自動(dòng)檢測(cè)復(fù)習(xí)課15-16

自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)復(fù)習(xí)課2015.1.7自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)復(fù)習(xí)題型1。填空題：2’*12=24分2。計(jì)算與問(wèn)答題：5題，共56分3。綜合分析題：1題，20分題型Ch1緒論重點(diǎn)掌握： 1?，F(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)的組成 2?，F(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)的分類1.會(huì)構(gòu)建實(shí)際工程物理量的檢測(cè)系統(tǒng)（***）例如：?jiǎn)温穳毫y(cè)量系統(tǒng)例如：多路壓力測(cè)量系統(tǒng)

傳感器定義及作用傳感器是檢測(cè)系統(tǒng)與被測(cè)對(duì)象直接發(fā)生聯(lián)系的器件或裝置，由敏感元件和轉(zhuǎn)換部分組成。作用是感受指定被測(cè)參量的變化并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成一個(gè)相應(yīng)的便于傳遞的輸出信號(hào)。2.理解傳感器定義、作用、如何選取傳感器性能要求準(zhǔn)確性

傳感器的輸出與輸入關(guān)系必須是嚴(yán)格的單值函數(shù)關(guān)系，最好是線性關(guān)系；穩(wěn)定性傳感器的輸入、輸出的單值函數(shù)關(guān)系最好不隨時(shí)間和溫度而變化；靈敏度

要求被測(cè)參量較小的變化就可使傳感器獲得較大的輸出信號(hào)；其他要求耐腐蝕性要好、低能耗、輸出阻抗小和售價(jià)相對(duì)較低等。隨著科技和生產(chǎn)的迅速發(fā)展，現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)(儀表)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：按被測(cè)參量分類按被測(cè)參量的檢測(cè)轉(zhuǎn)換方法分類按使用性質(zhì)分類3.現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)分類（1）按被測(cè)參量分類

電工量熱工機(jī)械量物性和成分量光學(xué)狀態(tài)（2）、按被測(cè)參量的檢測(cè)轉(zhuǎn)換方法分類電磁轉(zhuǎn)換光電轉(zhuǎn)換其他能/電轉(zhuǎn)換（3）按使用性質(zhì)分類：標(biāo)準(zhǔn)表、實(shí)驗(yàn)室表和工業(yè)用表第2章檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)重點(diǎn)掌握：1。誤差表示法2。檢測(cè)儀表選擇

3。誤差分類4。

各種誤差的判斷5。測(cè)量不確定度表示法6。

動(dòng)態(tài)特性參數(shù)絕對(duì)誤差

相對(duì)誤差引用誤差最大引用誤差1.誤差表示方法（會(huì)計(jì)算）精度等級(jí)

取最大引用誤差百分?jǐn)?shù)的分子作為檢測(cè)儀器（系統(tǒng)）精度等級(jí)的標(biāo)志，精度等級(jí)用符號(hào)G表示。如1級(jí)儀表，表示最大引用誤差是1%2.精度等級(jí)表示與計(jì)算

［例］被測(cè)電壓實(shí)際值約為21.7V，現(xiàn)有四種電壓表：1.5級(jí)、量程為0～30V的A表；1.5級(jí)、量程為0～50V的B表；1.0級(jí)、量程為0～50V的C表；0.2級(jí)、量程為0～360V的D表。請(qǐng)問(wèn)選用哪種規(guī)格的電壓表進(jìn)行測(cè)量所產(chǎn)生的測(cè)量誤差較小?

［解]：四種表進(jìn)行測(cè)量可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差分別如下：A表：B表：

C表：D表：

VVVVA表進(jìn)行測(cè)量所產(chǎn)生的測(cè)量誤差較小。（1）按誤差的性質(zhì)分類根據(jù)測(cè)量誤差的性質(zhì)、產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因，可分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差三類。3.誤差的分類（2）按被測(cè)參量與時(shí)間的關(guān)系分類：靜態(tài)誤差和動(dòng)態(tài)誤差。系統(tǒng)誤差定義、判別

減小方法隨機(jī)誤差定義

量化（平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、置信區(qū)間的計(jì)算）

減小方法粗大誤差定義、判別（1）

標(biāo)準(zhǔn)不確定度（2）擴(kuò)展不確定度測(cè)量結(jié)果X的擴(kuò)展不確定度U等于覆蓋因子k與合成不確度uc的乘積，即

U=kuc

測(cè)量結(jié)果可表示為X=x±U（P）

A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度

B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度5.測(cè)量不確定度含義、標(biāo)準(zhǔn)不確定度計(jì)算、測(cè)量結(jié)果的表示（1）線性度（2）靈敏度*（3）重復(fù)性（4）分辨力

1.6.3檢測(cè)系統(tǒng)靜態(tài)特性的主要參數(shù)

6.檢測(cè)系統(tǒng)的靜態(tài)特性7.檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性一階系統(tǒng)的時(shí)域動(dòng)態(tài)特性參數(shù)時(shí)間常數(shù)τ一階系統(tǒng)為階躍輸入，其輸出量上升到穩(wěn)態(tài)值的63.2％所需的時(shí)間，稱時(shí)間常數(shù)。一階系統(tǒng)為階躍輸入時(shí)響應(yīng)曲線的初始斜率為1/τ。響應(yīng)時(shí)間

當(dāng)系統(tǒng)階躍輸入幅值為A，得一階系統(tǒng)輸出響應(yīng)表達(dá)式為（1-62）第4章力學(xué)量檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)掌握：1。壓力表示法常用壓力傳感器基本原理壓力儀表的選擇力測(cè)量方法絕對(duì)壓力——以完全真空(絕對(duì)壓力零位)作參考點(diǎn)的壓力稱為絕對(duì)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——

以大氣壓力為參考點(diǎn)，大于或小于大氣壓力的壓力稱為表壓力（1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=101kPa）正壓：絕對(duì)壓力>101kPa，負(fù)壓：絕對(duì)壓力<101kPa差壓(壓差)——任意兩個(gè)壓力之差稱為差壓1.壓力表示方法2.彈性壓力計(jì)彈性壓力計(jì)基本組成環(huán)節(jié)如圖所示。彈性元件是核心部分，用于感受壓力并產(chǎn)生彈性變形；常見(jiàn)的彈性元件有：彈簧管、波紋管、膜盒3.1.2常用壓力檢測(cè)儀表（1）應(yīng)變式壓力傳感器（2）壓阻式壓力傳感器（3）壓磁式壓力傳感器（4）壓電式壓力傳感器（5）電容式壓力傳感器（6）諧振式壓力傳感器2.工程上常用的壓力傳感器工作原理3.1.2常用壓力檢測(cè)儀表3.應(yīng)變式壓力傳感器測(cè)量電路（如電子秤）彈性元件傳感元件(應(yīng)變片)被測(cè)非電量電阻應(yīng)變3.1.2常用壓力檢測(cè)儀表3.應(yīng)變式壓力傳感器測(cè)量電路（如電子秤）3.1.5壓力檢測(cè)儀表的選擇與安裝（1）量程選擇最大值：2/3（穩(wěn)壓）、1/2（脈動(dòng)）、3/5（高壓）最小值：1/3（2）精度等級(jí)選擇壓力檢測(cè)儀表的精度等級(jí)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程對(duì)壓力測(cè)量所允許的最大誤差，在規(guī)定的儀表精度等級(jí)中選擇確定4.壓力檢測(cè)儀表的旋轉(zhuǎn)3.2.2力的測(cè)量方法力的測(cè)量方法

力平衡法

測(cè)位移法

利用某些物理效應(yīng)測(cè)力

5.力測(cè)量方法磁電式力平衡裝置特點(diǎn)：使用方便，受環(huán)境條件影響較小，體積小、響應(yīng)快，輸出的電信號(hào)易于記錄且便于遠(yuǎn)距離測(cè)量和控制。第5章運(yùn)動(dòng)量檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)掌握：1。運(yùn)動(dòng)量檢測(cè)分類2。常見(jiàn)位移檢測(cè)方法3。常見(jiàn)速度檢測(cè)方法運(yùn)動(dòng)量是描述物體運(yùn)動(dòng)的量，包括位移、速度和加速度。常用位移測(cè)量方法如下：（1）測(cè)量速度積分法（2）回波法（3）線位移和角位移轉(zhuǎn)換法（4）位移傳感器法1.常用位移測(cè)量方法2.常用位移傳感器電位器式位移傳感器1電感式位移傳感器2光柵位移傳感器3感應(yīng)同步器4激光距離檢測(cè)5數(shù)字式編碼器角編碼器在結(jié)構(gòu)上主要由可旋轉(zhuǎn)的碼盤(pán)和信號(hào)檢測(cè)裝置組成。按碼盤(pán)刻度方法及信號(hào)輸出形式分類：增量式絕對(duì)式按碼盤(pán)信號(hào)的讀取方式分類光電式接觸式電磁式8421碼盤(pán)改進(jìn)：采用二進(jìn)制循環(huán)碼盤(pán)(格雷碼盤(pán))，它的相鄰數(shù)的編碼只有一位變化，因此就把誤差控制在最小單位內(nèi)，避免了非單值性誤差。3.數(shù)字式轉(zhuǎn)速檢測(cè)在指定的時(shí)間T內(nèi)，對(duì)轉(zhuǎn)速傳感器的輸出脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。若在時(shí)間T(s)內(nèi)計(jì)數(shù)值為N，轉(zhuǎn)速傳感器每周產(chǎn)生的脈沖數(shù)為Z，則被測(cè)轉(zhuǎn)速n為：測(cè)定傳感器脈沖信號(hào)頻率f就可求出轉(zhuǎn)速n。⑴磁電感應(yīng)式⑵電容式⑶霍爾式⑷光電式第6章溫度檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)掌握：1。溫標(biāo)：種類，ITS-90溫標(biāo)內(nèi)容2。熱電阻測(cè)溫：分度號(hào)、外引線、計(jì)算3。熱電偶測(cè)溫：分度號(hào)、補(bǔ)償導(dǎo)線、冷端補(bǔ)償、計(jì)算4。輻射式測(cè)溫：亮度溫度、比色溫度重申國(guó)際實(shí)用溫標(biāo)單位仍為K，1水的三相點(diǎn)時(shí)溫度值：273.16K；把水的三相點(diǎn)時(shí)溫度值定義為0.01℃（攝氏度），同時(shí)相應(yīng)把絕對(duì)零度修訂為-273.15℃；把整個(gè)溫標(biāo)分成4個(gè)溫區(qū)新確認(rèn)和規(guī)定17個(gè)固定點(diǎn)溫度值1.ITS90基本內(nèi)容熱電阻測(cè)溫方法（1）常用熱電阻材料：鉑電阻、銅電阻、熱敏電阻（2）目前工業(yè)用鉑電阻分度號(hào)（如Pt100）含義（3）溫度計(jì)算，根據(jù)分度表進(jìn)行線性差值計(jì)算2.熱電阻測(cè)溫：材料、分度號(hào)、外引線、溫度計(jì)算熱電阻測(cè)溫方法（4）熱電阻的外引線有兩線制、三線制及四線制三種。2.熱電阻測(cè)溫：材料、分度號(hào)、外引線、溫度計(jì)算熱電阻測(cè)溫方法（4）熱電阻的外引線有兩線制、三線制及四線制三種。2.熱電阻測(cè)溫：材料、分度號(hào)、外引線、溫度計(jì)算熱電阻測(cè)溫方法（4）熱電阻的外引線有兩線制、三線制及四線制三種。2.熱電阻測(cè)溫：材料、分度號(hào)、外引線、溫度計(jì)算熱電偶分類及特性熱電偶閉合回路中產(chǎn)生的熱電勢(shì)由兩種電勢(shì)組成：溫差電勢(shì)和接觸電勢(shì)。溫差電勢(shì)是指同一熱電極兩端因溫度不同而產(chǎn)生的電勢(shì)。接觸電勢(shì)是指兩熱電極由于材料不同而具有不同的自由電子密度，而熱電極接點(diǎn)接觸面處就產(chǎn)生自由電子的擴(kuò)散現(xiàn)象，當(dāng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，在熱電極接點(diǎn)處便產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定電勢(shì)差。3.熱電偶測(cè)溫：原理、分度號(hào)、參比端處理、溫度計(jì)算工業(yè)用熱電偶分度號(hào)與測(cè)溫范圍熱電偶分類及特性FeConstantanU補(bǔ)償導(dǎo)線與參比端處理用熱電偶測(cè)溫：

熱電偶置于被測(cè)溫度場(chǎng)內(nèi)，再用補(bǔ)償導(dǎo)線延伸到測(cè)量?jī)x表處，再由其他溫度計(jì)（熱電阻、熱敏電阻、AD590等）獲取冷端溫度，由溫度計(jì)測(cè)量溫差，再進(jìn)行參比端補(bǔ)償，根據(jù)分度表得到當(dāng)前溫度為什么要用補(bǔ)償導(dǎo)線為什么要參比端補(bǔ)償熱電偶分類及特性（1）亮度溫度：光學(xué)高溫計(jì)、光電高溫計(jì)

亮度溫度比實(shí)際溫度低，需要得到被測(cè)物體的出射度系數(shù)，進(jìn)行修正（2）輻射溫度：輻射溫度計(jì)

輻射溫度比實(shí)際溫度低，需要得到被測(cè)物體的出射度系數(shù)，進(jìn)行修正（3）比色溫度：比色溫度計(jì)

對(duì)于灰體，真實(shí)溫度等于實(shí)際溫度

優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確度較高，更適合在煙霧、粉塵大等惡劣場(chǎng)合使用，許多場(chǎng)合不需要進(jìn)行修正就可得到較準(zhǔn)確的值4.輻射式測(cè)溫：測(cè)溫儀器、基本概念第7章物位檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)掌握：1。電學(xué)法、電磁法、聲學(xué)法、熱學(xué)法測(cè)液位2。電容法測(cè)料位3。分段電容法測(cè)相界面電學(xué)法按工作原理不同又可分為電阻式、電感式和電容式。（1）電阻式液位計(jì)電阻式液位計(jì)的原理是基于液位變化引起電極間電阻變化，由電阻變化反映液位情況。整個(gè)傳感器電阻為1.電學(xué)法測(cè)液位：工作原理工作原理：在液位的連續(xù)測(cè)量中，多使用同心圓柱式電容器，如圖所示。同心圓柱式電容器的電容量液位變化引起等效介電常數(shù)變化，從而使電容器的電容量變化，這就是電容式液位計(jì)的檢測(cè)原理。

（2）電容式液位計(jì)無(wú)論單電極還是雙電極，都可歸結(jié)為2段電容的并聯(lián)2.磁致伸縮法測(cè)液位：工作原理、特點(diǎn)磁致伸縮液位計(jì)由三部分組成：探測(cè)桿(又稱波導(dǎo)管，內(nèi)含磁致伸縮絲)，電路單元和浮子（內(nèi)有一組磁鐵）。

超聲波液位計(jì)按傳聲介質(zhì)不同，可分為氣介式、液介式和固介式三種，三者應(yīng)用場(chǎng)合不同超聲波傳播距離為L(zhǎng)，波的傳播速度為C，傳播時(shí)間為Δt

，則：L是與液位有關(guān)的量，故測(cè)出Δt便可知液位。3.超聲波測(cè)液位：分類及其特點(diǎn)4.熱學(xué)法檢測(cè)高溫金屬液位利用高溫熔融液體在空氣和高溫液體的分界面處溫度場(chǎng)出現(xiàn)突變的特點(diǎn)，用測(cè)量溫度的方法間接獲得高溫金屬熔液液位。熱電法采用熱電偶測(cè)量溫度場(chǎng)，右圖為熱電偶測(cè)量高溫金屬熔液液位原理圖。圖中:a-容器壁；

b-凝固金屬；

c-鋼水；

d-熱電偶。將各測(cè)點(diǎn)上熱電偶的輸出記錄下來(lái)，得到如圖所示的溫度-電勢(shì)分布曲線，曲線上反映出第7個(gè)和第8個(gè)測(cè)點(diǎn)之間產(chǎn)生了溫度突變，因此液面就在第7與第8測(cè)點(diǎn)之間。5.電容法測(cè)料位電容式料位計(jì)在測(cè)量時(shí)，物料的溫度、濕度、密度變化或摻有雜質(zhì)時(shí)，會(huì)引起介電常數(shù)變化，產(chǎn)生測(cè)量誤差。為了消除這一介質(zhì)因素引起的測(cè)量誤差，一般將一根輔助電極始終埋入被測(cè)物料中。設(shè)輔助電極長(zhǎng)L0，它相對(duì)于料位為零時(shí)的電容變化量為：

主電極的電容變化量為，則有：

由于L0是常數(shù)，因此料位變化僅與兩個(gè)電容變化量之比有關(guān)，而介質(zhì)—因素波動(dòng)所引起的電容變化對(duì)主電極與輔助電極是相同的，相比時(shí)被抵消掉，從而起到誤差補(bǔ)償作用。6.分段電容法測(cè)相界面C1~C10的電容值是需要經(jīng)過(guò)測(cè)量才能得到的，可以判斷出C8、C9和C10充滿的是介質(zhì)水，C1~C4充滿的是介質(zhì)原油，C1中充入的是原油但沒(méi)有充滿，C7中充有原油和水兩種介質(zhì)，也就是說(shuō)原油與水的分界面在C7段電容傳感器中，由于每個(gè)傳感器的高度都為L(zhǎng)0，由圖可得油水界面高度為：H=3L0+Lx

第8章流量檢測(cè)技術(shù)重點(diǎn)掌握：1。流量基本概念2。節(jié)流式流量計(jì)特點(diǎn)3。容積式流量計(jì)特點(diǎn)4。速度式流量計(jì)特點(diǎn)5。超聲波流量計(jì)原理、性能分析6。質(zhì)量流量計(jì)分類7。液體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置工作原理 指單位時(shí)間內(nèi)流體流經(jīng)管道橫截面的數(shù)量。 當(dāng)流體以體積表示時(shí)稱為體積流量,以質(zhì)量表示時(shí)稱為質(zhì)量流量。

體積流量

質(zhì)量流量累積體積流量累積質(zhì)量流量1.流量基本概念：流量定義、流速分布、流量計(jì)分類、參數(shù)

流量計(jì)用于測(cè)量流量的計(jì)量器具。一次裝置安裝于流體導(dǎo)管內(nèi)部或外部，根據(jù)流體與一次裝置相互作用的物理定律，產(chǎn)生一個(gè)與流量有確定關(guān)系的信號(hào)； 二次儀表接受一次裝置的信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成流量顯示信號(hào)或輸出信號(hào)。雷諾數(shù)ReD=2320是從層流轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪鞯呐R界值。當(dāng)流體ReD小于該值時(shí)，流動(dòng)是層流；大于該值時(shí)，流動(dòng)就開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)槲闪?。穩(wěn)定流和不穩(wěn)定流層流與紊流1.流體物理性質(zhì)和管流基礎(chǔ)知識(shí)流速分布

層流狀態(tài)下流速呈軸對(duì)稱拋物線分布，紊流狀態(tài)下流速呈軸對(duì)稱指數(shù)曲線分布，流速在管中心軸上達(dá)到最大。

流量測(cè)量方法，特點(diǎn)⑴差壓式流量測(cè)量法；⑵速度式流量測(cè)量法；⑶容積式測(cè)量法；⑷質(zhì)量流量測(cè)量法。流量?jī)x表主要技術(shù)指標(biāo)（1）流量范圍（2）量程和范圍度（3）壓力損失

組成： 節(jié)流元件、測(cè)量管段與取壓裝置。標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件有孔板，噴嘴和文丘里管壓力損失對(duì)比：孔板>噴嘴>文丘里管流量方程：量程比：3：12.節(jié)流式流量計(jì)組成3.轉(zhuǎn)子流量計(jì)工作原理

利用節(jié)流原理測(cè)量流體的流量，但在測(cè)量過(guò)程中節(jié)流件前后的差壓值基本保持不變，而通過(guò)節(jié)流面積的變化反映流量的大小。⑴測(cè)量原理轉(zhuǎn)子流量計(jì)本體由垂直錐形管和一只轉(zhuǎn)子組成轉(zhuǎn)子流量計(jì)流量方程推導(dǎo)體積流量受力平衡條件：環(huán)形流通面積A：

若錐形管設(shè)計(jì)時(shí)保證在零刻度