智能仪表与网络应用

《智能仪表与网络应用》

摘要：智能仪表日益广泛地应用在信息工业化的今天，网络技术的发展，使智能的仪器仪表

能够更加便利的完成信息的传送、与其他的仪器的交互关联，给生产的过程带来了巨大的变化。同时，也给仪器仪表的智能化的程度提出了越来越高的要求，催生生产自动化的程度不断提高，不断完美智能仪表的设计。本文从智能仪表和网络的关系及其发展现状出发，分析智能仪表的发展趋势，并对智能仪表的设计过程和技术进行探讨。

关键词：智能仪表；网络；应用；技术；设计

一、智能仪表的发展现状

中国仪器仪表行业的发展水平正迅速向一个更高的阶段来劲，主要的体现就是不断增加应用程序的智能自动化技术和应用范围和规模的扩张。

因为智能仪表如果和计算机网络联系在一起，组成架构，就可以依靠智能软件和硬件，如神经网络自学习、自适应、自组织和联想记忆功能模式识别等，充分发挥灵活的调用和各种电脑和仪器在线资源的合理分配各自的特性和潜力，发挥出壹加壹大于二的的组合优势。那些可用于连接到网络的示波器和数字万用表等智能仪表设备，通过互联网和模糊识别软件能显示不同的时间和空间条件和仪器类别特征甚而得出测量关键值等数据，做出不同的响应特性，也可以使用分布式数据采集系统，而不是过去的数据采集设备单独使用，这样可以跨以太网或其他网络，实现远程测量和收集数据，去分类存储和应用程序。

为智能仪器仪表带来更为广泛应用前景的是智能重构信息处理技术。这种技术可以说是融合了计算机和专用集成电路（ASIC）的集大成者，优势体现在可重构计算机系统，不仅计算根据

不同的任务的大量可编程逻辑单元阵列（FPGA）进行灵活的配置，比超级行级和任务级何和

指令级别等并行计算，大大提高了运行速度，甚至超过了通用计算机的速度的数百倍。

二、智能仪表的发展趋势

（一）逐渐微型化的智能仪表

仪器仪表的智能化过程，也极大加速了他微型化的发展进程，出现了微型智能仪器仪表。微型智能仪表主要是微电子技术、微机械技术、信息技术、生产和综合应用仪器的总称，是一种麻雀虽小五脏俱全的智能仪表。它可以完成采集信号、处理线性化、处理数字信号等工作，还能

够输出控制信号，放大信号，与其他仪器的实现对接，人机交互等功能。微型智能仪表与微电子机械技术的持续发展，它的技术逐渐成熟，又因为减少了生产成本，致使它的价格较低，所以它的应用领域也将继续扩大。它不仅可以发挥传统仪表的作用，而且因为微型化的优势还可以在自动化技术、航空航天、军事、生物技术、医学领域发挥独特的作用。

（二）力求多功能化的智能仪表

智能仪表另外一个发展趋势就是功能的多样性。它的技术进步就是不断地丰富这个优势体现，使其功能性不断增加，带来使用者的便利。多功能本身就是智能仪表的一个特点。例如，为了设计速度较快和结构较复杂的数字系统，仪表生产厂家制造了具有脉冲发生器、频率合成器和任意波形发生器等功能的函数发生器。这种多功能的综合型产品不但在性能上（如准确度）比专用脉冲发生器和频率合成器高，而且在各种测试功能上提供了较好的解决方案。

人工智能是计算机应用的一个崭新领域，利用计算机模拟人的智能，用于机器人、医疗诊断、专家系统、推理证明等各方面。

智能仪表的进一步发展将含有一定的人工智能，即代替人的一部分脑力劳动，从而在视觉（图形及色彩辨读）、听觉（语音识别及语言领悟）、思维（推理、判断、学习与联想）等方面具有一定的能力。

这样，智能仪表可无需人的干预而自主地完成检测或控制功能。显然，人工智能在现代仪器仪表中的应用，使我们不仅可以解决用传统方法很难解决的一类问题，而且可望解决用传统方法根本不能解决的问题。

三、智能仪表和网络技术的融合

融合isp和emit技术，实现仪器仪表系统的internet接入（网络化）。

伴随着网络技术的飞速发展，internet技术正在逐渐向工业控制和智能仪器仪表系统设计领域渗透，实现智能仪器仪表系统基于internet的通讯能力以及对设计好的智能仪器仪表系统进行远程升级、功能重置和系统维护。

在系统编程技术（in-systemprogramming，简称isp技术）是对软件进行修改、组态或重组的一种最新技术。它是lattice半导体公司首先提出的一种使我们在产品设计、制造过程中的每个环节，甚至在产品卖给最终用户以后，具有对其器件、电路板或整个电子系统的逻辑和功能随时进行组态或重组能力的最新技术。isp技术消除了传统技术的某些限制和连接弊病，有

利于在板设计、制造与编程。isp硬件灵活且易于软件修改，便于设计开发。由于isp器件可

以像任何其他器件一样，在印刷电路板（pcb）上处理，因此编程isp器件不需要专门编程器

和较复杂的流程，只要通过pc机，嵌入式系统处理器甚至internet远程网进行编程。

emit嵌入式微型因特网互联技术是emware公司创立eti（extendtheinternet）扩展internet联盟时提出的，它是一种将单片机等嵌入式设备接入internet的技术。利用该技术，能够将8位和16位单片机系统接入internet，实现基于internet的远程数据采集、智能控制、上传/下载数据文件等功能。

参考文献：

[1] 凌志浩.智能仪表原理与设计技术[M].上海：华东理工大学出版社，2003.

[2] 李永隆.Windows CE程序设计实务[M].北京：中国电力出版社，2002.

作者简介：王宏雷（1988-），男，本科，学士学位，天津人，2010年参加工作，在中国石

油天然气管道局第六工程公司（设计所）工作。

检测技术与自动化装置

method 线性系统理论Linear system theory 362秋 机器人控制与自主系统Robotic contr ol and autono mous system 543春 计算机控制理论与应用Computer con trol system th eory and its application 543春 自动测试理论Automatic me asurement the ory 543春 运筹学Operation res earch 543秋 系统工程理论与应用System engin eering theory and its appli cations 543春 复杂系统建模与仿真Modeling and simulation o f complex sy stems 543秋 非 学位课现代控制理论 专题 Special topic of modern co ntrol theory 362 鲁棒控制系统Robust contro l systems 362春 最优控制Optimal contr ol 362春 自适应控制Adaptive Con trol 362春

最优估计与系统辨识Optimal estim ate and syste m identificati on 362春 过程控制Process contr ol 362秋 非线性控制系统Nonlinear con trol systems 362春 离散事件动态系统Discrete event dynamic syst ems 362春 PETRI网Petri net362秋 人工智能原理及应用Artificial intel ligence theory and its appli cations 362春 智能化方法与技术Intelligent me thod and tech nology 362 模糊理论与应用Fuzzy theory and applicatio ns 362春 模糊逻辑控制系统Fuzzy logic c ontrol system 362春 人工神经网络Artificial neur al network 362秋 遗传算法与进化算法Genetic and e volutional alg orithm 362春 实时控制系统Real-time con trol systems 362秋 机器人视觉Robotic visio362春

传感器检测技术及应用期末考试试题

《自动检测技术》复习题 ．．．．．．．．．．． 一、填空题： 1.自动检测系统分为开环系统和闭环系统，气象观测系统属于开环系统，炉温自动系统属于闭环系统。 2.有人把计算机比喻为一个人的大脑，传感器则是人的感官。 3.对仪表读数不需经过任何运算就能直接得到测量的结果，就叫直接测量。对被测物理量必须经过方程组才能得到最后结果，就叫间接测量。 4.传感器命名：由主题词加四级修饰语构成，第一级修饰语是指被测量；第三级修饰语是指特征描述；第四级修饰语是指主要技术指标。 5.1994年12月1日国家批准实施的GB/T14479-93《传感器图用图形符号》已与国际接轨。按照它的规定，传感器图用图形符号由符号要素正方形和等边三角形组成，其中要素正方形表示转换元件。等边三角形表示敏感元件。 6.我国电工仪表的准确度等级S就是按满度相对误差γm分级的；按大小依次分成,,,,,。例如某电表S=即表明它的准确度等级为3级，也就是它的满度误差不超过±%，即|γm|≤，或习惯上写成γm=±。为了减小测量中的示值，在进行量程选择时应尽可能使示值接近满度值，一般以示值不小于满度值的2/3为宜。

7.某级电流表，满度值A=100μA，求测量值分别为x1=100μA时的示值相对误差为±1%。x2=80μA时的示值相对误差为±%；x3=20μA时的示值相对误差为±0,5%。 9.家用电器的温度检测中，空调器属于湿度传感器，电冰箱属于温度传感器。 10.热敏电阻按其性能分为正温度系数（PTC），负温度系数（NTC），临界温度系数（CTC）三种，电机的过热保护属PTC保护，晶体管保护属NTC保护。 11.电容式传感器有三种基本类型，即变极距型、变面积型和变介电常数型。 12按误差产生的特性可将误差分为绝对误差和相对误差。 13.0.5级电工仪表的引用误差的最大值不超过±%.。 14.标称值为102μf，容许误差为±5%的电容，其实际值范围是测量100℃的温度用级温度计可能产生的绝对误差+，示值相对误差 16.由温包、毛细管和压力敏感元件组成的是压力式温度计。 17.热敏电阻按性能分为临界温度热敏电阻、PTC热敏电阻和nTC热敏电阻。 18.辐射测温方法分辐射法、和。 19.电容式传感器的基本类型有3种。 20.在流量检测中，先测出流体和流速，再乘以管道截面，即可得出流量的方法称为速度法。

智能检测系统

1.智能检测装置：主要形式：智能传感器、智能仪器、虚拟仪器和智能检测系统； 2.非电量检测：温度检测（热电式传感器，光纤温度传感器，红外测温仪，微波测温仪）压力检测（应变式压力计，压电式压力计，电容式压力计，霍尔式压力计）流量检测（电磁流量计，超声波流量传感器，光纤漩涡流量传感器）物位检测（电容式液位传感器，超声波物位传感器，微波界位计）成分检测（红外线气体分析仪，半导体式气敏传感器） 3.流量检测：流量的定义为单位时间内流过管道某一截面的体积或质量，因此，流量分为体积流量和质量流量；分为：电磁流量计，超声波流量传感器，光纤漩涡流量传感器；流量检测包括：○1.电磁流量计：电磁流量计是以电磁感应原理为基础的。它能检测具有一定电导率的酸碱盐溶液，腐蚀性液体以及含有固体颗粒（泥浆，矿浆）的液体流量。○2.超声波流量传感器:超声波流量传感器是利用超声波在流体中传输时，在静止流体和流动流体中的传播速度不同的特点，从而求得流体的流速和流量。○3.光纤漩涡流量传感器:光纤漩涡流量传感器是将一根多模光纤垂直的装入管道，当液体或气体流与其垂直的光纤时，光纤受到流体涡流的作用而振动，振动的频率域流速有关，测出该频率就可确定液体的流速。 4.智能仪器：就是一种以微处理器为核心单元，兼有检测、判断和信息处理功能的智能化测量仪器；按实现方式划分，智能仪器有非集成智能仪器和集成智能仪器两种形式；构成：（1）.硬件：传感器、主机电路、模拟量输入/输出通道、人机接口电路、标准通信接口；（2）.软件：监控程序、接口管理程序、数据处理程序；功能：具有逻辑判断、决策和统计处理功能；具有自诊断、自校正功能；具有自适应、自调整功能；具有组态功能；具有记忆、存储功能；具有数据通信功能；特点：高精度、多功能、高可靠性和高稳定性、高分辨率、高信噪比、友好的人机对话能力、良好的网络通信能力、自适应性强、高性价比；发展趋势:多功能化、智能化、微型化、网络化； 5. 非集成智能仪器：也称为微机嵌入式智能仪器，即将传统的传感器、单片机或微型计算机、模拟量输入输出通道、标准数据通信接口、人机界面和外设接口等分离部件封装在一起，组合为一个整体而构成；特点：一般为专用或多功能产品，具有小型化、便携式、低功耗、易于密封、适应恶劣环境、低成本； 6.虚拟仪器：以通用的计算机硬件和操作系统为依托，增加必要的硬件设备，通过计算机软件使其具备各种仪器的功能；由信号采集与控制单元、数据分析与处理单元、数据表达与输出单元等三大部分组成。特点：增强了传统仪器的功能、软件就是仪器、自由定义仪器，仪器开放灵活、开发费用更低，技术更新更快； 7.虚拟仪器总线：VXI总线将传统的消息基仪器和寄存器基仪器统一在同一环境下，不仅为各个仪器模块提供了定时和同步的能力，而且还提供了开放的，标准化的高速处理器总线。使用户开发虚拟仪器更为灵活，效率更高，保证了系统的稳定性和高性能。 8.现场总线：一种安装在制造和过程区域的现场设备/仪器与控制室内的自动控制装置/系统之间的一种串行、数字式、双向传输和多种分支结构的通信网络；是计算机技术、通信技术和控制技术的综合与集成。含义表现在六个方面：（1）现场通信网络与信息传输的数字化（2）现场设备的智能化与互连（3）互操作性（4）分散功能块（5）通信线供电（6）开放式互连环境；现场控制总线的特点和优势：特点：（1）1对N结构减少传输电缆、节约硬件设备（2）可靠性高（3）可控性好（4）互换性好（5）互操作性好（6）分散控制（7）统一组态；优势：（1）增强了现场级信息集成能力（2）开放式、互操作性、互换性、可集成性（3）系统可靠性高、可维护性好（4）降低了系统及工程成本；现场总线通信协议一般由底层到上层可分为现场设备层、过程监控层和企业管理层三个层次。现场总线的网络拓扑结构主要有三种：（1）星状结构（2）树状结构（3）环状结构；现场总线的数据通信模式有三种:对等式、主从式、客户/服务器式。典型的现场总线:（1）CAN（控制局域网）（2）Lon Works（局域操作网）（3）Profibus（过程现场总线）（4）HART（5）FF（6）Ethernet（工业以太网）

智能检测技术试题

河南理工大学 2006-2007 学年第 2 学期 《智能检测技术》试卷（A）参考答案与评分标准 考试方式：闭卷本试卷考试分数占学生总评成绩的70 % 复查总分总复查人 一、选择题（每小题1分，20题，共20分） （注意：均为单项选择，将答案写在综括号内，否则不计分。）1.有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，该表可能出现的最大绝对误 差为[ A ]。 A. 1℃ B. 0.5℃ C. 10℃ D. 2℃ 2.用于测量交流电能的电度表属于[ D ]仪表。 A. 磁电系 B. 电动系 C. 电磁系 D. 感应系 3.在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的[ A ]。 A. 1.5 倍 B.10 倍 C. 3 倍 D.0.75 倍 4.重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是[ B ]。 A. 提高精度 B. 加速其衰老 C. 测试其各项性能指标 D. 提高可靠性 5.应变测量中，希望灵敏度高、线性好、有温度自补偿功能，应选用[ C ]转换电路。 A. 单臂半桥 B. 双臂半桥 C. 四臂全桥 D. 独臂 6.光栅传感器利用莫尔条纹来达到[ B ]目的. A.提高光栅的分辨力 B. 使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变化 C.辩向 D.细分 7.当天气变化时，有时会发现在地下设施（例如地下室）中工作的仪器内部印制板漏电增大，机箱上有小水珠出现，磁粉式记录磁带结露等，影响了仪器的正常工作。该水珠的来源是[ C ] A.从天花板上滴下来的 B.由于空气的绝对湿度达到饱和点而凝结成水滴 C.空气的相对湿度达到饱和状态，而凝结成水滴8.自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了[ C ] A.提高灵敏度 B.将输出的交流信号转换成直流信号 C.使检波后的直流电压能反映检波前交流信号的相位和幅度 9.希望远距离传送信号时，应选用具有[ D ]输出的标准变送器。 A. 0-2V B.1-5V C.0-10mA D.4-20mA 10.光栅中采用 sin 和 cos 两套光电元件是为了[ B ]。 A .提高信号幅度 B．辨向 C.抗干扰 D.作三角函数运算 11.电子卡尺的分辨率可达 0.01mm ，行程可达 200mm ，它的内部所采用的电容传感器 型式是[ B ]。 A.变极距式 B.变面积式 C.变介电常数式 12.下列器件属于四端元件的是[ D ] A. 应变片 B. 压电晶片 C. 热敏电阻 D. 霍尔元件 13.MQN气敏电阻可测量[ C ]的浓度。 A. CO 2 B. N 2 C.气体打火机车间的有害气体 D.锅炉烟道中剩余的氧气 14.电涡流接近开关可以利用电涡流原理检测出[ C ]的靠近程度。 A. 人体 B. 水 C.黑色金属零件 D.塑料零件 15.在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中[ B ]。 A. 电容和电感均为变量 B. 电容是变量，电感保持不变 C. 电容保持常数，电感为变量 D. 电容和电感均保持不变 16.将超声波转换成电信号是利用压电材料的[ A ] A. 压电效应 B.电涡流效应 C. 应变效应 D.逆压电效应 17. 霍尔电势计算公式 E H = K H IB cos a 中的角a 是指[ B ]。 A. 磁力线与霍尔薄片平面之间的夹角 B. 磁力线与霍尔薄片的垂线之间的夹角 C. 磁力线与霍尔元件内部电流方向的夹角 18.正常人的体温为 37摄氏度,则此时的华氏温度、热力学温度约为[ C ]。 A.32F,100K B.99F，236K C.99F，310K D.37F，310K 19. 在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是[ D ]。 A.补偿热电偶冷端热电势的损失 B.起冷端温度补偿作用 C. 提高灵敏度 D. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 20.要测量高压变压器的三相绝缘子是否过热，应选用[ C ] A.热敏电阻 B.热电偶 C.红外热像仪 D.接近开关

智能检测技术及仪表习题参考答案

智能检测技术及仪表习题答案 1．1什么是测量的绝对误差、相对误差、引用误差？ 被测量的测量值x与被测量的真值A0之间的代数差Δ，称为绝对误差（Δ=x- A0）。 相对误差是指绝对误差Δ与被测量X百分比。有实际相对误差和公称相对误差两种表示方式。实际相对误差是指绝对误差Δ与被测量的约定真值（实际值）X0之比(δA=Δ/ X0×100%)；公称相对误差是指绝对误差Δ与仪表公称值（示值）X之比（δx=Δ/ X×100%）。 引用误差是指绝对误差Δ与测量范围上限值、量程或表度盘满刻度B之比(δm=Δ/B×100%)。 1.2 什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？他们通常应用在什么场合？ 测量误差是指被测量与其真值之间存在的差异。测量误差有绝对误差、相对误差、引用误差三种表示方法。绝对误差通常用于对单一个体的单一被测量的多次测量分析，相对误差通常用于不同个体的同一被测量的比较分析，引用误差用于用具体仪表测量。 1．3 用测量范围为-50～＋150kPa的压力传感器测量140kPa压力时，传感器测得示值为142kPa,求该示值的绝对误差、实际相对误差和引用误差。 Δ=142-140=2kPa; δA=2/140=1.43%;δx=2/142=1.41%;δm=2/(50+150)=1% 1.7 什么是直接测量、间接测量和组合测量？ 通常测量仪表已标定好，用它对某个未知量进行测量时，就能直接读出测量值称为直接测量；首先确定被测量的函数关系式，然后用标定好的仪器测量函数关系式中的有关量，最后代入函数式中进行计算得到被测量，称为将间接测量。在一个测量过程中既有直接测量又有间接测量称为组合测量。 1.9 什么是测量部确定度？有哪几种评定方法？ 测量不确定度：表征合理地赋予被测量真值的分散性与测量结果相联系的参数。 通常评定方法有两种：A类和B类评定方法。 不确定度的A类评定：用对观测列进行统计分析的方法来评定不确定度。 不确定度的B类评定：用不同于对观测列进行统计分析的方法来评定不确定度。 1.10检定一块精度为1.0级100mA的电流表，发现最大误差在50mA处为1.4mA,试判定该表是否合格？它实际的精度等级是多少？ 解：δm=1.4/100=1.4%,它实际的精度为1.5,低于标称精度等级所以不合格。 1．11某节流元件（孔板）开孔直径d20尺寸进行15次测量，测量数据如下（单位：mm）: 120.42 ,120.43,120.40,120.42,120,43,120.39,120.30,120.40,120.43,120.41,120.43,120.42,120.39,120.39,120.40试检查其中有无粗大误差？并写出测量结果。 解：首先求出测量烈的算术平均值： X =120.40mm 根据贝塞尔公式计算出标准差 ?=（∑v i2/(15-1)）1/2=0.0289 3 ?=0.0868 所以，120.30是坏值，存在粗大误差。 去除坏值后X =120.41mm，?=（∑v i2/(14-1)）1/2=0.011 3 ?=0.033 再无坏值 求出算术平均值的标准偏差?x= ?/(n)1/2=0.011/3.87=0.003 写出最后结果：（Pc=0.95,Kt=2.33） 120.41±Kt?x=120.41±0.01mm 2.3 什么是热电效应？热电势有哪几部分组成的？热电偶产生热电势的必要条件是什么？ 在两种不同金属所组成的闭合回路中，当两接触的温度不同时，回路中就要产生热电势，这种物理现象称为热电效应。热电势由接触电势和温差电势两部分组成。热电偶产生热电势的必要条件是：两种不同金属和两个端点温度不同。 2.5什么是热电偶的中间温度定律。说明该定律在热电偶实际测温中的意义。 热电偶在接点温度为T、T0时的热电势等于该热电偶在接点温度为T,Tn和Tn、T0时相应的热电势的代数和。 E AB(T、T0)= E AB(T、Tn)+ E AB(Tn、T0)。这主要用于冷端温度补偿。 2.9热电偶的补偿导线的作用是什么？选择使用补偿导线的原则是什么？

自动检测技术题库

第一章检测技术的基础知识 一、填空题 1．检测技术是一门以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容的应用技术学科。 2．一个完整的检测系统或检测装置通常由传感器、测量电路和输出单元及显示装置等部分组成。 3．传感器一般由敏感元件、转换元件和转换电路三部分组成，其中敏感元件是必不可少的。 4．在选用仪表时，最好能使其工作在不小于满刻度值2/3 的区域。 5．准确度表征系统误差的大小程度，精密度表征随机误差的大小程度，而精确度则指准确度和精密度的综合结果。6．仪表准确度等级是由系统误差中的基本误差决定的，而精密度是由随机误差和系统误差中的附加误差决定的。 7、若已知某直流电压的大致范围，选择测量仪表时，应尽可能选用那些其量程大于被测电压而又小于被测电压1.5倍的电压表。（因为U≥2/3Umax） 二、选择题 1．在一个完整的检测系统中，完成信息采集和信息转换主要依靠 A 。 A．传感器 B. 测量电路 C. 输出单元 2．构成一个传感受器必不可少的部分是 B 。 A．转换元件B．敏感元件C．转换电路D．嵌入式微处理器 3．有四台量程均为0-600℃的测量仪表。今要测一约为500℃的温度，要求相对误差≤2.5%，选用精度为 D 的最为合理。 A．5.0级B．2.5级C．2.0级D．1.5级 4．有四台量程不同，但精度等级均为1.0级的测温仪表。今欲测250℃的温度，选用量程为 C 的最为合理。A．0～1000℃B．300～500℃C．0～300℃D．0～500℃ 5．某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克 力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是Ｂ。 A．绝对误差B．示值相对误差C．满度相对误差D．精度等级 6．在选购线性仪器时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为 欲测量的Ｃ左右为宜。 A．3倍B．10倍C．1.5倍D．0.75倍 7．用万用表交流电压档（频率上限为5kHz）测量100kHz、10V左右的高频电压，发现示值不到2V，该误差属 于 B 。用该表主流电压档测量5号电池电压，发现每次示值均为1.8V,该误差属于 A 。 A．系统误差B．粗大误差C．随机误差D．动态误差 8．重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了Ｄ。 A．提高精度B．加速其衰老C．测试其各项性能指标D．提高可靠性能 9．电工实验中，采用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于 B 测量，而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于C 测量。 A．偏位式B．零位式C．微差式 三、计算题 1．有一温度计，它的测量范围为0~200℃，精度为0.5级，求： 1）该仪表可能出现的最大绝对误差。 2）当示值分别为20℃、100℃时的示值相对误差。 2．已知待测拉力约为70N左右。现有两只仪表，一只为0.5级,测量范围为0~500N；另一只为1.0级，测量范围 为0~100N。问选用哪一只测力仪表较好？为什么？ 3．有一台测量压力的仪表，测量范围为（0~10）Mpa,压力与仪表输出电压之间的关系为U0=a0+a1p+a2p2,式中a0=1V， a1=0.6V/ Mpa，a2=-0.02V/Mpa2 求: 1)该仪表的输出特性方程; 2)该仪表的灵敏度表达式;

智能照明系统检测方案

智能照明系统检测，安装，调试与验收 系统硬件，软件，中央工作站检测 1.中央工作站应尽量与BA系统集成，实现照明系统的中央检测功能，根据需要， 实现必要的中央联动控制。 1.系统控制回路应与电源回路严格分开，控制回路的工作电压为超低安全电压 DC24V，保证在任何情况下，人体接触到的开关、感应器等设备都是安全电压。 系统的拓扑结构应清晰，容量易于扩展。 2.系统能够实现多点控制，包括就地控制、中央管理室的集中控制。 3.系统应能够实现中央计算机的监测和必要的联动控制。 4.控制回路总数可扩展，每条线路可连接64个总线装置，系统所使用的总线装 置可多达12000个。 5.控制面板要求带LED显示，可实现多种功能：开关、场景选择等，能实现至 少8种场景的快捷控制；一位、四位和八位等规格，带夜间背光功能。并能实现就地的编程控制。有开关状态指示； 6.双值驱动器 a)驱动器具备开关状态显示信号、系统状态提示信号等，并且有手动开关 可以控制。 b)驱动器模块就应为标准DIN导轨安装，驱动器尺寸与微型断路器尺寸相 似，便于配电箱统一安装。 c)应有分组及延时开灯功能，以防止灯集中启动时的浪涌电流。 7.系统应具有功能强大的接口软件，能方便的与BAS系统集成。 8.系统编程软件应采用完全图形化的方式，人机界面友好，易于掌握。主要用 于对系统元件进行参数设定。监控软件应将系统中各个回路的状态实时反映在图形化界面上，可以直接在计算机上控制各个回路。另外应可根据编好的时间程序自动控制照明。 9.应提供满足系统运行功能、二次开发、维修维护以及符合开发系统标准的系 统软件、应用软件和应用编程软件包等全套软件。 10.系统平台应按实时、多用户和多进程对资源进行分配和管理。系统将拥有事件驱动顺序以及优化结构装配，以便系统能在正常巡检控制的同时及时响应处理实时

智能检测与信号处理技术的发展与应用概要

智能检测与信号处理技术的发展与应用 摘要:实现检测系统的智能化,是获得高稳定性、高可靠性、高精度以及提高分辨率和适应性的必然趋势。本文介绍了智能检测系统的形成、特点和一般结构,阐述了智能传感器技术的发展趋势。同时,讨论了信号处理的目的和方法。最后,以加速度传感器在车辆载荷检测中的应用为例,介绍了智能检测与信号处理在工程中的具体应用。 关键词:智能检测;信号处理;加速度传感器 The Development and Application of Intelligent Measuring and Signal Processing Technology Abstract: the realization of Intellectualized detection is not only the way to gain higher stability reliability, and precision, but all so the trend to improve resolution and adaptability .In this paper ,the shaping, the Characteristics and general structure of Intelligent detection system are introduced.The development of intelligent sensor are expounded. At the same time, the aim and method of Information processing are discussion. At last, application of acceleration sensor in vehicles load measurement based on capacitances is took as the example to describe the application of intelligent detection system in the engineering. Key words: Intelligent detection; signal diagnose; acceleration sensor 0 引言 随着计算机和信息技术的发展,传感器技术的进步,检测技术水平得到了不断提高。传感器技术作为一种与现代科学密切相关的新兴学科正得到迅速的发展,并且在许多领域被越来越广泛的利用。它融合了人工智能原理及技术, 人工神经网络技术、专家系统、模糊控制理论等等,使检测系统不但能自校正、自补偿,自诊断,还具有了特征提取、自动识别、冲突消解和决断等能力 [1]。智能检测和信息处理技

《自动检测技术及应用》期终考试试卷 四卷

xx机电职业技术学院－学年第学期 《自动检测技术及应用》期终考试试卷四卷 班级姓名学号教师 题号一二三四五六七八得分 得分 得分评卷人复核人一、填空题（每空1.5 分，共48分） 1、显示仪表能够监测到被测量的能力称分辨力。 2、仪表准确度等级是由中的基本误差决定的，而是由随机误差和系统误差中的附加误差决定的。 3、按材料不同，电阻应变片可分为和半导体应变片两大类。前者 的敏感栅有、和三种类型。 4、物质的随变化而变化的物理现象，称为热电阻效应。根据这一 效应制成的传感器叫传感器。 5、按工作原来的不同，电容式传感器可分为、、和 三种类型。第一种常用于测量，第二种常用于测量，第三种常用于测量。 6、热电偶有两个极。测温时，置于被测温度场中的接点称，置 于恒定温度场中的接点称。

7、光电倍增管倍增系数大约为数量级，故光电倍增管的极高。随着的升高，倍增系数也增加。 8、当霍尔元件处于中，且方向与霍尔元件方向一致时，霍尔电势与和乘积成正比。其数学式为。 9、光栅传感器的光栅包括和，其中后者须置于 上，其目的是当两光栅相对平移为一个栅距Ｗ时，莫尔条纹将垂直位移一个节距。 得分评卷人复核人二、选择题（每空1.5 分，共16.5分） 1、某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是( )。 A．绝对误差 B．示值相对误差 C．满度相对误差 D．精度等级 2、电阻应变片的核心部分是( ) A.敏感栅 B.基片 C.覆盖层 D.引线 3、.测量转换电路中采用相敏检波电路，主要是为了( )。 A.减少零点残余电压 B.反映位移的大小和方向 C.温度误差补偿 4、在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中( )。 A．电容和电感均为变量 B．电容是变量，电感保持不变 C．电容保持常数，电感为变量 D．电容和电感均保持不变 5、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( )。 A. 补偿热电偶冷端热电势的损失 B. 起冷端温度补偿作用 C. 将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D. 提高灵敏度 6、光敏三极管受光照控制的PN 结果是( ) A.集电结和发射结 B.集电结 C.发射结 D. 集电结或发射结

智能家居监测控制系统的设计方案

智能家居监测控制系统的设 计方案 第一章绪论 1.1智能家居监测控制系统的发展及现状 由现在科技的发展可推知未来智能家居将向固定终端控制、智能手机控制、无线与有线网络控制系统方向发展。 (1)终端控制，在现在电子技术高度发达和快速发展的今天，未来智能家居控制系统走进千家万户将不只是一个设想，通过一个终端控制屏实现对家庭内部温度，湿度，气体成分等的智能监测和控制。 (2)智能手机，手机的出现实现了以前只有在小说和神话中才能实现的顺风耳和千里传音，缩短了人与人之间的距离，极大的丰富了人们的生活，特别是智能手机的出现将手机的应用提高到了另一个平台。不论人们在何时何地在做什么事基本上都是离不开智能手机，为此将智能手机应用于智能家居是一个明智的选择而且也是智能家居发展的必然趋势，从此手机不仅仅是打电话、发信息和上网的娱乐工具，而且还是随时随地掌控家居内的一切，如防火防盗等的不二选择。通过将智能家居的客户端软件嵌入到智能手机中，只要动动手指就可以实现对家庭内部的远程监测与控制。 (3)无线与有线控制系统有机融合。 1.1.1智能家居的国内外现状 (1)国内现状 我国的智能家居从1994年萌芽至今得到了快速的发展，是继房地产行

业后又一大发展热潮，随着软件协议与硬件技术开始不断的融合，各大行业进军智能家居市场，我国的智能家居行业进入了发展的黄金时期。但是较国际国外智能家居行业起步晚，还没有形成统一的国家标准，这是对我国智能家居的发展是不利的，但是总体来说，我国的智能家居还是取得了相当可观的成果的。如： ①海尔公司推出的e家庭，以电脑作为整个系统的控制中心，利用网络技术将各种家庭用电设备联系起来，利用海尔推出的手机作为远程控制器，使一些用电设备实现远程和智能控制成为可能。 ②另外，清华同方研发的e-home，使用嵌入式技术和网络技术，基于国际成熟的智能家居技术，针对中国家庭的实际情况设计和制造，可谓是为整个中国家庭量身制作的。 但是就目前智能家居的发展状况来看，整个智能家居市场只适合中高消费人群，远远还未走进千家万户，中国智能家居的设计和制造技术和成本还有待改善。随着国内各大软、硬件机构正在积极渗入智能家居行业，为智能家居行业注入新鲜的血液，可以展望我国的智能家居前途将是一片大好。 （2）国外现状 国外智能家居起步较早，从1984年美国出现第一栋智能建筑以后，美国、加拿大和欧洲等一些发达国家就开始研究和退广智能家居，而且现在智能家居技术已相当成熟，最具代表性的智能家居有： ①美国推出的X-10系统，该系统不是使用一般数字设备控制的信号线利用低电平传输信息，而是利用电力线作为控制的网络平台，采用集中控制方式实现。这套的功能较为强大，而且不需要额外的布线，安装时也省去了在墙上打孔等的不便，因此实现起来是很容易被广泛的家庭接受，操作起来

现代检测理论与技术网课题目和答案

第一讲： 1、传感器是一种将特定的被测信号按照一定的规律转换为可用输出信号的装置，它主要由敏感元件和转换元件组成。 2、基本型现代检测系统一般包括传感器、信号处理、数据采集、计算机、输出显示等五部分。 3、传感器技术发展趋势及重点研究开发主要体现在高精确度、小型化、集成化、多功能化、智能化等方面。 4、检测技术的发展主要体现在①不断拓展测量范围，努力提高检测精度和可靠性②传感器逐渐向集成化、组合式、数字化方向发展③重视非接触式检测技术研究④检测系统智能化等方面。 5、一个完整的检测过程包括信息数据采集、信号处理、信号传输、信号记录、信号显示等方面。 6、现代检测系统的基本结构大致可分为智能仪器、个人仪器和自动测试系统等三类。 7、传感器按能量关系可分为能量变换型和能量控制型两类。 8、传感器按输出量可分为模拟式和数字式两类。 9、智能传感器一般具有①自校零、自标定、自矫正②自动补偿③自动采集数据。并对数据进行预处理④自动进行检测、自选量程、自寻故障⑤数据存储、记忆与信息处理功能⑥双向通讯、标准化数字输出或符号输出等功能。 第二讲： 1．仪表的精度等级是指仪表的（） A．绝对误差B．最大误差 C．相对误差 D．最大引用误差 2.属于传感器动态特性指标的是( ) A.重复性 B.线性度 C.灵敏度 D.固有频率 3.按照分类，阈值指标属于( ) A.灵敏度 B.静态指标 C.过载能力 D.量程 4.与价格成反比的指标是( ) A.可靠性 B.经济性 C.精度 D.灵敏度 5.属于传感器静态指标的是( ) A.固有频率 B.临界频率 C.阻尼比 D.重复性 6. 属于传感器动态特性指标的是( ) A.量程 B.过冲量 C.稳定性 D.线性度 7.传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的( ) A.线性度越好 B.迟滞越小 C.重复性越好 D.灵敏度越高 8.传感器的灵敏度越高，表示传感器( ) A.线性度越好 B.能感知的输入变化量越小 C.重复性越好 D.迟滞越小 9.传感器的标定是在明确传感器的输入与输出关系的前提下，利用某种( )对传感器进行标定。 A.标准元件 B.正规器件 C.标准器具 D.精度器件 10.传感器的静态指标标定是给传感器输入已知不变的( )，测量其输出。 A.标准电量 B.正规电量 C.标准非电量 D.正规非电量 11.传感器的动态标定是检验传感器的( ) A.静态性能指标 B.频率响应指标 C.动态性能指标 D.相位误差指标

自动检测技术及其应用试卷

一、填空（本题共39分，每空1.5分） 1、 传感器由 敏感元件、传感元件、测量转换电路三部分组成。 2、 在选购线性仪表时，必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 左右为宜。 3、 有一温度计，它的量程范围为0s 200C ，精度等级为0.5级。该表可能出现 的最大误差为土 1C,当测量100C 时的示值相对误差为土 1% 4、 利用热敏电阻对电动机实施过热保护，应选择 NTC 突变型热敏电阻。 5、 在压电晶片的机械轴上施加力，其电荷产生在X 面 6霍尔元件采用恒流源激励是为了减小温漂。 7、 用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于偏位式测量。 8、 已知某铜热电阻在0C 时的阻值为50 Q,则其分度号是CU50对于镍铬-镍 硅热电偶其正极是镍铬。 9、 压电材料在使用中一般是两片以上，在以电荷作为输出的地方一般是把压电 元件并联起来，而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件串联起来。 10、 热电阻主要是利用电阻随温度升高而增大这一特性来测量温度的。 11、 自动检测系统中常用的抗电磁干扰技术有屏蔽，浮置，接地，滤波，光电 隔离等。 12、 金属电阻的应变效应是金属电阻应变片工作的物理基础。 13、 电磁干扰的形成必须同时具备的三项因素是 干扰源，干扰途径，敏感接收 器。 14、 在动圈式表头中的动圈回路中串入由 NTC 组成的电阻补偿网络，其目的是 为了温度补偿。 二、选择题（本题共30分，每题2分） 1、 在以下几种传感器当中 C 属于自发电型传感器。 A 、电容式 B 、电阻式 C 、热电偶 D 、电感式 2、 _D_的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。 A 、热端直径 B 、热电极的电导率 C 、热端和冷端的温度 D 、热端和冷端的温差 3、 在电容传感器中，若采用调频法测量转换电路，则电路中 __B ___ 。 A 、电容和电感均为变量 B 、电容是变量，电感保持不变 C 、电感是变量，电容保持不变 D 、电容和电感均保持不变 4、 在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸，该加工检测装置是采用 了 _B —测量方法。 A 、微差式 B 、零位式 C 、偏差式 5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了 B A 、提高测量灵敏度 B C 、减小非线性误差 D 6汽车衡所用的测力弹性敏感元件是 A 、实心轴 B 、弹簧管 C 、悬臂梁 D 、圆环 7、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是 C A 、补偿热电偶冷端热电势的损失 B 、起冷端温度补偿作用 C 、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D 、提高灵敏度 8、考核计算机的电磁兼容是否达标是指__C ____ 。 A 、 计算机能在规定的电磁干扰环境中正常工作的能力 B 、 该计算机不产生超出规定数值的电磁干扰 1. 5倍 、减小引线电阻的影响 、提高电磁兼容性 A 。

检测技术与自动化装置发展的前沿

检测技术与自动化装置专业硕士生培养方案 （专业名称：检测技术与自动化装置专业代码：081102） 一、培养目标 培养德智体全面发展，具有坚实的检测技术与自动化装置专业理论基础与系统的专门知识，掌握相应的检测技术与自动化装置实验技术，了解检测技术与自动化装置发展的前沿和动态、能够从事检测技术与自动化装置方面研究或担负专门技术工作，具有进取、创新、唯实、协同的品德和身心健康的高级科技人才。 二、研究方向 01、光电检测技术；02、环境监测领域微信号处理；03、变流电源及控制技术；04、光电信号检测技术；05、自然交互、手写签名身份认证；06、智能检测技术 三、招生对象 具有学士学位的大学本科电子学、自动控制及相关专业的毕业生。 四、学习年限 学制三年，其中课程学习时间一年，学位论文时间二年。 五、课程设置 1、政治、英语等公共学位课和开题报告等必修培养环节按《中科院合肥研究院硕士研究生培养方案》统一要求。 2、学科基础课、学科专业课和非学位课如下表所列

六、学位论文 对学位论文的具体要求，按照《中科院合肥研究院硕士研究生培养方案》有关规定执行。 （论文研究工作成果应及时在国内外核心刊物上，以第一作者或第一责任人身份发表1篇学术论文或申请专利一项）。 七、答辩和学位授予 按《中科院合肥研究院硕士研究生培养方案》的有关规定执行。

模式识别与智能系统专业硕士生培养方案 （专业名称：模式识别与智能系统专业代码：081104） 一、培养目标 培养德智体全面发展，具有坚实的模式识别与智能系统专业理论基础与系统的专门知识，掌握相应的现代模式识别与智能系统实验技术，了解模式识别与智能系统发展的前沿和动态、能够从事模式识别、图象处理、人工智能、智能控制、智能传感系统、智能信息系统、智能机器人等方面研究或担负专门技术工作，具有进取、创新、唯实、协同的品德和身心健康的高级科技人才。 二、研究方向 01、人机接触交互；02、农业信息技术；03、智能机器人 三、招生对象 具有学士学位的大学本科电子学、自动控制、机械电子工程及相关专业的毕业生。 四、学习年限 学制三年，其中课程学习时间一年，学位论文时间二年。 五、课程设置 1、政治、英语等公共学位课和开题报告等必修培养环节按《中科院合肥研究院硕士研究生培养方案》统一要求。 2

传感器与智能检测技术课后习题答案.doc

西安理工研究生考试 传 感 器 与 智 能 检 测 技 术 课 后 习 题

1、对于实际的测量数据，应该如何选取判别准则去除粗大误差？ 答：首先，粗大误差是指明显超出规定条件下的预期值的误差。去除粗大误差的准则主要有拉依达准则、格拉布准则、t检验准则三种方法。准则选取的判别主要看测量数据的多少。 对于拉依达准则，测量次数n尽可能多时，常选用此准则。当n过小时，会把正常值当成异常值，这是此准则的缺陷。 格拉布准则，观测次数在30—50时常选取此准则。 t检验准则，适用于观察次数较少的情况下。 2、系统误差有哪些类型？如何判别和修正？ 答：系统误差是在相同的条件下，对同一物理量进行多次测量，如果误差按照一定规律出现的误革。 系统误差可分为：定值系统误差和变值系统误差。 变值系统误差乂可以分为：线性系统误差、周期性系统误差、复杂规律变化的系统误差。判定与修正： 对于系统误差的判定方法主要有： 1、对于定值系统误差一?般用实验对比检验法。改变产生系统误差的条件，在不同条件下进行测量，对结果进行比较找出恒定系统误差。 2、对于变值系统误差：a、观察法：通过观察测量数据的各个残差大小和符号的变化规律来判断有无变值系统误差。这些判断准则实质上是检验误差的分布是否偏离正态分布。 b、残差统计法：常用的有马利科夫准则（和检验），阿贝-赫梅特准则（序差检验法）等。 c、组间数据检验正态检验法 修正方法： 1.消除系统误差产生的根源 2.引入更正值法 3.采用特殊测量方法消除系统误差。主要的测量方法有：1）标准量替代法2）交换法3）对称测量法4）半周期偶数测量法 4.实时反馈修正 5.在测量结果中进行修正 3、从理论上讲随机误差是永远存在的，当测量次数越多时，测量值的算术平均值越接近真值。因此，我们在设计自动检测系统时，计算机可以尽可能大量采集数据，例如每次采样数万个数据计算其平均值，这样做的结果合理否？ 答：这种做法不合理。随机误差的数字特征符合正态分布。当次数n增大时，测量精度相应提高。但测量次数达到一定数Id后，算术平均值的标准差下降很慢。对于提高精度基本可忽略影响了。因此要提高测量结果的精度，不能单靠无限的增加测量次数，而需要采用适当的测量方法、选择仪器的精度及确定适当的次数等几方面共同考虑来使测量结果尽可能的接近真值。 4、以热电阻温度传感器为例，分析传感器时间常数对动态误差的影响。并说明热电阻传感器的哪些参数对有影响？ 答：1、对于热电阻温度传感器来说，传感器常数对于温度动态影响如式子t2=t x-T （dtJdt）所示，7■决定了动态误差的波动幅度。了的大小决定了随着时间变化

检测技术及海洋智能仪器实验

中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述： 检测技术及海洋智能仪器实验是自动化专业本科生的一门重要专业必修实验课程。该课程与本科生的许多专业课（自动化仪表与过程控制、现场总线技术、海洋自动观测技术）有着较强的联系。检测技术及海洋智能仪器实验课是通过实验手段，使学生获得检测技术及海洋智能仪器的基本知识和基本技能，并运用所学理论来分析和解决实际问题，提高分析解决实际问题的能力和实际工作能力。培养学生实事求是的科学作风，严肃的科学态度，严谨的科学思维习惯，进而增强创新意识。 检测技术及海洋智能仪器实验分两个层次进行： （1）验证性实验。它主要是以单个传感器和基本测量电路为主。根据实验目的，实验电路，仪器设备和较详细的实验步骤，通过实验来验证传感器的有关理论，从而进一步巩固学生的基本知识和基本理论。 （2）综合性实验。学生根据给定的实验题目、内容和要求，自行设计实验电路，拟定出测试方案，搭建基本测量系统，最后达到设计要求。通过这个过程，培养学生综合运用所学知识解决实际问题的独立工作能力。 - 6 -

2.设计思路： 在内容安排上，除安排常用传感器实验外，还要把常用电子仪器的使用贯穿于每个 实验内容中。因为培养学生正确使用常用电子仪器是检测技术及海洋智能仪器实验教 学的基本要求。在实验所使用的传感器的选用方面，要适应现代科学技术发展的要求。 整个教学环节中，采用了由浅到深，由易到难的原则。在具体实施时，重点放在使用 方法和功能上。对内部结构和原理不去详细分析。实验教学基本要求： (1) 掌握常用电子仪器的正确使用 (2) 掌握基本传感器和测量电路的原理 (3) 掌握测量误差的基本分类，来源，误差处理方法 (4) 掌握测量系统的组成和初步设计 本课程的内容编排顺序为：（1）箔式应变片性能—应变电桥；（2）移相器及相敏检 波器实验；（3）热电式传感器—热电偶；（4）P-N结温度传感器；（5）热敏式温度传感 器测温实验；(6)差动螺管式电感传感器位移、振幅测量；(7)霍尔传感器；(8)电涡流 式传感器的静态标定；(9)扩散硅压力传感器；(10)电容式传感器特性；(11)光纤传感 器位移测量、转速测量；(12)光电传感器转速测量；(13)数据采集处理。 3.课程与其他课程的关系: 本课程是自动化专业的一门专业必修课，先修课程有模拟电子技术基础，后置课程有自动化仪表与过程控制、现场总线技术、海洋自动观测技术。 二、课程目标 学习和掌握常用电子仪器：示波器、稳压电源、信号发生器、万用表等的使用方法。 掌握检测技术的理论基础；掌握各种常用传感器（箔式应变片、电感传感器、电容 传感器、光电传感器、光纤传感器、热电偶、半导体温度传感器、热敏电阻温度传感器、磁电传感器、压电传感器、霍尔传感器）的结构、工作原理、技术性能、特点、 - 6 -