过程检测技术习题（第三部分）
1、用4只应变片组成恒压电桥进行测量，试推导桥路输出与应变的精确关系式和近似关系式。
(R0??R)?(R0'??R')答：精确：U2?e?U1
(R0??R)?(R0'??R')?R??R'近似式：U2?e?U1
2R02、分析说明为什么S型称重传感器不受称重点位置移动的影响？
答：称重点偏心时弯矩图的变化如图所示：
当称重点偏离中心?l时，各点的弯矩都增加?M，如果相应的弯矩增加?M，则应变片1和4的线应变的绝对值减小??，而应变片2和3的线应片的绝对值增加??，由于线应变?1和?3为正值，线应变?2和?4为负值，相应地电阻应变片1和2的电阻减小?R，而3和4的电阻增加?R，这时对输出信号电压U2没影响。
3、电子皮带秤中为什么采用弹性簧片做支点，弹性簧片做支点的优缺点是什么？
答：因为以前用刀口时常常发生磨损和锈蚀，故用弹性簧片。
优点：无磨损，寿命长，无滑动和滚动，不需润滑，结构简单，可在恶劣的环境下工作，
缺点：转动轴不十分稳定。
4、多个称重传感器的连结方式有哪几种，各有何特点？
答：（1）串联连接
特点：1、输出电压增大，输出电阻也增大；
2、有几个传感器就需要几个独立的桥压源；
3、只要有一个传感器损坏（断路）就无信号输出，易发现故障； （2）并联连接
特点：1、只需要一个桥压源；
2、并联使用比单个传感器测量精度高，每个传感器的随机误差分布是相同的，由统计方法可导出多传感器误差：???r/n；
（3）混合连接，即串、并联结合。特点：因情况而定。
5、画出采用双恒流源供电的原理连线图，写出采用双恒流源供电的输出电压与应变关系式。
答：
Ui?I(R1?R4)?I(R2?R3)?I(?R1??R4??R2??R3)
'' ?I(K?1R0?K?4R0?K?2R0?K?3R0)?KIR0(?1??4??2??3)
6、说明频闪转速表测量原理。
答：频闪转速表测量原理：它是基于频闪效应原理。多谐振荡器的频率可调，它产生某一频率的等幅信号用于控制频闪管发出相同频率的闪光照在被测转轴的反光标志上。设FS 与FX 分别表示闪光频率和被测转轴的转动频率。当二者相等时，由于人眼的视觉效应，反光标志看起来似乎是静止不动的；当 FS ＜FX 时，反光标志朝与转轴方向相同的方向旋转；FS ＞ FX 时，反光标志朝与转轴相反方向旋转。重复数次，直至看到反光标志似乎静止不动时，可以从仪器指示盘上直接读出被测的转速。
7、画图并说明反射式光电测速原理。
答：从光源发出的光，经透镜2折射，半透膜片反射，透镜7反射后，聚光点落在被测转轴上，由于被测转轴上有明暗相间的条纹，经透镜7、半透膜片6、透镜5后回到光电元件上，产生了明、暗电流，由此输出高、低电平，形成了脉冲
60N。 ztN—输出的脉冲数；n—被测轴的转速；z—传感器每转输出的电脉冲信号数； T—测量时间
信号，此脉冲信号经整形后送给数字显示仪，测得求出转速n?8、说明光栅测位移中莫尔条纹的特性。
（1）移动方向：主光栅向右移动，则莫尔条纹将向下移动，主光栅左移，莫尔条纹向上移；
（2）位移的放大作用：由于?很小，BW，即莫尔条纹有放大作用，通过测
量莫尔条纹移过的距离，就可测出主光栅的微位移，而且可通过调节?来调节条纹宽度，这给实际应用带来了方便。
（3）误差的平均效应：因为莫尔条纹是由光栅的大量刻线共同形成的，对光栅刻线的刻划误差有平均作用，若某个光栅栅距有局部误差，由于平均效应，将大大减弱其影响。
9、画图并说明光栅测位移辩向原理。
在相距四分之一条纹间距的位置上安放两个光电元件，可以得到相位差为90度的电信号u01和u02。我们对其整形后可得到两个方波信号uo1’和u02’。 当光栅向A方向移动时， uo1’经微分电路产生的脉冲正好发生在u02’是高电平的时候，那么经过与门Y1会输出一个计数脉冲。同时， uo1’经反相器和微分器后产生的脉冲发生在u02’是低电平期间，与门Y2被屏蔽，没有脉冲输出；反之，当光栅向A反方向移动时，Y1没有脉冲输出，Y2有脉冲输出。所以，用 u02’的电平作为与门的控制信号，来控制uo1’产生的脉冲输出，就可以由运动方向正确的给出加计数脉冲或减计数脉冲。
辨向逻辑工作原理 1、2 光电元件 3、指示光栅 4、莫尔条纹
10、X射线测厚系统中检测系统灵敏度最大条件和检测系统统计误差最小条件是什么？兼顾灵敏度最大条件和统计误差最小条件时应如何调整X射线管电压？
答：检测系统灵敏度最大条件为： ?m?x?1?m?x?2检测系统统计误差最小条件为：
因为 ??k/V3，将其带入上式可得：
mV?(0.794~1)30.5k?x
既应按上式来调整X射线管电压。
11、画图并说明涡流式测厚仪测量原理。
答：线圈放在金属板附近，线圈通以高频电流 ic 后，产生交变磁场 Hc ，则金属板中产生涡流 is ，涡流除了使金属板发热外，还将产生二次磁场 Hs ，它使线圈的原始磁场 Hc 减弱，进而影响线圈的初始阻抗 Zc。线圈的初始阻抗除了与线圈电流、电源频率和线圈参数有关外，还与涡电流的大小有关，而与金属板的电阻率、磁导率、金属板厚度、温度以及线圈与金属板表面的距离等有关；如果保持其它参数不变，线圈的阻抗则仅与线圈到金属板表面的距离有关。所以，测出线圈阻抗的变化，进而测出线圈到金属表面间相隔距离即涂层的厚度。
12、画图并说明CCD玻管尺寸测控仪的CCD视频信号和壁厚之间的关系。说明系统组成及测量过程。
答：由于各处透射率的不同，玻管的像在上下边缘处形成两条暗带，中间部分的透射光相对较强而形成亮带，如图所示：
图 玻管CCD视频信号
系统由照明光源、被测件、成象系统、CCD阵列驱动器、二值化电路及数据采集处理系统组成。
测量过程：平行光照射在被测件上，经成象系统把影象成象在CCD上，CCD输出信号经二值化电路变换后，送给计算机，对脉冲宽度进行测量，便可求得玻管尺寸。