《感測技術基礎》(第四版)習題解答(共46頁)

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上感測技術基礎（第四版）習題解答 長江大學 孫傳友 編 緒論1、 什么是感測技術？為什么說它是信息的源頭技術？答：傳感器原理、非電量測量、電量測量這三部分內容合稱為傳感器與檢測技術，簡稱感測技術?，F(xiàn)代信息技術主要有三大支柱：一是信息的采集技術(感測技術)，二是信息的傳輸技術(通信技術)，三是信息的處理技術(計算機技術)。所謂信息的采集是指從自然界中、生產(chǎn)過程中或科學實驗中獲取人們需要的信息。 信息的采集是通過感測技術實現(xiàn)的，因此感測技術實質上也就是信號采集技術。顯而易見，在現(xiàn)代信息技術的三大環(huán)節(jié)中，“采集”是首要的基礎的一環(huán)，沒有“采集”到的信息，通信“傳輸”就是“無源

2、之水”，計算機“處理”更是“無米之炊”。因此，可以說，感測技術是信息的源頭技術。2、 非電量電測法有哪些優(yōu)越性。答：電測法就是把非電量轉換為電量來測量，同非電的方法相比，電測法具有無可比擬的優(yōu)越性：1、便于采用電子技術，用放大和衰減的辦法靈活地改變測量儀器的靈敏度，從而大大擴展儀器的測量幅值范圍(量程)。2、電子測量儀器具有極小的慣性，既能測量緩慢變化的量，也可測量快速變化的量，因此采用電測技術將具有很寬的測量頻率范圍(頻帶)。3、把非電量變成電信號后，便于遠距離傳送和控制，這樣就可實現(xiàn)遠距離的自動測量。4、把非電量轉換為數(shù)字電信號，不僅能實現(xiàn)測量結果的數(shù)字顯示，而且更重要的是能與計算機技術相

3、結合，便于用計算機對測量數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)測量的微機化和智能化。3、什么叫傳感器？什么叫敏感器？二者有何異同？答：將非電量轉換成與之有確定對應關系的電量的器件或裝置叫做傳感器。能把被測非電量轉換為傳感器能夠接受和轉換的非電量(即可用非電量)的裝置或器件，叫做敏感器。如果把傳感器稱為變換器，那么敏感器則可稱作預變換器。敏感器與傳感器雖然都是對被測非電量進行轉換，但敏感器是把被測非電量轉換為可用非電量，而不是象傳感器那樣把非電量轉換成電量。4、常見的檢測儀表有哪幾種類型？畫出其框圖。 答：目前，國內常見的檢測儀表與系統(tǒng)按照終端部分的不同，可分為模擬式、數(shù)字式和微機化三種基本類型。其原理框圖分別如圖

4、0-3-1、圖0-3-2、圖0-3-3所示。（略見教材） 第1章1、在圖1-1-3（b）中，表頭的滿偏電流為0.1mA，內阻等于4900，為構成5mA、50 mA、500 mA三擋量程的直流電流表，所需量程擴展電阻R1 、R2、R3分別為多少？解： 據(jù)公式(1-1-8)計算得，據(jù)公式（1-1-10），圖1-1-3（b）有：，故2、在圖1-2-2中電壓表V的“/V”數(shù)為20k/V,分別用5V量程和25量程測量端電壓U0的讀數(shù)值分別為多少?怎樣從兩次測量讀數(shù)計算求出E0的精確值? 解：5V檔量程內阻 ，25V檔量程內阻 。圖1-2-2中 ，5V檔讀數(shù)，25V檔讀數(shù)。，代入公式（1-2-8）式得：。

5、3、證明近似計算公式(1-2-8)式。證明：量程U1檔的內阻為RU1，量程U2檔的內阻為RU2， 。， 。， ，解得：，4、模擬直流電流表與模擬直流電壓表有何異同？為什么電流表的內阻很小，而電壓表的內阻卻很大？答：模擬直流電流表與模擬直流電壓表的表頭都是動圈式磁電系測量機構。模擬直流電流表是由“表頭”并聯(lián)很小的分流電阻構成，指針的偏轉角與被測直流電流成正比；模擬直流電壓表是由“表頭”串聯(lián)很大的分壓電阻構成，指針的偏轉角與被測直流電壓成正比。由公式（1-1-9）和圖1-1-2可見，電流表的內阻為因，故。即電流表的內阻很小。由公式（1-2-3）和圖1-2-1可見，電壓表的內阻為，因，故即電壓表的內

6、阻很大。5、用全波整流均值電壓表分別測量正弦波、三角波和方波，若電壓表示值均為10V，問三種波形被測電壓的有效值各為多少?解：均值電壓表的讀數(shù)是按正弦波的有效值定度的，因此對正弦波來說，其有效值就是均值電壓表的讀數(shù)值，即，其平均值為。均值電壓表測量三種波的讀數(shù)相同，表明三者的平均值相同即均為9V。因此三角波的有效值為，方波的有效值為。6、用峰值電壓表分別測量正弦波、三角波和方波，電壓表均指在10V位置，問三種波形被測信號的峰值和有效值各為多少?解：峰值電壓表的讀數(shù)是按正弦波的有效值定度的，因此對正弦波來說，其有效值就是峰值電壓表的讀數(shù)值，即，其峰值為。峰值電壓表測量三種波的讀數(shù)相同，表明三者的

7、峰值相同即均為14.1V。因此，三角波的有效值為，方波的有效值為。 7、驗證表1-2-1中全波整流、鋸齒波、脈沖波、三角波的KF、Kp、U和值。解：1)全波整流：，。 ，2)鋸齒波：，。 ， 3)脈沖波：，。 ， 4)三角波：。8、使用電流互感器要注意些什么?答：由于電流互感器付邊匝數(shù)遠大于原邊，在使用時付邊絕對不允許開路。否則會使原邊電流完全變成激磁電流，鐵心達到高度飽和狀態(tài)，使鐵心嚴重發(fā)熱并在付邊產(chǎn)生很高的電壓，引起互感器的熱破壞和電擊穿，對人身及設備造成傷害。此外，為了人身安全，互感器付邊一端必須可靠地接地(安全接地)。9、用電動系功率表測量功率應怎樣接線?怎樣讀數(shù)?答：第一，電流支路與

8、負載串聯(lián)，電壓支路與負載并聯(lián)。第二，電流線圈的“*”端和電壓線圈的“*”端應同是接高電位端或同是接低電位端。否則，電壓線圈與電流線圈之間會有較大的電位差，這樣不僅會由于電場力的影響帶來測量誤差，而且會使兩組線圈之間的絕緣受到破壞。第三，電流線圈和電壓線圈的“*”端應同為電流的引入端或引出端，否則，功率表指針將反向偏轉。如果負載是吸收有功功率(即負載中電壓與電流相位差I2，UacUbc，故Iab0，Uab0;當銜鐵位于零位以下時，I1I2,UacUbc,故Iab0,Uabc即滿足全反射條件，這樣，光線就能在纖芯和包層的界面上不斷地產(chǎn)生全反射，呈鋸齒形路線在纖芯內向前傳播，從光纖的一端以光速傳播到另一端，這就是光纖傳光原理。6、為什么圖6-2-7中受力越大，光纖出射端輸出的光強度越小?答：當光纖發(fā)生彎曲到一定程度使光線入射角小于臨界角時，射到纖芯與包層界面上的光有一部分將穿過界面透射進包層造成傳輸損耗微彎損耗，從而引起光纖出射端輸出的