自动检测技术第4版赖申江马西秦习题解答教学课件 习题与思考题解答1.doc

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1、习题与思考题解答（第1章）１．检测系统由哪几部分组成？说明各部分的作用。一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。传感器是把被测量（如物理量、化学量、生物量等）变换为另一种与之有确定对应关系，并且便于测量的量（通常是电学量）的装置。测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的，这就需要经由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，

2、主要作用是使人们了解检测数值的大小或变化的过程。目前常用的有模拟式显示、数字式显示和图像式显示三种。２．非电量的电测法有哪些优点？非电学量电测法的主要优点如下：１）能够连续、自动地对被测量进行测量和记录。２）电子装置精度高、频率响应好，不仅能适用于静态测量，选用适当的传感器和记录装置还可以进行动态测量甚至瞬态测量。３）电信号可以远距离传输，便于实现远距离测量和集中控制。４）电子测量装置能方便地改变量程，因此测量的范围广。５）可以方便地与计算机相连，进行数据的自动运算、分析和处理。３．测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时，应当采用何种测量方法？如何进行？测定稳压电源输出电压

3、随负载电阻变化的情况时，输出电压Uo可表示为：Uo＝U+ΔＵ其中ΔＵ是负载电阻变化所引起的输出电压变化量，相对U来讲为一小量。如果采用偏差法测量，仪表必须有较大量程以满足Uo的要求，因此对ΔＵ这个小量造成的Uo的变化就很难测准。当然，可以改用零位式测量，但最好的方法是采用如下图所示的微差式测量。图中使用了毫伏表和电位差计，Rr和E分别表示稳压电源的内阻和电动势，RL表示稳压电源的负载，Ｅ１、Ｒ１和ＲＰ表示电位差计的参数。在测量前调整Ｒ１，使电位差计工作电流为标准值。然后，使稳压电源负载电阻RL为额定值。调整ＲＰ的活动触点，使毫伏表指示为零，这相当于事先用零位式测量出额定输出

4、电压Ｕ。正式测量开始后，只需增加或减小负载电阻RL的值，负载变动所引起的稳压电源输出电压Ｕｏ的微小波动值ΔＵ即可由毫伏表指示出来。根据Ｕｏ＝Ｕ＋ΔＵ，稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。４．某线性位移测量仪，当被测位移由4.5ｍｍ变到5.0ｍｍ时，位移测量仪的输出电压由3.5Ｖ减至2.5Ｖ，求该仪器的灵敏度。解：根据传感器灵敏度的定义５.某测温系统由以下四个环节组成，各自的灵敏度如下：　铂电阻温度传感器：0.35Ω／℃　电桥：0.01Ｖ／Ω　放大器：100（放大倍数）　笔式记录仪：0.1ｃｍ／Ｖ求：（１）测温系统的总灵敏度；（２）记录仪笔尖位移４ｃｍ时，所

5、对应的温度变化值。解：（1）（2）６．有三台测温仪表，量程均为０～600℃，精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500℃的温度，要求相对误差不超过2.5％，选哪台仪表合理？解：选2.0级仪表合理。7.一只压力传感器的校准数据如表1-1所示，试求：表1-1压力传感器校准数据输入压力xi/105Pa00.51.01.52.02.5输出电压yi/V第1次正行程0.00200.20150.40050.60000.79951.0000反行程0.00300.20200.40200.60100.80051.0000第2次正行程0.00250.20200.40100.600

6、00.79950.9995反行程0.00350.20300.40200.60150.80050.9995第3次正行程0.00350.20200.40100.60000.79950.9990反行程0.00400.20300.40200.60100.80050.9990（1）最小二乘法线性度；（2）重复性；（3）迟滞误差；（4）总精度。解：（1）计算最小二乘法线性度表1-2求线性度数据输入压力xi/105Pa00.51.01.52.02.5输出电压平均值0.00310.20230.40140.60060.80000.9995最小二乘法输出电压理论值y’’ti/V0.00300.

7、20230.40150.60080.80000.9993最小二乘法误差△y’’i/V0.00010.0000-0.0001-0.00020.00000.0002利用表1-2中6个输出电压的平均值作为yi，可得所以按照最小二乘法直线，求各个校准点输出电压的理论值y’’ti，再求出实际输出平均电压与理论值的差值△y’’i/V，列表如下：最小二乘法线性度为：（2）按照标准偏差计算重复性对于每个校准点。可按照贝塞尔公式求得3个正行程数据的标准偏差及3个反行程数据的标准偏差（最后一个校准点则是根据3次测量结果按照贝塞尔公式求