检测技术与仪表课后答案

检测技术与仪表

——简答题

1、测量一定存在误差，这种说法说法是否正确？为什么？ 答：由于测量仪器的精度有限，测量环境的影响以及测量方法科学合理性、人员等方面的原因，测量一定存在误差。 2、说明一个理想的传感器应具备哪些性质？

答：单值性：阻值随温度变化成单值关系，最好是线性关系；

复现性：在不同的测量条件下测量值应在一定的准确度

内一致；

选择性：阻值只对温度变化敏感，否则将产生误差； 超然性：对温度场的干扰尽可能小； 灵敏性：相对温度系数要大；

稳定性：在规定的工作条件下保持其恒定的计量性能； 经济型：价格可能被介绍。

3、仪表的防爆和防护是否相同？为什么？

答：不相同。仪表的防爆是易燃易爆环境下对电动仪表使

用提出的要求；而防护是指仪表能否在制定的环境下正常运行。

4、什么是仪表的上限、下限和量程？

答：测量范围的最高值称为仪表的上限，测量范围的最低

值称为仪表的下限；测量上限与测量下限代数差的模称为量程。

5、仪表的三大组成部分指的是什么？各部分有什么作用？ 答：传感器：与被测量直接联系，感受被测量的变化，并

发出一个

1、 外光电效应，光电导效应。

外光电效应：在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面向外发射的现象。

光电导效应：在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过度到自由状态，而引起材料电导率的变化

2、 霍尔效应

霍尔效应：半导体薄片，置于磁感应强度为B的磁场中，两相对的两边通过电流I且与磁场方向正交。则半导体薄片另外两边将产生由电势UH且UH正比于B与I的乘积。这一现象称为霍尔效应。

3．引用误差（写出计算式）

引用误差指绝对误差与仪表测量上限(量程)比值的百分数，计算式为引用误差=(绝对误差/测量上限)×100％

4、绝对误差，是相对误差

绝对误差等于测量结果与被测量真值之差。相对误差等于绝对误差与被测量真值的比值，以百分数表示

5．应变效应

应变效应：半导体或导体材料在受到外界力作用下，产生机械形变，机械形变导致其电阻的变化，这种应形变而使其电阻值发生变化的现象称应变效应。 6．压电效应：

压电效应：当某些物质沿其某一方向施加压力或拉力时，会产生形变，此时这种材料的两表面将产生符号相反的电荷。当去掉外力时又重新回到不带电的现象，这种现象称为压电效应。 7．热电效应

热电效应：将两种不同的金属连接成一条闭合回路，将其中一个接点进行加热到T度

昆明理工大学 课程设计

摘要

压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器。所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变（包括弯曲和伸缩形变）时，由于内部产生极化现象，会在其表面产生符号相反的电荷，当外力去掉后它又会恢复到不带电的状态，物体产生的电荷与外力成正比，电荷的极性随外力方向改变而变化，这种现象称为压电效应。压电材料 它可分为压电单晶、压电多晶和有机压电材料。压电式传感器中用得最多的是属于压电多晶的各类压电陶瓷和压电单晶中的石英晶体。其他压电单晶还有适用于高温辐射环境的铌酸锂以及钽酸锂、镓酸锂、锗酸铋等。压电传感器广泛应用在科学研究、教学试验上。压电式传感器大致可以分为4种，即:压电式测力传感器，压电式压力传感器，压电式加速度传感器及高分子材料压力传感器。

关键词：压电效应；工作原理；组成结构；测量原理图；特性及参数选择；应用；发展趋势

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目录

引言..............................................................................................................

智能检测技术及仪表习题答案

1．1什么是测量的绝对误差、相对误差、引用误差？

被测量的测量值x与被测量的真值A0之间的代数差Δ，称为绝对误差（Δ=x- A0）。

相对误差是指绝对误差Δ与被测量X百分比。有实际相对误差和公称相对误差两种表示方式。实际相对误差是指绝对误差Δ与被测量的约定真值（实际值）X0之比(δA=Δ/ X0×100%)；公称相对误差是指绝对误差Δ与仪表公称值（示值）X之比（δx=Δ/ X×100%）。

引用误差是指绝对误差Δ与测量范围上限值、量程或表度盘满刻度B之比(δm=Δ/B×100%)。 1.2 什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？他们通常应用在什么场合？

测量误差是指被测量与其真值之间存在的差异。测量误差有绝对误差、相对误差、引用误差三种表示方法。绝对误差通常用于对单一个体的单一被测量的多次测量分析，相对误差通常用于不同个体的同一被测量的比较分析，引用误差用于用具体仪表测量。

1．3 用测量范围为-50～＋150kPa的压力传感器测量140kPa压力时，传感器测得示值为142kPa,求该示值的绝对误差、实际相对误差和引用误差。

Δ=142-140=2kPa; δA=2/140=1.43%;δx=2/142

第1章 概述

1.1 什么是传感器？

传感器定义为能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 1.2 传感器的共性是什么？

传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。

1.3 传感器由哪几部分组成的？

由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。 1.4 传感器如何进行分类？

（1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。

1.5 传感器技术的发展趋势有哪些？

（1）开展基

第1章 概述

1.1 什么是传感器？

传感器定义为能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 1.2 传感器的共性是什么？

传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性，将非电量（如位移、速度、加速度、力等）输入转换成电量（电压、电流、电容、电阻等）输出。

1.3 传感器由哪几部分组成的？

由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。 1.4 传感器如何进行分类？

（1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。

1.5 传感器技术的发展趋势有哪些？

（1）开展基

仪表与自动化课后习题与答案

1-3、自动控制系统主要由哪些环节组成？

答：一个自动控制系统主要是由两大部分组成：一部分是起控制作用的全套仪表，称自动化装置，包括测量元件及变送器、控制器、执行器；另一部分是自动化装置所控制的生产设备。

1-5、在自动控制系统中，测量变装置、控制器、执行器各起什么作用？ 答：测量元件与变送器，用于测量液位，并将测得的液位转化成统一的标准信号输出。

控制器，接受测量变送器送来的信号并与工艺要求的液位高度进行比较，计算出偏差的大小，并按某种运算规律算出结果，再将此结果用标准信号发送至执行器。

执行器，它接受控制器传来的操作指令信号，改变阀门的开度以改变物料或能量的大小，从而起到控制作用。

1-8、图1-15为某列管式蒸汽加热器控制流程图。试分别说明图中PI-307、TRC-303、FRC-305所代表的意？ 答：PI-307：具有指示功能的压力 表，该仪表就地安装，工号段为07。 TRC-303：具有记录功能的温度 控制仪表，该仪表集中仪表盘面

安装，工号段为3，仪表序号为07。 FRC-305：具有记录功能的流量控制 仪表该仪表集中仪表盘面安装，工 号段为3，仪表序号屡05。

1-11、图1-16所示为一反应温度控

第1章 思考题与习题

1-1 过程控制有哪些主要特点？为什么说过程控制多属慢过程参数控制？

解答：

1．控制对象复杂、控制要求多样 2. 控制方案丰富

3．控制多属慢过程参数控制

4．定值控制是过程控制的一种主要控制形式 5．过程控制系统由规范化的过程检测控制仪表组成 1-2 什么是过程控制系统？典型过程控制系统由哪几部分组成？

解答：

过程控制系统：一般是指工业生产过程中自动控制系统的变量是温度、压力、流量、液位、成份等这样一些变量的系统。 组成：参照图1-1。

1-4 说明过程控制系统的分类方法，通常过程控制系统可分为哪几类？ 解答：

分类方法说明：

按所控制的参数来分，有温度控制系统、压力控制系统、流量控制系统等；按控制系统所处理的信号方式来分，有模拟控制系统与数字控制系统；按控制器类型来分，有常规仪表控制系统与计算机控制系统；按控制系统的结构和所完成的功能来分，有串级控制系统、均匀控制系统、自适应控制系统等；按其动作规律来分，有比例（P）控制、比例积分（PI）控制，比例、积分、微分（PID）控制系统等；按控制系统组成回路的情况来分，有单回路与多回路控制系统、开环与闭环控制系统；按被控参数的数量可分为单变量

<检测技术及仪表>题库

一、填空与选择

1、差压式流量计，流量Q与 成正比，转子流量计，流量Q与 成正比。

2、转子流量计在出厂时必须用介质标定，测量液体用 标定，测量气体用 标定。

3、铂铑一铂材料所组成的热电偶，其分度号为 ；镍铬一镍硅材料组成的热电偶，其分度号为 。

4、铂电阻温度计，其分度号为Pt100，是指在温度为 时，其电阻值为 。 5、差压式液位计因安装位置及介质情况不同，在液位H=0时会出现差压△P 、△P 和△P 三种情况，我们分别称差压式液位计 、 、 。

6、电子自动电位差计的工作原理是采用 工作的，是根据已知 来读取 。

7、动圈显示仪表与温度传感器配接使用时应相互 ，XCZ-101型是与 配接

使用，XCZ-102型是与 配接使用。

8、 差压式流量计是一种 截面、

第１章 绪论

1.1.1传感器的基本概念 一、 传感器的定义

国家标准定义――“能感受（或响应）规定的被测量并按照一定规律转

换成可用信号输出的器件或装置。”（当今电信号最易于处理和便于传输）

通常定义――“能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置”

或“能把非电量转换成电量的器件或装置”。

二、 敏感器的定义――把被测非电量转换为可用非电量的器件或装置

１、当X?Z即被测非电量X正是传感器所能接受和转换的非电量(即可

用非电量)Z时，可直接用传感器将被测非电量X转换成电量Y。 ２、当X?Z即被测非电量X不是传感器所能接受和转换的非电量(即

可用非电

量)Z时，就需要在传感器前面增加一个敏感器，把被测非电量X

转换为该传

感器能够接受和转换的非电量(即可用非电量)Z。

1.2.2传感器的分类和命名法 一、 传感器的类型

二、传感器的分类方法：按照被测的非电量分类，

按照输出量的性质

1.3 检测仪表与系统概述

1.2.

1检测仪表与系统的基本组成

传感器:把被测的非电量变换成电量

测量电路:把传感器的输出电量变成电压或电流信号 显示装置:显示测量结果。模拟显示

数字显示 图像显示

1.3.2常规检测仪表与系统的基本类型

二、普通