自动检测第五章复习题

《自动检测技术》复习题第1章测量基本理论1．传感器由哪几部分组成？各部分的作用是什么？敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。

转换元件：以敏感元件的输出为输入，把输入转换成电路参数。

转换电路：将转换电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。

2.根据测量的具体手段可将测量分为哪三种方式？每种方式的优点和缺点。

1偏位式——被测量作用于仪表内部的比较装置，使该装置产生偏移量，直接以仪表的偏移量表示被测量的测量方式。

容易灵敏度漂移和零点漂移，精度较低 2.零位式——被测量与仪表内部的标准量进行比较，当测量系统达到平衡时，用已知标准量的值决定被测量的值。

精度高，但平衡过程复杂。

3.微差式——预先使被测量与装置内部的标准量相平衡，当被测量有微小变化时，测量装置将失去平衡，再采用偏位式仪表指示出其变化部分的数值。

综合了偏位式速度快和零位式精度高3.传感器的静态特性是什么？由哪些性能指标来描述？迟滞性的现象及其产生的原因。

静态特性是指检测系统的输入为不随时间变化的恒定信号时，系统的输出与输入之间的关系。

主要包括：灵敏度、分辨力、分辨率、线性度、稳定度、电磁兼容性、可靠性等。

迟滞性的现象指传感器正向特性和反向特性的不一致程度。

公式：4.测量误差的分类。

静态系统误差合成的两种方法。

粗大误差--明显偏离真值的误差称为粗大误差，也叫过失误差。

系统误差--在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差，称为系统误差。

凡误差的数值固定或按一定规律变化者，均属于系统误差。

随机误差--测量结果与在重复条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值之差称为随机误差。

(集中性对称性有界性)绝对值合成法方均根合成法5.一台精度为0.5级、量程范围600～1200℃的温度传感器，它最大允许绝对误差是多少？检验时某点最大绝对误差是４℃，分析此表是否合格？第2章 电阻式传感器1. 什么是金属材料的电阻应变效应？什么是半导体材料的压阻应变效应？ 对金属材料来说，电阻丝灵敏度系数表达式中1+2μ的值要比(d ρ/ρ)/ε大得多，显然，金属丝材的应变电阻效应以结构尺寸变化为主。

第五章温度检测
1. 今用一只镍铬-镍硅热电偶,测量小氮肥厂中转化炉的温度,已知热电偶工作端温度为800℃,自由端(冷端)温度为30℃,求热电偶产生的热电势 E(800,30)。

解：由附录三可以查得
E(800,0)=33.277(mV)
E(30,0)=1.203(mV)
将上述数据代入式(5-3),即得E(800,30)=E(800,0) -E(30,0)=32.074 ( mV)
2 .某支铂铑10-铂热电偶在工作时，自由端温度t0= 30℃,测得热电势 E(t,t0) =14.195mV，求被测介质的实际温度。

解:由附录一可以查得
E(30,0)=0.173(mV)
代入式(5-3)变换得
E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=0.173+14.195=14.368(mV)
再由附录一可以查得14.368mV对应的温度t为1400℃。

注意：由于热电偶所产生的热电势与温度的关系都是非线性的 (当然各种热电偶的非线性程度不同),因此在自由端温度不为零时,将所测热电势对应的温度值加上自由端温度,并不等于实际的被测温度。

3.什么叫温标？什么叫国际实用温标？
用来衡量温度的标准尺度，简称为温标。

为了使用方便，国际上协商确定，建立一种既使用方便、容易实现，又能体现热力学温度(即具
有较高准确度)的温标，这就是国际实用温标，又称国际温标。

4.接触式测温和非接触式测温各有何特点，常用的测温方法有哪些? 接触式与非接触式测温特点比较
热敏电阻测温
非接触式测温：辐射测温。

《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；标准量某0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。

自动检测技术智慧树知到课后章节答案2023年下山东科技大学山东科技大学第一章测试1.传感器主要完成两方面的功能：检测和（）。

A:信号调节B:转换C:测量D:感知答案:转换2.传感器的下列指标全部属于动态特性的是（）。

A:重复性、漂移B:迟滞、灵敏度、阻尼系数C:精度、时间常数、重复性D:幅频特性、相频特性答案:幅频特性、相频特性3.传感器的下列指标全部属于静态特性的是（）。

A:线性度、灵敏度、阻尼系数B:幅频特性、相频特性、稳态误差C:迟滞、重复性、漂移D:精度、时间常数、重复性答案:迟滞、重复性、漂移4.有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，该表可能出现的最大绝对误差为（）。

A:2℃B:0.5℃C:1℃D:10℃答案:1℃5.实际测量中，精密度高，准确度不一定高，因仪表本身可以存在较大的系统误差。

反之，如果准确度高，精密度也不一定高。

（）A:对 B:错答案:对6.传感技术的作用主要体现在：（）。

A:传感技术是产品检验和质量控制的重要手段。

B:传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步。

C:传感技术在系统安全经济运行监测中得到了广泛应用。

D:传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分。

答案:传感技术是产品检验和质量控制的重要手段。

;传感技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步。

;传感技术在系统安全经济运行监测中得到了广泛应用。

;传感技术及装置是自动化系统不可缺少的组成部分。

第二章测试1.传感技术的研究内容主要包括：（）A:信息获取B:信息处理C:信息传输D:信息转换答案:信息获取;信息处理;信息转换2.影响金属导电材料应变灵敏系数K的主要因素是（）。

A:导电材料电阻率的变化B:导电材料几何尺寸的变化C:导电材料化学性质的变化D:导电材料物理性质的变化答案:导电材料几何尺寸的变化3.下列说法正确的是（）。

A:差动整流电路可以判断衔铁的位置和运动方向。

B:差动整流电路可以消除零点残余电压，但不能判断衔铁的位置。

第一章作业答案2-3何谓真空度？某点的真空度为0.4×105Pa ，其绝对压力和相对压力分别是多少？ 答：绝对压力比大气压小的那部分数值为真空度。

绝对压力=大气压力—真空度=0.6×105Pa 相对压力=—真空度=—0.4×105Pa2-5在图2-12中，液压缸直径150D mm =，活塞直径100d mm =，负载50000F N =。

若不计油液自重及活塞或缸体重量，求a) 、b)两种情况下的液压缸内部的油液压力。

解：a)列活塞受力平衡式：柱pA F =，则MPa d F A F p 66221037.6101004500004⨯=⨯⨯===-ππ柱b) 列缸体受力平衡式：缸环pA pA F =+，则MPa d F A F p 66221037.6101004500004A -⨯=⨯⨯===-ππ环缸2-6如图2-13所示的液压装置中，已知120d mm =，250d mm =，180D mm =，2130D mm =，130/min q L =。

求1υ、2υ和2q 各是多少？解：s m A qv /106.0)2080(4601030223111=-⨯⨯⨯==-π在大小缸活塞之间，根据连续性方程可知：22221144D v D v ππ= 则有：s m v /04.0106.013080222=⨯=s m d D v q /105.410)50130(404.0)(434622222222--⨯=⨯-⨯⨯=-⨯⨯=ππ第三章作业答案3-9 图3-20中，若不计管路压力损失，试确定如图所示各工况下，泵的工作压力p （压力表的读数）各为多少？（已知图c 中节流阀的压差为Δp ）答：0=p ；AFp =；p p ∆=；0=p 3-11 某液压泵的工作压力为5MPa ，转速为1450r/min ，排量为40mL/r ，容积效率为0.93，总效率为0.88，求泵的实际输出功率和驱动该泵所用电动机的功率。

自动检测第五章复习题1．用K热电偶测某设备的温度，测得的热电势为20ｍＶ，冷端（室温）为25℃，求设备的温度？如果改用E电热偶来测量温时，在相同的条件下。

E热电偶测得的热电势为多少？解：⑴当热电势为20ｍＶ时，此时冷端温度为25℃，即E(t,t0)=20ｍＶ查表可得 E(t0,0）=E(25，0）=1ｍＶ因为 E(t,0)= E(t,t0)+E(t0,0)=20+1=21ｍＶ℃由此电势，查表可得t=509℃，即设备温度为509℃.⑵若改用E热电偶来测温度时，此时冷端温度仍为25℃。

查表可得E(t0，0)=E(25，0)=1.05ｍＶ当509℃，查表可得 E(t,0)=E（509，0）=37.7ｍＶ因为E(t,t0)= E(t,t0)-E(t0,0)=37.7-1.5=36.2ｍＶ即E热电偶测得的热电势为36.2ｍＶ。

2．现用一只镍铬-铜镍热电偶测某换热器内的温度，其冷端温度为30℃，显示仪表为动圈仪表（即XCZ-101）,此仪表的机械零位为0℃，这时指示值为400℃，若认为换热器内的温度为430℃，对不对？为什么？正确值是多少？解：不对。

因为此时冷端度为30℃.而仪表的指示值（400℃）是在仪表的机械零位在0℃时的值。

所以，此时仪表指示值不是换热器的实际温度。

查表可得E(400,0)=28.943ｍＶ.此热电势即为E(t,30),即E(t,30)=E(400,0)=28.943ｍＶ因为 E(t,t0)=E(t,t0)+E(t0,0)=E(t,30)+E(30,0)=28.943+1.801=30.744ｍv查表可得：t=422°C.有上面分析可看出，换热器的实际温度不是简单的仪表指示值与冷端温度之和，而是热电势之和。

即仪表指示值所对应的热电势值E(t ，30）加上热端为30℃冷端为0℃时的热电势，由此才能得到实际温度下的热电势E(t ，0），这样查表即可得到实际温度t 的值。

3. 若用两支铂铑10-铂热电偶串联来测量炉温，连接方式分别如图3-16（a ）、（b ）、（c ）所示。

《自动检测技术及仪表》课后作业第一章：绪论1. 实现自动化的目的和方法是什么？2. 自动化的主要内容有哪些？3. 自动化仪表的发展过程中，我国仪表经历了哪几个阶段？4. 自动检测技术的发展趋势是什么？5. 自动检测系统的基本构成是什么？各环节的作用是什么？第二章：检测仪表系统的构成原理1. 检测的基本方法有哪些？其特点是什么？如何确定检测方法。

2. 检测仪表系统的信号选择方法有哪能些？3. 提高仪表检测精度的方法.有哪能些？4. 简述变送器的基本构成及理想输入输出特性，写出其输入输出表达式。

5. 分别简述模拟式变送器、数字式变送器的构成原理，二者的输出信号有何不同？6. 何谓变送器的零点调整、量程调整和零点迁移？它们的作用各是什么？模拟变送器和数字变送器各是如何实现量程调整的。

第三章：测量误差及仪表的性能指标1.测量误差是如何分类的，产生测量误差的主要原因是什么。

2.掌握测量误差的目的是什么。

如何分析和处理测量误差。

3.仪表性能指标的定义；仪表三项性能指标的确定方法；4.附加题：①一台温度变送器当输入信号从100℃变到900℃时，输出信号由4mA上升至20mA，求此台仪表的灵敏度。

②测量80mA的电流信号，要求最大误差小于1.2mA，下列仪表选哪台合适？给出理由。

(a)、1.0级0~200mA ；(b)、1.0级0~100mA ；(c)、1.5级0~100mA。

第四章：过程参数检测技术1.检测过程参数的作用是什么？工业上常见的过程参数主要有哪些？2.过程参数的测量方法有哪些？如何考虑选用测量方法。

3.传感器、变送器的作用各是什么？二者之间有什么关系？4.构成检测系统的仪表在信号传递时，要考虑哪些问题，解决方案有哪些。

5.有一台DDZ-III型两线制差压变送器，已知其量程为20～100kPa，当输入信号为40kPa和70kPa时，变送器的输出信号分别是多少？6.自动检测系统的设计方法和原则。

7.自动化仪表的种类及作用是什么？信号制有哪些？8.常用的国际标准信号制是什么内容？HART通讯协议内容是什么？9.画系统流程图的目的是什么？流程图的表达方式有哪些？4-1温度测量及变送 P56-T3、4、5、6、7P161-T1、2、84-2压力测量及变送 P68-T2、8、10、11、124-3流量测量及变送 P98-T1、5、6、13、154-4物位测量及变送 P103-T3、5、6第五章：现代检测技术（从以下补充可选作业中选择做5题）P217-T3、5、7P233-T4、9、10P239-T1、3、4、5P248-T1、2P263-T1、2P272-T1、3、4、6----------本学期需要完成的作业共计50题。

⾃动检测课后习题答案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。