《自动检测与转换技术》自学与提高PPT课件

《自动检测与 转换技术》
——自学与提高
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作业辅导
作业辅导给出本教材各章部分习题的 提示、难点解释以及与解题有关的实物照 片、电路演示等。
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作业辅导说明
为了使学生学完本书后能获得作为生产第一线的 技术、管理、维护和运行人员所必须掌握的传感器、 自动检测系统和抗干扰技术等方面的基本知识和基本 技能，本教材每章均附有启发性的思考题及应用型习 题，供高职、高专的电类、自动化类、仪表仪器类、 计算机、数控、机械、机电一体化、汽车、楼宇等专 业的学生巩固、复习和提高。 本教材的作业着眼于 工业、科研、生活中常用传感器的工作原理、测量转 换电路及传感器的选型、调试、测量数据分析、传感 器应用等解决实际问题的基本技能。为了让读者更好 地完成作业及各种习题，我们编写了以下的作业辅导， 希望能对读者有所帮助。
作图法求端基线性度的过程演示
将传感器输出
起始点与满量程点
连接起来的直线称
为拟合直线或端基
理论直线。找出传 量 感器实际特性曲线 程
与拟合直线之间的
最大偏差 Lmax， 再除以传感器量程，
就得到L 。
1—拟合直线y =ax+b 2—实际特性曲线
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9.下图是射击弹着点示意图，请你分 别说出图a、b、c各是什么原因造成的， 应如何克服？
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判定数字仪表位数的两条原则
1.能显示0~9所有数字的“位”是 “整位”；
2. 分 数 位 的 判 定 ： 在 最 大 显 示 值 中，以最高位所能显示的数值作为分 子，用满量程的最高位作为分母。
例如，当某一数字表最大显示值 为±1999 （不考虑小数点），满量程 计数值为±2000时，则它共有3个整位。 最高位只能显示1，满量程最高位为2，
在右图中，温度每变化0.1℃，数字 表就能跳变1个字，这个温度的相对变 化基本上是可信的，但该数字表所显示 的绝对数值是有较大误差的。
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分辨率
数字表的最大示值的倒数 为数字表的分辨率。
例如，3 ½位表的最大示值 为1999，则分辨率为： 1/1999≈1/2000=0.0005= 0.05% 即万分之五。
偏差特别大
弹着点接近 正态分布
弹着点均偏 向右上侧
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第二章作业
2.有一测量吊车起吊物质量的拉力传感器（吊钩
秤），R1、R2、R3、R4贴在等截面轴上，组成全桥， 桥路电源为直流6V。请画出测量转换电路。
吊钩秤外形
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桥路的邻边电阻受力状态必须相反
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荷重传感器计算
3.有一额定荷重为20103N的等截面空心圆柱式
荷重传感器，其灵敏度KF为2mV/V，桥路电压Ｕi为
12V，求……
F
R1
R3
R2
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荷重传感器演示
热电阻外形
5. 有一个金属热电阻，分度号为Pt100，采用 不平衡电桥，求： ……
计算t=40C时电 桥的开路输出电压Uo 使用下式，也可以使 用分压比公式。
时的灵敏度K1、K2，和该仪表的端基线性度。
分别过1m3/s和 7m3/s点作切线，得到 以Δx 和Δy为边的三角 形，利用下式得到灵 敏度K 。
K dy y dx x
1
7 q/（m3/s）
2021/3/614 Nhomakorabea作图法求灵敏度的过程（续）
y
切点
传感器 特性曲线
Δy
x1
0
K y
Δx
x
xmax x
用普通的3 ½ 位DMM测量220V或380V工频电压
时，量程必须选择700V AC档；相比之下，使用3 3/4 位的DMM只需选择400V AC档，准确度优于700V AC 档，既不欠量程也不超量程，分辨力也提高了许多。
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判定数字仪表位数的练习
请判断下图数字表的位数
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所以它是3 ½位表。
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判定数字仪表位数（续）
又如，一台数字表最大值为2999 ，满 量程为3000，则它是3 2/3位表；右下图所示 的温度数字表最大值为399 ，满量程为400， 则它是2 3/4位表。
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判定数字仪表位数（续）
再如，一台如右图的 数字电压表， 其最大显示 值为399.9V ，最高位只能 显示0、1、2、3这四个数 字（有时0不予显示），所 以它是3 3/4位表。
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第一章作业
6. 用一台3 1位（俗称3位半或3 ½位）、精
度为0.5级（已包2含最后一位的+1误差）的数字 式电子温度计，测量汽轮机高压蒸汽的温度， 数字面板上显示出如图所示的数值。假设其最 后一位即为分辨力，求该仪表的……
（提示见下页）
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关于数字表显示位及位数的概念介绍
数字多用表（Digital Multimeter,简称DMM）的
显示位数目前一般为3位~8 ½位（即8 1 位，以下
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同）。具体地说，有3位、3 ½位、3 2/3位、3 3/4
位、4 ½位、4 3/4位、5 ½位、6 ½位、7 ½位、8
½位等。最近国外还推出8 3/4位、10 ½位等规格，
使数字测量向更高精确度冲刺。数字表位数的提高涉 及稳定性、抗干扰等诸多技术问题，A/D转换器只是 其中的一个环节，能否真正达到额定的精确度，还必 须掌握正确的使用方法。
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分辨力
分辨力是指仪器能检出和显示被测信号的最小变化量， 是有量纲的数。当被测量的变化小于分辨力时，传感器对输 入量的变化无任何反应。对数字仪表而言，如果没有其他附 加说明，一般可以认为该表的最后一位所表示的数值就是它 的分辨力。一般地说，分辨力的数值小于仪表的最大绝对误 差。例如，下图所示的数字式温度计分辨力为0.1℃，若该仪 表的精度为1.0级，则最大绝对误差将达到±2.0℃，与分辨 力相比差得多。有时在没有其它附加说明的少数情况下，也 可以认为分辨力就等于它的最大绝对误差。
请判断右图数字表的 位数、分辨力及分辨率。
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仪表背面的接线端子
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判断数字表的位数、 分辨力及分辨率（续）
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判断数字表的位数、 分辨力及分辨率（续）
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作图法求灵敏度的过程
7.有一台测量流量的仪表，测量范围为0～10m3/s，输入输 出特性曲线如下图所示，请用作图法求该仪表在1m3/s和7m3/s