自动检测技术及应用复习要点及答案

.PAGE.v《自动检测与转换技术》本书学习特点：(1)理清理论和应用之间的关系（题型：选择20个，填充15个，判断5个，简答30分，计算5题30分）熟悉以前的考卷，难度和风格基本和以前考卷相似。着重理论基础，应用也离不开基础，精力要放在基本知识点，应用实例不要花太多时间。(2)重要的知识点要背，否则将无法做简答题，重要的知识点会在考卷中反复出现，可能是简答，也可能是选择。(3)力争把计算题拿满分(30分)题型和以前不会有太大变化，所用公式基本相同，但所求量和已知量会有所不同。第一章检测技术的基本概念——1个计算题、1个简答题以及基本概念知识点1、测量的方法P5①按手段分：直接测量、间接测量；②按是否随时间变化分：静态测量(缓慢变化)、动态测量(快速变化)；③按显示方式分模拟测量、数字测量(07.04填)偏位式测量——如：弹簧秤P6测量的具体手段零位式测量——如：天平、用平衡式电桥来测量电阻值均属零位式测量微差式测量——如：核辐射钢板测厚仪知识点2、测量误差P8（计算题一定有）(1)绝对误差△＝Ax－A0Ax为测量值A0为真值(2)相对误差a、实际相对误差γA＝△/A0×100%b、示值相对误差γx＝△/Ax×100%c、满度相对误差γm＝△/Am×100%Am为量程Am＝Amax－Amin用于判断仪表准确度等级精确度s＝│△m/Am│×100P8*我国模拟仪表有7种等级：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0级，其他等级是没有的P9例1-1例1-2看懂又例：有三台仪表，量程为0～600℃，精度等级2.5级、2.0级、1.5级（仅作例题，实际无2.0级仪表）现需测量500℃左右温度，要求其相对误差不超过2.5%，应选哪只仪表合理.解：实际允许误差△＝500×2.5%＝12.5℃2.5级仪表最大误差△1＝600×2.5%＝2.0级仪表最大误差△2＝600×2.0%＝12℃1.5级仪表最大误差△3＝600×1.5%＝9又例：有一仪表测量X围为0～500℃，重新校验时，发现其最大绝对误差为6℃，问这只仪表可定几级.解：γm＝△/Am×100%＝6/500×100%＝1.2%该仪表应定为1.5级*P9(选/判)选用仪表时应兼顾精度等级和量程，通常希望示值落在仪表满度值的2/3以上，选仪表量程为实际值的1.5倍。(07.04判)知识点3、粗大误差、系统误差和随机误差(填充、判断)P10如发现示值忽大忽小，无预见性属于随机误差。(07.04选)(07.04填)知识点4、P10静态误差和动态误差静态误差：在被测量不随时间变化时所产生的误差。动态误差：当被测量随时间迅速变化，系统的输出量在时间上不能与被测量的变化精度吻合，这种误差称为动态误差。（如：水银温度计测水温，由于滞后产生的误差）知识点5、误差的统计公式P11式1-7式1-8算术平均值的方均根误差式1-11方均根误差误差式1-13P13例1-3知识点6、传感器(1)组成P15非电量→敏感元件非电量→传感元件电参量→测量转换电路电量→作用P15敏感元件：在传感器中直接感受被测量元件，即被测量通过敏感元件转换成与被测量有确定关系、更易于转换的非电量传感元件：非电量通过传感元件被转换成电参量测量转换电路：将传感元件输出的电参量转换成更易于处理的电压、电流或频率参量(07.04简)(2)灵敏度及分辨力P16灵敏度是指传感器在稳态下输出变化值与输入变化值之比，用K来表示。分辨力是指传感器能测出被测信号的最小变化量。两者的关系：灵敏度越高，其分辨力越好。课后习题：1、单项选择题1)电工实验中，采用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于B测量，而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于C测量。P6、P54A、偏位式B、零位式C、微差式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。P9A、3倍B、10倍C、1.5倍D、0.75倍4)用万用表交流电压档(频率上限为5kHz)测量100kHz、10V左右的高频电压，发现示值不到2V，该误差属于B。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。P10(07.04选)A、系统误差B、粗大误差C、随机误差D、动态误差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。若选用量程为300V，其精度应选C级，若选用量程为500V的电压表，其精度应选C级。A.0.25B.0.5C.0.2D.1.00.6%=×100%△=1.44VS=×100=×100=0.576其精度应选0.5级300V时300×S=1.44×100S=0.48精度应选0.2级;500V时500×S=1.44×100S=0.288精度应选0.2级5、已知待测拉力约为70N左右。现有两只测力仪表，一只为0.5级，测量X围为0～500N；另一只为1.0级，测量X围为0～100N。问选用哪一只测力仪表较好.为什么.0-500N仪表△m1=0.5%×500=2.5Nrx1=2.5/70=3.57%;0-100N仪表△m2=1%×100=1Nrx2=1/70=1.43%由于0-100N1级仪表的示值误差比0-500N0.5级仪表的示值误差小,所以选用0-100N1级仪表。第三章电阻式传感器——有一题计算题知识点1、电阻应变的计算P37-38(07.04计)导体或半导体材料在外界的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化，这种现象称为应变效应。P33(07.04填)公式（第2章）P35式3-5P37例题3-1注意计量单位例题也可倒过来，已知和，求灵敏度K*知道“应变电桥”有3种较为典型的工作方式a、单臂半桥工作方式b、双臂半桥工作方式c、全桥工作方式其中：全桥工作方式灵敏度最高知识点2、热电阻传感器(1)作为测温用的热电阻材料，应具有哪些条件.（特点）P48希望具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度X围宽、加工容易等特点。铜电阻X围－50℃～﹢150(2)P49国内统一设计的工业用铂热电阻在0℃时阻值R0值有25Ω、100ΩRt＝R0(1﹢At﹢Bt2﹢Ct3﹢Dt4)A、B、C、D为温度系数*P49每隔1℃(3)P50为了减小和消除引线电阻的影响，热电阻通常采用三线制连接法（普通导线即可，而热电偶需用补偿导线）(07.04选)为了减小环境电、磁场的干扰，最好用三芯屏蔽线。知识点3、热敏电阻P52(1)热敏电阻是半导体测温元件(2)负温度系数热敏电阻NTC，即T↑→R↓热温度系数热敏电阻PTC，即T↑→R↑(3)热敏电阻的应用P53（简答题）a、热敏电阻测温b、热敏电阻用于温度补偿c、热敏电阻用于温度控制同时可写少许各种用处的工作原理d、热敏电阻用于空气绝对湿度的测量e、热敏电阻用于液面的测量知识点4、湿敏电阻P58(1)绝对湿度与相对湿度的概念(2)露点的基本概念(07.04选)课后习题：1、单项选择题2)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。P38、39A、单臂半桥B、双臂半桥C、4)热电阻测量转换电路采用三线制是为了D。P50(07.04选)A、提高测量灵敏度B、减小非线性误差C、提高电磁兼容性D、减小引线电阻的影响7)湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了B。P60(07.04选)A、提高灵敏度B、防止产生极化、电解作用C、减小交流电桥平衡难度2、某电阻应变片阻值为120Ω，灵敏度k=2，沿轴向粘贴于直径为0.05mm的圆形钢柱表面，钢材的E=2×1011N/m2，μ=0.3。钢柱承受的压向力为98×103N，求：1)该钢柱的轴向应变εx和径向应变εy各为多少μm3)应变片的电阻值变化了多少欧姆"是增大还有减少"4)又若应变片沿钢柱的圆周方向(径向)粘贴、受98×103N拉力作用时，应变片的电阻值变为多少欧姆"1）2）（1m=10μm6）3）是减小4）R=120—0.06=119.94第四章电感式传感器知识点1、（简答题）什么是电感式传感器.其优缺点是什么.P66电感式传感器是利用线圈自感或互感量系数的变化来实现非电量电测的一种装置。优点：分辨力及测量精度高。缺点：响应较慢，不宜于快速动态测量，而且其分辨力与测量X围有关。X围大、分辨力低。知识点2、自感式传感器包括：变隙式电感传感器；变截面式电感传感器；螺线管式电感传感器；差动电感传感器(07.04填)知识点3、（简答题）减小零点残余电压的方法通常有哪些.P71(07.04简)(1)提高框架和线圈的对称性；(2)尽量采用正弦波作为激励源；(3)正确选择磁路材料，同时适当减小线圈的励磁电流，使衔铁工作在磁化曲线的线性区；(4)在线圈上并联阻容移相网络，补偿相位误差；(5)采用相敏检波电路知识点4、P75差动变压器一般线性X围约为线圈骨架长度的1/10左右。(07.04选)知识点5、P81新国标规定：(07.04选)电压输出为1～5V，电流输出为4～20mA(用4mA而不用0mA是因0mA无法判断出是故障状态还是工作状态)一次仪表的输出信号可以是电压，也可以是电流，由于电流信号不易受干扰，且便于远距离传输（可不考虑压降），所以一次仪表多采用电流输出型(4～20mA)课后习题：1、单项选择题1)欲测量极微小的位移，应选择A电感传感器。希望线性好、灵敏度高、量程为1mm左右、分辨力为lμm左右，应选择B自感传感器。P68A、变隙式B、变面积式C、2)希望线性X围为+1mm，应选择线圈骨架长度为B左右的螺线管式自感传感器或差动变压器。P75(07.04选)A、2mmB、20mmC、4006)希望远距离传送信号，应选用具有D输出的标准变送器。P81A第五章电涡流式传感器知识点1、（简答题）什么是电涡流效应.P86什么是集肤效应.根据法拉弟电磁感应定律，金属导体置于变化的磁场中，导体表面就会有感应电流产生，这种电流的流线在金属体内自行闭合，这种由电磁感应原理产生的旋涡状感应电流称为电涡流，这种现象称为电涡流效应。而电涡流在金属纵深方向并不是均匀分布的，而只集中在金属导体的表面，这称为集肤效应。*集肤效应与激励源频率f、工件的电导率σ、磁导率μ等有关。*频率越高，电涡流渗透深度越浅，集肤效应越严重。*选择题P86：100KHz时的电阻值是直流时的1.5倍1MHz时的电阻值是直流时的4倍(07.04选)电涡流式传感器的测量转换电路有：调频法、调幅法和电桥法。P89(07.04填)知识点2、电涡流探头的结构P88电涡流探头起核心是一个扁平的“蜂巢”线圈，线圈用多股绞扭漆包线绕制而成，外部用聚四氟乙烯等高品质因数塑料密封。知识点3、（选择或填充题）P93电涡流测速z为齿数f为频率计读数n单位为r/min(转/分)(07.04选)知识点4、P96常用的接近开关分类(1)自感式、差动变压器式。它们只对导磁物体起作用。(2)电涡流式（俗称电感接近开关）。它只对导电良好的金属起作用。(07.04选)(3)电容式。它对接地的金属或地电位的导电物体起作用，对非地电位的导电物体灵敏度稍差。(4)磁性干簧开关（也叫干簧管）。它只对磁性较强的物体起作用。(5)霍尔式。它只对磁性物体起作用。课后习题1、单项选择题1)欲测量镀层厚度，电涡流线圈的激励源频率约为D。而用于测量小位移的螺线管式自感传感器以及差动变压器线圈的激励源频率通常约为B。A、50～100kHzB、1～10kHzC、10～50kHzD、100kHz～2MHz2)电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出C的靠近程度。P86(07.04选)A、人体B、液体C、黑色金属零件D、塑料零件3)测得电涡流线圈的直流电阻为50Ω，它在1MHz时的等效电阻(周围不存在导电物体)将上升到C左右。P86(07.04选)A、51ΩB、100ΩC、200ΩD、2kΩ4)电涡流探头的外壳用B制作较为恰当。P88A、不锈钢B、塑料C、黄铜D、5)电涡流探头的激励频率从100kHz提高到900kHz时，电涡流的渗透深度将D。P86A、增加1倍B、增加2倍C、减少到原来的1/2D、减少到原来的1/36)当电涡流线圈靠近非磁性导体(铜)板材后，线圈的等效电感LC，调频转换电路的输出频率fB。P90-91(07.04选)A、不变B、增大C、减小8)用图5-12b的方法测量齿数z=60的齿轮的转速，测得f=400Hz，则该齿轮的转速n=Ar/min。P93(07.04选)A、400B、3600C、24000D、60第六章电容式传感器——重点，有计算题知识点1、（简答题）电容式传感器的优点。P103(1)可获取较大的相对变化量；(2)能在恶劣的环境条件下工作；(3)本身发热影响小，所需激励源功率小；(4)动态响应快，所以用于动态测量(07.04简)知识点2、P103式6-1A为有效面积d为两极板间距ε为两极板间介质的介电常数(1)变面积式：考试卷例题要看(2)变极距式：（6-8式P105）(3)变介电常数式(07.04填)例题：有一变极距式电容式传感器，d0＝20mm，ε＝100μF/mm，极板长60×宽60×厚10，现极距减小一半（10mm），问△C、K.解：；；课后习题1、单项选择题3)在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中B。P109A、电容和电感均为变量B、电容是变量，电感保持不变C、电容保持常数，电感为变量D、电容和电感均保持不变4)利用湿敏电容可以测量B。P113A、空气的绝对湿度7)自来水公司到用户家中抄自来水表数据，得到的是B。A、瞬时流量，单位为t/hB、累积流量，单位为t或m2C8)在图6-25中，管道中的流体自左向右流动时，A。P120A、p1>p2B、p1<p2C、p1=第七章压电式传感器P124知识点1、（简答题）什么是压电效应.什么是逆压电效应.P124某些电介质在沿一定方向上受到外力作用而变形时，内部会产生极化现象，同时在其表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电的状态，这种现象称为压电效应。反之,在电介质极化方向上施加交变电场或电压,它会产生机械变形,当外加电场去掉后,电介质变形随之消失,这种现象称为逆压电效应。知识点2、P126（填充、选择）压电元件材料一般有三类一是压电晶体（单晶体）(07.04填)二是经过极化处理的压电陶瓷（多晶体）三是高分子压电材料(1)石英晶体石英晶体的居里点是575℃（即温度达到575(2)压电陶瓷材料P126为了使压电陶瓷具有压电效应，必须对压电陶瓷在100-1700钛酸钡（BaTiO3）(07.04选)锆钛酸铅系列压电陶瓷（PZT）工业中应用铌镁酸铅压电陶瓷（PMN）居里点260℃(3)高分子压电材料P127PVF2或PVDF→压电常数高PVFPVC*高分子压电材料的工作温度一般低于100℃温度升高↑→灵敏度降低知识点3、P128使用电荷放大器时，如果振动或者动态力较弱，压电元件上产生的电荷量Q就小，这时就必须将电荷放大器面板上的反馈电容Cf选择旋钮往容量小的方向调节。课后习题：1、单项选择题1)将超声波(机械振动波)转换成电信号是利用压电材料的D；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C。P124(07.04选)A、应变效应B、电涡流效应C、压电效应D、逆压电效应2)当石英晶体受压时，电荷产生在B。P125A、与光轴垂直的z面上B、与电轴垂直的x面上C、与机械轴垂直的y面上D、所有的面(x、y、z)上4)使用电荷放大器测量极微弱振动时，面板上的反馈电容Cf开关应调节到C的位置。P129A、O.01μFB、1nFC、100pFD、0.1Μ1F=103mF=106μF=1O9nF=1012pF第八章超声波传感器知识点1、声波、超声波(1)声波——20Hz～20KHz次声波——低于20Hz超声波——高于20KHzP142(07.04简)(2)超声波的传播波型a、纵波b、横波c、表面波知识点2、超声波的探伤P154AA型二维坐标图可以分析缺陷深度、尺寸探伤B型B超C型医用CTP154*A型超声探伤采用了超声脉冲反射法，根据波形不同，可分为a、纵波探伤b、横波探伤c、表面探伤(07.04判)(07.04简)课后习题1、单项选择题3)超声波频率越高，A。P144A、波长越短，指向角越小，方向性越好B、C、波长越短，指向角越大，方向性越好D、波长越短，指向角越小，方向性越差第九章霍尔传感器知识点1、（简答题）什么是霍尔效应.P159如果让一恒定电流通过一金属薄片，并将薄片置于强磁场中，在金属薄片的另外两侧将产生与磁场强度成正比的电动势，这一现象就是霍尔效应。知识点2、霍尔元件的特性参数(1)输入电阻Ri如果T↑→R↓→输出电流↑→霍尔电动势变化为减少这种变化，最好采用恒流源作为激励源。(2)输出电阻Ro(3)最大激励电流Im由于I↑→T↑→温漂↑→所以规定了其最大激励电流(4)灵敏度KH(5)最大磁感应强度B＞Bm时，非线性误差将增大(6)不等位电势在额定激励电流下，B＝0，输出开路电压≠0，它是由于4个电极几何尺寸不对称引起的*使用时多采用电桥法来补偿不等位电动势引起的误差(7)霍尔电动势温度系数在一定的磁场强度和激励电流的作用下，温度每变化1℃时，霍尔电动势变化的百分数，它与霍尔元件的材料有关知识点3、霍尔集成电路可分为线性型和开关型两大类，霍尔元件是4端元件。课后习题1、单项选择题4)霍尔元件采用恒流源激励是为了B。P161A、提高灵敏度B、克服温漂C、5)减小霍尔元件的输出不等位电动势的办法是C。P161A、减小激励电流B、减小磁感应强度C、第十章热电偶传感器（它能将温度信号转换成电动势）知识点1、（简答题）热电偶的主要优点。P170(1)它属于自发电型传感器，因此测量时可以不要外加电源，可直接驱动动圈式仪表。(2)结构简单，使用方便，热电偶的电极不受大小和形状限制，可按需要选择。(3)测温X围广，高温电热偶高达1800℃以上，低温可达－260(4)测量精度较高，各温区中的误差均符合国际计量委员会的标准。知识点2、温标的转换P171(1)摄氏温标℃(2)华氏温标Fθ/F＝（1.8t/℃﹢32）例t＝20℃θ＝（1.8×20﹢32）F＝(3)热力学温标KT/K＝t/℃﹢273.15例t＝100℃T＝100﹢知识点3、何谓热电效应.P172两种不同材料的导体A和B组成的闭合回路，当两个结点温度不相同时，回路中将产生电动势，这种物理现象称为热电效应。一端——测量端（工作端、热端）另一端——参考端（自由端、冷端）知识点4、结论P173(1)如果热电偶两结点温度相同，则回路总的电动势必然等于0。两结点温差越大，热电动势越大。(07.04选)(07.04判)(2)如果热电偶两电极材料相同，即使两端温度不同（T≠T0），但总输出热电动势仍为0，因此必需由两种不同材料才能构成热电偶(3)热电动势的大小只与材料和结点温度有关。知识点5、与热电偶有关的几个定律P174(1)中间导体定律：利用热电偶来实际测温时，连接导线、显示仪表和接插件等均可看成中间导体，只要保证这些中间导体两端温度各自相同，则对热电偶的热电动势没有影响(2)中间温度定律：EAB（T，Tn）﹢EAB（Tn，T0）＝EAB（T，T0）看P181例10-11来分析理解(3)参考电极定律：EAB（t，t0）＝EAC（t，t0）－EBC（t，t0）参考电极C点(07.04计)知识点6、热电偶的种类及结构P1768种热电偶，分度号，测量X围、名称表10-2要记熟(07.04选)(07.04填)知识点7、补偿导线P179P179(1)工业中一般是采用补偿导线来延长热电偶的冷端，使之远离高温区(2)使用补偿导线的好处a、它将自由端从温度波动区Tn延长到温度相对稳定区T0，使仪表示值稳定b、购买补偿导线比使用相同长度的热电极（A、B）便宜了许多c、补偿导线多是用铜及铜的合金组成，必须保证nA’/nB’＝nA/nBd、由于补偿导线常用塑料作绝缘层，且为多股导线，所以易于弯曲，便于敷设(3)使用补偿导线需注意a、两极补偿导线与热电偶的两个热电极的接点必须具有相同温度b、各种补偿导线只能与相应型号的热电偶配用c、必须在规定温度X围内使用d、极性勿接反P180表10-4补偿导线知识点8、热电偶的冷端温度补偿及技术处理P181(1)冷端恒温法(2)计算修正法(P181例10-11)(3)仪表机械零点调整法(4)电桥补偿法(5)利用半导体集成温度传感器测量冷端温度的方法课后习题1、单项选择题2)正常人的体温为37℃，则此时的华氏温度约为C，热力学温度约为C。A、32F，100KB、99F，236KC、99F，310KD、37F，310K3)C的数值越大，热电偶的输出热电动势就越大。P173A6)镍铬—镍硅热电偶的分度号为D，铂铑13—铂热电偶的分度号是A，铂铑30—铂铑6热电偶的分度号是B。P176A、RB、BC、KD、E8)在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是C。P179A、补偿热电偶冷端热电势的损失B、起冷端温度补偿作用C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方D、提高灵敏度第十一章光电传感器知识点1、（简答题）什么是光电效应，分成哪三类，或者什么是外光电效应，什么是内光电效应，其对应器件是什么.P191(07.04填)用光照时某一物体，可以看作物体受到一连串能量为hf的光子的轰击，组成这物体的材料吸收光子能量而发生相应电效应的物理现象称为光电效应。光电效应可分为三类：(1)在光线的作用下能使电子逸出物体表面的现象称为外光电效应。其器件有：光电管、光电倍增管、光电摄像管等。(2)在光线的作用下能使物体的电阻率改变的现象称为内光电效应。其器件有：光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管及光敏晶闸管等。(3)在光线作用下，物体产生一定的电动势的现象称为光生伏特效应。其器件有：光电池等。(07.04选)知识点2、光敏电阻的特性和参数P193(1)暗电阻：置于室温、全暗条件下测得的稳定电阻，称为暗电阻，此时流过电阻的电流为暗电流。(2)亮电阻：置于室温和一定光照下测得的稳定电阻，称为亮电阻，此时流过电阻的电流为亮电流。(07.04填)*由于光敏电阻的光电特性为非线性，不能用于精密测量，只能作为有无光照的判定。知识点3、热释电效应P217某些电介物质表面温度发生变化时，这些介质表面就会产生电荷，这种现象称为热释电效应。用具有这种效应的介质制成的元件称为热释电元件。课后习题：1、单项选择题3)光敏二极管属于B，光电池属于C。P191A8)欲精密测量光的照度，光电池应配接D。P203A、电压放大器B、A/第十二章数字式位置传感器知识点1、数字式位置测量(07.04简)(1)P223位置测量主要是指直线位移和角位移的精密测量。目前广泛应用的是角编码器、光栅、感应同步器、磁栅和容栅测量技术。(2)数字式位置测量的特点（简答）a、将被测的位置量直接转变为脉冲个数或编码，便于显示和处理。b、测量精度取决于分辨力，和量程基本无关。c、输出脉冲信号的抗干扰能力强。知识点2、位置测量的方式(1)直接测量和间接测量位置传感器有直线式和旋转式两大类。直接测量：所测量的对象就是被测量本身。如：直接用于直线位移测量的直线光栅、带型感应同步器和长磁栅等；直接用于角度位移测量的角编码器、圆光栅、圆磁栅、圆盘形感应同步器、旋转变压器及圆盘式电位器等。间接测量：位置传感器测量回转运动只是中间值，然后推算出与之相关的移动部件的直线位移。如：丝杠上的旋转式位置传感器。(2)增量式测量和绝对式测量增量式测量的特点是：只能获得位移增量，输出信号为脉冲，必须有零位标志作测量起点。绝对式测量的特点是：每一个被测点都有一个对应的编码，以二进制数据形式来表示。知识点3、（计算题）M法测速，T法测速P228P228光电编码器的输出信号是脉冲形式，因此可以通过测量脉冲频率或周期来测量转速。M法：n＝60f/N＝60m1/NTc编码器每转产生n个脉冲，Tc时间内测到m1个脉冲(07.04计)P228例12-4*M法适合转速快的场合，如果Tc时间内m1少，则精度下降T法：用编码器所产生的相邻两个脉冲之间的时间来确定被测速度的方法n＝60f/N＝60fc/Nm2编码器每转产生N个脉冲，脉冲频率为f，用已知标准频率fc为时钟，则编码器输出的两个相邻脉冲上升沿（或下降沿）之间的能填充的标准时钟数为m2个1MHz＝106HzP228例12-5*T法适合转速较慢的场合，当转速快，测到m2少，精度会降低知识点4、P232辨向原理在实际应用中，无论光栅作正向移动还是反向移动，光敏元件均产生相同的正弦信号，无法辨向，所以用两套光敏元件（sin和cos），以达到辨向的目的。知识点5、P232细分技术(07.04选)细分电路能在不增加光栅刻线数的情况下提高光栅的分辨力，该电路能在一个W的距离内等间隔地给出n个脉冲，细分后，光栅的分辨力有较大的提高。P232例12-6公式W（栅距）＝1/N分辨力△＝W/nn为细分数知识点6、磁栅传感器(1)P237磁栅传感器的优点：制作简单，录磁方便、易于安装及调整测量X围可达十几米，不需接长，抗干扰能力强等一系列优点。(2)磁栅可分为长磁栅和圆磁栅两大类。长磁栅主要用于直线位移测量；圆磁栅主要用于角位移测量。知识点7、P246感应同步器(1)直线式→测直线位移(2)圆盘式→测角位移课后习题1、单项选择题2)不能直接用于直线位移测量的传感器是D。A、长光栅B、长磁栅C、标准型感应同步器D、角编码器3)绝对式位置传感器输出的信号是D，增量式位置传感器输出的信号是C。(07.04选)A、电流信号B、电压信号C、脉冲信号D、二进制格雷码7)某直线光栅每毫米刻线数为50线,采用四细分技术,则该光栅的分辨力为A。P232A、5μmB、50μmC、4μmD、20μW=1/50△=w/n=1/(50×4)=0.005mm=5μm(1mm=1000μm)9)光栅中采用sin和cos两套光电元件是为了B。P232A第十三章检测系统的抗干扰技术知识点1、信噪比单位dBUS为有用信号电压UN为噪声电压*注lg1＝0lg10＝1lg100＝2测量过程中应尽量提高信噪比，以减少噪声对测量结果的影响，试图用增加放大倍数的方法来减少干扰是于事无补的。(07.04选)知识点2、固有噪声干扰P260在电路中，电子元件本身产生的，具有随机性的、宽频带的噪声为固有噪声。如：电视机未接收到信号时屏幕上表现出的雪花干扰是由固定噪声引起的。(07.04选)知识点3、什么是电磁兼容.P262电磁兼容是指电子系统在规定的电磁干扰环境中能正常工作的能力，不至于降级使用，而且还不允许产生超过规定的电磁干扰。电磁干扰的形成必须同时具备三项要素：干扰源、干扰途径、敏感接收器。P262(07.04填)知识点4、电磁兼容控制技术(1)屏蔽技术a、静电屏蔽b、低频磁屏蔽c、电磁屏蔽(2)接地技术(3)滤波技术(07.04填)知识点5、光耦合技术P279(1)光耦合器是一种电→光→电耦合器件，弱电控制强电都需要用。(2)光耦合器的特点a、输入、输出回路绝缘电阻高（大于1010Ω），耐压超过1KV。b、因为光的传输是单向的，所以输出信号不会反馈和影响输入端。c、输入、输出回路在电气上是完全隔离的，能很好地解决不同电位、不同逻辑电路之间的隔离和传输的矛盾。课后习题：1、单项选择题1)测得某检测仪表的输人信号中，有用信号为20mV，干扰电压亦为20mV，则此时的信噪比为C。P258A、20dBB、1dBC、0dBD、40dB4)减小放大器的输入电阻时，放大器受到的B。A、热干扰减小，电磁干扰也减小B、热干扰减小，电磁干扰增大C、热干扰增大，电磁干扰也增大D、热干扰增大，电磁干扰减小7)发现某检测缓变信号的仪表输入端存在50Hz差模干扰，应采取C措施。P276A、提高前置级的共模抑制比B、在输入端串接高通滤波器C、在输入端串接低通滤波器D、在电源进线侧串接电源滤波器8)检测仪表附近存在一个漏感很大的50Hz电源变压器时，该仪表的机箱和信号线必须采用B。P269A、静电屏蔽B、低频磁屏蔽C、电磁屏蔽D、机箱接大地自动检测技术与装置复习大纲一、检测技术的基本知识检测仪表的基本组成；仪表的检测X围、量程及误差；检测仪表的基本性能（精度、变差、灵敏度及线性度）检测仪表的组成：传感器+变送放大机构+显示器仪表的工作条件：参比工作条件：仪表校验、标定的环境条件正常工作条件：仪表能正常使用的环境条件。仪表的测量X围和量程：测量X围：Xmin～Xmax量程：L=Xmax－Xmin仪表的测量误差：系统误差：误差分类（来源）：随机误差基本误差疏忽误差附加误差测量误差的表示与计算：A、绝对误差：△X=X－X0（X：仪表示值X0：标准值）B、相对误差：C、相对百分误差：例子：某温度计检测X围是0~200℃，测100℃时显示是110℃，测10△X1=10℃△X2=10℃Δ引=δ1=10%δ2=100%检测仪表的性能指标1、精度：反映仪表检测精密和准确程度的指标。表示方法：根据仪表的相对百分误差，去掉“±”号与“%”号后的数值。（规X化：形成精度等级）我国仪表常用的精度等级：0.0050.010.020.040.050.10.250.350.51.01.52.54.05.0一级标准精度二级标准精度工业用表精度a、仪表精度的确定：（例1）结论：将计算结果往大近靠。例1某台测温仪表的测温X围为200~700℃，校验该表时得到的最大绝对误差为＋4解:该仪表的相对百分误差为如果将该仪表的δ去掉“＋”号与“％”号，其数值为0.8。由于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该仪表的误差超过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台测温仪表的精度等级为1.0级。b、仪表精度的选择：（例2）结论：将计算结果往小近靠。例2某台测温仪表的测温X围为0～1000℃。根据工艺要求，温度指示值的误差不允许超过±７℃解:根据工艺上的要求，仪表的允许误差为如果将仪表的允许误差去掉“±”号与“％”号，其数值介于0.5～1.0之间，如果选择精度等级为1.0级的仪表，其允许的误差为±1.0％，超过了工艺上允许的数值，故应选择0.5级仪表才能满足工艺要求。说明：①热电偶产生的热电势不仅与所用材料种类有关，还与两接点温度有关；与热电偶几何尺寸无关；当材料、t0一定时，热电势只与t有关（但不是线性关系），通过测电势即可测温度。②t=toEAB（t，to）＝０③A=BEAB（t，to）＝０(均质导体定律)2、基本定律a、均质导体定律b、中间导体定律在热电偶回路中，只要保证接入导体两端温度相等，则回路电势EAB(t,t0)不受影响。c、中间温度定律EAB(t,t0)与中间温度tn无关。EAB(t,t0)=EAB(t,tn)+EAB(tn,t0)EAB(t,0)=EAB(t,t0)+EAB(t0,0)小结1、温度基本概念：t＝T－273.152、热电偶基本结构、测温原理：EAB(t,0)=EAB(t,t0)+EAB(t0,0)3、常用标准热电偶：铂铑10—铂：S镍铬—镍硅：K镍铬—铜镍：E主要特点比较：线性好注意：1、不同分度号分度表不同。分度表：t0=0℃2、热电势与温度之间是非线性关系。EAB(t,0)=EAB(t,t0)+EAB(t0,0)3、热电偶前标电极为正极，后标电极为负极。当t>t0时；EAB(t,t0)>0常用补偿导线：铂铑10—铂（S）铜—铜镍镍铬—镍硅延伸型镍铬—镍硅（K）铜—康铜替代型镍铬—铜镍（E）镍铬—铜镍使用注意：①正负不能接错；②与所配热电偶同型号；③接点温度相同；④使用环境温度X围小于100℃补偿导线的方法也称是热偶冷端温度的部分（不完全）补偿法作业：如图为S型热偶测温线路，由于疏忽将第二段补偿导线接反，求：①输入到显示仪表的总电势为多少.②由于第二段补偿导线接反引入的误差是多少.计算法例：例：K型热电偶测温，冷端温度为30℃24.9mV，求热端温度。解：EAB（t，0）＝EAB（t，30）＋EAB（30，0）＝24.9＋1.203＝26.103mV查分度表得t＝628.32、常用热电阻：RPt＝R0(1+At+Bt2)0≤t≤650Rcu＝R0(1+αt)3、热电阻的结构：电阻体、绝缘管、保护管、接线盒弹簧管压力表一、检测原理：弹性原理：弹性元件受压的变形量，与所受作用力成正比。F=CS二、弹簧管压力表的结构：弹簧管：传送放大机构：显示装置：三、显示装置:指针：刻度盘：0～270O四、液位检测静压式液位计(计算*）浮力式电容式液位物位：料位实际就是高度问题单位：米（m)界位分类：（1）直读式：连通器（2）静压式：利用静力学原理（3）浮力式：恒浮力浮子高度随液位变化。变浮力浮子（沉筒）所受浮力随液位高度变化。（4）电气式：将物位转变成电量。R、L、C（5）声学式：利用超声波的反射特性（6）射线式：利用核辐射（γ射线）透过物料时，强度随物料层厚度而变化。2、差压变送器：气动差压变送器电动差压变送器0.02～0.1Mpa标准信号4～20mA(1～5V)0～10mA(0～5V)电流为传输信号，电压为联络信号。A、差压变送器输入输出关系：（以电Ⅲ型为例）△P=0→Imin（4mA);△Pmax→Imax(20mA)公式：迁移结论(注意）（1）迁移只改变零点，即测量X围，量程大小不变；（2）迁移后的差压最大不能超过规定值。