東南大學檢測技術復習課15-16

1、自動檢測技術 復習課2015.1.7自動檢測技術復習自動檢測技術復習題 型 1。填空題。填空題 ： 2*12 =24分分 2。計算與問答題：。計算與問答題： 5題，共題，共56分分 3。綜合分析題：。綜合分析題：1題，題，20分分題型題型Ch1 緒論重點掌握：重點掌握：1 1?，F(xiàn)代檢測系統(tǒng)的組成?，F(xiàn)代檢測系統(tǒng)的組成2 2?，F(xiàn)代檢測系統(tǒng)的分類?，F(xiàn)代檢測系統(tǒng)的分類1. 1. 會構建實際工程物理量的檢測系統(tǒng)（會構建實際工程物理量的檢測系統(tǒng)（* * * *）例如：單路壓力測量系統(tǒng)例如：單路壓力測量系統(tǒng)例如：多路壓力測量系統(tǒng)例如：多路壓力測量系統(tǒng) 傳感器定義及作用傳感器定義及作用 傳感器是檢測系統(tǒng)與被測

2、對象直接發(fā)生聯(lián)系傳感器是檢測系統(tǒng)與被測對象直接發(fā)生聯(lián)系的器件或裝置，由敏感元件和轉換部分組成。的器件或裝置，由敏感元件和轉換部分組成。 作用是感受指定被測參量的變化并按照一定作用是感受指定被測參量的變化并按照一定規(guī)律轉換成一個相應的便于傳遞的輸出信號。規(guī)律轉換成一個相應的便于傳遞的輸出信號。2. 2. 理解傳感器定義、作用、如何選取理解傳感器定義、作用、如何選取傳感器性能要求傳感器性能要求準確性準確性 傳感器的輸出與輸入關系必須是嚴格傳感器的輸出與輸入關系必須是嚴格的單值函數(shù)關系，最好是線性關系的單值函數(shù)關系，最好是線性關系 ；穩(wěn)定性穩(wěn)定性 傳感器的輸入、輸出的單值函數(shù)關系傳感器的輸入、輸出的

3、單值函數(shù)關系最好不隨時間和溫度而變化最好不隨時間和溫度而變化 ；靈敏度靈敏度 要求被測參量較小的變化就可使傳感要求被測參量較小的變化就可使傳感器獲得較大的輸出信號；器獲得較大的輸出信號； 其他要求其他要求 耐腐蝕性要好、低能耗、輸出阻抗耐腐蝕性要好、低能耗、輸出阻抗小和售價相對較低等小和售價相對較低等 。 隨著科技和生產的迅速發(fā)展，現(xiàn)代檢測系統(tǒng)隨著科技和生產的迅速發(fā)展，現(xiàn)代檢測系統(tǒng)(儀表儀表)的種類不斷增加，其分類方法也很多，工的種類不斷增加，其分類方法也很多，工程上常用的幾種分類法如下程上常用的幾種分類法如下 ：按被測參量分類按被測參量分類 按被測參量的檢測轉換方法分類按被測參量的檢測轉換方

4、法分類按使用性質分類按使用性質分類 3. 3. 現(xiàn)代檢測系統(tǒng)分類現(xiàn)代檢測系統(tǒng)分類（1） 按被測參量分類按被測參量分類 電工量電工量熱工熱工機械量機械量物性和成分量物性和成分量光學光學狀態(tài)狀態(tài)（2）、按被測參量的檢測轉換方法分類按被測參量的檢測轉換方法分類電磁轉換電磁轉換光電轉換光電轉換其他能其他能/電轉換電轉換（3）按使用性質分類）按使用性質分類 ：標準表、實驗室表和工業(yè)用表標準表、實驗室表和工業(yè)用表第2章 檢測技術基礎知識重點掌握：重點掌握：1 1。 誤差表示法誤差表示法2 2。檢測儀表選擇。檢測儀表選擇 3 3。誤差分類。誤差分類4 4。 各種誤差的判斷各種誤差的判斷5 5。測量不確定度表

5、示法。測量不確定度表示法6 6。 動態(tài)特性參數(shù)動態(tài)特性參數(shù)0 xXX 絕對誤差絕對誤差 相對誤差相對誤差%100%100000XXXXx引用誤差引用誤差%100*Lx最大引用誤差最大引用誤差%100*maxLx1. 1. 誤差表示方法（會計算）誤差表示方法（會計算）精度等級精度等級 取最大引用誤差百分數(shù)的分子作為檢測儀取最大引用誤差百分數(shù)的分子作為檢測儀器（系統(tǒng)）精度等級的標志，精度等級用符號器（系統(tǒng)）精度等級的標志，精度等級用符號G表示。表示。如如1級儀表，表示最大引用誤差是級儀表，表示最大引用誤差是1%2. 2. 精度等級表示與計算精度等級表示與計算 例例被測電壓實際值約為被測電壓實際值約

6、為21.7 V，現(xiàn)有四種電壓表：，現(xiàn)有四種電壓表：1.5級、量程為級、量程為030 V的的A表；表；1.5級、量程為級、量程為050 V的的B表；表；1.0級、量程為級、量程為050 V的的C表；表；0.2級、量程為級、量程為0360 V的的D表。請問選用哪種規(guī)格的電壓表進行測量表。請問選用哪種規(guī)格的電壓表進行測量所產生的測量誤差較小所產生的測量誤差較小? 解解：四種表進行測量可能產生的最大絕對誤差分：四種表進行測量可能產生的最大絕對誤差分別如下：別如下：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表進行測量所產生的測量誤差較小。表進行測量所產生的測量誤差較小。（1）按誤差的性質分類）按誤差的性質分類 根據(jù)測量誤差的性質、產生測量誤差的根據(jù)測量誤差的性質、產生測量誤差的原因，可分為原因，可分為系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差、隨機誤差隨機誤差和和粗大粗大誤差誤差三類。三類。3. 3. 誤差的分類誤差的分類（2）按被測參量與時間的關系分類：）按被測參量與時間的關系分類： 靜態(tài)誤差靜態(tài)誤差和和動態(tài)誤差動態(tài)誤差。系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 定義、判別定義、判別 減小方法減小方法隨機誤差隨機誤差 定義定義 量化（平均值、

8、標準差、置信區(qū)間的計算）量化（平均值、標準差、置信區(qū)間的計算） 減小方法減小方法粗大誤差粗大誤差 定義、判別定義、判別（1） 標準不確定度標準不確定度（2）擴展不確定度）擴展不確定度測量結果測量結果X的擴展不確定度的擴展不確定度U等于覆蓋因子等于覆蓋因子k與與合成不確度合成不確度uc的乘積，即的乘積，即 U = kuc 測量結果可表示為測量結果可表示為X=xU（P） A類標準不確定度類標準不確定度 B類標準不確定度類標準不確定度5. 5. 測量不確定度含義、標準不確定度計算、測量結果的表示測量不確定度含義、標準不確定度計算、測量結果的表示（1）線性度）線性度（2）靈敏度）靈敏度*（3）重復性）

9、重復性（4）分辨力）分辨力 1.6.3 檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性的主要參數(shù)檢測系統(tǒng)靜態(tài)特性的主要參數(shù) 6. 6. 檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性7. 7. 檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性 一階系統(tǒng)的時域動態(tài)特性參數(shù)一階系統(tǒng)的時域動態(tài)特性參數(shù)時間常數(shù)時間常數(shù) 一階系統(tǒng)為階躍輸入，其輸出量上升到穩(wěn)態(tài)一階系統(tǒng)為階躍輸入，其輸出量上升到穩(wěn)態(tài)值的值的63.2所需的時間，稱時間常數(shù)。一階系統(tǒng)所需的時間，稱時間常數(shù)。一階系統(tǒng)為階躍輸入時響應曲線的初始斜率為為階躍輸入時響應曲線的初始斜率為1/。響應時間響應時間 當系統(tǒng)階躍輸入幅值為當系統(tǒng)階躍輸入幅值為A，得一階系統(tǒng)輸出響，得一階系統(tǒng)輸出響應表達式為應表達

10、式為 1ty tkAe （1-62）第4章 力學量檢測技術重點掌握：重點掌握：1。 壓力表示法壓力表示法 常用壓力傳感器基本原理常用壓力傳感器基本原理 壓力儀表的選擇壓力儀表的選擇2. 力測量方法力測量方法絕對壓力絕對壓力以完全真空(絕對壓力零位)作參考點的壓力稱為絕對壓力 大氣壓力大氣壓力由地球表面大氣層空氣柱重力所形成的壓力稱為大氣壓力 表壓力表壓力 以大氣壓力為參考點大氣壓力為參考點，大于或小于大氣壓力的壓力稱為表壓力 （1個標準大氣壓=101kPa）正壓：絕對壓力101kPa，負壓：絕對壓力噴嘴 文丘里管流量方程：量程比：3：12. 2. 節(jié)流式流量計組成節(jié)流式流量計組成2Avqp3.

11、 3. 轉子流量計工作原理轉子流量計工作原理利用節(jié)流原理測量流體的流量，但在測量過程中節(jié)流件前后的差壓值基本保持不變，而通過節(jié)流面積的變化反映流量的大小。測量原理 轉子流量計本體由垂直錐形管和一只轉子組成轉子流量計流量方程推導轉子流量計流量方程推導體積流量fffvAgVApAq)(22gVpAfff)(受力平衡條件：受力平衡條件： 環(huán)形流通面積A： 若錐形管設計時保證在零刻度處 D= Df，錐形管錐角為，轉子高度為h，因為錐角很小A可近似表示為： )(422fDDAhtgDAfffffvAgVtghDq)(2*流量方程流量方程： 轉子流量計的刻度換算儀表廠在工業(yè)標準狀態(tài)(20 ，0.10133

12、MN)下，以空氣標定測量氣體流量的儀表；以水標定測量液體流量的儀表。實際使用時，若被測介質不是水或空氣，則流量計的指示值與實際流量值之間存在差別，必須對流量指示值按照實際被測介質的密度、溫度、壓力等參數(shù)的具體情況進行刻度修正。對于液體介質，一般只需進行密度修正水標定：實際液體：ffffvAgVtghDq)(2*)() (ffvvqq（1）. 渦輪流量計：精度高，對流體要求高，要潔凈（輸出頻率信號）（2）渦街流量計：不受溫度、壓力、密度、黏度的影響（輸出頻率信號）（3）電磁流量計：壓力損失極小，但測量介質需導電（輸出電壓信號）（4）超聲波流量計：以傳播速度法最普遍（輸出時間信號） 分為：時差法、相差法、頻差法（不受聲速影響） 4. 4. 速度式流量計特點速度式流量計特點4. 4. 超聲波流量計工作原理、性能分析超聲波流量計工作原理、性能分析ucLtucLt212122cLuttttLcu22uDkuDqv2244流體體積流量方程：5. 5. 流量計校準方法流量計校準方法 直接測量法：濕法 離線 在線 間接