检测与转换技术课后答案
检测与转换课后习题答案
3-3 什么是补偿法测量？试述其特点特点：补偿法的测量精度不会很高，这是因为电位器RP 虽然可以做到很准确，但是工作电流必须通过指示仪表来测量，因此要提高测量精度必须校正工作电流I 。
3-4直流电位差计的工作原理直流电位差计是用比较测量电势或电压的一种仪器。
比较的方法是采用补偿法。
经常采用的电位差计的电路，包括三个回路：（1）工作电流回路 （2）标准回路 （3）测量回路首先是调定工作电流。
将S 合在n 边，调节电位器RP 1（R n 不动），使检流计读数为零。
标准电阻R n 上的电压降与标准电池的电势E n 相互补偿，即有：n n E I R =；nnR E I =（1） 在Ｉ确定后，RP 1不改变，将S 合向x 边，移动RP 3至R h 处，再一次使检流计指针指零，于是有：I R E X h = （2）联立（1）（2）可得n nhx E R R E =由于I R E n =n /是定值，所以x E 与h R 成正比，即h R 可直接按电压读出。
4-25-3能否用压电传感器测量变化缓慢的应力信号？试说明理由。
答：不能。
压电传感器输出的信号非常的弱，必须将电信号进行放大才能检测出来。
常用的放大器有两种：电压放大器，又称阻抗变换器，主要作用是把电压器件的高输出阻抗变换为传感器的低输出阻抗，并保持输出电压与输入电压成正比。
这种放大器的放大倍数随频率下降而下降，所以不能测量静态物理量。
另一种为电荷放大器，实际是一个具有深度电容负反馈的运算放大器，下限截至频率低于0.000003Hz，可对准静态的物理量进行有效的测量。
如果压力变化比较慢，可选用带电荷放大器的压电式传感器。
6-1试用典型环节分析图6-5所示的加速度传感器的结构6-4试绘出检测不同物质中含水量的电容传感器的可能结构8-1为获得较大输出的霍尔电动势，可采用多片霍尔元件同时工作的办法。
试问其控制回路和输出交流或直流电动势回路应如何接线？8-3一氧化碳在空气中的浓度达到12.5%时，将引起爆炸火灾。
自动检测与转化技术 答案 -苏家建
1章1、系统误差：对同一被测量进行多次重复测量时，若误差固定不变或者按照一定规律变化，这种误差称为系统误差主要由于环境及本省不完备等造成的。
2、随机误差：对同一被测量进行多次重复测量时，若误差的大小随机变化、不可预知，这种误差叫随机误差，有很多引起反映了测量结果的精密度传感元件一般有敏感元件、专函元件和转换电路三部分组成。
3、传感器：是一种能够感觉外界信息并按一定规律将其转换成可用输出信号的器件或装置，一般有上面三部分组成。
4、电阻式传感器是一种能把非电量（如力、压力、位移。
）转换成预知有对饮关系的电阻值，在经过测量电桥把电阻值转换成便于传送和记录的电压（电流）信号的装置。
优点：结构简单。
尺寸小、质量轻、价格便宜、精度高、性能稳定。
输出信号大、受环境影响小。
缺点:电位势传感器的动触头与线绕电阻或电阻膜的抹茶存在磨损，因此可靠性差，寿命较短，分辨能力较低，动态性能不好，干扰大，一般用于静态和换变量的检测。
5、电阻应变片的工作原理是基于金属的电阻应变效应金属丝的电阻随着它所受的机械变形的大小而发生相应变化。
6、应变片的温度误差及其补偿温度误差：1、应变片的电阻丝具有一定的温度系数2、电阻丝材料与测试材料的线膨胀系数不同。
z温度补偿：1、单丝自补偿应变片2双丝组合式自补偿应变片3桥式电路补偿法4热敏电阻补偿。
7、压阻效应：半导体材料受到应力作用是，其电阻率会发生变化，这种现象叫8、压阻是传感器受温度影响后会引起零位飘逸和灵敏度漂移因而会产生温度误差。
零位温度一般可用串联电阻的方法进行补偿。
3章1、变磁势传感器是利用被测量的变化是线圈电感量发生改变这一物理现象来实现测量的，更具工作原理不同变磁势传感器分为自感式传感器变压器是传感器电涡流式传感器；2、差动变间隙式传感器的工作原理：采用连个相同的传感器公用一个衔铁组成，在测量时线头通过上下移动是，导杆带动衔铁也相同的位移上下移动，是两个磁回路中磁阻发生大小相等、方向相反的变化，导致一个线圈的电感量增加，另一个线圈的电感量减小，形成差动形式。
自动检测与转换技术课后作业参考答案
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。
检测与转换第四版徐科军课后习题答案
检测与转换第四版徐科军课后习题答案1.3.正态分布的随机误差有哪些特点？答：对称性，单峰性，有界性，补偿性。
1.5.为什么在使用各种指针式仪表时,总希望指针偏转在全量程的2/3以上范围内使用?答:选用仪表时要考虑被测量的大小越接近仪表上限越好,为了充分利用仪表的准确度,选用仪表前要对被测量有所了解,其被测量的值应大于其测量上限的2/3。
1.9什么是传感器的静态特性？它有哪些性能指标？答：传感器的静态特性是指输入被测量不随时间变化，或随时间变化的很缓慢时，传感器的输出与输入关系。
线性度，灵敏度，迟滞，重复性，精度，零点漂移，温度漂移。
2.6.什么是直流电桥?若按桥臂工作方式不同,可分为哪几种?各自的输出电压如何计算?答:直流电桥:电桥电路的工作电源 E 为直流电源,则该电桥称为直流电桥。
分为单臂电桥，半桥差动，全桥差动。
3.9为什么电容式传感器易受干扰？如何减小干扰？答：输出阻抗高，负载能力差。
电容式传感器的容量受其电极的几何尺寸等限制，一般为几十到几百皮法，使传感器输出阻抗很高。
措施：屏蔽和接地；增加初始电容值，降低容抗；导线间距离要远，线要尽可能短；尽可能一点接地，避免多点接地。
设计要点：①减小环境温度，湿度等变化所产生的误差，保证绝缘材料的绝缘性能②消除和减小边缘效应③消除和减小寄生电容影响，防止和减小外界干扰④尽可能采用差动式电容传感器。
3.13电涡流传感器有何特点？答：电涡流式传感器具有测量范围大，灵敏度高，结构简单，抗干扰能力强和可以非接触测量等特点。
可用于位移测量，振幅测量，厚度测量，转速测量，涡流探伤。
3.14.利用电涡流传感器测量板材厚度的原理是什么?答:原理:当金属板得厚度变化时,将使传感器探头与金属板间的距离改变,从而引起输出电压的变化。
通常在被测板的上、下方各装一个传感器探头,其间距离为D,而它们与板的上、下表面分别相距x1和x2,这样板厚t=D-(x1+x2), ,当两个传感器在工作在工作时分别测得x1和x2,转换成电压值后相加。
自动检测与转换技术题库(含答案)
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。
哈工大版信号检测与转换技术课后答案
第1章信号检测与转换技术概述思考题1.自动检测与转换系统的基本组成是什么？检测是指通过各种科学的手段和方法获得客观事物的量值；转换则是通过各种技术手段把客观事物的大小转换成人们能够识别、存贮和传输的量值。
一个典型的检测与转换系统基本组成如下：2.简述心电信号检测系统的基本组成及各部分功能。
功能略。
3.简述工业检测技术涉及的主要物理量有哪些？工业检测技术涉及主要内容包括：热工量：温度、压力（压强）、压差、真空度、流量、流速、物位、液位等。
机械量：直线位移、角位移、速度、加速度、转速、应变、力矩、振动、噪声、质量（重量）等。
几何量：长度、厚度、角度、直径、间距、形状、粗糙度、硬度、材料缺陷等。
物体的性质和成分量：空气的湿度（绝对、相对）；气体的化学成分、浓度；液体的粘度、浊度、透明度；物体的颜色等。
状态量：工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）。
电工量：电压、电流、电功率、电阻、电感、电容、频率、磁场强度、磁通密度等。
4.检测仪表和检测系统的技术性能有哪些？有什么含义？如何测量或计算？见书上相关部分，略。
5.测量误差来源有那些？按误差出现的规律，测量误差分哪几类？系统误差：简称系差，是按某种已知的函数规律变化而产生的误差。
随机误差：简称随差，又称偶然误差，它是由未知变化规律产生的误差，具有随机变量的一切特点，在一定条件下服从统计规律，因此经过多次测量后，对其总和可以用统计规律来描述，可以从理论上估计对测量结果的影响。
粗大误差：是指在一定的条件下测量结果显著地偏离其实际值时所对应的误差，简称粗差。
6.传感器的基本组成是什么？简述各部分主要功能。
敏感元件（弹簧管、波纹管、膜盒、膜片）能直接感受被测量，并将被测非电量信号按一定对应关系转换为易于转换为电信号的另一种非电量的元件。
传感元件（电位器）能将敏感元件输出的非电信号或直接将被测非电量信号转换成电量信号的元件。
自动检测与转换技术-《自动检测与转换技术》能力训练提示及参考答案
《自动检测与转换技术》各模块能力训练参考答案模块一能力训练1-1 请在你的学校内那些地方用到传感器？列举这些传感器所起的作用，或者说明检测的是什么物理量。
建议：重点关注：学校物业监控的探头；楼宇消防监控探头；楼宇自动门；自动楼道灯；图书馆监控；自动水龙头等场所的传感器。
1-2 请你列举日常生活中使用的传感器？说明这些传感器所起的作用，或者检测的物理量。
参考答案：冰箱、空调、电饭煲的温度传感器，检测的物理量是温度；自动洗衣机的水位传感器，检测的物理量是水位；电视机的遥控器，检测的是遥控器发出的红外线；手机的触摸屏，是电容或电阻传感器，检测的是手的触摸信息；宾馆接待大厅的自动门，检测的是人体接近的信息；宾馆房间上方的烟雾传感器，检测的房间是否有烟雾或火灾的信息；……等等。
模块二能力训练2-1 假设你应聘到某机械厂，现单位计划采用数显装置将一台普通车床改造为专门用于车削螺栓的简易数控车床。
此任务委托给你完成，所车制的螺栓具体指标为总长1000mm；直径30mm；螺距6mm；螺纹数120圈。
具体要求如下并填空。
①采用传感器测量主轴的角位移，它的技术指标必须达到为P／r(每转一圈，产生个脉冲)，角位移的分辨力才能达到0.350。
②采用传感器测量刀架的横向位移，分辨达到0.01mm。
③主轴每旋转一圈，刀架必须向右前进mm；在加工到规定的螺纹圈数（120圈）时，刀架共移动了mm，然后退刀。
④在开始退刀时刻，主轴的角位移传感器共得到个脉冲。
⑤若横向走刀失控，当刀架运动到床身的左、右两端限位时，依靠传感器使溜板能够立即停止下来，并依靠器件发出“嘀”的报警响声1s。
参考答案：①角数字编码器、1029、1029；②光栅位移；③6、720；④1029×120=123480；⑤限位或者位置传感器或者接近开关、鸣蜂器。
2-2 根据2-1中的几个要点完成以下工作：（1）请你查阅有关资料，简述车床的主运动和进给运动，并画出表示车床传动机构的简图。
河南理工大学检测与转换技术课后题
1. 系统误差、随机误差和粗大误差的特点及处理方法？答：1）特点：系统误差：由特定原因引起、具有一定因果关系并按确定规律产生，系统误差具有再现性，偏差性。
我们一般分析的测量误差谈的就是系统误差。
随机误差：因许多不确定性因素而随机发生，随机误差具有偶然性和无规律性，要消除随机误差只能考虑用统计的方法，要消除随机误差一般需要借助软件的方法，一般不在我们硬件电路考虑的范围之内。
粗大误差：检测系统各组成环节发生异常和故障等引起，也称为异常误差，容易被混为系统误差和偶然误差。
粗大误差发生的原因主要是干扰形成的，比如在AD 端口上有数字信号耦合的干扰脉冲，这种就是典型的粗大误差，粗大误差需要软件去滤除。
2）处理方法：系统误差：测量前尽量消除系统误差的原因，测量过程中采取必要的技术措施，数据处理时采取修正的方法。
随机误差：采取算术平均值的方法。
粗大误差：采取剔除不用的方法。
1.接触式测温和非接触式测温各有何特点？常用的测温方法有哪些？答：1）特点接触式测温：感温元件直接与被测对象相接触，两者进行充分的热交换，最后达到热平衡，此时感温元件的温度与被测对象的温度必然相等，温度计的示值就是被测对象的温度。
非接触式：感温元件不与被测对象直接接触，而是通过接收被测物体的热辐射能实现热交换，据此测出被测对象的温度。
2）测温方法接触式测温：膨胀式、热阻式、热电式非接触式测温：亮度法、全辐射法、比色法、多色法1.传感器的静态特性性能指标及其各自的意义是什么?答：1）线性度：指传感器的输出与输入之间的数量关系的线性程度。
2）灵敏度：是输出量增量与引起输出量增量的相应输入量增量之比。
3）迟滞：在输入量由小到大及输入量由大到小变化期间，其输入-输出特性曲线不重合的现象，反映了传感器机械部分不可避免的缺陷。
4）重复性：指传感器在输入量按同一方向作全程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。
5）分辨力：用来表示传感器或仪表装置能够检测被测量最小变化量的能力。
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1、外光电效应，光电导效应。
外光电效应：在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。
光电导效应：在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过度到自由状态，而引起材料电导率的变化
2、霍尔效应
霍尔效应：半导体薄片，置于磁感应强度为B的磁场中，两相对的两边
通过电流I且与磁场方向正交。
则半导体薄片另外两边将产生由电势U H
且U H正比于B与I的乘积。
这一现象称为霍尔效应。
3．引用误差（写出计算式）
引用误差指绝对误差与仪表测量上限(量程)比值的百分数，计算式为引用误差=(绝对误差/测量上限)×100％
4、绝对误差，是相对误差
绝对误差等于测量结果与被测量真值之差。
相对误差等于绝对误差与被测量真值的比值，以百分数表示
5．应变效应
应变效应：半导体或导体材料在受到外界力作用下，产生机械形变，机械形变导致其电阻的变化，这种应形变而使其电阻值发生变化的现象称应变效应。
6．压电效应：
压电效应：当某些物质沿其某一方向施加压力或拉力时，会产生形变，此时这种材料的两表面将产生符号相反的电荷。
当去掉外力时又重新回到不带电的现象，这种现象称为压电效应。
7．热电效应
热电效应：将两种不同的金属连接成一条闭合回路，将其中一个接点进行加热到T度，而另一点放于室温中，则在回路中就有电流流过，这一现象称为热电效应。
8．光电效应
光电效应：在光线的作用下，物体内的电子逃逸出物体表面向外发射的现象称为光电效应。
当光照射到物体上，使物体的电阻率发生变化，或发生光生
电动势的效应叫做内光电效应
4.1 什么是压电效应？什么是正压电效应和逆压电效应？
答：
某些电介质在沿一定的方向受到外力的作用变形时，由于内部电极化现象同时在两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，恢复到不带电的状态；而当作用力方向改变时，电荷的极性随着改变。
晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。
这种现象称为正压电效应。
如对晶体施加一定变电场，晶体本身将产生机械变形，外电场撤离，变形也随之消失，称为逆压电效应
5.10 什么叫电涡流效应？
1）块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作用切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭和的电流，这种电流叫电涡流，这种现象叫做电涡流效应。
8.1 什么是热电效应？热电偶测温回路的热电动势由哪两部分组成？由同一种导体组成的
闭合回路能产生热电势吗？
答：
1）两种不同类型的金属导体两端分别接在一起构成闭合回路，当两个结点有温差时，导体回路里有电流流动会产生热电势，这种现象称为热电效应。
2）热电偶测温回路中热电势主要是由接触电势和温差电势两部分组成。
3）热电偶两个电极材料相同时，无论两端点温度如何变化无热电势产生。
10.1什么是内光电效应？什么是外光电效应？说明其工作原理并指出相应的典型光电器件。
答：当用光照射物体时，物体受到一连串具有能量的光子的轰击，于是物体材料中的电子吸收光子能量而发生相应的电效应（如电阻率变化、发射电子或产生电动势等）。
这种现象称为光电效应。
1）当光线照在物体上,使物体的电导率发生变化，或产生光生电动势的现象叫做内光电效应，内光电效应又分为光电导效应和光生伏特效应。
入射光强改变物质导电率的物理现象称光电导效应，典型的光电器件有光敏电阻；光照时物体中能产生一定方向电动势的现象叫光生伏特效应，光电池、光敏晶体管。
2）在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，典型的光电器件有光电管、光电倍增管。
7. 有一测量吊车起吊物重量的拉力传感器如图2-22所示。
R1 、R2 、R3 、R4贴在等截面轴上。
已知等轴面轴的截面积为0.00196m2，弹性模量E 为2.0×1011N／m2，泊松比为0.30。
R1 、R2 、R3 、R4的标称阻值均为120Ω。
灵敏系数为2.0。
它们组成全桥电路如图2-22(b)所示，桥路电压为2V，测得输出电压为2.6mV。
试求：
(1)等截面轴的纵向应变及横向应变。
(2)重物m为多少吨?
电荷放大器p86 eg6.2 作业题
中间温度定律p110 eg8.1
霍尔传感器p99 例题
压电式传感器p81 eg5.1
（老师说了这题你们要会分析）你懂的
10.10光电传感器控制电路如图10-10所示，
试分析电路工作原理：① GP —IS01是
什么器件，内部由哪两种器件组成？②
当用物体遮挡光路时，发光二极管LED
有什么变化？③R 1是什么电阻，在电路
中起到什么作用？如果V D 二极管的最
大额定电流为60mA ，R 1应该如何选
择？④如果GP —IS01中的V D 二极管反
向连接，电路状态如何？晶体管VT 、
LED 如何变化？
10.10电路分析：
1）GP —IS01是光电开关器件，内部由发光二极管和光敏晶体管组成；
2）当用物体遮挡光路时，Vg 无光电流VT 截止，发光二极管LED 不发光；
3）R 1是限流电阻，在电路中可起到保护发光二极管V D 的作用；如果V D 二极管的最大额定电流为60mA ，选择电阻大于R 1 =（12V-0.7）/0.06 = 188.3Ω。
4）如果GP —IS01中的V D 二极管反向连接，Vg 无光电流VT 截止，发光二极管LED 不发光；电路无状态变化。
13、图为光电传感器电路，GP —IS01是光电断路器。
分析电路工作原理： 图
10-10
当用物体遮挡光路时晶体三极管VT状态是导通还是截止？二极管是一个什么器件，在电路中起到什么作用？
如果二极管反相连接晶体管VT状态如何？
解：①截止；②红外发射管，起控制作用；③截止。