《检测与过程控制》习题集《检测与过程控制》习题集1、计算机控制系统的类型很多，其中最为典型的控制系统是哪四种？（0.2）答：DDC（直接数字控制系统）PCS（管控一体化系统）DCS（集散控制系统）FCS（现场总线网络控制系统）2、图1为某测控仪表的单片机共阳型LED数码管显示接口电路，软件采用动态扫描显示方式，试确定其显示十进制数码0～9的段码表。
（0.2）数字0 1 2 3 4 5 6 7 8 9段码表0X030X3F0X4A0X2A0X360XA20X820X3B0X020X223、何谓直接测量？何谓间接测量？什么情况下可采用间接测量方式？（1.1）答:直接测量：对被测量进行测量时，直接可以得到待测量的数值。
间接测量：用测量一个或多个与被测量有关的物理量，通过函数关系式计算出被测量的数值。
采用间接测量方式：在采用直接测量方式，直接测量不方便或直接变化，不需要外加激励电源。
7、变送器的输出目前通用的两种标准直流电流信号分别为多少mA？而变送器输出的标准空气压力信号为多少kPa？它们与被测参数的性质和测量范围有无关系？(1.2)答：两种标准直流电流信号：4~20mA和0~10mA 变送器输出的标准空气压力信号：20~100kPa它们与被测参数的性质和测量范围无关8、检测仪表按信号的输出（显示）形式可分为哪几类？(1.3)答：模拟式仪表和数字式仪表9、根据被测参数的不同，检测系统按被测参数可分为哪几类？(1.3)答：机械参数、电气参数、过程参数等10、检测系统按照仪表使用的能源类型不同可分为哪几类？(1.3)答：机械式仪表检测系统\电动式仪表检测系统\气动式仪表检测系统和光电式仪表检测系统11、检测系统的基本特性是指什么？其基本特性包括哪两类？（1.4）答：基本特性：检测系统的输出与输入的关系；其基本特性包括：静态特性和动态特性12、什么是检测系统的静态特性？工程上常用哪几个指标来衡量仪表或系统的静态特性的品质？（1.4）答：检测系统的静态特性：当系统输入量不随时间变化时，输出与输入之间的关系。
指标：灵敏度s 、变差、线性度、准确度13、何谓灵敏度？何谓线性度？(1.4)答：灵敏度：是个有量纲的放大倍数，它具有可传递性，对于串联构成的检测系统，其总的灵敏度是各个仪表灵敏度之积。
14、一个8位和12位的0～5V的A/D转换器，它们的分辨率各为多少mV/字？它们的相对误差又各为多少？(1.4)答：5/(2^8-1)= 19.6mv; 误差=19.6/2=9.8。
5/(2^12-1)= 12.21mv; 误差=12.21/2=6.105。
15、检定某台精度为1.5级的压力表，已知其量程为：0～100 Pa，检定过程中发现在50 Pa处的最大误差为1.6 Pa，试判断这台压力表是否合格？(1.4)解：qmax=1.6/100*100%=1.6%＞1.5%;所以不合格.因为在50pa上的最大误差与量程的比值百分比超过了精度值1.5而规定为取大不取小故应为2.5级而非1.5级.16、某热电偶的灵敏度为 0.04 mV/℃把它放在温度为 1200℃处，若以指示表处温度 50℃为冷端，试求其热电势的大小？(1.4)答：U=0.04 mV/℃*(1200-50) ℃=46 mV. 17、某温度测量仪表的测量范围是-50～50℃，求该仪表的测量上、下限值和量程各为多少？若该仪表的精度为0.5级，试问其允许的最大绝对误差是多少？(1.4)答：测量上、下限值和量程分别为：-50℃ 50℃100℃；因为Qmax=Xmax/L 所以Xmax=Qmax*L=100*0.5%=0.05℃；18、某弹簧管压力表的测量范围为0—1.6Mpa，准确度等级为2.5级，，求这块仪表允许的最大绝对误差是多少？(1.4)答：Qmax=Xmax/L 所以Xmax=Qmax*L=1.6*2.5%=0.046Mpa；19、现有一台压力检测仪表，其测量范围为0—100kPa，已知这台仪表的最大绝对误差均为0.9kPa，试确定它的准确度等级。
（国家规定的标准精度等级有：…、0.1、0.25、0.5、1.0、1.5、2.5…等）(1.4)答：Qmax=Xmax/L=0.9kPa/100 kPa=0.009=0.9%；所以它的准确度等级为1.0。
20、有一台温度计，它的测量范围为0～200℃，精度等级为0.5级，求该表可能出现的最大绝对误差？(1.4)答：因为Qmax=Xmax/L；所以Xmax=Qmax*L=100*0.5%=0.5℃。
21、某弹簧管压力表的测量范围为 0—1.6Mpa，准确度等级为 2.5 级，校验时在某点出现的最大绝对误差为0.05Mpa，问这块仪表是否合格？为什么？(1.4)答：因为Qmax=Xmax/L；所以Xmax=Qmax*L=1.6*2.5%=0.04Mpa<0.5 Mpa；所以不合格22、某台测温仪表的温度测量范围为 100～600℃，经检验发现仪表的基本误差为±6℃，试确定该仪表的精度等级？（国家规定的标准精度等级有：…、0.1、0.25、0.5、1.0、1.5、2.5…等）(1.4)答：Qmax=正负Xmax/L*100%=正负1.2%；所以该仪表的精度等级为1.5.23、某位移传感器，在输入位移变化0.5mm时，输出电压变化100mV,求其灵敏度？(1.4)答：100mV/0.5mm=200 mV/mm=2 mV/m.25、测量误差可分为哪三类？何谓绝对误差、随机误差、粗大误差？(2.2)答：系统误差、随即误差和粗大误差系统误差：在同一条件下多次重复测量同一量值时，其误差的绝对值和符号保持不变或按某一确定的规律变化的误差。
随机误差：在同一条件下多次重复测量同一量值时，其误差的绝对值和符号已已不可预知的方式变化。
粗大误差：在同一条件下测量结果显著地偏离其实际值时所对应的误差。
27、由于仪表放置的位置问题，使观测人员只能从一个非正常的角度对指针式仪表读数，由此产生的读数误差属于哪种类型的误差？(2.2) 系统误差28、要求垂直安装的仪表，没有能按照规定安装造成的测量误差属于哪种误差？系统误差29、用万用表测量电阻时由于零点未调整好，测得的阻值始终偏大这是何种误差？系统误差30、由于仪表刻度（数值）不清楚，使用人员读错数据造成的误差，试分析该误差属于何种误差？(2.2) 粗大误差31、传感器的基本结构由哪几部分组成？实际的传感器结构有何特点？(3 ．1)答：敏感元件：让被测量的变化引起另一个量的变化；转换元件：将变化量转化成电参数；转换电路：将电参量转化成标准量输出信号，实际的传感器由以上一种两种或三种组成32、电阻式传感器的基本原理是什么？（3.2）答：基本原理是将被测物理量转换成电阻值的变化，然后利用测量电路测出电阻的变化量，从而达到对被测物理量检测的目的。
33、何谓导体或半导体“应变效应”？金属材料与半导体材料的“应变效应”有何不同？(3.2) 答:导体或半导体材料在外力作用下（如压力或拉力）产生机械变形，其阻值将发生变化，这种现象称为“应变效应”。
半导体应变片灵敏系数高，比金属应变片高50—80倍，且尺寸小，滞后小，动态特性好，但其温度稳定性较差，在测量较大应变时非线性严重。
34、已知有一金属电阻应变片的电阻为100Ω，应变灵敏度系数为K＝2,当感受应变为0.005时，求该应变片的电阻量？(3.2)答：因为K=△R/R÷⊱；所以△R=k*R⊱=2*100*0.005=1.35、一个电阻值为200Ω的电阻应变片，当感受应变为1.5×10-4时，其电阻变化为0.15Ω，问该应变片的灵敏度系数是多少(3.2)答：K=△R/R÷⊱=0.15/200÷1.5×10-4=11.2536、一个电阻值为250Ω的电阻应变片，当感受应变为1.5×10-4时，其电阻变化为0.15Ω，求该应变片的灵敏度系数？(3.2)答：K=△R/R÷⊱=0.15/250÷1.5×10-4=437、电容传感器有哪几种结构形式？简述变面积型电容传感器的工作原理？(3.3)答：变极距式、变面积式和变介电常数式工作原理：反应位移等机械量或压力等过程的变化。
38、何谓“正压电效应”？何谓“逆压电效应”？最常用的压电材料是什么？(3.4)答：某些材料在沿一定方向受外力（压力或拉力）作用时，不仅几何尺寸变化而发生变形，而且材料内部电荷分布发生变化从而使得在其两个相对表面上产生一定的符号相反、数值相等的电荷，当外力去掉后，它们又恢复到不带电状态。
这种现象称“正压电效应”。
在特定的面上施加电场后，则会在相应的面上产生形变和应力；去掉电场后，形变和应力消失。
这称之为“逆压电效应”。
最常用的压电材料是石英晶体和压电陶瓷。
39、何谓霍尔效应？(3.5)答：霍尔元件垂直放置于磁感应强度为B的磁场中，当有电流通过时，在垂直于电流和磁场的方向上将产生电动势，这种现象叫霍尔效应。
40、变磁阻式传感器根据结构不同可分为哪几种？(3.5)答：开磁路式和闭磁路式41、半导体PN结的测温原理是什么？半导体集成温度传感器的输出类型有哪几种？（3.6）答：原理：将感温PN结晶体管与有关电子线路集成化，可以构成集成温度传感器。
电压输出或电流输出42、何谓温标？目前使用的温标主要有三种？摄氏温标和华氏温标是如何定义的？(3.6)答：为了客观地计量物体的温度，必须建立一个衡量温度的标尺，简称温标。
摄氏温标：在标准大气压力下，水的冰点为0摄氏度，水沸点为100摄氏度。
两者中间分180等份。
对应每份的温度定义为1摄氏度。
单位为“oC”。
华氏温标：在标准大气压力下，水的冰点为32华氏度，水沸点为212华氏度，中间分180等份。
对应每份的温度定义为1华氏度。
单位为“oF”。
43、何谓中间导体定理？(3.6)答：中间导体定理：在实际工作应用中，为了测量热电偶回路中的热电势，总要在热电偶与测量仪表之间增加连接导线。
44、试述热电阻测温原理,常用的热电阻有哪几种？(3.6)答：以热电阻为感温元件，并配以相应的显示仪表和连接导线组成。
45、简述热电偶的工作原理？热电偶为什么要进行冷端补偿？采用热电偶测温时，冷端温度补偿有哪几种方法？(3.6)答：工作原理：只要测出回路中总的热电势，就能确定测量点的温度。
尽管利用补偿导线将热电偶的冷端从温度较高和不稳定的地方延伸至温度较低且较恒定的地方，但冷端温度并不为零。
这样必然引入测量和指示误差，因此，在实际使用中，还必须采取一些冷端温度补偿措施。
有三种：1、冷端恒温法 2、计算校正法3、补偿电桥法46、什么叫热电效应？热电势由哪几部分组成？热电偶产生热电势的必要条件是什么？答：将两种不同的导体A、B连接成闭合回路，将它们的两个接点分别置于温度为T及T0（设T大于T0）的热源中，则在该回路内就会产生热电动势。