檢測(cè)技術(shù)與儀表-大連理工大學(xué)

1、檢測(cè)技術(shù)與儀表課程小結(jié)檢測(cè)技術(shù)與儀表課程小結(jié) 1. 知識(shí)要點(diǎn)知識(shí)要點(diǎn) 1.1檢測(cè)技術(shù)與檢測(cè)儀表檢測(cè)技術(shù)與檢測(cè)儀表 檢測(cè)過程檢測(cè)過程:能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換+與標(biāo)準(zhǔn)單位比較與標(biāo)準(zhǔn)單位比較 檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成(方框圖方框圖)。 1.2檢測(cè)儀表的基本性能檢測(cè)儀表的基本性能 概念及描述式概念及描述式 準(zhǔn)確度與精度等級(jí)準(zhǔn)確度與精度等級(jí) 儀表的準(zhǔn)確度通常用儀表滿刻度相對(duì)百分誤差略儀表的準(zhǔn)確度通常用儀表滿刻度相對(duì)百分誤差略 去百分號(hào)來表示，也稱精度或精確度。去百分號(hào)來表示，也稱精度或精確度。 精度等級(jí)的數(shù)值越小，儀表的準(zhǔn)確度越高，或者精度等級(jí)的數(shù)值越小，儀表的準(zhǔn)確度越高，或者 說儀表的測(cè)量誤差越小。說儀

2、表的測(cè)量誤差越小。 靈敏度靈敏度 S 檢測(cè)儀表對(duì)被測(cè)量變化的靈敏程度，即在被測(cè)量檢測(cè)儀表對(duì)被測(cè)量變化的靈敏程度，即在被測(cè)量 改變時(shí)，經(jīng)過足夠時(shí)間檢測(cè)儀表輸出值達(dá)到穩(wěn)定改變時(shí)，經(jīng)過足夠時(shí)間檢測(cè)儀表輸出值達(dá)到穩(wěn)定 狀態(tài)后，儀表輸出變化量勻與引起此變化的輸人狀態(tài)后，儀表輸出變化量勻與引起此變化的輸人 變化量醞之比變化量醞之比; 回差回差(變差變差) 反映檢測(cè)儀表對(duì)于同一被測(cè)量在其上升和下降時(shí)反映檢測(cè)儀表對(duì)于同一被測(cè)量在其上升和下降時(shí) 對(duì)應(yīng)輸出值之間的差值。對(duì)應(yīng)輸出值之間的差值。 線性度線性度 衡量檢測(cè)儀表實(shí)際輸入一輸出特性偏離線性的程衡量檢測(cè)儀表實(shí)際輸入一輸出特性偏離線性的程 度，用非線性誤差來表示

3、，它是實(shí)際值與理論值度，用非線性誤差來表示，它是實(shí)際值與理論值 之間的絕對(duì)誤差的最大值之間的絕對(duì)誤差的最大值. 1.3 測(cè)量誤差的理論基礎(chǔ)測(cè)量誤差的理論基礎(chǔ) （1）誤差定義、分類及產(chǎn)生原因）誤差定義、分類及產(chǎn)生原因 誤差分類（表示法）：誤差分類（表示法）： 絕對(duì)誤差；相對(duì)誤差等絕對(duì)誤差；相對(duì)誤差等 系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 在同一條件下，對(duì)同一被測(cè)參數(shù)進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)在同一條件下，對(duì)同一被測(cè)參數(shù)進(jìn)行多次重復(fù)測(cè) 量時(shí)，所出現(xiàn)的數(shù)值、符號(hào)都相同，或者按一定量時(shí)，所出現(xiàn)的數(shù)值、符號(hào)都相同，或者按一定 規(guī)律變化的誤差稱為系統(tǒng)誤差，前者稱為恒值系規(guī)律變

4、化的誤差稱為系統(tǒng)誤差，前者稱為恒值系 統(tǒng)誤差，后者稱為變值系統(tǒng)誤差。統(tǒng)誤差，后者稱為變值系統(tǒng)誤差。 產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的主要原因 測(cè)量原理或測(cè)量方法的不完善、測(cè)量原理或測(cè)量方法的不完善、 標(biāo)準(zhǔn)量值的不準(zhǔn)確、標(biāo)準(zhǔn)量值的不準(zhǔn)確、 儀表本身的缺陷及環(huán)境條件的變化等。儀表本身的缺陷及環(huán)境條件的變化等。 系統(tǒng)誤差是可以通過修正來補(bǔ)償，但不能完全系統(tǒng)誤差是可以通過修正來補(bǔ)償，但不能完全 排除。排除。 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差 在同一測(cè)量條件下，多次重復(fù)測(cè)量同一被測(cè)量時(shí)，在同一測(cè)量條件下，多次重復(fù)測(cè)量同一被測(cè)量時(shí)， 其絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定的隨機(jī)性的方式變化其絕對(duì)值和符號(hào)以不可預(yù)定的隨機(jī)性的方式變化

5、 稱為隨機(jī)誤差。稱為隨機(jī)誤差。 隨機(jī)誤差的產(chǎn)生可能是由于人們尚未認(rèn)識(shí)的原因，隨機(jī)誤差的產(chǎn)生可能是由于人們尚未認(rèn)識(shí)的原因， 或目前尚無法控制的某些因素（如電子線路中的或目前尚無法控制的某些因素（如電子線路中的 噪聲）的影響，即偶然因素所引起的。噪聲）的影響，即偶然因素所引起的。 隨機(jī)誤差不能隨機(jī)誤差不能 通過修正方式消除，只能利用統(tǒng)通過修正方式消除，只能利用統(tǒng) 計(jì)方式估計(jì)。計(jì)方式估計(jì)。 最大隨機(jī)誤差最大隨機(jī)誤差: 3 粗大誤差粗大誤差 超出在規(guī)定條件下預(yù)期的誤差稱為粗大誤差。此超出在規(guī)定條件下預(yù)期的誤差稱為粗大誤差。此 誤差值較大，明顯表現(xiàn)為測(cè)量結(jié)果異常。誤差值較大，明顯表現(xiàn)為測(cè)量結(jié)果異常。 產(chǎn)

6、生原因：測(cè)量時(shí)讀錯(cuò)、記錯(cuò)儀表指示值，儀表產(chǎn)生原因：測(cè)量時(shí)讀錯(cuò)、記錯(cuò)儀表指示值，儀表 操作失誤，測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算錯(cuò)誤等。操作失誤，測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算錯(cuò)誤等。 含粗大誤差的測(cè)量結(jié)果毫無意義，應(yīng)該剔除。含粗大誤差的測(cè)量結(jié)果毫無意義，應(yīng)該剔除。 （2）系統(tǒng)誤差的合成）系統(tǒng)誤差的合成 考慮測(cè)量模型考慮測(cè)量模型 Xi為被測(cè)參數(shù)或外界影響因素。當(dāng)函數(shù)關(guān)系明確，為被測(cè)參數(shù)或外界影響因素。當(dāng)函數(shù)關(guān)系明確， 各個(gè)影響量的測(cè)量誤差各個(gè)影響量的測(cè)量誤差 x i已知，則待測(cè)量已知，則待測(cè)量 y 的的 總誤差總誤差 y 為，為， 第第2章章 檢測(cè)技術(shù)與檢測(cè)元件檢測(cè)技術(shù)與檢測(cè)元件 （2）電阻式檢測(cè)元件）電阻式檢測(cè)元件 電阻式檢測(cè)元件

7、的基本原理是將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換電阻式檢測(cè)元件的基本原理是將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換 成元件的電阻值的變化。常用的檢測(cè)元件有電阻成元件的電阻值的變化。常用的檢測(cè)元件有電阻 應(yīng)變?cè)?、熱電阻等。?yīng)變?cè)?、熱電阻等?l應(yīng)變式檢測(cè)元件（電阻應(yīng)變片）應(yīng)變式檢測(cè)元件（電阻應(yīng)變片） 電阻應(yīng)變片是基于電阻應(yīng)變片是基于“應(yīng)變效應(yīng)應(yīng)變效應(yīng)”工作的，即導(dǎo)體工作的，即導(dǎo)體 或半導(dǎo)體材料在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械變形，引起或半導(dǎo)體材料在外力作用下產(chǎn)生機(jī)械變形，引起 其電阻值的改變。其電阻值的改變。 l熱電阻式檢測(cè)元件熱電阻式檢測(cè)元件 物質(zhì)的電阻率隨溫度的變化而變化的特性稱為熱物質(zhì)的電阻率隨溫度的變化而變化的特性稱為熱 電阻效應(yīng)，利用熱

8、電阻效應(yīng)制成的檢測(cè)元件稱為電阻效應(yīng)，利用熱電阻效應(yīng)制成的檢測(cè)元件稱為 熱電阻。熱電阻分為金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電熱電阻。熱電阻分為金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱敏電 阻兩大類。阻兩大類。 金屬熱電阻金屬熱電阻 常用的金屬熱電阻有鉑電阻和銅電阻等。常用的金屬熱電阻有鉑電阻和銅電阻等。 a .鉑電阻鉑電阻 鉑電阻有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，且復(fù)現(xiàn)性好，可作鉑電阻有很好的化學(xué)穩(wěn)定性，且復(fù)現(xiàn)性好，可作 為基準(zhǔn)電阻和標(biāo)準(zhǔn)熱電阻，為基準(zhǔn)電阻和標(biāo)準(zhǔn)熱電阻， 溫度測(cè)量范圍為溫度測(cè)量范圍為-200 850 。 b .銅電阻銅電阻 銅電阻具有電阻溫度系數(shù)大，易加工，線性好等銅電阻具有電阻溫度系數(shù)大，易加工，線性好等 優(yōu)點(diǎn)。但易被氧

9、化，優(yōu)點(diǎn)。但易被氧化， 測(cè)量范圍一般為測(cè)量范圍一般為 -50150 。 熱敏電阻熱敏電阻 熱敏電阻是由金屬氧化物或半導(dǎo)體材料制成的熱熱敏電阻是由金屬氧化物或半導(dǎo)體材料制成的熱 敏元件。敏元件。 種類：種類： 負(fù)溫度系數(shù)（負(fù)溫度系數(shù)（ NTC ）熱敏電阻、）熱敏電阻、 正溫度系數(shù)正溫度系數(shù) ( P TC ）熱敏電阻、）熱敏電阻、 臨界溫度（臨界溫度（ CTR ）熱敏電阻三種。）熱敏電阻三種。 熱敏電阻的電阻值高，且電阻溫度系數(shù)大，化學(xué)熱敏電阻的電阻值高，且電阻溫度系數(shù)大，化學(xué) 穩(wěn)定性好，穩(wěn)定性好， 測(cè)溫范圍在測(cè)溫范圍在 -100300 之間。之間。 （3） 電容式檢測(cè)元件電容式檢測(cè)元件 電容式檢

10、測(cè)元件實(shí)際上是一種可變電容器，它能將電容式檢測(cè)元件實(shí)際上是一種可變電容器，它能將 被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化。被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化。 變極距式電容器變極距式電容器 變面積式電容器變面積式電容器 變介電常數(shù)式電容器變介電常數(shù)式電容器 l利用電容式檢測(cè)元件可測(cè)量壓力、差壓、物位等參利用電容式檢測(cè)元件可測(cè)量壓力、差壓、物位等參 數(shù)。數(shù)。 l在構(gòu)成檢測(cè)儀表時(shí)要注意溫度和寄生電容等的影響，在構(gòu)成檢測(cè)儀表時(shí)要注意溫度和寄生電容等的影響， 并采取必要的補(bǔ)償和抗干擾措施，以提高測(cè)量準(zhǔn)確并采取必要的補(bǔ)償和抗干擾措施，以提高測(cè)量準(zhǔn)確 度。度。 （4） 熱電式檢測(cè)元件熱電式檢測(cè)元件 熱電偶檢測(cè)元件熱電

11、偶檢測(cè)元件 熱電偶的熱電勢(shì)主要由接觸電勢(shì)產(chǎn)生，所以閉合熱電偶的熱電勢(shì)主要由接觸電勢(shì)產(chǎn)生，所以閉合 回路的總電勢(shì)可表示為回路的總電勢(shì)可表示為 00 , ABABAB ET TeTeT 熱電偶基本定律，熱電偶基本定律， 均質(zhì)導(dǎo)體定律均質(zhì)導(dǎo)體定律 熱電勢(shì)與導(dǎo)體的幾何尺寸、接點(diǎn)以熱電勢(shì)與導(dǎo)體的幾何尺寸、接點(diǎn)以 外處的溫度無外處的溫度無 關(guān)。關(guān)。 中間導(dǎo)體定律中間導(dǎo)體定律 在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要該導(dǎo)體兩在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體，只要該導(dǎo)體兩 端溫度相同，則該導(dǎo)體的接入不會(huì)改變?cè)瓱犭娕级藴囟认嗤瑒t該導(dǎo)體的接入不會(huì)改變?cè)瓱犭娕?回路的總電勢(shì)?；芈返目傠妱?shì)。 中間溫度定律中間溫度定律 設(shè)在熱

12、電偶兩接點(diǎn)設(shè)在熱電偶兩接點(diǎn) A 、 B 間有一點(diǎn)間有一點(diǎn) C ，則存在，則存在 00 , ABABCABC ET TET TETT l熱電偶回路電勢(shì)同時(shí)與兩點(diǎn)溫度熱電偶回路電勢(shì)同時(shí)與兩點(diǎn)溫度 T,T0 有關(guān)，所有關(guān)，所 以在使用時(shí)以在使用時(shí) T0 必須保持恒定或進(jìn)行補(bǔ)償，使得必須保持恒定或進(jìn)行補(bǔ)償，使得 熱電勢(shì)只與被測(cè)溫度有關(guān)。熱電勢(shì)只與被測(cè)溫度有關(guān)。 晶體管溫度檢測(cè)元件晶體管溫度檢測(cè)元件 晶體二極管的晶體二極管的 PN 結(jié)正向電壓結(jié)正向電壓 Ud 和晶體三極管和晶體三極管 的基極、發(fā)射極間的電壓的基極、發(fā)射極間的電壓 Ube 與溫度與溫度 T 有關(guān)，有關(guān)， 利用這個(gè)原理可制成晶體管溫度檢測(cè)元

13、件利用這個(gè)原理可制成晶體管溫度檢測(cè)元件。 (5)壓電式檢測(cè)元件壓電式檢測(cè)元件 l某些材料在沿一定方向受外力作用時(shí)，在特定兩某些材料在沿一定方向受外力作用時(shí)，在特定兩 個(gè)相對(duì)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反，數(shù)值相等的電荷現(xiàn)個(gè)相對(duì)表面上產(chǎn)生符號(hào)相反，數(shù)值相等的電荷現(xiàn) 象稱為正壓電效應(yīng)。電荷量與所受作用力成正比。象稱為正壓電效應(yīng)。電荷量與所受作用力成正比。 壓電式檢測(cè)元件就是基于壓電效應(yīng)利用壓電材料壓電式檢測(cè)元件就是基于壓電效應(yīng)利用壓電材料 作為敏感元件來實(shí)現(xiàn)參數(shù)測(cè)量的。作為敏感元件來實(shí)現(xiàn)參數(shù)測(cè)量的。 (6)光電式檢測(cè)元件光電式檢測(cè)元件 光電效應(yīng)分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。光電效應(yīng)分為外光電效應(yīng)和內(nèi)光電效應(yīng)。

14、l外光電效應(yīng)外光電效應(yīng) 在光線作用下，使其內(nèi)部電子逸出物體表面的現(xiàn)象。在光線作用下，使其內(nèi)部電子逸出物體表面的現(xiàn)象。 基于外光電效應(yīng)的光電器件有光電管、光電倍增管?；谕夤怆娦?yīng)的光電器件有光電管、光電倍增管。 l內(nèi)光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng) 物體在光線作用下，其內(nèi)部的原子釋放電子，從而物體在光線作用下，其內(nèi)部的原子釋放電子，從而 導(dǎo)致物體的電阻率發(fā)生變化或產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為導(dǎo)致物體的電阻率發(fā)生變化或產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象稱為 內(nèi)光電效應(yīng)。內(nèi)光電效應(yīng)。 基于該效應(yīng)的光電器件有光敏電阻、光電池、光敏基于該效應(yīng)的光電器件有光敏電阻、光電池、光敏 二極管、光敏三極管等。二極管、光敏三極管等。 （7）霍爾檢測(cè)元件

15、）霍爾檢測(cè)元件 霍爾檢測(cè)元件是一種基于霍爾效應(yīng)的檢測(cè)元件，霍爾檢測(cè)元件是一種基于霍爾效應(yīng)的檢測(cè)元件， 它可將被測(cè)量，如電流、磁場(chǎng)、位移、壓力等轉(zhuǎn)它可將被測(cè)量，如電流、磁場(chǎng)、位移、壓力等轉(zhuǎn) 換成霍爾電壓。換成霍爾電壓。 （8）核輻射式檢測(cè)元件）核輻射式檢測(cè)元件 核輻射式檢測(cè)元件是利用被測(cè)物質(zhì)對(duì)射線的吸收、核輻射式檢測(cè)元件是利用被測(cè)物質(zhì)對(duì)射線的吸收、 散射、反射或射線對(duì)被測(cè)物質(zhì)的電離作用而工作散射、反射或射線對(duì)被測(cè)物質(zhì)的電離作用而工作 的，當(dāng)射線通過物質(zhì)時(shí)，因能量被吸收其強(qiáng)度逐的，當(dāng)射線通過物質(zhì)時(shí)，因能量被吸收其強(qiáng)度逐 漸減弱，通過厚度為漸減弱，通過厚度為 x 的物質(zhì)后的輻射強(qiáng)度的物質(zhì)后的輻射強(qiáng)度

16、 I 可可 表示：表示： 0 x II e 第第3章章.檢測(cè)儀表的設(shè)計(jì)方法檢測(cè)儀表的設(shè)計(jì)方法 1. 知識(shí)要點(diǎn)知識(shí)要點(diǎn) 1.1檢測(cè)儀表的信號(hào)變換檢測(cè)儀表的信號(hào)變換 信號(hào)變換按結(jié)構(gòu)形式來分主要有簡(jiǎn)單直接式變換、差動(dòng)信號(hào)變換按結(jié)構(gòu)形式來分主要有簡(jiǎn)單直接式變換、差動(dòng) 式變換、參比式變換和平衡（反饋）式變換。式變換、參比式變換和平衡（反饋）式變換。 簡(jiǎn)單直接式變換簡(jiǎn)單直接式變換 簡(jiǎn)單直接式的特點(diǎn)簡(jiǎn)單直接式的特點(diǎn) 簡(jiǎn)單直接式變換儀表是一種開環(huán)式儀表，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可簡(jiǎn)單直接式變換儀表是一種開環(huán)式儀表，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可 靠，但儀表的準(zhǔn)確度較低，信息能量傳遞效率較低?？?，但儀表的準(zhǔn)確度較低，信息能量傳遞效率較

17、低。 差動(dòng)式變換差動(dòng)式變換 差動(dòng)式變換是采用兩個(gè)轉(zhuǎn)換元件同差動(dòng)式變換是采用兩個(gè)轉(zhuǎn)換元件同 時(shí)感受敏感元件的輸出量，并把它轉(zhuǎn)時(shí)感受敏感元件的輸出量，并把它轉(zhuǎn) 換成兩個(gè)性質(zhì)相同，但沿反方向變化換成兩個(gè)性質(zhì)相同，但沿反方向變化 的物理量（一般為電學(xué)量），如右上的物理量（一般為電學(xué)量），如右上 圖圖 所示。通過轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行差動(dòng)放所示。通過轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行差動(dòng)放 大。右下圖大。右下圖 是兩個(gè)典型的應(yīng)用實(shí)例。是兩個(gè)典型的應(yīng)用實(shí)例。 差動(dòng)式變換特點(diǎn)：差動(dòng)式變換特點(diǎn)： l有效輸出信號(hào)提高一倍，信噪比得有效輸出信號(hào)提高一倍，信噪比得 到改善；到改善； l非線性誤差減小；非線性誤差減??； l易于實(shí)現(xiàn)初始狀態(tài)（易于實(shí)現(xiàn)

18、初始狀態(tài)（“零零”輸人）輸人） 的零輸出；的零輸出； l能消除部分環(huán)境因素的影響。能消除部分環(huán)境因素的影響。 參比式變換參比式變換 l參比式變換中采用兩個(gè)性能參比式變換中采用兩個(gè)性能 完全相同的檢測(cè)元件，它們完全相同的檢測(cè)元件，它們 同時(shí)感受環(huán)境條件量，但只同時(shí)感受環(huán)境條件量，但只 有一個(gè)感受被測(cè)量。有一個(gè)感受被測(cè)量。 l采用參比式變換可以較好地采用參比式變換可以較好地 消除干擾來源明確的環(huán)境條消除干擾來源明確的環(huán)境條 件量的影響。件量的影響。 平衡（反饋）式變換平衡（反饋）式變換 l 變換環(huán)節(jié)的信號(hào)輸人、輸出關(guān)系可近似為反饋系變換環(huán)節(jié)的信號(hào)輸人、輸出關(guān)系可近似為反饋系 數(shù)的倒數(shù)。當(dāng)反饋系數(shù)比

19、較穩(wěn)定時(shí)，整個(gè)變換環(huán)數(shù)的倒數(shù)。當(dāng)反饋系數(shù)比較穩(wěn)定時(shí)，整個(gè)變換環(huán) 節(jié)就可以達(dá)到比較高的準(zhǔn)確度。節(jié)就可以達(dá)到比較高的準(zhǔn)確度。 l 根據(jù)平衡時(shí)比較器的輸入信號(hào)根據(jù)平衡時(shí)比較器的輸入信號(hào) xi 和和 xf 之間是否之間是否 有差值，有無差隨動(dòng)式變換和有差隨動(dòng)式變換之有差值，有無差隨動(dòng)式變換和有差隨動(dòng)式變換之 分。分。 （2） 檢測(cè)儀表中常見的信號(hào)變換方法檢測(cè)儀表中常見的信號(hào)變換方法 位移與電信號(hào)的變換位移與電信號(hào)的變換 常用的轉(zhuǎn)換元件如下。常用的轉(zhuǎn)換元件如下。 .霍爾元件霍爾元件: 將霍爾元件置于非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（一般為將霍爾元件置于非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中（一般為 線性的），并與敏感元件自由端（產(chǎn)生位移端）相線性的

20、），并與敏感元件自由端（產(chǎn)生位移端）相 連。當(dāng)敏感元件的自由端產(chǎn)生位移，并帶動(dòng)霍爾元連。當(dāng)敏感元件的自由端產(chǎn)生位移，并帶動(dòng)霍爾元 件時(shí)，由于霍爾元件所受磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化而改變霍件時(shí)，由于霍爾元件所受磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化而改變霍 爾電勢(shì)。爾電勢(shì)。 .電容器電容器: 電容器由固定極板和動(dòng)極板組成，當(dāng)動(dòng)極電容器由固定極板和動(dòng)極板組成，當(dāng)動(dòng)極 板隨敏感元件自由端變化時(shí)，電容器的電容量隨之板隨敏感元件自由端變化時(shí)，電容器的電容量隨之 而變，從而把位移轉(zhuǎn)換成電容量。而變，從而把位移轉(zhuǎn)換成電容量。 .差動(dòng)變壓器差動(dòng)變壓器: 將敏感元件自由端與位于差動(dòng)變壓器將敏感元件自由端與位于差動(dòng)變壓器 骨架中間的鐵芯相連，敏感元

21、件自由端（也就是鐵骨架中間的鐵芯相連，敏感元件自由端（也就是鐵 芯）的位移變化改變變壓器的互感系數(shù)，使變壓器芯）的位移變化改變變壓器的互感系數(shù)，使變壓器 副邊線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)發(fā)生變化。副邊線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)發(fā)生變化。 電阻與電壓的變換電阻與電壓的變換 l電阻是一種很常見的敏電阻是一種很常見的敏 感元件，電阻與電壓的感元件，電阻與電壓的 變換較多地采用電橋變換較多地采用電橋. l根據(jù)初始狀態(tài)下各橋臂的根據(jù)初始狀態(tài)下各橋臂的 阻值是否相等，不平衡電阻值是否相等，不平衡電 橋分等臂電橋和不等臂電橋分等臂電橋和不等臂電 橋。根據(jù)橋臂的工作方式橋。根據(jù)橋臂的工作方式 則有單臂工作、雙臂工作則有單臂工作、雙

22、臂工作 和四臂工作方式。和四臂工作方式。 L R 解答：解答： 這段導(dǎo)線應(yīng)用這段導(dǎo)線應(yīng)用 A 導(dǎo)線代替，并且要求導(dǎo)線代替，并且要求t1 = t2 因?yàn)檫@相當(dāng)于由因?yàn)檫@相當(dāng)于由A 和和 B 兩種材料組成的熱電回路，兩種材料組成的熱電回路， t 為為 熱端，熱端， 0 是冷端，加入第三根導(dǎo)線是銅線，在接點(diǎn)處溫度是冷端，加入第三根導(dǎo)線是銅線，在接點(diǎn)處溫度 t1 = t2時(shí)測(cè)量回路電勢(shì)不變，仍為時(shí)測(cè)量回路電勢(shì)不變，仍為 EAB ( t , 0 ）。這就是熱電）。這就是熱電 偶的中間導(dǎo)體定律。偶的中間導(dǎo)體定律。 題題2 用分度號(hào)為用分度號(hào)為 K 的鎳鉻一鎳硅熱電偶測(cè)量溫度，在的鎳鉻一鎳硅熱電偶測(cè)量溫度，

23、在 沒有采取冷端溫度補(bǔ)償?shù)那闆r下，顯示儀表指示沒有采取冷端溫度補(bǔ)償?shù)那闆r下，顯示儀表指示 值為值為 500 ，而這時(shí)冷端溫度為，而這時(shí)冷端溫度為 60 。試問實(shí)。試問實(shí) 際溫度應(yīng)為多少？如果熱端溫度不變，設(shè)法使冷際溫度應(yīng)為多少？如果熱端溫度不變，設(shè)法使冷 端溫度保持在端溫度保持在 20 ，此時(shí)顯示儀表的指示值應(yīng)，此時(shí)顯示儀表的指示值應(yīng) 為多少？為多少？ 解解 顯示儀表指示值為顯示儀表指示值為 500 時(shí)，查表可得此時(shí)顯時(shí)，查表可得此時(shí)顯 示儀表的實(shí)際輸入電勢(shì)為示儀表的實(shí)際輸入電勢(shì)為 20 .644mV , 由于這個(gè)由于這個(gè) 電勢(shì)是由熱電偶產(chǎn)生的，即電勢(shì)是由熱電偶產(chǎn)生的，即 則則 壓力檢測(cè)儀表壓

24、力檢測(cè)儀表 1.知識(shí)要點(diǎn)知識(shí)要點(diǎn) l彈性式壓力檢測(cè)儀表彈性式壓力檢測(cè)儀表 常見的彈性式壓力表有彈簧管壓力表、波紋管壓力常見的彈性式壓力表有彈簧管壓力表、波紋管壓力 表、膜盒（片）壓力表等，其中彈簧管壓力表是最表、膜盒（片）壓力表等，其中彈簧管壓力表是最 常用的一種指示式壓力檢測(cè)儀表。常用的一種指示式壓力檢測(cè)儀表。 l電容式差壓變送器電容式差壓變送器 l應(yīng)變式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器（將所感受應(yīng)變式壓力傳感器、壓阻式壓力傳感器（將所感受 的應(yīng)力轉(zhuǎn)換成電阻的變化）的應(yīng)力轉(zhuǎn)換成電阻的變化） 基于應(yīng)變效應(yīng)基于應(yīng)變效應(yīng) l壓電式壓力傳感器（壓電元件為敏感元件，將所感壓電式壓力傳感器（壓電元件為敏感元

25、件，將所感 受的作用力轉(zhuǎn)換成壓電元件的表面電荷）受的作用力轉(zhuǎn)換成壓電元件的表面電荷） 基于壓電效應(yīng)基于壓電效應(yīng) 3 A14 21 2 . = .; max max 5% 0.50.025 0.025 100%1.0% 2.5-0 q l靜壓式液位計(jì)靜壓式液位計(jì) l差壓計(jì)是液位計(jì)的重要組成部分，根據(jù)流體靜力差壓計(jì)是液位計(jì)的重要組成部分，根據(jù)流體靜力 學(xué)原理，差壓計(jì)所感受的差壓與液位高度學(xué)原理，差壓計(jì)所感受的差壓與液位高度 有如下有如下 關(guān)系，即關(guān)系，即 pHg 特別注意：特別注意： 如果差壓計(jì)的安裝位置不在液位零面水平線上應(yīng)考慮如果差壓計(jì)的安裝位置不在液位零面水平線上應(yīng)考慮 應(yīng)用零點(diǎn)遷移。應(yīng)用零

26、點(diǎn)遷移。 遷移量：當(dāng)遷移量：當(dāng) H=0 時(shí)，差壓計(jì)感受的差壓值。時(shí)，差壓計(jì)感受的差壓值。 遷移方向：根據(jù)遷移方向：根據(jù) H=0 時(shí)差壓計(jì)所感受差壓值的正負(fù)，時(shí)差壓計(jì)所感受差壓值的正負(fù)， 遷移有正遷移和負(fù)遷移。遷移有正遷移和負(fù)遷移。 浮力式液位計(jì)浮力式液位計(jì) 浮力式液位計(jì)有恒浮力式和變浮力式兩種：浮力式液位計(jì)有恒浮力式和變浮力式兩種： l恒浮力式液位計(jì)采用漂浮于液面上的浮子，由浮子恒浮力式液位計(jì)采用漂浮于液面上的浮子，由浮子 帶動(dòng)其他顯示裝置指示液面的高低；帶動(dòng)其他顯示裝置指示液面的高低； l變浮力式液位計(jì)利用沉浸在被測(cè)液體中的浮筒所受變浮力式液位計(jì)利用沉浸在被測(cè)液體中的浮筒所受 的浮力與液面的位置有關(guān)檢測(cè)液位。的浮力與液面的位置有關(guān)檢測(cè)液位。 C Hx Ag 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 變浮式液位計(jì)能測(cè)量液位、界位，測(cè)量精度較高。變浮式液位計(jì)能測(cè)量液位、界位，測(cè)量精度較高。 測(cè)量值易受介質(zhì)密度的影響；測(cè)量值易受介質(zhì)密度的影響； 由于浮