检测习题编辑.doc

1-4．已知某差压变送器，其理想特性为(U为输出，x为位移)，U=8x (mV) 它的实测数据如表1-3所示 表1-3 差压变送量实测数据求：（1）最大绝对误差，最大相对误差，并指出其测量点； （2）若指示仪表量程为50mV，指出仪表精度等级解：设为测量数据的真值，满足U0=8x (mV)，绝对误差△U=U-U0，相对误差 ，计算结果如下表最大绝对误差在x=4mm处，△U=-0.4mV最大相对误差在x=2mm处， 在x=0mm处，因被测量真值为0，相对误差没有意义UMAX=50mV，最大引用误差 ，仪表精度等级为1.0级1-5．检定2.5级的量程为100V的电压表，发现50V刻度点的示值误差2V为最大误差，问该电压表是否合格？解： 该电压表合格1-6．对某量进行10次测量，测得数据为14.7，15.0，15.2，14.8，15.5，14.6，14.9，14.8，15.1，15.0，试判断该测量列中是否存在系统误差。

解：测量数据及计算结果如下表所示用马利科夫准则判断，因n为偶数，取 ，求M所以测量中必然有累进性系统误差存在用阿卑—赫梅特准则判断，得再用表中的数据求出均方根误差的平方值显然故测量列中又含有周期性系统误差1-7．对某量进行15 次测量，测得数据为28.53，28.52，28.50，28.52，28.53，28.53，28.50，28.49，28.49，28.51，28.53，28.52，28.49，28.40，28.50 ，若这些测得值已消除系统误差，试判断该测量列中是否含有粗大误差的测量值解：测量数据及计算结果如下表所示在置信概率为0.99时，可用格罗布斯准则判断有无粗大误差因为查表可得又因为 故第14个测量数据为粗大误差应当指出，粗大误差的剔除是一个反复的过程，即当剔除一个粗差后，应重新计算平均值和标准差，再进行检验反复进行，直到粗差被全部剔除为止1-9．若测量10V左右的电压，手头上有两块电压表，其中一块量程为150V，0.5级；另一块是15V，2.5级问选那一块电压表测量更准确？解：采用150V 0.5级电压表测量10V电压，相对误差为：采用15V 2.5级电压表测量10V电压，相对误差为：因此采用15V 2.5级电压表测量更准确。

1-10．检定一只3mA、2.5级电流表的满度相对误差问选用哪只最适合?（1）10mA、1.5级；（2）10mA、0.2级；（3）15mA、0.2级； （4）100mA、0.1级解：（1）10mA、1.5级：（2）10mA、0.2级：（3）15mA、0.2级：（4）100mA、0.1级：第二只和第三只皆满足要求，第二只精度更高，效果更好，应选择第二只电流表2-1．测量某电路的电流 I=22.5mA，电压 U=12.6V ，测量的标准差分别为求所耗功率P=UI 及其标准差 解：2-2．按公式V=πr2h求圆柱体体积，若已知r约为2cm，h约为20 cm，要使体积的相对误差等于1%，试问r和h的测量误差应为多少？解：取 则2-5．用伏安法测量某电阻R，所用电流表为0.5级，量限0～10A，电流表指示值为0.5A 所用电压表为1.0级，量程0～5V，电压表指示值为2.5V求对R的测量结果及测量结果的最大可能相对误差解： 4-1．用7位电子计数器测量的信号频率当闸门时间置于1s、0.1s、10ms时，试分别计算由于误差而引起的测频误差？解：当时，当时，当时，4-2．某电子计数器晶振频率误差为，若需利用该计数器将10MHz晶振校准到，问闸门时间应选为多少方能满足要求？解： ， ，由于 所以 闸门时间应大于1.01秒。

4-7．有一台瞬时值数字相位计，已知（为被测信号周期，为时标信号周期），试计算由于误差而产生的最大相位误差解： 6-6．用镍铬一镍硅热电偶测量炉温，如果热电偶在工作时的冷端温度为30ºC，测得的热电势指示值为33.34mV，求被测炉温的实际值?解：已知：查镍铬一镍硅热电偶分度表可知：故得：再一次查分度表：，被测炉温的实际值： 6-7．用分度号为Cu50的铜热电阻测温，测得Rt=71.02Ω ，若解：由 得6-8．用分度号为的热电阻测得某介质温度为84ºC，但检定时发现该电阻的，若电阻温度系数为求由此引起的绝对误差和相对误差 解：， 实际温度 绝对误差： 相对误差：6-9．用分度号为铂电阻测温，但错用了铜电阻的分度表，查得温度为140ºC，求实际的被测温度?解：因为：，， 所以：，7-5．应变片式压力计采用什么测压元件？说明为什么应变片测量应变时要进行温度补偿及补偿方法答：应变片式压力计采用电阻应变片测压元件，其结构如下图所示，由敏感栅（金属丝或箔）、基底、覆盖层、粘合剂、引出线组成敏感栅是转换元件，它把感受到的应变转换为电阻变化；基底用来将弹性体表面应变准确地传送到敏感栅上，并起到敏感栅与弹性体之间的绝缘作用；覆盖层起着保护敏感栅的作用；粘合剂是把敏感栅与基底粘贴在一起；引出线是用于连接测量导线。

电阻应变片压力传感器是靠电阻值来度量应变和压力的，所以必须考虑电阻丝的温度效应虽然用作电阻丝材料的铜、康铜温度系数很小（大约在），但与所测应变电阻的变化比较，仍属同一量级如不补偿，会引起很大误差补偿电路如图7-8所示，在测量用应变片相邻桥臂上接一个完全相同的应变片称补偿片，并把它们放在相同的温度场内，当温度变化使测量片电阻变化时，补偿片电阻也发生同样变化，用补偿片温度效应来抵消测量片温度效应输出信号也就不受温度影响 （a）半电桥 （b）全电桥 图7-8 应变片连接电路图7-8（a）为半桥连接，为测量片，贴在传感器弹性元件表面上，为补偿片，它贴在不受应变作用元件上，并放在弹性元件附近，、为配接精密电阻，通常取、，在未测应变时，电路呈平衡状态，即，输出电压为零由于温度变化，电阻变为时，电阻变为，由于与温度效应相同，即，所以温度变化后电路仍呈平衡，，此时输出电压为零当有应变时，将打破桥路平衡，产生输出电压，但其温度效应依然得到补偿故输出只反应纯应变值（即压力值）在传感器中，实际采用多个电阻丝片，一般把四个测量应变片，两片贴在正应变区，并将其接在电桥两个相对的臂上；另两个贴在负应变区，接在另两个相对臂上，如图7-8（b）所示，以使一个应变片的电阻温度效应为另一个相邻应变片所抵消。

这样的电路不但补偿了温度效应，而且可以得到较大输出信号，这种补偿电路称全桥连接7-7．为测量一悬臂粱的应变，一个电阻为、灵敏度系数为2的电阻应变片被帖在悬臂梁上，该应变片与其它电阻接成惠斯登电桥如图7-11如果设检流计的电阻是，灵敏度是，求：（1）如果应变片感受到的应变为0.1％，检流计的指针偏转多少毫米?（2）假设电阻应变片的温度系数为，在不感受任何应变的条件下，室温增加10ºC，此时应变片的电阻是多少?温度造成的电阻变化折合成应变是多少?（3）提出减小温度影响的方法7-11 应变测量解：已知应变片电阻，灵敏度系数，检流计电阻，检流计灵敏度，电源电压（1）如果应变片感受到的应变应变片电阻变化 检流计两端电压 通过检流计电流 检流计的指针偏转（2）假设电阻应变片的温度系数，室温增加应变片电阻增量 应变片电阻 温度造成的电阻变化折合成的应变 （3）将1K电阻换成补偿片8-3．用节流装置测量流量，配接一差压变送器，设其测量范围为0～10000Pa，对应输出信号为4～20mA，相应的流量为0～320m3/h求输出信号为16mA时，差压是多少？相应的流量是多少？解：体积流量与差压的关系为 差压与输出电流的关系为 由测量范围0～10000Pa，对应输出电流4～20mA可得 则 所以 由测量范围0～10000Pa，对应流量0～320m3/h 可得 所以 输出信号 差压 流量 8-4．原来测量水的差压式流量计、现在用来测量相同测量范围的油的流量，读数是否正确？为什么？答：不正确。

因为压差与流体流量的关系中包含密度一项9-2．差压式液位计的工作原理是什么？当测量有压容器的液位时，差压计的负压室为什么一定要与容器的气相相连接？答：差压式液位计如图所示，差压计一端与容器底部用法兰直接接通，而另一端通过引压管与液面上部空间（气体）连通为了避免引压管中由于液柱高度不恒定而影响测量精度，在引压管上端放平衡容器，且充以被测液体，使其保证固定的液柱高度设容器上部空间的压力为，则有，差压 式中 ——上引压管至差压计的距离，为恒定值；——差压计安装距离底部的距离；——液面高度当测量有压容器的液位时，差压计的负压室与容器的气相相连接是为了消除被测液面上部介质压力对差压计的影响 图 9-2 差压式液位计9-3．有两种密度分别为、的液体，在容器中，它们的界面经常变化，试考虑能否利用差压变送器来连续测量其界面？测量界面时要注意什么问题？答：当两种液体在容器中的总液位不变时，可以用差压式液位计测量界位的变化当两种液体的密度相差较大时，测量精度较高，当两种介质的密度相差较小时，测量精度较低。

10-1 在不平衡电桥设计时要注意哪些问题？答：（1）在工作点处将电桥调平2）提高电桥的灵敏度，一种方法是提高供桥电源电压，但供桥电压过高，会使工作电桥电阻发热另一种方法是使四臂电桥电阻相等3）在单臂电桥和双臂电桥（同相电桥）中，会产生非线性误差10-2 请设计一个单臂工作的电桥，其中敏感元件的电阻变化范围为，电阻的允许耗散功率为要求电桥的输出电压与电阻的变化量之间的非线性误差小于，同时使电桥的输出电压尽可能高求桥臂上各电阻值、电源电压，并给出电桥的输出电压范围解：； 取，，在时，最大取10-3 上题中，若要求电桥有最大的输出电压，则又如何设计该电桥，并求出相应的电桥输出电压解：若要求电桥有最大输出电压，需满足，取，，在时，最大，，取10-4 仪表放大器与一般放大器相比，具有哪些优点？应用在那些场合？答：仪表放大器与一般的通用放大器相比具有以下优点：（1）输入阻抗高；（2）抗共模干扰能力强（即共模抑制比大）；（3）失调电压与失调电压漂移低、噪声低、闭环增益稳定性好；。