級《傳感器與檢測技術(shù)》復(fù)習(xí)

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1、 傳 感 器 與 檢 測 技 術(shù) 復(fù) 習(xí) 1. 有 關(guān) 測 量 技 術(shù) 中 的 部 分 名 詞（ 1） 等 精 度 測 量 ：（ 2） 非 等 精 度 測 量 ：（ 3） 真 值（ 4） 實(shí) 際 值 ：（ 5） 標(biāo) 稱 值（ 6） 示 值 ：（ 7） 測 量 誤 差 ： 第 1章 緒 論傳 感 器 的 定 義 、 組 成 、 分 類2. 誤 差 的 分 類（ 1） 系 統(tǒng) 誤 差（ 2） 隨 機(jī) 誤 差（ 3） 粗 大 誤 差 3 精 度精 度 ： 反 映 測 量 結(jié) 果 與 真 值 接 近 程 度 的 量 (1)準(zhǔn) 確 度 (2)精 密 度 (3)精 確 度 第 1章 緒 論 4 測 量 誤

2、 差 的 表 示 方 法(1) 絕 對 誤 差 ：(2) 相 對 誤 差相 對 誤 差 是 絕 對 誤 差 與 被 測 量 的 約 定 值 之 比 。 相 對 誤 差 有 以 下 表 現(xiàn) 形 式 ： 實(shí) 際 相 對 誤 差 。 示 值 相 對 誤 差 。 滿 度 （ 引 用 ） 相 對 誤 差 0 x x A 100%A xA 100%x xx 100% n nxr x 第 1章 緒 論 實(shí) 際 值 A 最 大 允 許 誤 差指 示 儀 表 的 最 大 滿 度 誤 差 不 許 超 過 該 儀 表 準(zhǔn) 確 度 等 級 的 百分 數(shù) ， 即 當(dāng) 示 值 為 x時(shí) 可 能 產(chǎn) 生 的 最 大 相 對

3、 誤 差 為 100% %mnm nx ax %mm xr ax 第 1章 緒 論誤 差 的 綜 合 計(jì) 算 ：利 用 絕 對 誤 差 、 相 對 誤 差 判 斷 儀 表 或 傳 感 器 是 否 合 格 靜 特 性 指 標(biāo) 線 性 度 靈 敏 度 遲 滯 重 復(fù) 性 零 點(diǎn) 漂 移 溫 度 漂 移第 1章 緒 論 直 線 擬 合 線 性 化出 發(fā) 點(diǎn) 獲 得 最 小 的 非 線 性 誤 差： 理 論 擬 合 ； 過 零 旋 轉(zhuǎn) 擬 合 ； 端 點(diǎn) 連 線 擬 合 ； 端 點(diǎn) 連 線 平 移 擬 合 ； 最 小 二 乘 擬 合 ； 最 小 包 容 擬 合第 1章 緒 論靈 敏 度 k y x 第

4、 二 章 電 阻 式 傳 感 器 原 理 與 應(yīng) 用1 工 作 原 理2、 測 量 電 路 ： 計(jì) 算 電 橋 輸 入 輸 出 的 關(guān) 系單 臂 電 橋雙 臂 電 橋四 臂 全 橋溫 度 誤 差 及 其 補(bǔ) 償溫 度 誤 差 ：敏 感 柵 電 阻 隨 溫 度 的 變 化 引 起 的 誤 差 。試 件 材 料 的 線 膨 脹 引 起 的 誤 差 。 單 絲 自 補(bǔ) 償 法 自 補(bǔ) 償 法 組 合 式 自 補(bǔ) 償 法 線 路 補(bǔ) 償 法 電 橋 補(bǔ) 償 法 、 熱 敏 電 阻 溫 度 補(bǔ) 償 溫 度 補(bǔ) 償3、 應(yīng) 用 uRR Ru 240 uRR Ru 20 uRRu 20 uRR RRu 22

5、0 42 uRRu 0 感 受 應(yīng) 變 的應(yīng) 變 片 數(shù) 線 路 連 接 輸 入 輸 出 關(guān) 系 性 能 1片 非 線 性 2片 非 線 性 2片 線 性 2片 非 線 性 4片 線 性 電 阻 應(yīng) 變 片 連 接 方 式 、 輸 入 輸 出 關(guān) 系 及 性 能 第 三 章 變 阻 抗 式 傳 感 器 原 理 與 應(yīng) 用 電 感 式 傳 感 器 ： 是 利 用 線 圈 自 感 或 互 感 的 變 化 來 實(shí) 現(xiàn) 測 量 的 一 種 裝 置 。可 以 用 來 測 量 位 移 、 振 動(dòng) 、 壓 力 、 流 量 、 重 量 、 力 矩 、 應(yīng) 變 等 多 種 物 理 量 。3.1 自 感 式 傳

6、感 器自 感 式 傳 感 器 的 工 作 原 理 ：0 0022l SWL 自 感 式 傳 感 器 測 量 電 路 ： 電 感 變 化 轉(zhuǎn) 換 成 電 壓 (或 電 流 )的 幅 值 、 頻 率 、 相 位 的 變 化 ， 它 們 分 別稱 為 調(diào) 幅 、 調(diào) 頻 、 調(diào) 相 電 路 。 us Zi Zx uo阻 抗 型 傳 感 器 測 量 電 路iixo uzzu slR dsC 0 0022l SWL 電 阻 式 傳 感 器電 容 式 傳 感 器電 感 式 傳 感 器（ 1） 阻 抗 型 傳 感 器 通 用 測 量 電 路 (2) 相 敏 檢 波 電 路 +- 2、 差 動(dòng) 變 壓 器 式

7、 傳 感 器 測 量 電 路相 敏 檢 測 電 路 ：差 分 整 流 電 路可 以 不 考 慮 相 位 調(diào) 整 和 零 點(diǎn) 殘 余 電 壓的 影 響零 點(diǎn) 殘 余 電 壓 的 電 路3、 電 感 式 傳 感 器 應(yīng) 用 ： 可 以 用 來 測 量 位 移 、 振 動(dòng) 、 壓 力 、 流 量 、重 量 、 力 矩 、 應(yīng) 變 等 多 種 物 理 量 。3.2 差 動(dòng) 變 壓 器1、 工 作 原 理 ： 3.3 電 容 式 傳 感 器工 作 原 理 ： 測 量 電 路 ： 一 般 歸 結(jié) 為 兩 大 類 型1、 調(diào) 制 型 （ 調(diào) 頻 、 調(diào) 幅 、 電 橋 等 ） 2、 脈 沖 型 (或 稱 為

8、 電 容 充 放 電 器 )應(yīng) 用 ： 測 量 力 、 壓 力 、 壓 差 、 物 位 等 。 電 容 式 傳 感 器 測 量 電 路 (1) 電 橋 電 路(2) 運(yùn) 算 放 大 器 電 路(3) 脈 寬 調(diào) 制 電 路(4) 調(diào) 頻 電 路(5) 雙 T型 電 橋 電 路 運(yùn) 算 放 大 器 式 電 路 ： 能 克 服 變 極 距 型 電 容 傳 感 器 的 非 線 性 Cx是 傳 感 器 電 容C是 固 定 電 容u0是 輸 出 電 壓 信 號 運(yùn) 算 放 大 器 式 電 路 原 理 圖uC -A Cx u0 0 11 x xj C C uCu u dC Sj C x SC d 典 型

9、測 量 電 路 ： 二 極 管 雙 T型 電 路 電 源 為 正 半 周VD1短 路VD2開 路 ，電 容 C1被 充 電影 響 不 予 考 慮 ，電 容 C 2的 電 壓初 始 值 為 UE 2、 渦 流 式 傳 感 器 的 測 量 電 路 ：被 測 量 數(shù) 變 化 可 以 轉(zhuǎn) 換 成 傳 感 器 線 圈 的 品 質(zhì) 因 素 Q、 等 效 阻 抗 Z和 等 效 電 感 L的 變 化 。 轉(zhuǎn) 換 電 路 的 任 務(wù) 是 把 這 些 種 參 數(shù) 轉(zhuǎn) 換 為 電壓 或 電 流 輸 出 。橋 路 諧 振 調(diào) 幅 電 路諧 振 調(diào) 頻 電 路 應(yīng) 用 ：3.4 渦 流 式 傳 感 器1、 工 作 原

10、理 ： 1、 工 作 原 理 ：2、 壓 磁 效 應(yīng) : 3、 磁 致 伸 縮 : 3.5 壓 磁 式 傳 感 器4、 壓 磁 傳 感 器 的 應(yīng) 用 : 用 來 測 量 壓 力 、 拉 力 、 彎 矩 、 扭 轉(zhuǎn) 力 (或 力 矩 ) eZRP m 或 壓 力 應(yīng) 力 磁 導(dǎo) 率 磁 阻 阻 抗 或 感 生 電 勢PKKL 21 Pu)P(KWWE 11225、 傳 感 器 的 形 式用 一 個(gè) 方 向 磁 導(dǎo) 率 的 變 化用 兩 個(gè) 方 向 上 磁 導(dǎo) 率 的 改 變 第 4章 光 電 式 傳 感 器 原 理 與 應(yīng) 用1、 工 作 原 理 ： 光 電 效 應(yīng) ：外 光 電 效 應(yīng) :內(nèi)

11、 光 電 效 應(yīng) :光 生 伏 特 效 應(yīng) :2、 光 電 器 件光 電 管 與 光 電 倍 增 管光 敏 電 阻光 電 池 3、 測 量 電 路 ：根 據(jù) 不 同 的 光 電 器 件 、 不 同 的 用 途 采 用 不 同 的 電 路 。4、 應(yīng) 用 ： 4.4 光 纖 傳 感 器1、 光 導(dǎo) 纖 維 的 結(jié) 構(gòu) 和 導(dǎo) 光 原 理光 纖 的 種 類 ： 按 傳 輸 模 式 、 按 折 射 變 化2、 光 導(dǎo) 纖 維 的 主 要 參 數(shù)數(shù) 值 孔 徑 （ NA） 、 光 纖 模 式 、 傳 播 損 耗 、3、 光 纖 傳 感 器 結(jié) 構(gòu) 原 理4、 光 纖 傳 感 器 的 分 類光 纖 在

12、傳 感 器 中 的 作 用 （ 功 能 型 、 非 功 能 型 、 拾 光 型 ）光 受 被 測 量 調(diào) 制 的 形 式 （ 強(qiáng) 度 調(diào) 制 型 、 偏 振 調(diào) 制 、 頻 率 調(diào) 制 、 相 位 調(diào) 制 ）5、 光 纖 傳 感 器 的 特 點(diǎn) 電 絕 緣 、 抗 電 磁 干 擾 、 非 侵 入 性 、 高 靈 敏 度 、 容 易 實(shí) 現(xiàn) 對 被 測 信 號 的 遠(yuǎn)距 離 監(jiān) 控 6、 光 纖 傳 感 器 的 應(yīng) 用 4.5 光 柵 式 傳 感 器1、 工 作 原 理 ： （ 測 量 位 移 或 角 度 ）（ 角 度 ） （ 角 度 ）（ 轉(zhuǎn) 動(dòng) ）2、 莫 爾 條 紋 ：均 勻 刻 線主 光

13、 柵 指 示 光 柵 夾 角 明 暗 相 間 條 紋 莫 爾 條 紋移 動(dòng)3、 辨 向4、 細(xì) 分5、 應(yīng) 用 磁 電 式 傳 感 器 是 通 過 磁 電 作 用 將 被 測 量 (如 振 動(dòng) 、 位 移 、 轉(zhuǎn) 速 等 )轉(zhuǎn) 換 成 電 信 號 的 一 種 傳 感 器 。第 5章 電 動(dòng) 式 傳 感 器 原 理 與 應(yīng) 用5.1 磁 電 感 應(yīng) 式 傳 感 器1、 工 作 原 理 ：2、 兩 種 類 型 的 結(jié) 構(gòu) ：一 種 是 變 磁 通 式 ； 另 一 種 是 恒 定 磁 通 式 。3、 應(yīng) 用 ： 磁 電 感 應(yīng) 式 傳 感 器 主 要 用 來 測 量 振 動(dòng) 、 頻 率 、 速 度

14、5.2 霍 爾 式 傳 感 器1、 工 作 原 理 ：2、 霍 爾 效 應(yīng) ：5、 應(yīng) 用 ： 位 移 測 量 、 力 、 壓 力 、 應(yīng) 變 、 機(jī) 械 振 動(dòng) 、 加 速 度 3、 測 量 電 路 ：4、 不 等 位 電 勢 ： 1、 工 作 原 理5.3 壓 電 式 傳 感 器2、 壓 電 效 應(yīng) ：正 壓 電 效 應(yīng)逆 壓 電 效 應(yīng)3、 壓 電 材 料4、 測 量 電 路5、 應(yīng) 用 第 6章 溫 度 檢 測1、 測 量 方 法 ： 接 觸 式 測 溫 和 非 接 觸 式 測 溫2、 熱 電 式 傳 感 器 的 定 義 ： 熱 電 式 傳 感 器 是 將 溫 度 變 化 轉(zhuǎn) 換 為

15、電 量 變 化 的 裝置 ， 它 利 用 敏 感 元 件 的 電 磁 參 數(shù) 隨 溫 度 變 化 而 變 化 的 特 性 來 達(dá) 到 測 量 目 的 。3、 熱 電 阻4、 測 溫 的 原 理 ：5、 測 量 電 路6、 熱 電 阻 測 溫 電 橋 采 用 三 線 制 接 法 ， 線 路 電 阻 變 化 不 會 影 響 測 量 精 度 ，即 不 會 產(chǎn) 生 溫 度 誤 差 。 6.2.2 半 導(dǎo) 體 熱 敏 電 阻3、 優(yōu) 點(diǎn) ： (1) 熱 敏 電 阻 的 溫 度 系 數(shù) 比 金 屬 大 （ 4 9倍 ） (2) 電 阻 率 大 ， 體 積 小 ， 熱 慣 性 小 ， 適 于 測 量 點(diǎn) 溫

16、 、 表 面 溫 度 及 快 速 變 化的 溫 度 。 (3) 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 機(jī) 械 性 能 好 。缺 點(diǎn) ： 線 性 度 較 差 ， 復(fù) 現(xiàn) 性 和 互 換 性 較 差 。1、 測 溫 的 原 理 ：2、 測 量 電 路4、 測 量 電 路 6.3 熱 電 偶1、 工 作 原 理 ：2、 熱 電 效 應(yīng) ：3、 熱 電 偶 的 結(jié) 構(gòu) ：熱 電 偶 總 的 熱 電 勢接 觸 電 勢溫 差 電 勢 如 果 熱 電 偶 兩 電 極 材 料 相 同 ， 則 雖 兩 端 溫 度 不 同 (TT 0)。 但 總 輸 出 電 勢 仍 為 零 。因 此 必 須 由 兩 種 不 同 的 材 料 才 能

17、 構(gòu) 成 熱 電 偶 。 如 果 熱 電 偶 兩 結(jié) 點(diǎn) 溫 度 相 同 ， 則 回 路 中 的 總 電 勢 必 等 于 零 。 熱 電 勢 的 大 小 只 與 材 料 和 結(jié) 點(diǎn) 溫 度 有 關(guān) ， 與 熱 電 偶 的 尺 寸 、 形 狀 及 沿 電 極 溫 度分 布 無 關(guān) 。 （ 1） . 勻 質(zhì) 導(dǎo) 體 定 律4、 熱 電 偶 的 基 本 定 律（ 2） . 中 間 導(dǎo) 體 定 律（ 3） . 連 接 導(dǎo) 體 定 律5、 幾 種 冷 端 處 理 方 法 ： （ 1） . 補(bǔ) 償 導(dǎo) 線 法（ 2） . 熱 電 偶 冷 端 溫 度 恒 溫 法（ 3） . 計(jì) 算 修 正 法（ 4） .

18、冷 端 補(bǔ) 償 電 橋 法6、 使 用 補(bǔ) 償 導(dǎo) 線 時(shí) 注 意 問 題 ：6.3 熱 電 偶7、 應(yīng) 用 6.4 非 接 觸 式 測 溫 1、 非 接 觸 測 溫 儀 表 分 類 ： 光 學(xué) 高 溫 計(jì) 、 輻 射 式 溫 度計(jì)2、 工 作 原 理3、 應(yīng) 用 第 7章 流 量 測 量流 量 測 量 的 基 本 概 念按 檢 測 量 的 不 同 分 為 ： 體 積 流 量 質(zhì) 量 流 量 流 量 測 量 的 基 本 概 念體 積 流 量 測 量 容 積 法 、 速 度 法 ；質(zhì) 量 流 量 測 量 直 接 法 、 間 接 法差 壓 式 流 量 計(jì) （ 組 成 、 工 作 原 理 ）電 磁

19、流 量 計(jì) （ 工 作 原 理 ）渦 輪 流 量 計(jì) （ 工 作 原 理 ）渦 街 流 量 計(jì) （ 工 作 原 理 ） 超 聲 流 量 計(jì) （ 傳 播 時(shí) 間 法 、 多 普 勒 效 應(yīng) 法 ； 時(shí) 差 法 、 聲 循 環(huán) 法 、 工 作 原 理 、流 速 方 程 ）其 它 流 量 計(jì) （ 工 作 原 理 ） 成 分 分 析 儀 器 的 基 本 組 成成 分 分 析 儀 器 的 基 本 組 成 框 圖 第 8章 成 分 檢 測 第 8章 成 分 檢 測了 解 各 種 分 析 儀 器 的 基 本 原 理非 電 量 電 量轉(zhuǎn) 換 過 程 顯 示 【 例 】 路 燈 自 動(dòng) 控 制 電 路功 能 ：

20、 是 天 黑 時(shí) 亮 ， 天 亮 時(shí) 滅 。 D1 D2220VAC J J-1 路燈 【 例 】 溫 度 自 動(dòng) 控 制 電 路功 能 ： 溫 度 超 過 上 限 時(shí) 關(guān) 閉 ， 溫 度 低 于 下 限 時(shí) 關(guān) 閉 。 JD1 D2C Rw Rt R2R1 加熱電阻絲 J-1220VAC JD1 D2C Rw Rt R2R1 加熱電阻絲J-1220VAC 傳 感 器 的 設(shè) 計(jì) 轉(zhuǎn) 速 測 量 、 溫 度 測 量 、 壓 力 測 量 若 轉(zhuǎn) 軸 上 開 z 個(gè) 槽 (或 齒 )， 頻 率 計(jì) 的 讀 數(shù) 為 f（ 單 位 為 H z） ， 則 轉(zhuǎn) 軸的 轉(zhuǎn) 速 n（ 單 位 為 r/min）

21、 的 計(jì) 算 公 式 為 60 fn z1、 電 渦 流 傳 感 器 測 量 轉(zhuǎn) 速 2.光 電 式 轉(zhuǎn) 速 表 光 電 式 轉(zhuǎn) 速表 屬 于 反 射 式 光電 傳 感 器 ， 它 可以 在 距 被 測 物 數(shù)十 毫 米 外 非 接 觸地 測 量 其 轉(zhuǎn) 速 。 n =60( f /z ) 3、 磁 電 式 開 磁 路 磁 阻 式 轉(zhuǎn) 速 傳 感 器 1 永 久 磁 鐵3 感 應(yīng) 線 圈2 軟 鐵4 齒 輪 60/Znf 結(jié) 構(gòu) 比 較 簡 單 ， 但 輸 出 信 號 較 小 ，當(dāng) 被 測 軸 振 動(dòng) 較 大 時(shí) ， 傳 感 器 輸 出 波 形 失 真 較 大 。 4、 磁 電 式 閉 磁 路

22、 磁 阻 式 轉(zhuǎn) 速 傳 感 器 閉 磁 路 磁 組 式 轉(zhuǎn) 速 傳 感 器 采 用 在 振 動(dòng) 強(qiáng) 的 場 合 ， 有 下 限 工 作 頻 率 （ 50Hz ）傳 感 器 的 輸 出 電 勢 取 決 于 線 圈 中 磁 場 變 化 速 度 ， 5、 霍 爾 轉(zhuǎn) 速 表 60 22fn 在 被 測 轉(zhuǎn) 速 的 轉(zhuǎn) 軸 上 安 裝 一 個(gè) 齒 盤 ， 也 可 選 取 機(jī) 械 系 統(tǒng) 中的 一 個(gè) 齒 輪 ， 將 線 性 型 霍 爾 器 件 及 磁 路 系 統(tǒng) 靠 近 齒 盤 。 齒 盤 的轉(zhuǎn) 動(dòng) 使 磁 路 的 磁 阻 隨 氣 隙 的 改 變 而 周 期 性 地 變 化 ， 霍 爾 器 件 輸出 的 微 小 脈 沖 信 號 經(jīng) 隔 直 、 放 大 、 整 形 后 可 以 確 定 被 測 物 的 轉(zhuǎn)速 。 SN線 性 霍 爾磁 鐵 n=60 f4 (r/min)軟 鐵 分 流 翼 片 開 關(guān) 型 霍 爾 IC T霍 爾 式 接 近 開 關(guān) 用 于 轉(zhuǎn) 速 測 量 演 示