《級(jí)《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》復(fù)習(xí)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《級(jí)《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》復(fù)習(xí)（44頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2020/9/8,傳感器與檢測(cè)技術(shù) 復(fù)習(xí),2020/9/8,1. 有關(guān)測(cè)量技術(shù)中的部分名詞,（1）等精度測(cè)量： （2）非等精度測(cè)量： （3）真值 （4）實(shí)際值： （5）標(biāo)稱(chēng)值 （6）示值： （7）測(cè)量誤差：,第1章 緒論,傳感器的定義、組成、分類(lèi),2. 誤差的分類(lèi) （1）系統(tǒng)誤差 （2）隨機(jī)誤差 （3）粗大誤差,2020/9/8,3 精度,精度：反映測(cè)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,2020/9/8,4 測(cè)量誤差的表示方法,(1) 絕對(duì)誤差： (2) 相對(duì)誤差 相對(duì)誤差是絕對(duì)誤差與被測(cè)量的約定值之比。相對(duì)誤差有以下表現(xiàn)形式： 實(shí)際相

2、對(duì)誤差。 示值相對(duì)誤差。 滿(mǎn)度（引用）相對(duì)誤差,第1章 緒論,實(shí)際值A(chǔ),2020/9/8,最大允許誤差,指示儀表的最大滿(mǎn)度誤差不許超過(guò)該儀表準(zhǔn)確度等級(jí)的百分?jǐn)?shù)，即 當(dāng)示值為x時(shí)可能產(chǎn)生的最大相對(duì)誤差為,第1章 緒論,誤差的綜合計(jì)算： 利用絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差判斷儀表或傳感器是否合格,2020/9/8,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,2020/9/8,直線擬合線性化,出發(fā)點(diǎn) 獲得最小的非線性誤差,擬合方法： 理論擬合； 過(guò)零旋轉(zhuǎn)擬合； 端點(diǎn)連線擬合； 端點(diǎn)連線平移擬合； 最小

3、二乘擬合； 最小包容擬合,,第1章 緒論,靈敏度,2020/9/8,第二章 電阻式傳感器原理與應(yīng)用,1 工作原理,2、測(cè)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,2020/9/8,,,電阻應(yīng)變片連接方式、輸入輸出關(guān)系及性能,2020/9/8,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(lái)實(shí)現(xiàn)測(cè)量的一種裝置?？梢杂脕?lái)測(cè)量位移、振動(dòng)、

4、壓力、流量、重量、力矩、應(yīng)變等多種物理量。,3.1 自感式傳感器,自感式傳感器的工作原理：,自感式傳感器測(cè)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(chēng)為調(diào)幅、調(diào)頻、調(diào)相電路。,2020/9/8,阻抗型傳感器測(cè)量電路,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(cè)量電路,2020/9/8,,(2) 相敏檢波電路,,+,-,2020/9/8,2、差動(dòng)變壓器式傳感器測(cè)量電路,相敏檢測(cè)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(lái)測(cè)量位移、振動(dòng)、壓力、流量、重量、力矩、應(yīng)變等多種物理量。

5、,3.2差動(dòng)變壓器 1、工作原理：,2020/9/8,3.3 電容式傳感器,工作原理：,測(cè)量電路：一般歸結(jié)為兩大類(lèi)型 1、調(diào)制型（調(diào)頻、調(diào)幅、電橋等） 2、脈沖型(或稱(chēng)為電容充放電器) 應(yīng)用：測(cè)量力、壓力、壓差、物位等。,2020/9/8,,電容式傳感器測(cè)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,2020/9/8,,運(yùn)算放大器式電路,最大特點(diǎn)：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(hào),,運(yùn)算放大器式電路原理圖,2020/9/8,差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路原理圖,2020/9/8,,典型測(cè)量

6、電路：二極管雙T型電路,電源為正半周 VD1短路 VD2開(kāi)路， 電容C1被充電 影響不予考慮， 電容C2的電壓 初始值為UE,2020/9/8,2、渦流式傳感器的測(cè)量電路： 被測(cè)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、工作原理：,2020/9/8,1、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(lái)測(cè)量壓力、拉力、彎矩、扭轉(zhuǎn)力(或力矩),壓力,應(yīng)力,磁導(dǎo)率,磁阻,阻抗或感生電勢(shì),5、傳感器的形式,用

7、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,2020/9/8,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)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(cè)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：,2020/9/8,,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(lèi)：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(lèi) 光纖在傳感器中的作用（功能型、非功能型、拾光型） 光受被測(cè)量調(diào)制的形式（ 強(qiáng)度調(diào)制型、

8、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(duì)被測(cè)信號(hào)的遠(yuǎn)距離監(jiān)控 6、光纖傳感器的應(yīng)用,2020/9/8,4.5 光柵式傳感器,1、工作原理：（測(cè)量位移或角度）,（角度）,（角度）,（轉(zhuǎn)動(dòng)）,2、莫爾條紋：,3、辨向,4、細(xì)分,5、應(yīng)用,2020/9/8,磁電式傳感器是通過(guò)磁電作用將被測(cè)量(如振動(dòng)、位移、轉(zhuǎn)速等)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)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(lèi)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(lái)測(cè)量振動(dòng)、頻率、速度,2

9、020/9/8,5.2 霍爾式傳感器,1、工作原理：,2、霍爾效應(yīng) ：,5、應(yīng)用：位移測(cè)量、力、壓力、應(yīng)變、機(jī)械振動(dòng)、加速度,3、測(cè)量電路：,4、不等位電勢(shì)：,2020/9/8,1、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(cè)量電路,5、應(yīng)用,2020/9/8,第6章 溫度檢測(cè),1、測(cè)量方法：接觸式測(cè)溫和非接觸式測(cè)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(lái)達(dá)到測(cè)量目的。,3、熱電阻,4、測(cè)溫的原理：,5、測(cè)量電路 6、熱電阻測(cè)溫電橋采用三線制接法，線路電阻變化不會(huì)影響

10、測(cè)量精度，即不會(huì)產(chǎn)生溫度誤差。,2020/9/8,6.2.2 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（49倍） (2) 電阻率大，體積小，熱慣性小，適于測(cè)量點(diǎn)溫、表面溫度及快速變化的溫度。 (3) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(cè)溫的原理：,2、測(cè)量電路,4、測(cè)量電路,2020/9/8,6.3 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(shì) 接觸電勢(shì) 溫差電勢(shì),如果熱電偶兩電極材料相同，則雖兩端溫度不同(TT0)。但總輸出電勢(shì)仍為零。因此必須由兩種不同的材料才能構(gòu)成熱電偶。 如果熱電偶兩結(jié)點(diǎn)溫度相

11、同，則回路中的總電勢(shì)必等于零。 熱電勢(shì)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(wú)關(guān)。,2020/9/8,（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）. 冷端補(bǔ)償電橋法,6、使用補(bǔ)償導(dǎo)線時(shí)注意問(wèn)題：,6.3 熱電偶,7、應(yīng)用,2020/9/8,6.4 非接觸式測(cè)溫,1、非接觸測(cè)溫儀表分類(lèi)：光學(xué)高溫計(jì)、輻射式溫度計(jì),2、工作原理,3、應(yīng)用,2020/9/8,第7章 流量測(cè)量,流量測(cè)量的基本概念,按檢測(cè)量的不同分為：

12、體積流量 質(zhì)量流量,流量測(cè)量的基本概念 體積流量測(cè)量容積法、速度法； 質(zhì)量流量測(cè)量直接法、間接法 差壓式流量計(jì)（組成、工作原理） 電磁流量計(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）,2020/9/8,,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(cè),2020/9/8,,第8章 成分檢測(cè),了解各種分析儀器的基本原理,非電量,,電量,轉(zhuǎn)換過(guò)程,,顯示,2020/9/8,【例】路燈自動(dòng)控制電路 功能：是天黑時(shí)亮，天亮?xí)r滅。,2020/9/8,【例】溫度自動(dòng)控

13、制電路 功能：溫度超過(guò)上限時(shí)關(guān)閉，溫度低于下限時(shí)關(guān)閉。,2020/9/8,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,2020/9/8,,,,,,,,,,,,,,,2020/9/8,傳感器的設(shè)計(jì) 轉(zhuǎn)速測(cè)量、溫度測(cè)量、壓力測(cè)量,若轉(zhuǎn)軸上開(kāi)z 個(gè)槽(或齒)，頻率計(jì)的讀數(shù)為f（單位為Hz），則轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速n（單位為r/min）的計(jì)算公式為,,,,,,,,,,,,,1、電渦流傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速,2020/9/8,2.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(cè)物數(shù)十毫米外非接觸地測(cè)量其轉(zhuǎn)速。,,,n =60( f /z ),2020/9/8,3、磁電式開(kāi)磁路磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器,1永久磁鐵

14、3感應(yīng)線圈 2軟鐵 4齒輪,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但輸出信號(hào)較小， 當(dāng)被測(cè)軸振動(dòng)較大時(shí)，傳感器輸出波形失真較大。,2020/9/8,,4、磁電式閉磁路磁阻式轉(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(chǎng)合，有下限工作頻率（50Hz ） 傳感器的輸出電勢(shì)取決于線圈中磁場(chǎng)變化速度，,2020/9/8,5、霍爾轉(zhuǎn)速表,,,,,,,,,,,,在被測(cè)轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)軸上安裝一個(gè)齒盤(pán)，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(pán)。齒盤(pán)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(hào)經(jīng)隔直、放大、整形后可以確定被測(cè)物的轉(zhuǎn)速。,,,,,,S,N,線性霍爾,磁鐵,2020/9/8,n,=,60,f,,4,(r/min),軟鐵分流翼片,,開(kāi)關(guān)型霍爾IC,,T,霍爾式接近開(kāi)關(guān)用于轉(zhuǎn)速測(cè)量演示,