自动检测技术--压力测量(及课后答案)资料
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_马西秦_第三版_习题答案
阻断或减弱干扰的藕合通道或传输途径；
削弱接收电路对干扰的灵敏度。
硬件抗干扰措施：屏蔽技术、接地技术、浮空技术、隔离技术、滤波器等；
软件抗干扰措施：数字滤波、冗余技术等微机软件的抗干扰措施。
干扰的来源：
外部干扰:检测装置周围的电气设备、电磁场、电火花、电弧焊接、高频加热、晶闸管整流装置等强电系统的影响。雷电、大气电离、宇宙射线、太阳黑子活动以及其他电磁波干扰。
压电效应：当作用力方向改变时，电荷的极性也随着变化，这种现象称为压电效应。
压电材料：石英晶体（很大的机械强度和稳定的机械性能）压电陶瓷（效应明显，稳定性差）
压电传感器前置放大器作用：把传感器的高阻抗输出变为低阻抗输出；把微弱信号进行放大
压电传感器的应用：压电式力传感器，压电式压力传感器，压电式加速度传感器
电涡流式传感器是一种建立在涡流效应原理上的传感器，分为高频反射式和低频透射式。
电涡流传感器的灵敏度受那些因素影响？优点是什么？
主要受到被测体大小、电导率、磁导率、几何形状,线圈的几何参数,激励电流频率以及线圈到被测导体间的距离等因素影响。优点：电涡流式传感器结构简单、频率响应宽、灵敏度高、测量范围大、抗干扰能力强，特别是有非接触测量的优点，因此在工业生产和科学技术的各个领域中得到了广泛的应用。
检测方法：主动和被动、直接与间接、接触式与非接触式、动态和静态。
静态特性：灵敏度（S=dy/dx）与分辨率、线性度、迟滞、测量范围与量程、精度等级。
动态特性：幅频特性、相频特性。
绝对误差：（指示值与被测量的真值之差）
相对误差：（绝对误差与被测量真值之差）
引用误差：（绝对误差与仪表量程L的比值）
最大引用误差不能超过允许值的划分精度等级的尺度。
自动检测技术第三章复习题（附答案）
自动检测技术第三章复习题（附答案）第三章压力及力检测一、选择题1、将超声波（机械振动波）转换成电信号是利用压电材料的（C）蜂鸣器中发出“嘀……嘀……”声的压电片发声原理是利用压电材料的（D）在电子打火机和煤气灶点火装置中，利用的是压电材料的（C）A.应变效应B.电涡流效应C.压电效应D.逆压电效应2、使用压电陶瓷制作的力或压力传感器可测量（C）。
A.人的体重B.车刀的压紧力C.车刀在切削时感受到的切削力的变化量D.自来水管中的水的压力3、应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选择（ C ）测量转换电路。
A．单臂半桥 B．双臂半桥 C．四臂全桥4、以下几种传感器当中（ C ）属于自发电型传感器。
A、电容式B、电阻式C、压电式D、电感式5、属于四端元件的是( C )。
A、应变片B、压电晶片C、霍尔元件D、热敏电阻6、半导体薄片置于磁场中，当有电流流过是，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种现象称为（C）。
A、压电效应B、压磁效应C、霍尔效应D、电涡流效应二、填空题1、由于而引起导电材料变化的现象，叫应变效应。
（变形电阻）2、电容式传感器利用了将非电量的变化转换为电容的变化来实现对物理量的测量。
3、变极距型电容传感器做成差动结构后，灵敏度提高原来的 2 倍。
4、在电介质的极化方向上施加交变电场或电压，它会产生机械变形，当去掉外加电场时，电介质变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。
5、压电式传感器的工作原理是以晶体的压电效应为理论依据。
6、电阻应变片的工作原理是基于金属的应变效应。
7、霍尔电势与半导体薄片的厚度成反比。
8、在压电晶片的机械轴上施加力，其电荷产生在X面9、霍尔元件采用恒流源激励是克服温漂10、电阻应变片的温度补偿方法通常有和两大类。
（线路补偿法应变片自补偿法）11、按工作原理的不同，电容式传感器可分为、、和三种类型。
第一种常用于测量，第二种常用于测量，第三种常用于测量。
自动检测课后习题答案1
第一章 检测技术的基本知识思考题答案4.某线性位移测量仪，当被测位移由4.5mm 变到5.0mm 时，位移测量仪的输出电压由3.5V 减至2.5V ，求该仪器的灵敏度。
解：该仪器的灵敏度为25.40.55.35.2-=--=S mV/mm5.某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：铂电阻温度传感器： 0.45Ω/℃电桥： 0.02V/Ω放大器： 100(放大倍数)笔式记录仪： 0.2cm/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）测温系统的总灵敏度为18.02.010002.045.0=⨯⨯⨯=S cm/℃（2）记录仪笔尖位移4cm 时，所对应的温度变化值为22.2218.04==t ℃6.有三台测温仪表，量程均为0~800℃，精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5％，选那台仪表合理?解：2.5级时的最大绝对误差值为20℃，测量500℃时的相对误差为4％；2.0级时的最大绝对误差值为16℃，测量500℃时的相对误差为3.2％；1.5级时的最大绝对误差值为12℃，测量500℃时的相对误差为2.4％。
因此，应该选用1.5级的测温仪器。
第二章 电阻式传感器思考题答案3.热电阻测量时采用何种测量电路?为什么要采用这种测量电路?说明这种电路的工作原理。
答：通常采用电桥电路作为测量电路。
为了克服环境温度的影响常采用下图所示的三导线四分之一电桥电路。
由于采用这种电路，热电阻的两根引线的电阻值被分配在两个相邻的桥臂中，如果tt R R 21=，则由于环境温度变化引起的引线电阻值变化造成的误差被相互抵消。
R 1R 2R 3R 4R tR 1ˊˊR 2热电阻的测量电路4.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。
自动检测技术及应用课后答案
自动检测技术及应用课后答案【篇一：《自动检测技术》习题集及部分参考答案】ass=txt>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x0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。
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。
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）2011年01月06日星期四 14:57第一部分思考题与习题答案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.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0～200℃，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℃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 。
A. 1℃B. 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：若选用量程为250V电压表，其精度应选 B 级。
自动检测答案
1、1、自动检测技术是自动控制系统中不可或缺的组成部分，请画出1)含有检测装置的自动控制系统框图；2自动检测系统原理框图。
解2、某压力表准确度为2.5级，量程为0～1.5MPa ，求：1）可能出现的最大满度相对误差γnm 。
2）可能出现的最大绝对误差∆m 为多少千帕？3）测量结果显示为0.70MPa 时，可能出现的最大示值相对误差γx 。
解 1）可能出现的最大满度相对误差可以从准确度等级直接得到，即γnm ＝±2.5%。
2）∆ m ＝γm ⨯A m ＝±2.5％⨯１.5MPa ＝±0.0375MPa ＝±37.5kPa3、有一金属箔式应变片，标称阻值R 0为100Ω，灵敏度K =2，粘贴在横截面积为9.8mm2的钢质圆柱体上，钢的弹性模量E =2⨯1011N/m 2，所受拉力F =0.2t ，求受拉后应变片的阻值R 。
解 钢圆柱体的轴向应变m m AE F x /1000102108.98.9102.01163με=⨯⨯⨯⨯⨯==- 通常情况下，可以认为粘贴在试件上的应变片的应变约等于试件上的应变，所以 有002.0001.02=⨯==∆x K RR ε 应变片电阻的变化量Ω=⨯=⨯=∆2.0002.0100002.00R R由于应变片收到拉伸，所以电阻值比标称值增加了R ∆。
受到拉力后的阻值%36.5%10070.00375.0%100 3)m ±=⨯±=⨯=x x A ΔγR =Ω=+=∆+2.1002.01000R R4、p585、p1176、设某型号霍尔电流传感器的额定匝数比NP/NS=1/2000，标准额定电流值IPN=300A ，二次侧的负载电阻RS=30Ω。
现将被测电流母线在铁心中穿绕两圈，通电后，用电流表测得二次侧电流IS=0.15A ，求输出到弱电回路的电压US 和被测电流IP 。
解 1）US=RS ×IS=4.5V2）根据式（8-3），被测电流I P 为：A 150A 15.022000S P S =⨯==I N N I P7、利用光敏三极管来达到强光照时继电器吸合的光控继电器电路如图所示，请分析工作过程。
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1
1巴=105牛顿/米2（帕斯卡）=10197.2公斤力/米
2=1.01972公斤力/厘米2 =14.5038磅/英寸2=750.062毫米 汞柱（0℃，g=9.80665米/秒2）=1.01972×104毫米水柱 （4℃，g=9.80665米/秒2）
公斤力/米2 工程大气压
牛 顿/米2
4.1.3 压力测量系统的分类
760
14.696
1
10-4
9.81
98.1×10-6 0.9678×10-4
1
73.56×10-3 1.422×10-3
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1.36×10-3
133.3
1.333×10-3 1.316×10-3
13.6
1
19.34×10-3
703
70.3×10-3
6.89×103
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68.05×10-3
符号：P0表示 影响因素：气象情况、海拔高度和地理纬度 测量仪表：气压表 压力单位之一：标准大气压，atm
1 atm = 101 325 Pa= 0.1MPa
托里拆利 1608～1647
(2) 表压力：如果测压仪表所指示的压力是以大气压力为0 起点算的压力，则测量结果称为表压力。
符号——PG 领域：工程中
毫米水柱 mmH2O
1
毫米汞柱 mmHg
磅/英寸 psi
73.56×10-3 1.422×10-3
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98.1×103
0.981
0.9678
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0.9869×10-5
0.102
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0.9869×10-5
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1.0332
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1
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1
10-4
9.81
(3) 绝对压力：是指不附带任何条件的全压力，它等于大 气压力和表压力之和。
符号：Pa
Pa P0 PG
如：液体、气体和蒸汽所处空间的全部压力。
(4) 真空压力：当绝对压力小于大气压力时，大气压力与绝 对压力之差。
PG P0 Pa
又称：真空度、负压力、疏空压力。
(5) 差压（压差）：两个相关压力之差。
4 压力测量
主要内容：
4.1
概述
4.2 液柱式压力计
4.3
弹性式压力计
4.4 电远传式压力计
4.5 压力表的选择、校验和安装
4.1 概述
压力的检测与控制是保证生产安全和经济的重要环节。
4.1.1 压力的概念
垂直并且均匀作用在单位面积上的力称为“压强”。工 程技术上一般称其为“压力” 。
P F S
13.6
1
19.34×10-3
703
70.3×10-3
6.89×103
68.9×10-3
68.05×10-3
703
51.72
1
1工程大气压=9.80665×104牛顿/米2（帕斯卡） =0.980665巴 =0.967841标准大气压=10米水柱（4℃， g=9.80665米/秒2）=735.559毫米汞柱（0℃， g=9.860665米/秒2）=14.223磅/英寸2
公斤力/米2 工程大气压
牛 顿/米2
巴
kgf/m2
kgf/cm2 N/m2（pa）
bar
标准大气压 atm
1
10-4
9.81
9.81×10-5 0.9678×10-4
毫米水柱 mmH2O
1
毫米汞柱 mmHg
磅/英寸 psi
73.56×10-3 1.422×10-3
104
1
98.1×103
0.981
98.1×10-6 0.9678×10-4
1
73.56×10-3 1.422×10-3
13.6
1.36×10-3
133.3
1.333×10-3 1.316×10-3
13.6
1
19.34×10-3
703
70.3×10-3
6.89×103
68.9×10-3
68.05×10-3
703
51.72
1
1公斤力/米2 =1.000028毫米水柱（4℃，g=9.80665米/秒2） =1.001797（20℃，g=9.80665/米秒2）毫米水柱。 1标准大气压=101325牛顿/米2（帕斯卡）=10332.27公斤力/米 2=760毫米汞柱（0℃，g=9.80665米/秒2）
符号：ΔP
P P1 P2
注意：基准点任意且相同
不同压力间的关系 代表规定基准点 代表任意基准点
压力差ΔP 大气压P0
完全真空0
4.1.2 压力的单位换算
公斤力/米2 工程大气压
牛 顿/米2
巴
kgf/m2
kgf/cm2 N/m2（pa）
bar
标准大气压 atm
1
10-4
9.81
9.81×10-5 0.9678×10-4
1Байду номын сангаас
0.9869
10.2×103
750
14.50
1.0332×104
1.0332
1.0133×105
1.0133
1
1.0332×104
760
14.696
1
10-4
9.81
98.1×10-6 0.9678×10-4
1
73.56×10-3 1.422×10-3
13.6
1.36×10-3
133.3
1.333×10-3 1.316×10-3
巴
kgf/m2
kgf/cm2 N/m2（pa）
bar
标准大气压 atm
1
10-4
9.81
9.81×10-5 0.9678×10-4
毫米水柱 mmH2O
1
毫米汞柱 mmHg
磅/英寸 psi
73.56×10-3 1.422×10-3
104
1
98.1×103
0.981
0.9678
104
735.6
14.22
国际单位 :帕斯卡，简称帕（Pa） 1 Pa = 1 N/m2
工程上经常使用兆帕（MPa） 1 MPa = 1×106 Pa
常用单位：工程大气压（公斤力），kgf/cm2 1 kgf/cm2 = 9.80065 ×104 Pa ≈ 1×105 Pa = 0.1 MPa
生产和生活中不同的压力概念
(1)大气压力：大气压力是地球表面上空气的重量所产生 的压力。