交流电桥 (28)
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1、结构型传感器是依靠传感器( )的变化实现信号变换的。
1.材料物理特性<="" label="">2.体积大小3.结构参数<br </br4.电阻值2、阻抗头是测量振动系统( )的拾振器。
1.振动位移2.振动加速度3.激振力4.激振力及其响应3、常用于测量大位移的传感器有( )1.感应同步器<br </br2.应变电阻式3.霍尔式<="" label="">4.涡流式4、应变片的选择包括类型的选择、材料的选用、阻值的选择和( )等。
1.测量范围的选择2.电源的选择3.精度的选择4.尺寸的选择5、半导体应变片具有( )等优点。
1.灵敏度高 <br</br2. 温度稳定性好3. 可靠性高4.接口电路复杂6、莫尔条纹光栅传感器的输出信号的类型是( ) 1. 正弦波 2. 数字脉冲3. 调幅信号4.调频信号7、非线性度是表示校准曲线( )的程度。
1. 接近真值 2. 偏离拟合直线3. 正反行程不重合4. 重复性8、差动电桥由环境温度变化引起的误差为( )。
1. 最大 2.最小3.可以控制 4.没有误差9、信号传输过程中,产生干扰的原因是( ) 1.信号是缓变的 2.信号是快变的3. 干扰的耦合通道4. 信号是交流的10、对压电式加速度传感器,希望其固有频率( )。
1. 接近于零 2. 尽量低些 3. 尽量高些4.是任意的11、常用于测量大位移的传感器有( ) 1. 感应同步器2. 应变电阻式3. 霍尔式4. 涡流式12、将电阻应变片贴在( )上,就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器。
1.质量块2.刚性机器组件3.非弹性导体4.弹性元件13、结构型传感器是依靠传感器( )的变化实现信号变换的。
1.材料物理特性2.体积大小3.结构参数4.电阻值14、将电阻R 和电容 C 串联后再并联到继电器或电源开关两端所构成的 RC吸收电路,其作用是( )。
电子设备装接工理论试题(一)一、单项选择题1.电子电路中阻抗匹配是指()。
A.负载电阻大于电源内阻B.负载电阻小于电源内阻C.负载电阻等于电源内阻D.以上都不是2•主从JK触发器,当()时,不论原态如何,每来一个CP脉冲,触发器状态都要翻转一次。
A.J=0,K=0B.J=0,K=1C.J=1,K=0D.J=1,K=13.串联谐振电路在谐振状态时,电路中的()等于零。
A.阻抗B.感抗C.电抗D.容抗4.有一个电容器标称值为“104”,其标称容量应是()。
A.104pFB.104p FC.O.l p FD.10nF5.叠加原理适用于()。
A.非线性电路和线性电路B.非线性电路C.非线性电容电路D.线性电路6.优先编码器可同时有()信号输入。
A.至少3个B.至多5个C.多个D.至多4个7.电路中两点的电位分别是7v和3v则这两点间的电压是()。
A.7vB.3vC.4vD.10v8.纯电容元件上的电压比电流()。
A.超前90°B.滞后90°C.滞后180°D.滞后49.电压测量法一般以()端为参考点,测量某点的电位,就是该点对地的电压值。
A.电源正极B.电源负极C.公共接地D.任意点10.在串联谐振回路中,当信号源的频率小于谐振频率时,则电路呈()。
A.电容性B.电感性C.电阻性D.无法确定11.串联可调式稳压电路中,取样电路一般都采用()形式。
A.电阻分压B.电阻分流C.电容分压D.电感分压12.一个电路有n个节点,根据尔霍夫第一定律能列出()独立方程。
A.n-1B.nC.n+1D.n-213.戴维南定理所适用的线性有源二端网络中,电源的数目()。
A.至少2个B.至少1个C.至少3个D.至少4个14.在RLC串联电路中,R=20Q,L=0.1H,C=30pF,则信号频率为50Hz时的复阻抗z=()。
A.20+j74.8QB.20-j74.8QC.20+j420.6QD.20-j420.6Q15.在RLC串联电路中,电路的无功功率为感抗的无功功率QL与容抗的无功功率QC()。
实验二十八交流电桥测电容与电感交流电桥与直流电桥相似,也由四个桥臂组成。
但交流电桥组成桥臂得元件不仅就是电阻,还包括电容或电感以及互感等。
由于交流电桥得桥臂特性变化繁多,因此它测量范围更广泛。
交流电桥除用于精确测量交流电阻、电感、电容外,还经常用于测量材料得介电常数、电容器得介质损耗、两线圈间得互感系数与耦合系数、磁性材料得磁导率以及液体得电导率等。
当电桥得平衡条件与频率有关时,可用于测量交流电频率等。
交流电桥电路在自动测量与自动控制电路中也有着广泛得应用。
一、实验目得1.了解交流电桥得平衡原理及配置方法.2.自组交流电桥测量电感、电容及损耗.3.学习使用数字电桥测量电阻、电感与电容.二、仪器与用具低频信号发生器,交流毫伏表,交流电阻箱,可调标准电容箱(例如RX7-0型),待测电容,电感线圈,电阻,数字电桥,开关等.实验原理1.交流电桥平衡条件交流电桥就是对比直流电桥得结构而发展出来得,它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似,如图28-1所示,电桥得四个臂,,,通常就是复阻抗(可以就是电阻、电容、电感或它们得组合),间接交流电源,间接交流平衡指示器(毫伏表或示波器等).电桥平衡时,、两点等电位,由此得到交流电桥得平衡条件:= (28、1)利用交流电桥测量未知阻抗 (=)得过程就就是调节其余各臂阻抗参数使(28、1)式满足得过程.一般来说,包含二个未知分量,实际上按复阻抗形式给出得平衡条件相当于两个实数平衡条件,电桥平衡时它们应同时得到满足,这意味着要测量,电桥各臂阻抗参数至少要有两个可调,而且各臂必须按电桥得两个平衡条件作适当配置. 图28—12.桥臂配置与可调参数选取得基本原则在多数交流电桥中,为了使线路结构简单与实现“分别读数”(即电桥得两个可调参数分别只与被测阻抗得一个分量有单值得函数关系),常把电桥得两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂),这样,除被测外只剩一个臂具有复阻抗性质,此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容 )与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂),在这样得条件下,由交流电桥得平衡条件得到桥臂配置与可调参数选取得基本原则.(1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性),二者应放在相邻得桥臂位置上;反之,应放在相对得桥臂位置上.(2)若取比较臂得两个阻抗分量作可调参数,则当比较臂阻抗分量得联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路得联接方式一致时,二者应放在相邻得桥臂位置;反之,就放在相对得桥臂位置.(3)当缺乏可调标准电抗元件或需要采用高精度固定电抗元件作为标准量具时,则选取辅助臂与比较臂所含电阻中得两个作为可调参数使电桥趋于平衡.(此时一般不能分别读数).关于交流电桥可调参数选取,涉及到电桥结构,电桥平衡过程得收敛性等问题,比较复杂,更深入得讨论可见有关专著.3.测量实际电容,实际电感得桥路在介绍实际电桥之前,先分析一下实际电抗元件等效电路,实际得电容或电感在电路中往往带有一定得能量损耗(欧姆损耗与介质损耗),或者说它们得有功功率不等于零,定义元件得品质因素与损耗因子如下(28、2)式中,分别就是元件得无功功率与有功功率,由功率三角形(如图28-2)易得, (28、3)式中就是元件得电抗,就是元件得有功电阻,就是元件上电压与电流间位相差得余角,显然值越高,损耗越小,越大,损耗越大. (或)常由实验来测定.如图28-3所示,实际电容,电感可用两种形式得等效电路来表示,(a)为串联式;(b)为并联式.对同一元件得两种等效电路,并不相等,仅在损耗不大时才相等。
一、填空1.实践证明,低频电流对人体的伤害比高频电流大。
2.示波器中水平扫描信号发生器产生的是锯齿波。
3.操作晶体图示仪时,特别注意功耗电压,阶梯选择及峰值范围选择开关。
4.数据系统的控制对象是伺服驱动系统。
5.分析数据系统操作单元可以更好地实现人机对话。
6.在整定B2010型刨床速度调节器比例放大倍数必须以测速发电机电压稳定为前提。
7.SIMOREG—V5系列调速装置是一个可逆逻辑无环流双闭环系统。
8.对电气安装接线图和电气控制原理图测绘时,在了解连线之间的关系后,把所有电器分布和位置画出来。
9.用快速热电偶测温属于动态测温。
10.热电偶输出的热电势是从零逐渐上升到相应的温度后不再上升呈平台值。
11.肖特基二级管与普通整流二极管相比,反向恢复时间短,工作频率高。
12.不可控两端器件,它具有整流作用,而无可控功能。
13.进行大修设备在管内重新穿线时不允许导线有接头。
14.指导操作是具体示范操作和现场技术指导训练。
15.通过指导操作使学员的动手操作能力不断增强和提高,熟练掌握操作技能。
16.ISO14000系列标准是国际标准化组织发布的有关环境管理的系列标准。
17.生产工人在生产班内完成生产任务所需的直接和间接的全部工时为工时定额中的定额时间。
18.为了提高电源的利用率,感性负载电路中应并联适当的电容器,以提高功率因数。
19.逻辑运算中,A+AB=A。
20.系统输出量产生反作用的信号称为扰动。
二、选择题1.触电者(A有心跳无呼吸)时,应进行人工呼吸。
A、有心跳无呼吸B、有呼吸无心跳C、既无心跳又无呼吸D、既有心跳又有呼吸2.测量轧钢机轧制力时通常选用(B、压磁传感器)做传感器。
A、压力传感器B、压磁传感器C、霍尔传感器D、压电传感器3.在检修或更换主电路电流表时将电流互感器二次回路(B、短路)拆下电流表。
A、断开B、短路C、不用处理D、切掉熔断器4.B2010型龙门刨床V55系统当电动机低于额定转速采用(C、恒力矩)方式调速。
传感器1. 因环境温度变化而引起的附加电阻的相对变化量,除了与环境温度有关外,还与应变片自身的性能参数(K 0, α0, βs )以及被测试件线膨胀系数βg 有关。
2 产生应变片温度误差的主要因素有下述两个方面。
1) 电阻温度系数的影响2) 试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响3. 电阻应变片的温度补偿方法通常有线路补偿和应变片自补偿两大类。
5.注意补偿条件:① 在应变片工作过程中,保证R3=R4② R1和R2两个应变片应具有相同的电阻温度系数α、线膨胀系数β、应变灵敏度系数K 和初始电阻值R0。
③ 粘贴补偿片的补偿块材料和粘贴工作片的被测试件材料必须一样,两者线膨胀系数相④ 两应变片应处于同一温度场。
6.电桥平衡条件:欲使电桥平衡, 其相邻两臂电阻的比值应相等, 或相对两臂电阻的乘积应相等。
直流电桥平衡条件:R1R4=R2R3.7.电压灵敏度的物理意义:① 电桥电压灵敏度正比于电桥供电电压, 供电电压越高, 电桥电压灵敏度越高,但供电电压的提高受到应变片允许功耗的限制,所以要作适当选择; ② 电桥电压灵敏度是桥臂电阻比值n 的函数,恰当地选择桥臂比n 的值,保证电桥具有较高的电压灵敏度。
7. 当E 值确定后,n=1时才能使KU 最高。
即在供桥电压确定后,当R1=R2=R3=R4时,电桥电压灵敏度最高,此时有 U0=E *△R1/4R1(单臂)8.结论:当电源电压E 和电阻相对变化量ΔR1/R1一定时, 电桥的输出电压及其灵敏度也是定值,且与各桥臂电阻阻值大小无关。
9.减小和消除非线性误差的方法:①提高桥臂比;②采用差动电桥{公式P29非线性误差}10.半桥差动:在试件上安装两个工作应变片,一个受拉应变,一个受压应变, 接入电桥相邻桥臂。
可知:Uo 与ΔR1/R1成线性关系,无非线性误差,而且电桥电压灵敏度KU=E/2,是单臂工作时的两倍。
U0=E*△R1/2R1(R1=R2=R3=R4, △R1=△R2)11.全桥差动:电桥四臂接入四片应变片,即两个受拉应变(1.4拉),两个受压应变(2.3压),将两个应变符号相同的接入相对桥臂上。
《传感器与检测技术》期末考试试卷及答案传感器与⾃动检测技术⼀、填空题(每题3分)1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产⽣可⽤信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。
2、⾦属材料的应变效应是指⾦属材料在受到外⼒作⽤时,产⽣机械变形,导致其阻值发⽣变化的现象叫⾦属材料的应变效应。
3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应⼒作⽤后,其电阻率发⽣明显变化,这种现象称为压阻效应。
4、⾦属丝应变⽚和半导体应变⽚⽐较其相同点是它们都是在外界⼒作⽤下产⽣机械变形,从⽽导致材料的电阻发⽣变化。
5、⾦属丝应变⽚和半导体应变⽚⽐较其不同点是⾦属材料的应变效应以机械形变为主,材料的电阻率相对变化为辅;⽽半导体材料则正好相反,其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主,⽽机械形变为辅。
6、⾦属应变⽚的灵敏度系数是指⾦属应变⽚单位应变引起的应变⽚电阻的相对变化叫⾦属应变⽚的灵敏度系数。
7、固体受到作⽤⼒后电阻率要发⽣变化,这种现象称压阻效应。
8、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器。
9、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器。
10、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成,弹性元件⽤来感知应变,电阻敏感元件⽤来将应变的转换为电阻的变化。
11、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成,弹性元件⽤来感知应变,电阻敏感元件⽤来将应变的转换为电阻的变化。
12、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成,弹性元件⽤来感知应变,电阻敏感元件⽤来将应变的转换为电阻的变化。
13、应变式传感器是利⽤电阻应变⽚将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成,弹性元件⽤来感知应变,电阻敏感元件⽤来将应变的转换为电阻的变化。
传感器与检测技术试题及答案(212题)1、己知某温度传感器为时间常数T=3s的一阶系统,当受到突变温度作用后,传感器输出指示温差的三分之一所需的时间为() sA、3B、1C、1.2D、1/3答案内容:C;2、下列传感器中的不属于结构型传感器的是()A、扩散硅压阻式压力传感器。
B、线绕电位器式传感器。
C、应变片式压力传感器。
D、金属丝式传感器。
答案内容:A;3、下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是()。
A、应变式传感器B、化学型传感器C、压电式传感器D、热电式传感器答案内容:B;4、随着人们对各项产品技术含量要求的不断提高,传感器也朝向智能化方面发展。
其中,典型的传感器智能化结构模式是()。
A、传感器+通信技术B、传感器+微处理器C、传感器+多媒体技术D、传感器+计算机答案内容:B;5、(本题为多选题)传感技术的研究内容主要包括:()A、信息获取B、信息转换C、信息处理D、信息传输答案内容:ABC;6、一阶传感器输出达到稳态值的10%到90%所需的时间称为()。
A、延迟时间B、上升时间C、峰值时间D、响应时间答案内容:B;7、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、重复性答案内容:C;8、传感器的下列指标全部属于动态特性的是()。
A、迟滞、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性C、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性答案内容:B;9、(本题为多选题)利用霍尔片,我们可以测量一步到位哪些物理量()。
A、磁场;B、电功率;C、载流子浓度;D、载流子类型。
答案内容:ABCD;10、在整个测量过程中,如果影响和决定误差大小的全部因素(条件)始终保持不变,对同一被测量进行多次重复测量,这样的测量称为()。
A、组合测量.B、静态测量C、等精度测量D、零位式测量答案内容:C;11、下列传感器中的物性型传感器的是()A、扩散硅压阻式压力传感器。
机械工程测试技术基础复习题一、 判断题:1.当输入信号)(t x 一定时,系统的输出)(t y 将完全取决于传递函数)(s H ,而与该系统的物理模型无关。
( )2.传递函数相同的各种装置,其动态特性均相同。
( )3.所有随机信号都是非周期信号。
( )4.所有周期信号都是功率信号。
( )5.所有非周期信号都是能量信号。
( )6.非周期信号的频谱都是连续的。
( )7.非周期信号幅频谱与周期信号幅值谱的量纲一样。
( )8.模拟信号的幅值一定是连续的。
( )9.瞬态信号是能量有限信号。
( )10.瞬态信号是时间轴上的零平均功率信号。
( )11.直流信号被截断后的频谱是连续的。
( )12.信号的时域描述与频域描述包含相同的信息量。
( )13.各态历经随机过程一定是平稳随机过程。
( )14.直流信号具有无限的频谱。
( )15.幅频特性是指响应与激励信号的振幅比与频率的关系。
( )16.频响函数反映了系统响应的稳态过程。
( )17.频响函数反映了系统响应的稳态过程。
( )18.传递函数不仅反映了系统的稳态过程,还反映了系统响应的过渡过程。
( )19.若x(t)是限带信号,在被截断后必成为无限带宽的函数。
( )20.一阶系统中常用时间常数τ作为响应上升时间。
( )21.稳态响应法不能用于一阶系统的动态特性测试。
( )22.测试系统的灵敏度越高测量性能越好。
( )23.若传感器的灵敏度为常数,则表明该传感器的输出、输入关系为线性关系。
( )24.金属电阻应变片的电阻相对变化主要是由于电阻丝的尺寸变化产生的。
( )25.在数字信号处理过程中,量化误差大小与A/D 转换器的位数无关。
( )26.变间歇式差动变压器是一种电容式传感器。
( )27.涡流传感器分为高频透射式和低频反射式两种类型。
( )28.涡流式传感器属于能量控制型传感器( )29.涡流传感器属于有源传感器。
( )30.压电加速度计的灵敏度越高,其工作频率越宽。
《工程测试技术基础》复习题答案一、选择题1.信息与信号之间的关系是 ( D )。
A .信息与信号并列B .信息与信号无关C .信息包含信号D .信息在信号之中2.描述周期信号的数学工具是( B )。
A .相关函数B .傅氏级数C . 傅氏变换D .拉氏变换3. 傅氏级数中的各项系数是表示各谐波分量的( C )。
A .相位B .周期C .振幅D .频率4.关于信息和信号,下面的说确的是( C )。
A .信息包含信号B .信息与信号无关C .信号是信息的载体D .信息描述了事物某物理量的变化过程5.多种信号之和的频谱是( C )。
A . 离散的B .连续的C .随机性的D .周期性的6.下列信号中,( C )信号的频谱是连续的。
A .12()sin()sin(3)x t A tB t ωϕωϕ=+++B .()5sin 303sinx t t =+ C .0()sin at x t e tω-=⋅ 7.不能用确定函数关系描述的信号是( C )。
A .复杂的周期信号B .瞬变信号C .随机信号8.复杂的周期信号的频谱是( A )。
A .离散的B .连续的C .δ函数D .sinc 函数9.数字信号的特性是( B )。
A .时间上离散、幅值上连续B .时间、幅值上均离散C .时间、幅值上都连续D .时间上连续、幅值上量化10.下列函数表达式中,( B )是周期信号。
A .5cos10()0x t ππ ≥⎧= ⎨ ≤⎩当t 0当t 0B .()5sin 2010cos10)x t t t t ππ=+ (-∞<<+∞C .()20cos 20()at x t e t t π-= -∞<<+∞D .()1tx t e τ-=-11.下列信号属周期信号的有( A )。
A .y 1=Sinω0t+ Sinω1tB .y 2=Con 2t+Sin 23tC .y 1=Sin 3t+Sin2t12.描述非周期信号的数学工具是( C )。
电子设备装接工理论试题(一)一、单项选择题1.电子电路中阻抗匹配是指()。
A.负载电阻大于电源内阻B.负载电阻小于电源内阻C.负载电阻等于电源内阻D.以上都不是2.主从JK触发器,当()时,不论原态如何,每来一个CP脉冲,触发器状态都要翻转一次。
A.J=0,K=0B.J=0,K=1C.J=1,K=0D.J=1,K=13.串联谐振电路在谐振状态时,电路中的()等于零。
A.阻抗B.感抗C.电抗D.容抗4.有一个电容器标称值为“104”,其标称容量应是()。
A.104pFB.104μFC.0.1μFD.10nF5.叠加原理适用于()。
A.非线性电路和线性电路B.非线性电路C.非线性电容电路D.线性电路6.优先编码器可同时有()信号输入。
A.至少3个B.至多5个C.多个D.至多4个7.电路中两点的电位分别是7v和3v则这两点间的电压是()。
A.7vB.3vC.4vD.10v8.纯电容元件上的电压比电流()。
A.超前90°B.滞后90°D.滞后49.电压测量法一般以()端为参考点,测量某点的电位,就是该点对地的电压值。
A.电源正极B.电源负极C.公共接地D.任意点10.在串联谐振回路中,当信号源的频率小于谐振频率时,则电路呈()。
A.电容性B.电感性C.电阻性D.无法确定11.串联可调式稳压电路中,取样电路一般都采用()形式。
A.电阻分压B.电阻分流C.电容分压D.电感分压12.一个电路有n个节点,根据尔霍夫第一定律能列出()独立方程。
A.n-1B.nC.n+1D.n-213.戴维南定理所适用的线性有源二端网络中,电源的数目()。
A.至少2个B.至少1个C.至少3个D.至少4个14.在RLC串联电路中,R=20Ω,L=0.1H,C=30μF,则信号频率为50Hz时的复阻抗z=()。
A.20+j74.8ΩB.20-j74.8ΩC.20+j420.6ΩD.20-j420.6Ω15.在RLC串联电路中,电路的无功功率为感抗的无功功率QL与容抗的无功功率QC()。
综合练习 一. 填空题1.根据传感器的功能要求,它一般应由三部分组成,即.敏感元件、转换元件、转换电路。
2.传感器按能量的传递方式分为有源的和无源的传感器。
3. 根据二阶系统相对阻尼系数ζ的大小,将其二阶响应分成三种情况. 1ζ>时过阻尼;1ζ=时临界阻尼;1ζ<时欠阻尼。
4. 应变计的灵敏系数k 并不等 于其敏感栅整长应变丝的灵敏度系数0k ,一般情况下,0k k <。
5. 减小应变计横向效应的方法.采用直角线栅式应变计或箔式应变计。
6. 应变式测力与称重传感器根据结构形式不同可分为:柱式﹑桥式﹑轮辐式﹑梁式和环式等。
7. 半导体材料受到应力作用时,其电阻率会发生变化,这种现象就称为压阻效应。
8. 光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。
9. 光电效应是光照射到某些物质上,使该物质的电特性发生变化的一种物理现象,可分为外光电效应和内光电效应两类。
10. 基于外光电效应的光电敏感器件有光电管和光电倍增管。
基于光电导效应的有光敏电阻。
基于势垒效应的有光电二极管和光电三极管。
基于侧向光电效应的有反转光敏二极管。
11. 光电倍增管是一种真空器件。
它由光电发射阴极(光阴极)和聚焦电极、电子倍增极及电子收集极(阳极)等组成。
12. 光敏电阻器是利用半导体光电导效应制成的一种特殊电阻器,对光线十分敏感,它的电阻值能随着外界光照强弱(明暗)变化而变化。
它在无光照射时,呈高阻状态;当有光照射时,其电阻值迅速减小。
13. 光电二极管与光电三极管外壳形状基本相同,其判定方法如下.遮住窗口,选用万用表R*1K 挡,测两管脚引线间正、反向电阻,均为无穷大的为光电三极管。
14. 光电耦合器是发光元件和光电传感器同时封装在一个外壳内组合而成的转换元件。
以光为媒介进行耦合来传递电信号,可实现电隔离,在电气上实现绝缘耦合,因而提高了系统的抗干扰能力。
15. 电荷藕合器件图像传感器CCD (Charge Coupled Device ),它使用一种高感光度的半导体材料制成,能把光线转变成电荷。
交流电桥检定规程
Verification Regulation of The Alternating Current Bridge
本检定规程经国家计量局于1986年5月28日批准,并自1987年4月1日起施行。
归口单位:中国计量科学研究院
起草单位:中国计量科学研究院
本规程技术条文由起草单位负责解释。
本规程主要起草人:
阮永顺(中国计量科学研究院)
迈淑琴(中国计量科学研究院)
参加起草人:
王晓超(中国计量科学研究院)
交流电桥检定规程
本规程适用于检定新制造、使用中和修理后的交流电桥,它包括用于测量交流电阻、电导及其时间常数、电容及其损耗因数、电感及其品质因数的交流电桥。
电桥的工作频率限于40Hz至20kHz范围内,工作电压低于200V。
本规程不适用于检定高压电桥、高频电桥及其它专用的测量非电量电桥。
一、技术要求
1 交流电桥的准确度级别分类如下:
0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05、0.1、0.2、0.5、1、2、5。
2 交流电桥的基本误差由两部分组成:
(1)与定标值有关的常数项;
(2)与电桥示值成比例的可变项。
可用下列公式表示:。
交流电桥测电容和电感[实验目的]1. 掌握交流电桥的平衡原理和调节平衡的方法。
2. 用自组交流电桥测量电感L 和电容C 及其损耗。
[实验仪器]电阻箱,标准电容箱,交流毫伏表,音频信号发生器,待测电感和电容。
[实验原理]电桥是一种用比较法对电学参量进行精确测量的仪器。
电桥分为直流电桥和交流电桥两类。
直流电桥是测量电阻的基本仪器之一,交流电桥是测量各种交流阻抗的基本仪器,如电容的电容量,电感的电感量等。
此外还可利用交流电桥平衡条件与频率的相关性来测量与电容、电感有关的其他物理量,如互感、磁性材料的磁导率、电容的介质损耗、介电常数和电源频率等,其测量准确度和灵敏度都很高,在电磁测量中应用极为广泛。
常用的交流电桥电路有:西林电桥、电容比较电桥、麦克斯韦(Maxwell )电桥、海氏(Hay ’s )电桥。
交流电桥因测量任务的不同而有各种不同的形式,但只要掌握了它的基本原理和测量方法,对于各种形式的交流电桥都比较容易掌握。
如图1所示是交流电桥的原理线路。
它与直流电桥相似,也是由四个桥臂构成,但桥臂中含有交流元件。
图1图中E 为交流电源,D 为交流平衡指示器,通常可用耳机或由电子线路构成的指示器(如电子管或晶体管毫伏表,示波器等)。
交流电桥四个桥臂的阻抗通常用复阻抗表示。
AC 称电源对角线,BD 称测量对角线。
一、交流电桥的平衡条件与直流电桥平衡电路类似。
考虑到平衡时,B 、D 两点在任意瞬时电位都相等,没有电流流过平衡指示器 ,有1234,I I I I == (1)根据交流电路欧姆定律还有1144I Z I Z = (2)2233I Z I Z = (3)(2)、(3)两式相除,并考虑到(1)式,可得到14132423Z Z Z Z Z Z Z Z == 或 (4) 式(4)称为交流电桥的平衡条件方程式,可以表述为:桥路相对两臂的复阻抗乘积相等。
由(1)式可以看出,交流电桥的平衡条件在形式上和直流电桥是完全相同的,但它们的物理意义却有着很大的差别。
实验二十八 交流电桥测电容和电感交流电桥与直流电桥相似,也由四个桥臂组成。
但交流电桥组成桥臂的元件不仅是电阻,还包括电容或电感以及互感等。
由于交流电桥的桥臂特性变化繁多,因此它测量范围更广泛。
交流电桥除用于精确测量交流电阻、电感、电容外,还经常用于测量材料的介电常数、电容器的介质损耗、两线圈间的互感系数和耦合系数、磁性材料的磁导率以及液体的电导率等。
当电桥的平衡条件与频率有关时,可用于测量交流电频率等。
交流电桥电路在自动测量和自动控制电路中也有着广泛的应用。
一、实验目的1.了解交流电桥的平衡原理及配置方法.2.自组交流电桥测量电感、电容及损耗.3.学习使用数字电桥测量电阻、电感和电容.二、仪器与用具低频信号发生器,交流毫伏表,交流电阻箱,可调标准电容箱(例如RX7-0型),待测电容,电感线圈,电阻,数字电桥,开关等.实验原理1.交流电桥平衡条件交流电桥是对比直流电桥的结构而发展出来的,它在测量电路组成上与惠斯通电桥相似,如图28-1所示,电桥的四个臂1~Z ,2~Z ,3~Z ,4~Z 通常是复阻抗(可以是电阻、电容、电感或它们的组合),ab 间接交流电源E ,cd 间接交流平衡指示器D (毫伏表或示波器等).电桥平衡时,c 、d 两点等电位,由此得到交流电桥的平衡条件:1~Z 3~Z =2~Z 4~Z (28.1)利用交流电桥测量未知阻抗X Z ~ (X Z ~=1~Z )的过程就是调节其余各臂阻抗参数使(28.1)式满足的过程.一般来说,X Z ~包含二个未知分量,实际上按复阻抗形式给出的平衡条件相当于两个实数平衡条件,电桥平衡时它们应同时得到满足,这意味着要测量X Z ~,电桥各臂阻抗参数至少要有两个可调,而且各臂必须按电桥的两个平衡条件作适当配置. 图28—12.桥臂配置和可调参数选取的基本原则在多数交流电桥中,为了使线路结构简单和实现“分别读数”(即电桥的两个可调参数分别只与被测阻抗的一个分量有单值的函数关系),常把电桥的两个臂设计成纯电阻(统称为辅助臂),这样,除被测x Z ~外只剩一个臂具有复阻抗性质,此臂由标准电抗元件(标准电感或标准电容 )与一个可调电阻适当组合而成(称为比较臂),在这样的条件下,由交流电桥的平衡条件得到桥臂配置和可调参数选取的基本原则.(1)当比较臂与被测臂阻抗性质相同(指同为电感性或电容性),二者应放在相邻的桥臂位置上;反之,应放在相对的桥臂位置上.(2)若取比较臂的两个阻抗分量作可调参数,则当比较臂阻抗分量的联接方式(指串联或并联)与被测臂等效电路的联接方式一致时,二者应放在相邻的桥臂位置;反之,就放在相对的桥臂位置.(3)当缺乏可调标准电抗元件或需要采用高精度固定电抗元件作为标准量具时,则选取辅助臂和比较臂所含电阻中的两个作为可调参数使电桥趋于平衡.(此时一般不能分别读数).关于交流电桥可调参数选取,涉及到电桥结构,电桥平衡过程的收敛性等问题,比较复杂,更深入的讨论可见有关专著.3.测量实际电容,实际电感的桥路在介绍实际电桥之前,先分析一下实际电抗元件等效电路,实际的电容或电感在电路中往往带有一定的能量损耗(欧姆损耗和介质损耗),或者说它们的有功功率不等于零,定义元件的品质因素Q 和损耗因子如下 有功无功P P tg Q ==δ1 (28.2)式中有功P ,无功P 分别是元件的无功功率和有功功率,由功率三角形(如图28-2)易得 r X Q = ,Xr tg =δ (28.3) 式中X 是元件的电抗,r 是元件的有功电阻,δ是元件上电压与电流间位相差的余角,显然Q 值越高,损耗越小,δtg 越大,损耗越大.Q(或δtg )常由实验来测定.如图28-3所示,实际电容,电感可用两种形式的等效电路来表示,(a)为串联式;(b)为并联式.对同一元件的两种等效电路,并不相等,仅在损耗不大时才相等。
传感器与检测技术试题及答案(212题)1、己知某温度传感器为时间常数T=3s的一阶系统,当受到突变温度作用后,传感器输出指示温差的三分之一所需的时间为() sA、3B、1C、1.2D、1/3答案内容:C;2、下列传感器中的不属于结构型传感器的是()A、扩散硅压阻式压力传感器。
B、线绕电位器式传感器。
C、应变片式压力传感器。
D、金属丝式传感器。
答案内容:A;3、下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是()。
A、应变式传感器B、化学型传感器C、压电式传感器D、热电式传感器答案内容:B;4、随着人们对各项产品技术含量要求的不断提高,传感器也朝向智能化方面发展。
其中,典型的传感器智能化结构模式是()。
A、传感器+通信技术B、传感器+微处理器C、传感器+多媒体技术D、传感器+计算机答案内容:B;5、(本题为多选题)传感技术的研究内容主要包括:()A、信息获取B、信息转换C、信息处理D、信息传输答案内容:ABC;6、一阶传感器输出达到稳态值的10%到90%所需的时间称为()。
A、延迟时间B、上升时间C、峰值时间D、响应时间答案内容:B;7、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、重复性答案内容:C;8、传感器的下列指标全部属于动态特性的是()。
A、迟滞、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性C、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性答案内容:B;9、(本题为多选题)利用霍尔片,我们可以测量一步到位哪些物理量()。
A、磁场;B、电功率;C、载流子浓度;D、载流子类型。
答案内容:ABCD;10、在整个测量过程中,如果影响和决定误差大小的全部因素(条件)始终保持不变,对同一被测量进行多次重复测量,这样的测量称为()。
A、组合测量.B、静态测量C、等精度测量D、零位式测量答案内容:C;11、下列传感器中的物性型传感器的是()A、扩散硅压阻式压力传感器。
实验题目:交流电桥
实验目的:掌握交流电桥的组成原理和用交流电桥测量电感和电容的方法。
实验原理:把惠斯通电桥的四个臂改为电抗元件,把直流电源和检流计改为交流电源和交
流平衡指示器,就组成交流电桥。
1、交流电桥及其平衡条件
其中在4
321,,,Z Z Z Z 是各桥臂的复阻抗,在A 、B 两端之间加入交流信号源,C 、D 两端之间接入交流零指示器(或交流平衡器),当电桥达到平
衡时,C 、D 两点点位相等,则有2211Z I Z I 4231Z I Z I
(1) 可得 43
2
1Z Z Z Z
(2) 即 43214
321 i i e Z Z e Z Z (3) 实部相等
4
321Z Z Z Z (4) 虚部相等 4321 (5) 2、元器件的等效电路
在交流电压作用下,往往桥臂所用元件存在能量损耗——相当于纯电阻能耗。
电阻在交流电作用下,往往具有电感和分布电容,电感元件也存在一定的导线电阻和分布电容,实际电感可等效为一个理想电感L 和一个纯电阻L R 的串联组合。
电容中一般含有电容率为 的介质。
因而,电路中有一小部分电能在介质中损耗变成热能,可用等效C R 表示损耗。
因此,通过电容器的支流电压和电流的相位差就不再是
2。
3、测量电感
各臂阻抗 X
X X s L j R L j R R Z R Z R Z R C j R Z '43
3221111/
平衡时
13232/R R R R R R C R R L X s
X
其中Rx 为Lx 的损耗电阻,是由于涡流作用以热量形式发散出去,恰似在电感上串联一个Rx 等效电阻。
求出损耗电阻'
R R R X 。
电感的Q 值
X
R L
Q。
4、测量电容
各臂阻抗
s s X X
C j R Z C j R Z R Z R Z 11
432211
平衡时
S
X S X R R R R C R R C 2
11
2
5、平衡调节
(1)事先设法知道待测元件的大概数值。
根据平衡公式选定调节参数数值。
(2)分布反复调解。
实验器材:音频信号发生器、交流电阻箱四个、电容箱、待测电容、待测电感、耳机。
实验桌号:10号
实验内容:1,根据测Lx 原理图搭建交流电桥
2,测x L 、R 、x R 及x L 、x R 、Q 值
3,根据测Cx 原理图搭建交流电桥 4,测x C 、x R 及x C 、x R 、 tan 值
实验数据:
Hz f 1500
测电感:
测电容:
123R 1/Ω400600800R 2/Ω400600800C s /μF 0.660.650.65R s /Ω
0.5
0.5
0.5
数据分析:
测电感:
根据公式:s X C R R L 32 和132/R R R R R R X 得:
1
2
3
L x /H 0.01280.01260.0128R/Ω59.2660.0064.00R x /Ω
9.26
10.00
14.00
平均值:H L L L L x x x x 0127.03
3
21。
标准差:423
1
1015.11
3)(
x xi i L L
平均值:
09.613
3
21R R R R
标准差:55.21
3)(23
1
R R i i
平均值:
09.113
3
21x x x x R R R R
标准差:55.21
3)(23
1
x xi i R R
根据X R L
Q
可求出:
79.1009
.110127
.015002
X
R L
Q
测电容: 根据公式S X C R R C 12
和S X R R R
R 2
1 得: 1
23C x /μF 0.660.650.65R x /Ω
0.5
0.6
0.6
平均值:F C C C C x x x x 653.03
3
21。
标准差:006.01
3)(23
1
x xi i C C
平均值:
567.03
3
21x x x x R R R R 。
标准差:058.01
3)(23
1
x xi i R R
3610490.3567.010653.015002tan CR
总结:(1)由于本实验是利用耳机听不到声音来作为电桥平衡的条件,因人的听力及耳机的
质量有差别。
所以存在很大的误差。
测电感时调节1R ,当1R 为几千时,调百位声音就没什么变换,当1R 为一万时,调几千就没有变化。
(2)测电容时,调节s R 声音也是变化不大,基本在10 范围内几乎都是没变化的,
这就造成了误差。
(3)还有就是做实验时,输出信号十分不稳定,周围几个人会同时出现声音时响时
轻的情况,这也给实验带来了误差。
但在一定实验误差范围内,可以认为实验结果是符合要求的。
思考题:
1、
利用图2.2.4-7、图2.2.4-8求出x L 及x R 的有关公式,此电路在调平衡时是否方便?为什么?
答:(1)图2.2.4-7
s
x X L j R Z R L j R Z R Z R Z 4332
21
1
得出:)()(321R L j R R L j R R x x s ,实部与虚部分别相等得:
平衡时
22
312
1R R R R R R L R R L x s X
(2)图2.2.4-8
x
L j R Z R
Z R
Z C j R Z 43
32
21
11
1 得出:321
1))(1
(R R L j R C j R x x
,实部与虚部分别相等得: 平衡时
1
1
22121212
32121212132 C R C R R R R C R C R R L x X (3)①由L x 的公式可知,L x 只由变量R 2决定,因此容易调平衡。
②由海氏电桥的品质因素1
11
C R Q
可以看出:Q 越小则海氏电桥要
求C 1越大,但一般标准电容不能做得太大,另外Q 值小则要求海氏电桥的标准电容的桥臂中所串的电阻R 1要大,但当电桥中某个桥臂阻抗数值很大时,将会影响电桥的灵敏度。
可见海氏电桥适宜测量Q 值较大的电感元件。
因此当电感元件Q 值较大时,用海氏电桥还是方便调平衡的。
2、
Q 值的物理意义是什么?
答:Q 值决定了谐振曲线的尖锐程度或谐振电路的通频带宽度。
Q 值越大,谐
振电路的带宽越窄,谐振曲线越尖锐。
同时,Q 值越大,电路的损耗与储
能相比就越小,即储能效率越高。
因此,Q值得大小决定了电路的储能效率的大小。