檢測課后習題答案

1、11.11.1檢測的概念是什么？檢測的概念是什么？檢測是人們借助于專門設備，通過一定的技術(shù)手段和方法，對被測對象收集信息、取得數(shù)量概念的過程。它是一個比較過程，即將被檢測對象與它同性質(zhì)的標準量進行比較，獲得被檢測量為標準量的若干倍的數(shù)量概念。1.21.2檢測有哪些分類方法？檢測有哪些分類方法？1按檢測過程分類檢測方法可分為直接法、間接法和組合法。2按檢測方式分類根據(jù)獲取數(shù)據(jù)的方式，檢測可分為偏差式、零位式和微差式。3按接觸關(guān)系分類根據(jù)檢

2、測敏感元件與被測介質(zhì)的接觸關(guān)系，檢測方法可分為接觸式和非接觸式兩種。4按被測量的變化快慢分類根據(jù)被測量的變化的快慢，可分為靜態(tài)檢測和動態(tài)檢測兩類。５按檢測系統(tǒng)是否施加能量分類根據(jù)檢測系統(tǒng)是否需要向被測對象施加能量，檢測系統(tǒng)可分為主動式和被動式兩類。1.31.3什么是誤差？誤差產(chǎn)生的原因是是什么？什么是誤差？誤差產(chǎn)生的原因是是什么？誤差：檢測結(jié)果偏離真值的大小稱為誤差。檢測誤差的大小反映了檢測結(jié)果的好壞，即檢測精度的高低。產(chǎn)生測量誤差的原

3、因主要有以下四個方面：（1）理論誤差與方法誤差；（2）儀器誤差；（3）影響誤差；（4）人為誤差。1.41.4檢測系統(tǒng)由哪幾部分組成，各部分的作用是什么？檢測系統(tǒng)由哪幾部分組成，各部分的作用是什么？檢測系統(tǒng)主要由敏感元件、信號的轉(zhuǎn)換與處理電路、顯示電路和信號傳輸電路組成。敏感元件：將非電量轉(zhuǎn)換為電信號；信號處理電路：將代表被測量特征的信號變換成能進行顯示或輸出的信號；顯示電路：將被測對象以人能感知的形式表現(xiàn)出來；信號傳輸電路：將信號（數(shù)據(jù)

4、）從一點（或一個地方）送另一點（或地方）。2.12.1什么叫溫標？什么叫國際實用溫標？什么叫溫標？什么叫國際實用溫標？用來衡量溫度的標準尺度，簡稱為溫標。為了使用方便，國際上協(xié)商確定，建立一種既使用方便、容易實現(xiàn)，又能體現(xiàn)熱力學溫度(即具有較高準確度)的溫標，這就是國際實用溫標，又稱國際溫標。3.13.1測量放大器的基本要求有哪些？測量放大器的基本要求有哪些？答：一般來說，對放大器的基本要求是：增益高且穩(wěn)定，共模抑制比高，失調(diào)與漂移小，

5、頻帶寬，線性度好，轉(zhuǎn)換速率高，阻抗匹配好，功耗低，抗干擾能力強，性價比高等。3.23.2程控增益放大器的量程可由軟件自動切換，其工程控增益放大器的量程可由軟件自動切換，其工作原理是什么？作原理是什么？答：可編程增益放大電路的增益通過數(shù)字邏輯電路由給定的程序來控制。其內(nèi)部有多對增益選擇開關(guān)任何時刻總有一對開關(guān)閉合。通過程序改變輸入的數(shù)字量，從而改變閉合的開關(guān)以選擇不同的反饋電阻，最終達到改變放大電路增益的目的。3.33.3傳感器輸入與輸出

6、之間的耦合方式有哪些？各有傳感器輸入與輸出之間的耦合方式有哪些？各有什么特點？什么特點？答：輸入與輸出之間的隔離方式主要有：變壓器耦合(亦稱電磁耦合)、光電耦合等。變壓器耦合的線性度高、隔離性好、共模抑制能力強，但其工作頻帶窄、體積大、成本高，應用起來不方便。光電耦合的突出優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、重量輕、轉(zhuǎn)換速度快、工作頻帶寬，但其線性度不如變壓器耦合。光電耦合目前主要用于開關(guān)量控制電路。3.43.4信號傳輸過程中采用電壓、電流和頻率方

7、式傳輸信號傳輸過程中采用電壓、電流和頻率方式傳輸各有什么優(yōu)缺優(yōu)點？各適用于什么場合？各有什么優(yōu)缺優(yōu)點？各適用于什么場合？答：（1）采用電壓信號傳輸，模擬電壓信號從發(fā)送點通過長的電纜傳輸?shù)浇邮拯c，那么信號可能很容易失真。原因是電壓信號經(jīng)過發(fā)送電路的輸出阻抗，電纜的電阻以及接觸電阻形成了電壓降損失。由此造成的傳輸誤差就是接收電路的輸入偏置電流乘以上述各個電阻的和。如果信號接收電路的輸入阻抗是高阻的，那么由上述的電阻引起的傳輸誤差就足夠小，這

8、些電阻也就可以忽略不計。要求不增加信號發(fā)送方的費用又要所提及的電阻可忽略，就要求信號接收電路有一個高的輸入阻抗。（2）采用電流信號傳輸，電流源作為發(fā)送電路，它提供的電流信號始終是所希望的電流而與電纜的電阻以及接觸電阻無關(guān)，也就是說，電流信號的傳輸是不受硬件設備配置的影響的。同電壓信號傳輸?shù)姆椒ㄕ喾?，由于接收電路低的輸入阻抗和對地懸浮的電流源（電流源的實際輸出阻抗與接收電路的輸入阻抗形成并聯(lián)回路）使得電磁干擾對電流信號的傳輸不會產(chǎn)生大的

9、影響。如果考慮到有電磁干擾比如電焊設備和其他信號發(fā)射設備，傳輸距離又必須很長，那么電流信號傳輸?shù)姆椒ㄊ呛线m的。3往比簡化的數(shù)學模型要復雜。因此，傳感器的動態(tài)響應特性一般并不是直接給出其微分方程或傳遞函數(shù)，而是通過實驗給出傳感器的動態(tài)特性指標。通過這些動態(tài)特性指標來反映傳感器的動態(tài)響應特性。4.44.4描述二階傳感器系統(tǒng)階躍響應的主要指標及其定描述二階傳感器系統(tǒng)階躍響應的主要指標及其定義1）時間常數(shù)?：一階傳感器輸出上升到穩(wěn)態(tài)值的63.2

10、%所需的時間稱為時間常數(shù)。2）延遲時間dt：傳感器輸出達到穩(wěn)態(tài)值的50%所需的時間。3）上升時間rt：傳感器輸出達到穩(wěn)態(tài)值的90%所需的時間。4）峰值時間pt：二階傳感器輸出響應曲線達到第一個峰值所需的時間。5）超調(diào)量?：二階傳感器輸出超過穩(wěn)態(tài)值的最大值。6）衰減比d：衰減振蕩的二階傳感器輸出響應曲線第一個峰值與第二個峰值之比。5.15.1什么是自感傳感器？為什么螺管式自感式傳感器什么是自感傳感器？為什么螺管式自感式傳感器比變氣隙式的

11、測量范圍大？比變氣隙式的測量范圍大？答：自感式傳感器是把被測量轉(zhuǎn)換成線圈的自感L變化，通過一定的電路轉(zhuǎn)換成電壓或電流輸出的裝置。由于轉(zhuǎn)換原理的非線性和銜鐵正、反方向移動時自感變化的不對稱性，變氣隙式自感傳感器(包括差動式結(jié)構(gòu))，只有工作在很小的區(qū)域，才能得到一定的線性度。而差動螺管式自感傳感器的自感變化量L?與銜鐵的位移量cl?成正比，其靈敏度比單線圈螺管式提高一倍，線性范圍和量程較大。5.25.2在使用自感式傳感器時，為什么電纜長度和

12、電源在使用自感式傳感器時，為什么電纜長度和電源頻率不能隨便改變？頻率不能隨便改變？答：等效電感變化量為LLLCLLCLL?????2e22e1)1(????上式表明自感式傳感器的等效電感變化量與傳感器的電感L、寄生電容C及電源角頻率?有關(guān)。因此在使用自感式傳感器時，電纜長度和電源頻率不能隨便改變，否則會帶來測量誤差。若要改變電纜長度或電源頻率時，必須對傳感器重新標定。5.35.3什么是互感傳感器？為什么要采用差動變壓器式什么是互感傳感器

13、？為什么要采用差動變壓器式結(jié)構(gòu)？結(jié)構(gòu)？互感式傳感器也稱為變壓器式傳感器，把被測位移轉(zhuǎn)換為傳感器線圈的互感變化。這種傳感器是根據(jù)變壓器的基本原理制成的，并且次級線圈繞組采用差動式結(jié)構(gòu)，故稱之為差動變壓器式傳感器，簡稱差動變壓器。當銜鐵處于中間位置時，由于兩個次級線圈完全對稱，通過兩個次級線圈的磁力線相等，互感21MM?，感應電勢2221ee?，總輸出電壓為0。當銜鐵向左移動時，總輸出電壓022212???eeu。當鐵芯向右移動時，總輸出電

14、壓022212???eeu。兩種情況的輸出電壓大小相等、方向相反。大小反映銜鐵的位移量大小，方向反映銜鐵的運動方向，其特性曲線為V形特性曲線。5.45.4分析開關(guān)式全波相敏檢波電路的工作過程，它是分析開關(guān)式全波相敏檢波電路的工作過程，它是如何鑒別被測信號的極性？如何鑒別被測信號的極性？答：圖(a)為開關(guān)式全波相敏檢波電路，取2765432RRRRRR?????，1A為過零比較器，參考信號ru經(jīng)過1A后轉(zhuǎn)換為方波u，u為u經(jīng)過反相器后的輸

15、出。若0r?u，則u為低電平，u為高電平，1V截止，2V導通，運算放大器2A的反相輸入端接地，傳感器信號2u從2A的同相輸入端輸入，輸出電壓0u為224765260)1(uuRRRRRRu?????當0?x?時，2u與ru同頻同相，0r?u，02?u，00?u。當0?x?時，2u與ru同頻反相，0r?u，02?u，00?u。若0r?u，則u為高電平，u為低電平，1V導通，2V截止，運算放大器2A的同相輸入端接地，傳感器輸出電壓2u從2A