自动检测技术与装置
复习资料
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
%1000??=X X δ%100min
max max
?-?±=X X X 引δ%8.0%100200
-7004
δ+=×+=
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，这台测温仪表的精度等级为1.0级。
b 、仪表精度的选择： （例2） 结论：将计算结果往小近靠。
例2 某台测温仪表的测温范围为0～1000℃。根据工艺要求，温度指示值的误差不允许超过±７℃，试问应如何选择仪表的精度等级才能满足以上要求？
解:根据工艺上的要求，仪表的允许误差为
如果将仪表的允许误差去掉“±”号与“％”号，其数值介于0.5～1.0之间，如果选择精度等级为1.0级的仪表，其允许的误差为±1.0％，超过了工艺上允许的数值，故应选择0.5级仪表才能满足工艺要求。
%
7.0%1000
-10007
δ±=×±=允
说明：①热电偶产生的热电势不仅与所用材料种类有关，还与两接 点温度有关；与热电偶几何尺寸无关；当材料、t 0一定时， 热电势只与t 有关（但不是线性关系），通过测电势即可测 温度。
②t=t o EAB （t ， to ）＝０
③A=B EAB （t ， to ）＝０(均质导体定律) 2、基本定律 a 、均质导体定律 b 、中间导体定律
在热电偶回路中，只要保证接入导体两端温度相等，则回路电势E AB (t, t 0)不受影响。
c 、 中间温度定律
E AB (t, t 0)与中间温度t n 无关。
E AB (t, t 0) = E AB (t,t n )+ E AB (t n , t 0) E AB (t,0) = E AB (t,t 0)+ E AB (t 0 ,0)
小结
1、温度基本概念：t ＝T －273.15
2、热电偶基本结构、测温原理：E AB (t,0) = E AB (t,t 0)+ E AB (t 0 ,0)
3、常用标准热电偶：
铂铑10— 铂：S 镍铬—镍硅：K 镍铬—铜镍：E 主要特点比较：
线性好
注意：1、不同分度号分度表不同。
分度表：t 0 = 0 ℃；E ～t 关系表（具体参见P440附录1） 2、热电势与温度之间是非线性关系。 E AB (t,0) = E AB (t,t 0)+ E AB (t 0 ,0)
3、热电偶前标电极为正极，后标电极为负极。 当t> t 0 时； E AB (t,t 0)>0
常用补偿导线：
—铂（S）铜—铜镍
铂铑
10
镍铬—镍硅延伸型
镍铬—镍硅（K ）铜—康铜替代型
镍铬—铜镍（E ）镍铬—铜镍
使用注意：①正负不能接错；②与所配热电偶同型号；
③接点温度相同；④使用环境温度范围小于100℃。
补偿导线的方法也称是热偶冷端温度的部分（不完全）补偿法
作业：如图为S型热偶测温线路，由于疏忽将第二段补偿导线接反，求：
①输入到显示仪表的总电势为多少？
②由于第二段补偿导线接反引入的误差是多少？
计算法例：
例：K型热电偶测温，冷端温度为30℃，测得的热电势为 24.9mV，求热端温度。
解： E
AB （t，0）＝ E
AB
（t，30）＋ E
AB
（30，0）＝24.9＋1.203＝26.103mV
查分度表得t＝628.3 ℃
2、常用热电阻：
R Pt ＝R 0(1+At+Bt 2
) 0≤t ≤650 Rcu ＝R 0(1+αt)
3、热电阻的结构：电阻体、绝缘管、保护管、接线盒
弹簧管压力表
一、检测原理：
弹性原理：弹性元件受压的变形量，与所受作用力成正比。 F=CS 二、弹簧管压力表的结构：
弹簧管：
传送放大机构：
显示装置：
三、显示装置: 指针：
刻度盘：0～270O
四、液位检测
静压式液位计 (计算*）
浮力式
电容式
液位
物位：料位实际就是高度问题单位：米（m)
界位
分类：
（1）直读式：连通器
（2）静压式：利用静力学原理
（3）浮力式：恒浮力浮子高度随液位变化。
变浮力浮子（沉筒）所受浮力随液位高度变化。
（4）电气式：将物位转变成电量。R 、 L 、 C
（5）声学式：利用超声波的反射特性
（6）射线式：利用核辐射（γ射线）透过物料时，强度随物料层厚度而变化。
2、差压变送器：
气动差压变送器
电动差压变送器
0.02～0.1 Mpa
标准信号 4～20 mA (1～5V)
0～10 mA (0～5V)
电流为传输信号，电压为联络信号。
A、差压变送器输入输出关系：（以电Ⅲ型为例）
△P=0→Imin （4mA) ; △Pmax→Imax (20mA)
公式：
迁移结论(注意）
（1）迁移只改变零点，即测量范围，量程大小不变；
（2）迁移后的差压最大不能超过规定值。
例：０～６００～６０００Pa
最大差压允许值6000 Pa 最大正迁移量5400 Pa 最大负迁移量－6000 Pa
五、流量检测
差压式流量计
转子流量计
椭圆齿轮流量计
一、流量的概念：
流量：单位时间内流过管道某一截面的流体数量。（瞬时流量）
体积流量 (q
v ) m3/s q
m
= ρ q
v
质量流量 (q
m ) kg/s q
v
=Av
总量：某段时间内流过管道某一截面的流体数量。（累计流量）
节流件：实质是阻力件
标准节流件：孔板、喷嘴、文丘利管
特殊节流件：偏心孔板、双重孔板、1/4圆缺喷嘴等
取压装置：
A、角接取压：节流件前后端面处。
B、法兰取压：节流件前后25.4mm。
标准节流装置：
复习引入
设：流体为不可压缩理想流体——ρ1 =ρ2 = ρ 同时引入流速不均匀修正系数：C 1 、C 2
考虑压力损失：
由流体连续性方程得：A 1υ1= A 2υ2 υ 1= A 2 υ2／ A 1 设：m=A 0/A 1 μ =A 2/A 0 υ 1= m μv 2
2
222
22221211v C P v C P 22222
2221211v 2ξ+v 2C +ρP =v 2C +ρP )(2
1212221222P P m C C --+=ρμξν
引入取压系数：
q v = A 2υ2 =
对于可压缩流体，为用统一公式，引入体膨胀校正系数ε
流量系数α常用流出系数表示C
∴
3、公式单位：
从前面推导流量公式可知 q m 和q v 的单位是 kg/s 和m 3/h ， 而 A 0 的单位是m 2 。
在工程实际流量计算中常选用如下单位： d 、D 用mm
4、公式中有关系数的确定： ①流出系数C
流出系数定义为通用节流装置的实际流量值与理论流量值之比，将它应用到理论流量方程中以获得实际的流量。
影响C 的因素主要有：节流装置、取压方式、β、雷诺数Re 、管道粗糙度等， β ↓→C↓→△P↑→δp↑
对于特定节流装置，当Re ＞Rek 时，流出系数为常数。 标准孔板： 角接取压 ：
法兰取压 ：
/
2/12
1P P P P --=ψ)(2/
2/12221222P P m C C --+=ρμξψνP m
C C A ?-+=ρμξψμ2
2221220P A q v ?=ρα20P A q m ?=ρα20P A q v ?=102ραεP A q m ?=102ραε41βα-=C D
d
=β104
211ρεβP
A C q v ?-=
P A C q m ?-=104
211ρεβ4
/4/2220
D d A πβπ==75.065
.281.2)Re 10(0029.01840.00312.05959.0Dcom
J C C βββ+-+==
标准喷嘴:
C=0.9900-0.2262β4.1-(0.00175β2-0.0033β4.15)×（106/Re ）1.15
②可膨胀性系数ε 液体： ε=1 气体： ε＜1
ε=1-（0.41+0.35β4）△p/κp 1 ③材料的热膨胀系数λ d ＝d20［1+λd （t － 20）］ D ＝D20［1+λD （t － 20） ④被测流体的密度ρ
（1）液体：ρ＝ρ20［1+μ（t － 20）］ （2）干气体：
式中：ρ0 、 ρ1 和PN 、 P1 和T0 、 T1 ——分别为标准、工作状态下气体的
密度，kg ／m 3
，绝对压力，Pa ，绝对温度，K
Z P T T P n 10
10
1ρρ=
（3）湿气体
湿气体：含有水分的气体。用湿度来描述含水分的程度。 湿度：相对湿度ψ（%）和绝对湿度f （ kg ／m 3 ）
相对湿度：单位体积的湿气体中所含水蒸气的质量与在同等状态下湿气体中所含水蒸气的最大可能质量之比。
绝对湿度：单位体积的湿气体中所含水蒸气的质量。 已知相对湿度： ρ＝ρg + ρs
已知绝对湿度：
⑤压力损失δp
P
C C P ?+---=
2
4
2411β
βββδ
三、标准节流装置
结构、尺寸和技术条件有统一标准，计算数据有统一图表，不必经个别标定就可使用的节流装置。
Z T T P P P n s g 10
max 10?
?-=?ρρmax s s ρ?ρ?=Z P T T P f f n 10
101804.0)(804.0?++=ρρ
西华大学 2011级自动检测技术与装置复习 1、检测及仪表在控制系统中起什么作用？两者的关系如何？（重点） 答：检测单元完成对各种过程参数的测量，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，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。两者的关系：都是控制系统的重要基础，检测和仪表两部分是紧密相连和 相辅相成的。 2、检测仪表控制系统由那几部分构成，每个部分各起什么作用？画出典型工业检测仪表 控制系统结构图 答：检测仪表控制系统由被控对象、检测单元、变送单元、显示单元、调节单元和执行 单元等六个部分组成。其中被控对象是控制系统的核心；检测单元式控制系统实现控制调 节作用的基础，完成对所有被控对象的检测；变送单元完成对被测变量信号的转换和传输；显示单元是控制系统的附属单元，将检测单元所获得的参数通过适当的方式显示给操作人员；调节单元完成调节控制规律的运算，将变送器传输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；执行单元式控制系统实施控制策略的 执行机构，负责将调节器的控制输出信号按执行机构的需要产生相应的信号，已驱动执行 机构实现对被控变量的调节作用。典型工业检测仪表控制系统结构图如下图1所示： 3、检测及控制装置与外界环境之间的三种关系是什么？画出框图,并说明传感器的作用？答：有三种情况：获取检测对象所处状态的传感器及控制并调节对象状态的执行器；操作人员与仪器装置之间的界面；控制仪器与其他系统之间的信息往来。框图如下图2所示。 传感器的作用：传感器是所有被测对象信息的输入端口，是信号检测与信号转换的中心组 成部分。 4、举例说明差动检测结构能够消除共模干扰的特点，并说明差动检测结构在提高灵敏度 和改善线性关系方面的作用。 5、国际实用温标的作用是什么？它主要由哪能几部分组成？ 答：根据卡诺循环原理建立热力学温标是一种理想的、科学的温标，但实际上难以实现。世界上实际通用的温标是国际实用温标，由其来统一各国间的温度计量，是一种协议温标。由定义固定点、内插标准仪器和内插公式组成。 6、用分度号为S的热电偶测温，其参比端温度为20℃，测温热电势E=(t,20)=11.30mV, 试求被测温度t。 7、用分度号为K的热电偶测温，其参比端温度为25℃，热端温度为750℃,其产生的热 电势是多少？ 8、试述热电偶测温的基本原理和基本定理？（重点） 答：热电偶测温的基本原理：基于热点效应。将两种不同的导体或半导体连结成闭合回路，当两个连接点处的温度不同时，回路中将产生热电势，这就热电效应。 基本定理：1).均质导体定则：由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面和长度以 及其温度如何分布，都不能产生热电势；2).中间导体定则：回路中接入中间导体后，只要 中间导体的温度相同，对热电偶回路的总热电势值没有影响；3).中间温度定则：热电偶 AB接点温度为T,T0时的热电势等于热电偶在接点温度为T,Tc和Tc,T0的热电势的代数和。
现代化检测技术的应用与发展 The application and development of modern testing technology 【摘要】 自动检测技术是现代化领域中发展前景十分广阔的一门新兴技术，是将生产、科研、生活等方面的相关信息通过选择合适的检测方法与装置进行检查测量，以发现事物的规律性。随着社会经济的发展，自动检测技术不断进步，在机械制造、化工、电力、汽车、航空航天以及军事等领域有着不可或缺的作用，是自动化技术的四个支柱之一。 【关键词】自动检测传感器数据处理信号转换 【正文】 一、关于自动检测技术的基础知识 自动检测技术是以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科。其任务是寻找与自然信息具有对应关系的各种表现形式的信号，以及寻求最佳的采集、转换、处理、传输、存储、显示等方法和相应的设备。 信息采集是指从自然界诸多被检查与测量的量中提取所需要的信息。 信息转换是指将所提取出的有用信息向电量、幅值、功率等形式转换。 信息处理的任务是根据输出环节的需要，将转换后的电信号进行数字运算（求均值、极值等）以及模拟量、数字量转换等处理。 信息传输的任务是在排除干扰的的情况下经济地、准确无误地吧信息进行传输。 二、自动检测技术的核心—自动检测系统 自动检测系统是自动测量、自动计量、自动保护、自动诊断、自动信号等诸多系统的总称，其原理图如下所示： 图1.自动检测系统框图 自动系统一般由传感器、信号处理器、显示器、数据处理装置和执行机构等五部分构成。下面介绍每个部分的功能： ①传感器：传感器（sensor）是指一个能将被测的非电量转换成电量的敏感元 件，是连接北侧对象和检测系统的接口。通过它人们可以利用计算机实现自
检测技术知识点总结 一、填空、选择 1、检测包括定性检查和定量测量两个方面。 2、检测系统的原理：被检测量----》传感器------》信号处理电路----》输出执行 3、测量的表现方式有数字、图像、指针标记三个方式 4、测量方法有零位法、偏差法和微差法 5、真值包括理论真值（三角形内角和180度）、约定真值（π 3.14）和相对真值（℃273K） 6、误差的表达方式有绝对误差、相对误差和引用误差 7、误差分类为系统误差（装置误差）、随机误差（偶然误差；多次测量，剔除错误数据） 和粗大误差（过失误差；改正方法：当发现粗大误差时，应予以剔除） 8、传感器是一种把非电输入信号转换成电信号输出的设备或装置。 9、传感器的组成有敏感元件、转换元件和转换电路 10、弹性敏感元件的基本特性有：刚度（k=dF/dX刚度越大越不易变形）、灵敏度（刚性的倒数）、弹性滞后、弹性后效 P25★2）电阻式传感器：（电阻应变片式传感器、电位器式传感器、测温热电阻式传感器；热敏电阻式、湿敏电阻式、气敏电阻式传感器） Def：将被测电量（如温度、湿度、位移、应变等）的变化转换成导电材料的电阻变化的装置，称为电阻式传感器 11、电阻应变片式传感器（电阻应变片、测量电路）的结构：引出线、覆盖层、基片、敏感栅和粘结剂 电阻应变片式传感器：电阻应变片是一种将被测量件上的应变变化转换成电阻变化的传感元件；测量电路进一步将该电阻阻值的变化再转换成电流或电压的变化，以便显示或记录被测的非电量的大小。 12.电阻应变片的工作原理：电阻应变效应 电阻应变效应：导电材料的电阻和它的电阻率、几何尺寸（长度与截面积）有关，在外力作用下发生机械变形，引起该导电材料的电阻值发生变化 13．电位器式传感器：一种将机械位移（线位移或角位移）转换为与其成一定函数关系的电阻或电压的机电传感元器件 14.电位器由电阻（电阻元件通常有绕线电阻、薄膜电阻、导电塑料等）和电刷等元器件组成 15.电位器优点：结构简单、输出信号大、性能稳定并容易实现任意函数 缺点：要求输入能量大，电刷与电阻元件之间容易磨损 16.热电阻材料由电阻体（温度测量敏感元件——感温元件）、引出线、绝缘套管和接线盒等部件组成，电阻体是热电阻的主要部件 热敏电阻式传感器 17.热敏电阻是利用电阻值随温度变化的特点制成的一种热敏元件 18、温度系数可分为负温度系数热敏电阻为NTC（电阻的变化趋势与温度的变化趋势相反）和正温度系数热敏电阻PTC（电阻的变化趋势与温度的变化趋势相同）。 19.热敏电阻优点：尺寸小、响应速度快、灵敏度高 20.差动电感传感器的优点（1）差动式比单线圈式的电感传感器的灵敏度提高一倍；（2）差动式的线性度明显的得到改善（3）由外界的影响，差动式也基本上可以相互抵消，衔铁承
《检测技术实验》 实验报告 实验名称：第一次实验（一、三、五） 院（系）：自动化专业：自动化 姓名：XXXXXX学号： XXXXXXXX 实验室：实验组别： 同组人员：实验时间：年月日评定成绩：审阅教师：
实验一金属箔式应变片――单臂电桥性能实验 一、实验目的：了解金属箔式应变片的应变效应，单臂电桥工作原理和性能。 二、实验仪器：应变传感器实验模块、托盘、砝码、数显电压表、±15V、±4V电源、万 用表、导线等。 三、实验原理：电阻丝在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化，这就是电阻应 变效应，描述电阻应变效应的关系式为：ΔR/R=Kε，式中ΔR/R为电阻丝电阻相对变化，K为应变灵敏系数，ε=Δl/l为电阻丝长度相对变化。金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感组件，如图1-1所示，四个金属箔应变片分别贴在弹性体的上下两侧，弹性体受到压力发生形变，上面的应变片随弹性体形变被拉伸，对应为模块面板上的R1、R3，下面的应变片随弹性体形变被压缩，对应为模块面板上的R2、R4。 图2-1 应变式传感器安装示意图 图2-2 应变传感器实验模板、接线示意图图2-3 单臂电桥工作原理
通过这些应变片转换被测部位受力状态变化、电桥的作用完成电阻到电压的比例变化，如图1-2所示R5、R6、R7为固定电阻，与应变片一起构成一个单臂电桥，其输出电压 E为电桥电源电压，式1-1表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为 四、实验内容与步骤 1、图1-1应变传感器上的各应变片已分别接到应变传感器模块左上方的R1、R 2、R 3、 R4上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。 2、从主控台接入±15V电源，检查无误后，合上主控台电源开关，将差动放大器的输入 端Ui短接，输出端Uo2接数显电压表（选择2V档），调节电位器Rw4，使电压表显示为0V。Rw4的位置确定后不能改动。关闭主控台电源。 3、将应变式传感器的其中一个应变电阻（如R1）接入电桥与R5、R6、R7构成一个单 臂直流电桥，见图1-2，接好电桥调零电位器Rw1，直流电源±4V（从主控台接入），电桥输出接到差动放大器的输入端Ui，检查接线无误后，合上主控台电源开关，调节Rw1,使电压表显示为零。 4、在应变传感器托盘上放置一只砝码，调节Rw3，改变差动放大器的增益，使数显电 压表显示2mV，读取数显表数值，保持Rw3不变，依次增加砝码和读取相应的数显表值，直到200g砝码加完，计下实验结果，填入下表1-1，关闭电源。 五、实验数据处理： 利用matlab拟合出的曲线如下：
安徽机电职业技术学院－学年第学期《自动检测技术及应用》期终考试试卷五卷 班级姓名学号教师 一、填空题（每空 1.5 分，共42分） 1、误差产生的原因和类型很多，根据造成误差的不同原因，有不同的分类方法， 按照性质可分为系统误差、粗大误差、随机误差三种。 2、微差法是零位发和偏差发的组合。先将被测量与一个已知标准量进行对比，不足部分再用偏差法测出。 3、应变片丝式敏感栅的材料是金属。为确保应变片的性能，对此类材料的 主要要求是：应变灵敏系数高，且为常数；电阻率大；电阻温度系数小。 4、目前我国生产两种初始电阻值分别为R 0= 100 欧姆与R = 50欧姆的铜热电 阻，它们对应的分度号分别为 Cu100 与 Cu50 。 5、被测体的电阻率ρ越大，相对导磁率μ越小，传感器线圈的激磁频率越小，则电涡流的轴向贯穿深度越大。 6、当吧两种材料的金属组成回路，并且两端的温度不同时，回路中将会产生 一定的电动势并产生电流，这种现象称为热电效应。 热电动势是由接触电动势和温差电动势组成。
7、由A、B导体组成的热电偶，当引入第三导体C时，只要 c两端的温度相同，则C导体的接入对回路总热电动势无影响，这就是中间导体定律。 8、压电式传感器不能测量频率太低被测量，更不能测量静态量。目前多用于加速度和动态的力或压力的测量。 二、选择题（每空 1.5 分，共18分） 1、在选购线性仪器时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的（ C ）左右为宜。 A．3倍 B．10倍 C．1.5倍 D．0.75倍 2、有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求： 1）该表可能出现的最大绝对误差为（ A ）。 A. 1℃ B. 0.5℃ C. 10℃ D. 200℃ 2）当示值为20℃时的示值相对误差为（B ），100℃时的示值相对误差为（ C ）。 A. 1℃ B. 5％ C. 1％ D. 10％ 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. 防止产生极化、电解作用 C. 减小交流电桥平衡难度 D. 节约用电 4、（ C ）的数值越大，热电偶的输出热电动势就越大。 A．热端直径 B．热端和冷端的温度 C．热端和冷端的温差 D．热电极的电导率 5、螺线管式自感传感器采用差动结构是为了（ B ）。 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. 增加线圈对衔铁的吸引力 6、电涡流探头的外壳用（ B ）制作较为恰当。 A．不锈钢 B．塑料 C．黄铜 D．玻璃 7、利用湿敏传感器可以测量（B ）。 A. 空气的绝对湿度 B. 空气的相对湿度 C. 空气的温度 D. 纸张的含水量 8、霍尔元件采用恒流源激励是为了（ D ）。
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。 ???? ??? ???? 系统误差 绝对误差静态误差表示方法出现的规律随机误差被测量与时间的关系相对误差动态误差粗大误差 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。 系统误差的大小表明测量结果的正确度，系统误差越小，测量结果的正确度越高。 随机误差的大小表明精密度，随机误差大，测量结果分散，精密度低（精确度）。 粗大误差（过失误差）主要是人为因素造成的。 电阻应变片的工作原理：导体或半导体材料在外力作用下产生机械变形时，其电阻也想应发生变化的物理现象，电阻应变效应。 ?? ?? ?? ?? ?? ??金属电阻应变片 体型电阻应变片半导体应变片（压阻效应）薄膜型扩散型 △R/R=K0?（K0金属电阻丝的应变灵敏度系数） 金属材料：几何尺寸的改变影响K 0值得大小 半导体材料：电阻率相对变化决定K 0值得大小 传感器的功能：检测，转换 电桥平衡条件：电桥相对臂的阻值乘积相等 铂电阻作为复现温标的基准器（铂易于提纯，化学性质稳定，电阻率较大，耐高温） 热敏电阻类型：正温度系数，负温度系数，临界热敏电阻 电容式传感器是把被测量转换为电容量变化的一种传感器C=?A/d 变面积式、变间隙式、变介电常数式， 自感式电感传感器：变面积型、变间隙型、螺管型 可见采用带相敏整流的交流电桥，输出信号既能反映位移的大小又能反映位移的方向 差动变压器形式：变隙型，螺线管型 Z 轴（光轴）X 轴（电轴）Y 轴（机械轴） 当沿着Z 轴方向受力时不产生压电效应 压电传感器可以等效为与电流源并联或与电压源串联 热电偶基本组成部分：热电极 热电偶的基本定律：均质导体定律、中间导体定律、标准电极定律、中间温度定律。 光电效应分类: 外光电效应（光电管，光电倍增管） 内光电效应（光敏电阻，光敏晶体管） 光生伏特效应（光电池） 光电传感器类型：模拟式光电传感器、脉冲式光电传感器。 光敏二极管在电路中常处于反向偏置状态 抑制形成干扰的"三要素" 消除或抑制干扰源； 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。 内部干扰:内部干扰是由装置内部的各种元器件引起的。 干扰形成条件：干扰源、对干扰敏感的接收电路、干扰源到接收电路之间的传输途径。 02044 ()4444RR R U R U U U K R R R R U R U U K UK R εεε ??????=== ? ?+??????????? === ? ????????? 检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用？ 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
《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
《传感器与检测技术》 实验报告
姓 名： 学 号： 院 系：仪器科学与工程学院 专 业： 测控技术与仪器 实 验 室： 机械楼5楼 同组人员： 评定成绩： 审阅教师： 传感器第一次实验 实验一 金属箔式应变片——单臂电桥性能实验 一、实验目的 了解金属箔式应变片的应变效应及单臂电桥工作原理和性能。 二、基本原理 电阻丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值发生变化，这就是电阻应变效应。 金属箔式应变片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应变敏感元件，通过它反映被测部位受力状态的变化。电桥的作用是完成电阻到电压的比例变化，电桥的输出电压反映了相应的受力状态。单臂电桥输出电压 1/4o U EK ε=，其中K 为应变灵敏系数，/L L ε=?为电阻丝
长度相对变化。 三、实验器材 主机箱、应变传感器实验模板、托盘、砝码、万用表、导线等。 四、实验步骤 1.根据接线示意图安装接线。 2.放大器输出调零。 3.电桥调零。 4.应变片单臂电桥实验。 测得数据如下，并且使用Matlab的cftool工具箱画出实验点的线性拟合曲线：
050 100150200 246810x y untitled fit 1y vs. x 由matlab 拟合结果得到，其相关系数为0.9998，拟合度很好，说明输出电压与应变计上的质量是线性关系，且实验结果比较准确。 系统灵敏度 (即直线斜率)，非线性误差= = 五、思考题 单臂电桥工作时，作为桥臂电阻的应变片应选用：（1）正（受拉）应变片；（2）负（受压）应变片；（3）正、负应变片均可以。 答：（1）负（受压）应变片；因为应变片受压，所以应该选则（2）负（受压）应变片。
自动检测技术与装置
1检测技术基础 1.1 基本概念 检测与测量：通常所讲的检测是指使用专门的工具，通过实验和计算，进行比较，找出被测参数的量值或判定被测参数的有无。而完全以确定被测对象量值为目的的操作成为“测量”。 检测装置：检测仪表或检测系统和它们必需的辅助设备所构成的总体称检测装置。 敏感元件、检测元件：是一种能够灵敏地感受被测参数并将被测参数的变化转换成另一种物理量的变化的元件。 传感器：它能直接感受被测参数，并将被测参数的变化转换成一种易于传送的物理量。 变送器：是一种特殊的传感器，它使用的是统一的动力源，而且输出也是一种标准信号。 变送器的作用：是分别将各种对象参数（如温度、压力、流量、液位等）和电、气信号（如电压、电流、频率和气压信号等）转换成相应的统一标准信号，并传送到指示（显示）记录仪表、各种运算器或调节器等，供指示、记录或调节。 直接测量：指不必测量与待测参数有函数关系的其他量，而能直接得到待测参数的量值。 间接测量：通过测量与待测参数有函数关系（甚至没有函数关系）的其他量，经一定的数学处理才能得到待测参数的量值。 软测量：也称为软仪表（Soft Sensor）技术，其检测原理为：利用易测的变量（常称为辅助变量或二次变量——Secondary Variable），依据这些易测变量与难以直接测量的待测变量（常称为主导变量——Primary Variable）之间的数学关系（软测量模型），通过各种数学计算和估计方法以实现对待测变量的测量。 按仪表结构分类： ●开环结构：仪表的传递函数K为各环节传递函数之积。 ●闭环结构：闭环结构仪表的信息传递有两个通道，一个是正向通道，另一个 是反馈通道。
1、检测仪表有哪几个基本的组成部分？各部分起什么作用。 答：检测仪表的组成：传感器+变送放大机构+显示器。1.传感器直接与被测量对象相联系，感受被测参数的变化，并将被测参数信号转换成相应的便于进行测量和显示的信号输出。2.变放大机构将感受件输出的信号直接传输给显示器或进行放大和转换，使之成为适应显示器的信号。 2、检测仪表的常用技术性能有哪些？ 答：精度、变差、灵敏度和灵敏限、线性度、死区 3、按误差的来源分类，有哪几类？各类有何特点？ 答：1检测系统误差 2随机误差 3 疏忽误差 系统误差的误差的特点是测量结果向一个方向偏离，其数值按一定规律变化。 随机误差的特点是相同条件下，对同一物理量进行多次测量，由于各种偶然因素，会出现测量值时而便大时而偏小的误差现象。随机误差既不能用实验方法消除，也不能修正，虽然他的变化无一定规律可循，但是在多次重复测量时，总体服从统计规律。 疏忽误差是指在一定的测量条件下，测得的值明显偏离其真值，既不具有确定分布规律，也不具有随机分布规律的误差，疏忽误差是由于测试人员对仪器不了解或因思想不集中，粗心大意导致错误的读数，使测量结果明显的偏离了真值的误差。 4 * 、说明弹簧管压力表的具体结构；使用中如何选择？ 答：弹簧压力表也由外壳部分、指针、刻度盘。弹簧管、弯管、和传动机构等六个主要部分主成。弹簧管的内腔为封闭形式，外界压力作用于弹簧管外侧，使弹簧管变形，由传动机构带动指针转动指出环境压力。 压力表的选用原则：主要考虑量程、精度和型 5 * 、常用热电偶有哪几种？比较说明其主要的特点。 答：常用热电偶有：S （铂铑— 铂）、K （镍铬—镍硅）、E （镍铬—铜镍）三种 S 型的特点是熔点高，测温上限高，性能稳定、精度高、100度以下热电势极小，所以可不必考虑冷端温度补偿，价昂，热电势小，线性差，只适合于高温域的测量；K 型特点是热电势大，线性好，稳定性好，价廉，但材料较硬、在1000度以上长期使用会引起热电势漂移，多用于工业测量；E 型特点，热电势比K 型热电偶大50% 左右，线性好，耐高湿度，价廉，但不能用于还原性气氛，多用于工业测量。 6*、热电偶使用中为何常用补偿导线？补偿导线选择有什么条件？ 答：使用补偿导线的作用，除了将热电偶的参考端从高温处移到环境温度相对稳定的地方外，同时能节约大量的价格较贵的金属和性能稳定的稀有金属，使用补偿导线也便于安装和线路铺设，用较粗直径和导电系数大的补偿导线代替电极，可以减少热电偶回路电阻以便于动圈式显示仪表的正常工作和自动控制温度。 条件：○ 1补偿导线的热电特性要与热电偶相同或相近；②材料价格比相应热偶低，来源丰富。 使用补偿导线注意问题：1、补偿导线只能在规定温度范围内与热电偶的热电势相等或相近2、不同型号的热电偶有不同的补偿导线3、热电偶和补偿导线的接口处要保持同温度4、补偿导线有正、负级，需分别与热电偶正、负极相连 5、补偿导线的作用只是延伸热电偶的自由端，当自由端的温度不等于0时，还需进行其他补偿和修正。 7*、热电偶冷端温度有哪些补偿方法？ 答：冷端温度补偿的方法有：1、补偿导线法；2、计算修正法；3、自由端恒温法；4、补偿电桥法；5、仪表零点调整法 8*、常用热电阻有哪些？写出各分度号。 答：常用的热电阻有：铂电阻（Pt10、Pt100），铜电阻（Cu50、Cu100） 9、热电偶测温系统组成中需要注意哪些问题？ 答：使用热电偶组成一个温度检测系统，主要有两种情况，一是热电偶直接与显示仪表相连，显示仪表显示被测温度值，二是、热电偶先接到热电偶温度变送器，变送器输出的标准信号与被测温度呈线性对应关系，并送到显示仪表显示温度值。对于第一种情况，显示仪表必须要与热电偶配套使用。对于第二种情况，温度变送器也必须要和热电偶配套使用，必须包含与热电偶对应的自由端温度补偿器，补偿器产生的电势连同热电偶一齐作为显示仪表的输入信号，由于热电势与温度之间是一个非线性关系，因此显示表的标尺上的温度刻度也是非线性的。 10 * 、写出节流式流量计的流量公式，并说明公式中各符号表示什么？ 流量方程：P A q v ?=102ραε P A q m ?=102ραε α：流量系数 ε：可膨胀系数 ρ：节流前密度 0A ：接流体开孔面 P ?：差压
自动检测技术及应用——梁森 选择题答案 1.单项选择题 1）某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%，该压力表的精度等级应定为__C__级，另一家仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买__B__级的压力表。A. 0 .2 B. 0 .5 C. 1 .0 D. 1.5 2）某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是__B__。 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）在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的__C__左右为宜。A.3倍 B.10倍 C.1.5倍 D.0.75倍 4）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__D__。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 。 A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 5）重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了__D__。 A.提高精度 B.加速其衰老 C.测试其各项性能指标 D.提高可靠性
2.各举出两个非电量电测的例子来说明 1）静态测量； 2）动态测量； 3）直接测量； 4）间接测量； 5）接触式测量； 6）非接触式测量； 7）在线测量； 8）离线测量。 3.有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求：1）该表可能出现的最大绝对误差为__A__。 A. 1℃ B. 0.5℃ C. 10℃ D. 200℃ 2）当示值为20℃时的示值相对误差为__B__，100℃时的示值相对误差为__C__。 A. 1℃ B. 5％ C. 1％ D. 10％ 4.欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V电压表，其精度应选__B__级。若选用量程为300V，其精度应选__C__级，若选用量程为500V的电压表，其精度应选__C__级。 A. 0.25 B. 0.5 C. 0.2 D.1.0 第二章思考题与习题答案 1. 单项选择题 1）电子秤中所使用的应变片应选择__B__应变片；为提高集成度，测量气体压力应选择___D___；一次性、几百个应力试验测点应选择___A___应变片。
可编辑 电气学科大类 2013 级 《信号与控制综合实验》课程 实验报告 (基本实验三:检测技术基本实验) 姓名刘洋学号U201312013专业班号1308姓名汪显康学号U201312012 专业班号1308姓名熊永新学号U201312008 专业班号1308 指导教师徐雁 日期 2016年4月 实验成绩 评阅人
实验评分表
实验二十二差动变压器的标定 一、实验目的 1.理解相敏检波工作原理； 2.掌握差动变压器的性能检测及零残电压补偿的方法和原理； 3.学习差动变压测试系统的组成和标定方法。 二、实验原理 差动变压器由衔铁、初级线圈、次级线圈和线圈骨架等组成。初级线圈作为差动变压器激励用，相当于变压器的原边；次级线圈由两个结构尺寸和参数相同的相同线圈反相串接而成，相当于变压器的副边。差动变压器是开磁路，工作是建立在互感基础上。由于零残电压的存在会造成差动变压器零点附近的不灵敏区，电压经过放大器会使放大器末级趋向饱和，影响电路正常关系，因此必须采用适当的方法进行补偿。 1.造成零点残余电压的主要原因是： 1)一组两个传感器不完全对称，例如几何尺寸不对称、电气参数不对称及磁路参 数不对称； 2)供电电源中有高次谐波分量，而电桥只能对基波分量较好的平衡； 3)供电电源很好但磁路本身存在非线性，如导磁材料磁化曲线的非线性使B中 产生三次谐波分量。 2.减少零点残余电压的办法有： 1)从设计和工艺制作上尽量保证线路和磁路的对程； 2)采用相敏检波电路； 3)用补偿电路。 3.相敏检波器工作原理： 图22-1 相敏检波器原理图 相敏检波电路如图所示，图中1 为输入信号端，2为交流参考电压输入端，3 为输出端。 4 为直流参考电压输入端。5、6为整形电路将正弦信号转换成的方波信号，使相敏检波器中的电子开关正常工作。当2 、4 端输入控制电压信号时，通过差动放大器的作用使D 和J 处于开关状态，从而把1 端输入的正弦信号转换成半波整流信号。 三、实验设备 差动变压器、音频振荡器、电桥、差动放大器、移相器、相敏检波器、低通滤波器、电压表、示波器、测微仪。
《自动检测技术及应用》期末试卷(A) 一、选择题（不定项选择题，每空2分，共30分） 尽量使选购的仪表量程为欲测量的（ ）左右为宜。 A ．3倍 B.1.5倍 C.10 倍 D.0.75倍 2. 在使用测谎器时，被测试人由于说谎、紧张而手心出汗，可用（ ）传感器来检测。 A ．应变片 B. 热敏电阻 C. 气敏电阻 D. 湿敏电阻 3. 以下传感器中属于非接触测量的是（ ）。 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 4. 自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是（ ）。 A ．瞬时流量，单位为t/h B. 累积流量，单位为t 或3m C. 瞬时流量，单位为kg/s D. 累积流量，单位为kg 5. 将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（ ）；蜂鸣器中发出“嘀……嘀……”声的压电片发声原理是利用压电材料的（ ）。 A ．应变效应 B. 电涡流效应 C. 压电效应 D. 逆压电效应 6. 使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量（ ）。 A ．人的体重 B. 车刀的压紧力 C ．车刀在切削时感受到的切削力的变化量 D. 自来水管中的水的压力 7. （ ）的数值越大，热电偶的输出热电动势就越大。 A ．热端直径 B. 热端和冷端的温度 . 热端和冷端的温差 D. 热电极的电导率 8. 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（ ）。 A ．补偿热电偶冷端热电动势的损失 B. 起冷端温度补偿作用 C. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D. 提高灵敏度 9. 在实验室中测量金属的熔点时，冷端温度补偿采用（ ），可减小测量误差。
课程设计报告 气相色谱仪模块封装学院信息工程与自动化学院 学科专业 姓名 学号 指导教师陈焰
摘要 模块化是指解决一个复杂问题时自顶向下逐层把系统划分成若干模块的过程。每个模块完成一个特定的子功能，模块之间相互独立，或者近似独立，模块间联系远少于模块内部；模块可以按照设计规则分散设计（即分布设计）并独立测试，同类模块相互竞争，所有的模块可以供自由选择，按某种方法组装起来，成为一个整体，完成整个系统所要求的功能。模块具有以下几种基本属性：接口、功能、逻辑、状态，功能、状态与接口反映模块的外部特性，逻辑反映它的内部特性。工业色谱仪的组成由：取样系统、分析单元、程序控制器、数据处理装置等部分组成。 关键词：过程分析，检测器，气相色谱仪，模块化，分离
目录 1、气相色谱仪模块化概述--------------------------------------2 2、气相色谱仪分析原理---------------------------------------------2 2.1.混合物分离--------------------------------------------------------2 1)物质分离原理-------------------------------------------------2 2)影响因数-------------------------------------------------------4 2.2.检测器检测-------------------------------------------------------4 1)检测原理-------------------------------------------------------4 2)实际装置-------------------------------------------------------5 3、色谱图及其基本概念-------------------------------------------7 4、模块化------------------------------------------------------------9 5、使用注意----------------------------------------------------------10 5.1使用氢焰离子化检测器意点---------------------------------10 5.2气相色谱仪常见毛病及检修---------------------------------11
常用免疫学检验技术的基本原理 免疫学检测即是根据抗原、抗体反应的原理，利用已知的抗原检测未知的抗体或利用已知的抗体检测未知的抗原。由于外源性和内源性抗原均可通过不同的抗原递呈途径诱导生物机体的免疫应答，在生物体内产生特异性和非特异性T 细胞的克隆扩增，并分泌特异性的免疫球蛋白（抗体）。由于抗体－抗原的结合具有特异性和专一性的特点，这种检测可以定性、定位和定量地检测某一特异的蛋白（抗原或抗体）。免疫学检测技术的用途非常广泛，它们可用于各种疾病的诊断、疗效评价及发病机制的研究。 最初的免疫检测方法是将抗原或抗体的一方或双方在某种介质中进行扩散，通过观察抗原－抗体相遇时产生的沉淀反应，检测抗原或抗体，最终达到诊断的目的。这种扩散可以是蛋白的自然扩散，例如环状沉淀试验、单向免疫扩散试验、双向免疫扩散实验。单向免疫扩散试验就是在凝胶中混入抗体，制成含有抗体的凝胶板，而将抗原加入凝胶板预先打好的小孔内，让抗原从小孔向四周的凝胶自然扩散，当一定浓度的抗原和凝胶中的抗体相遇时便能形成免疫复合物，出现以小孔为中心的圆形沉淀圈，沉淀圈的直径与加入的抗原浓度成正比。 利用蛋白在不同酸碱度下带不同电荷的特性，可以利用人为的电场将抗原、抗体扩散，例如免疫电泳试验和双向免疫电泳。免疫电泳首先将抗原加入凝胶中电泳，将抗原各成分依次分散开。然后沿电泳方向平行挖一直线形槽，于槽内加入含有针对各种抗原的混合抗体，让各抗原成分与相应抗体进行自然扩散，形成沉淀线。然后利用标准的抗原－抗体沉淀线进行抗原蛋白（或抗体）的鉴别。上述的方法都是利用肉眼观察抗原－抗体反应产生的沉淀，因此灵敏度有很大的局限。比浊法引入沉淀检测产生的免疫比浊法就是利用浊度计测量液体中抗原－抗体反应产生的浊度，根据标准曲线来计算抗原（或抗体）的含量。该方法不但大大提高了检测的灵敏度，且可对抗原、抗体进行定量的检测。
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+=×+=
第一章 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.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：该仪器的灵敏度为 25 .40.55.35.2-=--=S mV/mm 3.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： 0.45Ω/℃ 电桥： 0.02V/Ω 放大器： 100(放大倍数) 笔式记录仪： 0.2cm/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）测温系统的总灵敏度为 18.02.010002.045.0=???=S cm/℃ （2）记录仪笔尖位移4cm 时，所对应的温度变化值为 22.2218 .04==t ℃ 4.有三台测温仪表，量程均为0~800℃，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％，选那台仪表合理? 解：2.5级时的最大绝对误差值为20℃，测量500℃时的相对误差为4％；2.0级时的最大绝对误差 值为16℃，测量500℃时的相对误差为3.2％；1.5级时的最大绝对误差值为12℃，测量500℃时的 相对误差为2.4％。因此，应该选用1.5级的测温仪器。
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：P3 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：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。