自动检测技术及仪表控制系统第二版复习重点及思考题答案 (1)
自动检测技术及仪表控制系统复习题(第二版)化学工业出版社
vi M i A
vi 0
• 方差：
2
1 n
n i 1
(M i
2
Ai )
• 标准误差：
1 n
n i 1
(M i
2
Ai )
• 协方差与相关系数：
r(
X
i
,
X
j
)
2
XiX j
xi xj
2023/5/10
16
**2.2.3测量的准确度与精密度
精密度： 概念：重复测量时，测量结果的分散性 表述：随机误差的标准差。 准确度： 性质：测量结果与真值的接近程度，系 统误差的影响程度 表述：平均值与真值的偏差 。 精确度：( 正确度) 性质：系统误差和随机误差综合影响程 度 表述：不确定度 ( uncertainty )。
1.2.5精确度： 仪表的准确度等级和基本误差
例：用指针式万用 表的10V量程测量 一只1.5V干电池的 电压，示值如图所 示，问：选择该量 程合理吗？
2023/5/10
9
1.2.5精确度： 仪表的准确度等级和基本误差
用2.5V量程 测量同一只1.5V 干电池的电压， 与上图比较，问 示值相对误差哪 一个大？
18
**2.4误差分类
• 系统误差、随机误差、粗大误差、动态误差
系统误差( system error ) ： 性质：有规律，可再现，可以预测 原因：原理误差、方法误差、环境误差、使用误差 处理：理论分析、实验验证→ 修正
粗大误差( abnormal error ) ：
性质：偶然出现，误差很大，异常数据，与有用数据 混在一起
**K热电
偶的分度
表
比较 查出的3个 热电势， 可以看出 热电势是 否线性？
《自动检测技术及应用(第2版)》梁(1-12章练习思考题答案)
第一章检测技术的基本概念思考题与习题答案1.单项选择题1）某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%，该压力表的准确度等级应定为____C____级，另一家仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买____B____级的压力表。
A. 0 .2B. 0 .5C. 1 .0D. 1.52）某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是____B____。
A.绝对误差B.示值相对误差C.满度相对误差D.准确度等级3）在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。
这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的____C____左右为宜。
A.3倍B.10倍C.1.5倍D.0.75倍4）用万用表交流电压档(频率上限仅为5kHz)测量频率高达500kHz、10V左右的高频电压，发现示值还不到2V，该误差属于____D____。
用该表直流电压档测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8V，该误差属于____A____。
A.系统误差B.粗大误差C.随机误差D.动态误差5）重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了____D____。
A.提高准确度B.加速其衰老C.测试其各项性能指标D.提高可靠性2.各举出两个非电量电测的例子来说明1）静态测量；2）动态测量；3）直接测量；4）间接测量；5）接触式测量；6）非接触式测量；7）在线测量；8）离线测量。
3.有一温度计，它的测量范围为0～200℃，准确度为0.5级，试求：1）该表可能出现的最大绝对误差为____A____。
A. 1℃B. 0.5℃C. 10℃D. 200℃2）当示值为20℃时的示值相对误差为____B____，100℃时的示值相对误差为____C____。
自动检测技术(第二版)课后题答案
有关修改的说明红色字：建议删去的文字 绿色字：建议增加的文字黄色字：认为原稿中可能有问题的文字，请仔细考虑 灰色字：本人的说明性文字公式和图的带黄色的编号不用管他1.1 什么是检测装置的静态特性？其主要技术指标有哪些？ 答：静态特性是指检测系统在被测量各值处于稳定状态时，输出量与输入量之间的关系特性。
静态特性的主要技术指标有：线性度、精度、灵敏度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、可靠性等。
1.2 什么是检测装置的动态特性？其主要技术指标有哪些？答：动态特性是指动态测量时，输出量与随时间变化的输入量之间的关系。
动态特性的主要技术指标有：动态误差、响应时间及频率特性等。
1.3 不失真测试对测量系统动态特性有什么要求？答：①输入信号中各频率分量的幅值通过装置时，均应放大或缩小相同的倍数，既幅频特性是平行于横轴的直线；②输入信号各频率分量的相角在通过装置时作与频率成正比的滞后移动，即各频率分量通过装置后均延迟相同的时间t ，其相频率特性为一过原点并有负斜率的斜线。
1.4 测量系统动态参数测定常采用的方法有哪些？ 答：动态特性参数测定方法常因测量系统的形式不同而不完全相同，从原理上一般可分为正弦信号响应法、阶跃信号响应法、脉冲信号响应法和随机信号响应法等。
1.5 某位移传感器，在输入位移变化1mm 时，输出电压变化300mv ，求其灵敏度？ 答：灵敏度可采用输出信号与输入信号增量比表示，即3001300==∆∆=x u k mv/mm1.6 用标准压力表来校准工业压力表时，应如何选用标准压力表精度等级？可否用一台0.2级，量程0～25MPa 的标准表来检验一台1.5级，量程0～2.5MPa 的压力表?为什么？ 解：选择标准压力表来校准工业用压力表时，首先两者的量程要相近，并且标准表的精度等级要高于被校表精度等级，至少要高一个等级。
题中若标准表是0.2级，量程0～25MPa ，则该标准表可能产生的最大绝对误差为2.0)025(1max ⨯-=∆％＝0.05MPa被校表是1.5等级，量程0～2.5MPa ，其可能产生的最大绝对误差为5.1)05.2(2max ⨯-=∆％＝0.0375MPa显然1max ∆>2max∆，这种选择是错误的，因为虽然标准表精度等级较高，但是它的量程太大，故不符合选择的原则。
自动检测技术与装置(第二版) 复习题答案
1、检测仪表有哪几个基本的组成部分？各部分起什么作用。
答：检测仪表的组成：传感器+变送放大机构+显示器。
1.传感器直接与被测量对象相联系，感受被测参数的变化，并将被测参数信号转换成相应的便于进行测量和显示的信号输出。
2.变放大机构将感受件输出的信号直接传输给显示器或进行放大和转换，使之成为适应显示器的信号。
2、检测仪表的常用技术性能有哪些？答：精度、变差、灵敏度和灵敏限、线性度、死区3、按误差的来源分类，有哪几类？各类有何特点？答：1检测系统误差 2随机误差 3 疏忽误差系统误差的误差的特点是测量结果向一个方向偏离，其数值按一定规律变化。
随机误差的特点是相同条件下，对同一物理量进行多次测量，由于各种偶然因素，会出现测量值时而便大时而偏小的误差现象。
随机误差既不能用实验方法消除，也不能修正，虽然他的变化无一定规律可循，但是在多次重复测量时，总体服从统计规律。
疏忽误差是指在一定的测量条件下，测得的值明显偏离其真值，既不具有确定分布规律，也不具有随机分布规律的误差，疏忽误差是由于测试人员对仪器不了解或因思想不集中，粗心大意导致错误的读数，使测量结果明显的偏离了真值的误差。
4 * 、说明弹簧管压力表的具体结构；使用中如何选择？答：弹簧压力表也由外壳部分、指针、刻度盘。
弹簧管、弯管、和传动机构等六个主要部分主成。
弹簧管的内腔为封闭形式，外界压力作用于弹簧管外侧，使弹簧管变形，由传动机构带动指针转动指出环境压力。
压力表的选用原则：主要考虑量程、精度和型5 * 、常用热电偶有哪几种？比较说明其主要的特点。
答：常用热电偶有：S （铂铑— 铂）、K （镍铬—镍硅）、E （镍铬—铜镍）三种S 型的特点是熔点高，测温上限高，性能稳定、精度高、100度以下热电势极小，所以可不必考虑冷端温度补偿，价昂，热电势小，线性差，只适合于高温域的测量；K 型特点是热电势大，线性好，稳定性好，价廉，但材料较硬、在1000度以上长期使用会引起热电势漂移，多用于工业测量；E 型特点，热电势比K 型热电偶大50% 左右，线性好，耐高湿度，价廉，但不能用于还原性气氛，多用于工业测量。
自动检测技术及应用课后习题答案
第二版检测技术的选择题〔上〕2021年01月06日星期四14:57第一局部思考题与习题答案1.单项选择题1〕某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%该压力表的精度等级应定为 C 级，另一家仪器厂需要购置压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%,应购置 B 级的压力表。
A.0 .2B. 0 .5C. 1 .0D. 1.52〕某采购员分别在三家商店购置100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg,但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是 B 。
A.绝对误差B. 示值相对误差C. 满度相对误差D. 精度等级3〕在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。
这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 C 左右为宜。
A. 3 倍B.10 倍C.1.5 倍D.0.75 倍4〕用万用表交流电压档〔频率上限仅为5kHz〕测量频率高达500kHz、10V左右的高频电压，发现示值还不到2V,该误差届于D 。
用该表直流电压档测量5号十电池电压，发现每次示值均为 1.8V，该误差届于 A 。
A.系统误差B. 粗大误差C. 随机误差D. 动态误差5〕重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了 D 。
A.提高精度B. 加速其衰老C.测试其各项性能指标D.提高可靠性2.各举出两个非电量电测的例子来说明1〕静态测量； 2 〕动态测量；3〕直接测量； 4 〕间接测量；5〕接触式测量；6 〕非接触式测量；7〕在线测量；8 〕离线测量。
3.有一温度计，它的测量范围为0〜200C，精度为0.5级，试求:1〕该表可能出现的最大绝对误差为 A 。
A.1 CB. 0.5 CC. 10 CD. 200 C2〕当示值为20C时的示值相对误差为B , 100C时的示值相对误差为C 。
A.1 CB. 5 %C. 1 %D. 10 %4.欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%,问：假设选用量程为250V电压表，其精度应选B级。
自动控制系统第二版课后答案
自动控制系统第二版课后答案第一章答案1.什么是自动控制系统？–自动控制系统是由输入部分、输出部分和控制部分组成的一种系统。
输入部分接受所要控制的对象的相关信息，输出部分根据输入信息和控制部分的指令对控制对象进行控制。
2.简述自动控制系统的几个重要特点。
–自动控制系统具有稳定性、准确性、快速性和适应性等特点。
稳定性指系统的输出变化幅度有限；准确性指输出与期望值接近；快速性指系统的动态响应能快速完成任务；适应性指系统能够对不同工况及扰动具有一定的抵抗能力。
3.什么是反馈控制系统？–反馈控制系统是一种通过对系统输出与期望值的比较，根据比较结果进行调节，实现系统稳定工作的方式。
它通过将输出信号进行反馈，与输入信号相结合，再经过控制部分的处理，对控制对象进行操作。
4.自动控制系统的主要组成部分有哪些？–自动控制系统主要由控制对象、执行部件、传感器、执行器、控制器和外部输入信号等组成。
控制对象是自动控制系统需要对其进行控制的对象；执行部件是实现控制器指令的机械或电子装置；传感器负责将控制对象的信息转换为电信号；执行器是根据控制器的指令对控制对象进行操作的装置；控制器主要是根据输入信号和控制算法产生输出指令的部分；外部输入信号是指系统工作过程中输入的干扰。
5.解释控制过程中的负反馈作用。
–控制过程中的负反馈作用主要是通过比较控制系统的输出信号与期望值，将比较结果作为参考，对控制器进行调节，使输出信号逼近期望值，从而实现控制对象的稳定工作。
6.什么是开环控制系统？–开环控制系统是一种只根据输入信号进行控制的系统，无法通过对输出信号进行反馈来调节控制过程的系统。
第二章答案1.什么是传递函数？–传递函数是描述系统输入与输出之间关系的数学模型。
它是系统输出和输入的比值，通常用符号G(s)表示。
2.传递函数有哪些常见形式？–传递函数的常见形式有分式形式、差分形式和积分形式等。
3.简述串联结构和并联结构。
–串联结构是将多个系统按照输入—输出依次链接起来，形成一个整体的控制系统。
自动检测技术及仪表控制系统课后习题及复习资料 (2)
=+平均无故障工作时间有效度平均无故障工作时间平均故障修复时间1基本知识引论1、测量范围、测量上、下限及量程测量范围：仪器按照规定的精度进行测量的被测变量的范围测量下限：测量范围的最小值测量上限：测量范围的最大值量程:量程=测量上限值—测量下限值1.２．３灵敏度：被测参数改变时，经过足够时间仪表指示值达到稳定状态后，仪表输出变化量与引起此变化的输入变化量之比 灵敏度Y U∆=∆ 1。
2.4误差绝对误差：∆max δ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:max δ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1.2。
5精确度仪表的精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。
精确度划分为若干等级，简称精度等级，精度等级的数字越小,精度越高1。
2。
8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行运算处理，并通过相应的单元实现对被控变量的调节。
关系:二者紧密相关，相辅相成,是控制系统的重要基础１。
2 典型检测仪表控制系统的结构是怎样的，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基础，它完成对所有被控变量的直接测量，也可实现某些参数的间接测量。
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。
自动检测技术及仪表控制系统第二版复习重点及思考题问题详解
=+平均无故障工作时间有效度平均无故障工作时间平均故障修复时间1基本知识引论1、测量范围、测量上、下限及量程测量范围：仪器按照规定的精度进行测量的被测变量的范围测量下限：测量范围的最小值测量上限：测量范围的最大值量程：量程=测量上限值-测量下限值1.2.3灵敏度：被测参数改变时，经过足够时间仪表指示值达到稳定状态后，仪表输出变化量与引起此变化的输入变化量之比 灵敏度Y U∆=∆ 1.2.4误差绝对误差：∆max δ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：max δ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1.2.5精确度仪表的精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。
精确度划分为若干等级，简称精度等级，精度等级的数字越小，精度越高1.2.8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行运算处理，并通过相应的单元实现对被控变量的调节。
关系：二者紧密相关，相辅相成，是控制系统的重要基础1.2 典型检测仪表控制系统的结构是怎样的，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基础，它完成对所有被控变量的直接测量，也可实现某些参数的间接测量。
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。
自动检测课后习题答案解析
第一章检测技术的基本知识思考题答案l。
检测系统由哪几部分组成？说明各部分的作用。
答：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几部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能.当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。
下图给出了检测系统的组成框图.检测系统的组成框图传感器是把被测量转换成电学量的装置，显然，传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节,检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的，因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。
测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。
通常传感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。
根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。
显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。
2。
传感器的型号有几部分组成，各部分有何意义?依次为主称(传感器)被测量—转换原理-序号主称—-传感器，代号C；被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记.见附录表2；转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。
见附录表3；序号——用一个阿拉伯数字标记，厂家自定,用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。
若产品性能参数不变，仅在局部有改动或变动时，其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等,(其中I、Q不用)。
例:应变式位移传感器：CWY—YB—20；光纤压力传感器：CY-GQ—2.3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法? 如何进行?答：测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时,最好采用微差式测量.此时输出电压认可表示为U0，U0=U+△U，其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。
如果采用偏差法测量,仪表必须有较大量程以满足U0的要求,因此对△U，这个小量造成的U0的变化就很难测准。
《自动检测技术及仪表控制系统》课后习题答案
分章节知识点C11．开闭环仪表各有何优缺点？P6-72．检测系统的静/动态特性有哪些？P7-103．一阶系统的计算；4．仪表的误差与等级方面的计算。
C21．检测技术的一般原理P29-302．检测仪表的组成与各部分的作用 P2图1。
1或P97图3。
13．检测仪表的设计方法按结构形式来分主要有四类，即简单直接式变换、差动式变换、参比式变换和平衡（反馈）式变换 P100-108C3对位移、力与压力、振动、转速、温度、物位、流量、成分等常用工程量作测试，按提出的测试要求，设计测试方案，选传感器，分析方法，测试步骤，预期结果。
参习题C4 虚拟仪器的特点。
一简答题1．测量压力的仪表，按其转换原理的不同，可分为几类，各是什么？答：测量压力的仪表，按其转换原理的不同，可分为四大类，分别为：1）液柱式压力计；2）弹簧式压力计；3）电器式压力计；4）活塞式压力计。
2．测量的基本方程式是什么？它说明了什么？答：3．测量物位仪表按其工作原理主要有哪些类型？答：1）直读式物位仪表；2）差压式物位仪表；3）浮子式物位仪表；4）电磁式物位仪表；5）和辐射式物位仪表；6）声波式物位仪表；7）光学式物位仪表。
4．什么是温度？温度能够直接测量吗？答：温度是表征物体冷热程度。
温度不能直接测量，只能供助于冷热不同物体之间的热交换，以及物体的某些物理性质随冷热程度不同变化的特性来加以间接测量。
5．什么是压力式温度计，它是根据什么原理工作的？答：应用压力随温度的变化来测量的仪表叫压力式温度计。
它是根据在密闭系统中的液体。
气体或低沸点液体的饱和蒸汽受热后体积膨胀或压力变化这一原理制作的，并用压力表来测量这种变化，从而测得温度。
6．差压变送器的检测元件为什么要做成膜盒结构，用单膜片行不行？答：因为膜盒组件在使用的差压范围内，具有很好的灵敏度和线性，而当差压超过使用范围时，即单向过载时，膜盒不但不坏，而且也极少有影响；由于膜盒内充有硅油，它除了传递压力之外，还有限尼作用，所以仪表输出平稳；由以上可知单膜片不能耐单向过载，尽管它加工方便，灵敏度高，不宜使用。