De thi dlcn 2022 (cq)

Trang 1

Khoa Điện – Điện tửBộ môn Kỹ thuật điện

HỌC PHẦN: ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆPĐỀ SỐ: 22-01

THỜI GIAN: 60 PHÚTCâu 1: (3 điểm)

Phân tích các yêu cầu về đặc tính của chuyển đổi đo lường?

Câu 2: (4 điểm)

Một lưu lượng kế siêu âm làm việc theo nguyên lý Doppler được sử dụng để đo lưulượng của bùn trong một ống thép có đường kính 0,2 m Hai tinh thể áp điện, mỗi tinhthể có tần số riêng là 1 MHz, được định vị, cách nhau vài mm, ở bên ngoài đường ốngđể tạo thành liên kết truyền siêu âm Tinh thể truyền hướng chùm tia siêu âm vàođường ống để chùm tia chuyển động theo hướng ngược lại với dòng chảy Góc giữachùm tia siêu âm và hướng của dòng chảy là 60° Trung bình 10% công suất siêu âmđến mỗi hạt rắn bị phân tán trở lại hướng của tinh thể nhận Giả sử rằng bùn có cùngkhối lượng riêng và vận tốc truyền âm như nước (ρ=10ρ=103 kg/m3; c=1,5.103 m/s) và hệ sốsuy giảm công suất là 1,0 m−1 Tìm sự khác biệt giữa tần số của chùm tia phát và chùmtia nhận được khi lưu lượng dòng chảy là 0,83 × 103 m3/h.

Tính sai số lớn nhất của cảm biến trong toàn dải đo?

Ghi chú: - Thí sinh được sử dụng tài liệu trong khi làm bài - Cán bộ coi thi không giải thích gì thêm.

Trang 2

Giải thích nguyên lý và mạch đo của chuyển đổi điện trở lực căng?

Câu 2: (4 điểm)

Một ống co được sử dụng cùng với một áp kế vi sai để đo lưu lượng của nước trongmột đường ống có đường kính 0,15 m Lưu lượng đo lớn nhất là 50 m3/h, khối lượngriêng của nước là 103 kg/m3 và độ nhớt là 10−3 Pas Ước tính đường kính ống co khi dảiáp suất tác động lên áp kế vi sai là 0 đến 1,75 × 104 Pa.

Câu 3: (3 điểm)

Cảm biến mức Vegason S61 có các thông số: Nguồn cấp :24VDC; Độ phân giải: 3mm;Tần số siêu âm: 75khz; Độ chính xác 0.3%; Dải đo: 0-5.5 mét; Tín hiệu ra: 4 – 20mA.Hỏi khi tín hiệu thu được bằng 12 mA thì khoảng cách đo bằng bao nhiêu?

Trang 3

Giải thích nguyên lý và mạch đo của chuyển đổi áp điện?

Câu 2: (4 điểm)

Một máy phát tốc dạng từ trở biến đổi bao gồm một bánh răng sắt từ có 22 răng quaygần với một nam châm và cụm cuộn dây Tổng từ thông N liên kết bởi cuộn dây đượccho bởi:

N(ρ=10θ) = 4,0 + 1,5cos (22.θ) milliweber) = 4,0 + 1,5cos (ρ=1022.θ) = 4,0 + 1,5cos (22.θ) milliweber) milliweber

Trong đó θ) = 4,0 + 1,5cos (22.θ) milliweber là vị trí góc của bánh răng so với trục của nam châm Tính biên độ và tần sốcủa tín hiệu ra khi vận tốc góc của bánh răng là 5000 và 8000 vòng/phút.

Câu 3: (3 điểm)

Một phát tốc SA-740A-7 có ghi 1V/1000 (ρ=10vòng/ph), tốc độ lớn nhất 12000 vòng/phút,

độ chính xác 0.5% toàn dải đo

Hỏi khi tốc độ là 2500 vòng/phút thì giá trị điện áp thu được bằng bao nhiêu?Tính sai số lớn nhất của cảm biến trong toàn dải đo?

Trang 4

Giải thích nguyên lý và mạch đo của chuyển đổi điện cảm?

Hỏi khi thu được tín hiệu là 10 mA thì áp suất bằng bao nhiêu?Tính sai số lớn nhất của cảm biến trong toàn dải đo?

Trang 5

Giải thích nguyên lý và mạch đo của chuyển đổi điện dung?

Câu 2: (4 điểm)

Một cảm biến từ trở bao gồm một lõi, một khe hở không khí thay đổi và một phần ứng.Lõi là một thanh thép có đường kính 1 cm và độ từ thẩm tương đối là 100, được uốncong tạo thành hình bán nguyệt đường kính 4 cm Một cuộn dây gồm 200 vòng đượcquấn vào lõi Phần ứng là một tấm thép dày 0,5 cm và độ từ thẩm tương đối 100 Giả sửđộ từ thẩm tương đối của không khí = 1,0 và độ từ thẩm chân không bằng 4π×10−7

H/m Hãy tính độ tự cảm của cảm biến đối với các khe hở không khí của 1 mm và 3mm?

Hỏi khi lưu lượng là 50000 m3/h thì tín hiệu thu được bằng bao nhiêu?Tính sai số lớn nhất của cảm biến trong toàn dải đo?

Trang 6

Giải thích nguyên lý chuyển đổi Hall?

Câu 2: (3 điểm)

Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số có dải đầu vào từ 0 đến 5 V và kết hợp bộ mãhóa nhị phân 14 bit.

1 Tính sai số định lượng lớn nhất theo phần trăm?

2 Tính tín hiệu đầu ra số tương ứng với điện áp đầu vào 0,55 V và 2,63 V?3 Tính giá trị tín hiệu đầu vào khi giá trị chuyển đổi đọc được từ ACD là 1000?

Trang 7

Giải thích nguyên lý đo lường áp suất dựa vào sự biến dạng của màng?

Câu 2: (4 điểm)

Một biến dạng trong phạm vi từ 0 đến 5.10−3 được đo bằng cách sử dụng một cầu đokết nối với bộ khuếch đại vi sai như hình vẽ Tenzo có điện trở 122 Ω và hệ số đo 2.2,và điện áp cung cấp là 12V Tìm giá trị của điện trở RF của bộ khuếch đại để dải tínhiệu đầu ra là 0 đến 5 V.

Trang 8

Giải thích nguyên lý đo mức bằng sóng siêu âm?

Câu 2: (4 điểm)

Cảm biến điện trở bạch kim có điện trở 100 Ω ở 0°C và hệ số nhiệt độ của điện trở là4×10−3 °C−1 Với nguồn cung cấp 12V, hãy thiết kế cầu đo cung cấp phạm vi đầu ra từ 0đến 100 mV cho phạm vi đầu vào từ 0 đến 120 °C.

Câu 3: (3 điểm)

Trang 9

Giải thích nguyên lý đo lực bằng điện trở lực căng tenzo?

Câu 2: (4 điểm)

Hai điện trở lực căng được sử dụng đo biến dạng, mỗi tenzo có điện trở không chịu lựclà 120 Ω và hệ số đo là 2,0, được gắn vào thanh thép thanh thép có diện tích mặt cắtngang 10−3 m2, môđun Young là 2 × 1011 Pa và tỷ số Poisson là 0,4 Tìm điện trở tươngứng với biến dạng dọc và ngang trên thanh thép khi tác dụng một lực 15 kN?

Câu 3: (3 điểm)

Trang 10

Giải thích nguyên lý đo tốc độ bằng tốc độ kế từ trở biến thiên?

Câu 2: (4 điểm)

Một hệ đo khối lược sử dụng load cell OSBK 200 kg có các thông số:

– Điện áp biến đổi: 3.0mV/V ± 0.25%; – Sai số tuyến tính: ≤± 0.02%R.O– Nhiệt độ làm việc:-20 ~ +60 °C; – Điện trở đầu vào : 350 ± 35 Ω– Điện trở đầu ra: 410 ± 4 Ω; – Điện áp kích thích: 6 ~ 15 VDC– Chiều dài dây tín hiệu: 3m; – Màu dây : Đỏ, Đen, Xanh, TrắngTính tham số bộ khuếch đại vi sai để điện áp đo từ cảm biến được khuếch đại lên 0-5Vtương ứng với khối lượng 0-200 kg?

Trang 11

Khoa Điện – Điện tửBộ môn Kỹ thuật điện

HỌC PHẦN: ĐO LƯỜNG CÔNG NGHIỆPĐỀ SỐ: 22-011

THỜI GIAN: 60 PHÚTCâu 1: (3 điểm)

Giải thích nguyên lý đo lưu lượng bằng ống co?

Câu 2: (4 điểm)

Mười hai tín hiệu điện áp đầu vào tương tự, mỗi điện áp có phổ tần số từ 0 đến 2Hz,được đưa vào bộ ghép kênh phân chia thời gian Tín hiệu được ghép kênh chuyển đếnbộ truyền tín hiệu nối tiếp bao gồm thiết bị lấy mẫu/giữ mẫu, bộ ADC 14 bit và bộchuyển đổi song song sang nối tiếp

(ρ=10a) Đề xuất tần số lấy mẫu phù hợp cho mỗi tín hiệu đầu vào.

(ρ=10b) Số lượng mẫu tương ứng trong một giây đối với tín hiệu được ghép kênh là baonhiêu?

(ρ=10c) Khoảng thời gian tối đa mà thiết bị lấy mẫu/giữ mẫu có thể sử dụng ở trạng thái giữlà bao nhiêu?

(ρ=10d) Sai số lớn nhất theo phần trăm đối với ADC là bao nhiêu?

Trang 12

Giải thích nguyên lý đo lưu lượng bằng cảm ứng điện từ?

Câu 2: (3 điểm)

Bộ chuyển đổi tín hiệu tương tự sang số có dải đầu vào từ 0 đến 5 V và kết hợp bộ mãhóa nhị phân 12 bit.

1 Tính sai số định lượng lớn nhất theo phần trăm?

2 Tính tín hiệu đầu ra số tương ứng với điện áp đầu vào 1,55 V và 4,63 V?3 Tính giá trị tín hiệu đầu vào khi giá trị chuyển đổi đọc được từ ACD là 1000?

Câu 3: (4 điểm)

Trang 13

Giải thích nguyên lý đo lưu lường bằng siêu âm?

Câu 2: (4 điểm)

Một biến dạng trong phạm vi từ 0 đến 2.10−3 được đo bằng cách sử dụng một cầu đokết nối với bộ khuếch đại vi sai như hình vẽ Tenzo có điện trở 120 Ω và hệ số đo 2, vàđiện áp cung cấp là 12V Tìm giá trị của điện trở hồi tiếp của bộ khuếch đại nếu dải tínhiệu đầu ra là 0 đến 5 V.

Câu 3: (4 điểm)

Trang 14

Giải thích nguyên lý đo mức sử dụng cảm biến điện dung?

Câu 2: (4 điểm)

Một lưu lượng kế siêu âm làm việc theo nguyên lý đo thời gian truyền sóng được sửdụng để đo lưu lượng của nước trong một ống thép có đường kính 0,2 m Góc giữachùm tia siêu âm và hướng của dòng chảy là 60° Biết vận tốc truyền âm trong nướcc=1,5.103 m/s Tính lưu lượng nước theo thể tích khi vận tốc dòng chảy tương ứng là0,5 m/s và 1 m/s.

Trang 15

Giải thích hiện tượng điện trở (ρ=10tụ điện) ký sinh trong các thành phần cảm biến?

Câu 2: (4 điểm)

Hai điện trở lực căng được sử dụng đo biến dạng, mỗi tenzo có điện trở không chịu lựclà 120 Ω và hệ số đo là 2,0, được gắn vào thanh thép thanh thép có diện tích mặt cắtngang 2.10−3 m2, môđun Young là 2 × 1011 Pa và tỷ số Poisson là 0,4 Tìm điện trởtương ứng với biến dạng dọc và ngang trên thanh thép khi tác dụng một lực 20 kN?

Trang 16

Giải thích nguyên lý cách mắc 3 dây giảm thiểu ảnh hưởng của trở kháng cáp tới tínhiệu đo lường của cảm biến?

Câu 2: (4 điểm)

Cảm biến điện trở bạch kim có điện trở 100 Ω ở 0°C và hệ số nhiệt độ của điện trở là4×10−3 °C−1 Với nguồn cung cấp 12V, hãy thiết kế cầu đo cung cấp phạm vi đầu ra từ 0đến 100 mV cho phạm vi đầu vào từ 0 đến 120 °C.

Trang 17

Giải thích biện pháp giảm thiểu sai số do đặc tính phi tuyến của chuyển đổi đo lường?

Câu 2: (4 điểm)

Một lưu lượng kế siêu âm làm việc theo nguyên lý Doppler được sử dụng để đo lưulượng của bùn trong một ống thép có đường kính 0,2 m Hai tinh thể áp điện, mỗi tinhthể có tần số riêng là 1 MHz, được định vị, cách nhau vài mm, ở bên ngoài đường ốngđể tạo thành liên kết truyền siêu âm Tinh thể truyền hướng chùm tia siêu âm vàođường ống để chùm tia chuyển động theo hướng ngược lại với dòng chảy Góc giữachùm tia siêu âm và hướng của dòng chảy là 60° Trung bình 10% công suất siêu âmđến mỗi hạt rắn bị phân tán trở lại hướng của tinh thể nhận Giả sử rằng bùn có cùngkhối lượng riêng và vận tốc truyền âm như nước (ρ=10ρ=103 kg/m3; c=1,5.103 m/s) và hệ sốsuy giảm công suất là 1,0 m−1 Tìm sự khác biệt giữa tần số của chùm tia phát và chùmtia nhận được khi lưu lượng dòng chảy là 0,83 × 103 m3/h.

Trang 18

Giải thích nguyên lý giảm thiểu sai số đo lường bằng mạch phản hồi âm?

Câu 2: (4 điểm)

Một ống co được sử dụng cùng với một áp kế vi sai để đo lưu lượng của nước trongmột đường ống có đường kính 0,15 m Lưu lượng đo lớn nhất là 50 m3/h, khối lượngriêng của nước là 103 kg/m3 và độ nhớt là 10−3 Pas Ước tính đường kính ống co khi dảiáp suất tác động lên áp kế vi sai là 0 đến 1,75 × 104 Pa.

Câu 3: (3 điểm)

Trang 19

Giải thích nguyên lý giảm thiểu sai số bằng mạch vi sai?

Tính sai số trung bình E và độ lệch chuẩn σE của sai số hệ thống?

Câu 3: (3 điểm)

Trang 20

Giải thích cơ chế hình thành nguồn nhiễu trên các mạch đo lường?

Câu 2: (4 điểm)

Một máy phát tốc dạng từ trở biến đổi bao gồm một bánh răng sắt từ có 22 răng quaygần với một nam châm và cụm cuộn dây Tổng từ thông N liên kết bởi cuộn dây đượccho bởi:

N(ρ=10θ) = 4,0 + 1,5cos (22.θ) milliweber) = 4,0 + 1,5cos (ρ=1022.θ) = 4,0 + 1,5cos (22.θ) milliweber) milliweber

Trong đó θ) = 4,0 + 1,5cos (22.θ) milliweber là vị trí góc của bánh răng so với trục của nam châm Tính biên độ và tần sốcủa tín hiệu ra khi vận tốc góc của bánh răng là 5000 và 8000 vòng/phút.