自动检测技术 实验一应变片的粘贴工艺实验 一、实验目的： 熟悉掌握应变片的粘贴工艺及要求。 二、应变片的粘贴工艺及要求： 应变片的粘贴工艺及质量直接影响着测量的精度与成败，因此必须按照粘贴工艺规程粘贴应变片，一般步骤为： 1、应变片的检查 (1）外观检查 用放大镜(或投影仪)进行外观检查。凡是金属丝栅不紊乱、布置均匀。引线牢固，底基胶层均匀者可以认为合格。 (2)阻值分选 用精密电桥测量应变片的阻值，一般不超过应变片名义阻值的±0.5％时，认为其合格。但要根据实测电阻值分组包装使用。在同一组中，各片之间的实测电阻值偏差最好不超过±0.1Ω。当相差为±0.5Ω时上，电阻应变仪就不易平衡了。 2、粘贴表面的清理(即试件清理) 一般对贴片表面的要求为： (1)完全去掉表面的氧化皮及污垢。通常采用手提电动砂轮，钢刷、 砂布等打磨。测点表面最好用0＃或1＃砂布打磨到▽6即可，也 不易太光滑。打磨表面为应变片基底面积的2～3倍 (2)用划针在测点表面轻画贴片位置的坐标线。 (3)用丙酮（或无水乙醇、甲苯）和脱脂棉清洗。直到没有脏物为止，晾干后即可开始粘贴应变片。 3、贴片的具体步骤
一般按使用粘贴剂所要求的工艺进行。但应注意以下几点： (以使用KH一502粘贴剂为例) (1) 粘片前粘片的工具要准备齐全。 (2) 首先在应变片如背面和清理好的试件表面上都涂上—层很薄的粘贴剂、然后将应变片按试验要求的方位贴于试件上。 (3) 贴上后，在片上盖上—层玻璃纸。一手提住引线，用另一只手的大拇指轻轻滚压(主要用垂直压力，不要有推力)。把多余的胶水与气泡挤出。 (4) 贴片完毕后，应变片应该整齐、干净，位置准确，胶层均匀。 4、应变片的干燥处理： 在贴片完成后，应根据所用粘贴剂的干燥固化条件，进行干燥处理。对KH一502粘贴剂。一般可在干燥的空气中自然干燥，也可用热烘干燥，如用红外线灯烤，电吹风吹等。 5、粘贴质量的检查： 对应变片粘贴质量应检查如下项目： (1)应变片粘贴位置是否准确； (2)胶水是否均匀。有无气泡与漏贴部分，尽量给以补救。尤其注意将两端贴牢。 (3)用万用表检查应变片是否断路或短路。 (4)用高阻计或万用表欧姆高阻挡，(如MF—10型的10K档)检查应变片与试件间的绝缘电阻。对于一般的测量，绝缘电阻≥50～100兆欧即可。 6、导线的连接与固定： 对经过检查合格的应变片，即可焊接导线并使之固定。导线是应变片与测量仪器连接的桥梁，起着传输应变信号的作用。因此，应选择合适的导线。一般为了保护应变片，往往应在应变片与导线之间设有接线
北京工业大学２００7—2００8学年第二学期 测量技术基础试卷(开卷) 班级学号姓名成绩 一、填空题（２5分，每空1分) 1．时间常数τ是一阶传感器动态特性参数，时间常数τ越小，响应越快，响应曲线越接近于输入阶跃曲线。 2．满足测试装置不失真测试的频域条件是幅频特性为一常数和相频特性与频率成线性关系。３．电荷放大器常用做压电传感器的后续放大电路，该放大器的输出电压与传感器产生的电荷量成正比，与电缆引线所形成的分布电容无关。 4．信号当时间尺度在压缩时，则其频带变宽其幅值变小。 5.当测量较小应变值时,应选用电阻应变效应工作的应变片，而测量大应变值时，应选用压阻效应工作的应变片，后者应变片阻值的相对变化主要由材料电阻率的相对变化来决定。6．电感式和电容式传感器常采用差动方式，不仅可提高灵敏度,且能改善或消除非线性。7．电涡流传感器是利用金属材料的电涡流效应工作,可分为低频透射式和高频反射式两种，其中前者常用于材料厚度的测量。
8.在调制解调技术中，将控制高频振荡的低频信号称为 调制波 ,载送低频信号的高频振荡信号称为 载波 ,将经过调制过程所得的高频振荡波称为 已调制波 。 9．已知()t t x ωsin 12=,()t δ为单位脉冲函数,则积分()?∞ +∞-?? ? ?? -?dt t t x ωδ2π= 12 。 １０.已知霍尔式转速传感器的测速齿轮的齿数为20,若测得感应电动势的频率为3０0Hz ，则被测轴的转速为 900ｒ/min 。 1１. RC 低通滤波器中的ＲＣ值越大,则其上限截止频率越 小 。 1２． 频率混叠是由于 采样频率过低 引起的，泄漏则是由于 信号截断 所引起的。 二、选择题(１5分,每题1.5分) 1．离散、周期的时域信号频谱的特点是( C ）的。 A 非周期、离散? B 非周期、连续 C 、周期、离散 D 周期、连续 2．按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量控制型的是( C )。 Ａ 电阻传感器? B 电感传感器 C 光电传感器 D 电容传感器 3．变磁通感应式传感器在测量轴的转速时，其齿盘应采用（ Ｂ )材料制成。 A 金属 Ｂ 导磁 C 塑料 Ｄ 导电 4.测试装置能检测输入信号的最小变化能力,称为（ D )。 A 精度 B 灵敏度 C 精密度 Ｄ 分辨力 ５.数字信号的特征是( B ）。 A 时间上离散，幅值上连续 B 时间、幅值上都离散 C 时间上连续,幅值上量化 ? D 时间、幅值上都连续
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，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。 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）围所需要的时间。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）围所需要的时间。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 ' = B B B '-= ?dt dh )Q Q (Q 321=+-h d ?
练习题 第一章 4.（a ）I=0A U 2=12V U=12V （b ）I=2.15 4112=++（A ） U 1=IR 1=1.2×4=4.8（V ） U 2=IR 2=1.2×5=6（V ） 8. Uab=Va-Vb=20-12=8V Ubc=Vb-Vc=12-4=8V Uac=Va-Vc=20-4=16V 11. I= 425 100==R U A 12. R=254 100==I U Ω 13. R=205 100==I U Ω I=620 120==R U A 14.R=ρs l R 减少20%，I ’=A R R U 25.68 .05%80·100'=== 6.25-5=1.25 A （增加） 15.I=R U ，U 相同时，I 和R 成反比。因为I 1是I 2的4倍，所以R 1是R 2的41倍。 16.（1）2A （2）R 1=106 60=Ω （3）U=IR 1=3×10=30V 17.（a ）I= A Uab m 2-1036-10333=?=? （b ）V U U U V I I U U U V U U U ob ao ab 25-1-15-52-53-2053515-5-55-1051-52oa bo ca 32oc bo bc ==?+?=+==?+?=?+?=+===?+?=+=）（）（）（）（ 18.U =+-=+=E IR U U bd ad ab -（-3）×1+2=5V 19. E=U+IR ， 1.5+2R=0.8+4R R=0.35Ω， E=1.5+2R=2.2V 20.A I 74.003 .025.1=+= 21.（1）A R R U I 49.0103 500====
第一章检测技术的基本概念思考题与习题答案 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%，该压力表的准确度等级应定为____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.准确度等级 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.提高准确度 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℃，准确度为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，其准确度应选B级。若选用量程为300V，其准确度应选____C____级，若选用量程为500V的电压表，其准确度应选____C____级。 A. 0.25 B. 0.5 C. 0.2 D.1.0
《电气测量技术》复习资料 一、填空题 1.电测量和磁测量统称为电磁测量或电气测量。 13.以绝对误差与仪表上量限的比值所所表示的误差称为引用误差。 14.最大引用误差可以用来评价仪表性能，实用中就用他表征仪表的准确度等级。 15.随机误差通常呈正态分布，具有有界性、单峰性和对称性三个特性。 16.电动系功率表有两个线圈。 12、用电流表测电流必须将电流表与电路串联。
13、用电压表测电压必须将电压表与电路并联。 14、磁电系仪表广泛地用于直流电流和直流电压的测量。 15、磁电系电压表，要扩大其量程，可以串联一个附加电阻。 16、磁电系电流表，要扩大其量程，就要加接分流器。 Ω数称为电压灵敏度。 17、习惯上常把电压表的V 50Hz 26.精确测量电路参数可以使用电桥，测量电阻的直流电桥分为单电桥和双电桥两种。 27.普通示波管由电子枪、偏转系统和荧光屏三部分组成。 28.示波器Y通道的作用是将被测电压信号传送至显示器，控制显示器垂直方向的偏 转。X通道有两种结构，一种为连续扫描方式，另一种为触发扫描方式。
29.磁的测量是电工测量技术的一个重要方面，他包括磁场的测量和磁性材料的测量。 30.磁通φ的单位为韦伯Wb，磁感应强度B的单位为特斯拉T。 31.高斯计是利用半导体在磁场中的霍尔效应直接测出空间的磁感应强度的。 32.交流电路功率是指一个周期内瞬时电压和瞬时电流乘积的平均值，即。 ． ．． 3、在没有信号输入时，仍有水平扫描线，这时示波器工作在______状态，若工作在 ______状态，则无信号输入时就没有扫描线。（A） A.连续扫描触发扫描 B.触发扫描连续扫描 C.常态自动 D.内触发扫描外触发扫描 4、根据测量误差的性质和特点，可以将其分为（C）三大类。
现代检测技术基础试题 一、阐述仪器线性度的概念，说明有哪些直线拟合方法。阐述回程差、灵敏度和分辨力的概念。 二、仪表的精确度等级是怎样规定的？写出计算公式。某测温仪表的测温范围为0---600℃，准确度等级为2.5级；另一测温仪表的测温范围为0---1200℃，准确度等级为1.5级。现欲测量温度为500℃的设备温度，问选哪种测温仪表会更好？计算说明为什么？ 三、（1）假设你开发一台称重仪，在实验室完成了传感器、放大电路和单片机系统的设计制作，但是没有条件施加标准砝码或标准力对传感器和你的系统进行实际标定，你只有一块可用来测量电压和电流的表(或万用表), 在这种条件下你应该首先对仪器的那些指标进行测定?从误差的角度出发,你对你使用的表有何要求? （2）设传感器误差为0.1%；测量放大电路误差为0.03%；系统采用的A/D转换器为10位，试分析仪器最后能达到的最好精度等级是多少？ （3）用干电池分压的办法模拟传感器输出信号对电路进行测试，试在整个量程范围内确定其测试点。若每一个测试点测试了十次，说明你对这些数据的处理方法并写出数据处理公式。 三、画图并说明光电池的下列特性： （1）开路电压、短路电流与光照度的关系； （2）输出电流与负载电阻及光照度的关系。 四、画图并说明光电二极管与放大器的电流放大连接法、电压放大连接法和阻抗变换连接法。说明各连接法适用于哪些测量情况。 五、（1）怎样测试光敏电阻的好坏？（2）比较光敏电阻、光电池、光电二极管的异同点。（3）说明选择光电检测器时应注意哪些问题。 六、写出朗伯-比尔定律的数学表达式，说明各符号的含义。 七、用于测量输送皮带上粉粒物料的近红外水分仪为何要采用三个波长进行测
基本概念 1.传感器的定义：工程中通常把直接作用于被测量，能按一定规律将其转换成同种或别种量值输出的器件称作传感器。 2.传感器的分类。 （1）物性型传感器：依靠敏感元件材料本身物理化学性质的变化来实现信号变换的传感器。属于物性型传感器有：光电式和压电式，如：电阻应变片，压电式加速度计，光电管等。 （2）结构型传感器：依靠传感器结构参量的变化实现信号转换。属于结构型传感器的有：电感式，电容式，光栅式。如：电容传感器，涡流传感器，差动变压器式等。 （3）按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（光电式传感器） 3.静态指标：线性度，灵敏度，重复性等。 （1）线性度：指测量装置输出、输入之间保持常值比例关系的程度。 （2）灵敏度：输出的变换量与输入的变换量之比。 （3）重复性：指测量系统在输入量按同一方向做全量程连续多次测试时所得输入、输出特性曲线不重合程度。 4.动态指标：属于传感器动态性能的有：固有频率， 5.灵敏度： （1）测试系统的灵敏度越高，则其测量范围：越窄 （2）对于理想的定常线性系统，灵敏度是（常数） （3）传感器灵敏度的选用原则。①尽量选用灵敏度高的传感器②尽量选用信噪比大的传感器③当被测量是向量时要考虑交叉灵敏度的影响④过高的灵敏度会缩小其适用的测量范围 6.线性度：非线性度是表示校准曲线( 偏离拟合直线)的程度。 7.稳定性：测试装置在规定条件下保持其测量特性恒定不变的能力称( 稳定度 ) 8.精确度： （1）精度：也称为精确度，是反映测量系统误差和随机误差的综合误差指标，即准确度和精密度的综合偏差程度。 （2）传感器精确度的选用原则。①尽量选用精确度高的传感器，同时考虑经济性②对于定性试验，要求传感器的精密度高③对于定量试验，要求传感器的精确度高④传感器的精确度越高，价格越昂贵。 9.可靠性：是指在使用环境和运行指标不超过极限的情况下，系统特性保持不变的能力。 10.在静态测量中，根据绘制的定度曲线，可以确定测量系统的三个静态特性：
第一章 检测技术的基本概念 测量方法分类 可分为静态测量和动态测量、直接测量和间接测量、模拟式测量和数字式测量、接触式测量和非接触式测量、在线测量和离线测量。根据测量的具体手段来分，又可分为偏位式测量、零位式测量和微差式测量 测量误差及数据处理 1．什么是绝对误差？ 绝对误差是指测量值A x 与真实值A 0之间的差值，即 Δ＝A x －Ａ0 （1-1） 2．什么是相对误差？ 相对误差用百分比的形式来表示，一般多取正值。 （1）示值相对误差x 用绝对误差与被测量A x 的百分比来表示，即 %100?? = x x A γ （1-2） （2）引用误差m 有时也称满度相对误差。它用测量仪表的绝对误差与仪器满度值A m 的百分比来表示的。即 %100m ?? = A m γ （1-3） 3．什么是准确度等级？ 上式中，当 取仪表的最大绝对误差值 m 时的引用误差常被用来确定仪表的准 确度等级S ，即 100m m ?= A ΔS （1-4） 根据给出的准确度等级S 及满度值A m ，可以推算出该仪表可能出现的最大绝对误差m 、示值相对误差等。 重要提示： 仪表的准确度在工程中也常称为“精度”，准确度等级习惯上称为精度等级 我国的模拟仪表通常分七种等级，如表1-1所示。我们可以从仪表的使用说明书上读得仪表的准确度等级，也可以从仪表面板上的标志判断出仪表的等级。从图1-4所示的电压表右侧，我们可以看到该仪表的准确度等级为2.5级，它表示对应仪表的
引用误差所不超过2.5％。 表1-1 仪表的准确度等级和基本误差 准确度等级0.1 0.2 0.5 1.0 1.5 2.5 5.0 基本误差±0.1% ±0.2% ±0.5% ±1.0% ±1.5% ±2.5% ±5.0% 例题： 1. 已知被测电压的准确值为220V，请观察并计算图1-4所示的电压表上的准确度等级S、满度值A m、最大绝对误差Δm、示值A x、与220V正确值的误差Δ、示值相对误差x以及引用误差m。 2. 示值相对误差有没有可能小于引用误差？在仪表绝对误差不变的情况下，被测电压降为22V，示值相对误差x将变大了？还是变小了？ 解： 1. 从图1-4可知，准确度等级S＝5.0级，满度值A m＝300V。 最大绝对误差Δm＝300V×5.0÷100＝15V，示值A x＝230V。 用更高级别的检验仪表测得被测电压（220V）与示值值的误差Δ＝10V，示值相对误差x＝4.3%。 引用误差m＝（10/300）×100%＝3.3%，小于出厂时所标定的5.0%。 2. 若绝对误差仍为10V，当示值A x为22V，示值相对误差 ＝（10/22）×100%=45%。与测量220V时相比，示值相对误差大多啦 x 结论： 由上例得到的结论：在选用仪表时应兼顾准确度等级和量程，通常希望示值落在仪表满度值的2/3以上。 （二）测量误差的分类 1．粗大误差？ 明显偏离真值的误差称为粗大误差。粗大误差主要是由于测量人员的粗心大意及电子测量仪器受到突然而强大的干扰所引起的。如测错、读错、记错、外界过电压尖峰干扰等造成的误差。 就数值大小而言，粗大误差明显超过正常条件下的误差。当发现粗大误差时，应予以剔除。 2．系统误差？
北京工业大学2007—2008学年第二学期 测量技术基础试卷（开卷） 班级学号姓名成绩 一、填空题（25分，每空1分） 1．时间常数τ是一阶传感器动态特性参数，时间常数τ越小，响应越快，响应曲线越接近于输入阶跃曲线。 2．满足测试装臵不失真测试的频域条件是幅频特性为一常数和相频特性与频率成线性关系。3．电荷放大器常用做压电传感器的后续放大电路，该放大器的输出电压与传感器产生的电荷量成正比，与电缆引线所形成的分布电容无关。 4．信号当时间尺度在压缩时，则其频带变宽其幅值变小。 5．当测量较小应变值时，应选用电阻应变效应工作的应变片，而测量大应变值时，应选用压阻效应工作的应变片，后者应变片阻值的相对变化主要由材料电阻率的相对变化来决定。6．电感式和电容式传感器常采用差动方式，不仅可提高灵敏度，且能改善或消除非线性。 7. 电涡流传感器是利用金属材料的电涡流效应工作，可分为低频透射式和高频反射式两种，其中前者常用于材料厚度的测量。 8．在调制解调技术中，将控制高频振荡的低频信号称为调制波，载送低频信号的高频振荡信号称为载波，将经过调制过程所得的高频振荡波称为已调制波。
9．已知()t t x ωsin 12=，()t δ为单位脉冲函数，则积分()?∞+∞ -?? ? ?? -?dt t t x ωδ2π= 12 。 10．已知霍尔式转速传感器的测速齿轮的齿数为20，若测得感应电动势的频率为300Hz ，则被测轴的转速为 900r/min 。 11. RC 低通滤波器中的RC 值越大，则其上限截止频率越 小 。 12. 频率混叠是由于 采样频率过低 引起的，泄漏则是由于 信号截断 所引起的。 二、选择题（15分，每题1.5分） 1．离散、周期的时域信号频谱的特点是（ C ）的。 A 非周期、离散 B 非周期、连续 C 、周期、离散 D 周期、连续 2．按传感器能量源分类，以下传感器不属于能量控制型的是（ C ）。 A 电阻传感器 B 电感传感器 C 光电传感器 D 电容传感器 3．变磁通感应式传感器在测量轴的转速时，其齿盘应采用（ B ）材料制成。 A 金属 B 导磁 C 塑料 D 导电 4．测试装臵能检测输入信号的最小变化能力，称为（ D ）。 A 精度 B 灵敏度 C 精密度 D 分辨力 5．数字信号的特征是（ B ）。 A 时间上离散，幅值上连续 B 时间、幅值上都离散 C 时间上连续，幅值上量化 D 时间、幅值上都连续 6．传感器灵敏度越高，表示该传感器（ B ）。 A 工作频带越宽 B 单位输入引起的输出量越大 C 线性范围越宽 D 允许的输入量越大
检测技术的基本概念 典型参数的检测技术 检测技术的练习 检测技术的基本概念 检测的意义 为了满足机械产品的功能要求,在正确合理地完成了可靠性、使用寿命、运动精度等方面的设计以后，还须进行加工和装配过程的制造工艺设计，即确定加工方法、加工设备、工艺参数、生产流程及检测手段。其中，特别重要的环节就是质量保证措施中的精度检验。 “检验”就是确定产品是否满足设计要求的过程，即判断产品合格性的过程。检验的方法可以分为两类：定性检验和定量检验。定性检验的方法只能得到被检验对象合格与否的结论，而不能得到其具体的量值。定量检验的方法是在对被检验对象进行测量后，得到其实际值并判断其是否合格的方法，简称为“检测”。检测的核心是测量技术。通过测量得到的数据，不仅能判断其合格性，还为分析产品制造过程中的质量状况提供了最直接而可靠的依据。 测量的基本要素 一个完整的测量过程应包含被测量、计量单位、测量方法（含测量器具）和测量误差等四个要素。 被测量在机械精度的检测中主要是有关几何精度方面的参数量，其基本对象是长度和角度。 计量单位是以定量表示同种量的量值而约定采用的特定量。我国规定采用以国际单位制（SI）为基础的“法定计量单位制”。常用的长度单位有“毫米（mm）”、“微米（μm）”和“纳米（n m）”，常用的角度单位有“度（°）”、“分（′）”、“秒（″）”和“弧度（rad）”、“球面度（sr）”。 测量方法是根据一定的测量原理，在实施测量过程中对测量原理的运用及其实际操作。广义地说，测量方法可以理解为测量原理、测量器具（计量器具）和测量条件（环境和操作者）的总和。 测量误差是被测量的测得值与其真值之差。由于测量会受到许多因素的影响，其过程总是不完善的，即任何测量都不可能没有误差。从测量的角度来讲，真值只是一个理想的概念。因此，对于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围，说明其可信度。不考虑测量精度而得到的测量结果是没有任何意义的。 检测的一般步骤 通常情况下，检测应有以下几个步骤： 1、确定被检测项目认真审阅被测件图纸及有关的技术资料，了解被测件的用途，熟悉各项技术要求，明确需要检测的项目。 2、设计检测方案根据检测项目的性质、具体要求、结构特点、批量大小、检测设备状况、检测环境及检测人员的能力等多种因素，设计一个能满足检测精度要求，且具有低成本、高效率的检测预案。 3、选择检测器具按照规范要求选择适当的检测器具，设计、制作专用的检测器具和
检测技术的基本概念 第一节测量的一般概念及方法 对于测量方法，从不同的角度出发，有不同的分类方法。（须举例说明）： 1. 静态测量和动态测量 2. 直接测量和间接测量 3. 模拟式测量和数字式测量 4. 接触式测量和非接触式测量 5. 在线测量和离线测量 第二节测量误差及分类 测量值与真值之间的差值称为测量误差（Measuring error）。测量误差可其不同特征进行分类。 一、绝对误差和相对误差 重要公式： 1．绝对误差（Absolute Error） Δ=A x－Ａ0 2．相对误差（Relative Error）（掌握基本概念！） (1) 示值（标称）相对误差γx (2)满度（引用）相对误差γｍ 我国模拟仪表有下列七种等级：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。 表1-1 仪表的准确度等级和基本误差 讨论：上表说明什么？在正常工作条件下，可以认为仪表的最大绝对误差是不变的，而示值相对误差γx随示值的减小而增大。 与同学一起做：例1-1：分析讨论仪表精度等级与量程范围及示值相对误差之间的关系。 二、粗大误差、系统误差和随机误差（掌握基本概念） 1．粗大误差（举例） 2．系统误差（举例） 3．随机误差（举例） 分析正态分布的规律：（举例） （1）有界性（２）对称性（3）集中性 三、静态误差和动态误差 1．静态误差（Static Error）（举例） 2．动态误差（Dynamic Error）（举例） 第三节传感器及基本特性 讨论传感器的组成及框图：传感器由敏感元件，传感元件及测量转换电路三部分组成。 分析：图1-3：传感器的组成框图 结合电位器式压力传感器的工作原理，可将图1-4方框中的内容具体化。 图1-5：电位器式压力传感器原理框图（演示该传感器） 二、传感器分类 1）按被测量分类
《自动检测技术》知识点汇总 填空： 1.从传感器目的出发，可将传感器分为参量型传感器，发电型传感器。 2 按照误差出现的规律，可以分为系统误差，随机误差，粗大误差。 3 随机误差的特点：对称性，有界性，抵偿性，单峰性。 4 根据电阻值的特性，热敏电阻有正温度系数，负温度系数，临界热敏电阻。 5 电容式传感器的三种类型：变面积式，变间隙式，变介电常数式。 6 电感式传感器可以分为：自感式，互感式。 7 压电元件的常用的结构形式有：串联接法，并连接法。 8 压电式传感器的测量电路有：电压放大器，电荷放大器。 9 热电动势由：接触电动势，温差电动势组成。 10 热电偶的基本定律有：均质导体定律，中间导体定律，标准电极定律，中间温度定律。 11 热电偶的冷端补偿的方法有：冷端恒温法，补偿导线法，计算修正法，电桥补偿法，采用PN结温度传感器作冷端补偿，采用集成温度传感器作冷端补偿。 12 通常把光电效应分为：外光电效应，内光电效应，光生伏特效应。 13 根据光纤在传感器中的作用可分为：传光型，功能型。 14 光栅按其形状和用途可分为：长光栅，圆光栅。长光栅主要用于：长度或直线位移的测量，圆光栅主要用来测量：角度或角位移。 15 光栅的细分技术有：直接细分，电桥细分。 16 磁头分为：静态磁头，动态磁头。静态磁头又称为：磁通响应式磁头，动态磁头又称为：速度响应式磁头。 17 按照信号的读出方式，编码器可分为：接触式，非接触式。 18 超声波的波形主要可分为：纵波，横波，表面波。 19 要想得到大量的受辐射光，就必须具备粒子数反转分布，光的振荡两个条件。 20 激光的特点：方向性强，单色性好，相干性好。 21 目前，世界各国均采用直流信号作为统一信号，并将直流电压0~5V和直流电流0~10mA或4~20mA作为统一的标准信号。 简答题 1 电阻应变效应：导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时，其电阻值也相应发生变化的物理现象称为电阻应变效应。 2 压阻效应：对一块半导体材料的某一轴向加一定的载荷而产生应力时，它的电阻率会发生变化，这种物理现象称为压阻效应。 3 液面位置传感器：作液面位置传感器用的热敏电阻通过电流将引起自身发热。当处于两种不同介质中，电阻的散热条件不同，通过的电流也不同。通过电流表的指示可以反映液面的水平位置。 4 电容式液位传感器：:利用被测介质液面变化转化为电容变化的一种介质变化
第一章 1．用电压表测量实际值为220V 的电压，若测量中该表最大可能有±5％相对误差，则可能出现的读数最大值为多大。若测出值为230V ，则该读数的相对误差和绝对误差为多大。 解：可能出现的读数最大值为 220+220×231100 5=V 若测出值为230V ，则该读数的绝对误差为 0A A X -=?=230-220=10 V 相对误差为 γ0A ?=×100%220 10=×100% =4.5% 2．用量程为10A 的电流表，测量实际值为8A 的电流，若读数为8.1A ，求测量的绝对误差和相对误差。若所求得的绝对误差被视为最大绝对误差，问该电流表的准确度等级可定为哪一级? 解：该读数的绝对误差为 0A A X -=?=8.1－8=0.1 A 该表的最大引用误差为 m m m A ?=γ×100％ =8 1.0×100％ =1.25％ 按表1-1该电流表的准确度等级可定为1.5级 3．用准确度为1级、量程为300V 的电压表测量某电压，若读数为300V ，则该读数可能的相对误差和绝对误差有多大，若读数为200V ，则该读数可能的相对误差和绝对误差有多大。 解：准确度1级、量程为300V 的电压表,最大绝对误差为 V 3%)1(300±=±?=?=?m m m A γ 若读数为300V ，则该读数可能的最大绝对误差为V 3±，相对误差为 γx A ?===±3003%1± 读数为200V 时，则该读数可能的最大绝对误差仍为V 3±，此时的相对误差为 γx A ?===±200 3%5.1± 4．欲测一250V 的电压，要求测量的相对误差不要超过±0．5％，如果选用量程为250V 的电压表，那么应选其准确度等级为哪一级?如果选用量程为300V 和500V 的电压表，则其准确度等级又应选用哪一级? 解：如果选用量程为250V 的电压表，可选准确度为0．5级的电压表，其最大绝对误
第1章检测技术的基本概念 1. 电工实验中,采用平衡电桥测量电阻的阻值,是属于零位式测量,而用水银温度计测量水温的微小变化,是属于偏 位式测量。 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示值相对误差。 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1.5倍左右为宜。 4. 用万用表交流电压档(频率上限为5kHz测量100kHz 、10V 左右的高频电压,发现示值不到2V ,该误差属于粗大误差。 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 ,该误差属于系统误差。 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,其目的是为了提早发现故障,提高可靠性。 6. 各举出两个日常生活中的非电量电测的例子来说明 静态测量:用电子天平称出物体的重量;用水银温度计测量水温; 动态测量:地震测量振动波形;心电图测量跳动波形;
直接测量:用电子卡尺测量物体的高度; 间接测量:曹聪称象; 接触式测量:用体温计测体温; 非接触式测量:雷达测速; 在线测量:在流水线上,边加工,边检验,可提高产品的一致性和加工精度; 离线测量:产品质量检验; 7. 有一温度计,它的测量范围为0~200℃,准确度等级为0.5级,求: (1该表可能出现的最大绝对误差。 (2当示值分别为20℃、100℃时的示值相对误差。 解:(1由表1- 1所示,温度计的准确度等级对应最大满度相对误差,即由满度相对误差的定义,可得最大绝对误差为: ?m =(±0.5%A m =±(0.5%×200℃=±1℃ (2当示值分别为20℃和100℃时,示值相对误差为: %5%100201%1001 1±=?±=??=x m x A γ %1%1001001%10022±=?±= ??=x m x A γ 8. 欲测240V 左右的电压,要求测量示值相对误差不大于0.6%,问:若选用量程为250V 电压表,其准确度应选模拟仪
（勤奋、求是、创新、奉献） 200 ～200 学年第一学期考试试卷 主考教师：宋万清 学院电子电气工程学院班级_ 姓名__________ 学号___________ 《电气测量技术》A（一）课程试卷B参考答案 （本卷考试时间90 分钟） 一、选择题（本题共4小题，每小题5分，共20分） 请选择以下答案：（正确√）（错误╳） 1．在他励直流发电机的实验中，为了使发电机电枢回路输出电压提高，可以采用以下方法：（1）可将励磁电流调大（√）， （2）可将励磁电流调小（╳）， （3）可将发电机的速度增高（√）。 2．在进行三相变压器不对称运行实验中，接法为Y，y ，副边接单相负载，其原副边的电流为： （1）原边由正序、负序和零序电流组成（╳）。 （2）副边由正序、负序和零序电流组成（√）。 （3）原边由正序、负序电流组成（√）。 3．在他励直流发电机调节特性的实验中，为了使发电机输出电压不变，可以采用以下方法： （1）调节电枢回路的串联电阻（╳）， （2）调节励磁回路的串联电阻（╳）， （3）调节电枢回路的电流同时，来调节励磁回路的电流（√） 4．三相变压器空载与短路实验中， 空载测量时电流表接于以下两种情况。 （1）接于电源一侧（╳），（2）接于变压器一侧（√）。
短路测量时电压表接于以下两种情况。 接于电源一侧（╳），（2）接于变压器一侧（√） 二、填空题（本题共4小题，每小题5分，共20分） 1. 他励直流电机在稳定运行时，电枢回路外串电阻后，电阻减小，电枢电流（增大），电磁转矩（增 大）而（大于）负载转矩，电机转速上升。 2. 在进行直流发电机实验时，原动机为电动机的输入功率为（电功率），其表达式为（P1= U D I aD）， 输出功率为（机械功率），其表达式为（P2=TΩ）。发电机的输入功率为（电动机输出的机械功率），其表达式为（P1= TΩ），输出功率为（电功率），其表达式为（P2= U F I aF）。 3. 在三相变压器空载和短路实验中，计算空载参数是在（额定电压）下，测到的数据进行（Z m）、 （r m）、（x m）计算。计算短路参数是在（额定电流）下，测到的数据进行（Z K）、 （r k）、（x k）计算。 4．并联运行的三相变压器必须满足以下三个条件：1、（额定电压）和（变比）相等，2、（连接组别）相同，3、（短路电压）的标么值相等。 三、问答题（本题共4小题，每小题10分，共40分） 1、在测量三相变压器空载和短路功率时，线路良好，出现一瓦特表读数为零，是否有此可能？如有 此可能试说明原因？ 答：在测量三相变压器空载和短路功率时，采用两瓦特表，在线路良好时，有可能出现一瓦特表读数为零，因为两瓦特表读数分别为：P I=UICOS（300+Ф）、P II=UICOS（300-Ф），当Ф=600时，P I=UICOS（300+600）= UICOS900=0、即此表读数为零，P II=UICOS（300-600）= UICOS（-300>0。 2、在测量三相变压器空载和短路功率时，采用两瓦特计法时，在空载测量时，为什么会出现两瓦特 表极性相反的现象？ 答：在测量三相变压器空载和短路功率时，采用两瓦特计法时，在空载测量时，因为两瓦特表读数分别为：P I=UICOS（300+Ф）、P II=UICOS（300-Ф），当Ф>600时，P I=UICOS（300+Ф）<0、P II=UICOS （300-Ф）>0即出现两瓦特表极性相反的现象。
第一章 检测技术的基本概念 P6 绝对误差 Ao Ax -=?值） 表示物体的真值即理想表示实际值，o (A Ax 示值（标称）相对误差 测量值）绝对误差，x %(100A x x ??A ?= γ 满度（引用）相对误差表示满度量程）Am Am m %(100??=γ 准确度等级m m %m (100A S A m Am m S ?= ???= 表示量程）最大绝对误差， 精确度的等级越小越好 P7 例1-2 现有0.5级的0~300摄氏度的和1.0级的0~100摄氏度的两个温度计，要测量80摄氏度的温度，试问哪个温度计好？ 解 采用0.5级表测量时，可能出现最大示值相对误差为 %875.1%10080 %5.0300%100=??=??=Ax ml m γ 若用1.0级表测量时，可能出现最大示值相对误差为 %25.1%10080%0.1100%1002=??=??= Ax m m γ 在选用仪表时应兼顾精度等级和量程，通常希望示值落在仪表满度值的2/3以上。 误差分为：粗大误差、系统误差、随机误差 P9 电量测量转换电路电参量传感元件非电量敏感元件被测量 非电量→→→→→→ P10 传感器的基本特性：灵敏度、分辨力、线性度 曲线越陡灵敏度越大。（2）数字式的传感器：精确到小数最后一位。（3）线性度又称非线性误差 P13 （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%，该压力表的精确度等级应定为0.1级，另一家仪表厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买5.0级的压力表。 （2）某采购员分别在三家商店购买100kg 大米、10kg 苹果、1kg 巧克力，发现均少约0.5kg ，但该采购员对巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心里作用的因素是示值相对误差。 （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
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 ,T , ,cos 。数字测量方法。 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。 3、测量误差及其表示方法 分类：系统误差，随机误差，疏忽误差。各自的特点，产生的原因，处理的方法。工程测量中因系统误差比较大，湮没了随机误差。
《自动检测技术》课程教学大纲 课程代码：060132013 课程英文名称：Automatic Measurement Technology 课程总学时：32 讲课：32 实验：0 上机：0 适用专业：自动化 大纲编写（修订）时间：2017.11 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 本课程是自动化专业的选修课。自动检测技术是工业自动化生产技术工作中不可缺少的重要环节，学生通过本大纲所规定的全部教学内容的学习，可以获得误差理论、传感器、自动检测工程应用中主要参数的检测技术等方面的基本知识和基本技能,为学生毕业后进一步从事自动化专业工作打下必要的基础。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：要求学生掌握自动检测系统的构成和基本特性,各类传感器的基本结构和工作原理,了解流程工业中参数检测的最新技术。 2.基本能力：通过本课程的教学，要培养和提高学生的自学能力,对所学知识进行整理、概括、消化吸收的能力，以及围绕课堂教学内容，阅读参考书籍和资料，自我扩充知识领域的能力。其次，要培养学生提高分析能力（主要是对测试系统的测量误差分析能力的培养）。最后，要具备联想与类比的设计能力以建立创新思维的体系。 3.基本技能:通过学习使学生具备常用传感器的测量和使用技能，学会在系统中合理的使用传感器。 （三）实施说明 1．教学方法：课堂讲授中要重点对基本概念、基本方法和解题思路的讲解；采用启发式教学，培养学生思考问题、分析问题和解决问题的能力；引导和鼓励学生通过实践和自学获取知识，培养学生的自学能力；增加讨论课，调动学生学习的主观能动性；注意培养学生提高利用标准、规范及手册等技术资料的能力。讲课要联系实际并注重培养学生的创新能力。 2．教学手段：本课程属于专业基础课，在教学中采用电子教案、CAI课件及多媒体教学系统等先进教学手段，以确保在有限的学时内，全面、高质量地完成课程教学任务。 （四）对先修课的要求 本课程的教学必须在完成先修课程之后进行。本课程主要的先修课程有电路、模拟电子技术、数字电子技术等。本课程将为专业课、课程设计以及毕业设计的学习打下良好基础。 （五）对习题课、实验环节的要求 1．对重点、难点章节（如：测量不确定度的评定、热电阻测温电桥、涡轮流量计特性分析等）应安排习题课，例题的选择以培养学生消化和巩固所学知识，用以解决实际问题为目的。 2．课后作业要少而精，内容要多样化，作业题内容必须包括基本概念、基本理论及设计计算方面的内容，作业要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，熟悉标准、规范等的作用，对作业中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评作业。学生必须独立、按时完成课外习题和作业，作业的完成情况应作为评定课程成绩的一部分。 3．在实验条件允许的情况下，进行适量课外实验。 （六）课程考核方式 1．考核方式：考查