自动检测与转换技术复习资料

2020-03-29 19:08

填空

1、传感器由 敏感元件 传感元件 测量转换电路 三部分组成。

2、有一温度计,它的量程范围为0∽300℃,精度等级为0.5级。该表可能出现的最大误差为1.5摄氏度当测量100℃时示值相对误差为1.5%。

3、电阻应变电桥的三种不同的工作方式 单臂半桥 、 双臂半桥 、 全桥 。

4、差动变压器式传感器的工作原理类似 变压器 的作用原理,是把被测位移量转换为一次线圈与二次线圈间的 互感量M 的变化

的装置,其接成差动状态的目的是 。改善线性,提高灵敏度。

5、根据工作原理的不同,电容式传感器可分为 变面积式 、 变极距式 和 变介电常数 三种。

6、金属或半导体薄片置于磁感应强度为B的磁场中,磁场方向垂直于薄片,当有电流I流过薄片时,在垂直于电流和磁场的方向上将产生 电动势 ,

这种现象称为 霍尔效应 ,用该元件做成的传感器称为 霍尔传感器。

7、热电偶的热电动势由 接触电动势 和 温差电动势 组成,其大小只与 热电极材料 和 两端温度 有关。

8、光电效应分为 外光电效应 、 内光电效应 、 光生伏特效应 。

9、压电材料在使用中一般是两片以上,在以电荷量作为输出的地方一般是把压电元件 并联 起来,而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件 串联 起来。

10、自动检测系统主要由____传感器_______、____信号处理器__________和__显示器________等部分组成。

11、在选购仪表时,必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的值 1.5

倍左右为宜。

12、一家仪器厂需要购买温度计,希望温度计的满度相对误差小于 0.9% ,应购买 0.5 级的温度计。

13、如希望光电池的输出与光照度成正比时,应把光电池作为 电流源 来使用;如被测非电量是开关量时, 可以把光电池作为 电压源 来使用。

14、热电阻主要是利用电阻随温度升高而 增大 这一特性来测量温度的。 15、电感式传感器是利用被测量的变化引起线圈 自感 或 互感 的变化,从而导致线圈 改变这一物 理现象来实现测量的。

16、热电偶的热电势大小与 热电极材料 和 两端温度 有关,为了保证输出热电势是被测温度的单值函数, 必须保持冷端温度 不变

17、利用外光电效应制成的器件有 光电管 光电倍增管 光电摄像管 。利用内光电效应制成的器件有 光敏电阻 光敏二极管 光敏三极管 。利 用光生伏特效应制成的器件有 光电池 。 18、在动圈式表头中的动圈回路中串入由NTC组成的电阻补偿网络,目的是为了 温度补偿 。

19、应用热电偶测温时使用补偿导线的目的是 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 。

简答及计算

1、系统误差、随机误差、粗大误差的特点和产生的主要原因

系统误差特点;按一定规律出现 不服从正态分布 相当于不准确度 可以校正 原因:仪器 环境 人为 测量方面

随机误差特点 服从一定统计规律 服从正态分布 不易控制但可以控制在一定范围内

原因;人为 仪器性能 操作误差 实验条件

粗大误差特点:不具有抵偿性,它存在于一切科学实验中,不能被彻底消除,只能在一定程度上减弱

原因 人为测量仪器受到外界的干扰

2、什么是偏位式测量、零位式测量、微差式测量?

偏位式测量;在测量过程中被测量作用于仪表内部的比较装置,使该比较装置产生偏移量直接以仪表的偏移量表示被测量的测量方式

零位式测量:被测量与仪表内部的标准量相比较,当测量系统达到平衡时,用已知标准量的值决定被测量的值

位差式测量;综合偏位式,零位式测量法的优点而指出的测量,预先使被测量与测量装置内部的标准量取得平衡。

3、当非磁性金属靠近电涡流线圈时,其等效L,等效R 及品质因数会发生什么变化?

L减小 R 增大 品质因素 减小 4、说明热电偶三大定律及应用

在热电偶A、B回路中接入第三种导体C,只要第三种导体的两接点温度相同,则回路中总的电动势不变。

应用:在回路中接入各种仪表,不影响回路的电动势。

热电偶在两接点温度t、t0时的热电动势等于该热电偶在接点温度为t、tn

和tn、t0时的相应热电动势的代数和。

应用:为补偿导线的使用提供了理论依据。

已知热电极A B 与参考极C组成的热电偶在结点温度为(t,t0)时的热电势分别为EAC(t,t0),EBC(t,t0),则在相同温度下,由A,B两种热电极配对后的热电势EAB(t,t0)

EAB(t,t0)=EAC(t,t0)-EBC(t,t0) 应用:简化了热电偶的选配工作

5、补偿导线的作用

作用:延伸热电极即移动热电偶的冷端与显示仪表联接构成的测温系统 6、零点残余电压的产生原因及减小其的措施 原因;1差动电感两个线圈的圈数,直流电阻等电气参数,几何尺寸或磁路参数不完全对称

2存在寄生参数 3电源电压含有高次谐波 4励磁电流太大使磁路的磁化曲线存在非线性 措施:1在设计工艺上做到磁路对称线路对称 2采用拆线圈的实验方法 3在电路上进行补偿 7、差动电感传感器采用差动接法的目的 目的:改善线性,提高灵敏度。

8、差动电感传感器测量电路采用相敏检波电路的目的。 主要用于电压平衡 使脉冲电路中 电压的高低相对抵消 用电解电容滤波后 使电压更稳定 标准

9、要使相敏检波电路可靠敌工作必须满足的三个基本条件。 (1)参考电压UR的频率必须与测量信号UX完全相同 (2)保证UR》UX

(3)UR的相位与UX的相位一致

10、热电阻的三线制单臂测量电桥测量电路采用三线制接线的目的? 采用三线制是为了消除连接导线电阻引起的测量误差。这是因为测量热电阻的电路一般是不平衡电桥。热电阻作为电桥的一个桥臂电阻,其连接导线(从热电阻到中控室)也成为桥臂电阻的一部分,这一部分电阻是未知的且随环境温度变化,造成测量误差。采用三线制,将导线一根接到电桥的电源端,其余两根分别接到热电阻所在的桥臂及与其相邻的桥臂上,这样消除了导线线路电阻带来的测量误差。

11、热敏电阻的三种类型(PTC,NTC,CTR)的特点

PTC特点:产品体积小 耐电压高 寿命长 正常工作时功耗小 NTC特点:体积小 功率大 反应速度快 寿命长 可靠性高 工作范围宽 CTR特点:体积小 灵敏度高 结构简单 13、课本图3-28a)热敏电阻测量原理图调试方法,图中Rp1 调零 ,Rp 2 调满度的作用

14、现欲测量240V左右的电压,要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%,问:若选用量程为250V的电压表,其精度应选哪一级?0.5若选用量程为500V的电压表,其精度又应选哪一级?0.2

15、已知待测拉力约70N,现有两只测力仪表,一只0.5级,测量范围为0~500 N;另一只为1.0级,测量范围为0~100 N。问选用哪一只测力仪表较好? 1.0级的较好

16、图示为镍铬-镍硅热电偶测温电路, A'、B'为补偿导线,Cu为铜导线,已知接线盒1的温度t1=40.0?C,冰水温度t 2=0.0?C,接线盒2的温度t3=20.0?C。

图1 采用补偿导线的镍铬—镍硅热电偶测温示意图

1)当Ux=39.314mV时,计算被测点温度t x 。950摄氏度

2)如果A'、B'换成铜导线,此时Ux=37.702mV,再求t x。950摄氏度

17、如图是差动变压器式接近开关感辨头结构示意图。

1 —导磁金属 2 — H 型铁氧体

(1)请根据差动变压器的原理,正确地将 与 串接起来。 (2)请分析填空。

①当导磁金属未靠近差动变压器铁心时,由于差动变压器的结构完全对称,所以

___相等____,

为 ____0____。

仍为 ___0___,所以采

变 __小__ , 的相位与

②当温度变化时, 与 同时 ___变化____, 用差动变压器可克服 _环境温度变化的影响__。 ③当导磁金属靠近差动变压器铁心时, 变 _大_、

变 小,所以

变 _大__ 、

_U21-U22大于0_。

相 。 的频率约为 1—10KHZ 较合适。 18、推导分析变压器电桥输出电压U0与电容C1、C2的关系。此电路有什么缺点?

缺点:该电路的输出还必须经过乡民检波才能分辩U0的相位

关系:U0=正负德尔台C除以C0乘一二分之U

?/2 C2

~ UO

?/2 C1


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