(完整版)《传感器与检测技术》习题答案--周杏鹏

度的函数,因此测量反射强度就可确定厚度。

7.12

答:生物传感器由生物敏感膜和变换器构成,被测物质经扩散作用进入生物敏感膜层,经分子识别,发生生物化学反应(物理、化学变化),产生物理、化学现象货产生新的化学物质,利用相应的变换器将其转换成量化的、可传输和处理的电信号。

7.13

答:将生物体内具有奇特与敏感功能的生物物质固定在基质或载体上,就构成了生物敏感膜。

7.14

答:生物敏感膜的固化是指将生物活性材料固定在载体(或称基质)上这一过程。常用的生物敏感膜固化技术主要有夹心法、吸附法、包埋法、供价连接法、交联法。

第八章

8.1

答:垂直而均匀地作用在单位面积上的力称为压力。压力可表示为p=F/S,在国际单位中压力的单位为牛顿/平方米,用符号N/m。压力单位又称为帕斯卡或简称帕,符号为Pa,

21Pa?1N/m2。因帕单位太小,工程上常用千帕或者兆帕表示。

8.2

解:容器顶部处的绝对压力为

Pi1?68kPa?101.3kPa?169.3kPa容器底部处的绝对压力为

Pi2?450kPa?101.3kPa?551.3kPa顶部和底部间的差压为

?P?Pi1?Pi2?169.3kPa?551.3kPa??382kPa

8.3

答:弹簧管压力计主要是利用弹簧管的形变通过变换放大机构带动指示机构给出压力示值。弹簧管压力计主要由弹簧管、扇形齿轮、拉杆、底座、中心齿轮、游丝、表盘、指针、调节开口槽等组成。

8.4

答:为提高弹簧管压力计灵敏度,可以采用多圈弹簧管。

8.5

答:双波纹管式压差计的波纹管内充满液体是为了用来传递压力。

8.6

答:谐振式压力传感器是靠被测压力所形成的应力改变弹性元件的谐振频率,通过测量频率信号的变化来检测压力。这种信号特别适合与计算机配合使用,组成高精度的测量、控制系统。

8.7

答:选择压力检测仪表应根据具体的情况,在满足生产工艺对压力检测要求的情况下,本着节约的原则,合理地选择压力仪表的类型、量程、精度等级等。

8.8

解:设压力表量程为A,则根据最大工作压力有

A?1.4?2/3?2.1MPa

根据最小工作压力用

A?0.5?1/3?1.5MPa

故根据仪表的量程系列,可选用量程范围为0~2.5MPa的压力表。 由题意可知,被测压力所允许的最大绝对误差为

?max?1.4?5%?0.07MPa

仪表精度等级的选取应使得其最大引用误差不超过允许测量误差。对于测量范围0~2.5MPa的压力表,其最大引用误差为

???0.07MPa?100%/1.4MPa??5%

故选取2.5级的压力表。

8.9

解:设压力表量程为A,由题意可知。被测压力平稳变化

A?6?2/3?9MPa

故选取测量范围为0~9MPa的压力表。

要求测量误差不超过?0.06MPa,故最大引用误差为

???0.06MPa/9MPa?100%??0.6%

故选取精度等级为1.0级的仪表。

8.10

答:略。

8.11

答:要实现准确的压力测量需要准确的压力仪表,并且根据具体被测介质、管路和环境条件,选取适当的取压点、正确安装引压管路和测量仪表。

8.12

答:压力变送器的作用是将压力传感器的输出通过一定的变送电路转换成形式和数值范围都符合工业标准的信号。 设所测差压是xMPa,则

xMPa?0MPa15mA?4mA?1.6MPa?0MPa20mA?4mA

解得

x?1.1

所以所测差压为1.1MPa。

8.13

答:感压元件前的引压管道和空腔的存在会引起压力信号的衰减和相位滞后,这会使整个测量系统的响应速度大大低于传感器的响应速度,造成动态压力测量的严重失真,因此必须予以考虑。

第九章

9.1

经验温标主要有(1)华氏温标(2)摄氏温标;华氏温标定义:标准仪器是水银温度计,选取氯化铵和冰水混合物的温度为零度,选取人体温度为100度。水银体积膨胀被分为100份,对应每份的温度为1华氏度,单位为“°F”。摄氏温标定义:在标准大气压下,冰水混合物的温度为0度,水的沸点为100度,中间划分为100等份,每等份为1℃。

9.2

经国际协议产生的国际实用温标,其指导思想是要它尽可能地接近热力学温标,复现精度高,且使用于复现温标的标准温度计,制作较容易,性能稳定,使用方便,从而使各国均能以很高的准确度复现该温标,保证国际上温度量值的统一。

9.3

把整个温标分成4个温区,其相应的标准仪器如下:①0.65—5.0K,用3He和4He蒸汽温度计;②3.0—24.5561K,用3He和4He定容气体温度计;③13.803K—961.78℃,用铂电阻温度计;④961.78℃以上,用光学或光电高温计。

9.4

通常分为接触式与非接触式两大类;特点见P209,表9-2。

9.5

(1)优良的热电特性(2)良好的物理特性(3)优良的化学性能(4)优良的机械性能(5)足够的机械强度和长的使用寿命(6)制造成本低,价格比较便宜

9.6

双金属温度计的工作原理是利用二种不同温度膨胀系数的金属,为提高测温灵敏度,通常将金属片制成螺旋卷形状,当多层金属片的温度改变时,各层金属膨胀或收缩量不等,使得螺旋卷卷起或松开。由于螺旋卷的一端固定而另一端和可以自由转动的指针相连,因此,当双金属片感受到温度变化时,指针即可在一圆形分度标尺上指示出温度来。参见P212;通常用在测温和控温精度不高的场合。

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