与被补偿的热电偶相同；补偿型：化学成分与被补偿的热电偶不同；参比温度测量计算方法；参比温度恒温法；补偿电桥法4.6在热电偶测温电路中采用补偿导线时，应如何接线？需要注意哪些问题？ 答：正接正，负接负。 注意的问题：1.型号与极性不能接反2.补偿导线和热电偶相连的两个接点温度要相同，以免造成不必要的误差 3.补偿导线要引到温度比较恒定的环境（机械零点补偿）4.不要和强电或其他干扰源，平
A卷 北京科技大学2012—2013学年度第1学期 参数检测及仪表试题答案及评分标准 一，填空题 1，金属热电阻温度计的测量电路采用三线制和四线制，主要目的是为了_消除引线电阻的影响___。 2，将两种不同导体连接成闭合回路，并将两个接点分别置于不同的温度，则在闭合回路中将会产生热电势，这种现象称为_热电效应__。热电势由_接触_电势和温差电势组成。 3，半导体应变片相对于金属应变片的最大特点是_灵敏度高__。 4，电阻阻值随温度变化的特性可用_电阻温度系数_表示，热电阻的纯度一般用_百度电阻比_表示。 5，玻璃液体温度计是根据感温物质的_热胀冷缩_特性来测量温度的。 6，流体的_伯努力方程_是流体的能量守恒定律在运动流体中的具体应用。 7，节流式差压流量计、容积式流量计和_浮子流量计_并称为应用最广泛的三类流量计。8，节流式差压流量计的取压方式包括：_角接取压_、法兰取压、D/D/2取压、理论取压和损失取压。 二，判断对错 1，辐射测温仪表测量范围广，适合高温物体的测量，但受物体发射率的影响，准确度
不高。（ ⅴ ） 2，电磁流量计要求流体管道由非导磁材料制成。（ ⅴ ） 3，喷嘴比孔板更适合大流量的测量。（ ⅴ ） 4，弹性式压力计适合测量动态压力变化。（ × ） 5，浮子式物位测量仪表中，圆形浮子的直径越大，仪表的灵敏度越高。（ ⅴ ） 三、问答题 1，简述热电偶的中间温度定律并回答中间温度定律有何应用？(10) （1）答案 A ，定律 热电偶中间温度定律：在热电偶回路中，两接点温度分别为0,T T 时的热电势，等于该热电偶在两接点温度分别为n T T ,和0,T T n 时相应热电势的代数和，即： ),(),(),(00T T E T T E T T E n AB n AB AB += B ，证明 )()(),(n n AB T f T f T T E -= )()(),(00T f T f T T E n n AB -= 两式相加： )()()()()()(),(),(000T f T f T f T f T f T f T T E T T E n n n AB n AB -=-+-=+ C ，应用 为使用和制定热电偶分度表奠定了基础，即各种热电偶的分度表都是在冷短温度为0度时制定的，如果在实际应用中，冷端温度是T ，这时指示仪表的热电势为),(0T T E AB ，而)0,(0T E AB 可以从分度表中查到，将二者相加，即可以得到)0,(T E AB 。按照该热电势再查相应的分度表，就可以得到被测对象的实际温度。 （2）评分标准 热电偶中间温度定律（5），证明（1）应用（4）。 2，隐丝式光电高温计采用红色滤光片为什么能扩展低温测量范围？ （1）答案 人眼光谱敏感度曲线和红色滤光片的光谱透过率如图。
第1章过程控制 1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？ 解：1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富3．控制多属慢过程参数控制4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？ 解：过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：由被控过程和过程检测控制仪表（包括测量元件，变送器，调节器和执行器）两部分组成。 1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解：分类方法说明：按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量和多变量控制系统等。 通常分类：1．按设定值的形式不同划分：（1）定值控制系统（2）随动控制系统（3）程序控制系统 2．按系统的结构特点分类：（1）反馈控制系统（2）前馈控制系统（3）前馈—反馈复合控制系统 1-5 什么是定值控制系统? 解：在定值控制系统中设定值是恒定不变的，引起系统被控参数变化的就是扰动信号。
1-6 什么是被控对象的静态特性？什么是被控对象的动态特性？二者之间有什么关系？ 解：被控对象的静态特性：稳态时控制过程被控参数与控制变量之间的关系称为静态特性。 被控对象的动态特性：。系统在动态过程中，被控参数与控制变量之间的关系即为控制过程的动态特性。 1-7 试说明定值控制系统稳态与动态的含义。为什么在分析过程控制系统得性能时更关注其动 态特性？ 解： 稳态：对于定值控制，当控制系统输入（设定值和扰动）不变时，整个系统若能达到 一种平衡状态，系统中各个组成环节暂不动作，它们的输出信号都处于相对静止状态，这种状态称为稳态（或静态）。 动态：从外部扰动出现、平衡状态遭到破坏、自动控制装置开始动作，到整个系统又建立新的稳态（达到新的平衡）、调节过程结束的这一段时间，整个系统各个环节的状态和参数都处于变化的过程之中，这种状态称为动态。 在实际的生产过程中，被控过程常常受到各种振动的影响，不可能一直工作在稳态。只有将控制系统研究与分析的重点放在 各个环节的动态特性，才能设计出良好的控制系统。 1-8 评价控制系统动态性能的常用单项指标有哪些？各自的定义是什么？ 解：单项性能指标主要有：衰减比、超调量与最大动态偏差、静差、调节时间、振荡频率、上升时间和峰值时间等。 衰减比：等于两个相邻的同向波峰值之比n ； 过渡过程的最大动态偏差：对于定值控制系统，是指被控参数偏离设定值的最大值A ； 超调量：第一个波峰值1y 与最终稳态值y （∞）之比的百分数σ；1 100%() y y σ= ?∞ 残余偏差C ： 过渡过程结束后，被控参数所达到的新稳态值y （∞）与设定值之间的偏差C 称为残余偏差，简称残差；
《自动检测技术》课程期末考试试题A 一、填空（本题共39分，每空1.5分） 1、传感器由 敏感元件 、 传感元件 、 测量转换电路 三部分组成。 2、在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 1.5 倍左右为宜。 3、有一温度计，它的量程范围为0∽200℃，精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为 +-1 ℃ ，当测量100℃ 时的示值相对误差为 +-1% 。 4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择 NTC突变型 型热敏电阻。 X面 5、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在。 6、霍尔元件采用恒流源激励是为了 。 7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于 测量。 8、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是 ，对于镍铬-镍硅热电偶其正极是 。 9、压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件 起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件 起来。 10、热电阻主要是利用电阻随温度升高而 这一特性来测量温度的。 11、自动检测系统中常用的抗电磁干扰技术有 、 、 、 、 等。 12、金属电阻的 是金属电阻应变片工作的物理基础。 13、电磁干扰的形成必须同时具备的三项因素是 、 、 。 14、在动圈式表头中的动圈回路中串入由NTC 组成的电阻补偿网络，其目的是为了 。 1、在以二、选择题（本题共30分，每题2分） 下几种传感器当中 C 属于自发电型传感器。 A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 2、 D 的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。 A、热端直径 B、热电极的电导率 C、热端和冷端的温度 D、热端和冷端的温差 3、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中 B 。 A、电容和电感均为变量 B、电容是变量，电感保持不变 4、在仿式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采用了 C、电感是变量，电容保持不变 D、电容和电感均保持不变 型机床当中利用电感 B 测量方法。 A、微差式 B、零位式 C、偏差式 5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了 B A、提高测量灵敏度 B、减小引线电阻的影响 兼容性 6、C、减小非线性误差 D、提高电磁汽车衡所用的测力弹性敏感元件是 A 。 A、实心轴 B、弹簧管 C、悬臂梁 D、圆环 7、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是 C 。 A、补偿热电偶冷端热电势的损失 B、起冷端温度补偿作用 D、提高灵敏度 8、考核C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 计算机的电磁兼容是否达标是指 C 。 A、计算机能在规定的电磁干扰环境中正常工作的能力 规定数值的电磁干扰 B、该计算机不产生超出 C、两者必须同时具备
检测技术及仪表大学试卷 院系：专业：级：2006 学年学期 一、填空题（20%；每题2分。) 1.按误差数值表示的方法，误差可分为绝对误差、相对误差、引用误 差。 2.温标的三要素是指基准温度点、基准仪器、和插补公式。 3.单管压力计与U形管压力计相比，其读数误差可减小一半，其原因 是它只进行一次读数。 4.当测量稳定压力时，最高压力不应超过量程上限的3/4；当测量脉动压力 时，最高压力不应超过量程上限的2/3；当测量高压压力时，最高压力不应超过量程上限的3/5。 5.静压式液位计是根据流体的静压平衡原理工作的，它可分为压力 式和差压式两大类。 6.热电偶产生热电势的充要条件是：两种不同的电极材料和、两接点温度不 同。 7.当充满管道的流体流经节流装置时，流束将在缩口处发生足部收缩，从而 使流速增加，而静压力降低。 8.绝对零度是—273.16oC；水的三相点是273.16K或0.01oC； 水的冰点是273.15K或0oC；水的沸点是373.15K或100oC。 9.热导式气体分析仪测某气体浓度时，应满足的条件是：背景气体的导热系数要 基本相同和待测气体的导热系数和背景气体的导热系数有较大的差别。10.热磁式氧分析器是利用氧气是一种强顺磁性气体，以及氧气的磁化率与 温度平方成反比这一特性进行测量的。 二、判断题（(10%；每题1分；对的在括号内打，错的在括号内打╳。) 1.测量值小数点后的位数愈多，测量愈精确。(╳) 2.红外气体成分分析仪可测混合气体中任何组分的含量。() 3.当被测压力高于大气压时，被测压力引至单管压力计的盅形容器中去。(√)
4.用椭圆齿轮流量计测流量的过程中，同流体的流动形态即雷诺数有关。( ╳) 5.用电容式液位计测导电液的液位时，介电常数是不变的。液位变化，相当于电 极面积在变化。(√) 6.辐射式温度计测量值需经修正后才能得到实际温度。(√) 7.热电偶冷端温度补偿法中的计算修正法是根据中间导体定律来进行计算修正 的。（╳） 8.安装标准节流装置时其前后需有足够长的直管段。（√） 9.液位变化时，浮球式液位计浮球位置变化，因而可测出液位高低。（√） 10.选用仪表时得到某仪表的精度为1.33%，则应选仪表的精度等级为1.0级。（√） 三、选择题（10%；每题2分；把正确答案填在括号内。) 1.仪表的精度级别指的是仪表的：( C ) A.基本误差； B.最大误差； C.基本误差的最大允许误差。 2.转子流量计中的流体流动方向是：( B ) A.自上而下； B.自下而上； C.自上而下或自下而上都可以。 3.补偿导线的正确敷设，应从热电偶起敷到（C）为止。 A.就地接线盒； B.仪表盘端子板； C.与冷端温度补偿装置同温的地方。 4．用压力法测量开口容器液位时，液位高低取决于：（B） A、取压点位置和容器横截面； B、取压点位置和介质密度； C、介质密度和容器横截面。 5．用热电偶与带冷端温度补偿的仪表配套测温度时，如果热端温度升高2℃，室温（冷端温度）下降2℃，则仪表的指示（A ）。 A.升高2℃； B.升高4℃； C.保持不变。 四、简答题（24%；每题6分。）
关于计算的部分复习题 1、用标准压力表来校准工业压力表时，应如何选用标准压力表精度等级？可否用一台精度等级为0.2级，量程为0～25Mpa的标准来检验一台精度等级为1.5级，量程为0～2.5Mpa的压力表？为什么？ 答：选用标准压力表来校准工业压力表时，首先两者的量程要相近，并且标准表的精度等级要高于被校准表的精度等级，至少要高一个等级。题中的标准表精度等级为0.2级，量程为0～25Mpa，则该标准表可能产生的最大绝对误差为 Δmax1=(25-0)×0.2%=0.05(Mpa) 被校准表的精度等级为1.5等级，量程为0～2.5Mpa，其可能产生的最大绝对误差为 Δmax2=(2.5-0)×1.2%=0.0375(Mpa) 显然，Δmax1＞Δmax2,这种选择是错误的，因为虽然标准表精度等级较高，但是它的量程太大，故不符合选择的原则。 2、有一块压力表，其正向可测到0.6MPa，负向可测到-0.1MPa。现只校验正向部分，其最大误差发生在0.3MPa处，即上行和下行时，标准压力表的指示值分别为0.305MPa和0.295MPa。问该压力表是否符合准确度等级为1.5级的要求？ 答：该压力表的量程为 0.6-（-0.1）=0.7（MPa） 测量误差为Δ上=0.305-0.3=0.005（MPa），Δ下=0.3-0.295=0.005（MPa）
压力表的基本误差为0.005MPa ，满刻度相对误差为 %5.1%714.0%1007 .0005 .0max ?=?= δ 3、有一吊车的拉力传感器如右图所示。其中电阻 应变片R 1、R 2、R 3、R 4贴在等截面轴上。已知R 1、R 2、R 3、 R 4的标称阻值均为120Ω，桥路电压为2V ，重物质量为m ， 其引起R 1、R 2变化增量为1.2Ω。 （1）画出应变片组成的电桥电路。 （2）计算测得的输出电压和电桥输出灵敏度。 （3）说明R 3、R 4起到的作用。 答：（1）应变片组成如右图所示的半桥电路。 V V R R E R R R R R R R R R E U o 01.01202.1222)()()(223341111=Ω Ω?=?=? ??????++-+?+?+= （2）12 /==?= E R R U K o U （3）R 3、R 4可以进行温度补偿。 4、铜电阻的电阻值R 与温度t 之间的关系为)1(0t R R t α+=，在不同温度下，测得铜电阻的电阻值（如下表）。请用最小二乘法求0℃时的铜电阻的电阻值0R 和铜电阻的电阻温度系数α。
过程参数检测及仪表 小馒头总结 一、绪论 测量过程有三要素：一是测量单位；二是测量方法；三是测量工具。 测量的定义：测量是利用某种工具并以实验或计算的方法获取被测参数数值的过程。绝对误差：仪表的测量值和真实值之间的代数差。 相对误差：测量值的绝对误差与其真实值的比值的百分数 引用误差：测量值的绝对误差与测量仪表的量程之比的百分数 示值误差：示值误差是指仪表的某一个测量值（示值）的误差，它反映在该点仪表示值的准确性。 基本误差：在规定的正常工作条件下，仪表整个量程范围内各点示值误差中绝对值最大的误差称为仪表的基本误差。 允许误差：按国家计量部门的规定，仪表厂家保证某一类仪表的基本误差不超过某个规定的数值，此数值就被称为仪表的允许误差（容许误差）[允许误差去掉百分数为精度等级] 注意: 允许误差是一种极限误差，在仪表刻度范围内各点的示值误差均应保证小于至多等于允许误差值。 真值：被测参数的真实数值。一般无法准确已知。 约定真值：一般将某一物理量的理论值、定义值作为真值使用，称为约定真值，用
表示。 粗大误差：明显歪曲结果，由粗心大意造成，使测量值无效的误差 原因：测量者主观过失，操作错误，测量系统突发故障 处理方法：剔除坏值 随机误差：在相同条件下对同一被测量进行多次重复测量，误差的大小和符号的变化没有一定规律、且不可预知。 特点：单次测量值误差的大小和正负不确定；但对一系列重复测量，误差的分布有规律：服从统计规律。 随机误差与系统误差之间即有区别又有联系；二者无绝对界限，一定条件可相互转化。 系统误差：同一被测量多次测量，误差的绝对值和符号保持不变，或按某种确定规律变化。 特点: 增加测量次数不能减小该误差 原因：仪表本身原因，使用不当，测量环境发生大的改变 处理方法：校正——求得与误差数值相等、符号相反的校正值，加上测量值随机误差 测量误差的来源有三个方面：测量仪器的精度，观测者技术水平，外界条件的影响。该三个方面条件相同的观测称为等精度测量。 精确度等级:以引用误差（γa）的形式表示的允许误差去掉百分号剩下的数值就称为仪表的精确度等级（或准确度等级），俗称精度级。 误差的合成：一个测量系统由m个彼此独立的环节构成，各环节的精度等级分别为 , ，…， 则该系统的精度等级
自动检测技术与装置复习大纲 一、检测技术的基本知识 检测仪表的基本组成；仪表的检测范围、量程及误差；检测仪表的基本性能（精度、变差、灵敏度及线性度） 检测仪表的组成：传感器+变送放大机构+显示器 仪表的工作条件： 参比工作条件：仪表校验、标定的环境条件 附加误差 A 、绝对误差：△X=X －X 0 （ X ：仪表示值 X0：标准值） B 、相对误差： C 、相对百分误差： 例子：某温度计检测范围是0~200℃，测100 ℃时显示是110 ℃ ，测10 ℃时显示是20 ℃ 。 △X 1=10 ℃ △X 2=10 ℃ Δ引=±5% δ1=10% δ2=100% 检测仪表的性能指标 1、精度：反映仪表检测精密和准确程度的指标。 表示方法：根据仪表的相对百分误差，去掉“±”号与“%”号后的数值。（规范化：形成精度等级） 我国仪表常用的精度等级 ： 0.005 0.01 0.02 0.04 0.05 0.1 0.25 0.35 0.5 1.0 1.5 2.5 4.0 5.0 一级标准精度 二级标准精度 工业用表精度 a 、仪表精度的确定： （例1） 结论：将计算结果往大近靠。 例1 某台测温仪表的测温范围为200~700℃，校验该表时得到的最大绝对误差为＋4℃，试确定该仪表的精度等级。 解:该仪表的相对百分误差为 如果将该仪表的δ去掉“＋”号与“％”号，其数值为0.8。由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该仪表的误差超过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台测 %1000??=X X δ%100min max max ?-?±=X X X 引δ%8.0%100200-7004δ+=×+=
严正声明：孙传友是高等教育出版社出版的《现代检测技术及仪表》第1版和第2版教材及其习题解答的唯一著作权人。该教材的习题解答仅供读者和网友下载阅读。任何其他人将该习题解答的内容冠以其他文档名称以自的己名义在任何网站发布，都侵犯了作者的著作权，如不自行删除，必将承担侵权的后果和法律责任。 《现代检测技术及仪表》第2版习题解答 孙传友编 第1章 1-1答： 钱学森院士对新技术革命的论述中说：“新技术革命的关键技术是信息技术。信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。测量技术则是关键和基础”。如果没有仪器仪表作为测量的工具，就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息，进入信息时代将是不可能的。因此可以说，仪器技术是信息的源头技术。仪器工业是信息工业的重要组成部分。 1-2答： 同非电的方法相比，电测法具有无可比拟的优越性： 1、便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器的测量幅值范围(量程)。 2、电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，因此采用电测技术将具有很宽的测量频率范围(频带)。 3、把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。 4、把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。 1-3答： 各类仪器仪表都是人类获取信息的手段和工具。尽管各种仪器仪表的型号、原理和用途不同，但都由三大必要的部分组成：信息获取部分、信息处理部分、信息显示部分。从“硬件”方面来看，如果把常见的各类仪器仪表“化整为零”地解剖开来，我们会发现它们内部组成模块大多是相同的。从“软件”方面来看，如果把各个模块“化零为整”地组装起来，我们会发现它们的整机原理、总体设计思想、主要的软件算法也是大体相近的。这就是说，常见的各类仪器仪表尽管用途、名称型号、性能各不相同，但它们有很多的共性，而且共性和个性相比，共性是主要的，它们共同的理论基础和技术基础实质就是“检测技术”。常见的各类仪器仪表只不过是作为其“共同基础”的“检测技术”与各个具体应用领域的“特殊要求”相结合的产物。 1-4答： “能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置”或“能把非电量转换成电量的器件或装置”叫做传感器。能把被测非电量转换为传感器能够接受和转换的非电量(即可用非电量)的装置或器件，叫做敏感器。如果把传感器称为变换器，那么敏感器则可称作预变换器。敏感器与传感器虽然都是对被测非电量进行转换，但敏感器是把被测非电量转换为可用非电量，而不是象传感器那样把非电量转换成电量。 1-5答：
《传感器与检测技术》试题 一、填空：（20分） 1，测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。（2分） 2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。 4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的，其表达式为Eab （T ，To ）=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中补偿导线法（即冷端延长线法）是在连接导线和热电偶之间，接入延长线，它的作用是将热电偶的参考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方，以减小冷端温度变化的影响。 5.压磁式传感器的工作原理是：某些铁磁物质在外界机械力作用下，其内部产生机械压力，从而引起极化现象，这种现象称为正压电效应。相反，某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产生机械变形，这种现象称为负压电效应。（2分） 6. 变气隙式自感传感器，当街铁移动靠近铁芯时，铁芯上的线圈电感量（①增加②减小③不变）（2分） 7. 仪表的精度等级是用仪表的（① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差）来表示的（2分） 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系，除（① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变介电常数型）外是线性的。（2分） 1、变面积式自感传感器，当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积 增大时，铁心上线圈的电感量（①增大，②减小，③不变）。 2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关 系中，（①变面积型，②变极距型，③变介电常数型）是线性的关系。 3、在变压器式传感器中，原方和副方互感M 的大小与原方线圈 的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与副方线圈的匝数成（①正比，②反比，③不成比例），与回路中磁阻成（①正比，②反比，③不成比例）。 4、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输 出信号的器件或装置，传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件
绪言 练习与思考 1．简述过程检测技术发展的起源？ 2．过程检测技术当前的主流技术和主要应用场合？ 3．请谈谈过程检测技术的发展方向是什么？ 4．谈谈你所知道的检测仪表？ 5．你认为过程检测技术及仪表与传感技术的关系是怎么样的？ 第一章 练习与思考 1．什么叫过程检测，它的主要内容有哪些？ 2．检测仪表的技术指标有哪些？如何确定检测仪表的基本技术指标？ 3．过程检测系统和过程控制系统的区别何在？它们之间相互关系如何？ 4．开环结构仪表和闭环结构仪表各有什么优缺点？为什么？ 5．开环结构设表的灵敏度1 n i i S S ==∏，相对误差1 n i i δ δ==∑。请考虑图1—4所示闭环 结构仪表的灵敏度1 f S S （f S 为反馈通道的灵敏度），而相对误差f δδ- （f δ为反馈通道的相对误差），对吗？请证明之。 提示：闭环结构仪表的灵敏度S y x =；闭环结构仪表的相对误差dS S δ=。 6．由孔板节流件、差压变送器、开方器和显示仪表组成的流量检测系统，可能会出现下列情况： （1）各环节精度相差不多； （2）其中某一环节精度较低，而其他环节精度都较高。 问该检测系统总误差如何计算？ 7．理论上如何确定仪表精度等级？但是实际应用中如何检验仪表精度等级？ 8．用300kPa 标准压力表来校验200kPa 1.5级压力表，问标准压力表应选何级精度？ 9．对某参数进行了精度测量，其数据列表如下：
试求检测过程中可能出现的最大误差？ 10．求用下列手动平衡电桥测量热电阻x R 的绝对误差和相对误差。设电源E 和检流计D 引起的误差可忽略不计。已知：10x R =Ω，2100R =Ω，100N R =Ω， 31000R =Ω，各桥臂电阻可能误差为20.1R ?=Ω，0.01N R ?=Ω，31R ?=Ω（如图 1— 23所示）。 11．某测量仪表中的分压器有五挡。总电阻R 要求能精确地保持11111Ω，且其相对误差小于0.01％，问各电阻的误差如何分配？图中各电阻值如下： 110000R =Ω，21000R =Ω，3100R =Ω，410R =Ω，51R =Ω（如图 1—24所示）。 12．贮罐内液体质量的检测，常采用测量贮罐内液面高度h ，然后乘以贮罐截面积A ，再乘以液体密度ρ，就可求得贮罐内液体质量储量，即M hA ρ=。但采用该法测量M 时，随着环境温度的变化，液体密度ρ也将随着变化，这就需要不断校正，否则将产生系统误差。试设计一种检测方法，可自动消除（补偿）该系统误差。
《过程参数检测及仪表》课程设计 任务书 目的与要求 本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践 环节。通过本课程设计，使学生加深过程参数检测基本概念的理解, 掌握仪表的基本设计方 法和设计步骤。 主要内容 通过本门课程设计，使学生了解流量测量的基本原理，流量仪表的基本结构，掌握节流 式流量计的设计方法和一般设计步骤。 四、设计（实验）成果要求 提交设计图纸及设计说明书 五、考核方式 答辩 学生姓名：蔡攀指导教师：田沛 2015 年6月19日
、课程设计目的与要求 本课程设计为检测技术与仪器、自动化专业《过程参数检测及仪表》专业课的综合实践 环节。通过本课程设计，使学生加深过程参数检测基本概念的理解，掌握仪表的基本设计方法和设计步骤。 二、课程设计正文 1.第一类命题 （第一题）已知条件：流体为水，工作压力P = 0.58MPa，工作温度t =30 C；管道 D2O =100mm，材料为20号钢旧无缝钢管；节流件为角接取压标准孔板，材料为 1Cr18Ni9Ti ；d?。=50.38mm ；差压i p =5"04Pa，求给定差压值下的水流量q m ? 解: 1.1设计任务书 序号项目符号单位数值 被测介质名称水1 2 流量状态参数：工作压力P MPa 0.58（绝对压力） 3 工作温度t C 30 4 管道直径（20 C下实测值）D20 mm 100 5 管道材料20号钢旧无缝钢管 6 节流件的形式角接取压标准孔板 7 节流件的材料1Cr18Ni9Ti mm 50.38 8 节流件孔径（20 C下实测值）d 20 9 差压值3Pa 50000 1.2辅助计算 （1）查表可得水的密度耳=995.511kg/m3，水的动力粘度=828.005咒10-6Pa-s , 管道线膨胀系数兀=11.16咒10°/C，节流件线膨胀系数S =16.60咒10°化。 由已知的管道直径D20和节流件开孔直径d20计算工作状态下的管道内径D t及节流件开孔 直径d t，即: D t=D20[1 +k D(t -20)] =1OO[1+11.16咒10"x10]=100.01116mm ) d t=d20[1r d(t - 20)] =50.38[1+16.60X10" "0]= 50.38836 mm ) (2)计算直径比 竺鰹6 =0.50383 D t100.01116