《现代检测技术及仪表》第版习题解答

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时间:2019-11-16

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1、《现代检测技术及仪表》第版习题解答————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:21-1答:钱学森院士对新技术革命的论述中说:“新技术革命的关键技术是信息技术。信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。测量技术则是关键和基础”。如果没有仪器仪表作为测量的工具,就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息,进入信息时代将是不可能的。因此可以说,仪器技术是信息的源头技术。仪器工业是信息工业的

2、重要组成部分。1-2答:同非电的方法相比,电测法具有无可比拟的优越性:1、便于采用电子技术,用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度,从而大大扩展仪器的测量幅值范围(量程)。2、电子测量仪器具有极小的惯性,既能测量缓慢变化的量,也可测量快速变化的量,因此采用电测技术将具有很宽的测量频率范围(频带)。3、把非电量变成电信号后,便于远距离传送和控制,这样就可实现远距离的自动测量。4、把非电量转换为数字电信号,不仅能实现测量结果的数字显示,而且更重要的是能与计算机技术相结合,便于用计算机对测量数据进

3、行处理,实现测量的微机化和智能化。1-3答:各类仪器仪表都是人类获取信息的手段和工具。尽管各种仪器仪表的型号、原理和用途不同,但都由三大必要的部分组成:信息获取部分、信息处理部分、信息显示部分。从“硬件”方面来看,如果把常见的各类仪器仪表“化整为零”地解剖开来,我们会发现它们内部组成模块大多是相同的。从“软件”方面来看,如果把各个模块“化零为整”地组装起来,我们会发现它们的整机原理、总体设计思想、主要的软件算法也是大体相近的。这就是说,常见的各类仪器仪表尽管用途、名称型号、性能各不相同,但它们有很

4、多的共性,而且共性和个性相比,共性是主要的,它们共同的理论基础和技术基础实质就是“检测技术”。常见的各类仪器仪表只不过是作为其“共同基础”的“检测技术”与各个具体应用领域的“特殊要求”相结合的产物。1-4答:“能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置”或“能把非电量转换成电量的器件或装置”叫做传感器。能把被测非电量转换为传感器能够接受和转换的非电量(即可用非电量)的装置或器件,叫做敏感器。如果把传感器称为变换器,那么敏感器则可称作预变换器。敏感器与传感器虽然都是对被测非电量进行转换,但敏感器是

5、把被测非电量转换为可用非电量,而不是象传感器那样把非电量转换成电量。1-5答:目前,国内常规(常用)的检测仪表与系统按照终端部分的不同,可分为以下三种类型:1、普通模拟式检测仪表基本上由模拟传感器、模拟测量电路、和模拟显示器三部分组成,如题1-5图1所示。题1-5图12、普通数字式检测仪表基本上由模拟传感器、模拟测量电路、和数字显示器三部分组成,如题1-5图2所示。按照显示数字产生的方式,普通数字式检测仪表又可分为模数转换式和脉冲计数式两种类型。38题1-5图23、微机化检测仪表其简化框图题1-5

6、图3所示。微机化检测仪表通常为多路数据采集系统,能巡回检测多个测量点或多种被测参数的静态量或动态量。每个测量对象都通过一路传感器和测量通道与微机相连,测量通道由模拟测量电路(又称信号调理电路)和数字测量电路(又称数据采集电路)组成。传感器将被测非电量转换成电量,测量通道对传感器信号进行信号调理和数据采集,转换成数字信号,送入微机进行必要的处理后,由显示器显示出来,并由记录器记录下来。在某些对生产过程进行监测的场合,如果被测参数超过规定的限度时,微机还将及时地起动报警器发出报警信号。题1-5图3第2

7、章2-1解:灵敏度为。2-2求:(1)测温系统的总灵敏度;(2)记录仪笔尖位移4cm时,所对应的温度变化值。解:(1)测温系统的总灵敏度为cm/℃(2)记录仪笔尖位移4cm时,所对应的温度变化值为:℃2-3解:据公式(2-2-25)解此方程得2-4解:据公式(2-1-18),二阶传感器的幅频特性为:。当时,,无幅值误差。当时,一般不等于1,即出现幅值误差。由题意知,,要确定满足也就是满足的传感器工作频率范围。解方程,得;38解方程,得,。由于,根据二阶传感器的特性曲线可知,上面三个解确定了两个频段

8、,即0~和~。前者在特征曲线的谐振峰左侧,后者在特征曲线的谐振峰右侧。对于后者,尽管在该频段内也有幅值误差不大于3%,但是该频段的相频特性很差而通常不被采用。所以,只有0~频段为有用频段。由可得,即工作频率范围为0~。2-5解:据题意知,,阻尼比,代入公式(2-2-18)得幅频特性为,故测量频率为600Hz时幅值比为据公式(2-2-19)得相位差为同理可得测量频率为400Hz时幅值比和相位差分别为0.99和-33.7°2-6解:按式(2-3-6)求此电流表的最大引用误差2.0%>1

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