检测与技术转换答案--董爱华版

1.1检测的概念是什么？检测是人们借助于专门设备，通过一定的技术手段和方法，对被测对象收集信息、取得数量概念的过程。它是一个比较过程，即将被检测对象与它同性质的标准量进行比较，获得被检测量为标准量的若干倍的数量概念。1.2检测有哪些分类方法？1．按检测过程分类检测方法可分为直接法、间接法和组合法。2．按检测方式分类根据获取数据的方式，检测可分为偏差式、零位式和微差式。3．按接触关系分类根据检测敏感元件与被测介质的接触关系，检测方法可分为接触式和非接触式两种。4．按被测量的变化快慢分类根据被测量的变化的快慢，可分为静态检测和动态检测两类。５．按检测系统是否施加能量分类根据检测系统是否需要向被测对象施加能量，检测系统可分为主动式和被动式两类。1.3什么是误差？误差产生的原因是是什么？误差：检测结果偏离真值的大小称为误差。检测误差的大小反映了检测结果的好坏，即检测精度的高低。产生测量误差的原因主要有以下四个方面：（1）理论误差与方法误差；（2）仪器误差；（3）影响误差；（4）人为误差。1.4检测系统由哪几部分组成，各部分的作用是什么？检测系统主要由敏感元件、信号的转换与处理电路、显示电路和信号传输电路组成。敏感元件：将非电量转换为电信号；信号处理电路：将代表被测量特征的信号变换成能进行显示或输出的信号；显示电路：将被测对象以人能感知的形式表现出来；信号传输电路：将信号（数据）从一点（或一个地方）送另一点（或地方）。2.1什么叫温标？什么叫国际实用温标？用来衡量温度的标准尺度，简称为温标。为了使用方便，国际上协商确定，建立一种既使用方便、容易实现，又能体现热力学温度(即具有较高准确度)的温标，这就是国际实用温标，又称国际温标。2.2接触式测温和非接触式测温各有何特点，常用的测温方法有哪些?接触式与非接触式测温特点比较方式接触式非接触式测量条件感温元件要与被测对象良好接触；感温元件的加入几乎不改变对象的温度；被测温度不超过感温元件能承受的上限温度；被测对象不对感温元件产生腐蚀需准确知道被测对象表面发射率；被测对象的辐射能充分照射到检测元件上测量范围特别适合1200℃以下，热容大，无腐蚀性对象的连续在线测温。对高于1300℃以上的温度测量较困难原理上测量范围可以从超低温到极高温，但1000℃以下，测量误差大，能测运动物体和热容小的物体温度精度工业用表通常为1.0、0.5、0.2及0.1级，实验室用表可达0.01级通常为l.0、1.5、2.5级响应速度慢，通常为几十秒到几分钟快，通常为2～3秒其他特点整个测温系统结构简单，体积小，可靠，维护方便，价格低廉；仪表读数直接反映被测物体实际温度；可方便地组成多路集中测量与控制系统整个测温系统结构复杂，体积大，调整麻烦，价格昂贵；仪表读数通常只反映被测物体表现温度(需进一步转换)；不易组成测温、控温一体化的温度控制装置接触式测温：膨胀式温度计，压力式温度计，热电阻、热电偶测温，热敏电阻测温非接触式测温：辐射测温2.3常用的压力计有哪些，其原理和特点各是什么？1．弹性压力计弹性压力计是基于各种形式的弹性元件，在被测介质的表压或真空度作用下产生的弹性变形与被测压力成一定函数关系的原理制成的。它是工业生产和实验室中应用最广的一种压力计。2．液柱式压力计液柱式压力测量是以流体静力学理论为基础的压力测量方法。根据流体静力学，一定高度的液柱对底面产生的静压力要与被测压力相平衡，这样液柱的高度实际上就反映了被测压力的大小。以此原理构造的液柱式压力计测压元件主要由装有一定介质液体的玻璃管组成，这种压力计结构简单，使用方便，测量精度高，但测量结果只能就地读取，不能进行远传，而且测量的量程也受限于玻璃管的高度，因而应用受到一定的限制。现在，液柱式压力计主要是在实验室或工程实验上使用。3．压力变送器一般用压力表传递压力信息的距离不能很远，要向远距离传输压力信息，往往是将弹性测压元件与电气传感器相结合构成压力变送器，工业上常称为差压变送器。它能以统一信号进行传输、显示和控制。常用的有电容式压力变送器、电感式压力变送器、霍尔式压力变送器等。2.4流量检测方法有哪些？有哪些常用的流量检测仪表？（1）节流差压法在管路内安装上节流元件，使流体在此处流动状态发生变化，造成节流元件的上、下游间产生压力差。由于此压力差和流量间有一定函数关系，因此，检测此压差，即可变换出流量。常用的节流元件有：孔板、喷嘴等。（2）容积法按一定的容积空间输送流体，容积空间的运动次数(或运动速度)与流量成正比。记录运动次数或速度，则可得出一段时间内的累积流量。容积式流量计，有椭园齿轮式流量计、膜式煤气表及旋转叶轮式水表等。（3）速度法测出流体的流速，再乘以管道截面即可得出流量。按对流速测量的办法不同，能构成多种多样的流量仪表和检测系统，如常用的有：标志式、动压管式、热量式、磁电式、超声式等。（4）流体阻力法利用流体流动给设置在管道中的阻力体以作用力，作用力大小和流量大小有关。如常用的靶式流量计，其阻力体是靶，由力平衡式传感器把靶的受力转换为电量。（5）流体振动法在管道的特定条件下，使流体流过后产生振动，如涡街流量计、卡门流量计等。（6）质量流量检测质量流量检测分为间接式和直接式两种。间接式质量流量测量是在直接测出体积流量的同时，直接再测出被测介质的密度，或测出压力、温度等参数求出介质密度。因此检测系统的构成将由测体积流量的流量计(如节流差压式、涡轮式等)和密度计或带有温度、压力等补偿环节来组成，其中还有相应的计算环节。直接式质量流量测量是直接利用热、差压或动量来检测。1.节流式差压流量计2．容积式流量计3．速度式流量计4．质量流量计5．涡街流量计2.5物位检测有哪些方式？物位检测时应注意哪些问题？常用的液位检测仪表有哪些？（1）直读式物位检测仪表采用侧壁开窗口或旁通管方式，直接显示容器中物位的高度。方法可靠、准确，但是只能就地指示。主要用于液位检测和压力较低的场合。（2）静压式物化检测仪表基于流体静力学原理，适用于液位检测。容器内的液面高度与液柱重量所形成的静压力成比例关系，当被测介质密度不变时，通过测量参考点的压力可测知液位。这类仪表有压力式、吹气式等型式。（3）浮力式物位检测仪表其工作原理基于阿基米德定律，适用于液位检测。漂浮于液面上的浮子或浸没在液体中的浮筒，在液面变动时其浮力会产生相应的变化，从而可以检测液位。这类仪表有各种浮子式液位计、浮筒式液位计等。（4）机械接触式物位检测仪表通过测量物位探头与物料面接触时的机械力实现物位的测量。这类仪表有重锤式、旋翼式等。（5）电气式物位检测仪表将电气式物位敏感元件置于被测介质中，当物位变化时其电气参数如电阻、电容等也将改变，通过检测这些电量的变化可知物位。（6）其他物位检测方法如声学式、射线式、光纤式仪表等。在实际生产过程中，被测对象很少有静止不动的情况，因此会影响物位测量的准确性。各种影响物位测量的因素对于不同介质各有不同，这些影响因素表现在如下方面。（1）液位测量的特点1）稳定的液面是一个规则的表面，但是当物料有流进流出时，会有波浪使液面波动。在生产过程中还可能出现沸腾或起泡沫的现象，使液面变得模糊。2）大型容器中常会有各处液体的温度、密度和粘度等物理量不均匀的现象。3）容器中的液体呈高温、高压或高黏度，或含有大量杂质、悬浮物等。（2）料位测量的特点1）料面不规则，存在自然堆积的角度。2）物料排出后存在滞留区。3）物料间的空隙不稳定，会影响对容器中实际储量的计量。（3）界位测量的特点界位测量的特点则是在界面处可能存在浑浊段。1、电磁法测量液位2、利用液位引起的压力进行检测3、利用液体的浮力进行检测2.6有哪些常见的机械量参数及其检测仪表？试设计差动式变面积型电容传感器(角位移式和直线位移式)，并画出其结构示意图。机械量的测量范围包括：尺寸(长、宽、高)、位移(直线位移、角位移)、速度(直线速度、角速度、转速)、力学量(力、力矩、加速度、振动)等。位移的检测（1）直接用非电检测（2）将位移量转换成模拟电量（3）将位移量转换成数字量常见力的检测方法（1）平衡型测力法（2）利用弹性体变形测力法质量和重量的检测方法目前，在工业生产过程中应用最多的质量测量仪表是各种电子秤速度的检测（1）线速度的检测1）接触辊法2）光束切断法（2）角速度的测量1）采用相应的机械结构把转速变为位移(a)(b)图变面积式电容传感器结构（a）直线位移式(b)角位移式2）采用电磁原理的方法把转速变为角位移3）把转速转换为模拟电压信号4）频闪法5）把转速变换成脉冲数字信号振动的检测按静止基准设置，有相对法和绝对法物体几何尺寸的检测1．长度的检测（1）利用位移传感器检测（2）利用速度或转速传感器检测（3）利用波的反射检测厚度的检测（1）利用超声波进行检测（2）利用射线检测（3）利用红外线检测直径的检测常用的方法是用光电式检测系统2.7物质成分分析的主要方法有哪些？常用的成分分析仪表及其原理？成分分析的方法有两种类型，一种是定期取样，通过实验室测定的实验室分析方法；另一种是利用可以连续测定被测物质的含量或性质的自动分析仪表。成分分析所用的仪器和仪表基于多种测量原理，在进行分析测量时，需要根据被测物质的物理或化学性质，来选择适当的手段和仪表。热导式气体分析仪，通过检测混合气体导热系数变化得知待测组分含量的。红外线气体分析器属于光学分析仪表中的一种。它是利用不同气体对不同波长的红外线具有选择性吸收的特性来进行分析的。色谱分析仪器是一种高效、快速、灵敏的物理式分析仪表。它包括分离和分析两个技术环节。在测试时，使被分析的试样通过色谱柱，由色谱柱将混合试样中的各个组分分离，再由检测器对分离后的各组分进行检测，以确定各组分的成分和含量。这种仪表可以一次完成对混合试样中几十种组分的定性或定量的分析，在工业流程中使用的一般多为气相色谱仪。干湿球湿度计干湿球湿度计的使用十分广泛，常用于测量空气的相对湿度。这种湿度计由两支温度计组成，一只温度计用来直接测量空气的温度，称为干球温度计，另一只温度计在感温部位包有被水浸湿的棉纱吸水套，并经常保持湿润，称为湿球温度计。当棉套上的水分蒸发时，会吸收湿球温度计感温部位的热量，使湿球温度计的温度下降。水的蒸发速度与空气的湿度有关，相对湿度越高，蒸发越慢；反之，相对湿度越低，蒸发越快。所以，在一定的环境温度下，干球温度计和湿球温度计之间的温度差与空气湿度有关。当空气静止的或具有一定流速时，这种关系是单值的。测得干球温度和湿球温度后，就可计算求出相对湿度。粘度检测的方法主要有：（1）转筒法转筒法测量粘度采用库埃特原理，把被测量的液体注满两个同心圆筒之间的环形空间，一个圆筒是固定的，另一个圆筒绕它的垂直轴线作均匀的旋转。以恒定角速度旋转的圆筒所需要的转矩就可作为被测液体粘度的量度。（2）毛细管法毛细管法又称为泊肃叶法，它用于测定牛顿液体的粘度。这种方法的基本原理是，在管内存在层流时，被测液体在恒定流量和温度的条件下，经过毛细管会产生压力降，这个压力降的大小就代表了被测液体的粘度值。（3）超声波法超声波法测量液体的粘度主要由粘度传感探头和信号处理器组成。由信号处理器产生的驱动脉冲输出到围绕在传感元件的线圈上，形成脉冲磁场，它激励探头产生自然振动，探头会对被测液体产生一剪切动作，它会受到液体粘滞阻力的作用。于是对探头的强迫振动产生阻尼效应，不同粘度的液体会产生不同的阻尼作用。从而得到粘度值。3.1测量放大器的基本要求有哪些？答：一般来说，对放大器的基本要求是：增益高且稳定，共模抑制比高，失调与漂移小，频带宽，线性度好，转换速率高，阻抗匹配好，功耗低，抗干扰能力强，性价比高等。3.2程控增益放大器的量程可由软件自动切换，其工作原理是什么？答：可编程增益放大电路的增益通过数字逻辑电路由给定的程序来控制。其内部有多对增益选择开关,任何时刻总有一对开关闭合。通过程序改变输入的数字量，从而改变闭合的开关以选择不同的反馈电阻，最终达到改变放大电路增益的目的。3.3传感器输入与输出之间的耦合方式有哪些？各有什么特点？答：输入与输出之间