传感器与检测技术习题答案--周杏鹏

1、传感器与检测技术习题答案 第一章 答：随着我国工业化、信息化步伐加快，现代化建设中的各行各业高效生产对传感器也检测 技术的依赖逐步加深。比如：先进的传感器技术助力现代化石油钻井平台建设。 为了能够可靠地采集钻井平台钴机塔架上运动部件的终点位置，使用了感应式传感器。 在整个新型钻井中共使用了 60个这样的感应式传感器，方形的接近开关对钢质目标的感应 距离增大到20mm,满足了近海海上勘探工作环境极为恶劣的所有要求。 答：自动检测系统组成框图如下: 被测对象 信号调理 数据采集 稳压电源 对于传感器，一般要求是： 传感器的输出与输入关系 准确性：输出信号必须反映其输入量，即被测量的变化。因此, 必

2、须是严格的单值函数关系，最好是线性关系。 稳定性：传感器的输入、输出的单值函数关系最好不随时间和温度二变化，受外界其他因 素的干扰影响亦很小，重复性要好。 灵敏度：即被测参量较小的变化就可使传感器获得较大的输出信号。 其他：如耐腐蚀性、功耗、输出信号形式、体积、售价等。 答：功能: 信号调理：在检测系统中的作用是对传感器输出的微弱信号进行检波、转换、滤波、放 大等，以方便检测系统后续处理或显示。 信号处理：信号处理时自动检测仪表，检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节, 其作用和人类的大脑相类似。 区别： 信号调理作用是把信号规格化， 滤除干扰， 信号处理则是提取信号中的信息， 并对这些 信

3、息按照功能要求进行处理。可以说，信号调理是进行信号处理的基础。 组成： 信号调理：信号放大、信号滤波、 A/D 转换 信号处理：主要是各种信号的嵌入式微控制器、专用高速数据处理器（DSP等 答：分类见表 1-1（P8） 答：按照被测参量分类， 可以分成测量： 电工量、 热工量、 机械量、 物性和成分量、 光学量、 状态量等。 答： 1.不断拓展测量范围，提高管检测精度和可靠性 2 重视非接触式检测技术研究 3 检测系统智能化 第二章 答：随机误差： 检测仪器或者测量过程中某些未知或无法控制的随机因素（如仪器某些原件 器件性能不稳定、外界温度、湿度变化，空中电磁波扰动等）综合作用的结果。随机误差

4、的 变化通常难以预测， 因此也无法通过实验的方法确定、 修正和消除。 但是通过足够多的测量 比较可以发现随机误差服从某种统计规律。从而进行消除。 系统误差：产生原因大体有：测量所用的工具本身性能不完善或者安装、布置、调整不当； 在测量过程中的温度湿度、气压、电磁干扰等环境条件发生变化； 测量方法不完善、或者测 量所依据的理论本身不完善； 操作人员视读方式不当等。 系统误差产生的原因和变化规律一 般可以通过实验和分析查出，因此系统误差可以设法确定并消除。 粗大误差： 一般由外界重大干扰或者仪器故障或不正确的操作引起。 存在粗大误差的测量值 一般容易发现，发现后应当立即剔除。 答：工业检测仪器（系

5、统） 常以最大引用误差作为判断其准确度等级的尺度， 仪表准确度习 惯上称精度， 准确度等级习惯称为精度等级。 人为规定， 取最大引用误差百分数的分子作为 检测仪器 （系统） 精度等级的标志， 即用最大引用误差去掉正负号和百分比号后的数字来表 示精度等级。 答：20*= (V) 150*= (V) 5V的电压更合理。 由计算结果知，表一不仅有更小的绝对误差，并且其量程对于测量 所以选择表一。 答：马利科夫准则 X = X 27.972 D= i 所系系统存在线性系统误差 阿贝一赫梅特准则 A= 2 A= 2 .n 1= 系统中不存在周期性系统误差 要求|R R0| 2.8的概率，已知标准差 经过

6、标准正态分布变换, |RRol 2.8 , | 2.8 , | 0| 2$ 经过查表可知 x t2 (X) X 0 X 0 1 在区间概率等P=*2-仁 按照95%的置信区间概率查找标准正太分布表，得到P=(X= 由公式| 一 | X 1.96得到区间应该为Rj,R0+ =, 未剔除前X 183， 24.224 当 a=. Kg (n, a) 2.18 | Xk | =23 ,12 ,60 ,9 ,30 ,3 ,20 ,6 ,12 ,5 Kg( n,a)*(x) = 根据Grubbs准则，将243剔除 剔除以后， X 176.3,14.4 X 909.8, 4.045 查找标准正态分布表得到当

7、置信区间P=, X= 经过变换得到区间为+ 答：测量误差总是客观存在的，但是真值一般是无法准确得到的，因此也就不可能准确的知 道测量误差的准确值，由此引出测量不确定度的概念。 答：A类不确定度的评定时应用统计的方法，一般对同一被测参量进行 n次等精度测量得到。 B类不确定度是在测量次数较少，不能用统计方法计算测量结果的不确定度时。 X 18.18， 0.42 Ua (x)-1二(x) =1/3*=(cm) Uc 第三章 答：测量范围：是传感器或检测仪器按规定的精度对被测变量进行测量的允许范围。 上下限：测量范围的最小值和最大值分别称为测量下限和测量上限。 量程：用来表示测量范围大小，用测量上限

8、和下限值的代数差表示。 关系：给出传感器或者检测仪器的测量范围便值其测量上下限及量程，反之只给出传感 器或者检测仪器的量程，却无法确定其上下限及测量范围。 答：灵敏度：是指测量系统在静态测量时，输出量的增量与输入量的增量之比。 分辨力：输出量发生变化时，输入量的最小变化量 二者不存在必然联系。 答：有理论直线法、端基法和最小二乘法。精度最高的是最小二乘法，最差的是理论直线 法。 答：对于一阶系统，决定于时间常数，对于二阶系统，取决于固有角频率n，阻尼比 放大倍数k.o对于一个系统而言，延迟时间ts、上升时间tr,响应时间ts,峰值时间tp等, 是一个系统动态性能好坏的反映。 答：H(s)他k

9、X(s) A/ 2 s 1 nn 幅度特性表达式为 A ) |H(j )| k 1 ( )22 2 ( )2 A(1000) k A(500) 1.11k，误差为11% k A(800) 1.14k，误差为 14% lD -1 96X10J(H-19fi(niFfl 放傥移Ai-D8Lnm时!屯感的最大变仇量为 ZJL_ - L+-19ti - 131-050HH) 可建罔的直济电阻 1豪 C ao * 1心3三4斗斗十=mm、 设并 I 2 / 3W匡线圈的平均畏甌则 W-l R = P- = / S 2/4 2500 x4xp + IxW1 =1.75xW6 06xlO-1)3 =249

10、总 g) 统圈的品质因数 血 2fL _ _7_ 2x1000 x1.57x 2钞 通常 用在测温和控温精度不高的场合。 热敏电阻和热电阻相比具有下列优点：灵敏度高，其灵敏度比热电阻要大 12个数量级; 标称电阻有几欧到十几兆欧之间的不同型号、规格，可很好地与各种电路匹配，而且远距 离测量时几乎无需考虑连线电阻的影响；体积小（最小珠状热敏电阻直径仅mm），可用 来测量 点温”热惯性小，响应速度快，适用于快速变化的测量场合。结构简单、坚固, 能承受较大的冲击、 振动；采用玻璃等材料密封包装后，可应用于有腐蚀性气氛等的恶劣环 境；资源丰富，制作简单、可方便地制成各种形状，易于大批量生产，成本和价格

11、十分低 廉。 热电阻的外引线有两线制、三线制及四线制三种；比较见P215。 它的主要优点是：测量范围宽，铠装热电偶规格多，品种齐全，适合于各种测量场合，在 200160 C温度范围内均能使用 响应速度快，与装配式热电偶相比，因为外径细，热容 量小，故微小的温度变化也能迅速反应，尤其是微细铠装热电偶更为明显，露端铠装热电偶 的时间常数只有；挠性好，安装使用力便，铠装热电偶材料可在其外径5倍的圆柱体上绕 5圈，并可在多处位置弯曲；使用寿命长，普通热电偶易引起热电偶劣化，断线等事故， 而铠装热电偶用氧化镁绝缘，气密性好，致密度高，寿命长；机械强度，耐压性能好，在 有强烈震动、低温、高温、腐蚀性强等恶

12、劣条件下均能安全使用，铠装热电偶最高可承受 36kN/cm2的压力；铠装热电偶外径尺寸范围宽，铠装热电偶材料的外径范围：8mm，特 殊要求时可提供直径达12mm的产品；铠装热电偶的长度可以做得很长，铠装热电偶材 料的最大长度可达 500m。 若实际物体在某一波长下的光辐射度（即光谱辐射亮度）与绝对黑体在同一波长下的光谱 辐射度相等，则黑体的温度被称为实际物体在该波长下的亮度温度； 物体辐射线的波长入1与 入2处的单色辐射率分别为白与2与温度为Tc的黑体的相应辐射率相等时， 此黑体的温 度Tc称为该物体的颜色温度或比色温度；比色高温计测量相对比值的精度总高于测量它们 绝对值的精度，另外对环境要求

13、低，接近真实温度，因而准确度通常较高。 第十章 答：在现代工业生产和科学研究中，流体的流量是一个重要的参数。流量检测的主要任务 有两类：一是为流体工业提高产品质量和生产效率， 降低成本以及水利工程和环境保护等做 必要的流量检测和控制，二是为流体贸易结算、储运管理和污水废气排放控制等做总量计量。 答：瞬时流量： 所谓流量，是指单位时间内流体经过管道或明渠某横截面的数量， 又称瞬时流量。当流 体以体积表示时称为体积流量， 以质量表示时成为质量流量。在工业生产中，瞬时流量是涉 及流体介质的工艺流程中为保持均衡稳定的生产和保证产品质量而需要调节和控制的重要 累积流量： 在工程应用中，往往需要了解在某一

14、时间段内流郭某截面积流体的总量，即累积流量。 累积流量是有关流体介质的贸易、分配、交接、供应等商业性活动中所必知的参数之一，是 计价、结算、收费的基础。 答：根据牛顿的研究，流体运动过程中阻滞剪切变形的黏滞力与流体的速度梯度和接触面积 成正比，并且与流体黏性有关，其数学表达式: 服从牛顿黏性定律的流体成为牛顿流体，比如水、轻质油、气体等。 答：管内流体有层流和紊流两种性质截然不同的流动状态。层流中流体沿轴向作分层平行流 动，各流层质点没有垂直于主流方向的横向运动，互补混杂，有规律的流线，层流状态流体 流量与流体压力降成正比； 紊流状态管内流体不仅有轴向运动，而且还有剧烈的无规律的横 向运动，紊

15、流状态流量与压力降的平方根成正比。这两种流动状态下，管内流体的流速分布 不同，可以用无量纲数一一雷诺数作为判别管内液体流动是层流还是紊流的判据。通常认为 雷诺数小于等于2320为层流状态，大于该数值时，流动就开始转变为紊流。 答：节流式流量计由节流装置、引压装置、三阀组和差压计组成。 节流式流量计中产生差压的装置称节流装置，其主体是一个流通面积小于管道界面的局 部收缩阻力件，称为节流元件。当流体流过节流元件时产生节流现象，流体流速和压力均发 生变化，在截留原件两侧形成压力差。实践证明，在节流元件形状、尺寸一定，管道条件和 流体参数一定的情况下，节流元件前后的压力差与流体流量之间成一定的函数关系

16、。因此， 可以通过测量节流元件前后的差压来测量流量。 答：标准节流装置是按标准规定设计、制造、安装、使用的节流装置，不必经过单独标定即 可投入使用。 我国现行国家标准为 GB/T2624-93，标准中对节流元件的结构形式、尺寸、技术要求等 均已标准化，对取压方式、取压装置以及对节流元件前后直管段的要求都有相应规定，有关 计算数据都经过大量的系统实验而又统一的图表可供查阅。非标准节流装置成熟程度较差， 还没有列入标准文件。 答：理论上节流式流量计的压差应在上游取压孔中心与孔板前端面的距离为1T - ;. |7,下 游取压孔中心与孔板后端面的距离随值的不同而异，在 F：之间。 由于理论上的下游取压

17、点均在流束的最小截面积区域内，而流束最小截面是随流量而变 的，因而很少采用。 答：不正确。油的黏度与水的黏度不同、密度不同，相同流速产生的压差也不同。 答：为保证流体流到节流元件前达到充分的紊流状态，节流元件前后应有足够长的直管段。 标准节流装置组成部分中的测量直管段（前10D后4D, 般由仪表厂家提供）是最小直管 段L的一部分。由于工业管道上存在各种弯头、阀门、分叉、会合等局部阻力件，他们会使 平稳的流速受到严重的扰动，需要流经很长的直管段才能恢复平稳。因此，节流元件前后实 际直管段的长度要根据节流元件上下游局部阻力件的形式、节流元件的形式和直径比斤决定。 答：容积式流量计的主要优点是：测量

18、精度高，其基本测量误差一般可达七心込-r讥或 更高，而且计量特性一般不受流动状态影响，也不受雷诺数限制， 常用在昂贵介质和需要精 确计量的场合；安装管道条件对流量计的测量精度没有影响，故流量及前后无直管段长度要 求；特别适合高粘度流体介质的测量；测量范围度较宽；直读式仪表，无需外加能源就可直 接读数得到流体总量，使用方便。 容积式流量计的主要缺点是：结构复杂，体积庞大，比较笨重，一般只适用于中小口径； 大部分容积式流量计对被测流体中的污物较敏感，只适用于洁净的单相流体；部分容积式流 量计（如椭圆齿轮、腰轮、活塞式流量计等）在测量过程中会给流体带来脉动，大口径仪表 还会产生噪声甚至使管道产生振动

19、；可测量的介质种类、介质工况（温度、压力）和仪表口 径局限性较大，适应范围窄。 对测量管道：安装管道条件对流量计的测量精度没有影响，故流量及前后无直管段长度 要求。 答：对于层流，流速关系 平均流速是管中心最大流速的倍 所以瞬时体积流量为： |qv-uA 0.5 x 1.67 x(0.1)2 H 0.02618mVs 答： 工作原理：涡轮流量计是基于流体动量矩守恒原理工作的。当流体通过管道时， 冲击涡轮叶 片，对涡轮产生驱动力矩，使涡轮克服摩擦力矩和流体阻力距而产生旋转。在一定的流量范 围内，对一定的流体介质黏度，涡轮的转速与流体的平均流速成正比，故流体的流速可通过 测量涡轮的旋转角速度得到，

20、从而可以计算流体流量。 涡轮转速通过磁电转换装置变成电脉 冲信号，经过放大、整形后送给显示记录仪表， 经单位换算与流量积算电路计算出被测流体 的瞬时流量和累积流量。 结构特点：涡轮流量计结构紧凑轻巧，安装维护方便，流通能力大。 使用要求：涡轮流量计应水平安装， 并保证其前后有足够长的直管段或加装整流器。要求被 测流体黏度低，腐蚀性小，不含杂质，以减少轴承磨损，一般应在流量计前加装过滤装置。 如果被测液体易汽化或含有气体时，要在流量计前装消气器。 答： 一r joo. 流体的瞬时流量：卜,1 I | 5min内的累积流量：丄 - 答：流体振动式流量计的测量原理： 在特定的流动条件下， 流体流动的

21、部分动能会转化为流体振动，而振动频率与流速（流 量）有确定比例关系，依据这种原理工作的流量计成为流体振动式流量计。 两种类型： 这种流量计可分为利用流体自然振动的卡门旋涡分分离性和流体强迫振荡的旋涡进动 型两种，前者称为涡街流量计，后者称为旋进旋涡流量计。 特点： 涡街流量计可测气体、 液体和蒸汽介质， 压缩较旋进旋涡流量计为小， 但直管段长度要 求高； 旋进旋涡流量计压损较大，虽然原理上可测量液体，但现在还只能用于气体测量。不 过，旋进旋涡流量计直管段长度要求低， 低流速特性好， 目前在天然气流量检测方面应用较 多。 答：漩涡频率的检出有多种方式， 可以检测在旋涡发生体上受力的变化频率， 一

22、般可用应力、 应变、 电容、电磁等检测技术； 也可以检测在旋涡发生体附近的流动变化频率，一般可用热 敏、超声、 光电等检测技术。检测元件可以放在漩涡发生体内，也可以在下游设置检测器进 行检测。采用不同的检测技术就构成了各种不同类型的涡街流量计。 答：间接测量和直接测量两类。 间接测量方法通过测量体积流量和液体密度经计算得出质量 流量，这种方式有成为推导式；直接式测量方法则由检测元件直接检测出流体的质量流量。 答：科里奥利流量计工作原理： 是一种利用流体在振动管中流动而产生与质量流量成正比的 科里奥利力的原理来直接测量质量流量的仪表。 特点： 科里奥利流量计能够直接测的气体、液体、 和浆液的质量

23、流量， 也可以用于多相流测 量，且不受被测介质物理参数的影响，测量精度较高；对流体流速分布不敏感，因而无前后 直管段要求；可做多参数测量，如同期测量密度；流量范围度大，有些课高达（100:1 ） （150:1）。但科氏流量及存在零点漂移，影响其精度的进一步提高；不能用于低密度介质和 低压气体测量； 不能用于较大管径； 对外界震动干扰较为敏感， 管道振动会影响其测量精度； 压力损失较大；体积较大；价格昂贵。 答：目前超声波流量计最常采用的测量方法分成两类：传播速度差法和多普勒效应法。 1）传播速度差法测量原理： 超声波在流体中的传播速度与流体流速有关， 顺流传播速度大， 逆流传播速度小。 传播速

24、度 差法利用超声波在流体中顺流与逆流传播的速度变化来测量流体流速并进而求得流过管道 的流量。 2）多普勒效应法测量原理： 根据多普勒效应， 当声源和观察者之间有相对运动时， 观察者所感受到的声频率将不同于声 源发出的频率， 这个频率的变化量与两者之间的相对速度成正比， 超声波多普勒流量计就是 基于多普勒效应测量流量的。 在超声多普勒测量方法中， 超声波发射器作为固定声源， 随流 体一起运动的固体颗粒相当于与声源有相对运动的观察者， 它的作用是把射入到其上的超声 波反射回接收器。 发射声波与接收器接收到的声波之间的频率差， 就是由于流体中固体颗粒 运动而产生的声波多普勒频移。这个频率差正比于流体

25、流速，故测量频差就可以求的流速， 进而得到流体流量。 流体温度对于测量没有影响，因为测量是基于频率测量或者速度差比，而并不是基于超声波 声速测量，声速的变化并不会影响到频率或者速度差比。 答：被测流体中存在一定数量的具有反射声波能力的悬浮颗粒或气泡。 答： 1. 考虑被测对象的性质，针对气体、液体、浆体等不同形态的被测对象考虑不同的流量仪 表； 2. 考虑被测对象测量时的流速，根据流速的不同，选取合适的流量仪表； 3. 考虑测量精度要求选取合适的流量仪表； 4. 对纯净物和混合物等不同特性的物质，考虑合适的流量仪表 5. 考虑现场的安装条件选取合适流量仪表； 6. 考虑压损要求，对压损要求较高

26、的时候不适合选取压损较大的流量仪表如节流式流量计 等; 7. 以及其他的特殊因素，根据具体的要求考虑进来选取最合适的流量仪表。 答：流量标准装置是流量计校准使用，能够提供准确流量值作流量量值传递的测量设备。流 量标准装置需按照有关标准和检定规定建立，并由国家授权的专门机构认定。 答：以实际流体流过被校仪表， 用流量标准装置测出流过被校仪表流体的实际流量， 与被校 仪表的流量示值作比较，或对被校流量仪表进行分度，这种方法有时又称作湿法标定。 流量 实流校准法获得的流量值可靠、 准确，是许多流量仪表校准时所采用的方法， 也是目前建立 标准流量的方法。 第十一章 由于液体对容器底面产生的静压力与液位

27、高度成正比，因此通过测量容器中液体的压力即可 测算出液位高度。 实质是容器底部与压力表之间的液体的压力值。 电容式液位计利用液位高低变化影响电容器电容量大小的原理进行测量；导电液体采用单电 极，非导电液体采用同轴双电极；金属套与内电极间绝缘层越薄，液位计灵敏度越高。 利用超声波在介质中的传播速度及在不同相界面之间的反射特性来检测物位；声波液位测量 有许多优点：超声波液位测量与介质不接触， 无可动部件，电子元件只以声频振动， 振幅小， 仪器寿命长；超声波传播速度比较稳定，光线、介质粘度、湿度、介电常数、电导率、热 导率等对检测几乎无影响，因此适用于有毒、腐蚀性或高粘度等特殊场合的液位测量；不 仅

28、可进行连续测量和定点测量，还能方便地提供遥测或遥控信号；能测量高速运动或有倾斜 晃动的液体的液位，如置于汽车、飞机、轮船中的液位。超声波液位测量也有缺点：超声波 液位测量超声波仪器结构复杂，价格相对昂贵；当超声波传播介质温度或密度发生变化，声 速也将发生变化，对此超声波液位计应有相应的补偿措施，否则严重影响测量精度； 有些物 质对超声波有强烈吸收作用，选用测量方法和测量仪器时要充分考虑液位测量的具体情况和 条件。 激光式液位检测仪由激光发射器、接收器及测量控制电路组成。激光发射器发出激光束以一 定角度照射到被测液面上，经液面反射到接收器的光敏检测元件上。当液面上升或下降到上 下限位置，相应位置

29、的光敏检测元件产生信号，进行报警或推动执行机构控制开始加液或停 止加液。激光测量液位克服了普通光亮度差、方向性差、传输距离近、单色性差、易受干扰 等缺点，使测量精度大为提高。 核辐射式液位计由辐射源、接收器和测量仪表组成，通过测量射线在穿过液体时强度的变化 量来实现测量液位。既可以连续测量，也可进行定点发送信号和进行控制；射线不受温度、 压力、湿度、电磁场的影响，而且可以穿透各种介质，包括固体、因此能实现完全非接触测 量。适合于特殊场合或恶劣环境下不常有人之处的液位测量，如高温、高压、强腐蚀、剧毒、 有爆炸性、易结晶、沸腾状态介质、高温熔融体等的液位测量。 两者均通过液位或料位改变电极间电阻变

30、化， 测电阻获得液位或料位。 电阻式液位计可以定 点测量，也可连续测量， 不适于腐蚀性介质； 电阻式物位计一般定点测量, 要求物料是导电 介质或本身虽不导电但含有一定水分能微弱导电。 为避免虚假料位，一般不使用双电极； 为了消除介质因素引起的测量误差，一般将辅助电极 始终埋入被测物料中。超声波液位测量也有缺点：超声波液位测量 超声波仪器结构复杂， 价格相对昂贵； 当超声波传播介质温度或密度发生变化，声速也将发 生变化，对此超声波 液位计应有相应的补偿措施， 否 则严重影响测量精度； 有些物质对超声波有强烈吸收作用， 选用测量方法和测量仪器时要充分考虑液位测量的具体情况和条件。 第十二章 常用的

31、位移检测方法有：测量速度积分法、回波法、线位移和角位移转换法、物理参数法。 标尺光栅与指示光栅相距间隙，由于光的干涉效应， 产生莫尔条纹。光栅的莫尔条纹有如 下特征：（1）起放大作用；（2）误差平均作用；（3）方向对应与同步性。 减小光栅栅距、使用细分技术（直接细分和电路细分） 当指示光栅左右移动时， 莫尔条纹将会做上下移动变化，根据莫尔条纹移动方向就可以对光 栅的运动进行辨向。 感应同步器是利用电磁感应原理把两个平面形印刷电路绕组的相对位置变化转换成相应的 电信号来检测位移。可以用来测线速度。 如果测量距离小于 1000m ，要求测量误差小于，用相位式激光测距比较合适。 由于码盘制作和光电器

32、件安装总会存在一定的误差， 当码盘在两个区域过渡时会产生非单值 读数误差， 而格雷码相邻数的编码误差只有一位变化， 因此可把误差控制在最小单位内， 避 免了非单值性误差。 光电式绝对编码器的特点如下： （ 1）优点：光电式绝对编码器是直接把 被测转角或角位移转换成唯一对应的代码，无须记忆，无须参考点、无需计数，具有较高的 抗干扰能力和数据的可靠性。由于是非接触式测量，无磨损，码盘寿命长，精度保持性好； （2）缺点是结构复杂，价格高，码盘基片为玻璃，抗冲击和振动能力差，而且随着分辨率 的提高信号引出线较多。 常用的速度测量方法有： 微、积分测速法，线速度和角速度相互转换测速法，利用物理参数 测速

33、法，时间、位移计算测速法。 靶距距离越远，测量精度越差。 2000Hz 光电式转速传感器。 测频法比较适合于高转速测量， 在转速较低时会引起较大的相对误差， 因此在低转速时， 脉 冲信号的计数方法应改用测周法。 位移。如图 12-41 所示，质量块在惯性作用下将与测量装置基座之间产生相对位移，质量块 感受加速度并产生与加速度成正比的惯性力， 从而使弹簧产生与质量块相对位移相等的伸缩 形变， 弹簧形变又产生与形变量成正比的反作用力。 当惯性力和弹簧反作用力相平衡时， 质 量块相对于基座的位移与加速度成正比，故可以通过该位移或惯性力来测量加速度。 力平衡法、测位移法和利用某些物理效应测力等。 略。

34、 （1）平衡力法：匀速运转的动力机械或制动机械，在其机体上必然同时作用着与转矩大小 相等，方向相反的平衡力矩，通过测量机体上的平衡例句来确定动力机械主轴上工作转矩； （2）能量转换法：根据能量守恒定律，通过测量其他形式的能量如电能、热能参数来测量 旋转机械的机械能， 进而获得与转矩有关的能量系数来确定被测转矩大小；（ 3）传递法：利 用弹性元件在传递转矩时物理参数的变化与转矩的对应关系来测量转矩。 因为扭转角式转矩测量法是通过扭转角来测量转矩的， 扭转角的大小与转矩成正比， 使用光 学式转矩检测转置， 光敏元件接收到光信号的强度与扭转角成正比， 所以光强与转矩成正比， 通过测量光敏元件的光强就

35、能检测转矩大小。由于光栅圆盘的直径不影响测量的光强大小， 即其直径的大小对测量无影响。 （1）检查机器运转的振动特性，以检验产品质量；（2）测定机械系统的动态响应特性，以 便确定机器设备承受振动和冲击的能力， 并为产品的改进设计提供依据； （ 3）分析振动产生 的原因，寻找振源，以便有效地采取减振和隔振措施；（ 4）对运动中的机器进行故障监控， 以避免重大事故。 在大多数情况下， 机械振动是有害的， 它影响精密仪器设备的功能； 降低加工零件的精度和 表面质量；加剧构件的疲劳破坏和磨损，导致构件损坏造成事故。 在频率内激励与响应之比。 通过对激 机械阻抗定义为线性动力学系统在各种激励的情况下， 励和响应信号的测试分析来测量系统的机械阻抗。 各种拾振器性能不一，在振动测量中，应根据测试目的和实际条件，合理地选用拾振器，选 择不当会影响测量精度， 甚至得出错误的结论。选择拾振器类型时，主要考虑被测量的参数、 测量的频率范围、量程及分辨率、使用环境和相移等问题，并结合各类拾振器的性能特点综 合进行选择。测量低频大振幅振动应选用位移计。 有稳态正弦激振、随机激振和瞬态激振。因为通过激振能够测定对象的动态特性参量，评定 抗振能力，检验产品性能、寿命情况及进行拾振器及振动系统的校准。 常用的方法有振动波形