自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用知識(shí)點(diǎn)概覽

1、檢測(cè)技術(shù)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一、填空、選擇1、檢測(cè)包括 定性檢查 和 定量測(cè)量 兩個(gè)方面。2、檢測(cè)系統(tǒng)的原理： 被檢測(cè)量 傳感器 信號(hào)處理電路 輸出執(zhí)行3、測(cè)量的 表現(xiàn)方式 有數(shù)字、圖像、指針標(biāo)記三個(gè)方式4、測(cè)量方法 有零位法、偏差法和微差法5、真值包括理論真值 （三角形內(nèi)角和 180 度）、約定真值（ 3.14）和相對(duì)真值 （ 273K）6、誤差的 表達(dá)方式 有絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差和引用誤差7、誤差分類 為系統(tǒng)誤差（裝置誤差） 、隨機(jī)誤差（偶然誤差；多次測(cè)量，剔除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)） 和粗大誤差（過失誤差；改正方法：當(dāng)發(fā)現(xiàn)粗大誤差時(shí)，應(yīng)予以剔除）8、傳感器是一種把 非電輸入信號(hào) 轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出 的設(shè)備或裝置。9

2、、傳感器的組成 有敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路10、彈性敏感元件 的基本特性有：剛度（ k=dF/dX 剛度越大越不易變形） 、靈敏度（剛性的 倒數(shù)）、彈性滯后、彈性后效P25 2）電阻式傳感器：（電阻應(yīng)變片式傳感器、電位器式傳感器、測(cè)溫?zé)犭娮枋絺鞲衅鳎?熱敏電阻式、 濕敏電阻式、氣敏電阻式傳感器）Def：將被測(cè)電量（如溫度、濕度、位移、應(yīng)變等）的變化轉(zhuǎn)換成導(dǎo)電材料的電阻變化的裝 置，稱為電阻式傳感器11、電阻應(yīng)變片式傳感器（電阻應(yīng)變片、測(cè)量電路）的結(jié)構(gòu)：引出線、覆蓋層、基片、敏 感柵和粘結(jié)劑電阻應(yīng)變片式傳感器： 電阻應(yīng)變片是一種將被測(cè)量件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成電阻變化的傳感元 件；測(cè)量電路進(jìn)一步

3、將該電阻阻值的變化再轉(zhuǎn)換成電流或電壓的變化， 以便顯示或記錄被測(cè) 的非電量的大小。12. 電阻應(yīng)變片的工作原理：電阻應(yīng)變效應(yīng) 電阻應(yīng)變效應(yīng) ：導(dǎo)電材料的電阻和它的電阻率、幾何尺寸（長度與截面積）有關(guān)，在外力作 用下發(fā)生機(jī)械變形，引起該導(dǎo)電材料的電阻值發(fā)生變化 13電位器式傳感器：一種將機(jī)械位移（線位移或角位移）轉(zhuǎn)換為與其成一定函數(shù)關(guān)系的電 阻或電壓的機(jī)電傳感元器件14. 電位器由電阻（電阻元件通常有繞線電阻、薄膜電阻、導(dǎo)電塑料等）和電刷等元器件組 成15. 電位器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、輸出信號(hào)大、性能穩(wěn)定并容易實(shí)現(xiàn)任意函數(shù) 缺點(diǎn)：要求輸入能量大，電刷與電阻元件之間容易磨損16. 熱電阻材料 由電阻體

4、（溫度測(cè)量敏感元件感溫元件） 、引出線、絕緣套管和接線盒 等部件組成，電阻體是熱電阻的主要部件熱敏電阻式傳感器17. 熱敏電阻是利用電阻值隨溫度變化的特點(diǎn)制成的一種熱敏元件18、溫度系數(shù)可分為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻為NTC （電阻的變化趨勢(shì)與溫度的變化趨勢(shì)相反）和正溫度系數(shù)熱敏電阻 PTC（電阻的變化趨勢(shì)與溫度的變化趨勢(shì)相同） 。19. 熱敏電阻優(yōu)點(diǎn)：尺寸小、響應(yīng)速度快、靈敏度高20. 差動(dòng)電感傳感器的優(yōu)點(diǎn)（ 1）差動(dòng)式比單線圈式的電感傳感器的靈敏度提高一倍；（ 2）差動(dòng)式的線性度明顯的得到改善（ 3）由外界的影響，差動(dòng)式也基本上可以相互抵消，銜鐵承受的電磁吸力也較小，從而可減小測(cè)量誤差。21.

5、熱電阻效應(yīng) ：物質(zhì)的電阻率隨溫度變化而變化的物理現(xiàn)象22. 濕敏電阻：阻值隨環(huán)境相對(duì)濕度的變化而變化的敏感元件。 主要由感濕層（濕敏層） 、電極和具有一定機(jī)械強(qiáng)度的絕緣基片組成23. 氣敏電阻式傳感器將某種氣體的成分、濃度等參數(shù)轉(zhuǎn)換成電阻變換量，再轉(zhuǎn)換為電流、 電壓的信號(hào)主要用于1 工業(yè)上天然氣、煤氣、石油化工等部門的易燃、易爆、有毒、有害氣體的監(jiān)測(cè)、 預(yù)報(bào)和自動(dòng)控制 2 在防止公害方面用于監(jiān)測(cè)污染氣體 3 在家用方面用于煤氣、火災(zāi)的報(bào)警 氣敏元件工作時(shí)需要本身的溫度比環(huán)境溫度高很多。 氣敏元件在結(jié)構(gòu)上要有加熱器， 通常用 電阻絲加熱。氣敏電阻式傳感器的應(yīng)用 1 還原性氣體傳感器 2 二氧化鈦

6、氣敏傳感器 3 氣體報(bào)警器P50 3）電感式傳感器及應(yīng)用（自感系數(shù)，互感系數(shù)）利用電磁感應(yīng)原理，將被測(cè)非電量的變化轉(zhuǎn)換成線圈的電感（或互感）的變化24. 電感式傳感器優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、測(cè)量精度高、分辨率高、輸出功率大 缺點(diǎn)：靈敏度、 線性度和測(cè)量范圍相互制約； 傳感器頻率響應(yīng)較慢，不宜于 快速動(dòng)態(tài)測(cè)量；對(duì)傳感器線圈供電電源的頻率和振幅穩(wěn)定度均要求較高結(jié)論1 差動(dòng)式比單線圈式的電感傳感器的靈敏度提高一倍2 差動(dòng)式的線性度得到改善 3 由外界的影響， 差動(dòng)式也基本上可以相互抵消， 銜鐵承受的電磁吸力也較小， 從而可減小測(cè)量 誤差P70 4）電容式傳感器25. 類型：1變面積（ A）式電容傳

7、感器 2變極距 （d）式電容傳感器3變介電常數(shù)（ ）式電 容傳感器P83 5）熱電偶傳感器及其應(yīng)用26. Def：熱電偶傳感器是一種能將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成電動(dòng)勢(shì)的裝置27. 熱電效應(yīng) ：將兩種不同材料的導(dǎo)體串接成一個(gè)閉合的回路，如 果兩接合點(diǎn)的溫度不同 （T T0），則在兩者間將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，而在回 路中就會(huì)有一定大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)或塞貝克效應(yīng)28. 結(jié)論：1 如果構(gòu)成熱電偶的兩個(gè)熱電極材料相同，即nA=nB，A=B，雖然兩端溫度不同（ TT0），但總輸出的電動(dòng)勢(shì)為零。 因此必須有兩種不同材料才能構(gòu)成熱電偶。2 如果熱電偶兩結(jié)點(diǎn)溫度相同，即 T T0 ，則盡管導(dǎo)體 A,B 的材料不同，

8、回路電動(dòng)勢(shì)亦為 零。3 熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)的大小只與材料和結(jié)點(diǎn)溫度有關(guān)，與熱電偶的尺寸和形狀無關(guān)。 實(shí)踐證明，在熱電偶回路中其主要作用的是兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的接觸電動(dòng)勢(shì)。29.熱電偶定律（中間導(dǎo)體定律、中間溫度定律、參考電極定律）中間導(dǎo)體定律 ：在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體， 只要第三種導(dǎo)體兩端的溫度相等， 就對(duì)熱 電偶回路總的熱電動(dòng)勢(shì)無影響。 同理， 熱電偶回路中插入多種導(dǎo)體后， 只要保證插入的每種 導(dǎo)體的兩端溫度相同，就對(duì)熱電偶的熱電動(dòng)勢(shì)無影響。中間溫度定律 ：EAB T,T0 EAB T,Tn EAB Tn ,T0實(shí)際測(cè)溫時(shí)， 由于熱電偶的長度有限， 自由端溫度將直接受到被測(cè)介質(zhì)溫度和周圍環(huán)境 的影

9、響 ,采用 補(bǔ)償導(dǎo)線 ，可將熱電偶的自由端延伸到遠(yuǎn)離高溫區(qū)的地方，從而使自由端的溫度相對(duì)穩(wěn)定注意： 1）兩根補(bǔ)償導(dǎo)線與熱電偶兩個(gè)熱電極的接點(diǎn)必須具有相同的溫度 2）補(bǔ)償導(dǎo)線只能與相應(yīng)型號(hào)的熱電偶配用參考電極定律 ：由 A、B 兩種熱電極配對(duì)后的熱電動(dòng)勢(shì)： EAB t,t0 EAC t,t0 EBC t,t0 在實(shí)際應(yīng)用中，由于純鉑絲的物理化學(xué)性能穩(wěn)定、 熔點(diǎn)高、 易提純， 所以目前常用 純鉑絲 作 為標(biāo)準(zhǔn)電極 （C 極 ）30. 熱電偶的結(jié)構(gòu)：熱電極、絕緣套管（陶瓷、石英）、保護(hù)套管、接線盒31. 熱電偶的 冷端補(bǔ)償 一般有哪些 方法 ？答： 1）冷端恒溫法 2）冷端溫度校正法 3）電橋補(bǔ)償法

10、 4）采用 PN 結(jié)溫度傳感器作冷端補(bǔ) 償32. 霍爾傳感器檢測(cè)微位移，大電流，微弱磁場(chǎng)等方面。33. 霍爾效應(yīng) ：金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B 的磁場(chǎng)中 （磁場(chǎng)方向垂直于薄片） 中，當(dāng)有電流 I 流過時(shí)，在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)UH。34 壓電效應(yīng) ： 某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到力的作用而變形時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化，同時(shí)在其表面 有電荷產(chǎn)生，當(dāng)外力去掉后，表面電荷消失，這種現(xiàn)象稱為 壓電正向效應(yīng) 。反之，在電介質(zhì)的極化方向施加交變電場(chǎng)，它會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。當(dāng)去掉外加電場(chǎng)，電 介質(zhì)變形隨之消失。這種現(xiàn)象稱為 壓電逆向效應(yīng) （電致伸縮效應(yīng)） 。35超聲探測(cè)中的 耦合劑的作用是：傳

11、遞超聲波。二、名詞解釋1、轉(zhuǎn)換電路：把轉(zhuǎn)換元件輸出的電量轉(zhuǎn)換成易處理的電壓量電流量。2、閾值：零位附近的分辨率3、過載能力：允許超過的最大范圍4、漂移：輸出與輸入無關(guān)5、線性度：輸入 -輸出6. P83 “熱電偶”：由兩種不同材料的導(dǎo)體組成的回路稱為熱電偶7“熱電極”：組成熱電偶的導(dǎo)體稱為熱電極8.熱電勢(shì)：熱電偶所產(chǎn)生電勢(shì)稱為熱電勢(shì)9.熱電偶所產(chǎn)生的熱電動(dòng)勢(shì)包括 1 兩種導(dǎo)體的接觸電動(dòng)勢(shì)（電動(dòng)勢(shì)）和2 單個(gè)導(dǎo)體的溫差電動(dòng)勢(shì)（湯姆遜電動(dòng)勢(shì)）10 接觸電動(dòng)勢(shì) （數(shù)值取決于兩種 導(dǎo)體的性質(zhì)和接觸點(diǎn)的溫度 ，而與導(dǎo)體的形狀及尺寸無關(guān)） 由于兩種不同導(dǎo)體的自由電子密度不同，在接觸處會(huì)發(fā)生自由電子的擴(kuò)散，形成電動(dòng)勢(shì)。11.單個(gè)同一導(dǎo)體的 溫差電動(dòng)勢(shì) ：溫差電動(dòng)勢(shì)是同一導(dǎo)體中，由于 溫度不同 而產(chǎn)生的一種電 動(dòng)勢(shì)。三、簡答題1、電阻應(yīng)變片的工作原理在外力作用下發(fā)生機(jī)械變形，引起該導(dǎo)電材料的電阻值發(fā)生變化，此現(xiàn)象稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。2、全橋工作原理3、電容式傳感器一般有哪幾種類型？各有何特點(diǎn)？變極矩式 微位移 變面積 大位移 變介質(zhì)式 厚度、液位等4 熱電偶的冷端補(bǔ)償一般有哪些方法？答： 1）冷端恒溫法 2）冷端溫度校正法 3）電橋補(bǔ)償法 4）采用 PN 結(jié)溫度傳感器作冷端補(bǔ) 償5. 超聲探測(cè)中的耦合劑的作用是：傳遞超聲波。四、計(jì)算題1、某臺(tái)測(cè)溫儀表的測(cè)溫范圍是 200700 ，而該儀表的