自动检测技术及应用复习要点及答案文档格式.docx

1、2.5%12. 5 2.5级仪表最大误差 16002.5%152.0级仪表最大误差 26002.0%12 1.5级仪表最大误差 36001.5%9 选用2.0级仪表较为合理有一仪表测量X围为0500，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？ （07.04选） （07.04计） 解：m/Am100%6/500100%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

2、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

3、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

4、表量程为欲测量的 C 左右为宜。P9 A、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. 0.25 B.

5、0.5 C. 0.2 D.1.0 0.6%=100% =1.44V S=100=100=0.576 其精度应选0.5级300V时 300S=1.44100 S=0.48 精度应选0.2级; 500V时500100 S=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0500N ；另一只为1.0级，测量X围为0100N。问选用哪一只测力仪表较好？为什么？0-500N仪表 m1=0.5%500=2.5N rx1=2.5/70=3.57%; 0-100N仪表m2=1%100=1N rx2=1/70=1.43%由于0-100N 1级仪表的示值

6、误差比0-500N 0.5级仪表的示值误差小,所以选用0-100N 1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3-5 P37 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？（

7、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 50150 目前已逐渐被铂热电阻所取代（2） P49 国内统一设计的工业用铂热电阻在0时阻值R0值有25、100，分度号Pt25、Pt100等，热电阻阻值Rt与温度t的关系RtR0（1AtBt2Ct3Dt4） A、B、C、D为温度系数* P49 每隔1测出铂热电阻和铜热电阻在规定的测温X围内Rt和t之间对应电阻值列表，此表为热电阻分度表。（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

8、，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TR热温度系数热敏电阻PTC，即TR（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）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、39 A、单臂半桥B、双臂半桥C、四臂全桥 4）热电阻测量转

9、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120，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=21011N/m2，=0.3。钢柱承受的压向力为98103N，求：1）该钢柱的轴向应变x和径向应变y各为多少m/m（微应变）?2）应变片电阻的相对变化量R/R。3）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

10、周方向（径向）粘贴、受98103N拉力作用时，应变片的电阻值变为多少欧姆?1）2）（1m=10m6）3）是减小 4）R=1200.06=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.

11、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：电压输出为15V，电流输出为420mA（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（420mA）1

12、、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lm左右，应选择 B 自感传感器。P68 A、变隙式B、变面积式C、螺线管式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、400mmD、1mm6）希望远距离传送信号，应选用具有 D 输出的标准变送器。P81 A、02V B、15V C、010mA D、420mA 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

13、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、磁导率等有关。* 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 1 MHz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

14、，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。（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）欲测量镀层厚度，电涡流线圈的激励源频率约为 D 。而

15、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、50100kHz B、110kHz C、1050kHz D、100kHz2MHz2）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50，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、51 B、100 C、200 D、2k4）电涡流探头的外壳用 B 制作较为恰当。P88 A、不锈钢B、塑料C、黄铜D、玻璃5）电涡流探头的激励频率从100kHz提高到900kH

16、z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1/2 D、减少到原来的1/3 6）当电涡流线圈靠近非磁性导体（铜）板材后，线圈的等效电感L C ，调频转换电路的输出频率f B 。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= A r/min。P93 （07.04选）A、400 B、3600 C、24000 D、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

17、； （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6-1 A为有效面积 d为两极板间距 为两极板间介质的介电常数 （07.04选） （07.04判）（07.04计）（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，d020mm，100F/mm，极板长60宽60厚10，现极距减小一半（10mm），问C、K？；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

18、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 。P113 A、空气的绝对湿度 B、空气的相对湿度C、空气的温度 D、纸X的含水量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/h B、累积流量，单位为t或m2C、瞬时流量，单位为kg/s D、累积流量，单位为kg8）在图6-25中，管道中的流体自左向右流动时， A 。P120 A、p1p2B、p1p2 C、p1=p2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，

19、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时，石英晶体失去了压电性质）（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100-1700C温度下做极化处理。 钛酸钡（BaTiO3） （07.0

20、4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，P70Mpa，可作为高压下的力传感器（3） 高分子压电材料P127 PVF2或PVDF 压电常数高 PVF PVC * 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。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

21、、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。P129 A、O.01F B、1nF C、100pF D、0.1f1F = 103mF = 106F = 1O9nF = 1012pF第八章 超声波传感器知识点1、声波、超声波 （1） 声波20Hz20KHz 次声波低于20Hz 超声波高于20KHz P142 （07.04简）（2） 超声波的传播波型 a、纵波 b、横波 c、表面波知

22、识点2、超声波的探伤 P154 A型超声探伤 A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）3）超声波频率越高， A 。P144 A、波长越短，指向角越小，方向性越好 B、波长越长，指向角越大，方向性越好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

23、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TR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IT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 BBm时，非线性误差将增大（6） 不等位电势 在额定激励电流下，B0，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 （07.

24、04简）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。4）霍尔元件采用恒流源激励是为了 B 。P161 A、提高灵敏度 B、克服温漂C、减小不等位电势5）减小霍尔元件的输出不等位电动势的办法是C 。P161 A、减小激励电流B、减小磁感应强度C、使用电桥凋零电位器 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2

25、60。（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 F /F（1.8t/32） 例 t20（1.82032）F68F（3） 热力学温标 K T/Kt/273.15 例 t100 T100237.15337.15K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

26、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（TT0），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）

27、 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/nBnA/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