安全監(jiān)測與監(jiān)控技術

安全監(jiān)測與監(jiān)控技術（這些問題由廖佩與我上課所做的筆記，此課程剛開始時有少量問題沒有記錄下來，歡迎大家補充或者糾錯）直接檢測用于一般檢測，直接檢測法不能檢測出來用間接檢測偏差法為什么精度不高？被測量與檢測儀器之間有電壓差，回路中有電流，負載效應。預警與報警的不同？本質區(qū)別在于有沒有預測模型或模式。預警在一定程度上是對危險源狀態(tài)的轉化過程實現(xiàn)在線仿真。真值由人來定義，本身就是變化的。重復條件包括？相同的測量程序相同的測量條件相同的測量人員相同的測量設備相同的地點為什么一切測量都存在誤差？測量受到各種限制，真值不可測量。絕對誤差的優(yōu)缺點？優(yōu)點：比較直觀缺點：同性質不同量程不能比較，不同性質的測量儀器不能比較五種測量誤差產生的原因分別會引起什么誤差？測量方法引起的誤差，設備引起的誤差，負載效應引起的誤差都是系統(tǒng)誤差。環(huán)境條件引起的誤差：溫度、濕度、氣壓按一定規(guī)律變化產生系統(tǒng)誤差，多種環(huán)境因素綜合作用產生隨機誤差。測量人員引起的誤差：生理缺陷、不良讀數(shù)習慣造成系統(tǒng)誤差，粗心大意造成差錯為隨機誤差。怎樣減少負載效應？測量裝置的輸入阻抗應遠大于被測對象的輸出阻抗。最小二乘法用于什么？最小二乘法用于被測量與誤差估計，檢測儀器特性的精度。可以擴大的量程的方法？制定修正表裝置刻度盤的非線性標定選擇與被測量成線性函數(shù)的量做輸出合理選擇非線性傳感器的規(guī)定特性曲線用切換測量極限法擴大量程在小范圍線性化特性區(qū)域內工作不行可靠性并聯(lián)系統(tǒng)特性？并聯(lián)整體可靠度大幅度提高。研究可靠性問題的方法？數(shù)據(jù)+實驗信號分析的目的？去除干擾型號，獲取有用信號。信號分析內容？譜分析相關分析濾波技術統(tǒng)計分析信號分析采用了哪些數(shù)學工具？傅里葉級數(shù)（周期）概率統(tǒng)計（隨機）傅里葉積分（非周期）信號采樣頻率的要求是什么？在理想的數(shù)據(jù)采樣系統(tǒng)中，為使采樣輸出信號能無失真地復現(xiàn)原輸入信號，必須使采樣頻率fs至少為輸入信號最高有效頻率fm的兩倍。相關函數(shù)與功率譜密度函數(shù)的異同點？同：表述信號間的相關關系異:相關函數(shù)式信號間相關程度的時域描述，功率譜密度函數(shù)是信號間相關程度的頻域描述。如何知道靜態(tài)特性？理論推導實驗（標定實驗，校準實驗）靈敏度的特點以及如何選擇靈敏度？靈敏度越高，測量范圍越窄，穩(wěn)定性越差；靈敏度越高，測量精度越高，越便于檢測者讀數(shù)。放大器的放大倍數(shù)影響靈敏度，在滿足測量要求的條件下，盡量選擇靈敏度低的。非線性度大有什么影響？使檢測準確度下降（標識誤差，計算誤差大）測量范圍變小儀器在檢測范圍內靈敏度是變化的一般不適于快速測量重復精度表征隨機誤差，準確度表征系統(tǒng)誤差。偏離實際值的程度是由于測量裝置造成的原因。靈敏度與分辨率的差別/靈敏度測量裝置對輸入變化的反應能力，分辨率側重示值的變化靈敏度是局部指標，分辨率是整體指標靈敏度與分辨率量綱不同零點出現(xiàn)變化的主要原因？裝置內部元件的發(fā)熱或環(huán)境溫度的變化研究系統(tǒng)動態(tài)特性的目的？為了建立一個合適頻率范圍及動態(tài)誤差要求的檢測裝置，根據(jù)裝置范圍估計動態(tài)誤差。為什么三種模型（微分方程，傳遞函數(shù)，頻率響應函數(shù)）可以相互轉換？因為它們從不同角度描述基本特性以傳遞函數(shù)作為數(shù)學模型有什么優(yōu)點？不需要得到輸出變化曲線，只需要根據(jù)極點、零點分析動態(tài)特性方便于系統(tǒng)整體模型求取便于整個系統(tǒng)的設計與調節(jié)為什么需要傳遞函數(shù)？高階微分方程求解困難，為了求解動態(tài)特性，所以需要傳遞函數(shù)極坐標圖如何畫，有何特點？實部與虛部，極坐標圖能得出靜態(tài)所有特性用伯德圖分析有什么優(yōu)點圖形制作，參數(shù)調整變得很方便閉環(huán)系統(tǒng)的相對誤差公式反應了什么？說明有反饋系統(tǒng)精度提高，當KF遠遠大于1時，系統(tǒng)誤差等于反饋系統(tǒng)誤差提高系統(tǒng)精度的途徑？提高主通道靈敏度降低反饋系統(tǒng)的相對誤差動態(tài)監(jiān)測時候對輸入信號頻率的要求？盡量遠離轉折頻率（小于）動態(tài)系統(tǒng)指標包含哪些？頻帶寬度超調量動態(tài)時間轉折頻率如何確定？一階系統(tǒng)對應的轉折頻率為—3db對應的轉折頻率，高頻段與低頻段漸近線的焦點為二階系統(tǒng)轉折頻率（—20db/十倍為一階，—40db/十倍為二階）一階系統(tǒng)的單位脈沖結果能得到哪些信息？時間常數(shù)數(shù)學模型為什么一階系統(tǒng)只能精確或比較精確測量定?；蚓徛兓锢砹?？因為存在時間常數(shù)，從幅值特性圖上一階系統(tǒng)對高頻信號衰減嚴重影響一階系統(tǒng)性能參數(shù)是什么？如何影響？K影響靜態(tài)特性，K越大，靜態(tài)靈敏度越好時間常數(shù)越大，頻帶寬度越窄，動態(tài)響應越慢影響二階系統(tǒng)動態(tài)特性的參數(shù)？固有頻率越大，頻帶越寬，反應越快，阻尼比最佳值為0.707阻值的有極性對檢測的影響？使檢測分辨率、靈敏度降低。如何提高有極性？電阻絲越細越好，電阻率越大越好，采用精密加工工藝。變阻式傳感器的特點？質量輕，快速響應快，性能穩(wěn)定，結構簡單，受溫度影響大，分辨率低，非線性度大。提高繞線式變阻器傳感器分辨率方法？消除有極性，用導電薄膜導電陶瓷電阻應變式傳感器優(yōu)點缺點？優(yōu)點：體積小，重量輕，動態(tài)響應快，精度高，使用方便缺點：大應變具有非線性，輸出信號較小，抗干擾能力差，不適合檢測高溫。電阻式應變式傳感器對電阻絲的要求？靈敏度系數(shù)S要大，以保持線性；電阻率ρ要大電阻溫度系數(shù)小耐高溫，ρ和A受溫度影響小具有優(yōu)良的加工焊接功能電阻式應變式傳感器為什么要限制最大工作電流？電流過大會導致過熱，燒壞電阻絲，影響應變傳遞減小橫向效應措施？絲式采用V型（不是很實用，容易折斷),采用箔絲或半導體提高應變式傳感器靈敏度措施？選擇半導體在測量電路選用全橋接法在滿足最大工作電流限制的情況下盡量提高工作電壓電容式傳感器優(yōu)缺點？優(yōu)點：結構簡單，動態(tài)響應快，抗過載能力強，價格低廉缺點：分布電容與寄生電容對電容式傳感器精度有影響（因傳感器電容太小）電容式傳感器防干擾方式？縮短線路長度，放大電路小型化，與電容式傳感器自成一體采用雙屏蔽電纜線極距變化型、面積變化型、介電常數(shù)變化型三種電容式傳感器哪種靈敏度最高極距變化型選擇差動式傳感器有什么優(yōu)點？可以提高靈敏度能夠增加測量線性范圍能夠減少環(huán)境溫度、電源電壓對測量精度的影響調頻電路的優(yōu)缺點？優(yōu)點：可以測量到0.01μm的位移，靈敏度高缺點：受電纜線分布電容影響，線路復雜，非線性有點大，振蕩頻率易受分布電容和溫度影響提高調頻電路測量精度措施？采取穩(wěn)壓電源，增大C1，C2電渦流傳感器工作原理？線圈中通入高頻正弦電流，線圈產生交變磁通，導致附近附近導體也發(fā)生效應產生電渦流，電渦流產生反作用線圈的交變磁通，使線圈有效阻抗發(fā)生變化，從而反應變測量變化。電渦流傳感器優(yōu)點？可以實現(xiàn)動態(tài)非接觸檢測（最大優(yōu)點），結構簡單，應用領域廣電渦流傳感器可以測量的物理量？位移振動厚度金屬表面溫度金屬材料硬度無損探傷金屬材質鑒別為什么螺旋管相對于非螺旋管的靈敏度要低但應用最廣？因為螺管型示值范圍大，線性好，制造方便，可互換性好，能實現(xiàn)零輸入零輸出，靈敏度低在后續(xù)放大電路中得以解決。電感式傳感器采用怎樣測量電路？運放電路變壓器電橋調頻電路（雙T電路不行）為什么電感式傳感器動態(tài)響應最慢？因為銜鐵有質量磁電式傳感器最大優(yōu)點？無源，抗外界干擾能力強石英晶體與壓電陶瓷在使用中如何選擇？高頻高溫硬接觸選擇石英晶體；小信號檢測、低成本時候選擇壓電陶瓷為什么壓電傳感器只能應用于動態(tài)監(jiān)測，不能用于靜態(tài)檢測？由于壓電傳感器本身存在電容，靜態(tài)檢測時產生電量很快被消耗掉，動態(tài)監(jiān)測可以不斷補充電量怎樣提高壓電式傳感器靈敏度？減小厚度，串并聯(lián)，盡量減小反饋電路電容電荷放大器有什么優(yōu)缺點？優(yōu)點：線性好，抗干擾能力強，適合于弱信號遠距離檢測缺點：線路復雜，成本高熱電勢產生的條件？兩種不同金屬做成；存在溫差熱電偶測溫度時，冷端溫度不為零時，怎么求實際值？Eab（T，T0）=Eab（T，0）+Eab（0，T0）測量出實際電壓，先查T0對應分度表中的電壓值，然后加上測量值得到實際電壓值，再查分度表得出實際溫度值。熱敏電阻優(yōu)缺點？溫度系數(shù)比金屬大4~9倍可以制成正溫度、逆溫度、臨界溫度系數(shù)電阻率大，體積小，熱慣性小，適用于點溫度、表面溫度、快速變化溫度結構簡單、機械性能好，可以根據(jù)不同要求制成不同形狀非線性大，熱穩(wěn)定性差光電效應分為哪幾種類型？內光電效應（光敏電阻）外光電效應（真空光電管）光伏效應（光電池）氣敏電阻工作原理？由于可燃性氣體離解能較小，當它遇到N型半導體時，電子向半導體轉移，載流子增加，內阻下降；當遇到P型半導體時，電子轉移，載流子減少，內阻下降。影響霍爾元件靈敏度因素？磁場強度夾角控制電流電阻率厚度（ＰＰＴ有公式，根據(jù)公式可以知道各因素具體如何影響靈敏度）磁敏管工作原理？磁敏管在ＮＰ區(qū)制作一個高負荷區(qū)，當磁敏管正向偏置，載流子在洛倫茲力作用下偏向（偏離）負荷區(qū)，使電流（減?。┰龃?，電流的增減程度與外加磁場有關，因此根據(jù)電流變化可以檢測磁場強度以及與磁場有關被測量。光敏二極管利用了光伏效應檢測小位移可以用哪些傳感器？應變式、電容式、電渦流式、差動電壓器、壓電式、霍爾元件、自感式近表面檢測，哪些元件可以運用？射線探測、超聲波探測、磁粉探傷、渦流探傷簡述縱波探傷原理？探頭發(fā)射縱波經(jīng)過耦合劑進入工件內部，在工件中傳播，遇到缺陷或底面產生發(fā)射，該反射波經(jīng)檢測儀器檢測能顯示缺陷波的波峰及位移，進而缺陷的位置及大小。在檢測中，若不出現(xiàn)反射波，只有初始波，是否存在缺陷，若存在，是什么？存在。缺陷為大面積楔形缺陷。水浸法的優(yōu)點是什么？性能穩(wěn)定，能檢測到很小的缺陷，適合于曲面檢測。簡述脈沖反射式超聲波探傷儀的原理？當電路接通電源后，同步電路開始工作，產生同步脈沖信號，同步脈沖信號同時觸發(fā)發(fā)射電路和時基電路，發(fā)射電路被觸發(fā)后產生高頻電脈沖信號，該電脈沖信號作用于探頭，通過探頭利用逆電壓效應，產生超聲波，超聲波在工件里傳播，遇到界面介質產生反射，該反射信號被探頭接收，送至放大電路，經(jīng)放大電路放大、檢修，顯示在電路的垂直偏轉板上，形成垂直的傷波和底波。時基電路被觸發(fā)后，產生鋸齒形，加在示波器的水平加載線上，該掃描信號按時間順序分開顯示出來，顯示實際掃描線。怎樣選擇超聲波探頭的工作頻率？總原則：是在保證探傷靈敏度的前提下盡能選用較低的頻率。其次，小缺陷選擇高靈敏度高頻率；大缺陷選擇頻率低一些的。磁粉探傷的三個必須的步驟是那些？1、工件預處理2、必須在磁化工件添加適量磁粉3、必須對所有的磁痕觀察和解釋連續(xù)法的一般步驟：預處理——工作磁化（同時澆注磁懸液或噴灑磁粉）——觀察評定——退磁及后處理聲發(fā)射檢測的主要目的：1、確定聲發(fā)射源的部位；2、分析聲發(fā)射源的性質；3、確定聲發(fā)射發(fā)生的時間或