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《现代检测技术及仪表》习题解答第1章1-1答：钱学森院士对新技术革命的论述中说：“新技术革命的关键技术是信息技术。
信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。
测量技术则是关键和基础”。
如果没有仪器仪表作为测量的工具，就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息，进入信息时代将是不可能的。
因此可以说，仪器技术是信息的源头技术。
仪器工业是信息工业的重要组成部分。
1-2答：同非电的方法相比，电测法具有无可比拟的优越性：1、便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器的测量幅值范围(量程)。
2、电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，因此采用电测技术将具有很宽的测量频率范围(频带)。
3、把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。
4、把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。
1-3答：各类仪器仪表都是人类获取信息的手段和工具。
尽管各种仪器仪表的型号、原理和用途不同，但都由三大必要的部分组成：信息获取部分、信息处理部分、信息显示部分。
从“硬件”方面来看，如果把常见的各类仪器仪表“化整为零”地解剖开来，我们会发现它们内部组成模块大多是相同的。
从“软件”方面来看，如果把各个模块“化零为整”地组装起来，我们会发现它们的整机原理、总体设计思想、主要的软件算法也是大体相近的。
这就是说，常见的各类仪器仪表尽管用途、名称型号、性能各不相同，但它们有很多的共性，而且共性和个性相比，共性是主要的，它们共同的理论基础和技术基础实质就是“检测技术”。
常见的各类仪器仪表只不过是作为其“共同基础”的“检测技术”与各个具体应用领域的“特殊要求”相结合的产物。
1-4答：“能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置”或“能把非电量转换成电量的器件或装置”叫做传感器。
现代检测技术智慧树知到课后章节答案2023年下西安交通大学西安交通大学第一章测试1.用以标定的仪器，直接的测量出某一待测未知量的量值称为（）。
A:直接测量 B:接触式测量 C:间接测量 D:动态测量答案:直接测量2.下列哪项不是闭环控制型现代测试系统的优点（）。
A:实时数据采集 B:实时控制 C:实时判断决策 D:远距离传输答案:远距离传输3.下列属于测量过程的是（）。
A:测量误差 B:数值和计量单位 C:被测对象 D:测试方法答案:测量误差;数值和计量单位;被测对象;测试方法4.水银温度计测量体温属于直接式测量。
A:错 B:对答案:对5.测试技术与传感技术被称为信息技术系统的（）。
A:神经 B:大脑 C:感官答案:感官第二章测试1.下列非线性补偿方法中属于软件补偿的是（）。
A:闭环式 B:拟合法 C:差动式 D:开环式答案:拟合法2.A类标准不确定度是用非统计方法得到的不确定度。
A:对 B:错答案:错3.真值在实际测量中是可以确切获知的。
A:对 B:错答案:错4.相对误差是绝对误差与测量仪表量程之比。
A:对 B:错答案:错5.将63.73501四舍五入，保留两位小数为（）。
A:63.74 B:63.73 C:64.00 D:63.00答案:63.74第三章测试1.直流电桥可以测量电容的变化。
A:对 B:错答案:错2.全桥接法的灵敏度是半桥双臂接法的几倍（）。
A:8 B:1 C:4 D:2答案:23.半导体式应变片比金属丝式应变片的灵敏度高。
A:对 B:错答案:对4.丝式应变片采用栅状结构是为了获得大的电阻变化量。
A:对 B:错答案:对5.下列哪项不是半导体应变片的优点（）。
A:易于集成化 B:灵敏度高 C:温度稳定性能好 D:体积小答案:温度稳定性能好第四章测试1.下列哪项是电容式传感器的缺点（）。
A:电缆分布电容影响大 B:精度低 C:结构复杂 D:灵敏度低答案:电缆分布电容影响大2.电容式传感器灵敏度最高的是（）。
测试技术课后习题答案测试技术课后习题答案在学习过程中，课后习题是巩固知识的重要环节。
通过解答习题，学生可以检验自己对知识的掌握程度，并加深对相关概念的理解。
然而，有时候我们可能会遇到一些难题，无法找到正确的答案。
在这种情况下，我们可以寻求一些测试技术来帮助我们解答问题。
本文将探讨一些常见的测试技术，并提供一些习题的答案解析。
首先，我们来介绍一种常用的测试技术——试探法。
试探法是一种通过尝试不同的答案来逐步逼近正确答案的方法。
当我们遇到一道难题时，可以先试探一些可能的答案，然后通过排除法来确定最终的正确答案。
例如，假设我们遇到一道数学题，要求求解一个未知数的值。
我们可以先试探一些常见的数值，然后代入方程进行计算，最终找到满足方程的解。
另一种常见的测试技术是反证法。
反证法是一种通过假设问题的否定来证明问题的正确性的方法。
当我们遇到一道难题时，可以假设问题的反面，然后通过逻辑推理来证明这个假设是错误的，从而得出问题的正确答案。
例如，假设我们要证明一个数是质数，我们可以先假设这个数是合数，然后通过因式分解等方法来推导出矛盾，从而证明这个数是质数。
除了试探法和反证法，还有一些其他的测试技术可以帮助我们解答难题。
比如，归纳法是一种通过找出问题中的规律，然后应用这个规律来解决问题的方法。
当我们遇到一道需要找出规律的题目时，可以观察已知条件之间的关系，然后推测出未知条件的取值。
再比如，递推法是一种通过已知条件来推导出未知条件的方法。
当我们遇到一道需要找出递推关系的题目时，可以根据已知条件逐步推导出未知条件的取值。
接下来，我们提供一些习题的答案解析，以帮助读者更好地理解测试技术的应用。
请注意，以下习题的答案仅供参考，具体解答方法可能有多种。
1. 一辆汽车以每小时60公里的速度行驶，行驶了3小时后，还剩下120公里的路程。
求这段路程的长度。
解析：根据已知条件，汽车行驶了3小时后，还剩下120公里的路程。
根据速度和时间的关系，我们可以得出汽车行驶的总路程为60 * 3 = 180公里。
解：（1） 瞬变信号－指数衰减振荡信号，其频谱具有连续性和衰减性。
（2） 准周期信号，因为各简谐成分的频率比为无理数，其频谱仍具有离散性。
（3） 周期信号，因为各简谐成分的频率比为无理数，其频谱具有离散性、谐波性和收敛性。
解：x(t)=sin2t f 0π的有效值（均方根值）：2/1)4sin 41(21)4sin 41(21)4cos 1(212sin 1)(10000000000000202000=-=-=-===⎰⎰⎰T f f T T tf f T T dt t f T dt t f T dt t x T x T T T T rms ππππππ 解：周期三角波的时域数学描述如下：（1）傅里叶级数的三角函数展开：，式中由于x(t)是偶函数，t n 0sin ω是奇函数，则t n t x 0sin )(ω也是奇函数，而奇函数在上下限对称区间上的积分等于0。
故=n b 0。
因此，其三角函数展开式如下：其频谱如下图所示：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧+≤≤-≤≤-+=)(202022)(00000nT t x T t t T AA t T t T A A t x 21)21(2)(12/0002/2/00000=-==⎰⎰-T T T dt t T T dt t x T a ⎰⎰-==-2/00002/2/00000cos )21(4cos )(2T T T n dt t n t T T dtt n t x T a ωω⎪⎩⎪⎨⎧==== ,6,4,20,5,3,142sin 422222n n n n n πππ⎰-=2/2/0000sin )(2T T n dtt n t x T b ω∑∞=+=1022cos 1421)(n t n nt x ωπ∑∞=++=1022)2sin(1421n t n nπωπ(n =1, 3, 5, …）（2）复指数展开式复指数与三角函数展开式之间的关系如下：)( 21=212121n 22000=-===+====nn n e n m n n n n n a barctg C R C I arctg a A b a C a A C φ A ϕ单边幅频谱 单边相频谱0 ωn φω0 3ω0 5ω0 -ω0 -3ω0 -5ω00 ωI m C nω0 3ω0 5ω0 -ω0 -3ω0 -5ω0虚频谱双边相频谱解：该三角形窗函数是一非周期函数，其时域数学描述如下：用傅里叶变换求频谱。
测试技术课后题部分答案1.1简述测量仪器的组成与各组成部分的作用答：感受件、中间件和效用件。
感受件直接与被测对象发生联系，感知被测参数的变化，同时对外界发出相应的信号；中间件将传感器的输出信号经处理后传给效用件，放大、变换、运算；效用件的功能是将被测信号显示出来。
1.2测量仪器的主要性能指标及各项指标的含义是什么答：精确度、恒定度、灵敏度、灵敏度阻滞、指示滞后时间等。
精确度表示测量结果与真值一致的程度；恒定度为仪器多次重复测量时，指示值的稳定程度；灵敏度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表示；灵敏度阻滞又称感量，是足以引起仪器指针从静止到做微小移动的被测量的变化值；指示滞后时间为从被测参数发生改变到仪器指示出该变化值所需时间，或称时滞。
2.3试述常用的一、二阶测量仪器的传递函数及它的实例答：一阶测量仪器如热电偶；二阶测量仪器如测振仪。
2.4试述测量系统的动态响应的含义、研究方法及评价指标。
答：测量系统的动态响应是用来评价系统正确传递和显示输入信号的指标。
研究方法是对系统输入简单的瞬变信号研究动态特性或输入不同频率的正弦信号研究频率响应。
评价指标为时间常数τ（一阶）、稳定时间和最大过冲量（二阶）等。
2.6试说明二阶测量系统通常取阻尼比ξ=0.6~0.8范围的原因答：二阶测量系统在ξ=0.6~0.8时可使系统具有较好的稳定性，而且此时提高系统的固有频率会使响应速率变得更快。
3.1测量误差有哪几类？各类误差的主要特点是什么？答：系统误差、随机误差和过失误差。
系统误差是规律性的，影响程度由确定的因素引起的，在测量结果中可以被修正；随机误差是由许多未知的或微小因素综合影响的结果，出现与否和影响程度难以确定，无法在测量中加以控制和排除，但随着测量次数的增加，其算术平均值逐渐接近零；过失误差是一种显然与事实不符的误差。
3.2试述系统误差产生的原因及消除方法答：仪器误差，安装误差，环境误差，方法误差，操作误差(人为误差)，动态误差。
1) 下面哪个部件不属于透射电镜的电子光学系统(A)A.扩散泵B.电子枪C.中间镜D.荧光屏2)像差是影响透射电镜成像的主要因素，像差分为三种类型，下面不属于像差的是（C）A.像散B.色差C.色散D.球差3) 如没特别指明，扫描电子显微镜的分辨率通常是指用何种信号成像时的分辨率（D）A.俄歇电子B.透射电子C.背散射电子D.二次电子4) 透射及扫描电镜的电子枪有多种类型，除W灯丝和场发射灯丝外，还有一种是（C）A. PaB6B. TaB6C. LaB6D. GaB65) 用配有能谱仪的扫描电子显微镜不能进行分析的是下列哪一项（C）A.背散射电子像B.微区成分分析C.选区电子衍射D.二次电子像6)电子束与固体样品相互作用产生的物理信号中可用于分析200 nm厚表层形貌的信号是（C）。
A.二次电子B.吸收电子C.背散射电子D.透射电子7)透射电镜中的主要光阑包括（ABC）A.物镜光阑B.选区光阑C.聚光镜光阑D.孔径光阑8) 关于透射电子衍射，和X射线衍射相比较，说法正确的是（ABC）。
A.衍射半角小B.电子波的波长短C.可以和微区结构和形貌同步分析D.衍射强度小9) 以布拉格方程为基本原理的材料分析方法有（ABCD）。
A.透射电子衍射B.X射线衍射C.背散射电子衍射D.波谱分析10) 扫描电子显微镜主要利用（AB）成像。
A.背散射电子B.二次电子C.俄歇电子D.透射电子11) 像散是由于电磁透镜的中心区域和边沿区域对电子的会聚能力不同而造成的。
（X）12)在电子显微分析中，电子的波长是由磁透镜的强弱决定的。
（X）13)透射电镜中的明、暗场像是利用相位衬度进行成像。
（X）14)电子探针工作原理是利用波谱和能谱进行定性、定量分析。
（√）15)电子探针分析中背散射电子像的衬度取决于试样的凹凸状态。
（X）16)透射电镜中多晶体的电子衍射花样是规则排列的衍射斑点。
（X）。
《现代检测技术及仪表》习题解答第1章１、为什么说仪器仪表是信息的源头技术。
答：当今世界正在从工业化时代进入信息化时代。
信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。
测量技术则是关键和基础。
仪器的功能在于用物理、化学或生物的方法，获取被检测对象运动或变化的信息。
仪器是一种信息的工具，起着不可或缺的信息源的作用。
仪器是信息时代的信息获取——处理——传输的链条中的源头技术。
如果没有仪器，就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息，进入信息时代将是不可能的。
钱学森院士对新技术革命的论述中说：“新技术革命的关键技术是信息技术。
”。
现在提到信息技术通常想到的只是计算机技术和通讯技术，而关键的基础性的测量技术却往往被人们忽视了。
从上所述可以看出仪器技术是信息的源头技术。
仪器工业是信息工业的重要组成部分。
２、非电量电测法有哪些优越性。
答：1）便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器的测量幅值范围(量程)。
2）电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，因此采用电测技术将具有很宽的测量频率范围(频带)。
3）把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。
4）把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。
３、各类仪器仪表有哪些共性。
答：从“硬件”方面来看，如果把常见的各类仪器仪表“化整为零”地解剖开来，我们会发现它们内部组成模块大多是相同的。
从“软件”方面来看，如果把各个模块“化零为整”地组装起来，我们会发现它们的整机原理、总体设计思想、主要的软件算法也是大体相近的。
这就是说，常见的各类仪器仪表尽管用途、名称型号、性能各不相同，但它们有很多的共性，而且共性和个性相比，共性是主要的，它们共同的理论基础和技术基础实质就是“检测技术”。
电子皮带秤计量精度不稳定的分析及处理作者：陈勇进来源：《海峡科学》2009年第12期[摘要]分析皮带秤的模拟量I/O模块和PLC控制程序,找出引起电子皮带秤计量精度不稳定的原因。
实践和理论分析表明,引起计量精度不稳定的原因是1746模拟量I/O模块的电流信号输入的分辨率低。
通过改变荷重传感器的输入信号类型,解决电子皮带秤计量精度不稳定的问题。
[关键词]电子皮带秤PLC模拟量I/O模块计量精度1不稳定现象我司金桥生产中心叶丝线掺兑皮带秤于上世纪80年代从HAUNI公司引进,计量精度为±1%,由于使用年限久,计量精度下降,不能满足现有的制丝工艺要求,2007年,我司对该掺兑主秤进行更换。
新秤的计量精度是±0.5%,秤量范围是200～3000kg/h,皮带速度为定速,电控系统的PLC模块采用罗克韦尔公司的SLC500系列的产品,电子秤控制系统图见图1。
图1电子秤控制系统图新秤安装和验收完毕后投入使用,在使用过程中,对设备的运行进行跟踪,即每天上午生产前进行校零操作,下午生产结束后检查零点状态;在检查零点状态时,发现存在零点漂移现象。
发现问题的第二天对零值和漂移问题进行全面检测,上午生产前进行校零操作,并做动态的计量检测;下午生产结束后检查零点漂移值,随后用砝码进行动态计量检测,测量数据见表1。
数据中表明,电子皮带秤的零点漂移7 LSB(Least Significant Bit),计量精度已超出±0.5%的精度要求。
2不稳定现象处理首先,从机械角度入手,检查机架震动和皮带跑偏的情况;检查荷重传感器和秤架固定螺栓是否松动,均没有发现异常情况。
其次,从环境温度变化和电源谐波干扰入手。
测量机箱内上午开机前至下午生产结束后的环境温度为28℃～32℃,满足环境温度允许值0～60℃的范围;因车间大量使用变频器,怀疑存在电源谐波干扰,因此在PLC控制电源前增加电源滤波器做对比。
通过分析排查,没有发现电源谐波干扰现象。
习题和思考题参考答案第一章1. 试举例说明某种检测仪器在过去一百年里的变迁以及未来的发展趋势。
2. 举例说明现代检测技术在某个行业的应用。
3. 检测技术和基础科学创新具有什么关系？试举一例说明两者之间的依赖关系。
4. 检测系统由哪几个部分组成？各部分的功能是什么？答：检测系统由传感器、信号采集处理电路、显示/输出单元组成。
传感器把被测量转化成模拟或数字电信号。
信号采集处理电路对传感器输出信号进行处理，如果是模拟信号则通过信号调理电路进行滤波、转换、放大然后通过模数转换器件转换成数字信号，如果是数字信号则可以直接读入寄存器或微处理器，然后在微处理器里进行数字信号处理。
显示/输出单元用以显示或输出检测系统的测量结果。
5. 自动化系统里一定包含检测装置吗？检测装置对自动化系统具有什么作用？答：自动化系统不一定包含检测装置，比如一些开环控制系统，定时控制系统就不需要检测装置。
检测装置一般用来直接或间接检测自动控制系统的输出量，然后反馈给控制器对受控量进行调整。
6. 智能化系统里是否一定包含检测装置？检测装置的作用是什么？答：智能化系统都包含了检测装置，因为智能化控制需要根据检测装置的反馈才能进行智能控制。
检测装置用来感知被控对象或所处环境的各种变量，控制器根据这些变量的大小对物理对象进行智能控制。
7. 现代检测技术具有哪些发展趋势？答：集成化、智能化、网络化、拓展并创新面向极端环境/极限测量任务的新型检测技术和方法。
第二章1.检测系统的静态特性指标有哪些？答：检测系统的静态特性指标主要有量程、灵敏度、线性度、迟滞误差、重复误差、精度等级等。
2.什么是不失真测量？不失真测量对检测系统的频率特性有什么要求？答：不失真测量是指检测系统的输出信号与输入信号波形一致，虽有时间上的延迟但没有任何波形差异。
要做到不失真测量，在输入信号的频率范围内，检测系统的幅频特性应该为常数，相频特性为一条直线。
3.有一压力传感器，测量压力范围为0 ~100 k Pa，输出电压范围为0 ~1000mV, 实测某压力值，传感器输出电压为512mV，标准传感器的输出电压为510 mV。
复习（重点）一、中期考试题（含第一、二、三章）重点习题：二、填空选择题：第五、九、十章。
如：1. ±1误差称为最大量化误差2.直接数字合成（DDS）技术的优缺点。
三、判断题第四、九章。
四、简答题：1.简单电路原理分析，如P155图4-6；锁相环倍频分频2.框图分析（简述）：测频、测周及时间间隔原理；示波器扫描发生器环组各部份的组成及作用；外差式频谱分析仪组成框图原理；逻辑分析仪五、计算题:1.（含中期考试计算题）及第九章2.累进性系统误差、周期性误差的判别，简述测量数据处理的步骤（要求给出相应的公式及判据），例3-4。
3．计算由±1误差所引起的测周误差。
付加：1.现代自动测试系统特点2. PXI总线的特点及应用领域？第一章一、填空题1.相对误差定义 与 的比值。
通常用百分数表示。
2.广义测量是指为了获得对被测对象 而进行的实验过程。
3.狭义测量测量是为了确定被测对象的 而进行的实验过程。
4.测量误差主要的来源 、 、 、 和 。
5.仪表的准确度越高，测量结果越 。
6.信息的的获取的过程是由 和 两大环节组成。
二、计算题1、用量程为10V 、1.5级的电压表分别测量3V 和8V 的电压，试问哪一次测量的准确度高?为什么?解：xm=10V,A1=3V,A2=8V2、某被测电压为3.50V ，仪表的量程为5V ，测量时该表的示值为3.53V ，求：◆ ⑴ 绝对误差与修正值各为多少？◆ ⑵ 实际相对误差及引用误差各为多少？◆ ⑶ 该电压表的精度等级属哪一级别？第二章◆ 一、选择题：%5.1%100=⨯∆=Xm X m γ%5.110⨯=∆X %5%10011=⨯∆=A X A γ◆ 1.从基本的测量对象来看，电子测量是对( ) 的测量。
◆ A.电信号 B. 电路Ｃ．电系数Ｄ．电参数◆ 2.测量系统的理想静态特性为（）．◆Ａ．y=Sx+S0 B.y=Sx C.y=S D.y=Sx+S0+x2◆ 3. 电子信息技术应用在电子测量中的优点有（）。
