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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。
《自动检测与转换技术》课程标准课程名称：自动检测与转换技术计划学时：56学时适用专业：机电一体化技术开设学期：第四学期制订：张情审定：一、前言1.课程性质《自动检测与转换技术》课程是高等职业技术学院机电一体化技术专业必修课。
是承上启下的关键核心课程，主要培养学生自动测量系统的设计、测量电路的分析以及系统安装的能力。
主要内容是以各种不同的测量对象进行分类，分别介绍各种对象的特点，并详尽介绍各种对象的测量方法，以及实现方法。
自动测量与转换技术波及面很广，各种测量对象种类繁多，各具特点，但其测量原理、测量电路、设计基础都是类似的。
本课程是工学结合将开发的“理论实践一体化、讲授练习一体化、工作过程与学习过程一体化”的专业学习领域。
学生通过从易到难、从简单到复杂循序渐进的学习，获取专业技能，锻炼学生的思维能力，培养良好的学习能力和沟通能力。
2.课程设计思路1）以职业岗位群需求为出发点,以职业能力培养为核心,把校企合作作为课程开发的切入点通过聘请行业企业专家成立的专业指导委员会及教师到企业社会实践，带学生实习等方式贴近企业，了解企业的生产工作流程，掌握企业对知识的需求，与企业技术人员共同开发课程，以企业真实工作任务作为课程“主题”来设计学习情境，遵循由简单到复杂的原则确定教学项目，使学生在“真实”的职业情境中、完成任务的过程中掌握综合职业能力。
（2）以企业真实产品为依据规划教学内容在课程执行的学期，安排专门的时间用于综合实践和技能提高，以体现工作过程和任务特点，具有先进性、可行性，符合学生的能力水平和教学规律的企业真实产品项目为载体，完成自动检测系统的学习。
（3）以工作过程为导向，采用资讯、计划、决策、实施、检查和评估六步法实施课程教学：资讯：根据学习子情境确定的工作任务，通过教师讲授，学生查阅、搜集相关资料积累完成工作任务必备的讯息和相关技能；决策：在获取相关资讯的基础上由学生小组集体充分讨论并确定作业方法；计划：在决策的基础上拟定详细的作业计划并小组间、师生间汇报交流并修改；实施：小组成员间密切协作共同完成作业过程；检查：学生自查、互查，教师督查作业过程和结果；评估：由学生对工作任务完成的结果自评、小组互评、教师对过程和结果进行点评。
自动检测与转换技术课程教学设计1 《自动检测与转换技术》课程整体教学设计一、管理信息课程名称：自动检测与转换技术开课部门：电气工程系课程编号：40330805 制定人：略修订日期：略二、基本信息课程总学时：56课程总学分：3.5授课对象：电气自动化专业学生和应用电子技术专业学生课程性质和任务：自动检测与转换技术是自动控制、自动计量、遥感技术、人工智能、电控技术等领域的基础性学科，是自动监测控制系统信息获取、信息转换、信号处理的主要途径，是一门实验性学科, 是电气技术及自动化、自动控制等专业学生的必修专业基础课。
本课程开设一学期，教学时数为40学时，2.5学分。
本课程的任务是：使学生了解工业中常用的传感器的工作原理及适用的场合，使学生能够利用所学知识，正确选用传感器；加强动手能力的培养，结合实验环境理解教材的内容，培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的专业素质。
先修课程：电工基础、电子技术、单片机原理与应用、电气控制与PLC技术等。
后续课程：自动控制原理与系统、变频技术、智能技术、计算机控制技术等。
三、课程设计1．课程目标设计（1）能力目标1）能对一般检测系统中的理论及技术问题进行分析和判断。
2）能够选择和使用传感器，并利用各种传感器组建检测系统。
3）能够查阅相关资料，对一般检测系统进行析的能力。
4）能够对检测系统进行组建、故障诊断和维修（2）知识目标1）了解检测技术的基础概念2）掌握电阻传感器、电感传感器、电容传感器、热电偶传感器、超声波传感器、光电传感器常用传感器、压电传感器、霍尔传感器等的工作原理、基本结构、测量电路和各种应用。
3）掌握测量的基本知识和各种数据处理方法，了解检测技术的综合应用，了解自动检测技术的发展趋势（3）素质目标1）通过本课程的讲授扩展学生本专业的知识面，提供专业素质。
2）通过实验来领会所学知识，培养了学生独立思考能力，动手能力和创新能力起到了十分重要的作用3）通过知识教学的过程培养学生爱岗敬业与团队合作的基本素质。
自动检测与转换技术题库(含答案)-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII第一章检测技术的基础知识（本文档适合电气工程类专业同学朋友们，希望能帮到你们）一、填空题1．检测技术是一门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应用技术学科。
2．一个完整的检测系统或检测装置通常由传感器、测量电路和输出单元及显示装置等部分组成。
3．传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成，其中敏感元件是必不可少的。
4．在选用仪表时，最好能使其工作在不小于满刻度值 2/3 的区域。
5．准确度表征系统误差的大小程度，精密度表征随机误差的大小程度，而精确度则指准确度和精密度的综合结果。
6．仪表准确度等级是由系统误差中的基本误差决定的，而精密度是由随机误差和系统误差中的附加误差决定的。
7、若已知某直流电压的大致范围，选择测量仪表时，应尽可能选用那些其量程大于被测电压而又小于被测电压1.5倍的电压表。
（因为U≥2/3Umax）8、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% 。
9、传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节，它的作用是将非电量转换成与之具有一定关系的电量。
10、传感器一般由敏感元件和转换元件两部分组成。
11、某位移传感器，当输入量变化5mm时，输出电压变化300mv，其灵敏度为 60mv/mm 。
二、选择题1．在一个完整的检测系统中，完成信息采集和信息转换主要依靠 A 。
A．传感器 B. 测量电路 C. 输出单元2．构成一个传感受器必不可少的部分是 B 。
A．转换元件 B．敏感元件 C．转换电路 D．嵌入式微处理器3．有四台量程均为0-600℃的测量仪表。
今要测一约为500℃的温度，要求相对误差≤2.5%，选用精度为 D 的最为合理。
绪论本课介绍非电量的检测。
三、自动检测系统的组成（1）系统框图：将系统中的主要功能或电路的名称画在方框内，按信号的流程，将几个方框用箭头联系起来，有时还可以在箭头上方标出信号的名称。
在产品说明书、科技论文中，利用框图可以较简明、清晰地说明系统的构成及工作原理。
对具体的检测系统或传感器而言，必须将框图中的各项内容赋以具体的内容。
图0-1 自动检测系统原理框图图0-6 人体信息接受过程框图与自动检测系统框图比较通过PPT，介绍方框图的画法：1．洗衣机；2．家用或中央空调；3．电饭煲；4．电冰箱5．电视机的框图举例。
（2）传感器（Transducer）指一个能将被测的非电量变换成电量的器件（演示教具，发散性课堂讨论）。
（3）信号调理电路信号调理电路包括放大（或衰减）电路、滤波电路、隔离电路等。
其中的放大电路的作用是把传感器输出的电量变成具有一定驱动和传输能力的电压、电流或频率信号等，以推动后级的显示器、数据处理装置及执行机构。
（4）显示器目前常用的显示器有四类：模拟显示、数字显示、图象显示及记录仪等。
模拟量是指连续变化量。
模拟显示是利用指针对标尺的相对位置来表示读数的，常见的有毫伏表、微安表、模拟光柱等。
数字显示目前多采用发光二极管（LED）和液晶（LCD）等，以数字的形式来显示读数。
前者亮度高、耐震动、可适应较宽的温度范围；后者耗电省、集成度高。
目前还研制出了带背光板的LCD，便于在夜间观看LCD的内容。
图像显示是用CRT或点阵LCD来显示读数或被测参数的变化曲线、图表或彩色图等第一章检测技术的基本概念引用误差所不超过2.5％。
表1-1 仪表的准确度等级和基本误差准确度等0.1 0.2 0.5 1.0 1.5 2.5 5.0级基本误差±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γx以及引用误差γm。
广州康大职业技术学院《检测与转换技术》课程标准一、基本信息适用对象：应用电子技术专业学生制定时间：2010年6月学分：3学时：56课程代码：所属系部：自动化系制定人：吴闽批准人：陶廷甫二、课程的目标1、专业能力目标（1）掌握检测技术的基本概念及基本知识，传感器的基本概念及主要特性参数。
（2）掌握工业检测中常用的传感器，如压力、流量、温度、物位等传感器的相关的电路、基本原理、结构特点，适用范围等。
（3）掌握常用传感器、近代新型传感技术及信号调制电路等内容。
2、方法能力目标（1）检测技术和装置是电子及自动化系统中不可缺少的组成部分，能够根据检测要求合理选用各种类型的传感器。
（2）能够运用所学知识设计、制作、简单测试基本检测单元模块电路等。
（3）通过本课程的学习，能够使用常用仪器检查各种传感器性能，判别其好坏，进行简单维护。
3、社会能力目标（1）初步具有检测和控制系统的使用的职业能力。
（2）提高动手能力、为后读课程学习和工程的实践技术打下基础。
（3）团队协作、勤奋敬业、吃苦耐劳等良好风貌；三、整体教学设计思路1、课程定位本课程是电子技术，电气自动化专业的一门专业基础课。
通过本课程的学习，使学生掌握压力、流量、温度、物位测量仪表的工作原理。
熟悉压力、流量、温度、物位测量仪表的发展状况。
熟练掌握各种压力、流量、温度、物位测量仪表的适用条件，工业检测中常用的传感器及相关的电路、基本原理、结构特点，适用范围，要求学生掌握较为扎实的传感器和自动检测的知识和技能。
因此，本课程要以能力培养为重，构建学生应用传感器知识和自动检测技术解决生产方面问题的实际能力，培养学生胜任职业岗位的相关技能、技艺。
2、课程开发思路为了使这门课程的教学达到预定的能力目标，课程设计思路是以传感器与检测系统的设计、制作过程为依据，整合、序化教学内容，作为训练学生职业岗位综合能力的主要载体；针对高职学生理论基础相对薄弱，理论学习时间相对较少，学习动力不足的特点，在课程教学内容的选取上，从传感器使用者的角度出发，坚持理论联系实际，以技术应用为主，着眼于提高学生选择正确的传感器、解决实际工程检测能力的目的来实施教学。
20XX年自动检测与转换技术复习重点一，简答题1，传感器由哪几部分组成？各部分的作用？（P9）20XX年4月由敏感元件、传感元件和测量转换电路组成。
敏感元件：将被测量转换为与被测量有确定关系、更易于转换的非电量。
传感元件：将敏感元件转换的非电量转换为电量。
测量转换电路：将传感元件输出的电量转换为易处理的电压、电流或频率量。
2，传感器有哪些基本特性？（P11）灵敏性，分辨力，线性度，稳定性，电磁兼容性，可靠性3，什么是灵敏度与分辨率？两者有什么关系？（P11）灵敏度是指传感器在稳态下输出变化值与输入变化量之比。
将分辨力除以仪表的满度量程就是仪表的分辨率。
分辨力指传感器能检出被测信号的最小变化量。
前者都是有量纲的，后者是没有量纲的。
灵敏度越大，分辨率越好。
4，单臂电桥测量电路为何采用三线连接？（P25）为了消除和减小引线电阻的影响。
三线连接时，引线的电阻分别被串入电桥相邻两臂上，引线的长度变化不会影响电桥平衡，所以可以避免因连接导线电阻受环境影响引起的测量误差。
5，列举热敏电阻的应用？（P30）热敏电阻测温，用于温度补偿，用于温度控制及过热保护6，零点残余电压产生的原因？减小零点残余电压的方式？（P50）2007，04零点残余电压产生原因：1．差动电感二个线圈的电气参数、几何尺寸、磁路参数不完全对称。
2．存在寄生参数。
如线圈间的寄生电容等。
3．电源电压含有高次谐波。
4．励磁电流太大使磁路的磁化曲线存在非线性。
减小零点残余电压的方法通常有哪些？(1) 提高框架和线圈的对称性；(2) 尽量采用正弦波作为激励源；(3) 正确选择磁路材料，同时适当减小线圈的励磁电流，使衔铁工作在磁化曲线的线性区；(4) 在线圈上并联阻容移相网络，补偿相位误差；(5) 采用相敏检波电路。
7，什么是电涡流效应？什么是集肤效应？（P60）电涡流效应：金属导体置于变化的磁场中时，导体表面就会有感应电流产生。
这种电流的流线在金属体内自行闭合，这种由电磁感应原理产生的涡流状感应电流为电涡流。
参考答案一、填空题1. 采用_交流______电源供电的电桥称为交流电桥。
2. 通常情况下，半导体NTC热敏电阻的阻值随温度的升高而下降；光敏电阻的阻值随光强的增加而减小。
3.脉冲宽度调制电路（PWM）是利用传感器的电容充放电使电路输出脉冲的占空比随电容式传感器的变化而变化，再通过低通滤波器得到对应于被测量变化的直流信号。
4.热电势由两部分组成，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。
5.光电效应可分为外光电效应、内光电效应、半导体光生伏特效应三种。
光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。
6.霍尔电动势的大小与输入电流和磁感应强度成正比。
7.压电式传感器利用压电效应工作，常用的前置放大器有__电荷放大器_________和电压放大器。
8.利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择正温度系数型热敏电阻。
9.流量是指单位时间内流过管道横截面的流体数量，也称为瞬时流量。
参考答案：1、交流； 2、下降、减小； 3、充放电； 4、接触电动势、温差电动势； 5、外光电效应、内光电效应、半导体光生伏特效应、内光电效应； 6、正比； 7、压电、电荷放大器； 8、正温度系数； 9、单位时间内流过管道横截面的流体数量。
1. 金属电阻应变片的电阻相对变化主要是由于电阻丝的_________几何尺寸_____________变化产生的。
2. 压电传感器在使用____电荷_________放大器时，其输出电压几乎不受电缆长度变化的影响。
3．霍尔效应是指：置于磁场中的通电半导体，在垂直于___电场______和___磁场______的方向产生电动势的现象。
4．热电偶所产生的热电势是由两种导体的___接触电动势___________和单一导体的______温差电动势___________组成。
5．通常情况下，半导体NTC热敏电阻的阻值随温度的升高而_____降低________；光敏电阻的阻值随光强的增加而_____减小__________。
6．差动变压器传感器的输出电压为交流，其配用的测量电路主要有_____差动整流电路____________和__差动相敏检波电路__________。
7．脉冲宽度调制电路（PWM）是利用传感器的电容_____充放电______使电路输出脉冲的占空比随电容式传感器的变化而变化，再通过低通滤波器得到对应于被测量变化的直流信号。
8．传感器所能测量的最大被测量(即输入量的数值)称为_____测量上限_____________，最小的被测量则称为____测量下限___________，而用这两个数值表示的测量区间，则称为______测量范围____________。
1、几何尺寸；2、电荷；3、电场、磁场；4、接触电动势、温差电动势；5、降低、减小；6、差动整流电路、差动相敏检波电路；7、充放电；8、测量上限、测量下限、测量范围。
二、选择题1.如图所示是测定位移的电容式传感器，其工作原理是哪个量的变化，造成其电容的变化（A ）A、电介质进入极板的长度B、两极板间距C、两极板正对面积D、极板所带电量2. 非线性度是表示校准曲线( B )的程度。
A.接近真值B.偏离拟合直线C.正反行程不重合D.重复性3.将电阻应变片贴在不同的（ C ）上，就可以分别做成测力、位移、压力等物理参数的传感器。
A.质量块B.导体C.弹性元件D.机器构件4.测量范围大的电容式位移传感器的类型为（ D ）。
A.变极板面积型B.变极距型C.变介质型D.容栅型5.目前，我国常用的铂热电阻有两种，其零摄氏度时的电阻值分别为（ C ）。
A．30Ω和100ΩB．30Ω和50ΩC．50Ω和100ΩD．40Ω和50Ω6.在测量位移的传感器中，符合非接触测量，而又不受油污等介质影响的是（D ）。
A.电容式B.压电式C.电阻式D.电涡流式7.按照工作原理分类，固体图象式传感器属于（ A ）。
A.光电式传感器B.电容式传感器C.压电式传感器D.磁电式传感器8.为使电缆的长度不影响压电式传感器的灵敏度，应选用（ C ）。
A.电压放大器B.微分电路C.电荷放大器D.积分电路9. 在电容传感器中，如果应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；C、电感为变量，电容保持不变；D、电容和电感均保持不变。
10.在工厂生产过程中，远距离传送信号，现在通常选用具有（ D ）输出的标准变送器。
A、 0～2VB、1～5VC、0～10mAD、4～20mA1、A；2、B；3、C；4、D；5、C；6、D；7、A；8、C；9、B； 10、D1. 半导体应变片主要是利用半导体材料的( B )。
A．形变 B．电阻率的变化C．弹性模量的变化 D．泊松比2. 压电式传感器是内阻传感器，因此要求前置放大器的输入阻抗（ C ）。
A. 很低B. 较低C.很高D. 较高3.关于热电偶的描述错误的是（D ）A.在热电偶测温回路中，只要连接导线两端的温度相同，热电偶总热电势不变。
B.热电偶产生热电势的条件：两热电极材料相异，两接点的温度相异。
C.热电偶的热电特性由电极材料的化学成分和物理性能所决定。
D.热电偶的热电势的大小与两端温度和热偶丝的粗细有关。
4. 在光作用下，使电子逸出物体表面的现象称( B )效应。
A.内光电B.外光电C.热电D. 光生伏特5.用电容式液位计测量导电液体的液位时，液位变化，相当于（D ）在变化。
A.电极面积B. 阻值C.电压D.介电常数6．利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（ C ）A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片。
B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联。
C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片。
D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片。
7．在工厂生产过程中，远距离传送信号，现在通常选用具有（ D ）输出的标准变送器。
A．0～2V B．1～5V C．0～10mA D．4～20mA8．非线性度是表示校准曲线( B )的程度。
A．接近真值B．偏离拟合直线 C．正反行程不重合D．重复性9．将电阻应变片贴在不同的（ C ）上，就可以分别做成测力、位移、压力等物理参数的传感器。
A．质量块 B．导体 C．弹性元件 D．机器构件10．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，单位为 t/h B．累积流量，单位为 t 或 m3C．瞬时流量，单位为 k/g D．累积流量，单位为 kg1、B；2、C；3、D；4、B；5、D；6、C；7、D；8、B；9、C； 10、B三、问答题1.传感器一般由那三部分组成，请画出传感器系统的组成框图，并说明个环节的作用。
答：传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路三部分组成。
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。
转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换成电路参量。
基本转换电路：上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。
2. 如何提高应变片测量电桥的输出电压灵敏度及线性度？答：电桥电压灵敏度正比于电桥供电电压，电桥供电电压越高，电桥电压灵敏度越高。
但是供桥电压的提高，受到应变片允许功耗的限制，所以一般供桥电压应适当选择；电桥电压灵敏度是桥臂电阻比值 n的函数，因此应当恰当选择桥臂比 n的值，保证电桥具有较高的电压灵敏度。
减少非线性误差的办法是采用半桥双臂和全桥接法。
3、简述霍尔电动热产生的原理。
（10分）答：一块半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场(磁场方向垂直于薄片)中，当有电流I 流过时，电子受到洛仑兹力作用而发生偏转。
结果在半导体的后端面上电子有所积累。
而前端面缺少电子，因此后端面带负电，前端面带正电，在前后端面形成电场，该电场产生的力阻止电子继续偏转当两力相平衡时，电子积累也平衡，这时在垂直于电流和磁场的方向上将产生电场，相应的电势称为霍尔电势U H 。
4. 试说明为什么不能用压电传感器测量变化比较缓慢的信号？答：压电式传感器只有在负载阻抗无穷大、内部也无漏电时，受力后产生的电压（电荷）才能长期保存下来，否则电路将以某时间常数按指数规律放电。
这对于测量缓变信号极为不利，必将造成测量误差。
（而在动态测量时，电荷量可以不断得到补充，）因此压电式传感器适于动态测量，而不能用来测量变化比较缓慢的信号。
四、计算题1、解1）368002.05 1.641010R K R ε-∆==⨯=⨯,331.6410 1.64101200.1968R R --∆=⨯⨯=⨯⨯=Ω 2）输出电压 33011 1.64103 1.2310() 1.23()44i R U U V mV R --∆==⨯⨯⨯=⨯= 2、解：根据热电偶的中间温度定律有：00(,0)(,)(,0)AB AB AB E t E t t E t =+ （列出此等式得5分）(,40)(40,0)AB AB E t E =+=28.772+1.611=30.383(mV) （得出计算结果得2分）查热电偶分度表可知，被测点温度为730°C 。
（给出温度值得3分）3、解：差动变压器的两个次级线圈反相串接。
其差动变压器式传感器的工作原理正是建立在互感变化的基础上。
当某一设定液位使铁心处于中心位置时，差动变压器输出信号u=0；当液位上升或下降时，u ≠0。
通过相应的测量电路便能确定液位的高低。
4、解：根据差动接法变压器交流电桥电路的工作原理，可知其输出电压与电容变化量的关系为：012C C U s iC C U U ∙∙∆∆== 而差动式电容传感器存在以下关系： 02C d C d ∆∆= 所以有：000.053sin 0.25sin ()0.6d U t t V i d U ωω∙∆==⨯=。
