自動檢測期中復習

檢測復習 選擇 26 2 13 填空 20 2 10 簡答 25 判斷 10 1 10 計算 19 1 什么是檢測 什么是檢測 P1 檢測是利用各種物理 化學效應 選擇合適的方法與裝置 將生產 科研 生活等各 個方面的有關信息通過檢查與測量的方法賦予定性或定量結果的過程 能夠自動地完成整 個檢測處理過程的技術稱為自動檢測與轉換技術 2 測量方法有哪些 測量方法有哪些 P5 測量 是借助專門的技術和儀表設備 采用一定的方法取得某一客觀事物定量數(shù)據(jù)資 料的認識過程 根據(jù)被測量是否隨時間變化 可分為靜態(tài)測量靜態(tài)測量和動態(tài)測量動態(tài)測量 根據(jù)測量的手段不同 可分為直接測量直接測量和間接測量間接測量 根據(jù)測量結果的顯示方式 可分為模擬式測量模擬式測量和數(shù)字式測量數(shù)字式測量 根據(jù)測量時是否與被測對象接觸 可分為接觸式測量接觸式測量和非接觸式測量非接觸式測量 為了監(jiān)視生產過程 或在生產流水線上監(jiān)測產品質量的測量稱為在線測量在線測量 反之 則 稱為離線測量離線測量 離線測量無法實時監(jiān)控生產質量 偏差式測量偏差式測量 以儀表的偏移量表示被測量 零位式測量零位式測量 用已知的標準量的值決定被測量的值 微差式測量微差式測量 測二者比較結果的剩余差值 3 誤差產生的原因是什么 各誤差的概念 誤差產生的原因是什么 各誤差的概念 P7 粗大誤差 明顯偏離真值得誤差 也稱過失誤差 系統(tǒng)誤差 誤差的數(shù)值固定或按一定規(guī)律變化者 均屬系統(tǒng)誤差 也稱裝置誤差 它反 映了測量值偏離真值的程度 隨機誤差 在同一條件下 多次測量同一被測量 有時會發(fā)現(xiàn)測量值時大時小 誤差的 絕對值及正 負以不可預見的方式變化 該誤差稱為隨機誤差 也稱偶然誤差 4 儀表的準確度等級和基本誤差儀表的準確度等級和基本誤差 等級0 10 20 51 01 52 55 0 基本誤差0 1 0 2 0 5 1 0 1 5 2 5 5 0 5 傳感器定義 組成及框圖傳感器定義 組成及框圖 P9 定義 定義 傳感器是一種能感受規(guī)定的被測量 并按照一定的規(guī)律轉換成可用輸出信號的 器件或裝置 組成 組成 傳感器由敏感元件 傳感元件及測量轉換電路三部分組成 框圖 框圖 6 傳感器的基本特性傳感器的基本特性 P10 傳感器的特性一般指輸入輸入 輸出輸出特性 靈敏度 分辨力 線性度 穩(wěn)定性 電磁兼容性 可靠性 如果考試只有 如果考試只有 5 個空 把最后兩個并攏 個空 把最后兩個并攏 7 應變片的類型 各用在什么場合 應變片的類型 各用在什么場合 類型 類型 應變片可分為金屬應變片金屬應變片及半導體應變片半導體應變片兩大類 金屬應變片可分為 金屬絲式金屬絲式 箔式箔式 薄膜式薄膜式三種 適用場合 適用場合 金屬絲式 多用于應變 應變力的大批量 一次性試驗 箔式 適合于大批量生產 薄膜式 8 測量轉換電路三種工作方式的特點及適用場合 及區(qū)別 畫圖測量轉換電路三種工作方式的特點及適用場合 及區(qū)別 畫圖 全橋四臂工作方式 靈敏度最高 能實現(xiàn)溫度自補償 溫漂較小 雙臂半橋工作方式 靈敏度其次 能實現(xiàn)溫度自補償 溫漂較小 單臂半橋工作方式 靈敏度最低 區(qū)別 單臂半橋工作方式是 R1為應變片 R2 R3 R4為固定電阻 雙臂半橋工作方 式是 R1 R2為應變片 R3 R4為固定電阻 全橋四臂工作方式是四個橋臂都為應變片 基本應變橋路 單臂半橋工作方式 R1 雙臂 半橋工作方式 R1 R2 全橋四臂工作方式 R1 R2 R3 R4 橋路的調零原理 原圖為直流調零 阻抗調零 如 果要交流調零 容抗調零 需加兩個元件 如圖藍色筆所示 9 按熱電阻性質不同 可分為哪兩大類 按熱電阻性質不同 可分為哪兩大類 P28 可分為 金屬熱電阻金屬熱電阻和半導體熱電阻半導體熱電阻兩大類 前者仍簡稱熱電阻 而后者的靈敏度比 前者高十倍以上 所以又稱為熱敏電阻熱敏電阻 10 氣敏電阻的工作原理十分復雜 涉及到材料的微晶結構 化學吸附及化學反應 有不氣敏電阻的工作原理十分復雜 涉及到材料的微晶結構 化學吸附及化學反應 有不 同的解釋模式 氣敏電阻可以把某氣體的成分 濃度等參數(shù)轉換成電阻變量 再轉換同的解釋模式 氣敏電阻可以把某氣體的成分 濃度等參數(shù)轉換成電阻變量 再轉換 為電流 電壓信號 為電流 電壓信號 P34 11 二氧化鈦濃度傳感器二氧化鈦濃度傳感器 P34 半導體材料二氧化鈦 TiO2 屬于 N 型半導體 對氧氣十分敏感對氧氣十分敏感 其電阻值的大小取 決于周圍環(huán)境的氧氣濃度 當周圍氧氣濃度較大時 氧原子進入二氧化鈦晶格 改變了半 導體的電阻率 使其電阻值增大 上述過程是可逆的 當氧氣濃度下降時 氧原子析出 當氧氣濃度下降時 氧原子析出 電阻值減小 電阻值減小 12 電感式傳感器的分類 電感式傳感器的分類 P43 可分為自感式自感式和互感量式互感量式兩大類 自感式電感傳感器常見的形式有變隙式變隙式 變截面式變截面式和螺線管式螺線管式等三種 螺線管式電感傳感器結構簡單 制作容易 但靈敏度稍低 且銜鐵在螺線管中間部分 工作時 才有希望獲得較好的線性關系 適用于測量精度大一點的位移 13 相敏檢波電路既能反映位移大小又能反映位移方向 相敏檢波電路既能反映位移大小又能反映位移方向 P47 14 電渦流效應電渦流效應 電流的流線在金屬體內自行閉合 這種由電磁感應原理產生的漩渦狀感應電流稱為電 渦流 這種現(xiàn)象稱為電渦流效應這種現(xiàn)象稱為電渦流效應 電渦流傳感器就是利用電渦流效應來檢測導電物體的各 種物理參數(shù)的 15 被測金屬導體也是傳感器的一部分 被測金屬導體也是傳感器的一部分 16 電渦流式接近開關電渦流式接近開關只對導電良好的金屬起作用只對導電良好的金屬起作用 P70 17 電容式傳感器的工作原理可以用圖電容式傳感器的工作原理可以用圖 5 1 所示的平板電容器來說明 當忽略邊緣效應時 所示的平板電容器來說明 當忽略邊緣效應時 其電容量為 其電容量為 電容量的上升 靈敏度上升 電容量的上升 靈敏度上升 d A d A C r 0 式中 A 兩級板相互遮蓋的有效面積 d 兩級板間的距離 也稱極距 兩級板間介質的介電常數(shù) r 兩級板間介質的相對介電常數(shù) 0 真空地介電常數(shù) 0 8 85 10 12F m 18 電容式傳感器的分類 電容式傳感器的分類 P78 變面積式 變極距式 變介電常數(shù)式 19 幾種介質的相對介電常數(shù)幾種介質的相對介電常數(shù) P80 介質名稱相對介電常數(shù) r 介質名稱相對介電常數(shù) r 真空1玻璃釉3 5 空氣略大于 1SiO238 其他氣體1 1 2云母5 8 變壓器油2 4干的紙2 4 硅油2 3 5干的谷物3 5 聚丙烯2 2 2環(huán)氧樹脂3 10 聚苯乙烯2 4 2 6高頻陶瓷10 160 聚四氟乙烯2 0低頻陶瓷 壓電陶瓷1000 100000 聚偏二氟乙烯3 5純凈的水80 20 電容式傳感器用來測量哪些物理量 電容式傳感器用來測量哪些物理量 P82 可以利用極距變化的原理 測量振動振動 壓力壓力 利用相對面積變化的原理 可以非常精 確地測量角位移角位移和直線位移直線位移 構成電子千分尺 利用介電常數(shù)變化的原理 可以測量空氣空氣 相對濕度相對濕度 液位液位 物位物位等等 21 電容式接近開關的適用場合電容式接近開關的適用場合 P87 只有在測量含有水絕緣介質時才應選擇電容式接近開關 當被測物是導電物體時 LC 回路很容易停振 靈敏度最高 當被測物為介質損耗較大的絕緣體 例如含水的有機物等 時 必須依靠極化原理來使 LC 回路的 Q 值降低 所以靈敏度較差 當被測物為玻璃 陶瓷及塑料等介質損耗很小的物體 它的靈敏度極低 優(yōu)點 優(yōu)點 可獲得較大的相對變化量 能在惡劣的環(huán)境條件下工作 發(fā)熱的影響小 動態(tài)響應快 例 例 在兩片間隙為 1mm 的兩塊平行極板的間隙中插入 C 可獲得最大的電容量 A 塑料薄膜 B 干的紙 C 濕的紙 D 玻璃薄片 例 例 電容式接近開關對 D 的靈敏度最高 A 玻璃 B 塑料 C 紙 D 雞飼料 22 什么是壓電效應 什么是逆壓電效應 什么是壓電效應 什么是逆壓電效應 P95 壓電效應 壓電效應 某些電介質在沿一定方向上受到外力的作用而變形時 內部會產生極化現(xiàn) 象 同時在其表面上產生電荷 當外力去掉后 又重新回到不帶電的狀態(tài) 這種現(xiàn)象稱為 壓電效應 逆壓電效應 逆壓電效應 在電介質的極化方向上施加交變電場或電壓 它會產生機械變形 當去 掉外加電場時 電介質變形隨之消失 這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應 電致伸縮效應 23 壓電材料的分類 壓電材料的分類 P95 壓電晶體 單晶體 經過極化處理的壓電陶瓷 多晶體 高分子壓電材料 24 為什么壓電式傳感器只能用于動態(tài)力測量 為什么壓電式傳感器只能用于動態(tài)力測量 P97 由于外力作用在壓電元件上產生的電荷只有在無泄漏的情況下才能保存 即需要測量 回路有無限大的輸入阻抗 這實際上是不可能的 因此壓電式傳感器不能用于靜態(tài)測量不能用于靜態(tài)測量 壓電元件在交變力的作用下 電荷可以不斷補充 可以供給測量回路以一定的電流 故只只 適用于動態(tài)測量適用于動態(tài)測量 25 高分子壓電薄膜制作的壓電喇叭是什么效應 高分子壓電薄膜制作的壓電喇叭是什么效應 逆壓電效應 高分子壓電材料的應用高分子壓電材料的應用 P99 玻璃打碎報警裝置 壓電式周界報警系統(tǒng) 交 通檢測 可以判定車速 載荷分布 車型等 26 聲波的分類有哪些 聲波的分類有哪些 P110 聲波是一種機械波 當它的振動頻率在 20HZ 20KHZ 的范圍內時 可為人耳所感覺 稱為可聞聲波可聞聲波 低于 20HZ 的機械振動人耳不可聞 稱為次聲波次聲波 但許多動物卻能感受到 頻率高于 20KHZ 的機械振動波稱為超聲波超聲波 27 超聲波的傳播方式 超聲波分類 超聲波的傳播方式 超聲波分類 縱波 質點的振動方向與波的傳播方向一致 這種波稱為縱波 又稱壓縮波 橫波 質點的振動方向與波的傳播方向垂直 這種波稱為橫波 它是固體介質受 到交變剪切應力作用時產生的剪切變形 所以又稱剪切波 它只能在固體中傳播 表面波 固體的質點在固體表面的平衡位置附近作橢圓軌跡的振動 使振動波沿 著固體的表面向前傳播 這種波稱為表面波 橫波 表面積波只能在固體中傳播 而縱波能在固體 氣體 液體中傳播 超聲橫波 表面積波只能在固體中傳播 而縱波能在固體 氣體 液體中傳播 超聲 波的傳播速度取決于介質的彈性常數(shù)及介質密度 同種介質不同波形或同一波形不同波的傳播速度取決于介質的彈性常數(shù)及介質密度 同種介質不同波形或同一波形不同 介質 其傳播速度都不相同 介質 其傳播速度都不相同 28 透射率 反射率的概念 各使用價值 透射率 反射率的概念 各使用價值 P112 超聲波從第一介質垂直入射到第二介質中時 透射聲壓與入射聲壓之比稱為透射率透射率 而反射聲壓與入射聲壓之比稱為反射率反射率 29 單晶直探頭原理 單晶直探頭原理 P114 發(fā)射超聲波時 將 500V 以上的高壓電脈沖加到壓電晶片上 利用逆壓電效應 使晶 片發(fā)射出一束頻率落在超聲范圍內 持續(xù)時間很短的超聲振動波 30 采用耦合劑的目的是什么 采用耦合劑的目的是什么 由于超聲探頭與被測物體接觸時 在工件表面不平整的情況下 探頭與被測物體表面 間必然存在一層空氣薄層 空氣的密度很小 將引起三個界面間強烈的雜亂反射波 造成 干擾 而且空氣也將對超聲波造成很大的衰減 為此 必須將接觸面之間的空氣排擠掉 使超聲波能順利地入射到被測介質中 在工業(yè)中 經常使用一種稱為耦合劑的液體物質 使之充滿在接觸層中 起到傳遞超聲波的作用 P116 31 什么是極化處理 什么是極化處理 為了使壓電陶瓷具有壓電效應 必須在一定溫度下做極化處理 即在 1100C 1700C 溫 度下 對兩個燒結上銀電極的極化面加以高壓電場 1000V mm 4000V mm 極化 使電 疇的極化方向發(fā)生轉動趨向于按外電場方向排列 極化處理后 陶瓷材料內部仍存在很強 的剩余極化強度 當壓電陶瓷受外力作用時 電疇界限發(fā)生移動 因此剩余極化強度將發(fā) 生變化 壓電陶瓷就呈現(xiàn)出壓電效應 32 什么叫遲滯 什么叫遲滯 傳感器正向特性和反向特性的不一致程度 33 濕敏電阻 測謊儀 濕敏電阻 測謊儀 大氣的水氣含量通常用大氣中水汽的密度來表示 即以每 1m3大氣所含水汽的克數(shù)來 表示 它稱為大氣的絕對溫度 相對濕度是空氣的絕對濕度與同溫度下的飽和狀態(tài)空氣絕 對濕度的比值 它能準確說明空氣干 濕程度 露點 露點 使大氣中原來所含有的未飽和水汽變成飽和水汽所必須降低溫度而達到的溫度 值 計算題 計算題 1 書 P7 例 1 1 某壓力表精度為 2 5 級 量程為 0 1 5MPa 測量結果顯示為 0 7MPa 試求 1 可能出現(xiàn)的最大滿度相對誤差 2 可能出現(xiàn)的最大絕對誤差 m 為多少 kPa 3 可能出現(xiàn)的最大示值相對誤差 m x 解 1 可能出現(xiàn)的最大滿度相對誤差可以從精度等級直接得到 即 2 5 m 2 m kPaMPaMPaAm m 5 370375 0 5 1 5 2 3 36 5 100 70 0 0375 0 100 x m x A 由上例克制 總是大于 滿度時等于 x m 2 書 P7 例 1 2 現(xiàn)有 0 5 級的 0 3000C 和 1 0 級的 0 1000C 的兩個溫度計 要測量 800C 的溫度 試問采用哪一個溫度計好 解 用 0 5 級表測量時 可能出現(xiàn)的最大示值相對誤差為 875 1 100 80 5 0300 100 1 x m x A 若用 1 0 級表測量時 可能出現(xiàn)的最大示值相對誤差為 25 1 100 80 0 1100 100 2 x m x A 計算結果表明 用 1 0 級表比用 0 5 級表的示值相對誤差反而小 所以更合適 由上例 可知 在選用儀表時應兼顧精度等級和量程 通常希望示值落在儀表滿度值得 2 3 以上 3 欲測 240V 左右的電壓 要求測量示值相對誤差的絕對值不大于 0 6 問 若選用量 程為 250V 電壓表 其精度應選哪一級 若選用量程為 300V 和 500V 電壓表 其精度又應 分別選用哪一級 解 44 1 100 240 6 0 100 m m x m x A 1 576 0 100 250 44 1 100 1 1 m m A S 答 若選用量程為 250 電壓表 其精度應選 0 5 級 2 48 0 100 300 44 1 100 2 m 2 m A S 288 0 100 500 44 1 100 3 3 m m A S 答 若選用量程為 300V 和 500V 電壓表 其精度又應都為 0 2 級 4 已知待測拉力約為 70N 左右 現(xiàn)有兩只測力儀表 一只為 0 5 級 測量范圍為 0 500N 另一只為 1 0 級 測量范圍為 0 100N 問選用哪一只測力儀表比較好 為 什么 解 用 0 5 級表測量時 肯能出現(xiàn)的最大示值相對誤差為 57 3 100 70 5 0500 100 1 x m x A 若用 1 0 級表測量時 可能出現(xiàn)的最大示值相對誤差為 43 1 100 70 0 1