自动检测技术和应用课后习题答案(有大题)市公开课金奖市赛课一等奖课件

4题：1、(240×0.6%)/250=0.576%，下近0.5级，应选择0.5级。

2、(240×0.6%)/300=0.480%，下近0.2级，应选择0.2级；

(240×0.6%)/500=0.288%，下近0.2级，应选择0.2级。3题：1、200×0.5%=±1℃。

2、1/20×100%=±5%；1/100×100%=±1%。2题：(略)一、选择题：

1、B，A2、B3、C4、B，A5、D第一章作业6题：1、0.1℃；(0.1/199.9)×100%=0.05%；

2、199.9×0.5%=1.0℃；(1.0/199.9)×100%=0.5%；

3、180.6℃；

4、(1.0/180.6)×100%=0.55%；

5、179.6℃～181.6℃。5题：1、0.5级，0～500N量程相对误差：(500×0.5%)/70=3.57%1.0级，0～100N量程相对误差：(100×1.0%)/70=1.43%

选1.0级，量程范围为0-100N很好。第1页7题：1、

2、(略)3、

4、K1=0.6-0.04×2=0.52；K2=0.6-0.04×8=0.288题：(略)。11题：参考例题1-4。9题：1、系统；2、系统；3、系统；4、系统；5、系统+随机；

6、系统；7、随机；8、系统；9、系统+随机；10、随机。10题：1、系统误差；2、随机误差；3、粗大误差。第2页偏差尤其大弹着点靠近正态分布弹着点均偏向右上侧10题：下列图是射击弹着点示意图，请你分别说出图a、b、c各是什么原因造成，应怎样克服？第3页关于数字表显示位及位数概念介绍

数字多用表（DigitalMultimeter,简称DMM）显示位数当前普通为3位～8½位（即8½位，以下同）。详细地说，有3位、3½位、32/3位、33/4位、4½位、43/4位、5½位、6½位、7½位、8½位等。最近国外还推出83/4位、10½位等规格，使数字测量向更高准确度冲刺。数字表位数提升包括稳定性、抗干扰等很多技术问题，A/D转换器只是其中一个步骤，能否真正到达额定准确度，还必须掌握正确使用方法。第4页判定数字仪表位数两条标准1、能显示0~9全部数字“位”是“整位”；

2、分数位判定：在最大显示值中，以最高位所能显示数值作为分子，用满量程最高位作为分母。比如:当某一数字表最大显示值为±1999（不考虑小数点），满量程计数值为±时，则它共有3个整位。最高位只能显示1，满量程最高位为2，所以它是3½位表。第5页

如，一台数字表最大值为2999，满量程为3000，则它是32/3位表；右下列图所表示温度数字表最大值为399，满量程为400，则它是23/4位表。

再如，一台如右图数字电压表，其最大显示值为399.9V，最高位只能显示0、1、2、3这四个数字（有时0不予显示），所以它是33/4位表。

用普通3½位DMM测量220V或380V工频电压时，量程必须选择700VAC档；相比之下，使用33/4位DMM只需选择400V-AC档，准确度优于700V-AC档，既不欠量程也不超量程，分辨力也提升了许多。第6页2题:（讲解）。一、选择题：

1、B、D、A2、C3、A、F4、A、B5、A、D6、B7、C8、D第二章作业5题：1、铂热电阻。

2、-200～960℃3、100Ω。

4、84.27Ω、115.40Ω。

5、单臂电桥：UO=0.1925V

分压电路：UO=0.1787V

误差：∆UO=0.0138V4题：1、查表知：α=0.00385。

2、Rt=100(1+0.00385×50)=119.25Ω。

3、查表知：Rt(50)=119.40Ω。

4、∆R=0.15Ω；(0.15/119.40)×100%=0.126%。3题:条件不足—差动全桥？差动半桥？(讲解)。第7页6题：1、中间位置、相等、或、RP；

2、右边、变大、变小。

3、交流电源、预防引发极化。9题：1、相等、平衡、平衡、温度赔偿。

2、变小、不平衡、调整零点、限幅、左边。

3、0.02。

4、偏小、气化带走热量、氧化/腐蚀。

5、PTC热敏电阻。

6、（略）。7题:(课堂讲解)。8题：1、可知：P=160mW；输出电压增加。

2、0～24V3、

4、可知：Rx=3000Ω；UO=12V。第8页11题：1、还原型、越大；

2、加速吸附/电离、200-300℃、大；

3、降低；

4、升高、右边；

5、污染/腐蚀等；

6、扬声器。10题：(略)。12题：1、B=4000、T0=25℃、R0=1MΩ；

T1=-30℃、T2=100℃。

代入上式可求：R-30=20.9MΩR100=67.2KΩ13题：(略)。14题：(略)。第9页吊钩秤外形桥路邻边电阻受力状态必须相反2、有一测量吊车起吊物质量拉力传感器（吊钩秤），R1、R2、R3、R4贴在等截面轴上，组成全桥，桥路电源为直流6V。请画出测量转换电路。第10页FR1R2R33、有一额定荷重为20KN等截面空心圆柱式荷重传感器，其灵敏度KF为2mV/V，桥路电压Ｕi为12V，求……第11页荷重传感器演示第12页气泡式水平仪结构及外形气泡气泡

不锈钢电极之间应采取交流（比如50Hz）供电。若使用直流，会使水分子电离，性能变坏。6、密封玻璃内充入导电液体，中间保留一个小气泡。玻璃管两端各引出一根不锈钢电极。在玻璃管中间对称位置下方引出一个不锈钢公共电极。请……第13页利用热丝测量气体流速（流量）内置铂金热丝风第14页利用热丝测量气体流速（流量）

内置加热到上baidu铂金丝

做试验时，可用拇指式小型灯泡中钨丝代替铂金丝。风铂金丝接入惠斯登电桥第15页11、自动吸排油烟机

可燃性气敏传感器不间断地测量厨房中煤气或油烟浓度。输出电压与设定值比较，若超标，就令晶闸管开启吸排油烟机。煤气或油烟被吸入

图2-35为自动吸排油烟机原理框图，请……第16页13、酒后驾车测试仪

酒后驾车易出事故，但判定驾驶员是否喝酒过量带有较大主观原因。请你利用学过知识，设计一台便携式、交通警使用酒后驾车测试仪……第17页酒后驾车测试仪试制

酒后驾车测试仪散件呼气管第18页2题:（课堂讲解）。一、选择题：

1、A、C2、B3、B4、C5、D6、D第三章作业4题：1、

2、(讲解)。

3、4mA、20mA、12mA。

4、250Ω。

5、输出电压过高。

6、(略)。

7、62.5KP8、电源坏了；变送器损坏；……。

9、(略)10、(见后）。3题:1、U0=50mV图(b)可知δ=5mm；δ=5mm图(a)可知∆P=50KP。

2、由图可知，线性范围为±60KP第19页5题：磁滞、右移、变小、变小；变大、变大、幅值、相反、左移、同相。6题：1、都是利使用方法拉第电磁感应定律实现转速测量；a)利用是自感电动势、b)利用是感应电动势。2、不需要激励电源，有永久磁铁提供磁路磁场。3、(略）4、(略）7题：增大、向上、增大、减小、增大、减小、负值、变慢。8题:（略）。9题:（略）。第20页4、元器件及仪表连线有一台两线制压力变送器，量程范围为0-1MPa，对应输出电流为4-20mA。请将下列图中各元器件及仪表正确地连接起来。接地Uo第21页向日葵生长量（高度）测量仪器

9、请构思一个测量向日葵生长量（高度）测量仪器。画出向日葵、两只导向滑轮、细线及固定点、差动变压器、衔铁、测量转换电路、指针式毫伏表等元器件，应使读者能看清它们之间安装关系，并简明说明测试装置工作原理……1、因为植物生长是迟缓，所以采取能测量微位移差动变压器式位移传感器是较适当。

2、观察向日葵生长姿态，再考虑质量块(衔铁)、导向轮、细绳及与差动变压器相对位置及传动过程是该装置关键。

3、因为向日葵生长是单方向，所以测量转换电路信号输出能够采取直流电压表指示。

4、指针式毫伏表可将向日葵生长量转换成指针摆动幅度，仪表刻度可预先用卡尺标定。

5、若深入深化研究本题，可考虑将差动变压器输出经转换电路和接口电路输入到计算机处理系统。计算机定时采集向日葵生长量信息，经运算，在屏幕上显示或打印向日葵生长趋势曲线，则该测量装置就更完善和先进了。相关计算机测控方面知识请读者参阅相关资料。第22页向日葵生长量（高度）测量演示差动变压器衔铁承受重力第23页第四章作业一、选择题：

1、D.A2、C3、B4、C.B5、D.A6、A7、B.C2题：电源电压经过整流器转换成直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超出音频高频交流电。将高频交流电加在扁平空心螺旋状感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场，其磁力线穿透灶台微晶玻璃台板而作用于金属锅，金属锅体因电磁感应产生强大涡流效应。涡流克服锅体内阻流动时完成电能向热能转换，所产生热量就是烹调热源。3题：1、不导电

2、距离小、电涡流大、等效电感小、输出频率大。4题：1、1.6mm2、T=20ms，f=50Hz3、屡次谐波合成

4、2.5mm6题：1、10mm2、5mm3、T=6.25mS；f=160Hz4、x=5sin(wt)mm第24页3题：电焊条药皮测量药皮

圆弧形电涡流探头压在电焊条药皮表面，药皮厚度不够时，电涡流增大。4题：电涡流式测振探头安装距离l电路电路轴向窜动电涡流式探头

为了得到很好线性度与最大测量范围，测振探头与被测金属安装距离l为线性范围1/2。第25页7题：防身器材构思一个多功效警棍，希望能够实现：①产生强烈眩光；②产生30kV(3万伏)左右高压；③能在50mm距离内探测出犯罪嫌疑人是否携带枪支或刀具。请画出该警棍外形图……电击高压发生器第26页8.汽车、自行车速度及里程测量出租车计价器外形电动助动车仪表盘外形工业或汽车中经常需要测量运动部件转速、直线速度及累计行程等参数。现以大家都较熟悉自行车车速及累计公里数测量为例……与车轮联动可参考汽车速度测量原理第27页自行车速度、里程测量仪表设计注意事项

1、观察自行车结构可知，车速及公里数与车轮直径及转速成正比，所以应将注意力集中到自行车前、后轮上。设车轮直径为D(m)，则周长l=πD，车轮转动圈数即为自行车行驶距离基本参数。若转动圈数为N，则累计旅程L=Nl=NπD

；若每分钟转动圈数为n(n=N/t圈/分钟)则车速v=60nl/1000(km/h)=0.06n

πD(km/h)。

2、车轮钢丝辐条是等间隔排列，应能给我们带来启示。设辐条数为p，每产生p个脉冲，就意味车轮转了一圈。对传感器测得辐条数脉冲进行计数，可得到累计数Np

，则车轮转过圈数N=Np/p

。我们也能够对气门芯从传感器面前擦过次数进行计数，从而也能够得到里程，计算公式请自行推导。

3、传感器可选取电涡流或干簧管、霍尔等传感器。在学习了本书第四章、第八章、第十章和第十一章后，读者能够考虑各种设计思绪。第28页传感器在自行车测速及里程测量中应用非接触传感器安装位置显示器安装位置第29页第五章作业一、选择题：

1、C2、B3、B4、B5、D6、A7、B8、B9、A2题：1、变介电常数

2、绝缘体

3、1/32×100%、h2/32米、增加不锈钢环数量

4、可得：X=26线3题：1、并联、LC振荡电路、、最小

2、变大、降低

3、变小、高电平、变亮

4、5V、4V、吸合

5、恒流、电流驱动、限流/分压、保护、V2管

6、人体靠近程度、非接触时测量、安全防护、防盗报警第30页6题：提醒：绝缘薄膜上下两侧极板组成变介电常数电容器。电容量与绝缘薄膜厚度成正比。4题：1、(课堂介绍……)2、变介电常数磁粉制动器励磁信号电动机张力信号张力传感器张力传感器信号处理器厚度信号上下极板拉力5题：1、可求：RLman=500Ω

2、可求：UO(250Ω)=5V

3、可求：Rox=350Ω4、可求：R'Lmin=380Ω7题、8题：(略)第31页一、选择题：

1、C、D2、D、C、B3、C4、B、A5、A、C2题：1、Uo=3×70×10=2100mV2、电荷放大器灵敏度求Cf=100PF3题：1、、可得Qmax

=10000PC2、、可得F

=40sin(wt)N4题：1、20HZ、交变磁场、衔铁(振动板)、被测溶液

2、阻力大、振幅小、加速度小、惯性力小、Q/UO小

3、温度高时粘度变小第六章作业第32页

液体粘性越大，对振动板阻力就越大，振动板振幅就越小，所以它振动加速度就越小，所以质量块对压电片所施加惯性力也就越小，压电片输出电荷量Q或电压uo也越小，压电片输出电压反应了液体粘度。5题：1、、可求：V=115.2km/h2、、车距=3.4m左右

3、载重与输出波形幅值成正比；车速与A、B两相邻波形距离成反比。6题、7题、8题：(略)4题、粘度计工作原理第33页5题、公路智能交通监测

两根高分子压电电缆相距2m，平行埋设于柏油公路路面下约5cm，以下列图所表示。它能够用来测量车速及汽车载重量，并依据存放在计算机内部档案数据，判定汽车车型。第34页一、选择题：

1、D2、CE3、A4、AB5、A6、BADE7、DB8、ABD9、ACBDC10、A11、BA12、B13、B14、D2题：1、、S=0.785㎡

2、、V=10m/s3、、Qv=7.85㎡/s4、、Qm=7.065T/s5、、Q总=25434T（注意：单位换算）3题：1、、L=3.54m（V=5.9KM/S）4题：略第七章作业第35页倒车声纳雷达示意图障碍物5题：汽车倒车防碰装置（回波反射法）防汽车追尾雷达距离（0.3m）五彩圆弧倒车雷达显示器第36页6题：超声波遥控开门超声波接收器

请依据学过知识，设计一套装在汽车上和大门上超声波遥控开车库大门装置。希望该装置能识别控制者身份密码【一串32位二进制编码，包含4位引导码、24位二进制码以及4位结束码，类似于电视遥控器发出编码信号】。并能有选择地放大超声信号，而排除汽车发动机及其它杂声干扰（采取选频放大器）。要求：……第37页1、首先了解上一页倒车防撞原理图，将超声波发生器安装到车头位置。

2、用超声波“发射”和“停顿”来分别表示二进制编码“1”和“0”。在发射端使用40kHz中频调制，在接收端，使用40kHz选频放大器解调，就可避开发动机及其它与40kHz有很大区分杂声干扰。

3、接收器将接收到超声波转换为一串二进制码与内存密码相比较，若匹配成功，则输出控制信号，使卷帘门电动机旋转，卷帘门上升。

4、若使用二进制编码有4位，则密码就有16种；二进制编码有16位，则密码就有65536种，以这类推。

超声波遥控开门设计提醒：第38页雷达测速头7题：超声波测距（测速）仪【汽车雷达测速】第39页“导盲犬”正在为盲人引路

请构思盲人防撞导路棒或“导盲犬”，并说明其工作原理……提醒：应考虑检测道路平整性、前方障碍物、报警方式等。8题：超声波为盲人提供服务第40页第八章作业一、选择题：

1、C2、A3、B4、C5、C6、A7、CC8、B9、B10、C11、DA12、D2题：图8-8选线型；而图8-9~图8-12选取开关型。3题：1、0.023T、低电平、0.007T、靠近开关、限位开关等。4题：1、磁感应强度越强、霍尔电动势越高、线性成正

2、信号隔离作用

3、检测直流（静态）磁场

4、200Ω5、从夹线口第41页磁力线

提醒：载流导线被夹持在电流传感器铁芯中，导线上电流越大，产生磁感应强度B也越大，霍尔元件产生霍尔电势与被测导线中电流成正比。直流和交流电流均可产生霍尔电势，所以霍尔电流传感器有取代电流互感器趋势。4、请分析霍尔式电流传感器结构及原理……第42页6题：霍尔式液位控制器设计提醒1、首先要了解玻璃连通器原理，在此基础上，对储液罐液位测量就转换为对连通器中液位测量。

2、确定霍尔IC是开关型还是线性。霍尔IC须有磁性元件才能产生霍尔电势，为此，在连通器内设置一磁性浮子，在玻璃外壁对应高度设置霍尔IC。

3、当水泵将液体泵入储液罐后，连通器内液位也对应上升，当磁性浮子与霍尔IC持平时，霍尔IC输出突变，表示液位已到达设定高度。该信号经控制电路使水泵停顿运转。

4、在连通器外壁平行设置一标尺杆，霍尔IC可在标尺杆上移动并固定，这么就能够控制不一样液位高度了。

5、本装置只能控制液位状态量，请读者考虑怎样对液位进行远程监控和数字显示。第43页第九章作业一、选择题：

1、A2、C.C3、C4、B.D.E5、C.A.B6、D.A.B7、C8、C9、C.A2题：1-1、钢水是金属，热电偶依靠钢水组成回路，所以无须焊在一起。

1-2、不行，塑料不是导体，热电偶不能组成回路，无热电势输出。

2-1、测温热电极A、B长度相等、下端对齐；两热电极平行插入且插入深度相等(tA=tB)；延长导线及仪表端温度要相等(t1=t2、t3=t4)。

2-2、利用热电偶中间导体定律、中间温度定律。

3、测温热电极A、B测温端应尽可能靠近(tAx=tBx)；热电极A、B冷端尽可能远离钢板，或恒温处理。第44页3题：U实=U测+U修

K型：t0=40℃，查表：U修=E(40℃,0℃)=1.612mV，则：U实=29.186+1.612=30.798mV

查表知：t实=740℃4题：1、Ux=U测+U修

K型：t3=20℃，查表：U修=0.798mV，

Ux=39.314+0.798=40.798mV

查表知：tx≈985℃2、Ux’=37.702+0.798=38.500mV

查表知：tx’≈930℃3、利用了中间材料定理；tx≥tx’，热电偶回路应尽可能使用赔偿导线。第45页5题、6题、7题、8题：（略）

1、可将右图铂铑10-铂快速测温热偶丝插入钢水中测量钢水温度，时间不应超出5秒，不然测温热偶丝上端夹具将会熔化。

2、热偶丝依靠钢水组成回路，所以无须焊在一起。这种方法利用了热电偶中间导体定律。2题：钢水快速测温方法第46页第十章作业一、选择题：

1、C.A.B2、B.C3、B.C4、B.A5、C6、A7、C.E8、D9、B.A10、C11、C.B.D.C12、B2题：1、截止、零、零、高电平、5V、4.3mA、50mA、吸合状态。

2、大于、3V、低电平、释放状态。

3、大于、0.3mA、3000lx。

4、不变。

5、小于、lx、高电平、吸合状态、000lx、抗干扰。

6、变大、下、灵敏度。

7、限流、功率放大、保护作用、V1管、保护二极管。第47页6题：1、I=(5.0-1.2)/510=7.5mA。

2、f=3001/10=300Hz

3、N=300/60=5r/s、n=60f/N1=300r/min。

4、、。

5、50圈6度。

6、7、8、9、10、11、12、13、14题：(略)。3题：参考第二题提醒：(省掉施密特反相器，适当配置负载电阻RL、限流电阻R2和放大三极管V1放大倍数)。4题：参考P233页—光电池应用电路和例题10-3。提醒：(适当配置反馈电阻Rf1、Rf2(R22+RP)和限流电阻R21)。第48页激光扫描器发出激光并被条形码反射

超市收银台用激光扫描器检测商品条形码、检测复印机走纸故障(两张重合，变厚，透光性变差)、洗手间红外反射式干手机分别是利用光电传感器检测原理中……

5题、光电传感器检测原理分类第49页干手机原理及使用干手机发出红外光，并被手所反射，从而开启热风装置第50页11题、冲床使用中安全保护装置

冲床工作时，工人稍不留神就有可能被冲掉手指头。请选取两种以上传感器来同时探测工人手是否处于危险区域（冲头下方）……危险区域第51页1、首先了解冲头工作区域，可将安全区域设定为前后、左右四个范围，只要操作者手伸入这个区域，则冲头不动作。

2、应采取非接触式测量方式探测是否有手存在，光电开关是很好选择。

3、比较各种光电开关检测特征，选择最正确方案，本例中采取遮断式光电传感器较适当。

4、在前后、左右各设一对遮断式光电开关，其输出为“或”关系，只要有一对传感器输出为“有效”即停车，确保安全保护动作。

5、冲头开启有两个开关，设在左、右手两侧，两个开关按下，冲头才能落下。思索一下，这两个开关是什么逻辑关系。

6、更周到安全保护是在冲床周围设置光电安全隔离栅或光幕。设计提醒及注意事项第52页12题、数字式自来水表机械计数器六叶塑料薄片

请你在课后打开家中自来水表，观察其结构及工作过程。然后考虑怎样利用学到光电测量转速原理，在自来水表玻璃外面安装若干电子元器件，改造成数字式自来水累积流量测量显示器。光电传感器计数、显示器第53页水表改造提醒1、家用机械旋翼式水表多采取叶轮式流量传感器。水流动时冲击力使叶轮转动，经过减速齿轮及机械计数器可读取用水累积流量；另一个水表没有计数器，只能从4根旋转指针直接读数，读数可从千位、百位、十位和个位合并取得。

2、叶轮每转一圈(可从玻璃下方塑料薄片判断)，表示用水0.0001m3，可利用传感器测量塑料薄片旋转圈数来取得用水量。在不改变水表水密封前提下，可在玻璃罩上表面设置反射式光电开关。

3、叶轮带动一只供观察用六齿塑料薄片，光电开关就安装在它上方。叶轮每转一圈，产生6个反射脉冲。经6分频电路产生一个计数脉冲，以0.0001m3累积。数字显示器最低位为0.1m3

，可显示99999m3或更多位数。

4、本设计还应考虑“断电数据保留”功效，以防累积数丢失。

5、可深入推广到煤气表用气量数字显示，请读者思索。第54页工业用水表改造第55页第十一章作业一、选择题：

1、C2、C3、D.C4、B.E5、C

6、D7、A8、C9、B10、C.D11、C12、A13、B.A14、B.E15、B.C

16、D2题：1、0.01mm、2.5um、

2、0.0314rad、0.318mm。3题：1、0.1度。

2、0.1度。

3、0.025度。

4、25度。第56页5题：