《自动检测与转换技术》自学与提高.ppt

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1、2021/9/151《自动检测与转换技术》——自学与提高2021/9/152作业辅导作业辅导给出本教材各章部分习题的提示、难点解释以及与解题有关的实物照片、电路演示等。2021/9/153作业辅导说明为了使学生学完本书后能获得作为生产第一线的技术、管理、维护和运行人员所必须掌握的传感器、自动检测系统和抗干扰技术等方面的基本知识和基本技能，本教材每章均附有启发性的思考题及应用型习题，供高职、高专的电类、自动化类、仪表仪器类、计算机、数控、机械、机电一体化、汽车、楼宇等专业的学生巩固、复习和提高。本教材的作业着眼于工业、科研、生活中常用传感器的工作原理、测量转换电路及传感器的选型

2、、调试、测量数据分析、传感器应用等解决实际问题的基本技能。为了让读者更好地完成作业及各种习题，我们编写了以下的作业辅导，希望能对读者有所帮助。2021/9/154第一章作业6.用一台3位（俗称3位半或3½位）、精度为0.5级（已包含最后一位的+1误差）的数字式电子温度计，测量汽轮机高压蒸汽的温度，数字面板上显示出如图所示的数值。假设其最后一位即为分辨力，求该仪表的……（提示见下页）2021/9/155关于数字表显示位及位数的概念介绍数字多用表（DigitalMultimeter,简称DMM）的显示位数目前一般为3位~8½位（即8位，以下同）。具体地说，有3位、3½位、32/3

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，使数字测量向更高精确度冲刺。数字表位数的提高涉及稳定性、抗干扰等诸多技术问题，A/D转换器只是其中的一个环节，能否真正达到额定的精确度，还必须掌握正确的使用方法。2021/9/156判定数字仪表位数的两条原则1.能显示0~9所有数字的“位”是“整位”；2.分数位的判定：在最大显示值中，以最高位所能显示的数值作为分子，用满量程的最高位作为分母。例如，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±2000时，则它共有3个整位。最高位只能显示1，满量

4、程最高位为2，所以它是3½位表。2021/9/157判定数字仪表位数（续）又如，一台数字表最大值为2999，满量程为3000，则它是32/3位表；右下图所示的温度数字表最大值为399，满量程为400，则它是23/4位表。2021/9/158判定数字仪表位数（续）再如，一台如右图的数字电压表，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。用普通的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位的DMM只需选择400VAC档，准确度优于700VAC档，既不欠量程也不超量

5、程，分辨力也提高了许多。2021/9/159判定数字仪表位数的练习请判断下图数字表的位数2021/9/1510分辨力分辨力是指仪器能检出和显示被测信号的最小变化量，是有量纲的数。当被测量的变化小于分辨力时，传感器对输入量的变化无任何反应。对数字仪表而言，如果没有其他附加说明，一般可以认为该表的最后一位所表示的数值就是它的分辨力。一般地说，分辨力的数值小于仪表的最大绝对误差。例如，下图所示的数字式温度计分辨力为0.1℃，若该仪表的精度为1.0级，则最大绝对误差将达到±2.0℃，与分辨力相比差得多。有时在没有其它附加说明的少数情况下，也可以认为分辨力就等于它的最大绝对误差。在右图

6、中，温度每变化0.1℃，数字表就能跳变1个字，这个温度的相对变化基本上是可信的，但该数字表所显示的绝对数值是有较大误差的。2021/9/1511分辨率数字表的最大示值的倒数为数字表的分辨率。例如，3½位表的最大示值为1999，则分辨率为：1/1999≈1/2000=0.0005=0.05%即万分之五。请判断右图数字表的位数、分辨力及分辨率。仪表背面的接线端子2021/9/1512判断数字表的位数、分辨力及分辨率（续）2021/9/1513判断数字表的位数、分辨力及分辨率（续）2021/9/1514作图法求灵敏度的过程7.有一台测量流量的仪表，测量范围为0～10m3/s，输入输

7、出特性曲线如下图所示，请用作图法求该仪表在1m3/s和7m3/s时的灵敏度K1、K2，和该仪表的端基线性度。分别过1m3/s和7m3/s点作切线，得到以Δx和Δy为边的三角形，利用下式得到灵敏度K。17q/（m3/s）作图法求灵敏度的过程（续）xyx1ΔxΔy0切点传感器特性曲线xmax2021/9/1516作图法求端基线性度的过程演示将传感器输出起始点与满量程点连接起来的直线称为拟合直线或端基理论直线。找出传感器实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差Lmax，再除以传感器量程，就得到L。量程1—拟合