直接测量的方法有偏差式测量 零位式测量 微差式测量三种方法

1直接测量的方法有偏差式测量 零位式测量 微差式测量三种方法2传感器静态特性的技术指标 线性度 分辨率 灵敏度 迟滞 重复性和漂移3传感器一般由敏感元件、转换元件两部分组成。

.敏感元件:传感器中能直接接受被测量信息的元件转换元件:将敏感元件的感受或响应被测量转换成适于运输和测量的电信号。

感器组成系统灵敏度 计算:dx dy 输入输出=n S4什么叫热电阻效应?将两种不同材料的导体或半导体焊接起来,构成一个闭合回路,当导体的两个连接点之间存在温差时,两者之间便产生电动势,因而在回路中形成一个大小的电流,这种现象称为热电效应。

什么叫应变效应?导体或半导体电阻随其机械变形而变化的物理现象。

概念:金属导体的电阻值随它受外力所产生机械变化的大小而变化的现象称为金属的电阻应变效应金属的电阻应变效应的原理:当金属丝受外力作用时其长度和面积都会发生变化从s l R ρ=式中很容易看出。

其电阻值即会发生改变。

假如金属丝受外力作用而伸长时,其长度l 增加,而截面积s 减少。

电阻值便会增加。

同理,当金属丝受外力作用而压缩时,长度减少而截面积增大。

电阻值减少。

只要测出加在电阻的变化即可获得应变电阻丝的应变情况。

5图示为一直流应变电桥。

图中E=4V ,R 1=R 2 =R 3=R 4=120Ω,试求:(1)R 1为金属应变片,其余为外接电阻。

当R 1的增量为∆ R 1 =1. 2 Ω时,电桥输出电压U 0=?(2)R 1,R 2都是应变片,且批号相同,感应应变的极性和大小都相同,其余为外接电阻,电桥输出电压U 0 = ?(3)题(2)中,如果R2与R1感受应变的极性相反,且∆R1=∆R2=1. 2 Ω,电桥输出电压U 0 = ?答: ① 如题 3-5 图所示图3-51014 1.20.01V 44120R E U R ∆=-⋅=-⨯=- ① 由于R 1, R 2均为应变片,且批号相同,所受应变大小和方向均相同,则R 1=R 2=R , ∆R 1=∆R 2=∆R 。

224401122343411200()()2()2240R R R R R R U E E E R R R R R R R R R R ⎛⎫⎛⎫+∆+∆⎛⎫=-=-=-= ⎪ ⎪ ⎪+∆++∆++∆+⎝⎭⎝⎭⎝⎭③ 根据题意,设R 1=R+∆R 1 ,R 2=R - ∆R 22240112234()()R R R U E R R R R R R ⎛⎫-∆=- ⎪+∆+-∆+⎝⎭则 22420123414 1.2V 0.02V 22120R R R R U E E R R R R R ⎛⎫+∆∆=-=⋅=⋅= ⎪++⎝⎭(符号根据应变片的极性决定)6说明单线圈和差动变隙式传感器的主要组成、工作原理和基本特性差动变隙式传感器结构:如图4-6所示由差动线圈、铁芯、衔铁等组成 工作原理:当衔铁随被测量移动而偏离中间位置时,两线圈的电感量一个增加,一个减小,形成差动。

若衔铁向上移动△δ时,两线圈电感量发生变化: △L1、△L2,则总的电感变化量为:当δ>>△δ时,忽略△δ2,则:基本特性:差动式与单线圈电感传感器的电感L 和气隙厚度δ之间的关系如图4-7所示。

通过比较可以看出,差动式电感传感器灵敏度约为非差动式电感传感器的两倍。

从图4-7还可看出,差动式电感传感器的线性较好,且输出曲线较陡,灵敏度较高。

采用差动式结构除了可以改善线性、提高灵敏度外,对外界影响,如温度的变化、电源频率的变化等也基本上可以互相抵消,衔铁承受的电磁吸引力也较小,从而减小了测量误差。

灵敏度: 单线圈变隙式传感器 结构:由线圈、铁芯、衔铁等组成。

工作原理:传感器工作时,衔铁与被测体连接。

当被测体产生±δ的位移时,衔铁与其同步移动,引起磁路中气隙的磁阻发生相应的变化。

从而导致线圈电感的变化。

只要测出这种电感量的变化,就能确定衔铁(被测体)位移量的大小和方向。

基本特性:传感器输出电感L 和输入量δ之间的关系,由2020*******)(2)(2δδδδδδ∆•=∆+-∆-=-=∆S u N S u N S u N LL L 00202222δδδδ∆=∆=∆L S u N L 002δδL L K =∆∆=磁路基本知识而知(N —线圈匝数;Rm —磁路总磁阻)。

由于铁芯和衔铁的磁阻远小于气隙磁阻,所以忽略铁芯和衔铁的磁阻。

∴(δ—气隙厚度;S — 气隙截面积;μ—真空磁导率,近似空气。

)∴当匝数N 确定,若保持面积S 为常数,则L 是气隙厚度δ的函数,即L=F (δ)。

如图4-2所示。

电感量L 与气隙厚度δ成正比。

输入与输出是非线性。

灵敏度:K=δδμδ020242L S N d dL -=-= 0001δδ-=∆∆=L L K 可以看出,δ越小,K越高,为保证线性度,只能用于微小位移的测量。

7 何谓零点残余电压?说明该电压的产生原因及消除方法。

答:用两线圈组成电桥,当两线圈的阻抗相等时,输出电压为零。

它的阻抗是一个复合阻抗,有感抗也有阻抗,为了达到平衡,就要求两线圈的电阻R 相等,两线圈的电L 相等。

但这种情况是很难精确达到的,在零点总有一个最小的输出电压。

一般把这个最小的输出电压称为零点残余压1,传感器的两个二次绕组的电气参数与几何尺寸不对称2,由于磁性材料磁化曲线的非线性3,励磁电压本身含高次谐波方法:1尽可能保证传感器的几何尺寸,绕组线圈电气参数和磁路的对称2,采用适当的测量电路8差动变压器的测量电路有几种类型?试述它们的组成和基本原理。

为什么这类电路可以消除零点残余电压?差动变压器的测量电路有变隙式,变面积式,螺线管式。

9什么叫电涡流效应?电涡流的应用包括哪些内容电涡流效应指的是这样的一种现象:根据法拉第电磁感应定律,块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时,通过导体的磁通将发生变化,产生感应电动势。

该电动势在导体表面形成电流并自行闭合,状似水中的涡流,称为电涡流。

电涡流只集中在金属导体的表面,这一现象称为趋肤效应。

应用:位移测量,振幅测量,转速测量,无损探伤。

10电容式传感器的工作原理与分类是一种接近式开关。

它的测量头通常是构成电容器的一个极板,而另一个极板是待测物体的本身。

当物体移向接近开关时,物体和接近开关的介电常数发生变化,使得和测量头相连的电路状态也随之发生变化。

变面积型,变介质型,变极距型11什么叫光电效应答:光照射到物体上使物体发射电子,或电导率发生变化,或产生光生电动势,这些因光照引起物体电学特性改变的现象为光电效应12解释热电效应、热电势、接触电势和温差电势答;热电效应:两种不同的导体两端相互紧密地连接在一起,组成一个闭合回路。

当两接点温度不等时,回路中就会产生大小和方向与导体材料及两接点的温度有关的电动势,从而形成电流。

热电势:因为热而产生的电势差。

接触电势:这种由于两种导体自由电子密度不同,而在其接触形成的电动势称为接触电势 温差电势:对单一金属导体,如果将导体两端分别置于不同的温度场,在导体内部,热端的自由电子仅有较大的动能,将向冷端移动,导致热端失去电子带正电,冷端得到电子带负电,这样在导体两端产生的电位差称为温差电动势13热电偶测温原理及计算热电偶是一种将温度变化转换为电量变化的装置,它利用传感元件的电磁参数随温度变化的特征来达到测量的目的。

通常将被测温度转换为敏感元件的电阻、磁导或电势等的变化,通过适当的测量电路,就可由电压电流这些电参数的变化来表达所测温度的变化。

热电偶的基本定律包括以下三种定律:1)中间导体定律:在热电偶回路中,只要中间导体两端的温度相同,那么接入中间导体后,对热电偶的回路的总电势无影响。

2)参考电极定律:如果导体C 热电极作为参考电极,并已知标准电极与任意导体配对时的热电势,那么在相同结点温度(T,T0)下,任意两导体A 、B 组成的热电偶,其电势可由下式求得000(,)(,)(,)AB AC CB E T T E T T E T T =+3)中间温度定律:在热电偶回路中,两接点温度为T ,T 0时的热电势,等于该热电偶在接点T 、T a 和T a 、T 0时的热电势之和,即00(,)(,)()AB AB a AB a E T T E T T E T T =++14什么叫正、逆压电效应?前置放大器选用,测量动态量正压电效应就是对某些电介质沿一定方向施以外力使其变形时,其内部将产生极化现象而使其出现电荷集聚的现象。

对某些电介质沿一定方向施以外力使其变形时,其内部将产生极化现象,而使其表面出现电荷集聚的现象,当片状材料的两个电极面上加交流电压,那么压电片将产生机械振动,即压电片在电极方向上产生伸缩变形,压电材料的这种想象称为伸缩效应,也称逆压电效应, 15试述霍尔效应的定义与简单的工作原理?为什么霍尔元件用N 型半导体制作?1)定义:金属或半导体薄片置于磁感应强度为B 的磁场中,磁场方向垂直于薄片,当有电流流过薄片时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势,这种现象称霍尔效应。

工作原理:由于运动电荷受磁场中洛仑兹力作用的结果,设在N 型半导体薄片上通以电流I ,则半导体中的载流子(电子)沿着与电流方向相反运动(速度V ),由于在垂直于半导体薄片平面的方向上施加磁场B ,所以电子受洛仑兹力 的作用,向一边偏转(虚线所示),并使该边形成电子积累,而另一边则为正电荷积累,于是形成电场,该电场阻止运动电子的继续偏转。

当电场作用在运动电子上的力 与洛仑兹力 相等时,电子的积累便达到动态平衡,在薄片两横断面之间建立电场,相应的电势称为霍尔电势2)材料中载流子的迁移率对元件灵敏度也有很大的影响,一般来说电子迁移率远大于空穴的迁移率,所以霍尔元件一般采用N 型半导体材料16.什么叫湿敏电阻,气敏元件的工作原理湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的。

气敏电阻是一种半导体敏感器件,它是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的。

1-1什么是传感器?传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置;简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。

1-3传感器如何进行分类1按输入量分类,以被测物理量命名,如位移传感器、速度传感器、压力传感器、温度传感器等2按输出信号形式分类,以模拟量输出的为模拟式传感器,以数字量输出的为数字式传感器。

3按工作原理分类,以工作原理命名,如应变式传感器、电容式传感器、电感式传感器、热释电传感器、压电式传感器、光电传感器等。

4 按能量关系分类,分为能量转换型和能量控制型传感器。

5按传感器的基本效应进行分类可以分为物理传感器,化学传感器和生物传感器 6按传感器所蕴含的技术特征进行分类可分为普通传感器和新型传感器 2-1什么是传感器的静态特性?描述传感器静态特性的主要指标有哪些?答: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。

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传感器与检测习题答案

传感器与检测习题答案

3.采用阻值为120Ω灵敏度系数K =2.0的金属电阻应变片和阻值为120Ω的固定电阻组成电桥,供桥电压为4V ,并假定负载电阻无穷大。

当应变片上的应变分别为1和1 000时,试求单臂、双臂和全桥工作时的输出电压,并比较三种情况下的灵敏度。

解:单臂时40U K U ε=,所以应变为1时660102410244--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ,应变为1000时应为330102410244--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ;双臂时20U K U ε=,所以应变为1时660104210242--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ,应变为1000时应为330104210242--⨯=⨯⨯==U K U ε/V ;全桥时U K U ε=0,所以应变为1时60108-⨯=U /V ,应变为1000时应为30108-⨯=U /V 。

从上面的计算可知:单臂时灵敏度最低,双臂时为其两倍,全桥时最高,为单臂的四倍。

3.有一平面直线位移差动传感器特性其测量电路采用变压器交流电桥,结构组成如图所示。

电容传感器起始时b 1=b 2=b =200mm ,a 1=a 2=20mm 极距d =2mm ,极间介质为空气,测量电路u 1=3sinωt V ,且u=u 0。

试求当动极板上输入一位移量△x =5mm 时,电桥输出电压u 0。

b 1d a 1Δxb 2a 2C 1C 2C 1C 2u i u 0u u题3图解:根据测量电路可得 t t u a x u C C u u i i ϖϖsin 750sin 320500=⨯=∆=∆==/mV4.变间隙电容传感器的测量电路为运算放大器电路,如图所示。

C 0=200pF ,传感器的起始电容量C x0=20pF ,定动极板距离d 0=1.5mm ,运算放大器为理想放大器(即K →∞,Z i →∞),R f 极大,输入电压u 1=5sinωt V 。

求当电容传感动极板上输入一位移量△x =0.15mm 使d 0减小时,电路输出电压u 0为多少?+-u i u 0NCx R fC0解:由测量电路可得ϖϖsin 45sin 515.05.15.120200000000=⨯-⨯=∆--=-=t u xd d C C u C C u i x i x/V 1.为什么说压电式传感器只适用于动态测量而不能用于静态测量?答:因为压电式传感器是将被子测量转换成压电晶体的电荷量,可等效成一定的电容,如被测量为静态时,很难将电荷转换成一定的电压信号输出,故只能用于动态测量。

建筑环境测试技术期末考试及答案

建筑环境测试技术期末考试及答案

一、单项选择题1.下列指标中,不能表征测量精度的是(A )A.正确度B.精密度C.准确度D.精确度2.仪表1:量程范围0〜500℃, 1.0级;仪表2:量程范围0〜100℃, 1.0级。

两个仪表的绝对误差的大小是(A )。

A. 1>2B. 1=2C. 1<2D.无法比较3.下列指标中,表征测量仪表对被测量变化的敏感程度的是(A )。

A.灵敏度B.分辨率C.线性度D.变差4. 69X 102有几位有效数字?化)A. 1B. 2C. 3D. 45.在压力测量仪表的量程时,为保证安全性,压力较稳定时,最大工作压力不超过仪表量程的(D )。

A. 1/3B. 1/2C. 2/3D.3/46.热电偶测温的基本原理(A)A.热电效应B. 2热压效应C.热胀效应D. 4冷缩效应7.测量仪表的主要性能指标有(ABD)A.精度B.稳定度C.输入电阻D.灵敏度8.可以表达精度的指标是(ABD)A.精密度B.线性度C.正确度D.准确度9.下列测温方法,属于非接触测温的是(D )A.热电偶测温B.热电阻测温C.膨胀式测温D.光学温度计 10.下列不属于用于测温的热电阻材料该具备的条件的是(A )A.电阻温度系数a应尽可能小B.电阻率大,可以得到小体积元件C.价格便宜,工艺性好D.电阻温度特性尽可能接近线性11.下列哪种流量计属于容积式流量计?(B )A.转子流量计B.椭圆齿轮流量计C.涡轮流量计D.涡街流量计12.下列哪种流量计属于差压式流量计?( A)A.转子流量计B.椭圆齿轮流量计C.涡轮流量计D.涡街流量计二、填空题1.测量方法的分类中,按测量手段分为:直接、间接、组合。

2.测量仪表的三个基本的功能是:物理量变换、信号传输、测量结果显示。

3.随机误差特点:有界性、对称性、抵偿性。

4.热电偶电势由接触电动势和温差电势组成。

5.标准节流装置取压方式中,目前应用最广泛的是:孔板式和文丘里。

6.差压式流量计由节流装置,导压管和差压计三部分组成。

《自动检测技术》习题集及部分参考答案

《自动检测技术》习题集及部分参考答案

《自动检测技术》习题集及部分参考答案第一章传感器和测量的基本知识§1-1测量的基本概念复习思考题1.测量的定义及其内容是什么?2.直接测量和间接测量的定义是什么?3.直接测量的方法有几种方法?它们各自的定义是什么?4.仪表精度有几个指标?它们各自的定义是什么?(学习指导p1)5.仪表分辨力的定义是什么?作业题1.测量是借助和和,取得被测对象的某个量的大小或符号;或者取得与之间的关系。

(专用技术;设备;实验;计算;一个变量;另一变量)2.测量是将被测量与通过专用的技术和设备进行比表示测量结果时,必须注明(同性质的标准量;比较;标准量倍数;标准量某0的单位)3.直接测量是从事先间的函数关系,先测出,再通过相应的函数关系,被测量的数值。

(分度好的表盘;被测量;某种中间量;中间量;计算出)4.直接测量方法中,又分,和。

(零位法;偏差法;微差法)5.零位法是指在比较仪器中进行,让仪器指零机构,从而确定被测量等于该方法精度(被测量;已知标准量;比较;达到平衡(指零);已知标准量;较高)6.偏差法是指测量仪表用,直接指出被测量的大小。

该法测量精度一般不高。

(指针、表盘上刻度线位移)7.微差法是和的组合。

先将被测量与一个进行用测出。

(零位法;偏差法;已知标准量;比较;偏差法)8.测量仪表指示值程度的量称为精密度。

测量仪表指示值有规律地称为准确度。

(不一致;偏离真值)9.测量仪表的精确度简称,是和以测量误差的来表示。

(精度;精密度;准确度;相对值)10.显示仪表能够监测到被测量(最小变化)§1-2传感器的一般特性复习思考题1.试述传感器的定义及其在检测中的位置。

2.传感器静态特性和动态特性的定义是什么?3.传感器静态特性的技术指标及其各自的定义是什么?作业题1.传感器是与被测对象接触的环节,它将被测量转换成与机构。

它是检测和控制中最关键的部分。

(最初;被测量有确定对应关系;电量)2.通常用传感器的和来描述传感器输出-输入特性。

仪表基础的检测及误差

仪表基础的检测及误差

仪表的测量及误差检测系统检测:检测即测量,是为准确获取表征被测对象特征的某些参数的定量信息,利用专门的技术工具,运用适当的实验方法,将被测量与同种性质的标准量(即单位量)进行比较,确定被测量对标准量的倍数,找到被测量数值大小的过程。

检测的基本方法:检测方法是实现检测过程所采用的具体方法。

根据检测仪表与被测对象的特点,检测方法主要有以下几种: (1)接触式与非接触式; (2)直接、间接与组合测量; (3)偏差式、零位式与微差式测量。

(4)还有其他的分类(如根据物理量、检测原理)。

理想的检测系统:检测系统希望具有良好的频率特性、适当高的灵敏度、快速响应和较小的时间滞后,实现输出波形无失真的复现输入波形。

其中,线性系统最为理想。

检测系统的基本特性:测量系统的基本特性:指测量系统的输出与输入的关系,分为静态特性和动态特性。

测量系统的静态特性:指测量系统的输入为不随时间变化的恒定信号时,测量系统的输入与输出之间的关系。

衡量指标:灵敏度、线性度、滞后度。

1.1 灵敏度和分辨率:灵敏度是检测系统静态特性的一个基本参数。

它表示检测系统对输入信号变化的一种反应能力,其定义是输出增量⊿y 与引起输出增量⊿y 的相应输入增量⊿x 之比。

dy dx1.2 线性度:线性度是度量测试系统输出、输入间线性程度的指标。

测量系统输入和输出之间的关系曲线称为定度曲线。

定度曲线和理想曲线的最大偏差B 与测试系统标称全量程输出范围A 之比称为系统的线性度。

线性度=B/A×100%Y+_图1.5 定度曲线线性度的求取方法:最小二乘直线法、两点连线法、最大偏差比较法。

dxdys x y s =∆∆=或y max max1.3 滞后度:滞后度也称为回程误差或变差,用来评价实际测试系统的特性与理想测试系统特性差别的一项指标。

定义:在全量程范围内,当输入量由小增大和由大减小时,对于同一个输入量所得到的两个数字不同的输出量之差的最大值为滞后量,它与全量程A 的比值称为滞后度。

传感器技术期末考试试卷

传感器技术期末考试试卷

传感器技术期末考试试卷(A)一、名词解释(每题4分,共20分)1. 传感器:(传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的另一种量的测量装置)(能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成)2. 电位器式传感器:(是一种将机械位移转换成电信号的机电转换元件,,又可做分压器用的测量装置)3. 电容式传感器:(将被测量(如压力、尺寸等)的变化转换成电容量变化的一种传感器)4. 霍尔传感器:(是利用霍尔元件的霍尔效应制作的半导体磁敏传感器)5. 测量:(是将被测量与同性质的标准量通过专门的技术和设备进行比较,获得被测量对比该标准量的倍数,从而在量值上给出被测量的大小和符号)二、填空题(每空1分,共20分)1. 电感式传感器是利用被测量的变化引起线圈自感或互感系数的变化,从而导致线圈电感量改变这一物理现象来实现信号测量的装置。

2.压电式传感器元件是力敏元件,它能测量最终能变换为力的那些物理量是:应力、压力、加速度等。

3.压电陶瓷是人工制造的多晶体,由无数细微的电畴组成。

4.测定温度传感器通常是用热电偶、热电阻及热敏电阻三种。

5. 电涡流式传感器是根据电涡流效应制成的。

6.在光线作用下,半导体的电导率增加的现象称为光电效应。

7.功能型光纤传感器分为:相位调制型传感器、光强调制型传感器和偏振态调制型传感器三种类型。

8.直接测量的方法通常有三种方法,即:偏差法、零位法和微差法。

9. 电位器式传感器是一种将机械位移转换成电信号的机电转换元件,又可做分压器用的测量装置三、简答题(每题10分,共30分)1. 按传感器的工作原理分类有哪些?(1)电学式传感器;(2)磁学式传感器;(3)光电式传感器;(4)电势型传感器;(5)电荷式传感器;(6)半导体传感器;(7)谐振式传感器;(8)电化学式传感器等。

2. 应变片有哪几部分组成?其核心部分是什么?电阻应变片的构造一般由敏感栅、基片、覆盖层和引线等部分组成。

传感器填空题1

传感器填空题1

1测量1.直接测量方法中,又分,和。

(零位法;偏差法;微差法)2.零位法是指与在比较仪器中进行,让仪器指零机构,从而确定被测量等于。

该方法精度。

(被测量;已知标准量;比较;达到平衡(指零);已知标准量;较高)3.偏差法是指测量仪表用相对于,直接指出被测量的大小。

该法测量精度一般不高。

(指针、表盘上刻度线位移)7.微差法是和的组合。

先将被测量与一个进行,不足部分再用测出。

(零位法;偏差法;已知标准量;比较;偏差法)8.测量仪表指示值程度的量称为精密度。

测量仪表指示值有规律地程度的量称为准确度。

(不一致;偏离真值)9.测量仪表的精确度简称,是和的总和,以测量误差的来表示。

(精度;精密度;准确度;相对值)10.显示仪表能够监测到被测量的能力称分辨力。

(最小变化)11.传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。

12.对一台确定的仪表或一个检测系统,最大引用误差是一个定值。

13.测量仪表一般采用最大引用误差不能超过的允许值作为划分精度等级的尺度。

14.某仪表的精度等级为0.1级,是表示在使用时它的最大引用误差不超过±0.1%;即在整个量程内它的绝对误差最大值不会超过其量程的±0.1%。

15.精度等级已知的测量仪表只有在被测量值接近满量程时,才能发挥它的测量精度。

16.静态特性表示传感器在被测量各个值处于稳定状态时的输入输出关系。

静态特性的主要技术指标有:线性度、迟滞特性、重复性、灵敏度、分辨力和阈值、稳定性和温度稳定性、漂移、静态误差等。

17.传感器的动态性能指标主要有:固有频率、阻尼系数、频响范围、频率特性、时间常数、上升时间、响应时间、过冲量、衰减率、稳态误差、临界速度、临界频率等。

18.分辨力(分辨率)指传感器能检测到的最小的输入增量,可用绝对值、也可用满量程的百分数表示。

19.阈值:自控系统中能产生一个校正动作的最小输入值。

20.分辨力说明了传感器的最小的可测出的输入变量;阈值说明传感器的最小可测出的输入量。

传感器与自动检测技术习题参考答案



0.7 时
5
A2 ( )
1 4
2 2 n 2
1

1
2 1 2 2 1 1 4 0 . 7 2 2 2
2 n

1 1.5625 0.49
S
如图所示。
y x
非线性度:如图所示,标定曲线与拟合直线的偏离程度就是非线性度。如果在全量程 A 输出范 围内,标定曲线偏离拟合直线的最大偏差为 B,则定义非线性度为
非线性度
B 100% A
回程误差:如图所示,回程误差也称为滞后或变差。实际测量系统在相同的测量条件下,当输 入量由小增大,或由大减小时,对于同一输入量所得到的两个输出量存在差值,则定义回程误差为
1.5 什么是传感器的线性度?常用的拟合方法有哪几种? 答:传感器的线性度是指传感器的输出与输入成线性关系的程度。 常用的按拟合方法有:切线或割线拟合、过零旋转按拟合、端点平移拟合等。
1.6 已知某位移传感器的测量范围为 0~30mm, 静态测量时, 输入值与输出值的关系如题 1.6 表所示, 试求该传感器的线性度和灵敏度。 题 1.6 表 输入值 (mm) 输出值 (mV) 解: 1 1.50 5 3.51 10 6.02 15 8.53 20 11.04 25 13.47 30 15.98
2.042 4 1 32.33
2 1
即:
n

2.04 11.55 2
上式中仅有正号才有意义,故

2f f 2.181 即: f 2.181 f 0 2.181 10 21.81kHz 2f 0 f 0 故此传感器的工作频率为 21.81kHz 。

电工测量与指示仪表的基础知识


4、标称值 测量器具上标定的数值称为标称值。如标准电阻上标出的1Ω ,标准 电池上标出来的电动势1 .5 V等。由于制造和测量精度不够以及环境 等因素的影响,标称值并不一定等于它的真值或实际值。为此,在标 出测量器具的标称值时,通常还要标出它的误差范围或准确度等级。 5、示值 由测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值,也称测量器具的 测得值或测量值,它包括数值和单位。一般地说,示值与测量仪表的 读数有区别,读数是仪器刻度盘上直接读到的数字。例如以l00分度 表示50mA的电流表,当指针指在刻度盘上的50处时,读数是50,而 值是25mA。为便于核查测量结果,在记录测量数据时,一般应记录 仪表量程、读数和示值(当然还要记载测量方法、连接图、测量环境 、测量用仪器及编号、测量者姓名、测量日期等),对于数字显示仪 表,通常示值和读数是统一的。
一、电工测量的内容和特点
电量的测量:如频率、电压、电流、功率 波形、频率、周期、相位、失真度、调幅 度、电阻、电感、电容、阻抗参数等的测 量 非电量的测量:如位移、速度、温度、压 力、流量、物面高度、物质成分等的测量 。传感技术的发展为这类测量提供了新的 方法和途径。
电工测量具有如下一些特点: 1、测量频率范围宽 2、测量量程宽 3、测量准确度高低相差悬殊 4、易于实现测试智能化和测试自动化 5、影响因素众多,误差处理复杂

仪表的正常工作条件是指: A.指针该调零时应调到零位; B.按规定位置放置; C.在规定的温度、湿度下工作; D.除地磁场外没有超过规定强度的外来磁 场; E.交流仪表的被测电流规定为一定频率范 围内的正弦波形。
仪表误差 1.仪表误差的分类(根据仪表误差的产 生原因) (1)基本误差:;它主要是由仪表的结构 性能和制作性能不完善引起的精确程度差 异,这是仪表本身固有的,即使再精密的 仪表也会有。 (2)附加误差:仪表不在规定的正常工作 条件下进行测量而引起的误差。

测量方法的分类

测量方法的分类测量是以确定量值为目的的一系列操作,采用各种手段将被测量与同类标准量进行比较,从而确定出被测量大小的方法称为测量方法。

测量方法对测量工作是十分重要的,它关系到测量任务是否能完成。

因此要针对不同测量任务的具体情况进行分析后,找出切实可行的测量方法,然后根据测量方法选择合适的检测技术工具,组成测量系统,进行实际测量。

对于测量方法,从不同的角度出发,有不同的分类方法。

按测量手段和获得测量结果的方法不同进行分类,主要有直接测量、间接测量和组合测量三种测量方法。

1. 直接测量、间接测量和组合测量(1)直接测量在使用仪表进行测量时,对仪表读数不需要经过任何运算,就能直接表示测量所需要的结果,称为直接测量。

例如,用磁电式电流表测量电路的支路电流,用弹簧管式压力表测量锅炉压力,汽车油位表、暖气管道的压力表等等就是直接测量。

直接测量的优点是测量过程简单而迅速,测量结果直观,缺点是测量精度不容易做到很高。

这种测量方法是工程上大量采用的方法,如图1-5所示。

图1-5 各种直接测量的实例(a) 各种卡尺;(b) 温度计;(c) 血压计(2)间接测量有的被测量无法或不便于直接测量,但可以根据某些规律找出被测量与其他几个量的函数关系。

这就要求在进行测量时,首先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测量,然后将测量值代入函数关系式,经过计算得到所需的结果,这种方法称为间接测量。

例如,对生产过程中的纸张或地板革的厚度进行测量时无法直接测量,只得通过测量与厚度有确定函数关系的单位面积重量来间接测量。

因此间接测量比直接测量来得复杂,但是有时可以得到较高的测量精度。

例如:测量一根导体的电阻率,根据公式l R d 4/2πρ ,只需测量导体的直径、长度和阻值,就可以计算出电阻率。

间接测量方法能够获得许多不能通过直接测量的信息,或者通过间接测量方法能够得到比直接测量方法精读更高的结果。

(3)组合测量又称“联立测量”,即被测物理量必须经过求解联立方程组才能导出最后测量结果。

自动检测原理复习题 (1)

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。

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