检测技术复习.doc

第一章 绪论
1 什么是检测技术？一个完整的检测过程应该包括哪些环节？
2 画出一个典型的检测系统框图。
3 谈谈检测技术的发展方向和趋势。
第二章 测试系统

1 对于二阶装置，为何要取阻尼比?
[答] 二阶系统的频率特性受阻尼比ξ的影响较大。分析表明，ξ越小，系统对输入扰动容易发生超调和振荡，对使用不利。在ξ=0.6-0.7时，系统在宽广的频率范围内由于幅频特性和相频特性而引起的失真小，系统可以获得较为合适的综合特性。比如二阶系统在单位阶跃激励下时，如果阻尼比ξ选择在0.6-0.7范围内，则最大超调量不超过10%，且当误差允许在（5-2）%时趋于“稳态”的调整时间也最短。

2 解释下列概念：频率特性、频响函数和工作频带、准确度、重复性、分辨力、鉴别力、漂移，回程误差。
见课本第2章
3 能够写出几种典型的一阶系统和二阶系统的方程，如课本中的图2-3，2-4，并能写出其传递函数，频响函数，并分析其幅频特性，相频特性。
见课本第2章
4 用某一阶装置测量频率为的正弦信号，要求幅值误差限制在以内，问其时间常数应取多少？如果用具有该时间常数的同一装置测量频率为的正弦信号，试问此时的幅值误差和相角差分别为多少？
，得
用该装置测量频率为50Hz的正弦信号时，
，即幅值误差为1.3%
相角差为：

5 两环节的传递函数分别为和，试求串联后所组成装置的灵敏度。(提示：先将传递函数化成标准形式。)
环节一的灵敏度为： 1.5/5=0.3
环节二的灵敏度为： 41
故串联后的灵敏度为：0.3×41=12.3

6 设一力传感器为二阶分系统。已知其固有频率为，阻尼比为，当测频率为变化的力参量时，其振幅比和相位差各为多少?若使该装置的阻尼比，则和又为多少?
由
测量频率为400Hz变化的力参量时 :
若装置的阻尼比为0.7，则:

7 对某二阶装置输入一单位阶跃信号后，测得其响应中数值为1.5的第一个超调量峰值。同时测得其振荡周期为。若该装置的静态灵敏度，试求该装置的动态特性参数及其频率响应函数。

由，得：
又：由，得：
频率响应函数为：

8 分析课本30页，测量不确定度的评定实例
第四章 电参量的测量
1 画出直流电压测量系统的框图，并说明系统中每部分的作用。
2列举两种测量交流电压的方法，并详细说明测量原理（配合图）
3 说说欧姆定律法和霍耳效应法测量直流电流的原理（配合图）
4 简述直流和交流功率的测量方法及原理
第五章 长度及线位移测量
1 长度测量应遵循的基本原则是什么，并说明这一原则的内容，游标卡尺测量长度时候，是否满足这一原则，为什么？
2长度测量过程中，选取定位面时候，应考虑哪些原则？
3 影像测量仪可以实现非接触测量，请说明影象测量仪测量尺寸的原理（配合图）
4 形位误差侧量时，被测要素和基准要素如何体现?
5形位误差侧量时，被测要素和基准要素如何体现?
6 什么是圆柱度误差，说明圆柱度误差的测量原理图
7 将4个直径相同的钢球，按图4-49所示方式置于被测环规孔内，用仪器测出值，间接求出环规的孔径。若已知：钢球直径，，它们的测量不确定度，，求。

（1）
D = 41.63mm
由
且从（1）式可得：

UD=±4.5μm

8 如图4-50所示，在三坐标测量机上用三点法测量一个环规内孔。若测得的三点坐标值为：，，，且已知球测头的直径，求孔的中心坐标和孔的直径。
由轴心坐标公式：

孔的中心坐标为：C（0.0000394，0.0031955），R’=|P1-C|=10
孔的直径D为：D=2 R=2(R’+0.5Φd)=25mm
第六章 角度及角位移测量
1 为什么圆分度误差检定可达很高的精度?
由于圆周分度器件具有圆周封闭特性，即角度的自然基准是360°。利用整圆周上所有角间隔的误差之和等于零这一自然封闭特性来进行测量方案的选定和数据处理，从而圆分度误差的检定可达很高的精度。
2 采用课本中，图6-12所示的轴锥度坐标测量法，写出计算机数据处理流程图。

3 若用的正弦规测一个的角度快（见课本图5-16），应垫量快的尺寸为多少？若在距离的A、B两点的测微表示值分别为和，试计算被测角度值。
由sinα0=H/L，得
H=L×sinα0=100×sin30°
Δα=206(n2- n1)/l=206×(20-15)/50=20.6″
故：α=α0+Δα=30°0′20.6″

4 说明用正弦规测量角度时应考虑的误差因素，写出测量误差计算公式，并分析“大于的被测角不宜使用正弦规测量”的原因。
用正弦规测量角度时应考虑的误差因素为：
1. 由量块尺寸误差ΔH引起的角度误差
2. 由两圆柱中心距误差ΔL引起的角度误差
测量误差计算公式为：
由此可看出，被测角度α越大，测量误差越大。故为了保证测角精度，大于45°的被测角不宜使用正弦规测量。

5 已知一度盘上8个等分刻线的零起分度误差为：，试列表计算该刻度的圆分度误差、分度间隔误差、直径误差，并求出最大分度间隔误差值。

度盘刻线
0
1
2
3
4
5
6
7
零起分度误差
0
0.4
1.6
2.1
0.9
-0.3
-1.5
-0.8
圆分度误差
-0.3
0.1
1.3
1.8
0.6
-0.6
-1.8
-1.1
分度间隔误差
0.4
1.2
0.5
-1.2
-1.2
-1.2
0.7
0.8
直径误差
0.15
-0.25
-0.25
0.35
0.15
-0.25
-0.25
0.35
最大分度间隔误差为：Fmax=[θi] max-[θi] max=3.6＂
6 采用相对法测量多面棱体的原理是什么，说明之。

第七章 速度、转速和加速度测量

1 常用的速度测量原理有哪几种方法?各举一例说明。
2 试述皮托管测速原理，空速表的结构及其在空速测量中的工作原理和特点。
3 试述激光多普勒测量速度的原理和特点·
4 二自由度陀螺和三自由度陀螺的主要特性是什么?
5 试述徽分陀螺仪测量角速度的工作原理，并画出仪器原理图说明。
6 画出数字式转速表的测速电路原理框图，并说明其工作过程。

第八章 力、力矩和压力的测量

1 力的测量方法中可以归纳为哪几种测量力的原理。

2 在电阻应变式测力仪中，其负荷传感器的截面为圆形柱式体。测力仪的电压灵敏度为1mV/V，所加负荷值为50kN。应变片的灵敏系数为2，全桥的桥臂系数为2.5，所用弹性体的材料屈服极限为785MPa，弹性模量为2×105MPa。在最大负荷为1.44倍的施加负荷时它的超载系数为22.5％，试求该测力仪负荷传感器的弹性体截面直径为多少毫米？
 3 试述电阻应变式测力仪、压磁式测力仪、压电式测力仪的工作原理

5 在一块压电晶体上测得其几何尺寸是长为10mm，宽为10mm，厚为2mm。其中=4.06×1011F/m，=2.03pC/N。试求在面上施加一个力为0.001N时，在压电晶体上测量电压输出应是多少？
其电压输出为：
=0.1V 
6 力矩测量一般可以分为哪几种方法，并简述其测量原理。

7 简述电感和电容式集流环和应变式转矩测量仪的测量原理及其结构特点。

8 简述相位差式转矩测量仪的工作原理及一起特点。

9 简述力平衡式转矩测量仪的测量原理和仪器结构特点。

第九章 机械振动的测试验

1 有人说：“自由振动是初始激励激起的振动。因而对于一个单自由度线性系统，初始条件的不同，其自由振动的振幅、相位、频率均不同。”事实究竟如何？

  事实上，自由振动是振动系统偏离其平衡位置时，仅依靠其弹性恢复力维持的振动。其自由振动的频率即为系统的固有频率，跟初始条件无关。当存在有阻尼时，其振动将逐渐减弱。

2 质量为0.05kg的传感器安装在一个50kg质量的振动系统上，若安装传感器前系统的固有频率为10Hz，装上传感器后，试确定新的系统的固有频率。
新的系统的固有频率为：
=9.995Hz≈10Hz

3 某石英晶体加速度传感器的技术规范如下：频率范围0～15kHz；动态范围±3500g，灵敏度5pC/g；固有频率22kHz；质量0.05kg；分辨力0.002g；横向灵敏度最大为2％，试求：①计算振动加速度为0.21g时的电荷输出；②当横向振动加速度幅值为1000g，确定最大电荷输出量。
当振动加速度为0.21g时，电荷输出为
0.21×5=1.05pC
当横向振动加速度幅值为1000g时，最大电荷输出量为
1000×5×0.02=100pC

4 某磁电式速度传感器技术规范如下：频率范围20～1000Hz；测量范围（振幅）、最大峰峰值为5mm；加速度0.1～30g；对10kΩ负载电阻的灵敏度为（4.88±0.8）V/（m·s-1）；线圈的质量为170g；有阻尼固有频率为5Hz；直流电阻为600Ω；传感器横向灵敏度最大20％，试求：在有效载荷作用下，测得上述规范所列出的最小频率时的最大振幅，试计算出此时的输出电压，当频率为100Hz时测得输出电压峰峰值为0.5V，试确定此时的速度及位移幅值。
(1) 已知最小频率为20Hz，最大振幅为5mm
此时的输出电压=0.488V
(2) 已知频率为100Hz时输出电压峰值为0.5V
此时的速度为：0.5/4.88= 0.1m/s
位移幅值为：0.1/100=0.001m=1mm

  第十章 温度的测量  
1 试述热电偶的基本原理。

2 试证明热电偶的中间导体定律。试述该定律在热电偶实际测温中有什么作用。

3 试证明热电偶的标准热电极定律。试述该定律在热电偶实际测温中有什么作用。

4试证明热电偶的中间温度定律。试述该定律在热电偶实际测温中有什么作用。

5 为什么要对热电偶参比端进行处理？试述各种处理方法及有关的电路图。

6 什么试补偿导线，为什么要采用补偿导线？目前的补偿导线有哪几种类型？

7 用标准铂铑10—铂热电偶检定镍铬—镍硅热电偶，在某一温度下铂铑10—铂热电偶输出电动势为7.345mV（参比端温度为0C），根据该标准热电偶百度分度值知此时对应温度为800C，而被检热电偶输出电动势为33.370mV，从分度表查出此时对应的温度值为802.3C，求被检热电偶的偏差和修正值各为多少度。
被检热电偶的偏差为：802.3℃-800℃=2.3℃
其修正值为：-2.3℃
8 在热电偶温度计使用时是如何克服引线电阻误差的？
9 分别说明“辐射温度”、“亮度温度”、“颜色温度”的定义及其产生的原因。这些温度和真实温度有什么区别？它们和真实温度的差异大小由什么决定的？

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