东南大学检测技术复习课15-16

1、自动检测技术 复习课2015.1.7自动检测技术复习自动检测技术复习题 型 1。填空题。填空题 ： 2*12 =24分分 2。计算与问答题：。计算与问答题： 5题，共题，共56分分 3。综合分析题：。综合分析题：1题，题，20分分题型题型Ch1 绪论重点掌握：重点掌握：1 1。现代检测系统的组成。现代检测系统的组成2 2。现代检测系统的分类。现代检测系统的分类1. 1. 会构建实际工程物理量的检测系统（会构建实际工程物理量的检测系统（* * * *）例如：单路压力测量系统例如：单路压力测量系统例如：多路压力测量系统例如：多路压力测量系统 传感器定义及作用传感器定义及作用 传感器是检测系统与被测

2、对象直接发生联系传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的器件或装置，由敏感元件和转换部分组成。的器件或装置，由敏感元件和转换部分组成。 作用是感受指定被测参量的变化并按照一定作用是感受指定被测参量的变化并按照一定规律转换成一个相应的便于传递的输出信号。规律转换成一个相应的便于传递的输出信号。2. 2. 理解传感器定义、作用、如何选取理解传感器定义、作用、如何选取传感器性能要求传感器性能要求准确性准确性 传感器的输出与输入关系必须是严格传感器的输出与输入关系必须是严格的单值函数关系，最好是线性关系的单值函数关系，最好是线性关系 ；稳定性稳定性 传感器的输入、输出的单值函数关系传感器的输入、输出的

3、单值函数关系最好不随时间和温度而变化最好不随时间和温度而变化 ；灵敏度灵敏度 要求被测参量较小的变化就可使传感要求被测参量较小的变化就可使传感器获得较大的输出信号；器获得较大的输出信号； 其他要求其他要求 耐腐蚀性要好、低能耗、输出阻抗耐腐蚀性要好、低能耗、输出阻抗小和售价相对较低等小和售价相对较低等 。 随着科技和生产的迅速发展，现代检测系统随着科技和生产的迅速发展，现代检测系统(仪表仪表)的种类不断增加，其分类方法也很多，工的种类不断增加，其分类方法也很多，工程上常用的几种分类法如下程上常用的几种分类法如下 ：按被测参量分类按被测参量分类 按被测参量的检测转换方法分类按被测参量的检测转换方

4、法分类按使用性质分类按使用性质分类 3. 3. 现代检测系统分类现代检测系统分类（1） 按被测参量分类按被测参量分类 电工量电工量热工热工机械量机械量物性和成分量物性和成分量光学光学状态状态（2）、按被测参量的检测转换方法分类按被测参量的检测转换方法分类电磁转换电磁转换光电转换光电转换其他能其他能/电转换电转换（3）按使用性质分类）按使用性质分类 ：标准表、实验室表和工业用表标准表、实验室表和工业用表第2章 检测技术基础知识重点掌握：重点掌握：1 1。 误差表示法误差表示法2 2。检测仪表选择。检测仪表选择 3 3。误差分类。误差分类4 4。 各种误差的判断各种误差的判断5 5。测量不确定度表

5、示法。测量不确定度表示法6 6。 动态特性参数动态特性参数0 xXX 绝对误差绝对误差 相对误差相对误差%100%100000XXXXx引用误差引用误差%100*Lx最大引用误差最大引用误差%100*maxLx1. 1. 误差表示方法（会计算）误差表示方法（会计算）精度等级精度等级 取最大引用误差百分数的分子作为检测仪取最大引用误差百分数的分子作为检测仪器（系统）精度等级的标志，精度等级用符号器（系统）精度等级的标志，精度等级用符号G表示。表示。如如1级仪表，表示最大引用误差是级仪表，表示最大引用误差是1%2. 2. 精度等级表示与计算精度等级表示与计算 例例被测电压实际值约为被测电压实际值约

6、为21.7 V，现有四种电压表：，现有四种电压表：1.5级、量程为级、量程为030 V的的A表；表；1.5级、量程为级、量程为050 V的的B表；表；1.0级、量程为级、量程为050 V的的C表；表；0.2级、量程为级、量程为0360 V的的D表。请问选用哪种规格的电压表进行测量表。请问选用哪种规格的电压表进行测量所产生的测量误差较小所产生的测量误差较小? 解解：四种表进行测量可能产生的最大绝对误差分：四种表进行测量可能产生的最大绝对误差分别如下：别如下：A表：表：B表：表： C表：表： D表：表： 45. 030*%5 . 1*maxmaxLxV75. 050*%5 . 1*maxmaxLx

7、V50. 050*%0 . 1*maxmaxLxV72. 0360*%2 . 0*maxmaxLxVA表进行测量所产生的测量误差较小。表进行测量所产生的测量误差较小。（1）按误差的性质分类）按误差的性质分类 根据测量误差的性质、产生测量误差的根据测量误差的性质、产生测量误差的原因，可分为原因，可分为系统误差系统误差、随机误差随机误差和和粗大粗大误差误差三类。三类。3. 3. 误差的分类误差的分类（2）按被测参量与时间的关系分类：）按被测参量与时间的关系分类： 静态误差静态误差和和动态误差动态误差。系统误差系统误差 定义、判别定义、判别 减小方法减小方法随机误差随机误差 定义定义 量化（平均值、

8、标准差、置信区间的计算）量化（平均值、标准差、置信区间的计算） 减小方法减小方法粗大误差粗大误差 定义、判别定义、判别（1） 标准不确定度标准不确定度（2）扩展不确定度）扩展不确定度测量结果测量结果X的扩展不确定度的扩展不确定度U等于覆盖因子等于覆盖因子k与与合成不确度合成不确度uc的乘积，即的乘积，即 U = kuc 测量结果可表示为测量结果可表示为X=xU（P） A类标准不确定度类标准不确定度 B类标准不确定度类标准不确定度5. 5. 测量不确定度含义、标准不确定度计算、测量结果的表示测量不确定度含义、标准不确定度计算、测量结果的表示（1）线性度）线性度（2）灵敏度）灵敏度*（3）重复性）

9、重复性（4）分辨力）分辨力 1.6.3 检测系统静态特性的主要参数检测系统静态特性的主要参数 6. 6. 检测系统的静态特性检测系统的静态特性7. 7. 检测系统的动态特性检测系统的动态特性 一阶系统的时域动态特性参数一阶系统的时域动态特性参数时间常数时间常数 一阶系统为阶跃输入，其输出量上升到稳态一阶系统为阶跃输入，其输出量上升到稳态值的值的63.2所需的时间，称时间常数。一阶系统所需的时间，称时间常数。一阶系统为阶跃输入时响应曲线的初始斜率为为阶跃输入时响应曲线的初始斜率为1/。响应时间响应时间 当系统阶跃输入幅值为当系统阶跃输入幅值为A，得一阶系统输出响，得一阶系统输出响应表达式为应表达

10、式为 1ty tkAe （1-62）第4章 力学量检测技术重点掌握：重点掌握：1。 压力表示法压力表示法 常用压力传感器基本原理常用压力传感器基本原理 压力仪表的选择压力仪表的选择2. 力测量方法力测量方法绝对压力绝对压力以完全真空(绝对压力零位)作参考点的压力称为绝对压力 大气压力大气压力由地球表面大气层空气柱重力所形成的压力称为大气压力 表压力表压力 以大气压力为参考点大气压力为参考点，大于或小于大气压力的压力称为表压力 （1个标准大气压=101kPa）正压：绝对压力101kPa，负压：绝对压力喷嘴 文丘里管流量方程：量程比：3：12. 2. 节流式流量计组成节流式流量计组成2Avqp3.

11、 3. 转子流量计工作原理转子流量计工作原理利用节流原理测量流体的流量，但在测量过程中节流件前后的差压值基本保持不变，而通过节流面积的变化反映流量的大小。测量原理 转子流量计本体由垂直锥形管和一只转子组成转子流量计流量方程推导转子流量计流量方程推导体积流量fffvAgVApAq)(22gVpAfff)(受力平衡条件：受力平衡条件： 环形流通面积A： 若锥形管设计时保证在零刻度处 D= Df，锥形管锥角为，转子高度为h，因为锥角很小A可近似表示为： )(422fDDAhtgDAfffffvAgVtghDq)(2*流量方程流量方程： 转子流量计的刻度换算仪表厂在工业标准状态(20 ，0.10133

12、MN)下，以空气标定测量气体流量的仪表；以水标定测量液体流量的仪表。实际使用时，若被测介质不是水或空气，则流量计的指示值与实际流量值之间存在差别，必须对流量指示值按照实际被测介质的密度、温度、压力等参数的具体情况进行刻度修正。对于液体介质，一般只需进行密度修正水标定：实际液体：ffffvAgVtghDq)(2*)() (ffvvqq（1）. 涡轮流量计：精度高，对流体要求高，要洁净（输出频率信号）（2）涡街流量计：不受温度、压力、密度、黏度的影响（输出频率信号）（3）电磁流量计：压力损失极小，但测量介质需导电（输出电压信号）（4）超声波流量计：以传播速度法最普遍（输出时间信号） 分为：时差法、相差法、频差法（不受声速影响） 4. 4. 速度式流量计特点速度式流量计特点4. 4. 超声波流量计工作原理、性能分析超声波流量计工作原理、性能分析ucLtucLt212122cLuttttLcu22uDkuDqv2244流体体积流量方程：5. 5. 流量计校准方法流量计校准方法 直接测量法：湿法 离线 在线 间接