现代电气检测技术

1、第三次作业P961、何为零点残余电压？说明该电压产生的原因及消除方法。答：零点残余电压：当差动变压器中间的铁心处于中心位置时，理想条件下， 输出电压为0,实际上，当使用电桥电路时，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。产生原因：一是由于两个二次测量线圈的等效参数不对称，时期输出地基波 感应电动势的幅值和相位不同，调整磁芯位置时，也不能达到幅值和相位同时相 同。二是由于铁芯的B-H特性非线性，产生高次谐波不同，不能互相抵消。消除方法：一，在设计上，力求做到磁路对称，线路对称二，采用拆圈的实验方法减小零点残余电压。三，在电路上进行补偿（加串联电阻，加并联电容，加反

2、馈电阻或反 馈电容）2、高频反射式电涡轮传感器的基本原理是什么？答：电涡流传感器由传感器激励线圈和被测金属体组成。根据法拉第电磁感应定律，当传感器激励线圈中通以正弦交变电流时，线圈周围将产生正弦交变磁场， 使位于该磁场中的金属导体中产生感应电流，该感应电流又产生新的交变磁场，新的交变磁场阻碍原磁场的变化，使得传感器线圈的等效阻抗发生变化，当金属导体材料和电涡流传感器中的其它参数不变时，传感器线圈的等效阻抗变化与传感器与被测导体之间的距离成正比，通过测量传感器线圈的阻抗变化来测量传感器与被测体之间的距离。补充：利用电涡轮传感器测量板材厚度的原理是什么？答：L1为发射线圈，L2为接受线圈，M为被测

3、材料，放置位置如图所示，L1产生的磁力线必然穿过M并在M中产生涡流I ,这个涡流损耗了部分磁场能量，使到达L2的磁力线减少, 从而引起E的下降。M厚度越大，涡流损耗越大， E就越小，E的大小反映M的厚度，通过 检测接受线圈E的大小来测量金属板的厚度。P1341.光电传感器的特点是什么？采用光电传感器可测量的物理量有哪些？答：特点：以光电器件为检测元件，它先将被测非电量转换成光量的变化，然后 通过光电器件将相应的光量转化成电量。可测量的物理量：电绝缘抗电线位移、线速度、角位移、角速。P155.试述磁电式传感器的基本结构及其简单工作原理。答：基本结构：磁电式传感器由两部分组成，一部分是磁路系统，由

4、它产生恒定 直流磁场，为减少传感器的体积，一般采用永久磁铁；另一部分是线圈，由它运 动切割磁力线产生感应电动势。工作原理：以电磁感应原理为基础，根据法拉第电磁感应定律，如果线圈是N匝， 磁场强度为B,每匝线圈平均长度为，线圈相对磁场运动的速度为，则整个线圈 产生的电动势为，可以用来直接测量速度，如果在传感器的信号调节电路上加一 个积分电路或微分电路，就可以用来测量位移或加速度。.试述霍尔效应的定义及霍尔传感器的工作原理。答：将半导体薄片置于磁场中，当它的电流方向和磁场方向不一致时， 半导体薄 片上平行于电流和磁场方向的两个面之间产生电动势，这种现象称为霍尔效应， 该电动势称为霍尔电势。霍尔效应

5、是半导体中电流的运动方向在磁场中受洛仑兹 力作用下发生横向漂移的结果。工作原理：在垂直于外磁场B的方向上放置半导体薄片，当半导体薄片流有电流I 时，在半导体薄片前、后两个端面之间产生霍尔电势，霍尔电势的大小与激励电流I和磁场的磁感应强度成正比，与半导体薄片厚度 d成反比级U h = Rh型式中 dRh为霍尔常数。6.简述霍尔传感器测量电流，磁感应强度，微位移，压力的原理。答：微位移和磁感应强度：由可以看出，当控制电流 叵定时，霍尔电势与磁感 应强度B成正比；若磁感应强度为位置的函数，则霍尔电势的大小就可以用来反 映霍尔元件的位置。压力：当被测压力变化时，弹簧管端部发生位移，带动霍尔片在均匀梯度

6、磁场中 移动，作用在霍尔片上的磁场发生变化， 输出的霍尔电势随之改变，由此知道压 力的变化。P1903.半导体电阻随温度变化的典型特性有哪几种？答：有三种(1)正温度系数(PT。，电阻随温度的升高而增大。(2)负温度系数(NTQ,电阻随温度的升高而减小。(3)临界温度系数(CTR,在温度的某个点或某段区间电阻发生跳变的现象。5.简述热电偶的工作原理。答：热电偶传感器是一种将温度变化转换为电势变化的传感器。热电偶的测温原理基于物理的 热电效应”。所谓热电效应，就是当不同材料的导体组成一个闭合 回路时，若两个结点的温度不同，那么在回路中将会产生电动势的现象。 两点问 的温差越大，产生的电动势就越大

7、。引入适当的测量电路测量电动势的大小， 就 可测得温度的大小。9.在一测温系统中，用伯铭-柏热电偶测温，当冷端温度为to =30七时，在热端温度t时测得热电势E(t,30()=6.63mV,求被测对象的真实温度。答：查表可得:E(30,0) =0.173mVE(t,30 C) =6.63mV所以，E(T ,0) -6.63 0.173-6.803mV反查伯铭-铝分度表可得，t=750七第四次作业p303 1.补：1、有一只磁电系表头，其内阻为 20夏，额定压降为50Mv.现将它改为量程为500mA的电流表，求分流器的电阻值。解：IC =50 10 =2.5 104An=0.52.5 10200

8、= 2000分流电阻Rsh=200=0.1-2000 -12、有一磁电系表头，内阻为150Q,额定压降为45mV,现将它改为150mA量 程的电流表，问应接多大的分流器，若将它改为15V的电压表，则应接多大的附加电阻？解：改为150mA量程的电流表，可先求得表头的满偏电流 I,45mV , Ic =0.3mA150j求得扩程倍数n= = 150 -500Ic 0.3分流器电阻sh 一n -1Rc _ 150500 -1=0.3006J改为15V的舶电压表的扩程倍数m=5V- =333.345mV附加电阻Rad=(m-1)RC =(333-1)150 = 49800.磁电系仪表测量机构的工作原理

9、是什么？特点是什么？为什么不能用于交流量的测量？答：工作原理：磁电系仪表主要有固定磁铁和可动线圈组成， 是利用带电导体处于磁场中受到的电磁力矩作用而使可动部分旋转的原理而制成的。它由转动力矩、反作用力矩和阻尼力矩组成。转动力矩是当电流流入线圈时，载流导体在磁场中 受到力的作用，产生转动力矩。反作用力矩由游丝产生，它的反作用力矩和指针 偏转的大小成正比。阻尼力矩由线圈铝合金框架和线圈与外电路闭合成回路时产生，作用总是阻止线圈运动，能使线圈尽快的稳定下来。当转动力矩与游丝产生 的反作用力矩相平衡为止，指针停在某一刻度上，可读出指示值。特点：刻度均匀、准确度高、灵敏度高、功率消耗小、过载能力小、只能

10、用于测量直流原因：固定永久磁铁产生的磁场是固定的， 当可动线圈通入交流电时，可动线圈力矩的方向也随之改变，当交流电的频率小于可动线圈固有频率时， 指针随电流 方向的变化左右摆动，当交流电频率大于可动部分的固有频率时， 指针偏转将与 一个周期内平均力矩有关，如平均力矩为零，指针将停留在原处不动，所以不能 测量交流电。.简述电动系仪表测量机构的工作原理？答：电动系仪表由固定线圈和可动线圈组成。当固定线圈通过电流i1时，将建立一个磁场，通过电流i2的可动线圈处于固定线圈的磁场中，将受到磁场作用的电磁力，结果使仪表的可动部分在转动力矩作用下发生偏转，反作用力矩由游丝产生，当转动力矩与游丝产生的反作用力

11、矩相平衡为止， 指针停在某一刻度上，可读出指示值。阻尼力矩采用空气阻尼，能使指针快速停下来。第五次作业1、在测量电功率中，电动系仪表接线应遵循哪些原则？如何选择功率表的量 程？答：（1）功率表的正确接线。即电动系功率表应遵循“电源端”守则。“电源端” 用符号“*”或“士”表示，接线时要使两线圈的“电源端”接在电源的同一极 性上，以保证两线圈电流都能从该端子流入。功率表接线时应区别线圈绕组的“始 端”与“终端”，通常功率表绕组的“始端”用”i号标出，称为“本”端。功 率表接线时，有电压线圈前接和电压线圈后接两种连接形式。电压线圈前接时， 应把电压线圈和电流线圈的 ”端联在一起，并使电流线圈串联在

12、负载支路中， 流过电流线圈的电流等于负载电流。 电压线圈后接时，此时电流线圈的电流等于 负载电流与电压线圈支路的电流之和，它适用于负载为低阻抗的情况。(2)量程的选择。功率表量程包括功率、电压、电流三个因素。功率量程 表示负载功率因数cos1=1,电流和电压均为额定值时的乘积。若 cosf1,即使 电压电流均达额定值，功率也不会达到额定值。可见功率表的量程选择，实则就 是选择电流和电压的额定值。在实际测量中，为保护功率表，应该接入电流表和 电压表，以监视负载电流和电压使之不超过额定电压和额定电流。2、有一单相用电器，上标 8s平=0.5, P=99w,I=0,9A,当用量程为 1/2A,75/

13、500/300V 的D26M功率表测时，应如何选择量程？该 表的标尺分格为150,按你选用的量程测量时，若标示为49,则实际消耗功率为多少？ 答：P=UIcosV得 P 99 U = =V = 220VIcos0.9 0.5即应选择电压量程300V,电流量程为1A的功率表。(2)功率表常数 C =UHH =300 1 =2W/div ：m 150divP = C =2W/div 49div =98W2、有一单相用电器，上面标有 cos% =0.25, P=99W,I=1.8A,当用 量程为1/2A, 75/150/300V的功率表测量时，问如何选择该表的量程？ 若该表的标尺分格数为150,按你

14、选择的量程测量时，指针示值为49, 问负载实际消耗的功率为多少？画出功率表的测量接线图。解：P 二UI cos P 99U 22(VI cos 1.8 0.25选用2A,300VW功率表仪表的分格常数为UI cos H300 2 0 251503000. 25 = 1W/ 格被测功率为P=CN=149=49W3、有一电器属感性负载，已知 P=100W寸,I=0.9A,cos巾=0.5。若可供选择的 功率表分别为 2.5A/150V、2.5A/300V、5A/300V、10300V,问选哪一种较为适合。若以上功率表刻度盘都是 150格，则测量时指针偏转多少格。答：P=UIcos，得100=222.22VIcos 0.9 0.5即应选择2.5A/300V量程的功率表较为合适(2)功率表常数C=吆.位至=5W/div：- m 150divP =C：得P 100二二一 二div =20divC 5即测量时指针偏转20格4、电力工程中为什么要用无功电能表？(1)无功电能是设备工作时必需从电网吸收的用于建立工作条件的电能。虽然它并不做功，但它却是电网中的供电设备提供的，发电厂为生产这种电能要提 供设备容量，电流。它还会造成电网中的能量损耗 (线损和变压器的热损耗