机械工业出版社课件

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1、机械工业出版社机械工业出版社中等职业教育电气类规划教材中等职业教育电气类规划教材 自动检测与转换技术自动检测与转换技术部分课后作业辅导部分课后作业辅导多媒体课件200951 更新9/21/20241课后作业辅导课后作业辅导课课后后作作业业辅辅导导给给出出本本教教材材各各章章部部分分习习题题的的提提示示、难难点点解解释释以以及及与与解解题题有有关关的的实实物物照照片片、电电路演示等。路演示等。9/21/20242作业辅导说明作业辅导说明 为了使学生学完本书后能获得作为科研、工业为了使学生学完本书后能获得作为科研、工业领域第一线技术员或技术工人所必须掌握的传感器、领域第一线技术员或技术工人所必须掌

2、握的传感器、现代检测系统等方面的基本原理和应用技术现代检测系统等方面的基本原理和应用技术 ，本教，本教材每章均附有启发性的思考题及应用型习题，供普材每章均附有启发性的思考题及应用型习题，供普通中等职业技术学校的机、电类专业学生巩固、复通中等职业技术学校的机、电类专业学生巩固、复习和提高。习和提高。 本教材的作业着眼于工业、科研、生活中常本教材的作业着眼于工业、科研、生活中常用传感器的工作原理、测量转换电路及传感器的接用传感器的工作原理、测量转换电路及传感器的接线、选型、调试、传感器的综合应用等，解决实际线、选型、调试、传感器的综合应用等，解决实际问题的基本能力。为了让读者更好地完成作业，我问题

3、的基本能力。为了让读者更好地完成作业，我们编写了以下的作业辅导，希望能对读者有所帮助。们编写了以下的作业辅导，希望能对读者有所帮助。9/21/20243第一章作业第一章作业 P20：4.用一台用一台3位半（或称位半（或称3 位）、精度位）、精度为为0.5级（已包含最后一位的级（已包含最后一位的+1误差）的数字式误差）的数字式电子温度计，测量汽轮机高压蒸汽的温度，数字电子温度计，测量汽轮机高压蒸汽的温度，数字面板上显示出如图所示的数值。假设其最后一位面板上显示出如图所示的数值。假设其最后一位即为分辨力，求该仪表的即为分辨力，求该仪表的 9/21/20244解析：解析：关于数字表显示位及关于数字表

4、显示位及位位数数的概念的概念介绍介绍 数字多用表（数字多用表（Digital Multimeter, ,简称简称DMM）的的显示位数目前一般为显示位数目前一般为3 3位位8 8 位位（即（即8 8位半，以下同位半，以下同）。）。具体地说，有具体地说，有3 3位、位、3 3 位、位、3 2/33 2/3位、位、3 3/43 3/4位、位、4 4 位、位、4 3/44 3/4位、位、5 5 位、位、6 6 位、位、7 7 位、位、8 8 位等。最位等。最近国外还推出近国外还推出8 3/48 3/4位、位、10 10 位等规格，使数字测量位等规格，使数字测量向更高精确度冲刺。数字表位数的提高涉及稳定

5、性、向更高精确度冲刺。数字表位数的提高涉及稳定性、抗干扰等诸多技术问题，抗干扰等诸多技术问题，A/DA/D转换器只是其中的一个转换器只是其中的一个环节，能否真正达到额定的准确度，还必须掌握正确环节，能否真正达到额定的准确度，还必须掌握正确的使用方法。的使用方法。9/21/20245判定数字仪表位数的两条原则判定数字仪表位数的两条原则 1.能能显显示示09所所有有数数字字的的“位位”是是“整位整位”； 2.分分数数位位的的判判定定：在在最最大大显显示示值值中中，以以最最高高位位所所能能显显示示的的数数值值作作为为分分子，用满量程的最高位作为分母。子，用满量程的最高位作为分母。 例如，当某一数字表

6、最大显示值例如，当某一数字表最大显示值为为1999 （不考虑小数点），满量程（不考虑小数点），满量程计数值为计数值为2000时，则它共有时，则它共有3个整位。个整位。最高位只能显示最高位只能显示1， 满量程最高位为满量程最高位为2， 所以它是所以它是3 位表位表。 9/21/20246判定数字仪表位数（续）判定数字仪表位数（续） 又如，一台数字表最大值为又如，一台数字表最大值为2999 2999 ，满量，满量程为程为30003000，则它是，则它是3 2/33 2/3位表；右下图所示的位表；右下图所示的温度数字表最大值为温度数字表最大值为399 399 ，满量程为，满量程为400400，则，则

7、它是它是2 3/42 3/4位表。位表。 9/21/20247判定数字仪表位数（续）判定数字仪表位数（续） 再如，一台如右图的再如，一台如右图的数字电压表，数字电压表， 其最大显示其最大显示值为值为399.9V 399.9V ，最高位只能最高位只能显示显示0 0、1 1、2 2、3 3这四个数字这四个数字（有时（有时0 0不予显示），所以不予显示），所以它是它是3 3/43 3/4位表。位表。 用普通的用普通的3 位位DMM测量测量220V或或380V工频电工频电压压时，量程必须选择时，量程必须选择700V AC档档；相比之下，；相比之下，使用使用3 3/4位的位的DMM只需选择只需选择400

8、V AC档档，准确度优于，准确度优于700V AC档，既不欠量程也不超量程，分辨力也提档，既不欠量程也不超量程，分辨力也提高了许多。高了许多。9/21/20248判定数字仪表位数的练习判定数字仪表位数的练习请判断下图数字表的位数请判断下图数字表的位数9/21/20249解析：分辨力解析：分辨力 分辨力是指仪器能检出和显示被测信号的最小变化量，分辨力是指仪器能检出和显示被测信号的最小变化量，是有量纲的数。当被测量的变化小于分辨力时，传感器对输是有量纲的数。当被测量的变化小于分辨力时，传感器对输入量的变化无任何反应。对数字仪表而言，如果没有其他附入量的变化无任何反应。对数字仪表而言，如果没有其他附

9、加说明，一般可以认为该表的最后一位所表示的数值就是它加说明，一般可以认为该表的最后一位所表示的数值就是它的分辨力。一般地说，分辨力的数值小于仪表的最大绝对误的分辨力。一般地说，分辨力的数值小于仪表的最大绝对误差。例如，下图所示的数字式温度计分辨力为差。例如，下图所示的数字式温度计分辨力为0.1，若该仪，若该仪表的精度为表的精度为1.0级，则最大绝对误差将达到级，则最大绝对误差将达到2.0，与分辨力，与分辨力相比差得多。相比差得多。 在右图中，温度每变化在右图中，温度每变化0.1，数字表就能跳变数字表就能跳变1个字个字，这个，这个温温度的相对变化基本上是可信的度的相对变化基本上是可信的，但但该数

10、字表所显示的绝对数值是该数字表所显示的绝对数值是有较大误差的有较大误差的。9/21/202410解析：分辨率解析：分辨率 数字表的最大示值的倒数数字表的最大示值的倒数为数字表的分辨率。为数字表的分辨率。 例如，例如，3 位表的最大示值位表的最大示值为为1999，则分辨率为：，则分辨率为： 1/19991/2000=0.0005= 0.05% 即万分之五。即万分之五。 请判断右图数字表的请判断右图数字表的位数、位数、分辨力分辨力及及分辨率分辨率。仪表背面的接线端子仪表背面的接线端子9/21/202411判断数字表的位数、判断数字表的位数、分辨力分辨力及及分辨率（续）分辨率（续）9/21/2024

11、12判断数字表的位数、判断数字表的位数、分辨力分辨力及及分辨率（续）分辨率（续）9/21/202413解析：作图法求灵敏度的过程解析：作图法求灵敏度的过程 8.某自来水厂有一台测量流量的仪表，某自来水厂有一台测量流量的仪表，测量范围为测量范围为010m3/s，输入输出特性曲线如下图所示，请用作图法求该仪表输入输出特性曲线如下图所示，请用作图法求该仪表在在1m3/s和和7m3/s时的灵敏度时的灵敏度K1、K2，和该仪表的端基线性度。和该仪表的端基线性度。 分别过分别过1m3/s和和7m3/s点作切线，得点作切线，得到以到以x 和和y为边的三为边的三角形，利用下式得到角形，利用下式得到灵敏度灵敏度

12、K 。17q/q/（m m3 3/s/s）9/21/202414作图法求灵敏度的过程（续）作图法求灵敏度的过程（续）xyx1xy0切点切点传感器传感器 特性曲线特性曲线xmax9/21/202415 P20P20：5.5.下图是射击弹着点示意图，下图是射击弹着点示意图，请你分别说出图请你分别说出图a、b、c各各是什么原因造是什么原因造成的，应如何克服？成的，应如何克服？ 偏差特别大偏差特别大弹着点接近弹着点接近正态分布正态分布弹着点均偏弹着点均偏向右上侧向右上侧9/21/202416第二章作业第二章作业 荷重传感器计算荷重传感器计算 P41P41：2 2.有一如图有一如图2-112-11所示的

13、荷重传感器，所示的荷重传感器，当桥路电压当桥路电压i i为为12V12V、额定荷重时的输出电、额定荷重时的输出电压压UomUom为为24mV24mV时，求：时，求：FR4R1R29/21/202417荷重传感器计算公式荷重传感器计算公式 当当KF 为常数时，桥路所加的激励源电压为常数时，桥路所加的激励源电压Ui 越越高，满量程输出电压高，满量程输出电压Uom也越高。也越高。 （1）Fm=20kN；（；（2） U10kN=12mV9/21/202418荷重传感器演示荷重传感器演示9/21/202419 P41：3. 有一个金属热电阻，分度号为有一个金属热电阻，分度号为Pt100，采用不平衡电桥，

14、求：采用不平衡电桥，求： 计算计算t=40 C时电时电桥的开路输出电压桥的开路输出电压Uo使用下式使用下式: :也可以使用也可以使用分压比公式分压比公式:9/21/202420气泡式水平仪的结构及外形气泡式水平仪的结构及外形 P41：4. 密封的玻璃内充入导电液体，中间保留密封的玻璃内充入导电液体，中间保留一个小气泡。玻璃管两端各引出一根不锈钢电极。在一个小气泡。玻璃管两端各引出一根不锈钢电极。在玻璃管中间对称位置的下方引出一个不锈钢公共电极。玻璃管中间对称位置的下方引出一个不锈钢公共电极。请请气泡气泡气泡气泡 不锈钢电极之间应采用交流不锈钢电极之间应采用交流（例如（例如50H或或400Hz）

15、供电供电。若使用直流电压，将使水分子电若使用直流电压，将使水分子电离，性能变坏。离，性能变坏。 9/21/202421气泡式水平仪的结构及外形气泡式水平仪的结构及外形 在玻璃管里烧结在玻璃管里烧结4 4个不锈钢电极个不锈钢电极9/21/202422P43P43：6.6.热丝式气体流速（流量）仪提示热丝式气体流速（流量）仪提示 常规小气象站使用三叶风杯测量风速，常规小气象站使用三叶风杯测量风速，使用三角风标测量风向。使用三角风标测量风向。测量风向测量风向的风标的风标 测量风速的测量风速的三叶风杯三叶风杯手持式风速仪手持式风速仪多采用叶轮多采用叶轮9/21/202423利用热丝测量气体流速（流量）

16、利用热丝测量气体流速（流量）内置铂金热丝内置铂金热丝风风9/21/202424利用热丝测量气体流速（流量）利用热丝测量气体流速（流量） 内置加热到上内置加热到上 百度的铂金丝百度的铂金丝 做试验时，可用拇指式小做试验时，可用拇指式小型灯泡中的钨丝代替铂金丝。型灯泡中的钨丝代替铂金丝。风风铂金丝接入惠斯登电桥铂金丝接入惠斯登电桥9/21/202425P43P43：7.7.自动吸排油烟机自动吸排油烟机图图2-352-35为自动吸排油烟机原理框图，请为自动吸排油烟机原理框图，请 可燃性气敏传感器不间断地测量厨房中煤气或油可燃性气敏传感器不间断地测量厨房中煤气或油烟的浓度。输出电压与设定植比较，若超标

17、，就令晶烟的浓度。输出电压与设定植比较，若超标，就令晶闸管启动吸排油烟机。闸管启动吸排油烟机。 煤气或油烟被吸入煤气或油烟被吸入9/21/202426第三章作业解析第三章作业解析 5555：3.3.元器件及仪表连线元器件及仪表连线 有一台两线制压力变送器，量程范围为有一台两线制压力变送器，量程范围为01MPa，对应的输出电流为对应的输出电流为420mA。请将下图中的各元器件及请将下图中的各元器件及仪表正确地连接起来。仪表正确地连接起来。（注意：（注意：U Uo o一定要从取样电一定要从取样电阻两端取出！）阻两端取出！）9/21/202427压力变送器接线演示压力变送器接线演示接地接地Uo9/2

18、1/202428 P68：4. 用一电涡流式测振仪测量某机器主轴的轴用一电涡流式测振仪测量某机器主轴的轴向窜动，已知传感器的灵敏度为向窜动，已知传感器的灵敏度为25mV/mm。最大线性最大线性范围（优于范围（优于1%）为）为5mm。现将传感器安装在主轴的右现将传感器安装在主轴的右侧，使用高速记录仪记录下的振动波形如图所示。问侧，使用高速记录仪记录下的振动波形如图所示。问 电涡流式测振探头的安装电涡流式测振探头的安装安装安装 距离距离l电电路路电电路路轴轴向窜动向窜动 为了得到较好的线为了得到较好的线性度与最大的测量范围，性度与最大的测量范围，测振探头与被测金属的安测振探头与被测金属的安装距离装

19、距离l为线性范围的为线性范围的1/2。第四章作业解析第四章作业解析9/21/202429请依据振动波形及请依据振动波形及x、y轴的参数轴的参数判断振幅和周期判断振幅和周期9/21/202430各种振动波形演示各种振动波形演示（参考东方振动和噪声技术研究所资料）（参考东方振动和噪声技术研究所资料）9/21/202431P68P68：3.3.汽车、自行车速度及里程的测量汽车、自行车速度及里程的测量 工业或汽车中经常需要测量运动部件的工业或汽车中经常需要测量运动部件的转速、直线速度及累计行程等参数。现以大转速、直线速度及累计行程等参数。现以大家都较熟悉的自行车的车速及累计公里数测家都较熟悉的自行车的

20、车速及累计公里数测量为例量为例 出租车计价器外形出租车计价器外形电动助动车仪表盘外形电动助动车仪表盘外形9/21/202432可参考汽车速度的测量原理可参考汽车速度的测量原理 与车轮联动与车轮联动9/21/202433自行车速度、里程测量仪表设计注意事项自行车速度、里程测量仪表设计注意事项 1.观观察察自自行行车车的的结结构构可可知知，车车速速及及公公里里数数与与车车轮轮的的直直径径及及转转速速成成正正比比，因因此此应应将将注注意意力力集集中中到到自自行行车车的的前前、后后轮轮上上。设设车车轮轮的的直直径径为为D（m），则则周周长长l=D，车车轮轮转转动动的的圈圈数数即即为为自自行行车车行行驶

21、驶距距离离的的基基本本参参数数。若若转转动动圈圈数数为为N，则则累累计计路路程程L= Nl = ND ；若若每每分分钟钟转转动动的的圈圈数数为为n（ n= N /t，圈圈/分分钟钟）则则车车速速 v=60nl/1000(km/h) =0.06 n D(km/h) 。 2.车车轮轮的的钢钢丝丝辐辐条条是是等等间间隔隔排排列列的的，应应能能给给我我们们带带来来启启示示。设设辐辐条条数数为为p，每每产产生生p个个脉脉冲冲，就就意意味味车车轮轮转转了了一一圈圈。对对传传感感器器测测得得的的辐辐条条数数脉脉冲冲进进行行计计数数，可可得得到到累累计计数数Np ，则则车车轮轮转转过过的的圈圈数数N=Np/

22、p 。我我们们也也可可以以对对气气门门芯芯从从传传感感器器面面前前掠掠过过的的次次数进行计数，从而也可以得到里程，计算公式请自行推导。数进行计数，从而也可以得到里程，计算公式请自行推导。 3.传传感感器器可可选选用用电电涡涡流流或或干干簧簧管管、霍霍尔尔等等传传感感器器。在在学学习习了了本本书书第第四四章章、第第八八章章、第第十十章章和和第第十十一一章章后后，读读者者可可以以考考虑虑多多种设计思路。种设计思路。9/21/202434传感器在自行车测速及里程测量中的应用传感器在自行车测速及里程测量中的应用非接触传感器的安装位置非接触传感器的安装位置显示器的安装位置显示器的安装位置干簧管干簧管 磁

23、铁磁铁N9/21/202435第五章作业解析第五章作业解析1储液罐储液罐 2液面液面 3玻璃连通器玻璃连通器 4钢质直角接头钢质直角接头 5不锈钢圆环不锈钢圆环 6101段段LED 光柱光柱 P82P82：2 2利用分段电容传感器测量液位的光柱显示利用分段电容传感器测量液位的光柱显示编码式液位计原理示意图如图编码式液位计原理示意图如图5-16所示。玻璃连通器所示。玻璃连通器3的外圆壁上等间隔地套着的外圆壁上等间隔地套着n个不锈钢圆环，显示器采个不锈钢圆环，显示器采用用101线线LED光柱（第一线常亮，作为电源指示）光柱（第一线常亮，作为电源指示）9/21/202436作业提示作业提示1）该方法

24、属于变面积式。）该方法属于变面积式。2）被测液体必须是导电液体。）被测液体必须是导电液体。3）该液位计的分辨率）该液位计的分辨率=1/32=3.125%； 分辨力分辨力=8m/32=0.25m。4）则当液体上升到第）则当液体上升到第8个不锈钢圆环的高度时，个不锈钢圆环的高度时，共有共有25+1=26线线LED（包括电源指示灯）（包括电源指示灯）被点亮。被点亮。 9/21/202437第六章作业解析第六章作业解析 P93P93：3.3.粘度计：请分析该粘粘度计：请分析该粘度计的工作原理度计的工作原理 液体的粘性越大，液体的粘性越大，对振动板的对振动板的阻力就越阻力就越大大，振动板的振幅就越振动板

25、的振幅就越小小，所以它的所以它的振动加速度就越振动加速度就越小小，因此因此质量块对压电片所施加的惯性力也质量块对压电片所施加的惯性力也就越就越小小，压电片的输出电荷量压电片的输出电荷量Q或或电压电压uo也越也越小小，压电片的输出电压，压电片的输出电压反映了液体的粘度。反映了液体的粘度。 测量旋转板的阻力，也可以计算出液体的测量旋转板的阻力，也可以计算出液体的粘度，粘度，利利用这种原理制造的仪器称为用这种原理制造的仪器称为旋转式粘度计旋转式粘度计。将旋转板改。将旋转板改成振动板，再加上成振动板，再加上压电片等元件压电片等元件就成为就成为振动式粘度计。振动式粘度计。旋转式旋转式粘度计粘度计9/21

26、/202438P93P93：4 4公路智能交通监测公路智能交通监测 5.PVDF压电电缆测速原理图如图压电电缆测速原理图如图6-31所示。两所示。两根高分子压电电缆（外形见根高分子压电电缆（外形见6-7b）相距相距L=2m，平行平行埋设于柏油公路的路面下约埋设于柏油公路的路面下约50mm。它们可以用来测它们可以用来测量车速及汽车的的超重，并根据存储在计算机内部的量车速及汽车的的超重，并根据存储在计算机内部的档案数据，判定汽车的车型。档案数据，判定汽车的车型。 9/21/202439高分子压电电缆用于高分子压电电缆用于公路公路智能交通监测演示智能交通监测演示9/21/202440第七章作业第七章

27、作业 P107P107：3.3.汽车倒车防碰装置：汽车倒车防汽车倒车防碰装置：汽车倒车防碰装置如下图，请根据学过的知识，分析该装碰装置如下图，请根据学过的知识，分析该装置的工作原理置的工作原理 倒车声纳雷达示意图倒车声纳雷达示意图障碍物障碍物障碍物障碍物9/21/202441汽车倒车防碰雷达汽车倒车防碰雷达倒车雷达主机倒车雷达主机五彩圆弧倒车雷达显示器五彩圆弧倒车雷达显示器距离（距离（0.3m）9/21/202442第八章作业解析第八章作业解析 霍尔电流传感器霍尔电流传感器 P118P118：2.2.请分析霍尔式交直流请分析霍尔式交直流钳型表的结构及原理钳型表的结构及原理磁力线磁力线磁力线磁力

28、线9/21/202443霍尔电流传感器原理及使用霍尔电流传感器原理及使用 提示：载流导线被夹持在电流传感器的铁芯中，提示：载流导线被夹持在电流传感器的铁芯中，导线上的电流越大，产生的磁感应强度导线上的电流越大，产生的磁感应强度B 也越大，霍也越大，霍尔元件产生的霍尔电势与被测导线中的电流成正比。尔元件产生的霍尔电势与被测导线中的电流成正比。直流和交流电流均可产生霍尔电势，所以霍尔电流传直流和交流电流均可产生霍尔电势，所以霍尔电流传感器有取代电流互感器的趋势。感器有取代电流互感器的趋势。霍尔霍尔电流电流传感器传感器测测量电动机量电动机相电流相电流按下按下开关开关9/21/202444关于匝数比与

29、一次侧电流关于匝数比与一次侧电流/ /二次侧电流二次侧电流若霍尔电流变送器的额定匝数比为若霍尔电流变送器的额定匝数比为1/1000，额定电流，额定电流值为值为100A，则二次侧额定电流为，则二次侧额定电流为1001000=0.1A；若测得二次侧额定电流为若测得二次侧额定电流为0.05A，则被测电流为，则被测电流为(0.05/0.1)100A=50A。在霍尔电流传感器中，在霍尔电流传感器中，N P被定义为被定义为“一次测线圈一次测线圈”的匝数，一般取的匝数，一般取N P=1；NS为厂家所设定的为厂家所设定的“二次二次侧线圈的匝数侧线圈的匝数”。因此有：。因此有： 依据霍尔电流传感器的额定技术参数

30、和输出电依据霍尔电流传感器的额定技术参数和输出电流流IS就可以计算得到被测电流就可以计算得到被测电流 。9/21/202445第九章作业解析第九章作业解析 1. 3）测量钢水、钢退火炉的温度，）测量钢水、钢退火炉的温度，热电偶宜选择热电偶宜选择 铂铑铂铑1313- -铂以及铂铑铂以及铂铑1010- -铂的测温上限为铂的测温上限为17170000，适合于钢水的测量；而镍铬，适合于钢水的测量；而镍铬- -镍硅镍硅在钢水中将很快熔化，只适合于在钢水中将很快熔化，只适合于13701370以以下的测量。下的测量。9/21/202446热电偶分度号的选择热电偶分度号的选择钢水的温度约钢水的温度约1400左

31、右左右退火炉的温度约退火炉的温度约50010009/21/202447热电偶用于热电偶用于钢铁工业测温钢铁工业测温实验室钢水的浇注实验室钢水的浇注钢板的退火炉温度控制钢板的退火炉温度控制9/21/202448钢水快速测温方法钢水快速测温方法 在炼钢厂中，有时直接将热电极（例在炼钢厂中，有时直接将热电极（例如铂铑如铂铑1010- -铂快速测温热偶丝）插入钢水中铂快速测温热偶丝）插入钢水中测量钢水温度。测量钢水温度。 快速钢水测温仪快速钢水测温仪9/21/202449第十章作业解析第十章作业解析 P152P152： 1.81.8）超市收银台用激光扫描器检测商）超市收银台用激光扫描器检测商品的条形码

32、、检测复印机走纸故障（两张重叠，变品的条形码、检测复印机走纸故障（两张重叠，变厚，透光性变差）、洗手间红外反射式干手机分别厚，透光性变差）、洗手间红外反射式干手机分别是利用光电传感器检测原理中的是利用光电传感器检测原理中的 激光扫描器发出激光并被条形码反射激光扫描器发出激光并被条形码反射9/21/202450干手机的原理及使用干手机的原理及使用 干手机发出红外光，并被手干手机发出红外光，并被手 所反射，从而启动热风装置所反射，从而启动热风装置9/21/202451第十一章作业解析第十一章作业解析 P167P167：3 3下图所示为人下图所示为人体身高和体重测量装置，请分体身高和体重测量装置，请

33、分析填空并列式计算析填空并列式计算踏板内安装有踏板内安装有荷重传感器荷重传感器压板内安装有压电传感器，压板内安装有压电传感器，以判断是否触及头部以判断是否触及头部 测量柱内安装有电动机、减速测量柱内安装有电动机、减速传动皮带轮及角位移传感器传动皮带轮及角位移传感器身高；身高；1.6m体重：体重：70kg 超重！超重！9/21/202452解题提示解题提示 1.首先考虑如何称重。比较经济的选择是荷重传感器等接首先考虑如何称重。比较经济的选择是荷重传感器等接触式传感器。触式传感器。 2.测量身高比较经济的选择是接触式传感器。考虑到每个测量身高比较经济的选择是接触式传感器。考虑到每个人的身高均不同，

34、必须设置运动部件（压板），使之从高到人的身高均不同，必须设置运动部件（压板），使之从高到低下降，最后触及头部。低下降，最后触及头部。 3.当压板碰及头部时，接触力使传感器产生当压板碰及头部时，接触力使传感器产生“停止停止”信号。信号。 4.当单片机接收到当单片机接收到“停止停止”信号后，计算出压板的直线位信号后，计算出压板的直线位移量。通常用电动机来带动皮带轮，将旋转运动转换成直线移量。通常用电动机来带动皮带轮，将旋转运动转换成直线位移。因此只要测出皮带轮的直径以及旋转的圈数及角度，位移。因此只要测出皮带轮的直径以及旋转的圈数及角度，就可以知道压板的位移量。就可以知道压板的位移量。 5.皮带轮

35、的角位移可用增量式角编码器来测量。设角编皮带轮的角位移可用增量式角编码器来测量。设角编码器每转一圈产生码器每转一圈产生N个脉冲，共测得个脉冲，共测得m个脉冲，可知角编码器个脉冲，可知角编码器共转过共转过m /N圈。设皮带轮的的直径为圈。设皮带轮的的直径为D，则压板的位移则压板的位移x为：为： x=D（ m /N） 6.人的身高人的身高h等于压板的原位高度等于压板的原位高度h0减去压板的位移减去压板的位移x 。9/21/202453解题提示（续）解题提示（续） 7.设传动轮的减速比为设传动轮的减速比为1：10（即大、小皮带轮的（即大、小皮带轮的直径直径D1：D2=1：10），），则电动机每转一圈

36、，皮带轮转则电动机每转一圈，皮带轮转了了1/10圈。圈。 8.若光电编码器的参数为若光电编码器的参数为1000p/r，则电动机每转则电动机每转动一圈，光电编码器产生动一圈，光电编码器产生1000个脉冲。个脉冲。 9.设皮带轮的直径设皮带轮的直径D=0.1m，则皮带轮每转一圈，则皮带轮每转一圈，标杆上升或下降标杆上升或下降0.314m。电动机每转一圈，标杆上升电动机每转一圈，标杆上升或下降或下降了了0.0314m 。每测得一个光电编码器产生的脉每测得一个光电编码器产生的脉冲，就说明标杆上升或下降冲，就说明标杆上升或下降了（了（0.0314 /1000）m。 10.设标杆原位（基准位置）距踏脚平面

37、的高度设标杆原位（基准位置）距踏脚平面的高度h0=2.2m，当标杆从图中的原位下移碰到人的头部时，当标杆从图中的原位下移碰到人的头部时，位移量为位移量为0.50.5m，则该人的身高则该人的身高h=2.2- 0.50.5m=1.7m。9/21/202454设计完成的设计完成的人体身高和人体身高和体重测量仪体重测量仪外形外形9/21/202455第十二章作业解析第十二章作业解析 P182P182： 1.11.1）测得某检测仪表的输入信号中，）测得某检测仪表的输入信号中，有用信号为有用信号为20mV，干扰电压亦为干扰电压亦为20mV，则此时则此时的信噪比为的信噪比为提示：提示： 有用信号有用信号电压

38、电压干干扰电压时，时，信噪比信噪比0db； 有用信号有用信号电压电压干干扰电压时，时，信噪比信噪比0db； 有用信号有用信号电压电压干干扰电压时，时，信噪比信噪比= 0db。 在检测系统中，噪声并不仅仅是指喇叭发出的干扰！在检测系统中，噪声并不仅仅是指喇叭发出的干扰！ 若使若使干干扰电压减小到原来的减小到原来的1/101/10，则，则信噪比信噪比的分贝数就的分贝数就提高为原来的提高为原来的2020倍，提高倍，提高信噪比信噪比是工程人员的重要任务。是工程人员的重要任务。9/21/202456环境噪声及测试环境噪声及测试噪声频谱噪声频谱减小噪声减小噪声1/101/10后的频谱后的频谱声级计声级计9

39、/21/202457第十三章作业解析第十三章作业解析P208:1.3P208:1.3）在图）在图13-613-6中，计算机向多路模拟采样开中，计算机向多路模拟采样开关发出的地址为关发出的地址为00000000，则，则_K K_热电偶的信号被选热电偶的信号被选通到仪用放大器，并进行通到仪用放大器，并进行A/DA/D转换。转换。A AR BR BB CB CYSH DYSH DK K 提示：提示：多路模拟采样开关发出的地址为多路模拟采样开关发出的地址为0000，则地址译码器的第一路输出，则地址译码器的第一路输出Y0被选通，从图被选通，从图13-6可以看出，预热带的可以看出，预热带的K热电偶的热电动势热电偶的热电动势被送到仪表放大器。被送到仪表放大器。9/21/202458累了，累了，出去活动一下出去活动一下9/21/202459