自动检测技术_马西秦_第三版_习题答案
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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:CWY—YB—20;光纤压力传感器:CY-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。
如果采用偏差法测量,仪表必须有较大量程以满足U0的要求,因此对△U,这个小量造成的U0的变化就很难测准。
习题与思考题解答(第9章) 1.什么是霍耳效应?解:在置于磁场中的导体或半导体内通入电流,若电流与磁场垂直,则在与磁场和电流都垂直的方向上会出现一个电势差,这种现象称为霍耳效应。
利用霍耳效应制成的元件称为霍耳传感器。
2.为什么导体材料和绝缘体材料均不宜做成霍耳元件?解:载流体的电阻率 ρ 与霍耳系数 R H 和载流子迁移率 μ 之间的关系为H =R ρμ 霍耳电压 U H 与材料的性质有关。
材料的 ρ、μ 大,R H 就大。
金属 μ 虽然很大,但 ρ很小,故不宜做成元件。
3.为什么霍耳元件一般采用N型半导体材料?解:在半导体材料中,由于电子的迁移率比空穴的大,即 μn >μp ,所以霍耳元件一般采用N型半导体材料。
4.霍耳灵敏度与霍耳元件厚度之间有什么关系?解:霍耳电压 U H 与元件的尺寸有关。
根据式H 1=K nqd,d 愈小,K H 愈大,霍耳灵敏度愈高,所以霍耳元件的厚度都比较薄,但 d 太小,会使元件的输入、输出电阻增加。
5.一块半导体样品如图9-1所示,其中d =1.0mm ,b =3.5mm ,l =10mm ,沿 x 方向通以I =1.0mA 的电流,在z 轴方向加有B =100T 的均匀磁场,半导体片两侧的电位差U =6.55mV 。
(1)这块半导体是正电荷导电(P 型)还是负电荷导电(N 型)?(2)求载流子浓度为多大?解:1)根据图9-1应是N 型半导体。
2)由于 H H =U K IB得出32H H 36.5510= 6.55101.01010V A T 0U K IB ---⨯==⨯⨯⨯ /() 设载流子浓度为 n ,由于H 1=K nqd,则 2432032193H 110.09510/m 95010/m 6.5510 1.60210110n K qd ---===⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯个个6.某霍尔元件尺寸为L =10mm ,W =3.5mm ,d =1.0mm ,沿L 方向通以电流I =1.0mA ,在垂直于L 和W 的方向加有均匀磁场B =0.3T ,灵敏度为22V /(A ·T ),试求输出霍尔电势及载流子浓度。
习题与思考题解答(第7章)1.什么是金属导体的热电效应?热电势由哪几部分组成?热电偶产生热电势的必要条件是什么?解:将两种不同成分的导体组成一个闭合回路,当闭合回路的两个接点分别置于不同的温度场中时,回路中将产生一个电动势。
该电动势的方向和大小与导体的材料及两接点的温度有关。
这种现象称为热电效应。
热电势由两部分电动势组成,一部分是两种导体的接触电动势,另一部分是单一导体的温差电动势。
热电偶产生热电势的必要条件是热电极为两种不同成分的导体,两结点分别置于不同的温度场中。
2.常用热电偶有哪几种?所配用的补偿导线是什么?选择补偿导线有什么要求?解:我国生产的符合IEC标准的热电偶有六种,分别是:铂铑30-铂铑6热电偶、铂铑10-铂热电偶、镍铬-镍硅热电偶、镍铬-康铜热电偶、铁-康铜热电偶以及铜-康铜热电偶。
非标准型热电偶包括铂铑系、铱铑系及钨铼系热电偶等。
上述热电偶所配用的补偿导线见下表:补偿导线实际上是一对化学成分不同的导线,要求在0~150°C温度范围内与配接的热电偶有一致的热电特性,但价格相对要便宜。
3.简述热电偶的几个重要定律,并分别说明它们的实用价值。
解:1)均质导体定律:如果热电偶回路中的两个热电极材料相同,无论两接点的温度如何,热电动势均为零。
根据这个定律,可以检验两个热电极材料成分是否相同(称为同名极检验法),也可以检查热电极材料的均匀性。
2)中间导体定律:在热电偶回路中接入第三种导体,只要第三种导体的两接点温度相同,则回路中总的热电动势不变。
中间导体定律在实际应用中有着重要的意义,它使我们可以方便地在回路中直接接入各种类型的显示仪表或调节器,也可以将热电偶的两端不焊接而直接插入液态金属中或直接焊在金属表面进行温度测量。
3)标准电极定律:如果两种导体分别与第三种导体组成的热电偶所产生的热电动势已知,则由这两种导体组成的热电偶所产生的热电动势也就已知。
标准电极定律是一个极为实用的定律。
自动检测技术练习题加答案Last updated on the afternoon of January 3, 2021期末练习题班级:____________ 姓名:____________ 成绩:________一、单项选择题:1.某位移传感器,在输入量变化5mm时,输出电压变化为300mV,其灵敏度为( A )。
A.60mV/mm B. 0.017mm/mV C. 60mm/mV D. mm2. 应变电桥有3种不同的工作方式,如下选项,(C )工作方式的灵敏度最高,( A )工作方式的灵敏度最低。
A.单臂桥 B. 双臂桥 C. 全桥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4. 在使用测谎器时,被测试人由于说谎、紧张而手心出汗,可用( D )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. 以下传感器中属于非接触测量的是( C )。
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7. 电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出( C )的靠近程度。
A.人体 B. 水 C. 金属零件 D. 塑料零件8. 下图为电容式料位传感器示意图,其属于( B )类型的电容传感器。
A.变面积式 B. 变介电常数式 C. 变极距式9. 电子游标卡尺的分辨率可达0.01mm,行程可达200mm,它的内部所采用的是线性型的( A )电容传感器。
A.变面积式 B. 变极距式 C. 变介电常数式10. 轿车的保护气囊可用( D )来控制。
A.气敏传感器 B. 荷重传感器 C. 差动变压器 D. 电容式加速度传感器11. 自来水公司到用户家中抄自来水表数据,得到的是( B )。
《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《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x0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。
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,两者关系怎样?检测单元完毕对多种参数过程旳测量,并实现必要旳数据处理;仪表单元则是实现多种控制作用旳手段和条件,它将检测得到旳数据进行运算处理,并通过对应旳单元实现对被控变量旳调整。
关系:两者紧密有关,相辅相成,是控制系统旳重要基础1.2 经典检测仪表控制系统旳构造是怎样旳,各单元重要起什么作用?被控——检测单元——变送单元——显示单元——操作人员对象——执行单元——调整单元—作用:被控对象:是控制系统旳关键检测单元:是控制系统实现控制调整作用旳及基础,它完毕对所有被控变量旳直接测量,也可实现某些参数旳间接测量。
变送单元:完毕对被测变量信号旳转换和传播,其转换成果须符合国际原则旳信号制式。
变:将多种参数转变成对应旳统一原则信号;送:以供显示或下一步调整控制用。
显示单元:将控制过程中旳参数变化被控对象旳过渡过程显示和记录下来,供操作人员及时理解控制系统旳变化状况。
分为模拟式,数字式,图形式。
调整单元:未来自变送器旳测量信号与给定信号相比较,并对由此产生旳偏差进行比例积分微分处理后,输出调整信号控制执行器旳动作,以实现对不一样被测或被控参数旳自动调整。
执行单元:是控制系统实行控制方略旳执行机构,它负责将调整器旳控制输出信号按执行构造旳需要产生对应旳信号,以驱动执行机构实现被控变量旳调整作用。
1.4 什么是仪表旳测量范围,上下限和量程?彼此有什么关系?测量范围:是该仪表按规定旳精度进行测量旳被测变量旳范围。
上下限:测量范围旳最小值和最大值。
量程:用来表达仪表测量范围旳大小。
关系:量程=测量上限值-测量下限值1.6 什么是仪表旳敏捷度和辨别率?两者存在什么关系?敏捷度是仪表对被测参数变化旳敏捷程度。
辨别率是仪表输出能响应和辨别旳最小输入量,又称仪表敏捷限。
关系:辨别率是敏捷度旳一种反应,一般说仪器旳敏捷度高,则辨别率同样也高。
4 温度检测课后习题4.1国际实用温标旳作用是什么?它重要由哪几部分构成?答:作用:由其来统一各国之间旳温度计量。
最新⾃动检测技术及仪表控制系统第三版部分思考题答案资料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。
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。
如果采用偏差法测量,仪表必须有较大量程以满足U0的要求,因此对△U,这个小量造成的U0的变化就很难测准。
自动检测技术练习题加答案期末练习题课程名称:成绩:________一、单项选择题:1.当位移传感器的输入变化5mm时,输出电压变化为300mV,其灵敏度为(a)。
a、60毫伏/毫巴。
0.017mm/mvc。
60mm/mvd。
0.017mv/mm2。
应变桥有三种不同的工作模式,包括以下选项:(c)工作模式的灵敏度最高,(a)工作模式的灵敏度最低。
a.单臂桥b.双臂桥c.全桥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.防止极化和电解C.降低交流电桥平衡的难度4.使用测谎仪时,受试者的手掌因躺着和紧张而出汗,可通过(d)传感器检测到。
a、应变计B热敏电阻C 气敏电阻D湿敏电阻5电磁式自感传感器(B)采用差分结构。
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.增加线圈对电枢6的吸引力在以下传感器中,非接触测量为(c)。
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7.电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出(c)的靠近程度。
a、人体B.水C.金属部件D.塑料部件8下图为电容式液位传感器示意图,属于(B)型电容式传感器。
a.变面积式b.变介电常数式c.变极距式(a)电容传感器。
a、变面积公式B.变极距公式C.变介电常数公式9.电子游标卡尺的分辨率可达0.01mm,行程可达200mm,它的内部所采用的是线性型的10.汽车的安全气囊可由(d)控制。
a.气敏传感器b.荷重传感器c.差动变压器d.电容式加速度传感器11.自来水公司到用户家中抄自来水表数据,得到的是(b)。
a、瞬时流量,t/Hb累积流量,t或MC瞬时流量,kg/SD累积流量,kg12以下是各种组件的符号,代表压电组件的符号是(c)。
3a.b、疾病控制中心。
113.将超声波(机械振动波)转换为电信号由压电材料(c)制成;压电片发出“滴答……滴答……”声的原理蜂鸣器中的声音基于压电材料(d)。