【正文】 程 的讀者來信 提問 匯總 ，課程組的 回 答 （按章分類） 檢測(cè)技術(shù)教材的目錄 第一章 檢測(cè)技術(shù)的基本概念 第二章 電阻傳感器 第三章 電感傳感器 第四章 電渦流傳感器 第五章 電容傳感器 第六章 壓電傳感器 第七章 超聲波傳感器 第八章 霍爾傳感器 第九章 熱電偶傳感器 第十章 光電傳感器 第十一章 數(shù)字式位置傳感器 第十二章 檢測(cè)系統(tǒng)的抗干擾技術(shù) 第十三章 傳感器在現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用 一、 第一章的 提問及回 Liangsen 老師 的回答 關(guān)于儀表等級(jí)的一個(gè)問題： 劉 *遠(yuǎn) 問： 梁老師 :我在教學(xué)過程中遇到一個(gè)問題 ， 麻煩您幫我解決 .題目如下 : 某個(gè)測(cè)溫儀表測(cè)量范圍是 0~800 攝氏度 .使用后重新校驗(yàn) ， 發(fā)現(xiàn)最大絕對(duì)誤差為 6℃ ， 此儀表等級(jí)為多少呢 ? 因?yàn)檫@是選擇題 ， 而根據(jù)我們的計(jì)算是 級(jí)的 .但是國家儀表等級(jí)無此 ， 所以麻煩梁老師解疑 .謝謝 ! 課程組答 ： 某個(gè)測(cè)溫儀表測(cè)量范圍是 0~800℃ ， 使用后重新校驗(yàn) ， 發(fā)現(xiàn)最大絕對(duì)誤差為 6℃ ， 此儀表等級(jí)為 （ 6/800） 100%= 級(jí) 但是國家儀表等級(jí)無此 ， 所以取 低一個(gè)等級(jí)的準(zhǔn)確度 級(jí)別，為 級(jí) 劉 *遠(yuǎn) 問： 梁老師 ， 很感謝您的解 您的回答， 但是我還有個(gè)疑問 ， 因?yàn)?準(zhǔn)確度等級(jí) 中有 級(jí)和 級(jí) ， 為什么選 級(jí)呢 ? 課程組答 ：如果一臺(tái)儀表，準(zhǔn)確度只 能達(dá)到 %，那么你能說它滿足 %的指標(biāo)嗎？ 不能， 所以要往差的靠， 這臺(tái)表只能達(dá)到 級(jí)。指示值為 1kg。原因是，不應(yīng)該用20kg 的磅秤來稱數(shù)量較小的物體。但是若沒有其它附加說明，有時(shí)也可以認(rèn)為分辨力就等于它的最大絕對(duì)誤差。 當(dāng)該數(shù)字表的示值為 5V，誤差可能達(dá)到 177。 它的倒數(shù)是 1/1999 也約等于 %。 課程組答 ：隨機(jī)誤差，系統(tǒng)誤差 ， 兩者皆有 6）加熱絲的電阻隨溫度變化對(duì)恒溫器溫度帶來的誤差。 課程組答 ：錯(cuò)誤 3） 被測(cè)電阻的真值包含在區(qū)間 (， ） Ω內(nèi)的概率是 。 4）用求導(dǎo)法計(jì)算 p1=2MPa 和 p2=8MPa 時(shí)的靈敏度 K K2， K1≠K2 說明什么？ 5）畫出靈敏度曲線圖。 ,測(cè)量氣體壓力應(yīng)選擇 阻式壓力傳感器。若希望靈敏度不要 太高 ， 可將 RP往 ___右 _(左 /右 ） 調(diào)節(jié)。 圖 232 氣泡式水平儀結(jié)構(gòu)簡圖 1—被測(cè)平面 2—導(dǎo)電水柱 3—?dú)馀?4—密封玻璃管 5—不銹鋼電極 6—公共電極 7—外殼 1）當(dāng)被測(cè)平面完全水平時(shí)，氣泡應(yīng)處于玻璃管的 ___（不可能偏左或偏右） _____位置，左右兩側(cè)的不銹鋼電極與公共電極之間的電阻 R R2的阻值 ____（不可能不相等） _____。因此使用電池為電源、作長期監(jiān)測(cè)儀表使用時(shí) ， 電池的消耗較 __大 __(大 /小 )。 2 在 0 度時(shí)調(diào)零。 當(dāng)達(dá)到一定溫度以后 PTC 阻值急劇上升電流下降時(shí)，溫度下降，電流就上去了。 在顯像管的燈絲回路串一負(fù)溫度系數(shù)的 CTR。然后它就發(fā)熱，電阻就上升，電流就很小了。 （ 2） P82 書上第一行末寫著 “由于激勵(lì)源頻率較高，所以圈數(shù)不必太多 ”這二者有什么關(guān)系？ 這是感抗的問題。如果使用電壓輸出，有可能產(chǎn)生壓降，傳輸距離越遠(yuǎn)，得到的電壓就越小。 1）請(qǐng)根據(jù)學(xué)過的電工知識(shí)，比較它們測(cè)量轉(zhuǎn)速的工作原理有何本質(zhì)區(qū)別，并分別寫出圖 a 和圖 b 所舉實(shí)例中轉(zhuǎn)速 n 的計(jì)算公式。 3)當(dāng) p 為 0MPa、 1MPa 和 時(shí)變送器的輸出電流。 2）畫出測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖，并說明各部分的作用。每當(dāng)有鋼絲掠過電渦流接近開關(guān)時(shí)，輸出一個(gè)脈沖。 課程組答 ：可 參考教材的圖。請(qǐng)分析填空 : 1）因?yàn)樗幤な?_不導(dǎo)電 ___(導(dǎo)電 /不導(dǎo)電）材料 ， 所以對(duì)電渦流探頭不起作用。 4）為了得到較好的線性 度與最大的測(cè)量范圍 ， 傳感器與被測(cè)金屬的安裝距離 l 為多少毫米為佳 5/2= 問： .軋鋼生產(chǎn)中，鋼板厚度是一個(gè)非常重要的參數(shù)，故在軋鋼廠中需要對(duì)鋼板厚度進(jìn)行精確檢測(cè)，并加以控制。 。 課程組答 ： 該液位計(jì)的分辨率為 1/N100%， 分辨力為 8m/N。 3）從圖 526 可以看出，當(dāng) f 低于 f0 時(shí)， U01_小 __于 UR， A2 的輸出 U02 將變?yōu)?__低 __電平，因此 VL__暗 __（亮 /暗）。 教材 P105 有錯(cuò)誤： 由于 R4/R3=[1/(2πfCx） ]/[1/(2πfC0） ]=C0/Cx，所以 不是 P105 所寫的 Cx/C0=R4/R3， 而應(yīng)該是 Cx/C0=R3/R4. 這樣的錯(cuò)誤平衡公式就導(dǎo)致大家的疑惑。 調(diào)節(jié) 半可變電容 C0，使 C0=Cx0，；此時(shí)，電橋滿足 [1/(2πfCx0） ]/[1/(2πfC0） ]=R4/R3，即 Cx0/C0=R3/R4 的平衡條件。從以上分析可知，該裝置采用了類似于天平的零位式測(cè)量方法，所以放大器的非線性及溫漂對(duì)測(cè)量精度影響不大。 5）通過以上分析可知，該接近開關(guān)主要用于檢測(cè) _人體靠近 ________，它的最大優(yōu)點(diǎn)是 ______非接觸 ________。梁森 正確的分析如下： 電容式油量表示 意圖如圖 513 所示。當(dāng) RP 阻值達(dá)到一定值時(shí)，電橋又達(dá)到新的平衡狀態(tài)， Uo=0，于是伺服電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，指針停留在轉(zhuǎn)角為 θm處。它可以用來測(cè)量車速及汽車的載重量，并根據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的檔案數(shù)據(jù)，判定汽車的車型。 你可以騎自行車，沖過某些馬路上面設(shè)置的 “減速橫條 ”， 會(huì)感受到，車速與沖擊力的關(guān)系。它如果不平衡，每轉(zhuǎn)一圈，最少也要產(chǎn)生一個(gè)不平衡脈沖。也就是， 3 個(gè)齒輪都有不平衡。然后就消失了。求： 1）因?yàn)?U=Q/Cf，所以： Qm=Um*Cf=5*2020*10（ 12） =10000*10（ 12）庫倫 =10000pC 該壓電傳感器產(chǎn)生的總電荷 Q（峰值）為多少 pC？ 2）此時(shí)作用在其上的正弦脈動(dòng)力（瞬時(shí)值）為多少？ Q=K*f， 所 以 f=Q/K=10000*10（ 12）庫倫 /200*10（ 12） C/N=50N*sinwt（ V） 課程組答 ：圖 622 是振動(dòng)式粘度計(jì)的原理示意圖。 3）該粘度計(jì)的缺點(diǎn)是與溫度 t 有關(guān)。 3）說明載重量 m 以及車速 v 與 A、 B壓電電纜輸出信號(hào)波形的幅度或時(shí)間間隔之間的關(guān)系。梁森這一道題涉及的是小學(xué)的時(shí)間（ ms）、距離（ 2m），求得速度。出廠時(shí)，電荷總是中性的。如果是單臂電橋，應(yīng)變片應(yīng)該串聯(lián)。比如從鋼進(jìn)入水中時(shí)，透射率可達(dá) ％。 二、關(guān)于空氣超聲波探頭要將發(fā)射和接收分開做，且接收探頭有阻抗匹配器，用于去除噪聲，這一點(diǎn)可以詳細(xì)講一下 吧？書中也提到在空氣中超聲波衰減很大所以傳送距離只有幾十米，那么雷達(dá)探測(cè)飛機(jī)和導(dǎo)彈也是用的超聲波吧為什么又能長距離實(shí)現(xiàn)呢？ 答：阻抗匹配器設(shè)計(jì)工藝，您可以上網(wǎng)查。當(dāng) N 極靠近霍爾 IC 時(shí)，霍爾 IC 輸出翻轉(zhuǎn)，就可以控制水泵的停止。 3） 由于霍爾元件能響應(yīng)靜態(tài)磁場(chǎng) ， 所以霍爾交直流鉗形表與交流電流互感器相比 ， 關(guān)鍵的不同之處是 __能測(cè)量直流電流或直流 電壓 ____。 （ 2）條件： 2 個(gè)冷端溫度要相同。 （ 1）當(dāng) U3= 時(shí)，求被測(cè)點(diǎn)溫度 t。若 K的額定工作電流為45mA， 則 K必定處于 ___得電 ___(吸合 /釋放）狀態(tài)。 6）若希望在光照度很小的情況下 K動(dòng)作 ， RL應(yīng) _變大 __(變大 /變?。?， 此時(shí)應(yīng)將 RP往 __上 ___(上/下）調(diào)。2)分辨力 △ =___um。電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈 ， 標(biāo)桿上升或下降 。請(qǐng)列式計(jì)算 : 1)絲杠共轉(zhuǎn)過 ___51456 個(gè)脈沖 /1024P/r， =50()____圈 ， 又 ___90_____度。請(qǐng)列式計(jì)算 : 1）絲杠共轉(zhuǎn)過 ___51456 個(gè)脈沖 /1024P/r， =50(） ____圈 ， 又 ___90_____度。電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)一圈 ， 標(biāo)桿上升或下降 。 課程組答 ：這道題與第二章的習(xí)題類似。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)方案 ， 以控制這一動(dòng)作。該傳感器應(yīng)安裝在 __踏腳板 ____部位。 （感應(yīng)同步器）存在接長誤差 測(cè)量超過 30m 的位移量應(yīng)選用何種傳感器？ （磁柵）可以在很長的可卷的磁尺上，記錄NS 信號(hào)！ A光柵 B磁柵 C 感應(yīng)同步器 D 光電式角編碼器。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)方案 ， 以控制這一動(dòng)作。該傳感器應(yīng)安裝在 __踏腳板 ____部位。將該薄圓片置于光電斷續(xù)器（具體介紹見 1038a）的槽內(nèi)，并隨旋轉(zhuǎn)物轉(zhuǎn)動(dòng)。 4）若此時(shí)光照度變化 177。另一個(gè)相反 ， 是在有強(qiáng)光照時(shí)繼電器 釋放 (失電 )。 原因是：在熱電偶的冷端， AB 與毫伏表可以構(gòu)成中間導(dǎo)體。 （ 2）條件： 2 個(gè)冷端溫度要相同。不是本課程的任務(wù)。也不被允許 25 ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 第八章的 提問及回 課程組答 問： 請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一種霍爾式液位控制器，要求： 1）當(dāng)液位高于某一設(shè)定值時(shí)，水泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。 但是此處表述的是聲壓。 梁老師，我們?cè)谟媚愕淖詣?dòng)檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)第二版關(guān)于超聲波傳感器時(shí)有以下幾個(gè)問題想請(qǐng)教一下。所產(chǎn)生的這個(gè)短暫的較大脈沖并不會(huì)影響之后的信號(hào)放大。謝謝。 課程組答 ： 這道題在光盤里頭有。 （外形見 67b）相距 2m，平行埋設(shè)于柏油公路的路面下約 5cm，如圖 623 所示。 1）當(dāng)勵(lì)磁線圈接到 10Hz 左右的交流激勵(lì)源 ui 上時(shí)，電磁鐵心產(chǎn)生 ___20___Hz（兩倍的激 22 勵(lì)頻率）的交變 __磁場(chǎng) ____，并對(duì) ___懸臂梁 ___產(chǎn)生交變吸力。 的壓力 4）動(dòng)態(tài)力傳感器中，兩片壓電片多采用并聯(lián)?。。?！接法，可增大輸出電荷量；在電子打火機(jī)和煤氣灶點(diǎn)火裝置中，多片壓電片采用串聯(lián)?。。。〗臃?，可使輸出電壓達(dá)上萬伏，從而產(chǎn)生電火花。 根據(jù)正壓電效應(yīng)，施加預(yù)壓力時(shí)必定會(huì)有電荷產(chǎn)生， 但是，是在裝配的一瞬間，然后就中和了。它如果不平衡，每轉(zhuǎn)一圈，基本上產(chǎn)生一個(gè)不平衡脈沖。 下面是在齒輪箱機(jī)殼上測(cè)得的振動(dòng)信號(hào)功率譜： 請(qǐng)根據(jù)你所學(xué)的頻譜分析知識(shí)，判斷是哪一個(gè)齒輪存在質(zhì)量不平衡？ 還有這道，這是在華中科大網(wǎng)上教程上看到的題目，感覺比較好，但是解不出來，請(qǐng)教老師啦 課程組答 ： 2 功率譜是第六章的問題，但是轉(zhuǎn)速測(cè)量是第三章后面的習(xí)題，第四章、第八章后頭都有轉(zhuǎn)速測(cè)量的問題，要全面閱讀，才能全面理解。 19 載重量 m 以及車速 v 越大， A、 B壓電電纜輸出信號(hào)波形的幅度就越高 。從以上分析可知，該裝置采用了類似于天平的零位式測(cè)量方法，所以放大器的非線性及溫漂對(duì)測(cè)量精度影響不大。 調(diào)節(jié) 半可變電容 C0，使 C0=Cx0，；此時(shí)，電橋滿足 [1/(2πfCx0)]/[1/(2πfC0)]=R4/R3，即 Cx0/C0=R3/R4的平衡條件。 教材 P105 有錯(cuò)誤： 由于 R4/R3=[1/(2πfCx)]/[1/(2πfC0)]=C0/Cx，所以 不是 P105 所寫的 Cx/C0=R4/R3, 而應(yīng)該是 Cx/C0=R3/R4. 這樣的錯(cuò)誤平衡公式就導(dǎo)致大家的疑惑。 2）當(dāng)人手靠近金屬板時(shí)，金屬板對(duì)地分布電容 Cx 變 _大 __，因此高頻變壓器 T 的二次側(cè)的輸出頻率 f 變 _低 ___（高 /低）。當(dāng) RP 阻值達(dá)到一定值時(shí)，電橋又達(dá)到新的平衡狀態(tài)， Uo=0，于是伺服電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，指針停留在轉(zhuǎn)角為 θm處。 16 正確的分析如下： 電容式油量表示意圖如圖 513 所示?？梢詫⑺鼞?yīng)用到 ___?。。?！自己想 _______以及 _______?。。。。?_____等場(chǎng)所。 1）地電位的人體與金屬板構(gòu)成空間分布電容 Cx， Cx 與微調(diào)電容 C0 從高頻等效電路來看，兩者之間構(gòu)成 _并 _____聯(lián)。 圖 524 光柱顯示編碼式液位計(jì)原理示意圖 1— 儲(chǔ)液罐 2—液面 3—玻璃連通器 4—鋼質(zhì)直角接頭 5—不銹鋼圓環(huán) 6—101 段 LED 光柱 問： 1）該方法采用了電容傳感器中變極距、變面積、變介電常數(shù)三種原理中的哪一種？ 課程組答 ： 從表面看，好像是變介電常數(shù)式，水對(duì)電容的貢獻(xiàn)，比空氣要大 80 倍。但是要在冷卻后測(cè)量。最大線性范圍 (優(yōu)于 1%）為 5mm。 課程組答 ： ① 輸出線路開路， ② 電源故障， ③ 儀表損壞 電焊條外面包有一層藥皮。 課程組答 ：可按中學(xué)的一次方程作圖。 將脈沖的累加數(shù)目 N 乘以車輪的周長 c，就是車輪鎖行走的距離 L。 6)如果測(cè)得變送器的輸出電流為 5mA， 求此時(shí)的壓力 p。轉(zhuǎn)速 n=60（ f/4）r/min=25fr/min 0304 有一臺(tái)兩線制壓力變送器 ， 量程范圍為 0~1MPa， 對(duì)應(yīng)的輸出電流為 4~20mA。低電平用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載，高阻態(tài)用于截止。那么， f 較大時(shí)，電感 L 就不必太大。 你現(xiàn)在可以購買任何國家的不同型號(hào)的同類產(chǎn)品。這個(gè)線圈的耗電很大