自動化儀表復(fù)習(xí)題

1、單項選擇自動檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)每章練習(xí)題第一題在一個完整的檢測系統(tǒng)中，完成信息采集和信息轉(zhuǎn)換主要依靠AA、傳感器 B、測量電路C、顯示單元在相同工作條件下，傳感器對同一被測量進行屢次連續(xù)測量所得結(jié)果的不一致程度大，說明該傳感器的C A、靈敏度較差B 、穩(wěn)定性較差C 、重復(fù)性較差以下不屬于測量誤差來源的是B A、儀器誤差和環(huán)境影響誤差B 、滿席誤差和分貝誤差C、人身誤差和測量對象變化誤差應(yīng)變測量中，希望靈敏度高、線性好、有溫度自補償功能，應(yīng)選擇哪種橋式測量轉(zhuǎn)換電路C A、單臂電橋B 、雙臂電橋C 、四臂電橋測量范圍小的電容式位移傳感器的類型為B A、變介質(zhì)型B、變極距型C 、變面積型光敏電阻的工作原

2、理是基于C A、外光電效應(yīng)B 、內(nèi)光電效應(yīng) C 、光生伏特效應(yīng)熱電偶的熱電動勢包括A A、接觸電動勢和溫差電動勢B、接觸電動勢和非接觸電動勢C、非接觸電動勢和溫差電動勢熱電偶測量轉(zhuǎn)換電路采用三線制接法的目的是C A、提高測量靈敏度B 、減少非線性誤差、減少連接導(dǎo)線電阻的影響電阻應(yīng)變片必須與哪種元件配合，才能組成傳感器AA、彈性元件B、剛性元件C、光敏元件將超聲波機械振動波轉(zhuǎn)換成電信號是利用壓電材料的B A、應(yīng)變效應(yīng)B、壓電效應(yīng)C、電渦流效應(yīng)減少霍爾元件的輸岀不等電位電動勢的方法是CA、減少鼓勵電流B 、威海磁感應(yīng)強度C 、使用電橋調(diào)零電位器熱敏電阻式濕敏元件能直接檢測A、溫度B、溫度差C、濕度

3、以下被物理量適合于使用紅外傳感器進行測量的是C A、壓力B 、厚度 C 、溫度當(dāng)某些晶體沿著一定方向受外力作用而變形時，其相應(yīng)的兩個相對外表產(chǎn)生極性相反的電荷，去掉外力時電荷消失，這種現(xiàn)象稱為B填空題A、壓阻效應(yīng)B 、壓電效應(yīng) C 、應(yīng)變效應(yīng)工業(yè)檢測技術(shù)的內(nèi)容較廣泛，常見的工業(yè)檢測涉及的內(nèi)容六大類：熱工量、機械量、幾何量、物體性質(zhì)和成分量、狀態(tài)量及電工量。測量是借助專門的技術(shù)和儀表設(shè)備，采用一定的方法取得某一客觀事物定量數(shù)據(jù)資料的認識過程。測量的目的是希望通過測量求取被測量的真值。真值有理論真值、約定真值和相對真值之分。測量值與真值之間的差值稱為測量誤差，測量誤差可按其不同特征分為：絕對誤差和

4、相對誤差粗大誤差、系統(tǒng)誤差和隨機誤差靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差。某指針式電壓表的精度為級，用它來測量電壓時可能產(chǎn)生的滿度相對誤差為。某指針式電壓表的精度為級，量程為100伏電壓表來測量電壓時，可能產(chǎn)生的最大絕對誤差為士傳感器一般由敏感元件、傳感元件及測量轉(zhuǎn)換電路三局部組成。傳感器特性一般指輸入、輸岀特性。它有靜態(tài)、動態(tài)之分。熱敏電阻按其溫度系數(shù)可分為負溫度系數(shù)熱敏電阻NTC和正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC兩大類。導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下，會產(chǎn)生機械變形，其電阻值也將隨著發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變效應(yīng)。熱電阻傳感器主要用于測量溫度以及與溫度有關(guān)的參量。在工業(yè)上，它被廣泛用來測量-200+960

5、76;C范圍內(nèi)的溫度。對于電阻應(yīng)變片，常用的溫度補償方法是電橋補償法，其中尤其以半橋電橋補償法最常見。電阻應(yīng)變片式壓力傳感器通常用測量電橋作為轉(zhuǎn)換電路。最常見的電阻應(yīng)變片的標(biāo)稱阻值為100歐。常用的電阻應(yīng)變片分為兩大類：金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體應(yīng)變片。應(yīng)變片可以是試件的拉應(yīng)變，也可以是試件的壓應(yīng)變，取決于應(yīng)變片的粘貼方向及受力方向。鉑熱電阻在攝氏零度時的阻值為100歐，那么其分度號是 Pt100。半導(dǎo)體應(yīng)變片是利用半導(dǎo)體材料壓阻效應(yīng)制成的一種純電阻性元件。電容式傳感器分為變極距式、變面積式和變介質(zhì)式三種為了提高電容傳感器的靈敏度，減小測量誤差，其橋式測量電路一般采用差動接法。壓電傳感器中的壓電元件材

6、料一般有三類：一類是壓電晶體；另一類是經(jīng)過極化處理的壓電陶瓷；第三類是高分子壓電材料。壓電傳感器主要用于脈動力、沖擊力、振動等動態(tài)參數(shù)的測量。石英晶體主要用于精密測量，多作為實驗室基準(zhǔn)傳感器；壓電陶瓷靈敏度較高，機械強度稍低，多用作測力的振動傳感器；而高分子壓電材料多用定性測量。電感傳感器種類很多，可分為自感式和互感量式兩大類。自感電感傳感器常見的形式有變隙式、變截面式和螺線管式三種。在變隙式差動電感傳感器中，當(dāng)銜鐵隨被測量移動而偏離中間位置時，兩個線圈的電感量一個增加，一個減少，形成差動形式。自感傳感器和差動變壓器傳感器主要用于位移測量，但凡能轉(zhuǎn)換成位移變化的參數(shù)，如力、壓力、壓差、加速度、

7、振動及工件尺寸等均可測量。電渦流傳感器的根本工作原理是電渦流效應(yīng)。電渦流測厚儀是基于電渦流效應(yīng)制成的。電渦流傳感器的最大特點是非接觸測量。超聲波的傳播波形主要分為縱波、橫波、外表波三種。頻率高于20kHz的機械振動波稱為超聲波。超聲波的特點是指向好，能量集中，穿透能力大，在遇到兩種介質(zhì)的分界面時，能產(chǎn)生明顯的反射和折射現(xiàn)象。超聲波透射型可用于遙控器、防盜報警器、接近開關(guān)等，超聲波反射型用于接近開關(guān)、測距、測液位或料位、金屬探傷以及測厚等。熱電偶分度表就是熱電偶自由端冷端溫度為0°C時，反映熱電偶工作端熱端溫度與輸岀熱電勢之間的對應(yīng)關(guān)系。在熱電偶測溫回路中經(jīng)常使用補償導(dǎo)線的最主要的目的

8、是使冷端遠離高溫區(qū)。傳感器的過載能力是指傳感器在不致引起規(guī)定性能指標(biāo)永久改變的條件下，允許超過測量范圍的能力。傳感檢測系統(tǒng)目前正迅速地由模擬式、數(shù)字式，向智能化方向開展。我國從1991年開始采用國際計量委員會規(guī)定的“1990年國際溫標(biāo)簡稱ITS-90的新標(biāo)準(zhǔn)。按此標(biāo)準(zhǔn)，共有八種標(biāo)準(zhǔn)化的通用熱電偶判斷題系統(tǒng)誤差表征了測量結(jié)果的精密度，系統(tǒng)誤差起小，嚴(yán)密度越高。 日常氣象用溫標(biāo)為熱力學(xué)溫標(biāo)。X 熱力學(xué)溫標(biāo)就是國際溫標(biāo)。X 測量儀表有模擬顯示和數(shù)字顯示兩種顯示方式。電阻應(yīng)變片受到壓縮應(yīng)變時，其阻值會變大。氣敏電阻是一種將檢測到的氣體成分和濃度轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器金屬熱電阻的電阻絲采用雙繞法的目的是消

9、除其電感效應(yīng)。V銅熱電阻可用作標(biāo)準(zhǔn)熱電阻。X 銅熱電阻測量溫度上限可達1000°Cox 金屬熱電阻測溫是一般用電橋作為測量電路，并有三線制和四線制兩種接法。V可用同一種導(dǎo)體作為熱電偶的兩個電極。X假設(shè)熱偶兩結(jié)點溫度相等，那么回路總熱電勢必為零。V工業(yè)上使用最廣泛的熱電偶是K型熱電偶。V不同型號、不同材質(zhì)的熱電偶可以選用相同型號的補償導(dǎo)線。X熱電偶分度表中的熱電勢值，其冷端為1°°°C時給岀的。X 補償導(dǎo)線和熱電偶兩接點處溫度必須相同。V壓電式傳感器具有良好的高頻響應(yīng)性能。V壓電式傳感器既可用于動態(tài)測量也可用于靜態(tài)測量。X變極距式電容傳感器通常用于測量很大

10、的線位移。X變極距式電容傳感器特性是線性的，因而測量范圍大。X霍爾元件靈敏度越大越好。V假設(shè)霍爾元件的磁場和電流同時改變方向，霍爾電勢的極性將保持不變。V但凡能夠測量壓力或壓差的儀表，只要量程適宜，皆可測量液位。V電容式物位計核心局部一般是變極距式電容傳感器。X電容式物位計僅限于測量液體的液位。X測量固體粉粒的堆放高度可選用電容式物位計。V超聲波頻率越低，衰減就越快。X 超聲波傳感器中，無論是發(fā)射換能器還是接收換能器都是利用壓電效應(yīng)工作的。X最常用的超聲波傳感器探頭是壓電式換能器。V直探頭可以發(fā)射和接收縱波。V測量絕緣體的厚度可以使用電渦流式測厚儀。X高頻渦流具有趨膚效應(yīng)。V在電渦傳感器使用中

11、不必考慮被測物的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)。X變隙式自感傳感器的靈敏度是常數(shù)。X名詞解釋電阻傳感器：是將各種被測非電量轉(zhuǎn)換成電阻的變化量，然后通過對電阻變化量的測量，到達非電量 電測的目的。壓阻式固態(tài)壓力傳感器：是利用半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)和集成電路工藝制成的傳感器。由于它沒有可 動局部，所以有時也稱為固態(tài)傳感器。電感傳感器：是利用線圈自感或互感量系數(shù)的變化來實現(xiàn)非電量電測的一種裝置。電渦流傳感器：根本工作原理是電渦流效應(yīng)，就是利用電渦流效應(yīng)來檢測導(dǎo)電體的各種物理參數(shù)。電容傳感器：是將被測量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化的一種裝置，再經(jīng)測量轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為電壓、電 流或頻率。壓電傳感器：是利用某些電介質(zhì)受力后產(chǎn)生的壓電

12、效應(yīng)制成的傳感器。超聲波傳感器：是利用超聲波的特性研制而成的傳感器?；魻杺鞲衅鳎河没魻栐龀傻膫鞲衅鳌犭娕紓鞲衅鳎菏前褱囟刃盘栟D(zhuǎn)換成電動勢。問答題光電傳感器：光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的。它首先把被測量的變化轉(zhuǎn)換成光信號的變 化，然后借助光電元件進一步將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學(xué)通路和光電元件 三局部組成。什么是壓電效應(yīng)？什么是應(yīng)變效應(yīng)？簡述差動變壓器的組成、工作原理及類型。簡述熱電偶的工作原理答：熱電偶的測溫原理基于物理的“熱電效應(yīng)。所謂熱電效應(yīng)，就是當(dāng)不同材料的異體組成一個 閉合回路時，假設(shè)兩個結(jié)點的溫度不同，那么在回路中將會產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。兩結(jié)點間的溫

13、差越大， 產(chǎn)生的電動勢就越大。弓I入適當(dāng)?shù)臏y量電路測量電動勢的大小，就可測得溫度的大小。以石英晶體為例簡述壓電效應(yīng)產(chǎn)生的原理。答：石英晶體在沿一定的方向受到外力的作用變形時，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時在兩個外表上產(chǎn)生 符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；而當(dāng)作用力方向改變時，電荷的極性隨之 改變。晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。反之，如對石英 晶體施加一定的變電場，晶體本身將產(chǎn)生機械變形，外電場撤離，變形也隨之消失，稱為逆壓電效 應(yīng)。簡述電阻應(yīng)變片式傳感器的工作原理答：電阻應(yīng)變片的工作原理是基于電阻應(yīng)變效應(yīng)，應(yīng)變片由于沒有敏感元件在測試應(yīng)變時，將應(yīng)變

14、 片粘貼在試件外表上，當(dāng)試件受力變形后，使應(yīng)變片電阻值發(fā)生變化，通過測量轉(zhuǎn)換電路最終轉(zhuǎn)換 成電壓或電流的變化。從而到達非電量電測的目的。什么是霍爾效應(yīng)?什么是傳感器的靜態(tài)特性答：傳感器的靜態(tài)特性是指當(dāng)輸入量為常量或變化極慢時傳感器輸入一輸岀特性。什么是熱電動勢、接觸電動勢和溫差電動勢？答：熱電動勢：兩種不同材料的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A、B串接成一個閉合回路，并使兩個結(jié)點處于不同的溫度下，那么回路中就會存在熱電勢。因而有電流產(chǎn)生相應(yīng)的熱電勢稱為溫差電勢或稱熱電勢。接觸電動勢：由兩種不同導(dǎo)體的自由電子，其密度不同而在接觸處形成的熱電勢。它的大小取決于兩導(dǎo)體的性質(zhì)及接觸點的溫度，而與導(dǎo)體的形狀和尺寸無關(guān)。溫

15、差電動勢：是在同一要導(dǎo)體中，由于兩端溫度不同而產(chǎn)生的一種電勢。從傳感器的靜態(tài)特性和動態(tài)特性考慮，應(yīng)如何選用傳感器？答：考慮傳感器的靜態(tài)特性主要指標(biāo)，選用線性度大、遲滯小、重復(fù)性好、分辨力強、穩(wěn)定性高、抗干擾穩(wěn)定性高的傳感器?？紤]動態(tài)特性，所選的傳感器應(yīng)能很好的追隨輸入量的快速變化，即具有很短的暫態(tài)響應(yīng)時間或者應(yīng)具有很寬的頻率響應(yīng)特性。渦流傳感器測量位移與其它位移傳感器比擬，其主要優(yōu)點是什么？渦流傳感器能否測量大位移量？為什么？答：優(yōu)點：能實現(xiàn)非接觸測量，結(jié)構(gòu)簡單，不怕油污等介質(zhì)污染。渦流傳感器不能測量大位移量，只有當(dāng)測量范圍較小時，才能保證一定的線性度。計算題1、 某兩線制電流輸岀型溫度變送器

16、的產(chǎn)品說明書注明其量程范圍為0200°C,對應(yīng)輸岀電流為420mA。求: 當(dāng)測得輸岀電流I=12mA時的被測溫度t 。2、 欲測240V左右的電壓，要求測量示值相對誤差的絕對值不大于%問：假設(shè)選用量程為 250V電壓表，其精度應(yīng)選哪能一級？假設(shè)選用量程為300V和500V的電壓表，其精度又應(yīng)分別選哪一級？3、用一電渦流式測振儀測量某機器主軸的軸向竄動，傳感器的靈敏度為mm最大線性范圍優(yōu)于 1%為5mm現(xiàn)將傳感器安裝在主軸的右側(cè)，如以下圖a所示。使用高速記錄儀記錄下的振動波形如圖b所示。問：1軸向振動 a msin?t 的振幅a m為多少？2主軸振動的基頻 f是多少？3 為了得到較好的

17、線性度與最大的測量范圍，傳感器與被測金屬的安裝距離I為多少毫米為佳?4、有一臺兩線制壓力變送器，量程范圍為01MPa,對應(yīng)的輸岀電流為 420mA求：1壓力p為輸岀電流I的關(guān)系表達式輸入/輸岀方程。圖電渦流式測振儀測量示意圖2 畫岀壓力與輸岀電流間的輸入/輸岀特牲曲線。3當(dāng)p為0MPa 1 MPa和時變送器的輸岀電流。4 如果希望在信號傳輸終端將電流信號轉(zhuǎn)換為15 V電壓，求負載電阻Rl的阻值6 如果測得變送器的輸岀電流為5mA求此時的壓力 P。7 假設(shè)測得變送器的輸岀電流為0，試說明可能是哪幾個原因造成的8請以下圖中的各元器件及儀表正確地連接起來。5、用鎳鉻-鎳硅K熱電偶測爐溫時，其冷端溫度to=3O°C,在直流毫伏表上測得的熱電勢Eab t, 30 0C=，試求爐溫為多少？注：鎳鉻