《自动检测技术及应用》期末复习资料设计题部分

自动检测技术及应用期末复习资料设计题部分修订第2版酒后驾车易出事故，但判定驾驶员是否喝酒过量带有较大的主观因素。请你利用学过的知识，设计一台便携式、交通警使用的酒后驾车测试仪。总体思路是：让被怀疑酒后驾车的驾驶员对准探头（内部装有多种传感器）呼三口气，用一排发光二极管指示呼气量的大小（呼气量越大，点亮的LED越多）。当呼气量达到允许值之后，“呼气确认”LED亮，精酒蒸气含量数码管指示出三次呼气的酒精蒸气含量的平均百分比。如果呼气量不够，则提示重新呼气，当酒精含量超标时，LED闪亮，蜂鸣器发出“嘀……嘀……”声。根据以上设计思路，请按以下要求操作：1）画出你构思中的便携式酒后驾车测试仪的外形图，包括一根带电缆的探头以及主机盒。在主机盒的面板上必须画出电源开关、呼气指示LED若干个、呼气次数指示LED3个、酒精蒸气含量数字显示器、报警LED、报警蜂鸣器发声孔等。2）画出测量呼气流量的传感器简图。3）画出测量酒精蒸气含量的传感器简图。4）画出测试仪的电原理框图。5）简要说明几个环节之间的信号流程。答：当流量传感器测量到的流量达到规定值以上时，可燃性气体传感器的输出电压与酒精蒸汽的浓度成一定比例关系。查表，就可得到酒精浓度值。6）写出该酒后驾车测试仪的使用说明书。让被怀疑酒后驾车的驾驶员对准探头(内部装有多种传感器)呼三口气，用一排发光二极管指示呼气量的大小(呼气量越大，点亮的LED越多)。当呼气量达到允许值之后，LED亮，酒精蒸汽含量数码管指示出三次呼气的酒精蒸汽含量的平均百分比。如果呼气量不够，则提示重新呼气。当酒精含量超标时，LED闪亮，蜂鸣器发出“嘀……嘀……”声。自动检测技术及应用期末复习资料设计题部分修订第2版电感式转速传感器和市售的磁电式（又称电磁感应式）转速传感器测量转速和转角的原理示意图。请根据学过的电工知识，比较它们测量转速的工作原理有何本质区别，并分别写出图a和图b所举实例中转速n的计算公式。本图所示的磁电式探头是否需要激励电源？为什么？a）电感式b）磁电式（电磁感应式）1—被测旋转体（钢质齿轮）2—导磁铁心3—线圈4—永久磁铁5—汽车发动机曲轴转子fin—激励源频率z—齿数T—传感器输出脉冲的周期答：1）请根据学过的电工知识，a图是利用自感传感器的原理，转速n=60×（f/60）r/minb图是利用电磁感应的原理（课本中未讲）。根据法拉第定律，当磁力线或磁感应强度突然增大，或突然减小时，线圈感应出正电压或负电压，产生尖脉冲。转速n=60×（f/4）r/min=25fr/min2）不需要激励电源，有永久磁铁提供磁路磁场。两根高分子压电电缆相距2m，平行埋设于柏油公路的路面下约5cm。它可以用来测量车速及汽车的载重量，并根据存储在计算机内部的档案数据，判定汽车的车型。a）PVDF压电电缆埋设示意图b）A、B压电电缆的输出信号波形1—公路2—PVDF压电电缆（A、B共两根）3—车轮现有一辆肇事车辆以较快的车速冲过测速传感器，两根PVDF压电电缆的输出信号如图b所示，求：1）估算车速为多少km/h。解：𝐯=𝟐𝟐.𝟓×𝟎.𝟎𝟐𝟓×𝟑.𝟔=𝟏𝟏𝟓.𝟐𝐤𝐦/𝐡2）估算汽车前后轮间距（可据此判定车型）；轮距与哪些因素有关？解：𝐬=𝐯𝐭=𝟏𝟏𝟓.𝟐𝟑.𝟔×𝟒.𝟐𝟓×𝟎.𝟎𝟐𝟓=𝟑.𝟒𝐦3）说明载重量m以及车速v与A、B压电电缆输出信号波形的幅度或时间间隔之间的关系。解：载重与输出波形的幅值成正比；车速与A、B两相邻波形距离成反比。闯红拍照设计热电偶补偿导线的极性接错对测量产生什么影响?答：会产生附加测量误差。若温差为零，仪表示值无附加误差。若热偶冷端温度高于仪表输入端温度，仪表示值将比实际值低两倍的温差值。若若热偶冷端温度低于仪表输入端温度，仪表示值将比实际值高两倍的温差值。补偿导线的分度号和极性混淆不清如何判断？答：用沸水来判断。一端浸入沸水，一端接热偶分度显示仪表，观察仪表指示值变化来判断，指针反转，则极性反接。若仪表示值在100度左右则导线与热偶符合。电桥串并联电阻，应变片能否提高灵敏度？