自动检测复习汇总

1．一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部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。

2．传感器的分类——按输入量分类：位移传感器、速度传感器、温度传感器、压力传感器——按工作原理分类：应变式、电容式、电感式、压电式、热电式——按物理现象分类：结构型传感器、特性型传感器——按能量关系分类：能量转换型传感器和能量控制型传感器——按输出信号分类：模拟式传感器和数字式传感器3．电阻式传感器的种类：电阻应变式传感器、固态压阻式传感器、热电阻式传感器、电位器是传感器及气敏式传感器等4．热敏电阻结构参数：标称电阻、温度系数、材料常数K、时间常数、额定功率、最高工作温度5．电位器是传感器主要用来测量位移、角度、压力和力等非电量;按其结构分为线绕式、薄膜式、光电式等6．电位器式传感器的优点是：结构简单，性能稳定，使用方便，输出电压高；缺点：分辨率低7．半导体气敏传感器是利用气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值发生变化而制成的。

8．气敏传感器的工作原理：氧化性气体吸附到N型半导体上，还原性气体吸附到P型半导体上，将使载流子减少，电阻值增大。

还原性气体吸附到N型半导体上，氧化性气体吸附在P型半导体上时，将使载流子增多，电阻值下降。

若气体浓度发生变化，其阻值也发生变化。

9．气敏电阻式传感器的应用：有害气体检测报警器、XKJ-48型袖珍式气体检漏仪、KGJ15型智能遥控甲烷传感器10．电容式传感器的类型：变极距式、变面积式、变介电常速式11．电感式传感器的工作基础是电磁感应，即利用线圈电感或互感的改变来实现非电量测量12．电感式传感器可分为变磁阻式、变压器式、涡流式等13．电感式传感器的特点是：工作可靠、寿命长、敏感度高、分辨率高、精度高、线性好、性能稳定、重复性好。

14．变磁阻式传感器主要有闭磁路变隙式和开磁路螺线管式两种类型15．变隙式电感传感器的组成有线圈、衔铁和铁心;其特点是结构简单，制作容易，但敏感度稍低，且衔铁在螺线管中间部分工作时，才有希望获得较好的线性关系16．减少零点残余电压的方法：提高框架和线圈的对称性尽量采用正玄波为激励源正确选择磁路材料，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在线圈上并联阻容移相网络，补偿相位误差选用合适的测量电路，尽量采用相敏检波电路17．压电式传感器的优点：体积小、重量轻、结构简单、工作可靠、频带宽、灵敏度高和信噪比高等18．压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，内部会产生极化现象，同时在其表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电的状态，这种想象叫做压电效应19．压电材料的主要特性参数：压电系数弹性系数机电耦合系数居里点20．敏感元件对压电材料的要求是：具有大的压电系数d；机械强度高，刚度大，以便获得高的固有频率；高电阻率和大介电常数；高的居里点；温度、湿度和时间稳定性好。

《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。

1、测量的概念测量是借助专门的技术和仪表设备，采用一定的方法取得某一客观事物定量数据资料的实践过程。

2、测量方法的分类（1）根据被测量是否随时间变化，可分为静态测量和动态测量。

（2）根据测量的手段不同，可分为直接测量和间接测量。

（3）根据测量时是否与被测对象接触，可分为接触式测量和非接触式测量。

（4）根据测量的具体手段来分，可分为偏位式测量，零位式测量和微差式测量。

偏位式测量：在测量过程中，被测量作用于仪表内部的比较装置，使该比较装置产生偏移量，直接以仪表的偏移量表示被测量的测量方式称为偏位式测量。

零位式测量：在测量过程中，被测量与仪表内部的标准量相比较，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，这种测量方式称为零位式测量。

微差式测量：微差式测量法是综合了偏位式测量法速度快和零位式测量法准确度高的优点的一种测量方法。

3、测量误差的表示方法绝对误差和相对误差相对误差又包括示值（标称）相对误差和引用误差（也叫满度相对误差）4、我国工业模拟仪表有下列常用的7种等级:0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。

准确度等级对应基本误差：eg：0.1对应±0.1% 5、测量误差的分类粗大误差、系统误差、随机误差、静态误差和动态误差。

静态误差：在被测量不随时间变化时所产生的误差称为静态误差。

动态误差：当被测量随时间迅速变化时，系统的输出量在时间上不能与被测量的变化精确吻合，这种误差称为动态误差。

6、随机误差的正态分布曲线的三个规律集中性、对称性、有界性7、不确定度的概念由于测量误差的存在，对被测量值不能肯定的程度，也表明该结果的可信赖程度。

8、测量系统静态误差的合成方法绝对值合成法和方均根合成法9、传感器的定义组合以及每一部分能完成的功能、起到的作用传感器是一种检测装置，能感受规定的被测量，并能将检测感受到的信息，按一定的规律变换成为电信号或其他所需要形式的信息输出。

以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求传感器主要包括敏感元件、传感元件和测量转换电路三个部分敏感元件是在传感器中直接感受被测量的元件，即被测量通过传感器的敏感元件转换成与被测量有确定关系、更易于转换的非电量。

1. 系统误差、随机误差、测量误差1、在相同测量条件下多次测量同一物理量，其误差大小和符号保持恒定或某一确定规律变化，此类误差称为系统误差。

2、在同一条件下，多次测量同一被测量，有时会发现测量值时大时小，误差的绝对值及正、负以不可预见的方式变化，该误差称为随机误差。

3、测量值与真值之间的差值称为测量误差。

2．热电效应、热电阻效应、光电效应、霍尔效应、重复性1、热电效应，是当受热物体中的电子(洞)，因随着温度梯度由高温区往低温区移动时，所产生电流或电荷堆积的一种现象。

2、热电阻是基于电阻的热效应进行温度测量的，即电阻体的阻值随温度的变化而变化的特性。

3、光电效应是指物体吸收了光能后转换为该物体中某些电子的能量而产生的电效应。

4、霍尔效应是导电材料中的电流与磁场相互作用而产生电动势的效应。

5、重复性是传感器在输入量按同一方向作全量程多次测试时，所得特性曲线不一致性的程度。

四、简述题1. 电阻应变片为什么要进行温度补偿？补偿方法有哪些？电阻应变片在不恒定的温度条件下，电阻会发生一些变化，所以测电阻都要在常温下，所谓的常温为28摄氏度，在温度每达到要求时就要进行温度补偿。

应变片的温度补偿方法通常有两种，即线路补偿和应变片自补偿。

3.. 差动变压器的为何会产生零点残余电压?如何消除零点残余电压？零点残余电压产生原因：①基波分量。

由于差动变压器两个次级绕组不可能完全一致，因此它的等效电路参数（互感M、自感L 及损耗电阻R）不可能相同，从而使两个次级绕组的感应电势数值不等。

又因初级线圈中铜损电阻及导磁材料的铁损和材质的不均匀，线圈匝间电容的存在等因素，使激励电流与所产生的磁通相位不同。

②高次谐波。

高次谐波分量主要由导磁材料磁化曲线的非线性引起。

由于磁滞损耗和铁磁饱和的影响，使得激励电流与磁通波形不一致产生了非正弦(主要是三次谐波)磁通，从而在次级绕组感应出非正弦电势。

另外，激励电流波形失真，因其内含高次谐波分量，这样也将导致零点残余电压中有高次谐波成分。

自动检测技术复习一、填空题：1、一般传感器由、、等部分组成，其作用是。

2、常用的标准节流装置有、、。

3、测量中按误差的性质和产生原因分为、、。

4、在压电式加速度测量电路中，设计前置放大器一般有、两种形式，其作用一是、二是、。

5、温度的变化会引起应变片电阻的变化，从而影响测量精度。

为了消除这种误差，可利用、、等方法进行补偿。

6、差动变压器的输出交流信号，为了达到消除零点残余电压及辯别方向的目的、，差动变压器经常采用和两钟测量电路。

7、红外传感器是根据和制成的，一般由光学系统和、、等组成。

8、频率大于khz的声波即超声波，它具有聚束、、等特性，按振动辐射大小不同可分功率超声和，其探伤主要是利用和来实现的。

9、热电偶的热电势由和两部分组成。

10、流量的测量原理可分为两大类，即和方式。

压差流量计就是利用流体和装置，使流体在流动过程中产生局部的静压差，然后利用和的关系，通过压差传感器间接地测量出流体的流量。

11、测量中按误差的性质和产生原因分为、、。

12、在压电式加速度测量电路中，设计前置放大器一般有、两种形式，其作用一是、二是。

13、温度的变化会引起应变片电阻的变化，从而影响测量精度。

为了消除这种误差，可利用、、等方法进行补偿。

14、差动变压器的输出交流信号，为了达到消除零点残余电压及辯别方向的目的，差动变压器经常采用和两钟测量电路。

15、热电偶的热电势由和两部分组成。

16、测量中按误差的性质和产生原因分：、、。

17、传感器的静态输入—输出特性有、、、。

18、热敏电阻按其性能可分为、、三类。

19、直流电桥平衡的条件是，增大电桥灵敏度其桥臂极性布置应满足的要求。

20常用的电容式传感器类型可分为、、。

21、现有一个四位二进制码0111，将其转换为对应的循环码是：二解答题1、简述压阻效应？2、选用热电偶配套使用的补偿导线应注意哪些方面的问题？3、简述霍尔效应及其霍尔元件的不等位电势产生的原因？4、简述电感式测微仪电路的基本原理？5、简述压电效应？6消除热电偶冷端温度的影响有那些常用方法？7简述霍尔效应及其霍尔元件的不等位电势产生的原因?8简述光电效应9、在下图等截面悬臂梁上粘贴四个完全相同的电阻应变片，并组成差动全桥电路。

1.精度等级和最大绝对误差之间的关系为:精度等级 = 最大引用误差 =最大绝对误差/量程 X 100% 。

2.采用差动式传感器结构的目的是:提高灵敏度，减小误差。

3.热电偶产生的电动势与导体的材料和接点的温度有关。

4.热电偶采用补偿导线的作用是冷端温度补偿。

5.光栅细分有直接细分和电桥细分。

6.提高光栅传感器的分辨率的方法有增加光栅刻线密度和对测量信号进行细分。

7.光导纤维传感器可分为传光型和功能型。

利用了全反射原理。

8.电子打火机和煤气灶由多片压电片串联产生高电压。

9.光栅传感器采用sin和cos两套光电元件的作用是为了辩向。

10.人造卫星的光电池板采用了光伏效应。

11.数字位移式传感器有:光栅传感器、磁栅传感器、容栅传感器、感应同步器、旋转编码器。

数字位移式传感器不能用于测量人体行走的速度。

12.磁头可分为动磁头和静磁头。

动磁头又称为速度响应式磁头，它只有一个绕组。

静磁头又称为磁通响应式磁头，它有两个绕组。

13.霍尔元件的灵敏度与载流体材料和它的几何尺寸有关。

14.光电池和光电管分别采用:光生伏特效应和外光电效应。

15.分度号为E的热电偶是:镍铬-康铜热电偶。

分度号为K的热电偶是:镍铬-镍硅热电偶。

16.检测系统的组成:传感器、测量电路、显示记录装置。

17.按照误差的表示方法可以分为:绝对误差和相对误差；按照误差出现的规律可以分为:系统误差和随机误差。

18.电容式传感器的分类:变面积式传感器、变间隙式传感器、变介质常数式传感器。

19.热电偶测量电路中要测量两点的温度差需将:同型号且热电特性一致的热电偶反向串接；测量多点的平均温度用:并联，E=(E1+E2+E3+...+En)/n ；提高热电偶的灵敏度用:串联, E=E1+E2+E3+..+En 。

20.热电偶电动势分为:接触电动势和温差电动势；保证电动势为被测点热端的单只函数，被测点冷端温度为0℃。

21.外光电效应:在光线作用下能使电子逸出物体表面的现象；主要元件：光电管、光电倍增管内光电效应:在光线作用下能使物体电阻率改变的现象；主要元件：光敏电阻、光敏晶体Es（25,0）=0.143mv Es（80,0）=0.501mv求：（1）动圈式仪表的温度示值对应的电势值。

1根本知识引论1、测量围、测量上、下限及量程测量围：仪器按照规定的精度进展测量的被测变量的围测量下限：测量围的最小值测量上限：测量围的最大值量程：量程=测量上限值-测量下限值灵敏度：被测参数改变时，经过足够时间仪表指示值到达稳定状态后，仪表输出变化量与引起此变化的输入变化量之比灵敏度YU ∆=∆误差绝对误差：∆maxδ绝对误差 =示值－约定真值相对误差：δ相对误差〔%〕= 绝对误差/约定真值引用误差：maxδ引用误差〔%〕= 绝对误差/量程最大引用误差：最大引用误差〔%〕 = 最大绝对误差/量程允许误差：最大引用误差≤允许误差准确度仪表的准确度通常是用允许的最大引用误差去掉百分号后的数字来衡量。

准确度划分为假设干等级，简称精度等级，精度等级的数字越小，精度越高可靠度：衡量仪表能够正常工作并发挥其同能的程度课后习题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展运算处理，并通过相应的单元实现对被控变量的调节。

关系：二者严密相关，相辅相成，是控制系统的重要根底1.2 典型检测仪表控制系统的构造是怎样的，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根底，它完成对所有被控变量的直接测量，也可实现*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拟，并对由此产生的偏差进展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。

自动检测技术复习题一、填空题：1、传感器由、、三部分组成。

2、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，当测量100℃时的示值相对误差为。

3、利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择型热敏电阻。

4、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在。

5、霍尔元件采用恒流源激励是为了。

6、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。

7、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω，则其分度号是，对于镍铬-镍硅热电偶其正极是。

8、压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电元件起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件起来。

9、热电偶的冷端温度补偿常用的方法有法、法、法和法。

10、脉冲宽度调制电路是利用传感器的电容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。

11、霍尔器件在额定控制电流下，时，两个霍尔电极之间的称为。

不等位电势U12、热电势由两部分组成，一部分是两种导体的，另一部分是单一导体的。

13、中间导体定律：在热电偶中接入第三种导体，只要第三种导体的两接点温度相同，则热电偶的。

14、应变式传感器在外力作用下主要是发生变化，压阻式传感器在外力作用下主要是发生变化，两者都引起发生变化。

15、电容式和电感式传感器常用差动式结构，其作用是提高，减少。

16、压电式传感器利用效应工作，常用的前置放大器有电压放大器和。

17、热电阻是利用导体的随温度的变化这一物理现象来温度的。

18、根据参数的变换，电容式传感器分为变极距式电容传感器、、和。

19、热电偶的热电势大小与和有关，为了保证输出热电势是被测温度的单值函数，必须保持冷端温度。

20、由于外力作用在压电传感元件上所产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存，即需要测量回路具有无限大的内阻抗，这实际上是达不到的。

因此，压电式传感器。

压电元件只有在交变力的作用下，电荷才能源源不断地产生，可以供给测量回路以一定的电流，故。

1.在化工生产过程中，常用的工程量检测量有哪些？2.检测仪表的组成有哪些？3.检测误差有哪些？4.在阶跃响应作用下的过渡过程曲线，能基本满足控制要求的是什么形式？5.某仪表，其最大引用误差等于或大于0.5%，应归于什么级精度等级中？6.用弹簧管压力表进行氨气压力检测时，严禁采用铜质材料弹簧管压力表，为什么?7.弹簧管压力表因工作介质是密闭在弹簧管内，并不受大气压力的作用，所以仪表值是绝对压力，对不对？8.变送器接收的是什么信号？转换成什么信号?9.红外线气体分析器一般有哪些组成？10.在使用热导法进行气体成份分析时要具备条件是什么11.说明气相谱仪的工作过程和主要特性。

12.微动质量流量计的特点。

13.转子流量计出厂时，流量计刻度一般是用什么标定的？14.对于差压式蒸汽流量计和带负向迁移的差压式液位计来说，三阀组的起动顺序、停运顺序如何？15.用节流装置测量时对节流装置前后的直管道有没有什么特殊的要求?16.在相同的温度变化范围内，S热电偶的热电势比K热电偶的热电势大，对否？17.补偿导线的应用特点是什么？18.在热电阻测量中，通常采用什么方法避免测量误差，请说明原因。

19.差压变送器测量液位时，为什么要进行零点迁移，如何实现迁移，其实质是什么？20.说明椭圆齿轮流量计的特点。

21.非接触式液位测量仪表有哪些特点？22.数字显示仪表用于工程量测量显示时，其结构组成环节中一定有什么部分？23.执行装置的选择至少要从哪些方面来考虑？24.气动薄膜调节阀接受的是什么信号？25.一台DDZ-Ⅲ型调节器在“自动”时无输出，“软手操”时有输出，这时故障可能在哪里？26.气动执行器的气开气关是什么含义？27.一台气动薄膜调节阀，若阀杆在全行程的50%位置，则流过阀的流量是否也在最大流量的50%？并说明理由。

28.在用色谱分析气体各组分含量时，假设有A和B两种组分，A组分的分配系数大于B组分的分配系数，试描述气体通过色谱柱的过程，画出组分在色谱柱中的分离过程示意图。

自动检测技术复习计算题(含详细解答)复习计算题1、传感器的一般特性4、某线性位移测量仪，当被测位移变到时，位移测量仪的输出电压减至，求该仪器的灵敏度。

解：s??????2V/mm ?? 5、某测温系统以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：铂电阻温度传感器：Ω/℃；电桥：/Ω；放大器：100(放大倍数)；笔式记录仪：/V 求：(1)、测温系统的总灵敏度；(2)、记录仪笔尖位移4cm 时，所对应的温度变化值。

解：(1)、s1=Ω/℃；s2=/Ω；s3=100；s4= /V；s?s1s2s3s4?(?/?C)?(/?)?100?(/V)?/?C (2)、?t?x?s?4cm??C /?C6、有三台测温仪表，量程均为0～600℃，精度等级分别为级、级和级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过%，选哪台仪表合理? 解：级测温仪表：??mL100%??15100%r?m?100 %?3%??15?Cm600500500；；?m?级测温仪表：??mL100%??12100%r?m?100 %?%??12?C600500500；m；?9100%r?m?100%?%??9?Cm60050 0500；；级测温仪表：??mL100%??级和级测温仪表均满足“相对误差不超过%”的要求，一般精度高的设备价格更高，故选级测温仪表更合理。

01、某温度测量仪表测量范围为0～500℃，使用后重新校验，发现最大误差为±6℃，问此表现在应定为几级精度？解：最大引用误差：rom=(δ/L)3100％=3100％=±％；此表现在应定为级精度03、欲测250v电压，要求测量示值相对误差不大于±％，问选用量程为250v电压表，其精度为哪级？若选用300v和500v的电压表，其精度又为哪级。

解：?250100%??%；δ= %?%；精度为级. %?%；精度为级选用量程为300v电压表：%?%；精度为级选用量程为500v电压表：500选用量程为250v电压表： 1 例1：今有级的0℃~300℃和级的0℃~100℃的两个温度计，要测80℃的温度，试问采用哪一个温度计好? 解:：用级仪表测量时，最大标称相对误差为：?x1?m1300?(?%)?100%??100 %??%Ax80?m2100?(?%)100%??100%??%Ax80用级仪表测量时，最大标称相对误差为：?x2?显然，用级仪表比用0. 5级仪表更合适。