检测与信号处理技术考核题

1、1、 间接测量 :测量几个被测量有关的物理量，通过函数关系式计算 出被测量的数值。2、 系统误差:指误差变化规律服从某一确定规律的误差。3、 灵敏度 :迟滞特性表明仪表在正（输入量增大）反（输入量减小） 行程期间输入输出曲线不重合的程度。4、 迟滞 :迟滞特性表明仪表在正（输入量增大）反（输入量减小） 行程期间输入输出曲线不重合的程度。5、 绝对压力 :指直接作用于容器或物体表面的压力，即物体承受的实际压力，其零点为绝对真空，符号为 pabs（abs 为下标）。 二、简答题:1、检测与测量的区别解答：检测主要包括检验和测量两方面的含义。检验是分辨出被测参数量值所归属的某一范围带，以此来判别被测

2、参数是否合格或现象是否存在。测量是把被测未知量与同性质的标准量进行比较，确 定被测量对标准量的倍数，并用数字表示这个倍数的过程。2、产生系统误差的常见原因有哪些 ?产生系统误差的常见原因有：仪器误差、环境误差（影响误差）、 理论误差与方法误差和人员误差。3、标准电极定律的实用价值是什么 ?如果两种导体 a、b 分别与第三种导体 c 组成热电偶产生的热电动势已知，则由这两个导体 a、b 组成热电偶产生的热电动势可由下式计 算：这里采用的电极称为标准热电极，在实际应用中，一般标准热电极材料为纯铂。这是因为铂易得纯态，物理化学性质稳定，熔点较高。由于采用了标准电极，大大方便了热电偶的选配工作，只要知

3、道了一些材料与标准热电极相配的热电动势，就可以用上述定律求出任 何两种材料配成热电偶的热电动势。1、 按公式求圆柱体体积 ,若已知 r 约为 4cm,h 约为 10cm, 要使体积 的相对误差等于 2%,试问 r 和 h 的测量的误差应为多少 ?2、 用镍铬一镍硅热电偶测量炉温 ,如果热电偶在工作时的冷端温度为 30 c,测得的热电势指示值为 33.6mv,求被测炉温的实际值?四、查资料 ,简述一种温度测量应用的例子。 (应用背景 , 工作原理 , 参考文献,字数在 1000 字以上)一、热敏电阻在测控系统和电子设备中 ,常常需要用到各种温度参数。测量温度的方法很多 ,可以采用专用的测温芯片或

4、者利用热电偶和热敏电阻实现。但是要实时测量设备的环境工作温度 ,采用热敏电阻具有简单实用 , 最小限度的更改设备电路的优势。热敏电阻的主要优点是电阻温度系数大 ,灵敏度高,响应速度快 ,能进行精密温度测量。 ntc 热敏电阻是一种氧化物的烧结体 ,具有负温度系数 ,与金属热电阻相比 ,电阻温度系数大 ,灵敏度约为金属热电阻的10 倍 ,结构简单 ,电阻率小 ,适于动态测量。热敏电阻与电阻串并联组成的电路具有温度灵敏度高、电路简单、价格便宜等优点 ,在测试 和自动控制领域得到广泛应用。二、ntc 热敏电阻的热电温度特性分析1、温度特性方程热敏电阻的温度特性可用下面经验公式表示 :(1)其中,rt

5、温度为 t 时的热敏电阻阻值;r0温度为常温时的热敏电阻阻值 ,一般常取 t0 为 20;b热敏电阻材料常数 ,b=1365ln由式 (1) 可以看出 ,阻值变化与温度变化为指数关系 ,随温度升高 ,热 敏电阻阻值迅速下降 ,灵敏度高是热敏电阻测温的主要优点。2、热电特性热敏电阻在其自身温度变化 1时,电阻值的相对变化量称为热敏电 阻的温度系数 ,其值为:(2)由式(2)可以看出 ,ntc 热敏电阻的温度系数是负值 ,且与温度变化有关。温度越低 ,温度系数越大,灵敏度越高 ,所以 ntc 热敏电阻常用于 低温测量。三、热敏电阻的测温方法测量的基本原理是通过检测热敏电阻的电气参数来间接测量温度

6、,使用一个热敏电阻 rt、一个分压电阻 r0 和一个 a/d 来完成温度检测。热敏电阻和分压电阻形成分压电路 ,热敏电阻随着温度变化而变化 ,电压也就随着变化。所以只要得到电压值 ,就可以得出热敏电阻的阻值。由于要测量的是温度而不是热敏电阻的阻值 ,为此还需确定热敏 电阻的阻值 rt 和需要检测的温度 t 之间的关系。由 rt 的两个表达式相等可得:等式两端分别取以 e 为底的对数 ,整理可得温度的计算公式为 :t=kln(r0*kc)*kln(t)但 ntc 热敏电阻存在严重的热电非线性 ,对它的非线性误差进行补偿或进行线性化处理是扩大其测量范围和提高测量精度的首要问题。主要缺点是热电特性非

7、线性现象严重 ,使用时必须进行线性补偿 四、使用方式 :1 比较器比较法采用比较器比较法 ,但比较粗糙 ,适用于简单控制。如果对温度控制 要求比较简单 ,可以做一个简单的二值化电路 ,利用比较器来实现。当电压高于某一个阈值时 ,置成高电平 ;电压低于某一个阈值时 ,置成低电平。可以完成简单的温度控制。但是对于不同的热敏电阻需要采用不同 的阈值,要根据电阻的特性或者做试验确定。2 模数转换法采用数模转换法 ,应用查表法或公式计算 ,可获得较精确的温度数据 ,当需要较精确的温度数据时 , 又有相应的资源支持时 ,可采用模数转换器配合单片机来实现。应用查表法或公式计算来得到温度数据。为了得到高的测量

8、精度 ,计算热电偶实际温度测量值时要用其热电动势分度表数据进行插值计算。插值计算方法通常采用线性插值和样 条插值。查表法是一种分段线性插值法 ,它是根据精度要求对反非线性曲线进行分段 ,分段越多 ,线性化精度越高 ,分段后用若干段折线逼近曲线 ,将折点坐标值存入数据表中 , 测量时 , 首先要明确对应输入被测温度t 的输出量热敏电阻阻值 r 是在哪一段,然后根据那一段直线的斜率进行线性插值 ,从而求出被测温度。实际应用当中 ,具体分成几段 ,可 根据精度要求和系统复杂程度综合分析。3 模数转换+计算机采用模数转换 +计算机,可获得精确的温度数据 ,如果需要更为精确的温度数据时,可将 a/d 转换器的数据直接输入计算机来计算获得温度数据。现在计算机运算速度很快 ,温度还原可以用软件实现。由于 c语言相对于汇编语言的最大优点就是数学计算程序简单 ,并有丰富的 库函数可以调用 ,所以用软件实现是最理想的选择。通过实验得到在不同温度下的热敏电阻的阻值 ,作为分立点的坐标值 ,在通过曲线修正方式得到修正公式的参数。按照上