《检测与过程控制》复习提纲

1、检测与过程控制复习大钢一、掌握下列各题内容1、一般检测系统是由检测环节、变换环节以及显示或输出环节三部分组成的，检测环节的主要设备有敏感元件、传感器和变送器。2、检测系统的基本特性是指检测系统的输出与输入的关系， 其基本特性包括静态特性和动态特性。3、检测系统的静态特性是指系统的输入量不随时间变化的状态时， 输出与输入之间的关系。工程上常用以下几个指标来衡量仪表或系统的静态特性的品质，它们是：灵敏度、变差、线性度、和准确度。4、检测环节的主要设备有敏感元件、传感器、变送器。5、间接测量是测量一个或 几 个与被测量有关的物理量， 通过函数关系式计算出被测数值。在无法采用直接测量方式、直接测量不方

2、便或直接测量误差大等情况下可采用间接测量方式。6、根据误差的性质和特点，测量误差可分为三类：系统误差、随机误差和粗大误差。7、传感器的种类很多， 从能量的角度出发， 可将传感器划分为两种类型： 一类是能量 控制型传感器（也称有源传感器） ；一类是能量转换型传感器（也称无源传感器） 。8、电阻式传感器的基本原理是将被测物理量转换成电阻值的变化， 然后利用测量电路测出电阻的变化值。9、导体或半导体在外力作用下， 产生机械变形，其电阻值将发生变化， 这种现象称为 “应变效应”。对于大多数的金属应变片，由于材料的电阻率 受应变 的影响很小，其阻值的变化主要是由于几何尺寸的变化所引起； 而半导体材料电阻

3、值的变化主要是由于电阻率 的变化所引起。10、某些材料沿一定方向受外力（压力或拉力）作用时，在其两个相对表面上产生一定的符号相反、数值相等的电荷，当外力去掉后，它们又恢复到不带电状态。这种现象称“正压电效应”。所受的作用力越大，所产生的电荷越多。11、变送器是从传感器发展起来的它是用统一的动力源，其输出为统一的标准信号。目前通用的标准信号有： 4 20 mA直流电流信号； 010 mA。直流电流信号； 20100kPa 空气压力信号。它们与被测参数的性质和测量范围无关。12、实际上，不同的传感器结构是不同的，有些传感器结构很简单，只有一个敏感元件，如热电偶；有些则复杂些，如压电式传感器，它由敏

4、感元件与转换元件组成；有些传感器则更复杂些，它由敏感元件 、转换元件和转换电路组成，如电阻应变片式传感器、电容式传感器等。13、压电效应是可逆的，即在特定的面上施加电场后，则会在相应的面上产生形变和应力；去掉电场后，形变和应力消失。这种现象称之为“逆压电效应” ”。最常用的压电材料是石英晶体和压电陶瓷。14、根据半导体原理，晶体管的PN结的伏安特性与温度有关，利用这一特性可构成温度传感器。将感温PN结晶体管与有关电子线路集成化，可以构成集成 温度传感器。集成温度传感器有电压输出型和电流输出型两种类型。15、电容式差压传感器是利用转换元件将差压或压力变化转换成电容的变化，再通过一定的测量线路，将

5、电容的变化进一步转换为0 10mA、420mA电流信号，从而达到测量压力的目的。16、为了客观地计量物体的温度，必须建立一个衡量温度的标尺，简称温标。目前使用的温标主要有三种：华氏温标、摄氏温标和热力学温标。17、将两种不同的导体A、B 连接成闭合回路，将它们的两个接点分别置于温度为T 及T0 （设 T T0 ）的热源中，则在该回路中就会产生热电动势 。这种现象称为热电效应 或塞贝克效应。118、变换环节主要由信号调理电路构成。目前，常用的硬件信号调理方法有测量电桥、信号放大 、信号隔离 、硬件滤波 、U/F 转换、 F/U 转换和 U/I 转换等，一般被称为模拟信号调理技术。19、简单控制系

6、统，一般是指由测量变送单元、控制器、调节阀和被控对象构成的单回路反馈控制系统。20、PID 控制规律是一种较理想的控制规律，它在比例的基础上引入积分，可以消除余差，而加入微分作用，又能提高系统的稳定性。21、串级控制主要应用于存在激烈变化和幅值较大的干扰、有较大滞后环节、非线性环节，又对控制精度要求较高的工业对象系统的控制。22、将模拟量转换成其对应的数字量的过程称为模/ 数（ A/D）转换；将数字量转换成与其对应的模拟量的过程称为数/ 模（ D/A）转换。23、计算机进行 A/D 转换时，是否需要取样保持电路， 取决于模拟信号的变化频率和 A/D 转换时间 ，通常对直流或变化缓慢的低频信号进

7、行处理时可以不使用取样保持电路。24、计算机系统通常采用总线结构，即构成计算机系统的 CPU、存储器和 I/O 接口等部件之间都通过总线互联。总线实际是连接多个功能部件或系统的一组公用信号线。根据总线上传输信息不同，计算机系统总线分为地址总线、数据总线以及控制总线。25、计算机控制系统的类型很多，其中最为典型的四类系统分别是直接数字控制（ DDC）、集散型控制系统（ DCS）、现场总线控制系统（ FCS）和可编程控制器系统（ PCS）。二、解释下列名词：1、粗大误差；12、中间导体定理；2、随机误差；13、表压力；3、绝对误差；14、 FCS2；4、压阻效应；15、 DCS控制；5、霍尔效应；

8、16、线性度；6、正压电效应；17、灵敏度；7、逆压电效应；18、摄氏温标；8、位式控制；19、质量流量；9、随动控制系统；20、体积流量；10、开环控制系统；21、直接测量；11、闭环控制系统；22、华氏温标；三、回答下列问题：1、一般的检测系统是由哪几个环节组成的？并用框图表示出来2 、检测仪表按信号的输出（显示）形式可分为哪几类？3、何谓金属材料的应变效应？简述金属材料与半导体材料的电阻应变片的应变效应有何不同？4 、试述热电阻测温原理 , 常用的热电阻有哪几种？5、简述热电偶的工作原理？热电偶为什么要进行冷端补偿？采用热电偶测温时， 冷端温度补偿有哪几种方法？6 、什么叫热电效应？热电

9、势由哪几部分组成？热电偶产生热电势的必要条件是什么？7 、变磁阻式传感器根据结构不同可分为哪几种？8 、根据被测参数的不同，检测系统按被测参数可分为哪几类？9、电容传感器有哪几种结构形式？简述变面积型电容传感器的工作原理？10、根据误差的性质和特点，测量误差可分为哪几类？11、由于仪表放置的位置问题， 使观测人员只能从一个非正常的角度对指针式仪表读数，由此产生的读数误差属于哪种类型的误差？212、要求垂直安装的仪表，没有能按照规定安装造成的测量误差属于哪种类型的误差？13、用万用表测量电阻时，由于零点未调整好，测得的阻值始终偏大。这是何种误差？14、由于仪表刻度（数值）不清楚，使用人员读错数据

10、造成的误差，试分析该误差属于何种误差？15、按控制方式分类，自动控制系统可分为哪些类型？16、按控制系统输入信号的特征来分类，自动控制系统通常可分为哪几类？17 、一个 8 位和 12 位的 05V 的 A/D 转换器，它们的分辨率各为多少 mV/字？它们的相对误差又各为多少？18 、PID 控制中 P、I 、 D各代表什么含意？简述 PID 控制器中的比例、积分、微分控制规律各起什么作用？四、计算下列各题：1 、已知型号为 TMP36的电压输出型集成温度传感器的温度系数为 20mV/， 25时的输出电压为 250 mV，试计算温度为 100时的输出电压值？2 、检定某台精度为 1.5 级的压

11、力表，已知其量程为： 0100 Pa，检定过程中发现在 50 Pa 处的最大误差为 1.6 Pa ，试判断这台压力表是否合格？3 、某热电偶的灵敏度为 0.04 mV/ 把它放在温度为 1200处，若以指示表处温度 50 为冷端，试求其热电势的大小？4 、某温度测量仪表的测量范围是 -50 50，求该仪表的测量上、下限值和量程各为多少？若该仪表的精度为 0.5 级，试问其允许的最大绝对误差是多少？5、某弹簧管压力表的测量范围为 0 1.6Mpa，准确度等级为 2.5 级，求这块仪表允许的最大绝对误差是多少？6 、已知有一金属电阻应变片的电阻为 100，应变灵敏度系数为 K 2, 当感受应变为

12、0.005 时，求该应变片的电阻量？7 、现有一台压力检测仪表，其测量范围为 0 100kPa，已知这台仪表的最大绝对误差均为 0.9kPa ，试确定它的准确度等级。 （国家规定的标准精度等级有： 、0.1 、 0.25 、0.5 、1.0 、1.5 、2.5 等）8 、有一台温度计，它的测量范围为 0200，精度等级为 0.5 级，求该表可能出现的最大绝对误差？9 、某弹簧管压力表的测量范围为 01.6Mpa，准确度等级为 2.5 级，校验时在某点出现的最大绝对误差为 0.05Mpa，问这块仪表是否合格？为什么？10 、一个电阻值为 200的电阻应变片，当感受应变为 1.5 ×10- 时，其电阻变化为 0.15，问该应变片的灵敏度系数是多少11 、一个电阻值为 250的电阻应变片，当感受应变为 1.5 ×10-4 时，其电阻变化为 0.15 ，求该应变片的灵敏度系数？12 、某台测温仪表的温度测量范围为 100 600，经检验发现仪表的基本误差为± 6，试