《現(xiàn)代檢測技術(shù)及儀表》第2版重點整理 手打?qū)W習(xí)資料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善?，F(xiàn)代檢測技術(shù)及儀表第2版重點整理 手打-傳感器和傳感器的分類。答：i、大體分為物理化學(xué)生物三大類。ii、按構(gòu)成原理分：1、物性型傳感器：物理特性變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換，如熱、光敏電阻；2、結(jié)構(gòu)型傳感器：利用結(jié)構(gòu)參數(shù)變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換，如變極距型電容式傳感器、變氣隙型電感式傳感器。iii、按輸出信號表示形式分：1、模擬式傳感器：阻抗型（電阻、電容、電感等阻抗信號）、電壓型（電壓信號）；2、數(shù)字式傳感器：直接編碼式傳感器、脈沖計數(shù)式傳感器、頻率式傳感器。敏感器與傳感器的區(qū)別。敏感器：能把被測非電量轉(zhuǎn)換為傳感器能夠接

2、受和轉(zhuǎn)換的非電量(即可用非電量)的裝置或器件。傳感器：“能把外界非電信息轉(zhuǎn)換成電信號輸出的器件或裝置”或“能把非電量轉(zhuǎn)換成電量的器件或裝置”。二者異同：如果把傳感器稱為變換器，那么敏感器則可稱作預(yù)變換器。敏感器與傳感器雖然都是對被測非電量進行轉(zhuǎn)換，但敏感器是把被測非電量轉(zhuǎn)換為可用非電量，而不是象傳感器那樣把非電量轉(zhuǎn)換成電量。測量誤差。測量誤差的表達方式有以下三種：絕對誤差：測量值x偏離被測參數(shù)真值A(chǔ)的程度x；相對誤差：實際相對誤差：實際相對誤差是指絕對誤差x與被測量A的真值得百分比值；示值相對誤差：示值相對誤差是指絕對誤差x與儀器的示值x的百分比值。為減小示值誤差，當選擇儀器儀表量程時，應(yīng)使被

3、測量的數(shù)值接近滿度值，一般使這類儀器儀表工作在不小于滿度值2/3的區(qū)域。引用誤差：檢測系統(tǒng)示值絕對誤差x與儀表量程L之比值，稱之為儀表示值的引用誤差q，常用百分比表示；測量誤差根據(jù)其性質(zhì)和產(chǎn)生的原因可分為三類：隨機誤差：在相同的測量條件下，重復(fù)測量同一量值時，每次測量的大小和符號均以不可預(yù)知的方式變化的誤差，簡稱隨差。隨差越小，精密度越高。系統(tǒng)誤差：在相同測量條件下，多次重復(fù)測量同一量值時，測量誤差的大小和符號都保持不變，活在測量條件改變時按一定規(guī)律變化的誤差，簡稱系差。系差越小，測量就越準確。粗大誤差：在相同條件下，多次重復(fù)測量同一量時，明顯的歪曲了測量結(jié)果的誤差，簡稱粗差。粗差應(yīng)該科學(xué)的舍

4、棄。金屬熱電阻和熱敏電阻的溫度特性區(qū)別。金屬熱電阻：溫度特性隨溫度升高而升高；半導(dǎo)體熱敏電阻：溫度特性視類型而定；光電效應(yīng)分類，光電傳感器分類及對應(yīng)原件。光電效應(yīng)：外光電效應(yīng)：光線照射下，物體內(nèi)的電子溢出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，也叫光電發(fā)射，向外發(fā)射的電子成為光電子，能產(chǎn)生光電效應(yīng)的物質(zhì)稱為光電材料。典型器件有：光電管、光電倍增管。內(nèi)光電效應(yīng)：絕大多數(shù)高電阻率半導(dǎo)體，受光照射吸收光子能量后，會產(chǎn)生電阻率降低而易于導(dǎo)電的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為光導(dǎo)效應(yīng)。這里沒有電子自物質(zhì)內(nèi)部向外發(fā)射，僅改變物質(zhì)內(nèi)部的電阻，因為與外光電效應(yīng)對應(yīng)，光電導(dǎo)效應(yīng)也稱之為內(nèi)光電效應(yīng)。典型器件有：光敏電阻、光敏二極管、光敏

5、晶體管。光生伏特效應(yīng)：在光照射下，由結(jié)電場引起的光電效應(yīng)，成為光生伏特效應(yīng)。典型器件有：光電池。光電傳感器組成：光源光學(xué)通路光電器件測量電路光電傳感器基本類型：根據(jù)被測信號轉(zhuǎn)換為光電器件的入射光通量變化的形式，光電傳感器可分為以下幾類：透射式：光源發(fā)出一定的光通量，穿過被測對象，部分被吸收，其余到達光敏元件，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘栞敵?。反射式：光源發(fā)出一定的光通量到被測對象，由于物體性質(zhì)或狀態(tài)損失了一部分光通量，余下部分反射到光敏器件上。輻射式:光源本身就是被測對象，被測對象發(fā)出的光通量被光敏感器件接受。遮擋式：光源發(fā)出一定的光通量，射到光敏器件上，光路途中遇到了被測對象遮擋了一部分光，由此改變了光電器

6、件的光通量。開關(guān)式：光源與光敏器件間的光路上，有物體時，光路被切斷，沒有物體時光路暢通。小數(shù)點位數(shù)越多，測量精度越高這句話是錯誤的。電感式傳感器分類：1、自感式傳感器：變氣隙型自感式傳感器（敏感度高，非線性嚴重）單一式變氣隙型自感式傳感器（2）差動式變氣隙型自感式傳感器變面積型自感式傳感器；螺管型自感式傳感器（敏感度低，線性好）?；ジ惺絺鞲衅鳎ú顒幼儔浩鳎航M成：一次線圈、二次線圈、鐵芯、銜鐵。電渦流式傳感器：電渦流效應(yīng)：成塊的金屬置于激勵線圈產(chǎn)生的交變磁場中，金屬體內(nèi)就要產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種電流的流線呈閉合曲線，類似流水渦形狀，故稱之為電渦流。電渦流傳感器分類：反射式渦流傳感器：1）變氣隙型：

7、主要用來測量位移2）變面積型：主要用來測量位移（線性范圍和線性度比變氣隙型好）3）螺管型：（不存在鐵損，線性范圍寬，靈敏度較低）透射式渦流傳感器；絕對精度最高，活塞式壓力計。*的選擇，彈簧壓力表。并聯(lián)壓電元件作電荷放大器，量低頻信號。玻璃轉(zhuǎn)子流量計垂直安裝，流體自下而上。傳感器動態(tài)特性指標（注意固有頻率）：傳遞函數(shù)：階躍響應(yīng)和時域動態(tài)性能指標：階躍響應(yīng)；時域動態(tài)性能指標；正弦響應(yīng)和頻域動態(tài)性能指標穩(wěn)態(tài)正弦響應(yīng)；頻域動態(tài)性能指標；無失真檢測條件。螺線管電感傳感器，用相頻減波測位移。熱電偶的材質(zhì)，合金。光電倍增管，特性取決于陰極材料。超聲波，直流電橋（不考慮電容）交流電橋（考慮電容）壓電傳感器的分

8、類：壓電材料：壓電晶體單晶（壓電石英晶體和其他單晶）；壓電陶瓷（多晶半導(dǎo)瓷）；新型壓電材料（壓電半導(dǎo)體，壓電有機高分子材料）。壓電元件的串并聯(lián):串聯(lián)：使壓電傳感器時間常數(shù)減小，電壓靈敏度增大。適用于電壓輸出、高頻信號測量的場合；并聯(lián)：使壓電傳感器時間常數(shù)增大，電荷靈敏度增大，適用于電荷輸出、低頻信號測量的場合。容積式流量計分類。橢圓齒輪流量計。腰輪流量計刮板流量計CCD圖像傳感器：組成：MOS光敏元陣列（光電轉(zhuǎn)換）；讀出移位寄存器（轉(zhuǎn)移電荷）。CCD傳感器結(jié)構(gòu)：線列陣面列陣光纖傳感器：光纖的結(jié)構(gòu)：纖芯包層外套光纖的種類：i、材料：玻璃光纖塑料光纖ii、傳輸模式：1）單模光纖（纖芯的直徑只有傳輸

9、光波波長的幾倍，纖芯細，包層厚，傳輸性好，制造連接困難）2）多模光纖（直徑比光波波長大好多倍，其余特性與單模光纖相反）iii、折射率分布：1）階躍型2）緩變型/梯度型（自聚焦光纖）光纖傳感器的分類：功能型（FF型）：以光纖自身作為敏感元件來感受被測量的變化，被測量通過使光線的某些光學(xué)特性變化來實現(xiàn)對光纖傳輸光的調(diào)制，因此功能型光纖傳感器又稱傳感型光纖傳感器，這類傳感器常使用單模光纖。非功能型（NFF型）：利用其他敏感元件來感受被測量的變化以實現(xiàn)被測量對光纖傳輸光的調(diào)制，光纖只是作為傳播光的介質(zhì)，因此非功能光線傳感器又稱為傳光線傳感器，這類傳感器常使用多模光纖。光纖傳感器光通量調(diào)制方式：輻射式；

10、光纖位移式；插入式；微彎損耗式。為何要進行冷端補償溫度變化時，電阻應(yīng)變片的電阻也會變化，而且，由溫度所引起的電阻變化與試件應(yīng)變所造成的電阻變化幾乎具有相同數(shù)量級，如果不采取溫度補償措施，就會錯誤地把溫度引起的電阻變化當作應(yīng)變引起的電阻變化，即產(chǎn)生“虛假視應(yīng)變”。把兩個承受相同應(yīng)變的應(yīng)變片接入電橋的相對兩臂，是否能補償溫度誤差？為什么？把兩個承受相同應(yīng)變的應(yīng)變片接入電橋的相對兩臂，并不能補償溫度誤差。從表3-1-1所列圖3-（b）計算公式可知，電橋輸出電壓為，由此可見，溫度引起的電阻變化也影響電橋輸出電壓，此時，從電橋輸出電壓測出的應(yīng)變并不是真實應(yīng)變，而是，其中包含有虛假視應(yīng)變即溫度誤差。熱電偶

11、：基本定律：中間導(dǎo)體定律（測數(shù)引用儀表尋線依據(jù)）：在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體時，只要第三種導(dǎo)體兩端溫度相同，就不會影響熱電偶回路的總熱電動勢。中間溫度定律（制定分度表依據(jù)）：標準電極定律（簡化熱電偶的選配工作）：同型熱電偶串并聯(lián)的優(yōu)缺點。并聯(lián)：優(yōu)點：測量多點平均溫度，儀表的分度仍和單獨配用一個熱電偶時一樣缺點：當有一只熱電偶燒壞時，不能很快察覺出來。串聯(lián)：優(yōu)點：熱電動勢大，精度比單只熱電偶高，因此可感受較小信號，或者配靈敏度較低的儀表缺點：只要有一只斷路，整個電路就不能工作，個別熱電偶短路，將會引起儀表指示值得顯著偏低。磁電式傳感元件頻率低，壓電式傳感器無法測量低頻信號。正壓電效應(yīng)（壓電效應(yīng)）：某些電介質(zhì)，當沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r，內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在它的兩個相對的表面上便產(chǎn)生符號相反的電荷；當外力去