电气测试技术 林德杰 课后答案
电气测试技术课后答案
第一章
1-1 测量仪表应具有哪些基本功能？
答：应具有变换、选择、比较和选择4种功能。
1-2 精密度、准确度和精确度的定义及其三者的相互关系如何？
答：精密度表示指示值的分散程度，用δ表示。δ越小，精密度越高；反之，δ越大，精密度越低。准确度是指仪表指示值偏离真值得程度，用ε表示。ε越小，准确度越高；反之，ε越大，准确度越低。精确度是精密度和准确度的综合反映，用τ表示。再简单场合，精密度、准确度和精确度三者的关系可表示为：τ=δ+ε。
1-5 举例分析零位测量原理，并分析零位测量的特点。
答：零位测量是一种用被测量与标准量进行比较的测量方法。其中典型的零位测量是用电位差及测量电源电动势。其简化电路如右下图所示。图中，E 为工作电源，E N 为标准电源，R N 为标准电阻，E x 为被测电源。
测量时，先将S 置于N 位置，调节R P1，使电流计P 读书为零，则N N 1R E I =。然后将S 置于x 位置，调节R P2，使电流计P 读书为零，则x x R E I =2。由于两次测量均使电流计P 读书为零，因此有
零位测量有以下特点：
1) 被测电源电动势用标准量元件来表示，若采用高精度的标准元件，可有效提高测量精度。
2) 读数时，流经E N 、E x 的电流等于零，不会因为仪表的输入电阻不高而引起误差。 3) 只适用于测量缓慢变化的信号。因为在测量过程中要进行平衡操作。 1-6在微差式测量中，为什么说微差△x 的精度可能不高，但被测量x 的测量精度仍很高。请证明之。
答：将被测量x 与已知的标准量N 进行比较，获得微差△x ，然后用高灵敏度的直读史仪表测量△x ，从而求得被测量x =△x +N 称为微差式测量。由于△x ＜N ，△x ＜＜x ,故测量微差△x 的精度可能不高，但被测量x 的测量精度仍然很高。
第二章
题2-2 解：
(1) ΔA ＝77.8－80＝－2.2（mA ） c ＝－ΔA ＝2.2（mA ）
(2)%.%x x m
m
m 221000=??=
γ 故可定为s ＝2.5级。
题2-3
解：采用式(2-9)计算。
（1）用表①测量时，最大示值相对误差为：
（2）用表②测量时，最大示值相对误差为：
前者的示值相对误差大于后者，故应选择后者。 题2-4 解：
五位数字电压表±2个字相当于±0.0002V 。 题2-5 解：
已知0.1%N N
s N
?=
=±，s =0.1级
9V N U =,10V x U =,1V x N U U U ?=-=
根据式（2-34）
即 1
0.1%0.4%9
r δ±+≤±
∴可选择m =1V U ，s=2.5级电压表。
题2-6 解：
（1）12
1
1501.07HZ 12i i x x ===∑
（2）求剩余误差i i v x x =-，则
求12
10.020i i v ==≈∑，说明计算x 是正确的。
（3）求标准差估计值?σ
，根据贝塞尔公式 （4）求系统不确定度，P =99%，n ＝12，查表2-3，及a t ＝3.17，
? 3.170.44 1.39a t λσ==?= im v λ<，故无坏值。
（5）判断是否含有变值系差
① 马列科夫判据
Ω
，故数据中无线性系差。
② 阿卑-赫梅特判据
2
1i i v v +>21
1
1
1σ
?n v
v i n i i ->+-=∑ 即0.6450.642≈ 可以认为无周期性系差。
（6）求算术平均值标准差?x σ-
（7）P ＝99％，n ＝12 ， 3.17a t =则
（8）写出表达式
f ＝501.07±0.38 HZ
0.070.38 题2-7 解： 依题意，该表的基本误差为 题2-8 解： 上式取对数得：ln ln ln ln x m A n B p C =++ 然后微分得： dx dA dB dC m n p x A B C =++ 由于A B C r r r 、、为系统不确定度，从最大误差出发得 题2-9 解： 伏安法测得的电阻为： 由图2-14可见，电流档内阻压降为 x R 两端的实际电压为V 9494890...U U U A x x =-=-= 因此x R 的实际值为： Ω=Ω=== 1001049 9 400k ..I U R x x x 测量误差为%%%R R R γx x x R 100100100 10020010000=?-=?-= 该方法由于电流档的内阻压降大(电流档内阻大)，误差比较大。为了减小误差，应将电 压表由B 接至C 点。 题2-10 解： 依图2-10用伏安法测得的电阻为 已知万用表的灵敏度20K Ω/V R k =，则其内阻为 由于0x R //0R 即 0000001 0.5M Ω1 x x x x R R R R R R ?==++ 测量误差为 由于0x R 较大，所用电压档内阻0R 有限，引起误差较大。为了减小误差，应将电压表由C 点改接至B 点。 题2-11 解： （1）串联总电阻12 5.1 5.110.2K ΩR R R =+=+= 根据式（2-48）可得串联电阻相对误差为 （2）两电阻并联总电阻1212 5.1 2.55K Ω10.2 R R R R R ===+ 根据式（2-50）得 （3）若两电阻的误差12 2.5%R R r r ==±，得 ①串联总电阻为R=10.2K Ω ②并联总电阻R=1/2×5.1=2.55K Ω 题2-12 解：参考P38例2-21 题2-13 解： 依题意2 U W t R =为幂函数，则根据式（2-45）得 题2-14 解：该电子仪表说明书指出了六项误差，分别为： ①基本误差m 14 % 1.5% 2.0%3 x r s x =±=±=± ②温度附加误差20.1% 3020 1.0%r =±-=±（） ③电压附加误差30.06%22010 1.32%r =±??=±％ ④频率附加误差4 1.0r =±％ ⑤湿度附加误差50.2r =±％ ⑥换集成块附加误差60.2r =±％ 由于误差项较多，用方和根合成法比较合理，总的误差为： 题2-15 解： 选择s=1.5 故选m U ＝50V ，s=1.5电压表。 第四章 4.1 解： （1）图4-205a 为自动平衡位移测量仪表。 设左边电位器传感器的输出电压为1U ，则 设右边电位器传感器的输出为2U ，则 设放大器的输入为2i U U U ?=-。当放大器放大倍数足够高时，0U ?≈，则 2i U U = 即 位移x 与偏置电压i U 和输入电压x U 之比的开平方成正比。 （2）图b 可见，0U 为两个电压a U 和b U 经1x 和2x 分压后相加，即 （3）图c 中， 11m U U x x = Q ，102m U U x x =则 （4）图d 中，r 上的压降为1 a a x x x U U U r r R R = =（R r >>Q ，忽略分母中的r ） 202211 a a x U r U r x U U x x Rx R x ∴== =g ，输出与21x x 之比成正比。 题4-2 解： 电位器的电阻变化量R ?为 因此可得右图4-2a ，由此图求开路电压O U 为 根据戴维南定理求右图4-2a ，电源短路内阻O R 因此可将电路等效为右图4-2b ，则 由此可求得x P 为 题4-3 解： 根据式（4-43）可计算14~R R 所受应变14~εε。 3125332 6620101020002.010310110l F Ebh ε---???==?????＝（）（微应变） 3325332 661210102002.010310110l F Ebh ε---???==?????＝1（） （微应变） 题 4-4 解：（1）根据式（4-55）可得简单自感传感器三次方非线性误差为： （2）根据式（4-63）可得差动自感传感器三次方非线性误差为： 题 4-6 解：（1）波纹管将被测压力x P 转换成力x F ，使杠杆绕支点作顺时针方向偏转，衔铁靠近电感L ，经放大器转成电压V ，再经I K 转换成输出电流o I 。另一方面o I 经fI K 和I K 转换成反馈力f F 作用于杠杆，使杠杆绕支点作逆时针方向偏转。当作用力矩x M 与反馈力矩f M 相等时，系统处于动态平衡状态。输出电流o I 稳定于某一数值。o I 与x P 成比例。 （2）根据上述工作原理可画框图如下： （3）由上图可见，该系统是平衡变换型结构。可得输入与输出关系为： 当12>>l K K K K f fI I V 时，忽略上式分母中的1，则 （4）已知总误差%0.1±=γ，按系统误差相同原则分配，则 题 4-7 解：简单变气隙式电容传感器三次方非线性误差为 差动变气隙式电容传感器三次方非线性误差为 题 4-8 解：由于这里所知道的1ε和2ε均为相对介电常数，所以必须考虑真空介电常数 图4-2a 图4-2b F/m 1085.8120-?=ε。 根据式（4-85）可得： 即液位在原来高度基础上变化±4.178（m ） 题 4-9 解：依题意 h ＝0，0x x C C =，0=θ，E =0。此时桥路平衡U SC ＝0，则电桥平衡条件为： 当液位为h 时，h k C x 1=?。此时指针偏转θ角且E 2有增量E 。即 由图可见，减速器进动指针偏转的同时，也带动电位器动触点位移，改变E ，使电桥重新平衡，因此E 与θ角成正比。即 E k 2=θ 则 题 4-10 解：依题意热电偶测温电路见右图。此图配错热电偶补偿导线的型号。若不配错，S 热电偶修正到0℃的热电偶可查分度表求得： S E (1000,0)=9.556 mV S E (1000,40)= S E (1000,0)- S E (40,0)=9.556-0.235=9.321 mV 查K 热电偶分度表得K E (40,0)=1.61 mV 由上图可求得电路电势为' S E 题 4-13 解：热电偶补偿电桥在20℃时平衡，即其产生的补偿电势为零。补偿电桥的灵敏度与被补偿的热电偶的灵敏度相同。依题意，若不配错补偿电桥型号，得 e E (700,40)=e E (700,20)＋e E (40,20) =e E (700, 0)-e E (20,0)+e E (40,0)-e E (20,0) 查E 热电偶分度表得： e E (700,40)=57.74-1.31+2.66-1.31=57.78 mV 由于配错补偿桥路型号，则 引起的测量误差为 题 4-15 解：30℃时引线电阻t R R R R R αL L 3L 2L 1L +=== Ω??+=-31028.45.25.2/℃?30℃ =2.821Ω 0℃时电桥平衡，U 0=0，则R 3臂的电阻Ω=+=+=5.1025.2100L 3'3R R R ∴ RP=54Ω 查46Rt 分度表，400℃时t R =114.72Ω 环境为30℃，t =400℃，接成三线制桥路输出电压U o 为 环境为30℃，t =400℃，接成两线桥路输出电压为' o U 为 接成二线制引起的误差为 题 4-17 解：根据式（4-125）传感器的灵敏度为： 已知导线C K =25pF/m ，则2m 电缆的分布电容为 pF 25 pF 100c i c a ==++C C C C Θ ∴ pF 75i a =+C C 则pF 1255075'c i a =+=++C C C 可求得灵敏度为 设传感器的输入信号为x ，依题意 用2m 电缆时的显示值为 g N N g xK V 646.140'=??= 则引起的测量误差为 题 4-18 解：已知m 3.35,h m 10003==M VM v q ，仪表常数K =10 m 3Hz/h ，f 0=3.5MHz ，C =1500m/s 。 管道截面积S 为：S = 23m 1087.74 .351000 -?==M VM v q 。 ∵2 πR S = ∴cm 5m 05.014 .31087.73 ==?== -πS R ∵h MHz m 10230==f SL K ∴h MHz m 2030=SLf 则cm 2010 5.31087.73600 h MHz m 20h MHz m 206 3303=????==-Sf L 20 1021== -R S tg θ ∴5.70=θ° ∴m 10000.1h MHz m 10341032 11 2=??=-=-N N N N K q VM 因此，最后设计参数为：D =10cm ，L =20cm ，N 1=508，N 2=536，5.70=θ° 题 4-20 解：已知：P =0~0.5MPa ，灵敏度P K =2kHz/MPa ，%0.1±≤m γ，膜片面积S =10cm 2 膜片受力变化量kgf 50cm kgf 5cm 1022=?==?m m SP F 根据式（4-142）得： %0.1812 ≤=F m εδ ∴28.0%0.18≤?≤F ε 取25.0=F ε ∵kgf 20025 .0kgf 500== ?= F m F F ε 弦长L 一般在12mm~20mm 之间，500~300=d L 之间。 若取L =20mm ，400=d L 则 ∵mL F f 0 021= ∴)g (5.220)101(4kgf 20042 320 0=???==L f F m 最后设计参数：kgf 2000=F ，L =20mm ，mm 05.0=d ，g 5.2=m 题 4-24 解：已知S =10cm=10×10-2m ，f 0=4MHz ，N =1×104 则t S v = v S f v S f t f N 000=== ∴h)km (144101013600 1010104s)m (1011010MHz 43 426420=??????=???==--N S f v 题 4-30 解：由图4-210可见，当压力为0～2MPa 时，霍尔片位移为0～10μm ，磁感应强度为0～10KGS （千高斯）。 ∵BI K V H H = ∴)KG S (54 8160 =?==I K V B H H 压力灵敏度为：MPa KGS 5KGS 2~0KGS 10~0==P K 则MPa 1MPa KG S 5KG S 5=== P x K B P 题 4-31 解：由式（4-182）可见 t K N f ?= /10200160-??==MHz f K f α℃=200/℃ 将t ?和f K 代入上式得： 200C /20040000o === f K N t ℃ 1-1 答：应具有变换、选择、比较和选择4种功能。 1-2 答：精密度表示指示值的分散程度，用δ表示。δ越小，精密度越高；反之，δ越大，精密度越低。准确度是指仪表指示值偏离真值得程度，用ε表示。ε越小，准确度越高；反之，ε越大，准确度越低。精确度是精密度和准确度的综合反映，用τ表示。再简单场合，精密度、准确度和精确度三者的关系可表示为：τ=δ+ε。 1-5 答：零位测量是一种用被测量与标准量进行比较的测量方法。其中典型的零位测量是用电位差及测量电源电动势。其简化电路如右下图所示。图中，E 为工作电源，E N 为标准电源，R N 为标准电阻，E x 为被测电源。 测量时，先将S 置于N 位置，调节R P1，使电流计P 读书为零，则N N 1R E I =。然后将S 置于x 位置，调节R P2，使电流计P 读书为零，则x x R E I =2。由于两次测量均使电流计P 读书为零，因此有 N N N N 21E R R E R E x R x E I I x x =?=?= 零位测量有以下特点： 1) 被测电源电动势用标准量元件来表示，若采用高精度的标准元件，可有效提高测量精度。 2) 读数时，流经E N 、E x 的电流等于零，不会因为仪表的输入电阻不高而引起误差。 3) 只适用于测量缓慢变化的信号。因为在测量过程中要进行平衡操作。 1-6答：将被测量x 与已知的标准量N 进行比较，获得微差△x ，然后用高灵敏度的直读史仪表测量△x ，从而求得被测量x =△x +N 称为微差式测量。由于△x ＜N ，△x ＜＜x ,故测量微差△x 的精度可能不高，但被测量x 的测量精度仍然很高。 题2-2 解：(1) ΔA ＝77.8－80＝－2.2（mA ） c ＝－ΔA ＝2.2（mA ） %.%.-%A ΔA γA 75210080 22100=?=?= 中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案 电气控制技术 一、填空题： 1.低压电器基本结构是、和灭弧装置。 2.在交流接触器的铁心上一定要安装，目的是。 3.直流电动机的调速方法有：1）改变调速、2）改变调速、3）调速等三种。 4.用Y-△降压起动时,起动电流为直接用△接法起动时的 ,所以对降低很有 效。但启动转矩也只有直接用△接法启动时，因此只适用于启动。 5.反接制动时，当电机接近于时，应及时防止。 6.伺服电动机为了防止“反转”现象的发生，采用的方法。 7.低压电器的基本结构是、、。 8.熔断器又叫保险丝，用于电路的保护，使用时应接在电路中。 9.机床电气控制是对控制对象进行控制。 10.电磁制动是使电动机产生一个与旋转方向的方法实现的；按其产生的制动转矩方法 的不同可分为：能耗制动、再生制动、反接制动。 11.摇臂钻床的主运动是主轴带着钻头的旋转运动；进给运动是主轴的垂直运动；辅助运动主要有三 种：。 12.电动机的降压起动控制电路主要有：、、自耦变压器及延边 三角形降压起动。 13.在电气控制原理电路图中常用到几种“锁”字电路，如自锁、以及顺序联锁等。 14.直流电机的调速方法有、、。 15.笼型异步电机的降压起动方法有：、、。 16.行程开关也称开关，可将信号转化为电信号，通过控制其它电器来控 制运动部分的行程大小、运动方向或进行限位保护。 17.接触器可用于频繁通断电路，又具有保护作用。 18.伺服电机又称电机，在自动控制系统中作为元件。它将输入的电压信 号变换成转矩和速度输出，以驱动控制对象。 19.速度继电器是用来反映变化的自动电器。动作转速一般不低于300r/min，复位转 速约在。 20.刀开关安装时，手柄要向装，不得装或装，否则手柄可能因动下落而引 起，造成人身和设备安全事故。接线时，电源线接在端，端接用电器，这样拉闸后刀片与电源隔离，用电器件不带电，保证安全。 二、判断题： 1.直流电动机的起动方法有直接起动、电枢回路串电阻起动降压起动。（） 2.中间继电器主要用途是：信号传递和放大，实现多路同时控制，起到中间转换作用。（） 3.热继电器和过电流继电器在起过载保护作用时可相互替代。（） 4.选用空气式时间继电器要考虑环境温度的影响。（） 5.一台额定电压为220V的交流接触器在交流220V和直流220V的电源上均可使用。（） 6.三相笼型异步电动机的电气控制线路，如果使用热继电器作过载保护，就不必再装设熔断器作短路 保护。（） 7.刀开关安装时，手柄要向上装。接线时，电源线接在上端，下端接用电器。（） 8.按钮用来短时间接通或断开小电流，常用于控制电路，绿色表示起动，红色表示停止。（） 9.交流接触器通电后如果铁心吸合受阻，将导致线圈烧毁。（） 10.交流接触器铁心端嵌有短路铜环的目的是保证动、静铁心吸合严密，不发生震动和噪声。（） l第一章思考题与习题 1－2 图1.6为温度控制系统，试画出系统的框图，简述其工作原理；指出被控过程、被控参数和控制参数。 解：乙炔发生器中电石与冷水相遇产生乙炔气体 并释放出热量。当电石加入时，部温度上升，温度 检测器检测温度变化与给定值比较，偏差信号送到控 制器对偏差信号进行运算，将控制作用于调节阀，调 节冷水的流量，使乙炔发生器中的温度到达给定值。 系统框图如下： 被控过程：乙炔发生器 被控参数：乙炔发生器温度 控制参数：冷水流量 1－3 常用过程控制系统可分为哪几类? 答：过程控制系统主要分为三类： 1. 反馈控制系统：反馈控制系统是根据被控参数与给定值的偏差进行控制的，最终达到或消除或减小偏差的目的，偏差值是控制的依据。它是最常用、最基本的过程控制系统。 2．前馈控制系统：前馈控制系统是根据扰动量的大小进行控制的，扰动是控制的依据。由于没有被控量的反馈，所以是一种开环控制系统。由于是开环系统，无法检查控制效果，故不能单独应用。 3. 前馈－反馈控制系统：前馈控制的主要优点是能够迅速及时的克服主要扰动对被控量的影响，而前馈—反馈控制利用反馈控制克服其他扰动，能够是被控量迅速而准确地稳定在给定值上，提高控制系统的控制质量。 3－4 过程控制系统过渡过程的质量指标包括哪些容？它们的定义是什么？哪些是静态指标？哪些是动态质量指标？ 答：1. 余差(静态偏差）e：余差是指系统过渡过程结束以后，被控参数新的稳定值y(∞) 与给定值c 之差。它是一个静态指标，对定值控制系统。希望余差越小越好。 2. 衰减比n:衰减比是衡量过渡过程稳定性的一个动态质量指标，它等于振荡过程的第 一个波的振幅与第二个波的振幅之比，即： n ＜1系统是不稳定的，是发散振荡；n=1,系统也是不稳定的，是等幅振荡；n ＞1,系统是稳定的，若n=4,系统为4：1的衰减振荡，是比较理想的。 衡量系统稳定性也可以用衰减率φ 4．最大偏差A ：对定值系统，最大偏差是指被控参数第一个波峰值与给定值C 之差，它衡量被控参数偏离给定值的程度。 5． 过程过渡时间ts ：过渡过程时间定义为从扰动开始到被控参数进入新的稳态值的±5%或±3％ （根据系统要求）围所需要的时间。它是反映系统过渡过程快慢的质量指标， t s 越小，过渡过程进行得越快。 6．峰值时间tp : 从扰动开始到过渡过程曲线到达第一个峰值所需要的时间，（根据系统要求）围所需要的时间。称为峰值时间tp 。它反映了系统响应的灵敏程度。 静态指标是余差，动态时间为衰减比（衰减率）、最大偏差、过程过渡时间、峰值时间。 第二章 思考题与习题 2－1 如图所示液位过程的输入量为Q1，流出量为Q2，Q3，液位h 为被控参数，C 为容量系数，并设R1、R2、R3均为线性液阻，要求： （1） 列出过程的微分方程组； （2） 求过程的传递函数W 0（S ）＝H （S ）/Q 1（S ）； （3） 画出过程的方框图。 解：（1）根据动态物料平衡关系，流入量＝流出量： B B n ' = B B B '-= ?dt dh )Q Q (Q 321=+-h d ? 机床电气控制技术试题及答案 一、填空题： 1、电器按动作性质分为手动和自动电器。 2、接触器的结构主要由电磁机构，触头系统，灭弧装置等组成。 3、电流继电器的励磁线圈应串接于被测量电路。 4、中间继电器具有触点对数多，容量小的特点。 5、常见的灭弧方法有电动力吹弧，窄缝灭弧室，栅片灭弧，磁吹灭弧。 6、机械开关电器在需要修理或更换机械零件前所能承受的无载操作次数，称为机械寿命。在正常工作条件下，机械开关电器无需修理或更换零件的负载操作次数称为电寿命。 7、电气控制系统中常见的保护线路用欠压保护、过载保护、缺相保护、短路保护和电气、机械互锁等。 8. 中间继电器在电路中的作用是增加触头的数目；热继电器在电路中的作用是过载保护，熔断器在控制线路中的作用是短路保护。9. 通常构成机械设备的电气工程图有电气原理图、电器位置图和安装接线图等三种。而设计电气控制线路，常用的方法是经验设计法和逻辑设计法。 10. 交流接触器从结构上看是由触头系统、触头系统和灭弧装置、以及其他部分组成，通常用它可作为零压保护和欠压保护。二、选择题 1. 在低压电器中，用于短路保护的电器是（ B ）。 A. 过电流继电器 B. 熔断器 C. 热继电器 D. 时间继电器 2. 在电气控制线路中，若对电动机进行过载保护，则选用的低压电器是（ C ）。 A. 过电压继电器 B. 熔断器 C. 热继电器 D. 时间继电器 3. 下列不属于主令电器的是（ D ）。 A. 按钮 B. 行程开关 C. 主令控制器 D. 刀开关 4. 用于频繁地接通和分断交流主电路和大容量控制电路的低压电器是（ B ）。 A. 按钮 B. 交流接触器 C. 主令控制器 D. 断路器 5. 下列不属于机械设备的电气工程图是（ D ）。 A. 电气原理图 B. 电器位置图 C. 安装接线图 D. 电器结构图 6、接触器是一种自动控制电器，其作用是：（C ） （A）不频繁地接通或断开电路 （B）频繁地接通或断开电路，但不具备任何保护功能。 （C）频繁的接通或断开电路，且具有一定的保护功能。 （D）和普通开关的作用基本相同，只是能够控制的距离较远。 《测试技术》(第二版)课后 习题答案-_ -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII 解： （1） 瞬变信号－指数衰减振荡信号，其频谱具有连续性和衰减性。 （2） 准周期信号，因为各简谐成分的频率比为无理数，其频谱仍具有离 散性。 （3） 周期信号，因为各简谐成分的频率比为有理数，其频谱具有离散 性、谐波性和收敛性。 解：x(t)=sin2t f 0π的有效值（均方根值）： 2 /1)4sin 41(21)4sin 41(21)4cos 1(212sin 1)(1000 00 00 00 000 020 2 000=-= - = -== =? ? ? T f f T T t f f T T dt t f T dt t f T dt t x T x T T T T rms ππππππ 解：周期三角波的时域数学描述如下： （1）傅里叶级数的三角函数展开： ，式中由于x(t)是偶函数，t n 0sin ω是奇函数，则t n t x 0sin )(ω也是奇函数，而奇函数在上下限对称区间上的积分等于0。故 =n b 0。 因此，其三角函数展开式如下： 其频谱如下图所示： ? ????????+≤ ≤-≤≤- +=) (2 02022)(0000 0nT t x T t t T A A t T t T A A t x 2 1)21(2)(12/0002/2/00000= -==??-T T T dt t T T dt t x T a ??-==-2/000 02 /2/00 000cos )21(4cos )(2T T T n dt t n t T T dt t n t x T a ωω?????==== ,6,4,20 ,5,3,14 2sin 422222n n n n n π ππ?-=2 /2 /00 00sin )(2T T n dt t n t x T b ω∑∞ =+=102 2 cos 1 4 21)(n t n n t x ωπ ∑∞ =++=102 2)2sin(1 421n t n n πωπ (n =1, 3, 5, …） 电气测试技术 实 验 指 导 书 河北科技师范学院 机械电子系电气工程教研室 二00六年十月 实验台组成及技术指标 CSY2000系列传感器与检测技术实验台由主控台、三源板（温度源、转动源、振动源）、15个（基本型）传感器和相应的实验模板、数据采集卡及处理软件、实验台桌六部分组成。 1、主控台部分：提供高稳定的±15V、+5V、±2V～±1OV可调、+2V～+24V可调四种直流稳压电源；主控台面板上还装有电压、频率、转速的3位半数显表。音频信号源（音频振荡器）0.4KHz～10KHz可调）；低频信号源（低频振荡器）1Hz～3OHz（可调）；气压源0～15kpa可调；高精度温度控制仪表（控制精度±0.5℃）；RS232计算机串行接口；流量计。 2、三源板：装有振动台1Hz～3OHz（可调）；旋转源0～2400转/分（可调）；加热源＜200℃（可调）。 3、传感器：基本型传感器包括：电阻应变式传感器、扩散硅压力传感器、差动变压器、电容式传感器、霍尔式位移传感器、霍尔式转速传感器、磁电转速传感器、压电式传感器、电涡流位移传感器、光纤位移传感器、光电转速传感器、集成温度传感器、K型热电偶、E型热电偶、Pt10O 铂电阻，共十五个。 4、实验模块部分：普通型有应变式、压力、差动变压器、电容式、霍尔式、压电式、电涡流、光纤位移、温度、移相/相敏检波/滤波十个模块。 5、数据采集卡及处理软件：数据采集卡采用12位A/D转换、采样速度1500点／秒，采样速度可以选择，既可单采样亦能连续采样。标准RS－232接口，与计算机串行工作。提供的处理软件有良好的计算机显示界面，可以进行实验项目选择与编辑，数据采集，特性曲线的分析、比较、文件存取、打印等。 6、实验台桌尺寸为160O×8OO×280（mm），实验台桌上预留计算机及示波器安放位置。 注意事项: 1、迭插式接线应尽量避免拉扯，以防折断。 2、注意不要将从各电源、信号发生器引出的线对地（⊥）短路。 3、梁的振幅不要过大，以免引起损坏。 4、各处理电路虽有短路保护，但避免长时间短路。 5、最好为本仪器配备一台超低频双线示波器，最高频率≥1MHz，灵敏度不低于 2mV／cm。 6、 0.4～10KHZ信号发生器接低阻负载（小于100Ω），必须从L V接口引出。 （一）常用低压电器 一、填空题 1、选择接触器时应从其工作条件出发，控制交流负载应选用（交流接触器）；控制直流负载 则选用（直流KM）。 2、接触器选用时，其主触点的额定工作电压应（大于）或（等于）负载电路的电压，主 触点的额定工作电流应（ > ）或（ = ）负载电路的电流，吸引线圈的额定电压应与控制回路（电压相一致）。 3、中间继电器的作用是将一个输入信号变成（多个）输出信号或将信号（转化成其它信号）。 4、试举出两种不频繁地手动接通和分断电路的开关电器（ KT ）、（ FR ）。 5、试举出两种主令电器（按钮SB ）、（行程开关SQ ）。 6、试举出组成继电器接触器控制电路的两种电器元件（ KM ）、（ FR ）。 7、当电路正常工作时，熔断器熔体允许长期通过1.2倍的额定电流而不熔断。当电路发生（短 路）或（过载）时，熔体熔断切断电路。 8、熔断器熔体允许长期通过1.2倍的额定电流，当通过的（电流）越大，熔体熔断的（时间） 越短。 9、凡是继电器感测元件得到动作信号后，其触头要（延迟）一段时间才动作的电器称为（时 间）继电器。 10、当接触器线圈得电时，使接触器（敞开触点）闭合、（常闭触点）断开。 11、热继电器是利用电流的（发热）原理来工作的保护电器。它在电路中主要用作三相异步 电动机的（过载及断相保护）。 12、控制设备按其操作方式分为（点动）控制和（连动）控制。 13、自动空气开关又称（低压断路器），当电路发生（过载或短路）以及（欠电压） 等故障时，能自动切断故障电路。 14、主令电器种类繁多，常用的主令电器有（按钮）和（行程开关）等。 15、熔断器主要由（熔体）和安装熔体的（外壳）组成。 16、交流接触器上的短路环的作用是减少吸合时产生的（强烈震动和噪声）。 17、低压控制电器常用的灭弧装置有（灭弧罩）、（灭弧栅）两种。 二、判断题 1、一台额定电压为 220V 的交流接触器在交流 220V 和直流 220 V的电源上均可使用。（×） 2、交流接触器通电后如果铁心吸合受阻，将导致圈烧毁。（×） 3、交流接触器铁心端面嵌有短路铜环的目的是保证动、静铁心吸合严密，不发生震动与噪声。（√） 4、直流接触器比交流接触器更适用于频繁操作的场合。（√） 5、低压断路器又称为自动空气开关。（√） 6、只要外加电压不变化，交流电磁铁的吸力在吸合前、后是不变的。（×） 7、直流电磁铁励磁电流的大小与行程成正比。（×） 8、闸刀开关可以用于分断堵转的电动机。（×） 9、熔断器的保护特性是反时限的。（√） 10、低压断路器具有失压保护的功能。（√） 11、一定规格的热继电器，其所装的热元件规格可能是不同的。（√） 12、无断相保护装置的热继电器就不能对电动机的断相提供保护。（×） 13、热继电器的额定电流就是其触点的额定电流。（×） 14、热继电器的保护特性是反时限的。（√） 15、行程开关、限位开关、终端开关是同一种开关。（√） 16、万能转换开关本身带有各种保护。（√） 电气测试技术林德杰 课后答案 1-1 答：应具有变换、选择、比较和选择4种功能。 1-2 答：精密度表示指示值的分散程度，用δ表示。δ越小，精密度越高；反之，δ越大，精密度越低。准确度是指仪表指示值偏离真值得程度，用ε表示。ε越小，准确度越高；反之，ε越大，准确度越低。精确度是精密度和准确度的综合反映，用τ表示。再简单场合，精密度、准确度和精确度三者的关系可表示为：τ=δ+ε。 1-5 答：零位测量是一种用被测量与标准量进行比较的测量方法。其中典型的零位测量是用电位差及测量电源电动势。其简化电路如右下图所示。图中，E 为工作电源，E N 为标准电源，R N 为标准电阻，E x 为被测电源。 测量时，先将S 置于N 位置，调节R P1，使电流计P 读书为零，则N N 1R E I =。然后将S 置于x 位置，调节R P2，使电流计P 读书为零，则x x R E I =2。由于两次测量均使电流计P 读书为零，因此有 N N N N 2 1E R R E R E x R x E I I x x = ?=? = 零位测量有以下特点： 1) 被测电源电动势用标准量元件来表示，若采用高精度的标准元件，可有效提高 测量精度。 2) 读数时，流经E N 、E x 的电流等于零，不会因为仪表的输入电阻不高而引起误 差。 3) 只适用于测量缓慢变化的信号。因为在测量过程中要进行平衡操作。 1-6答：将被测量x 与已知的标准量N 进行比较，获得微差△x ，然后用高灵敏度的直读史仪表测量△x ，从而求得被测量x =△x +N 称为微差式测量。由于△x ＜N ，△x ＜＜x ,故测量微差△x 的精度可能不高，但被测量x 的测量精度仍然很高。 题2-2 解：(1) ΔA ＝77.8－80＝－2.2（mA ） c ＝－ΔA ＝2.2（mA ） %.%.-%A ΔA γA 75210080 22100=?=?= (2)%.%x x m m m 221000=??= γ 故可定为s ＝2.5级。 题2-3解：采用式(2-9)计算。 （1）用表①测量时，最大示值相对误差为： %.%.x x % s m xm 0520 20050±=?±=±=γ （2）用表②测量时，最大示值相对误差为： %.%.x x % s m xm 75320 3052±=?±=±=γ 前者的示值相对误差大于后者，故应选择后者。 题2-4解：五位数字电压表±2个字相当于±0.0002V 。 1-3 求指数函数()(0,0)at x t Ae a t -=>≥的频谱。 (2)220 2 2 (2) ()()(2) 2(2)a j f t j f t at j f t e A A a j f X f x t e dt Ae e dt A a j f a j f a f -+∞ ∞ ---∞-∞-==== =-+++??πππππππ ()X f = Im ()2()arctan arctan Re ()X f f f X f a ==-π? 1-5 求被截断的余弦函数0cos ωt (见图1-26)的傅里叶变换。 0cos ()0 ωt t T x t t T ?≥的频谱密度函数为 1122 1()()j t at j t a j X f x t e dt e e dt a j a ∞ ∞ ----∞ -= == =++? ?ωωω ωω 根据频移特性和叠加性得： []001010222200222 000222222220000()()11()()()22()()[()]2[()][()][()][()] a j a j X X X j j a a a a j a a a a ??---+= --+=-??+-++?? --= -+-+++-++ωωωωωωωωωωωωωωωωωω ωωωωωωωω 第一章 1-1电器为什么需要灭弧装置 答：电路中的电压超过10~12V和电流超过80~100mA，则在动、静触头分离时在它们的气隙中间就会产生强烈的火花或电弧。电弧时一种高温高热的气体放电现象，其结果会使触头烧坏，缩短使用寿命，因此通常要设灭弧装置。 1-2单相交流电磁机构中的短路环的作用是什么三相交流电磁机构中是否也需短路环当接触器内部发出振动噪声时，产生的原因可能有哪几种 答：单相交流电磁机构中的短路环的作用在于它产生的磁通滞后于主磁通一定相位差，它们产生的电磁力与F1之间也就有一相位差。三相交流电磁机构中不需短路环。交流电流要周期过零值，其产生的电磁吸力也要周期过零，这样在释放弹簧反力和电磁力的共同作用下衔铁就要产生振动。 1-3“将三只20A的接触器的触头并联起来，就可正常控制60A的负载；若控制30A的负载，它们的寿命就约延长一倍。”对吗为什么答：不对，前半句是对的，将三只20A的接触器的触头并联起来，就可正常控制60A的负载，但若控制30A的负载，它们的寿命就约延长一倍，是错误的。 1-4额定电流30A的电动机带稳定负载，测得电流值为26A，应如何整定热继电器的额定电流值对于三角形接法的电动机应如何选择热继电器 答：整定热继电器的额定电流值： 三角形接法的电动机在有可能不满载工作时，必须选用带断相保护功能的热继电器。 1-5对保护一般照明线路的熔体额定电流如何选择对保护一台电动机和多台电动机的熔体额定电流如何选定 答：对保护一般照明线路的熔体额定电流等于或稍大于线路的工作电流；对保护一台电动机或多台电动机的熔体额定电流等于或稍大于可能出现的最大电流除以，其中多台电动机，可能出现的最大电流等于容量最大一台电动机起动电流，加上其他各台电动机的额定电流。1-6固态继电器有哪些优缺点在什么场合应优先选用固态继电器 答：优点：工作可靠、寿命长、对外界干扰小、能与逻辑电路兼容、抗干扰能力强、开关速度快、无火花、无动作噪声和使用方便； 缺点：过载能力低，易受温度和辐射影响，通断阻抗比小。 1-7断路器可以拥有哪些脱扣器用于保护电动机需要哪些脱扣器用于保护灯光球场的照明线路需要哪些脱扣器断路器与熔断器相比较，各有什么特点 答：断路器可以拥有分励脱扣器、漏电脱扣器、热脱扣器与过电流脱扣器等；用于保护电动机需要电流脱扣器；用于保护灯光球场的照明线路需要复式脱扣器；断路器是能接通、承载以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件下接通、承载一定时间并分断电流的开关电器；熔断器是当通过它的电流超过规定值达一定时间 电气测试技术第三版_课后习题答案(林德杰) -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII l第一章思考题与习题 1－2 图1.6为温度控制系统，试画出系统的框图，简述其工作原理；指出被控过程、被控参数和控制参数。 解：乙炔发生器中电石与冷水相遇产生乙炔气体 并释放出热量。当电石加入时，内部温度上升，温度 检测器检测温度变化与给定值比较，偏差信号送到控 制器对偏差信号进行运算，将控制作用于调节阀，调 节冷水的流量，使乙炔发生器中的温度到达给定值。 系统框图如下： 被控过程：乙炔发生器 被控参数：乙炔发生器内温度 控制参数：冷水流量 1－3 常用过程控制系统可分为哪几类? 答：过程控制系统主要分为三类： 1. 反馈控制系统：反馈控制系统是根据被控参数与给定值的偏差进行控制的，最终达到或消除或减小偏差的目的，偏差值是控制的依据。它是最常用、最基本的过程控制系统。 2．前馈控制系统：前馈控制系统是根据扰动量的大小进行控制的，扰动是控制的依据。由于没有被控量的反馈，所以是一种开环控制系统。由于是开环系统，无法检查控制效果，故不能单独应用。 3. 前馈－反馈控制系统：前馈控制的主要优点是能够迅速及时的克服主要扰动对被控量的影响，而前馈—反馈控制利用反馈控制克服其他扰动，能够是被控量迅速而准确地稳定在给定值上，提高控制系统的控制质量。 3－4 过程控制系统过渡过程的质量指标包括哪些内容它们的定义是什么哪些是静态指标哪些是动态质量指标 答：1. 余差(静态偏差）e ：余差是指系统过渡过程结束以后，被控参数新的稳定值y(∞)与给定值c 之差。它是一个静态指标，对定值控制系统。希望余差越小越好。 2. 衰减比n:衰减比是衡量过渡过程稳定性的一个动态质量指标，它等于振荡过程的第 一个波的振幅与第二个波的振幅之比，即： n ＜1系统是不稳定的，是发散振荡；n=1,系统也是不稳定的，是等幅振荡；n ＞1,系统是稳定的，若n=4,系统为4：1的衰减振荡，是比较理想的。 衡量系统稳定性也可以用衰减率φ 4．最大偏差A ：对定值系统，最大偏差是指被控参数第一个波峰值与给定值C 之差，它衡量被控参数偏离给定值的程度。 5． 过程过渡时间ts ：过渡过程时间定义为从扰动开始到被控参数进入新的稳 态值的±5%或±3％ （根据系统要求）范围内所需要的时间。它是反映系统过渡过程快慢的质量指标，t s 越小，过渡过程进行得越快。 6．峰值时间tp : 从扰动开始到过渡过程曲线到达第一个峰值所需要的时间，（根据系统要求）范围内所需要的时间。称为峰值时间tp 。它反映了系统响应的灵敏程度。 静态指标是余差，动态时间为衰减比（衰减率）、最大偏差、过程过渡时间、峰值时间。 第二章 思考题与习题 2－1 如图所示液位过程的输入量为Q1，流出量为Q2，Q3，液位h 为被控参数，C 为容量系数，并设R1、R2、R3均为线性液阻，要求： （1） 列出过程的微分方程组； （2） 求过程的传递函数W 0（S ）＝H （S ）/Q 1（S ）； （3） 画出过程的方框图。 B B n ' = B B B '-= ? 机械工程测试技术课后 习题答案 集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN] 第三章：常用传感器技术 3-1 传感器主要包括哪几部分？试举例说明。 传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路三部分组成。 如图所示的气体压力传感器。其内部的膜盒就是敏感元件，它的外部与大气压力相通，内部感受被测压力p ，当p 发生变化时，引起膜盒上半部分移动，可变线圈是传感器的转换元件，它把输入的位移量转换成电感的变化。基本电路则是完成上述电感变化量接入基本转换电路，便可转换成电量输出。 3-2 请举例说明结构型传感器与物性型传感器的区别。 答：结构型传感器主要是通过传感器结构参量的变化实现信号变换的。例如，电容式传感器依靠极板间距离变化引起电容量的变化；电感式传感器依靠衔铁位移引起自感或互感的变化。 物性型传感器则是利用敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换。例如，水银温度计是利用水银的热胀冷缩性质；压电式传感器是利用石英晶体的压电效应等。 3-3 金属电阻应变片与半导体应变片在工作原理上有何区别？ 答： （1）金属电阻应变片是基于金属导体的“电阻应变效应”， 即电阻材料在外力作用下发生机械变形时，其电阻值发生变化的现象，其电阻的相对变化为()12dR R με=+； （2）半导体应变片是基于半导体材料的“压阻效应”，即电阻材料受到载荷作用而产生应力时，其电阻率发生变化的现象，其电阻的相对变化为dR d E R ρλερ == 。 3-4 有一电阻应变片（见图3-105），其灵敏度S 0=2，R =120Ω，设工作时其 应变为1000με，问ΔR =？设将此应变片接成图中所示的电路，试求：1）无应变时电流指示值；2）有应变时电流指示值；3）试分析这个变量能否从表中读出？ 解：根据应变效应表达式R /R =S g 得 R =S g R =2100010-6120=0.24 1）I 1=1.5/R =1.5/120=0.0125A=12.5mA 2）I 2=1.5/(R +R )=1.5/(120+0.24)0.012475A=12.475mA 图3-105 题3-4图 电气测试技术课程设计参考题目 1.设计一个自动量测啤酒等液体灌装流水线上成品瓶数的装置，要求手控启动后从0开始 由LED数码管显示其动态值。（提示：需要考虑发送距离；背景光变化所产生的误计数； 瓶子抖动产生重复计数等因素对装置所造成的影响） 2.设计一个检测汽车司机饮酒程度的仪器。分为十档，用一个数码管显示，要求能抗汽油 味干扰。采用的方法是测量司机呼出气体中的酒精含量，若其含量<100ppm，则为0档。 以后含量每增加300ppm就加一档。（提示：传感器可考虑选用QM系列半导体气敏传感器，可考虑用已知体积的带盖密封瓶中加不同量酒精的方法做定标用的信号源）） 3.设计一个厨房可燃性气体泄漏情况的检测报警装置。当厨房中天然气（CH 4 ）或液化石油 气（C 4H 10 ）浓度大于某个数值（例1000ppm）时，用蜂鸣器报警并发出控制信号，启动 抽油烟机。 4.设计一个花木温室的温度采集系统。每10分钟测温一次，24小时连续采集，数据存入 内存。每隔24小时把数据输出给电平记录仪并画出24小时中的温度变化曲线，接着再进行下一次测温循环。 5.用单片机8031组成8路温度巡回检测系统。最远测点距离为100m，温度测量范围0～ 100℃，温度分辨率为0.5℃，环境共模噪声为5V，要求每秒钟至少测一次。每路可设置温度的上限值和下限值，并在超出其范围时发报警信号。各路最近1分钟内的测量结果及其最高、最低和平均温度存在内存区，以供主机取用。（提示：因温度变化慢，采样保持可考虑不要；因远距离传输，可考虑把电压信号转换为电流信号） 6.设计峰值检测电路：传感器输入信号的测量范围为1μV~10μV，10μV ~100μV，100 μV ~1mV，1mV~10mV；设计程控放大器，利用程控放大器将传感器的输入信号放大为0~1.999V，供A/D转换用；设计自动切换量程电路，完成各种量程的转换。 7.在生物培育室、蔬菜大棚等场合，对温度有一定要求。如果温度太高，则应及时采取降 温措施；如果温度太低，则应及时采取升温措施。为了便于及时了解温度是否正常，可使用温度报警器。要求如下： ⑴ 0℃～30℃，5℃为一档显示； ⑵高于30℃，发出1kHz声响，同时打开电扇继电器；当低于28℃，停止； ⑶低于10℃，发出1kHz间歇声响，同时打开加热器；当高于12℃，停止。 8 .设计一个可以演奏乐曲的红外线遥控电子门铃，设计要求： 第1章测试技术基础知识 1.4常用的测呈结果的表达方式有哪3种？对某量进行了8次测量，测得值分别为：8 2.40、 82.43、82.50、82.48、82.45、82.38、82.42、82.46 0试用3 种表达方式表示其测量结果。 解：常用的测量结果的表达方式有基于极限误差的表达方式、基于/分布的表达方式和基于不确怎度的表达方式等3种 1）基于极限误差的表达方式可以表示为 均值为 因为最大测量值为82.50,最小测量值为82.38,所以本次测量的最大误差为0.06.极限误差戈m取为最大误差的两倍，所以 忑=82.44 ±2x 0.06 = 82.44 ±0.12 2）基于/分布的表达方式可以表示为 一A = X ± S = 0.014 自由度“8-1 = 7,置信概率0 = 0.95,查表得f 分布值0 = 2.365,所以 x （） = 82.44 ± 2.365 x 0.014 = 82.44 ± 0.033 3）基于不确定度的表达方式可以表示为 所以 X O =82.44±O.O14 解題思路：1）给岀公式；2）分别讣算公式里而的各分项的值；3）将值代入公式，算岀结 果。 第2章信号的描述与分析 2.2 一个周期信号的傅立叶级数展开为 含有正弦项的形式。 解^基波分量为 2JT T I 120JT . n ——cos —r + sin —r 10 4 30 4 所以：1)基频 co {} = - (rad / s) 4 2）信号的周期7 = —= 8（5） 5 — A — =X±(7x = X± 求: 曲)=4 + ￡( /I-1 2 K /? rm os —1 + 10 4 120”兀.fin ---- sin ——/) 30 4 （/的单位是秒） 1） ^（）： 2）信号的周期：3）信号的均值; 4）将傅立叶级数表示成只 y(r)h ?]= 电气测量技术的现状及发展 摘要：电子自动化测量设备是实现电气自动化的重要组成部分，科学技术的迅速发展，为电气自动化测量设备的更新和进步提供了技术支持。随着科学技术的迅猛发展，电气设备发展日新月异。尤其是以计算机、信息技术为代表的高新技术的发展，使制造技术的内涵和外延发生了革命性的变化，传统的电气设备设计、制造技术不断吸收信息控制、材料、能源及管理等领域的现代成果，综合应用于产品设计、制造、检测、生产管理和售后服务。这些领域的发展，离不开测量。其中，国防更是离不开测量。电气测量技术的现状与发展令人堪忧。 关键字：电气现状应用发展测量 正文： 我国仪器科技的发展现状：测量技术与仪器涉及所有物理量的测量，对于材料、工程科学、能源科学关系密切。由于长期习惯仿制国外产品，我国的仪器仪表工业缺乏创新能力，跟不上科学研究和工程建设的需要。我国仪器科学与技术研究领域积累了大量科研成果，许多成果处于国际领先水平，有待筛选、提高和转化，但产业化程度很低，没有形成具有国际竞争力的完整产业。 1、电气测量技术的现状 目前，我国电气自动化测量技术虽然取得了一定的进步，但是整体发展水平还是落后的。首先，仪器仪表与测量控制现状同国际先进水平相比，还存在着很大的差距。差距是全方位的，最主要的有如下三点：我国仪器仪表产业规模小、产值低；于我国仪器仪表产品质量上、品种上还存在不少问题，产品的可靠性和稳定性，长期以来没有得到根本解决，严重影响到市场销售和正常使用，许多大型精密仪器我国还生产不出来，国内需求的满足几乎全部依赖进口；我国仪器仪表产业创新能力不强，还无法承担起科技创新主体的责任。国际上仪器仪表科技创新发展极快，而我国仪器仪表产品不少还沿自于20 世纪80 年代技术引进的 第一章 变压器 1-1在分析变压器时，对于变压器的正弦量电压、电流、磁通、感应电动势的正方向是如何规定的？ 答：1）电源电压。 U 正方向与其电流。 I 正方向采用关联方向，即两者正方向一致。 2）绕组电流。 I 产生的磁通势所建立的磁通。 φ，这二者的正方向符合右手螺旋定则。 3）由交变磁通φ产生的感应电动势产，二者的正方向符合右手螺旋定则，即它的正方向与产生该磁通的电流正方向一致。 1-2 变压器中的主磁通和漏磁通的性质和作用是什么？ 答：交变磁通绝大部分沿铁心闭合且与一、二次绕组同时交链，这部分磁通称为主磁通。 φ；另有很少的一部分磁通只与一次绕组交链，且主要经非磁性材料而闭合，称为一次绕组的漏磁通。 σφ1。根据电磁感应定律，主磁通中在一、二次绕组中分别产生感应电动势? 1E 和2?E ；漏磁通。 σφ1；只在一次绕组中产生感应电动势 1σ? E ，称为漏磁感应电动势。二次绕组电动势2? E 对负载而言即为电源电动势， 其空载电压为20? U 。 1-3 变压器空载运行时，空载电流为何很小？ 答：变压器空载运行时，原边额定电压不仅降落在原边电阻r 1上，而且还有漏磁压降，还有主磁通产生的压降，由于-? 1E 很大，或者说Z m =r m +jx m 很大，致使励磁电流很小。 1-4 一台单相变压器，额定电压为220V ／110V ，如果将二次侧误接在220V 电源上，对变压器有何影响？ 答 副边励磁电流将非常非常大。因为原边接额定电压时主磁通φm 为设计值，铁心磁路接近饱和，最大磁密B m 接近饱和值；这时副边电压为U 2≈E 2，即E 2=110V 。不慎把到边接到220V 时，副边漏阻抗也很小，电压与电势近似相等，因此有E 2≈U 2＝220V ，与原边接220V 时相比，副边电势大小增大到原来的二倍。我们知道，E 2＝4.44fw 2φm 因此φm 也增大到原来的二倍，磁密B m 也增大到原来的二倍。正常运行时B m 已到了磁化曲线的拐弯点，B m 增加一倍，励磁磁动势将急剧增加，励磁电流由副边提供，励磁电流非常大，会数倍于额定电流。 l-5一台单相变压器，额定容量S N ＝250kV ·A ，额定电压U 1N ／U 2N ＝10kV ／0.4kV ，试求一、二次侧额定电流为I 1N 、、I 2N 。 解：原边额定电流 I 1N =S N /U 1N =250/10=25A 副边额定电流 1.低电压器通常指工作在交, 直流电压1200V 以下的电路中起切换,通断,控制,保护,检测与调节作用的电气设备。 2.按所控制的对象, 电器可分为低压配电电器与低压控制电器两大类 3.从结构上瞧, 电器一般由感测部分与执行部分两个基本部分组成 4.电磁机构由吸引线圈与磁路两部分组成 5.按衔铁的运动方式电磁机构可分为衔铁绕棱角转动衔铁绕轴转动衔铁直线运动三大类 6.熔断器就是一种利用熔体的熔化作用而切断电路的最初级的保护电路 7.低压断路器又称作自动空气断路器; 主要由触头系统、操作系统、保护元件三大部分组成 8.异步电动机停车制动的方式有机械制动与电气制动两大 9.常用的电气制动方式有能耗制动与反接制动两种 10.电气控制设备设计一般分为3个阶段初步设计, 技术设计与产品设计 11.电气控制线路的设计主要有一般设计法与逻辑设计法 12.电子时间继电器可分为晶体管式与数字式时间继电器 13.FEND 功能指令作用在主程序结束, 输出刷新发生在输出映像寄存器送到输出锁存器或执行完用户程序 14.可编程控制器的扫描周期由执行用户程序时间、系统管理操作时间等因素 15.可编程控制器有9 个中断源, 其优先级按中断产生的先后与中断指针号的高低排列 16.OUT 指令不能用于输入继电器 17. 按直流电源的性质变频器可分为电压型与电流型两种 18. 按控制方式分变频器可分V/F 控制变频器, 转差频率控制与矢量控制 3 大类 19数控机一般由控制介质, 数控介质, 伺服介质, 机床本体及检测装置5 个部分 20计算机数控系统一般由程序、输入输出设备、计算机数控装置、可编程控制器、主轴驱动与伺服驱动 21可靠性指系统在规定条件下, 在规定时间内, 完成规定功能的能力 22简述电磁机构中灭弧产生的机理及常用的一些灭弧措施？答: 当断路器或接触器触电切断电路时, 如电路中电压超过 10~12V 与电流超过80~100mA, 在拉开的两个触点间的撞击电离、热电子发射与热游离使得呈现大量向阳极飞驰的电 子流, 出现强烈火花,即“电弧”灭弧的措施1磁吹式灭弧装置-直流 2 灭弧栅-交流 3 灭弧罩 -交流与直流灭弧 4 多断电灭弧 23接触器的作用就是什么？根据结构特征, 如何区分交, 直流接触器？答: 接触器就是用来频繁接通与切断电动机或其她负载主电路的一种自动切换电路根据结构特征,一般来说,直流接触器为单极或双级;交流接触器大多为三极 24按物理性质继电器有哪些主要分类？它们各有什么用途？什么就是继电特性？答: 电压继电器, 电流继电器,功率继电器,时间继电器,温度继电器,速度继电器等电压继电器的用途: 对电路进行过电压或欠电压的保护电流继电器的用途: 对电路进行过电流或欠电流的保护功率继电器的用途: 对电路的功率进行控制时间继电器的用途:使执行元件延迟一段时间动作继电器的主要特点: 就是具有跳跃性的输入-输出特性再把书上的11 页答上 25什么就是继电器的返回系数？将释放弹簧放松或拧紧一些, 对电流（或电压）继电器的吸合电流（或电压）与释放电流 （或电压）有何影响？ 电气测试技术课后答案 第一章 测量仪表应具有哪些基本功能？ 应具有变换、选择、比较和选择 4种功能。 精密度、准确度和精确度的定义 及其三者的相互关系如何？ S 表示。S 越小，精密度越高；反之，S 越 ￡表示。￡越小，准确 度 &越大，准确度越低。精确度是精密度和准确度的综合反映，用 T 表示。 T = S + ￡ 0 1-5举例分析零位测量原理，并分析零位测量的特点。 答：零位测量是一种用被测量与标准量进行比较的测量方法。 是用电位差及测量电源电动势。其简化电路如右下图所示。图中， 准电源，F N 为标准电阻，&为被测电源。 测量时，先将S 置于N 位置，调节F P1，使电流计P 读书为零，则11 E N /R N 。然后 将S 置于x 位置，调节Fk ,使电流计P 读书为零，则12 E x/R x 。由于两次测量均 使电流计P 读书为零，因此有 零位测量有以下特点： 1） 被测电源电动势用标准量元件来表示，若采用高精度的标准元件，可有效提高测 量精度。 2） 读数时，流经E N E x 的电流等于零，不会因为仪表的输入电阻不高而引起误差。 3） 只适用于测量缓慢变化的信号。因为在测量过程中要进行平衡操作。 1-6在微差式测量中，为什么说微差^ x 的精度可能不高，但被测量x 的测量精度仍 很高。请证明之。 答：将被测量x 与已知的标准量N 进行比较，获得微差△ x ，然后用高灵敏度的直读 史仪表测量△ x ，从而求得被测量 *△ x+N 称为微差式测量。由于△ x < ",△ XVV x,故 测量微差^ x 的精度可能不高，但被测量x 的测量精度仍然很高。 第二章 △ A = 77.8 — 80= — 2.2 (mA =—△ A = 2.2 ( mA om 旦 100% 2.2% 1-1 答: 1-2 答：精密度表示指示值的分散程度，用 大，精密度越低。准确度是指仪表指示值偏离真值得程度，用 越高；反之， 再简单场合，精密度、准确度和精确度三者的关系可表示为： 其中典型的零位测量 E 为工作电源，E N 为标 题2-2 解： (1) c电气测试技术林德杰课后答案
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