自動檢測技術(shù)及其應用知識點概覽

1、檢測技術(shù)知識點總結(jié)一、填空、選擇1、檢測包括 定性檢查和定量測量 兩個方面。2、 檢測系統(tǒng)的原理： 被檢測量-傳感器-信號處理電路-輸出執(zhí)行3、測量的表現(xiàn)方式有數(shù)字、圖像、指針標記三個方式4、測量方法有零位法、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（n 3.14）和相對真值（C 273K）6、誤差的表達方式 有絕對誤差、相對誤差和引用誤差7、 誤差分類為系統(tǒng)誤差（裝置誤差）、隨機誤差（偶然誤差；多次測量，剔除錯誤數(shù)據(jù)） 和粗大誤差（過失誤差；改正方法：當發(fā)現(xiàn)粗大誤差時，應予以剔除）8、傳感器是一種把非電輸入信號轉(zhuǎn)換成電信號輸出的設備或裝置。9、傳感器的組成有敏感元

2、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：（電阻應變片式傳感器、電位器式傳感器、測溫熱電阻式傳感器；熱敏電阻式、濕敏電阻式、氣敏電阻式傳感器）Def :將被測電量（如溫度、濕度、位移、應變等）的變化轉(zhuǎn)換成導電材料的電阻變化的裝 置，稱為電阻式傳感器11、電阻應變片式傳感器（電阻應變片、測量電路）的結(jié)構(gòu)：弓I出線、覆蓋層、基片、敏 感柵和粘結(jié)劑電阻應變片式傳感器：電阻應變片是一種將被測量件上的應變變化轉(zhuǎn)換成電阻變化的傳感元 件；測量電路進一步將該電阻阻值的變化再轉(zhuǎn)換成電流或

3、電壓的變化，以便顯示或記錄被測的非電量的大小。12電阻應變片的工作原理：電阻應變效應電阻應變效應：導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)生機械變形，引起該導電材料的電阻值發(fā)生變化13電位器式傳感器：一種將機械位移（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、導電塑料等）和電刷等元器件組 成15. 電位器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、輸出信號大、性能穩(wěn)定并容易實現(xiàn)任意函數(shù)缺點：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（溫度測量敏感元件一一感溫元件）、引出線、絕緣套

4、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制成的一種熱敏元件18. 溫度系數(shù)可分為負溫度系數(shù)熱敏電阻為NTC （電阻的變化趨勢與溫度的變化趨勢相反）和正溫度系數(shù)熱敏電阻 PTC （電阻的變化趨勢與溫度的變化趨勢相同）。19. 熱敏電阻優(yōu)點：尺寸小、響應速度快、靈敏度高20. 差動電感傳感器的優(yōu)點（1）差動式比單線圈式的電感傳感器的靈敏度提高一倍；（2）差動式的線性度明顯的得到改善（3）由外界的影響，差動式也基本上可以相互抵消，銜鐵承受的電磁吸力也較小，從而可減小測量誤差。21. 熱電阻效應：物質(zhì)的電阻率隨溫度變化而變化的物理現(xiàn)象2

5、2濕敏電阻：阻值隨環(huán)境相對濕度的變化而變化的敏感元件。主要由感濕層（濕敏層）、電極和具有一定機械強度的絕緣基片組成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、 電壓的信號主要用于O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、預報和自動控制 在防止公害方面用于監(jiān)測污染氣體O 3在家用方面用于煤氣、火災的報警 氣敏元件工作時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用1還原性氣體傳感器2二氧化鈦氣敏傳感器3氣體報警器P50 3）電感式傳感器及應用（自感系數(shù)，互感系數(shù)）利用電磁感應

6、原理，將被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成線圈的電感（或互感）的變化24電感式傳感器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、測量精度高、分辨率高、輸出功率大缺點：靈敏度、線性度和測量范圍相互制約；傳感器頻率響應較慢，不宜于快速動態(tài)測量；對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)論差動式比單線圈式的電感傳感器的靈敏度提高一倍2差動式的線性度得到改善3由外界的影響，差動式也基本上可以相互抵消，銜鐵承受的電磁吸力也較小，從而可減小測量誤差P70 4）電容式傳感器25. 類型：O變面積（A ）式電容傳感器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用26. Def:

7、熱電偶傳感器是一種能將溫度信號轉(zhuǎn)換成電動勢的裝置27. 熱電效應：將兩種不同材料的導體串接成一個閉合的回路，如果兩接合點的溫度不同（T豐TO），則在兩者間將產(chǎn)生電動勢，而在回 路中就會有一定大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應或塞貝克效應28. 結(jié)論：O如果構(gòu)成熱電偶的兩個熱電極材料相同，即nA= nB, <r A= <r B ,雖然兩端溫度不同（TTO），但總輸出的電動勢為零。因此必須有兩種不同材料才能構(gòu)成熱電偶。如果熱電偶兩結(jié)點溫度相同，即T= TO，則盡管導體 A,B的材料不同，回路電動勢亦為零。熱電偶的熱電動勢的大小只與材料和結(jié)點溫度有關(guān)，與熱電偶的尺寸和形狀無關(guān)。實踐證明，在

8、熱電偶回路中其主要作用的是兩個結(jié)點的接觸電動勢。29熱電偶定律（中間導體定律、中間溫度定律、參考電極定律）中間導體定律:在熱電偶回路中接入第三種導體，只要第三種導體兩端的溫度相等，就對熱電偶回路總的熱電動勢無影響。同理，熱電偶回路中插入多種導體后，只要保證插入的每種導體的兩端溫度相同，就對熱電偶的熱電動勢無影響。中間溫度定律:EAb T,To = EAb T,Tn - EAb Tn,To實際測溫時，由于熱電偶的長度有限， 自由端溫度將直接受到被測介質(zhì)溫度和周圍環(huán)境 的影響，采用補償導線，可將熱電偶的自由端延伸到遠離高溫區(qū)的地方，從而使自由端的溫度相對穩(wěn)定注意：1）兩根補償導線與熱電偶兩個熱電極

9、的接點必須具有相同的溫度2）補償導線只能與相應型號的熱電偶配用參考電極定律：由A、B兩種熱電極配對后的熱電動勢：Eab t,toi=EAc t,toi；-EBc t,t0在實際應用中，由于純鉑絲的物理化學性能穩(wěn)定、熔點高、易提純，所以目前常用 純鉑絲作為標準電極（C極）30. 熱電偶的結(jié)構(gòu)：熱電極、絕緣套管（陶瓷、石英）、保護套管、接線盒31. 熱電偶的冷端補償一般有哪些方法？答：1）冷端恒溫法2）冷端溫度校正法 3）電橋補償法4）采用PN結(jié)溫度傳感器作冷端補 償32霍爾傳感器檢測微位移，大電流，微弱磁場等方面。33. 霍爾效應：金屬或半導體薄片置于磁感應強度為B的磁場中（磁場方向垂直于薄片）

10、中，當有電流I流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢UH。34. 壓電效應：某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到力的作用而變形時，內(nèi)部會產(chǎn)生極化，同時在其表面有電荷產(chǎn)生，當外力去掉后，表面電荷消失，這種現(xiàn)象稱為壓電正向效應。反之，在電介質(zhì)的極化方向施加交變電場，它會產(chǎn)生機械變形。當去掉外加電場，電介質(zhì)變形隨之消失。這種現(xiàn)象稱為 壓電逆向效應（電致伸縮效應）。35. 超聲探測中的 耦合劑的作用是：傳遞超聲波。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

11、“熱電偶”：由兩種不同材料的導體組成的回路稱為熱電偶7 “熱電極”：組成熱電偶的導體稱為熱電極8. 熱電勢：熱電偶所產(chǎn)生電勢稱為熱電勢9. 熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢包括O 1兩種導體的接觸電動勢（電動勢）和O2單個導體的 溫差電動勢（湯姆遜電動勢）10接觸電動勢（數(shù)值取決于兩種 導體的性質(zhì)和接觸點的溫度 ，而與導體的形狀及尺寸無關(guān)） 由于兩種不同導體的自由電子密度不同，在接觸處會發(fā)生自由電子的擴散，形成電動勢。11.單個同一導體的 溫差電動勢：溫差電動勢是同一導體中，由于溫度不同 而產(chǎn)生的一種電動勢。三、簡答題1、電阻應變片的工作原理在外力作用下發(fā)生機械變形，引起該導電材料的電阻值發(fā)生變化，此現(xiàn)象稱為電阻應變效應。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?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）電橋補償法4）采用PN結(jié)溫度傳感器作冷端補 償5.超聲探測中的耦合劑的作用是：傳遞超聲波。四、計算題1、某臺測溫儀表的測溫范圍是200700 C,