檢測(cè)與信號(hào)處理技術(shù)考核題

1、1、 間接測(cè)量 :測(cè)量幾個(gè)被測(cè)量有關(guān)的物理量，通過(guò)函數(shù)關(guān)系式計(jì)算 出被測(cè)量的數(shù)值。2、 系統(tǒng)誤差:指誤差變化規(guī)律服從某一確定規(guī)律的誤差。3、 靈敏度 :遲滯特性表明儀表在正（輸入量增大）反（輸入量減小） 行程期間輸入輸出曲線不重合的程度。4、 遲滯 :遲滯特性表明儀表在正（輸入量增大）反（輸入量減?。?行程期間輸入輸出曲線不重合的程度。5、 絕對(duì)壓力 :指直接作用于容器或物體表面的壓力，即物體承受的實(shí)際壓力，其零點(diǎn)為絕對(duì)真空，符號(hào)為 pabs（abs 為下標(biāo)）。 二、簡(jiǎn)答題:1、檢測(cè)與測(cè)量的區(qū)別解答：檢測(cè)主要包括檢驗(yàn)和測(cè)量?jī)煞矫娴暮x。檢驗(yàn)是分辨出被測(cè)參數(shù)量值所歸屬的某一范圍帶，以此來(lái)判別被測(cè)

2、參數(shù)是否合格或現(xiàn)象是否存在。測(cè)量是把被測(cè)未知量與同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，確 定被測(cè)量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù)，并用數(shù)字表示這個(gè)倍數(shù)的過(guò)程。2、產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的常見(jiàn)原因有哪些 ?產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的常見(jiàn)原因有：儀器誤差、環(huán)境誤差（影響誤差）、 理論誤差與方法誤差和人員誤差。3、標(biāo)準(zhǔn)電極定律的實(shí)用價(jià)值是什么 ?如果兩種導(dǎo)體 a、b 分別與第三種導(dǎo)體 c 組成熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)已知，則由這兩個(gè)導(dǎo)體 a、b 組成熱電偶產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)可由下式計(jì) 算：這里采用的電極稱為標(biāo)準(zhǔn)熱電極，在實(shí)際應(yīng)用中，一般標(biāo)準(zhǔn)熱電極材料為純鉑。這是因?yàn)殂K易得純態(tài)，物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，熔點(diǎn)較高。由于采用了標(biāo)準(zhǔn)電極，大大方便了熱電偶的選配工作，只要知

3、道了一些材料與標(biāo)準(zhǔn)熱電極相配的熱電動(dòng)勢(shì)，就可以用上述定律求出任 何兩種材料配成熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)。1、 按公式求圓柱體體積 ,若已知 r 約為 4cm,h 約為 10cm, 要使體積 的相對(duì)誤差等于 2%,試問(wèn) r 和 h 的測(cè)量的誤差應(yīng)為多少 ?2、 用鎳鉻一鎳硅熱電偶測(cè)量爐溫 ,如果熱電偶在工作時(shí)的冷端溫度為 30 c,測(cè)得的熱電勢(shì)指示值為 33.6mv,求被測(cè)爐溫的實(shí)際值?四、查資料 ,簡(jiǎn)述一種溫度測(cè)量應(yīng)用的例子。 (應(yīng)用背景 , 工作原理 , 參考文獻(xiàn),字?jǐn)?shù)在 1000 字以上)一、熱敏電阻在測(cè)控系統(tǒng)和電子設(shè)備中 ,常常需要用到各種溫度參數(shù)。測(cè)量溫度的方法很多 ,可以采用專用的測(cè)溫芯片或

4、者利用熱電偶和熱敏電阻實(shí)現(xiàn)。但是要實(shí)時(shí)測(cè)量設(shè)備的環(huán)境工作溫度 ,采用熱敏電阻具有簡(jiǎn)單實(shí)用 , 最小限度的更改設(shè)備電路的優(yōu)勢(shì)。熱敏電阻的主要優(yōu)點(diǎn)是電阻溫度系數(shù)大 ,靈敏度高,響應(yīng)速度快 ,能進(jìn)行精密溫度測(cè)量。 ntc 熱敏電阻是一種氧化物的燒結(jié)體 ,具有負(fù)溫度系數(shù) ,與金屬熱電阻相比 ,電阻溫度系數(shù)大 ,靈敏度約為金屬熱電阻的10 倍 ,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,電阻率小 ,適于動(dòng)態(tài)測(cè)量。熱敏電阻與電阻串并聯(lián)組成的電路具有溫度靈敏度高、電路簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn) ,在測(cè)試 和自動(dòng)控制領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。二、ntc 熱敏電阻的熱電溫度特性分析1、溫度特性方程熱敏電阻的溫度特性可用下面經(jīng)驗(yàn)公式表示 :(1)其中,rt

5、溫度為 t 時(shí)的熱敏電阻阻值;r0溫度為常溫時(shí)的熱敏電阻阻值 ,一般常取 t0 為 20;b熱敏電阻材料常數(shù) ,b=1365ln由式 (1) 可以看出 ,阻值變化與溫度變化為指數(shù)關(guān)系 ,隨溫度升高 ,熱 敏電阻阻值迅速下降 ,靈敏度高是熱敏電阻測(cè)溫的主要優(yōu)點(diǎn)。2、熱電特性熱敏電阻在其自身溫度變化 1時(shí),電阻值的相對(duì)變化量稱為熱敏電 阻的溫度系數(shù) ,其值為:(2)由式(2)可以看出 ,ntc 熱敏電阻的溫度系數(shù)是負(fù)值 ,且與溫度變化有關(guān)。溫度越低 ,溫度系數(shù)越大,靈敏度越高 ,所以 ntc 熱敏電阻常用于 低溫測(cè)量。三、熱敏電阻的測(cè)溫方法測(cè)量的基本原理是通過(guò)檢測(cè)熱敏電阻的電氣參數(shù)來(lái)間接測(cè)量溫度

6、,使用一個(gè)熱敏電阻 rt、一個(gè)分壓電阻 r0 和一個(gè) a/d 來(lái)完成溫度檢測(cè)。熱敏電阻和分壓電阻形成分壓電路 ,熱敏電阻隨著溫度變化而變化 ,電壓也就隨著變化。所以只要得到電壓值 ,就可以得出熱敏電阻的阻值。由于要測(cè)量的是溫度而不是熱敏電阻的阻值 ,為此還需確定熱敏 電阻的阻值 rt 和需要檢測(cè)的溫度 t 之間的關(guān)系。由 rt 的兩個(gè)表達(dá)式相等可得:等式兩端分別取以 e 為底的對(duì)數(shù) ,整理可得溫度的計(jì)算公式為 :t=kln(r0*kc)*kln(t)但 ntc 熱敏電阻存在嚴(yán)重的熱電非線性 ,對(duì)它的非線性誤差進(jìn)行補(bǔ)償或進(jìn)行線性化處理是擴(kuò)大其測(cè)量范圍和提高測(cè)量精度的首要問(wèn)題。主要缺點(diǎn)是熱電特性非

7、線性現(xiàn)象嚴(yán)重 ,使用時(shí)必須進(jìn)行線性補(bǔ)償 四、使用方式 :1 比較器比較法采用比較器比較法 ,但比較粗糙 ,適用于簡(jiǎn)單控制。如果對(duì)溫度控制 要求比較簡(jiǎn)單 ,可以做一個(gè)簡(jiǎn)單的二值化電路 ,利用比較器來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)電壓高于某一個(gè)閾值時(shí) ,置成高電平 ;電壓低于某一個(gè)閾值時(shí) ,置成低電平?？梢酝瓿珊?jiǎn)單的溫度控制。但是對(duì)于不同的熱敏電阻需要采用不同 的閾值,要根據(jù)電阻的特性或者做試驗(yàn)確定。2 模數(shù)轉(zhuǎn)換法采用數(shù)模轉(zhuǎn)換法 ,應(yīng)用查表法或公式計(jì)算 ,可獲得較精確的溫度數(shù)據(jù) ,當(dāng)需要較精確的溫度數(shù)據(jù)時(shí) , 又有相應(yīng)的資源支持時(shí) ,可采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器配合單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用查表法或公式計(jì)算來(lái)得到溫度數(shù)據(jù)。為了得到高的測(cè)量

8、精度 ,計(jì)算熱電偶實(shí)際溫度測(cè)量值時(shí)要用其熱電動(dòng)勢(shì)分度表數(shù)據(jù)進(jìn)行插值計(jì)算。插值計(jì)算方法通常采用線性插值和樣 條插值。查表法是一種分段線性插值法 ,它是根據(jù)精度要求對(duì)反非線性曲線進(jìn)行分段 ,分段越多 ,線性化精度越高 ,分段后用若干段折線逼近曲線 ,將折點(diǎn)坐標(biāo)值存入數(shù)據(jù)表中 , 測(cè)量時(shí) , 首先要明確對(duì)應(yīng)輸入被測(cè)溫度t 的輸出量熱敏電阻阻值 r 是在哪一段,然后根據(jù)那一段直線的斜率進(jìn)行線性插值 ,從而求出被測(cè)溫度。實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中 ,具體分成幾段 ,可 根據(jù)精度要求和系統(tǒng)復(fù)雜程度綜合分析。3 模數(shù)轉(zhuǎn)換+計(jì)算機(jī)采用模數(shù)轉(zhuǎn)換 +計(jì)算機(jī),可獲得精確的溫度數(shù)據(jù) ,如果需要更為精確的溫度數(shù)據(jù)時(shí),可將 a/d 轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)直接輸入計(jì)算機(jī)來(lái)計(jì)算獲得溫度數(shù)據(jù)。現(xiàn)在計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度很快 ,溫度還原可以用軟件實(shí)現(xiàn)。由于 c語(yǔ)言相對(duì)于匯編語(yǔ)言的最大優(yōu)點(diǎn)就是數(shù)學(xué)計(jì)算程序簡(jiǎn)單 ,并有豐富的 庫(kù)函數(shù)可以調(diào)用 ,所以用軟件實(shí)現(xiàn)是最理想的選擇。通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到在不同溫度下的熱敏電阻的阻值 ,作為分立點(diǎn)的坐標(biāo)值 ,在通過(guò)曲線修正方式得到修正公式的參數(shù)。按照上