【正文】 轉(zhuǎn)子流量傳感器測流原理圖當(dāng)流體由上向下流動時(shí)，則在。答：，它主要由下到上內(nèi)徑逐步擴(kuò)大的錐形管和在錐管內(nèi)可自由上下運(yùn)動的轉(zhuǎn)子兩部分構(gòu)成。為了減小誤差，測量時(shí)應(yīng)在流量計(jì)前加過濾器。光電比色溫度傳感器測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖； ； ； ； ； ； 分析容積式流量計(jì)的誤差及造成誤差的原因。進(jìn)而使光敏元件輸出與相應(yīng)的紅色和藍(lán)色相對應(yīng)的電信號。被測對象1的輻射射線經(jīng)過透鏡射到由電機(jī)7帶動的旋轉(zhuǎn)調(diào)制圓盤6上，在調(diào)制盤的開孔上附有兩種顏色的濾光片8和9，一般為紅、藍(lán)色，把光線調(diào)制成交變的。亮度式溫度傳感器測溫系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖可見圖所示。由于在溫度T（K）時(shí)，絕對黑體的單色輻射亮度為式中：—第一輻射常數(shù)，；—第二輻射常數(shù)，；—波長；—光速；—普朗克常數(shù)；—波爾茲蔓常數(shù)。 2．亮度式溫度傳感器光亮式溫度傳感器是利用物體的單色輻射亮度隨溫度變化的原理，以被測物體光譜的一個(gè)狹窄區(qū)域內(nèi)的亮度與標(biāo)準(zhǔn)輻射體的亮度進(jìn)行比較來測量溫度的。瞄準(zhǔn)系統(tǒng)用于瞄準(zhǔn)（或指示）被測部位。信號處理單元把檢測元件輸出的信號，用電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行處理，變成人們需要的各種模擬量和數(shù)字量信息。紅外溫度傳感器測溫原理圖圖中，主光學(xué)系統(tǒng)有兩個(gè)作用：①把被測處的紅外線集中到檢測元件上；②把進(jìn)入儀表的紅外線發(fā)射面限制在固定范圍內(nèi)。在不同的溫度范圍，對象發(fā)出的電磁波能量的波長分布不同，在常溫（0oC~100oC）范圍，能量主要集中在中紅外和遠(yuǎn)紅外波長。這種測量不需要與被測對象接觸，因此屬于非接觸式測量。通過測量物體所發(fā)射的E，就可測得物體的溫度。自然界中任何物體，只要其溫度在絕對零度以上，都會產(chǎn)生紅外光向外界輻射出能量。常見的部分熱輻射溫度傳感器的檢測元件主要有光電池、光敏電阻、紅外探測元件等。（2）部分熱輻射溫度傳感器：為了提高溫度傳感器的靈敏度，有時(shí)也可根據(jù)特殊測量的要求，輻射式溫度傳感器的檢測元件采用具有光譜選擇性的元件。 全輻射溫度傳感器測溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖(原書稿圖4097)； ； ； ； ； 圖中透鏡2的作用是把被測物體1的輻射聚焦在熱敏元件4上，熱敏元件4受熱而輸出跟被測物體溫度大小有關(guān)的電信號。1．輻射式溫度傳感器輻射式溫度傳感器分為全輻射溫度傳感器和部分輻射溫度傳感器。這些溫度和真實(shí)溫度有什么區(qū)別？它們和真實(shí)溫度的差異大小由什么決定的？答：非接觸式溫度傳感器按傳感器的輸入量可分為輻射式溫度傳感器、亮度式溫度傳感器和比色溫度傳感器。；并且當(dāng)溫度為時(shí)，輸出電流為。3）~ 鉑電阻溫度計(jì)。溫標(biāo)的下限為，向上到用單色輻射的普朗克輻射定律實(shí)際可測得的最高溫度。解：由公式可得白天的等效連續(xù)A聲級夜里的等效連續(xù)A聲級 在國際溫標(biāo)ITS90中對溫度范圍作了怎樣的規(guī)定？在每個(gè)溫度范圍里各規(guī)定了什么溫度儀表和測溫方法來確定溫度？答：（1）定義固定點(diǎn) ITS90中定義固定點(diǎn)有17個(gè)。白天規(guī)定為從早晨7時(shí)至晚10時(shí)，共測15次，A聲級的測量值分別為68，67，69，71，73，75，76，70，72，74，75，69，68，67，66dB；夜間規(guī)定為晚10時(shí)至次日晨7時(shí)，共測量9次，A聲級的測量值分別為63，61，60，58，58，60，65，67dB。s1）；線圈的質(zhì)量為170g；有阻尼固有頻率為5Hz；直流電阻為600Ω；傳感器橫向靈敏度最大20％，試求：在有效載荷作用下，測得上述規(guī)范所列出的最小頻率時(shí)的最大振幅，試計(jì)算出此時(shí)的輸出電壓，試確定此時(shí)的速度及位移幅值。答：參見教材P295 某磁電式速度傳感器技術(shù)規(guī)范如下：頻率范圍20～1000Hz；測量范圍（振幅）、最大峰峰值為5mm；～30g；對10kΩ負(fù)載電阻的靈敏度為（177。答：參見教材P293 某石英晶體加速度傳感器的技術(shù)規(guī)范如下：頻率范圍0～15kHz；動態(tài)范圍177。因而對于一個(gè)單自由度線性系統(tǒng)，初始條件的不同，其自由振動的振幅、相位、頻率均不同。位置上不動的標(biāo)記。當(dāng)頻閃測速儀所測量值為、和時(shí)，觀察到旋轉(zhuǎn)體上的標(biāo)記停在某一位置上不動。當(dāng)被測物體旋轉(zhuǎn)時(shí)，粘貼在物體上的反射紙和物體一起旋轉(zhuǎn)，紅外接收管則隨感受到反射光的強(qiáng)弱而產(chǎn)生相應(yīng)變化的信號，該信號經(jīng)電路處理后便可以由顯示電路顯示出被測對象轉(zhuǎn)速的大小。半透鏡既能使發(fā)射的紅外光射向轉(zhuǎn)動的物體，又能使從轉(zhuǎn)動物體反射回來的紅外光穿過半透鏡射向紅外接收管。 直射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)圖圖所示為反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)圖，它由紅外發(fā)射管、紅外接收管、光學(xué)系統(tǒng)等組成；光學(xué)系統(tǒng)由透鏡及半透鏡構(gòu)成。開孔圓盤的輸入軸與被測軸相連接，光源發(fā)出的光通過開孔圓盤和縫隙板照射到光敏元件上被光敏元件所接收，將光信號轉(zhuǎn)換為電信號輸出。光電式轉(zhuǎn)速傳感器分為直射式光電轉(zhuǎn)速傳感器和反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器。當(dāng)齒輪的齒數(shù)時(shí)，則即只要測量頻率，即可得到被測轉(zhuǎn)速。當(dāng)待測軸轉(zhuǎn)動時(shí)，齒盤也跟隨轉(zhuǎn)動，齒盤中的齒和齒隙交替通過永久磁鐵的磁場，從而不斷改變磁路的磁阻，使鐵芯中的磁通量發(fā)生突變，在線圈內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)脈沖電動勢，其頻率跟待測轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速成正比。磁路通過感應(yīng)線圈，當(dāng)磁通量發(fā)生突變時(shí)，感應(yīng)出一定幅度的脈沖電勢，該脈沖電勢的頻率等于磁阻變化的頻率。 用光電或磁電脈沖轉(zhuǎn)換原理進(jìn)行轉(zhuǎn)速測量，試畫出其原理結(jié)構(gòu)圖，并說明其工作原理？答：圖所示為磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)圖，它由永久磁鐵、線圈、磁盤等組成。電勢在轉(zhuǎn)子杯中產(chǎn)生與之成正比的短路交流電流，并建立交軸磁通，的方向與軸線一致，在上產(chǎn)生感應(yīng)電勢，其大小與成正比。內(nèi)、外定子上嵌有在空間相差的兩個(gè)繞組，即勵磁繞組和測量繞組。交流測速電機(jī)是由交流電壓勵磁的，繞組加勵磁電壓，繞組為測量繞組，輸出感應(yīng)電勢。測速發(fā)電機(jī)分為直流型和交流型。 用測速發(fā)電機(jī)測量速度的原理是什么？應(yīng)用上有什么特點(diǎn)？答：測速發(fā)電機(jī)是一種專門測速微型電機(jī)，電機(jī)的輸出電勢，在勵磁一定的條件下，其值與轉(zhuǎn)速成正比。答：電感式和差動變壓器式傳感器的測量范圍要大一些，有些可達(dá)100mm。根據(jù)作用機(jī)理的不同還可分為主動式測量和被動式測量等方式。常用的轉(zhuǎn)換裝置有感應(yīng)同步器(直線型、圓型)、旋轉(zhuǎn)變壓器、磁尺(帶狀、線狀、圓型)、光柵(直線型、圓型)和各種脈沖編碼器等。各種位移測量儀表的測量范圍和測量精度各不相同，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)測量任務(wù)選擇合適的測量方法和測量儀表。常見的有：電阻式傳感器(電位器式和應(yīng)變式)、電感式傳感器(差動電感式和差動變壓器式)、電容式傳感器(變極距式、變面積式和變介質(zhì)式)、電渦流式傳感器、光電式傳感器及光導(dǎo)纖維傳感器、超聲波傳感器、激光及輻射式傳感器、薄膜傳感器等。在模擬式測量中，需要采用能將位移量轉(zhuǎn)換為電量的傳感器。 簡述線位移、角位移的測量方法及測量原理。因此，板厚給定值可以由Ll的位置來給定。△U，△U表示了板厚的變化量，并使儀表發(fā)生偏擺。將2 Uo與比較電壓疊加后，使測厚儀偏差指示儀表指針指零。為了消除金屬板上、下波動和表面不平整的影響，測厚儀使用了兩個(gè)特性相同的電渦流傳感器Ll和上Ll對稱地放置在金屬板上、下兩側(cè)。它主要由信號發(fā)射源和探測器兩部分組成，測量時(shí)，通過厚度的變化來改變探測器接收信號的強(qiáng)弱或快慢，最后轉(zhuǎn)換成與輸出信號成線性關(guān)系的厚度絕對量值。電容式液位計(jì)主要是通過液位的高度時(shí)電容變化來進(jìn)行測量，電容的大小是與液體密度有關(guān)的；超聲波液位計(jì)是利用超聲波在介質(zhì)中的傳播速度以及在不同相界面之間的發(fā)射特性來檢測物位的變化；射線式液位計(jì)它是一種基于物質(zhì)對射線的吸收程度的變化而對液位進(jìn)行測量的，不同密度具有不同的吸收程度；磁致伸縮式液位計(jì)是通過磁通量變化來進(jìn)行測量，它是與密度有關(guān)的。（1）玻璃液位計(jì)； （2）浮力液位計(jì)；（3）差壓式液位計(jì)； （4）電容式液位計(jì)；（5）超聲波液位計(jì)； （6）射線式液位計(jì)；（7）雷達(dá)式液位計(jì)； （8）磁致伸縮式液位計(jì)。已知被測液體的密度，液位變化范圍H=0~950mm，變送器的正負(fù)壓法蘭中心線距離H0=1800mm，變送器毛細(xì)管硅油密度，試確定變送器的量程和遷移量。測量的特點(diǎn)是：容器設(shè)備中液體介質(zhì)液面的高低、兩種不相溶的液體介質(zhì)的分解面的高低和固體粉末狀物料的堆積高度。主要是按生產(chǎn)工藝要求等監(jiān)視、控制被測物位的變化，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中具有重要地位。由此可知，當(dāng)把它移到真空時(shí)，其基準(zhǔn)大氣壓發(fā)生了變化。圖為彈簧管壓力表。如果把它移到真空中，它的指示值會不會改變？為什么？答：會改變。該儀表的基本誤差為 Mpa，小于允許的最大絕對誤差 Mpa，故所選儀表滿足測量要求。解：由題意可知，被測對象的壓力比較穩(wěn)定，設(shè)彈簧管壓力表的量程為A，則根據(jù)最大工作壓力有Mpa根據(jù)最小工作壓力有 Mpa根據(jù)儀表的量程系列，可選用量程范圍為0~ Mpa的彈簧管壓力表。5%。應(yīng)變片的靈敏系數(shù)為2，所用彈性體的材料屈服極限為785MPa，彈性模量為2105MPa。 在電阻應(yīng)變式測力儀中，其負(fù)荷傳感器的截面為圓形柱式體。 用壓電敏元件和電荷放大器組成的壓力測量系統(tǒng)能否用于靜態(tài)測量？對被測力信號的變化速度有何限制？這種限制由哪些因素組成？ 答：當(dāng)采用大時(shí)間常數(shù)的電荷放大器時(shí)，可以測量靜態(tài)力和準(zhǔn)靜態(tài)力，但長時(shí)間的連續(xù)測量靜態(tài)力將產(chǎn)生較大的誤差。故減小間隔可提高靈敏度。其中磁通變化率與轉(zhuǎn)速n、齒數(shù)Z及齒形有關(guān)。測量高轉(zhuǎn)速時(shí)Z值應(yīng)小；測量低轉(zhuǎn)速時(shí)Z值要大。Z值不能太大，應(yīng)使。當(dāng)轉(zhuǎn)軸傳遞轉(zhuǎn)矩而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形時(shí)，扭轉(zhuǎn)兩端的信號圓盤產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)角為θ，使兩磁電傳感器的輸出信號電壓在相位上相對地改變了角（即產(chǎn)生了附加相位差）。當(dāng)轉(zhuǎn)軸空載旋轉(zhuǎn)時(shí)，兩個(gè)磁電傳感器輸出信號電壓 。傳感器的檢測元件部分由永久磁鐵、感應(yīng)線圈和鐵芯組成。在驅(qū)動源和負(fù)載之間的扭轉(zhuǎn)軸的兩側(cè)安裝有齒形圓盤，它們旁邊裝有相應(yīng)的兩個(gè)磁電傳感器。它可以將轉(zhuǎn)矩這一力學(xué)量轉(zhuǎn)成有一定相位差的電信號。 簡述相位差式轉(zhuǎn)矩測量儀的工作原理及其特點(diǎn)。如對電動機(jī)，其轉(zhuǎn)矩M與輸入能量或功率、轉(zhuǎn)速n、電動機(jī)效率的關(guān)系為，其中k為單位系數(shù)。相應(yīng)的設(shè)備如發(fā)電機(jī)、水力制動器、油泵等。 （416）式中：——輸入力矩產(chǎn)生的能量；——機(jī)構(gòu)輸出能量；——轉(zhuǎn)換過程中損耗的能量。能量轉(zhuǎn)換法：它是按能量守恒定律來測量力矩的一種方法。按轉(zhuǎn)矩信號的產(chǎn)生方式可以設(shè)計(jì)為光電式、光學(xué)式、磁電式、電容式、電阻應(yīng)變式、振弦式、壓磁式等各種轉(zhuǎn)矩儀器。按轉(zhuǎn)軸變形測量時(shí)， （413）按轉(zhuǎn)軸應(yīng)力測量時(shí)， （為轉(zhuǎn)軸的剪切應(yīng)力） （414）按轉(zhuǎn)軸應(yīng)變測量時(shí)，（為轉(zhuǎn)軸與軸線成角的主應(yīng)變） （415）由式（413）、（）、（）可知，當(dāng)扭轉(zhuǎn)軸的參數(shù)固定，轉(zhuǎn)矩對扭轉(zhuǎn)軸作用時(shí)，產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)角或應(yīng)力、應(yīng)變與轉(zhuǎn)矩成正比關(guān)系。圖給出了一些用于轉(zhuǎn)矩傳感器的扭矩軸彈性元件。傳遞法：是根據(jù)彈性元件在傳遞扭矩時(shí)所產(chǎn)生物理參數(shù)的變化（變形、應(yīng)力或應(yīng)變）來測量轉(zhuǎn)矩的方法，它利用彈性體把轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換為角位移，再由角位移轉(zhuǎn)換成電信號輸出。對于任何一種均勻工作的動力機(jī)械或制動機(jī)械，當(dāng)它的主軸受轉(zhuǎn)矩作用時(shí)，在它的機(jī)體上必然同時(shí)作用著方向相反的平衡力矩（即支座反力矩），因此測量出機(jī)體上的平衡力矩就可知被測轉(zhuǎn)矩的大小（平衡力法）。答：測量轉(zhuǎn)矩方法，按照其基本原理可以分為平衡力法（反力法）、傳遞法（扭軸法）和能量轉(zhuǎn)換法等三類。按其工作原理則可以分為：彈性式、電阻應(yīng)變式、電感式、電容式、壓電式、壓磁式等。第四章習(xí)題參考解 在力的測量方法中，可以歸納為哪幾種測量力的原理。測量瀏覽器：為Web瀏覽器或別的軟件接口，可以瀏覽現(xiàn)場測量節(jié)點(diǎn)測量、分析、處理的信息和測量服務(wù)器收集、產(chǎn)生的信息。答：圖所示為利用網(wǎng)絡(luò)化傳感器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化測控的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。其中，軟件方式是指將網(wǎng)絡(luò)協(xié)議嵌入到傳感器系統(tǒng)的ROM中；硬件方式是指采用具有網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)芯片直接用做網(wǎng)絡(luò)接口。敏感元件調(diào)理電路A/D轉(zhuǎn)換微處理器網(wǎng)絡(luò)接口信號采集單元數(shù)據(jù)處理單元網(wǎng)絡(luò)接口單元 網(wǎng)絡(luò)傳感器的核心是使傳感器本身實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議?？梢圆捎萌藱C(jī)接口的方式將上述這兩種導(dǎo)師信號輸入至模糊傳感器內(nèi)部，以便進(jìn)行學(xué)習(xí)。導(dǎo)師信號可以分為經(jīng)驗(yàn)知識信號和直觀感覺信號兩類?！霸黾印笔侵鸽`屬曲線向數(shù)值小的方向平移或擴(kuò)展，“減少”指向數(shù)值量大的方向平移或擴(kuò)展，“保持”指隸屬函數(shù)保持不變。對同一被測值，如果導(dǎo)師的語言描述符號為，模糊傳感器結(jié)構(gòu)的描述為，則與進(jìn)行比較，結(jié)果如下：（1）如果，則正，那么增加；（2）如果，則負(fù)，那么減少；（3）如果，則0，那么保持。 多維模糊傳感器結(jié)構(gòu)框圖3．有導(dǎo)師學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)具有學(xué)習(xí)功能使得模糊傳感器的智能化水平提高。人機(jī)接口是模糊傳感器與操作者進(jìn)行信息交流的通道。為實(shí)現(xiàn)有導(dǎo)師學(xué)習(xí)，還必須具有輸入設(shè)備，用戶通過它實(shí)現(xiàn)對傳感器的控制和調(diào)整概念。推理器主要是用來實(shí)現(xiàn)復(fù)合概念的生成。通過對一組采樣樣本的訓(xùn)練，模糊傳感器可以自動產(chǎn)生一個(gè)概念序列放在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)有數(shù)值測量結(jié)果送入時(shí)，按最大隸屬度原則選一符號量輸出，即實(shí)現(xiàn)了數(shù)值—符號轉(zhuǎn)換。調(diào)整好的符合量和隸屬關(guān)系放入知識庫中。數(shù)值符號的模糊化必須有知識庫中專家知識的支持，知識庫中存放的知識主要有符號量及其隸屬函數(shù)、合成概念的推理合成規(guī)則、被測對象的背景知識以及測量系統(tǒng)的有關(guān)情況等。由數(shù)值預(yù)處理、數(shù)值—符號轉(zhuǎn)換器、概念生成器、數(shù)據(jù)庫、知識庫構(gòu)成的符號生成與處理單元實(shí)現(xiàn)模糊傳感器核心工作——數(shù)值—符號轉(zhuǎn)換。 模糊傳感器的基本邏輯 模糊傳感器的基本物理結(jié)構(gòu)2．多維模糊傳感器結(jié)構(gòu)。與模糊傳感器邏輯功能相對應(yīng)。從功能上看，有