檢測(cè)課后習(xí)題答案

1、11.11.1檢測(cè)的概念是什么？檢測(cè)的概念是什么？檢測(cè)是人們借助于專門設(shè)備，通過(guò)一定的技術(shù)手段和方法，對(duì)被測(cè)對(duì)象收集信息、取得數(shù)量概念的過(guò)程。它是一個(gè)比較過(guò)程，即將被檢測(cè)對(duì)象與它同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，獲得被檢測(cè)量為標(biāo)準(zhǔn)量的若干倍的數(shù)量概念。1.21.2檢測(cè)有哪些分類方法？檢測(cè)有哪些分類方法？1按檢測(cè)過(guò)程分類檢測(cè)方法可分為直接法、間接法和組合法。2按檢測(cè)方式分類根據(jù)獲取數(shù)據(jù)的方式，檢測(cè)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(cè)敏感元件與被測(cè)介質(zhì)的接觸關(guān)系，檢測(cè)方法可分為接觸式和非接觸式兩種。4按被測(cè)量的變化快慢分類根據(jù)被測(cè)量的變化的快慢，可分為靜態(tài)檢測(cè)和動(dòng)態(tài)檢測(cè)兩類。５按檢測(cè)系統(tǒng)是否施加能量分類根據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)是否需要向被測(cè)對(duì)象施加能量，檢測(cè)系統(tǒng)可分為主動(dòng)式和被動(dòng)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(cè)結(jié)果偏離真值的大小稱為誤差。檢測(cè)誤差的大小反映了檢測(cè)結(jié)果的好壞，即檢測(cè)精度的高低。產(chǎn)生測(cè)量誤差的原

3、因主要有以下四個(gè)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(cè)系統(tǒng)由哪幾部分組成，各部分的作用是什么？檢測(cè)系統(tǒng)由哪幾部分組成，各部分的作用是什么？檢測(cè)系統(tǒng)主要由敏感元件、信號(hào)的轉(zhuǎn)換與處理電路、顯示電路和信號(hào)傳輸電路組成。敏感元件：將非電量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；信號(hào)處理電路：將代表被測(cè)量特征的信號(hào)變換成能進(jìn)行顯示或輸出的信號(hào)；顯示電路：將被測(cè)對(duì)象以人能感知的形式表現(xiàn)出來(lái)；信號(hào)傳輸電路：將信號(hào)（數(shù)據(jù)

4、）從一點(diǎn)（或一個(gè)地方）送另一點(diǎn)（或地方）。2.12.1什么叫溫標(biāo)？什么叫國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)？什么叫溫標(biāo)？什么叫國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)？用來(lái)衡量溫度的標(biāo)準(zhǔn)尺度，簡(jiǎn)稱為溫標(biāo)。為了使用方便，國(guó)際上協(xié)商確定，建立一種既使用方便、容易實(shí)現(xiàn)，又能體現(xiàn)熱力學(xué)溫度(即具有較高準(zhǔn)確度)的溫標(biāo)，這就是國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)，又稱國(guó)際溫標(biāo)。3.13.1測(cè)量放大器的基本要求有哪些？測(cè)量放大器的基本要求有哪些？答：一般來(lái)說(shuō)，對(duì)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(qiáng)，性價(jià)比高等。3.23.2程控增益放大器的量程可由軟件自動(dòng)切換，其工程控增益放大器的量程可由軟件自動(dòng)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(guò)數(shù)字邏輯電路由給定的程序來(lái)控制。其內(nèi)部有多對(duì)增益選擇開(kāi)關(guān)任何時(shí)刻總有一對(duì)開(kāi)關(guān)閉合。通過(guò)程序改變輸入的數(shù)字量，從而改變閉合的開(kāi)關(guān)以選擇不同的反饋電阻，最終達(dá)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(diǎn)？什么特點(diǎn)？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(qiáng)，但其工作頻帶窄、體積大、成本高，應(yīng)用起來(lái)不方便。光電耦合的突出優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(kāi)關(guān)量控制電路。3.43.4信號(hào)傳輸過(guò)程中采用電壓、電流和頻率方

7、式傳輸信號(hào)傳輸過(guò)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(diǎn)？各適用于什么場(chǎng)合？各有什么優(yōu)缺優(yōu)點(diǎn)？各適用于什么場(chǎng)合？答：（1）采用電壓信號(hào)傳輸，模擬電壓信號(hào)從發(fā)送點(diǎn)通過(guò)長(zhǎng)的電纜傳輸?shù)浇邮拯c(diǎn)，那么信號(hào)可能很容易失真。原因是電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)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(gè)電阻的和。如果信號(hào)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(jì)。要求不增加信號(hào)發(fā)送方的費(fèi)用又要所提及的電阻可忽略，就要求信號(hào)接收電路有一個(gè)高的輸入阻抗。（2）采用電流信號(hào)傳輸，電流源作為發(fā)送電路，它提供的電流信號(hào)始終是所希望的電流而與電纜的電阻以及接觸電阻無(wú)關(guān)，也就是說(shuō)，電流信號(hào)的傳輸是不受硬件設(shè)備配置的影響的。同電壓信號(hào)傳輸?shù)姆椒ㄕ喾?，由于接收電路低的輸入阻抗和?duì)地懸浮的電流源（電流源的實(shí)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(duì)電流信號(hào)的傳輸不會(huì)產(chǎn)生大的

9、影響。如果考慮到有電磁干擾比如電焊設(shè)備和其他信號(hào)發(fā)射設(shè)備，傳輸距離又必須很長(zhǎng)，那么電流信號(hào)傳輸?shù)姆椒ㄊ呛线m的。3往比簡(jiǎn)化的數(shù)學(xué)模型要復(fù)雜。因此，傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)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(guò)實(shí)驗(yàn)給出傳感器的動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)。通過(guò)這些動(dòng)態(tài)特性指標(biāo)來(lái)反映傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。4.44.4描述二階傳感器系統(tǒng)階躍響應(yīng)的主要指標(biāo)及其定描述二階傳感器系統(tǒng)階躍響應(yīng)的主要指標(biāo)及其定義1）時(shí)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(shí)間稱為時(shí)間常數(shù)。2）延遲時(shí)間dt：傳感器輸出達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的50%所需的時(shí)間。3）上升時(shí)間rt：傳感器輸出達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的90%所需的時(shí)間。4）峰值時(shí)間pt：二階傳感器輸出響應(yīng)曲線達(dá)到第一個(gè)峰值所需的時(shí)間。5）超調(diào)量?：二階傳感器輸出超過(guò)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(yīng)曲線第一個(gè)峰值與第二個(gè)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(cè)量范圍大？比變氣隙式的測(cè)量范圍大？答：自感式傳感器是把被測(cè)量轉(zhuǎn)換成線圈的自感L變化，通過(guò)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(dòng)時(shí)自感變化的不對(duì)稱性，變氣隙式自感傳感器(包括差動(dòng)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(dòng)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(shí)，為什么電纜長(zhǎng)度和

12、電源在使用自感式傳感器時(shí)，為什么電纜長(zhǎng)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L(zhǎng)LLCLLCLL?????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(shí)，電纜長(zhǎng)度和電源頻率不能隨便改變，否則會(huì)帶來(lái)測(cè)量誤差。若要改變電纜長(zhǎng)度或電源頻率時(shí)，必須對(duì)傳感器重新標(biāo)定。5.35.3什么是互感傳感器？為什么要采用差動(dòng)變壓器式什么是互感傳感器

13、？為什么要采用差動(dòng)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(cè)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(jí)線圈繞組采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)，故稱之為差動(dòng)變壓器式傳感器，簡(jiǎn)稱差動(dòng)變壓器。當(dāng)銜鐵處于中間位置時(shí)，由于兩個(gè)次級(jí)線圈完全對(duì)稱，通過(guò)兩個(gè)次級(jí)線圈的磁力線相等，互感21MM?，感應(yīng)電勢(shì)2221ee?，總輸出電壓為0。當(dāng)銜鐵向左移動(dòng)時(shí)，總輸出電壓022212???eeu。當(dāng)鐵芯向右移動(dòng)時(shí)，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(yùn)動(dòng)方向，其特性曲線為V形特性曲線。5.45.4分析開(kāi)關(guān)式全波相敏檢波電路的工作過(guò)程，它是分析開(kāi)關(guān)式全波相敏檢波電路的工作過(guò)程，它是如何鑒別被測(cè)信號(hào)的極性？如何鑒別被測(cè)信號(hào)的極性？答：圖(a)為開(kāi)關(guān)式全波相敏檢波電路，取2765432RRRRRR?????，1A為過(guò)零比較器，參考信號(hào)ru經(jīng)過(guò)1A后轉(zhuǎn)換為方波u，u為u經(jīng)過(guò)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(dǎo)通，運(yùn)算放大器2A的反相輸入端接地，傳感器信號(hào)2u從2A的同相輸入端輸入，輸出電壓0u為224765260)1(uuRRRRRRu?????當(dāng)0?x?時(shí)，2u與ru同頻同相，0r?u，02?u，00?u。當(dāng)0?x?時(shí)，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(dǎo)通，2V截止，運(yùn)算放大器2A的同相輸入端接地，傳感器輸出電壓2u從2A