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1、第一至三章 一、名词解释测量:是人类对自然界中客观事物取得数量观念的一种认识过程;它用特定的工具和方法,通过试验 将被测量与单位同类量相比较,在比较中确定出两者比值;稳态参数：数值不随时间而改变或变化很小的被测量; 瞬变参数：随时间不断改变数值的被测量非稳态 或称动态参数,如非稳定工况或过渡工况时内燃机 的转速、功率等;模拟测量：在测量过程中首先将被测物理量转换成模拟信号,以仪表指针的位置或记录仪描绘的图 形显示测量的结果不表现为“可数”的形式 ;数字测量：测量可直接用数字形式表示;通过模/数A/D转换将模拟形式的信号转换成数字形式； 范型仪器：是准备用以复制和保持测量单位,或是用来对其他测量
2、仪器进行标定和刻度工作的仪器; 准确度很高,保存和使用要求较高；实用仪器：是供实际测量使用的仪器,它又可分为试验室用仪器和工程用仪器； 恒定度:仪器多次重复测量时,其指示值稳定的程序,称为恒定度；通常以读数的变差来表示.灵敏度:它以仪器指针的线位移或角位移与引起这些位移的被测量的变化值之间的比例S来表示； 灵敏度阻滞:灵敏度阻滞又称为感量,感量是足以引起仪器指针从静止到作极微小移动的被测量的 变化值；一般仪器的灵敏度阻滞应不大于仪器允许误差的一半；指示滞后时间:从被测参数发生变化到仪器指示出该变化值所需的时间,又称时滞； 测量值与真值之差称为误差；因子：在试验中欲考察的因素称为因子；因子又可分
3、为没有交互作用和有交互作用的因子,前者是指 在试验中相互没有影响的因子,而后者则在试验中互相有制抑作用；水平：每个因子在考察范围内分成若干个等级,将等级称为水平二、填空题常用的测量方法有直接测量、间接测量、组合测量； 测试中,被测量按照其是否随时间变化可以分类稳态参数和瞬变参数； 有时被测参数的量或它的变化,不表现为“可数”的形式,这时就不能用普通的测量方法,相应的就 出现了模拟测量和数字测量；按工作原理,任何测量仪器都包括感受件,中间件和效用件三个部分； 测量仪器按用途可分：范型仪器和实用仪器测量仪器的性能指标决定了所得测量结果的可靠程度,其中主要有：准确度、恒定度、灵敏度、灵 敏度阻滞、指
4、示滞后时间等在选用时,仪器的读数的变差不应超过仪器的允许误差； 一般常采用试验方法来标定测量仪器的动态特性；仪器标定的内容及方法 前面已从理论上讲述了测量仪器的动态特性,但实际上由于测量仪器本身的各种因素影响,难以用理论 分析方法正确地确定其动态特性；一般常采用试验方法来标定测量仪器的动态特性； 其主要内容,一般为仪器的时间常数、无阻尼时仪器的固有频率、阻尼比等；判断该测量仪器是一阶还是 二阶仪器 ；其主要方法,一般有频率响应法、阶跃响应法、随机信号法；对一阶仪器，主要确定的动态特性参数为时间常数T ；二阶测量系统，标定目的主要是确定动态特性参数：仪器的无阻尼固有频率30和阻尼比Z；按照产生误
5、差因素的出现规律以及它们对于测量结果的影响程序来区分，可将测量误差分为三类； 系统误差:随机偶然误差:过失误差:具体的测量过程中，系统误差按其产生的原因可分为；仪器误差安装误差环境误差方法误差操作误差动态误差但往往也常采用如下方法来消除系统误差1.交换抵消法2.替代消除法3.预检法正交表分为标准表和混合型正交表三、简答题模拟测量：直观性强、简便、价格低；主要缺点是测量精度低指示器读数误差大;但模拟信号含有“仿 真”的意思，分辨能力无限；数字测量：测量精度高，操作方便，后处理方便，但对硬件要求高，分辨力有限；仪器的选用：应在满足被测量要求的条件下，尽量选择量程较小的仪器，一般应使测量值在满刻度
6、的2/3以上为宜，并根据对被测量绝对误差的要求选择测量仪器的精度等级；零阶仪器的特点：不管x随时间如何变化，仪器输出不受干扰也没有时间滞后，因此零阶仪器或传感 器可以认为有完全理想的特性；时间常数T是由热电偶的几何参数和热特性确定，它的大小直接影响到滞后时间，T越小表示热惯 性小，达到稳态值的时间越短；反之,时间就越长；为进行可靠的动态测量,应使测量系统的时间常数尽 可能小；为了提高响应速度而又不产生波动，二阶仪器常采用 =为最佳；这时幅频特性的平直段最宽； 而且在一定条件下，提高系统的固有频率，响应速度会变得更快；第四章一、名词解释压电效应：是指某些结晶物质沿它的某个结晶轴受到力的作用时，其
7、内部有极化现象出现，在其 表面形成电荷集结，其大小和作用力的大小成正比,这种效应称为正压电效应;相反,在晶体的某些 表面之间施加电场，在晶体内部也产生极化现象，同时晶体产生变形,这种现象称为逆压电效应； 压电晶体：具有压电效应的晶体称为压电晶体中间温度定律:用两种不同的金属组成闭合电路，如果两端温度不同，则会产生热电动势;其大 小取决于两种金属的性质和两端的温度，与金属导线尺寸、导线途中的温度及测量热电动势在电路 中所取位置无关；均质材料定律:如用同一种金属组成闭合电路则不管截面是否变化，也不管在电路内存在什么 样的温度梯度，电路中都不会产生热电动势；中间导体定律:在热电偶插入第三种金属，只要
8、插入金属的两端温度相同，不会使热电偶的热电 动势发生变化；标准电极定律:在热电偶插入第三种金属,插入金属的两端温度不同,发生附加热电动势后的总 热电动势,等于各接点之间所产生热电动势的代数和；光电效应：当具有一定能量E的光子投射到某些物质的表面时，具有辐射能量的微粒将透过受 光的表面层，赋予这些物质的电子以附加能量，或者改变物质的电阻大小，或者使其产生电动势，导 致与其相连接的闭合回路中电流的变化，从而实现了光一外光电效应:在光线作用下能使电子逸出物质表面的称为外光电效应,属于外光电效应的转换 元件有光电管、光电倍增管等；内光电效应:在光线作用下能使物体电阻率改变的称为内光电效应；属于内光电效
9、应的光电转 换元件有光敏电阻以及由光敏电阻制成的光导管等；阻挡层光效应:在光线作用下能使物体产生一定方向电动势的称为阻挡层光电效应，属于阻挡 层光电效应的转换元件有光电池和光敏晶体管等；用单位辐射通量不同波长的光分别照射光电管，在光电管上产生大小不同的光电流；这里，光电 流I与光波波长入的关系曲线称为光谱特性曲线，又称频谱特性；霍尔效应：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于电流和磁场的方向上将 产生电动势,这种物理现象称为霍尔效应；霍尔元件：基于霍尔效应工作的半导体器件称为霍尔元件，霍尔元件多采用N型半导体材料； 传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的装置；金属电阻应变片的
10、工作原理是基于金属导体的应变效应二、填空题结构型:依靠传感器结构参数的变化实现信号转变.能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部供给能量的变化.常用传感器根据其作用原理的不同，可以分为两大类：能量型” “参数型”传感器的特性主要包括以下两种；静态特性表征传感器静态特性的主要参数有：线性度、灵敏 度、分辨力等；动态特性.测定动态特性最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种：由于半导体应变片的温度稳定性差，使用时必须采取温度补偿措施，以消除由温度引起的零漂或虚 假信号:在实际工作中，温度补偿的方法有桥路补偿和应变片自补偿两类:常用可变磁阻式传感器的
11、典型结构有：可变导磁面积型、差动型、单螺管线圈型、双螺管线圈差动 型；按照电容式传感器的转换原理的不同，可以分为极距变化型电容式传感器：变介电常数型电容传感器：面积变化型电容传感器按工作原理不同磁电感应式传感器可分为恒定磁诵式和变磁诵式，即动圈式传感器和磁阻式 传感器；磁电感应式传感器只适用于动态测量；磁阻式传感器：又称为变磁通式传感器或变气隙式传感器,常用来测量旋转物体的角速度:可分 为开路变磁通式传感器和闭合磁路变磁通式传感器：热电偶在测量温度时，将测量端插入被测对象的内部，主要用于测量容器或管道内气体、蒸汽、 液体等介质的温度；由于被光照射的物体材料不同，所产生的光电效应也不同，通常光照
12、射到物体表面后产生的光 电效应分为：外光电效应、内光电效应以及阻挡戻光电效应：光电转换元件的种类很多，常用的元件有光电管，光敏电阻，光电池等;光电管的特性主要取决 于光电极的材料,其基本的特性是光谱特性，光电特性和伏安特性:光电传感器在工业上的应用可归纳为吸收式、遮光式、反射式、辐射式四种基本形式非电量电 测系统一般由传感器、测量电路、记录和显示或处理装三部分组成；传感器一般由敏感器件与辅助器件组成：按被测物理量分类：位移,力，温度等按工作的物理基 础分类:机械式，电气式，光学式，流体式等.按信号变换特征:物性型，结构型.按敏感元件与被测对 象之间的能量关系：能量转换型和能量控制型物性型:依靠
13、敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换.三、简答题 冷端恒温法将冷端放入装有冰水混合物的保温容器中，使容器保持oc不变,这种方法比较精确； 也可以将冷端放入盛油的容器内,利用油的热惰性保持冷端接近于室温； 或者将容器做成带有水套的结构，让流经水套的冷却水来保持容器温度的稳定： 电感式传感器的工作原理是基于电磁感应原理，它是把被测量转化为电感量的一种装置； 第五章一、名词解释1、温度：是表示物体冷热程度的物理量，从分子运动论的观点看，温度也是物体内部分子运动平均动能 大小的一个量度标志：2、温标：用来量度温度高低的尺度称为温度标尺，简称温标；3、零点漂移：玻璃的热胀冷缩也会引起零点位置的移
14、动，因此使用玻璃管液体温度计时,应定期校验零 点位置；二、填空题应用较多的有摄氏温标、热力学温标、国际实用温标和华氏温标； 按照测头是否必须与被测介质接触.温度计可以分为接触式和非接触式： 在一些特殊要求的测量中，如低温测量,一般将温度计分为以下两类：即主温度计和次温度辻； 接触式温度计可以分为三类：膨胀式温度计，热电阻温度计，热电偶温度计； 膨胀式温度计是利用物质的体积随温度升高而膨胀的特性制作而成；主要有玻璃管液体温度计, 压力式温度计，双金属温度计；气体温度计可分为定容气体温度计、定压气体温度计和测温泡定温气体温度计: 根据密闭系统内所充工作物质的不同，压力式温度计可分为三种：充气体的压
15、力式温度计，充蒸气的 压力式温度计，充液体的压力式温度计；根据感温双金属片结构形状的不同，有螺旋形双金属温度计和盘形双金属温度计两种: 一般标定点不少于三点，即刻度标尺的起点、中点和终点；非接触式温度计分为：单色辐射式光学高温计，全辐射高温计，比色高温计，红外测温仪等: 单色辐射式光学高温计利用亮度比较取代辐射强度比较进行测温的:又分为灯丝隐灭式光学高温计 和光电高温计两类：气体温度计可分为定容气体温度计、定压气体温度计和测温泡定温气体温度计:三、简答题双金属温度计是用线胀系数不同的两种金属构成的金属片作为感温元件，当温度变化时,两种金 属的膨胀不同，双金属片就产生与被测温度大小成比例的变形，
16、这种变形通过相应的传动机构由指针 指示出温度数值；电阻式温度计利用导体或半导体的电阻值随温度而变化的特性所制成的测温仪表:电阻温度计的 电阻和温度之间的关系:包括铂电阻温度计，热敏电阻温度计：热电偶是利用“热电效应”制成的一种测温元件； 测温元件安装的基本要求测温元件应与被测介质形成逆流，即安装时测温元件应迎着被测介质的流向插入图5-17a:若不能迎 着被测介质的流向插入，可采用迎着被测介质的流向斜插图5-17b的方式.至少也须与被测介质正交 图5-17c.应尽量避免与被测介质形成顺流：安装时.要使测温元件处于管道中心.即应使它处于流速最大处；当在管道上倾斜安装时图5-17b.保 护管顶端要高出管中心线 5T0mm:四、论述题
