傳感器與檢測(cè)技術(shù)復(fù)習(xí)課件

第1章傳感器與檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)1.傳感器的定義、組成與各部分的作用。5.誤差的表示方法：絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差、引用誤差。2.傳感器的分類(lèi)。3.傳感器的靜態(tài)特性：靈敏度、非線性度、重復(fù)性、回程誤差、分辨率。4.傳感器的動(dòng)態(tài)特性：第2章電阻式傳感器

電阻式傳感器——是將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成電阻變化的傳感器。

電阻式傳感器包括：應(yīng)變式電阻傳感器、壓阻式傳感器和電位計(jì)式傳感器。1.應(yīng)變效應(yīng)2.金屬應(yīng)變片：金屬絲式和箔式、靈敏度3.壓阻效應(yīng)4.半導(dǎo)體應(yīng)變片：靈敏度5.單臂、雙臂、四臂電橋輸出電壓、靈敏度、非線性誤差計(jì)算6.電橋和差特性以及應(yīng)變片的合理布片5.交、流電橋平衡條件計(jì)算：有一受拉軸，它的彈性模量E=2×1011（N/M），u=0.4，四個(gè)電阻的標(biāo)準(zhǔn)值均為200（Ω），電阻靈敏度K=2，橋路電壓為2伏，測(cè)得輸出電壓為5.2（mV）。要求：（1）畫(huà)出由四個(gè)電阻組成的全橋電路圖；（2）求出軸上的縱向及橫向應(yīng)變。

應(yīng)變式電阻傳感器的用途：測(cè)量力、加速度、壓力等。壓阻式傳感器的用途：測(cè)量壓力、加速度等。7.電位器式傳感器——通過(guò)改變電位計(jì)觸頭位置，將位移變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化。簡(jiǎn)答題：畫(huà)圖說(shuō)明電位器式電阻傳感器的工作原理，導(dǎo)出電阻、電壓靈敏度的表達(dá)式。

如圖所示，電位器式傳感器的輸出電壓與位移成一定的比例關(guān)系：當(dāng)電刷移動(dòng)時(shí)就會(huì)引起輸出電壓的改變，從而進(jìn)行位移的測(cè)量。其電阻、電壓靈敏度為：第3章電容式傳感器1.電容式傳感器工作原理、分類(lèi)及應(yīng)用。2.電容式傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)3.電容式傳感器的測(cè)量電路。4.容柵式傳感器的特點(diǎn)。第4章電感傳感器2、自感傳感器的三種類(lèi)型：變間隙式、變面積式、螺管型1、電感傳感器的工作原理：非電量—L/M

分類(lèi)：自感、互感、電渦流3、測(cè)量電路4、電渦流效應(yīng)5、電渦流傳感器的工作原理與特點(diǎn)

就某一確定的差動(dòng)變壓器式位移傳感器而言，當(dāng)激勵(lì)電壓的幅值恒定時(shí)，其輸出電壓的幅值和相位分別取決于被測(cè)位移的哪些信息?答：取決于被測(cè)位移的大小和方向。計(jì)算：已知變磁通式轉(zhuǎn)速傳感器輸出電動(dòng)勢(shì)的頻率f=72Hz，測(cè)量齒盤(pán)的齒數(shù)Z=36，求：(1)被測(cè)軸的轉(zhuǎn)速是每分鐘多少轉(zhuǎn)？(2)在上述情況下，如果計(jì)數(shù)裝置的讀數(shù)誤差為±1個(gè)數(shù)字，其最大轉(zhuǎn)速誤差是多少？第6章熱電式傳感器熱電式傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化的裝置。將溫度轉(zhuǎn)換為電勢(shì)大小的熱電式傳感器叫熱電偶；將溫度轉(zhuǎn)換為電阻值大小的熱電式傳感器叫做熱電阻。1.熱電效應(yīng)2.熱電勢(shì)是由接觸電勢(shì)和溫差電勢(shì)兩部分組成3.熱電偶測(cè)溫原理4.熱電偶基本定律：中間導(dǎo)體定律、參考電極定律、中間溫度定律、均質(zhì)導(dǎo)體定律5.薄膜熱電偶說(shuō)明薄膜熱電偶式溫度傳感器的主要特點(diǎn)。答：主要特點(diǎn)是：熱容量?。ɑ驘釕T性?。?，時(shí)間常數(shù)小，反應(yīng)速度快。7.熱電偶冷溫度補(bǔ)償方法8.熱電阻傳感器是利用導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的原理進(jìn)行測(cè)溫9.熱敏電阻的分類(lèi)及溫度特性式中：

RT、R0—溫度T、T0時(shí)的阻值；

T－熱力學(xué)溫度；

B－熱敏電阻材料常數(shù)，一般取2000～6000K。計(jì)算：一熱敏電阻在0℃和100℃時(shí)，電阻值分別為200kΩ和10kΩ。試計(jì)算該熱敏電阻在20℃時(shí)的電阻值。解：熱敏電阻的一般表達(dá)式為：

式中：RT為溫度T=t+273.15(K)時(shí)的熱敏電阻的電阻值；R0為溫度T0=t0+273.15(K)時(shí)的熱敏電阻的電阻值；設(shè)t0=20℃,T0=t0+273.15=293.15(K)。則上式中的R0即為所求的值。根據(jù)題中所給條件，有

（1）

（2）（1）、（2）兩式兩邊取對(duì)數(shù)有

因此該熱敏電阻在20℃的電阻值為：壓電傳感器1.壓電效應(yīng)

并聯(lián)接法輸出電荷大，本身電容大，因此時(shí)間常數(shù)也大，適用于測(cè)量緩變信號(hào)，并以電荷量作為輸出的場(chǎng)合。串聯(lián)接法輸出電壓高，本身電容小，適用于以電壓作為輸出量以及測(cè)量電路輸入阻抗很高的場(chǎng)合。2.壓電元件的聯(lián)接形式特點(diǎn)3.壓電傳感器等效電路：電壓源和電荷源4.壓電傳感器前置放大器的作用5.簡(jiǎn)述壓電式傳感器分別與電壓放大器和電荷放大器相連時(shí)各自的特點(diǎn)。答：傳感器與電壓放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電壓成正比,但容易受電纜電容的影響。傳感器與電荷放大器連接的電路,其輸出電壓與壓電元件的輸出電荷成正比,電纜電容的影響小。5.光纖傳感器可以分為兩大類(lèi):一類(lèi)是功能型（傳感型）傳感器;另一類(lèi)是非功能型（傳光型）傳感器。功能型傳感器是利用光纖本身的特性把光纖作為敏感元件,被測(cè)量對(duì)光纖內(nèi)傳輸?shù)墓膺M(jìn)行調(diào)制,使傳輸?shù)墓獾膹?qiáng)度、相位、頻率或偏振態(tài)等特性發(fā)生變化,再通過(guò)對(duì)被調(diào)制過(guò)的信號(hào)進(jìn)行解調(diào),從而得出被測(cè)信號(hào)。非功能型傳感器是利用其它敏感元件感受被測(cè)量的變化,光纖僅作為信息的傳輸介質(zhì)。6.光柵按應(yīng)用類(lèi)型：長(zhǎng)光柵和圓光柵7.莫爾條紋的形成及其特征7.光柵傳感器利用光閘莫爾條紋測(cè)量位移8.為辨別主光柵的移動(dòng)方向,需要有兩個(gè)具有相差的莫爾條紋信號(hào)同時(shí)輸入來(lái)辨別移動(dòng)方向,且兩個(gè)莫爾條紋信號(hào)相差90°相位。9.四倍頻細(xì)分原理：在一個(gè)莫爾條紋寬度上并列放置四個(gè)光電元件，得到四個(gè)相差依次為π/2的電壓信號(hào)，在光柵作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)微分電路，在正向運(yùn)動(dòng)時(shí)，得到四個(gè)微分脈沖（加計(jì)數(shù)脈沖）；反向運(yùn)動(dòng)時(shí)，得到四個(gè)微分脈沖（減計(jì)數(shù)脈沖）。1.感應(yīng)同步器的作用是測(cè)量(C)A、電壓B、電流C、位移D、相位差2、下列測(cè)力傳感器中，屬于發(fā)電型測(cè)力傳感器的是(B)A、自感式傳感器B、磁電感應(yīng)式傳感器C、電容式傳感器D、應(yīng)變式傳感器3、極對(duì)數(shù)為4的永磁式交流測(cè)速發(fā)電機(jī)，當(dāng)其軸與轉(zhuǎn)速為600(轉(zhuǎn)/分)的被測(cè)軸相連接時(shí)，則其輸出交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為(A)A、40HzB、300HzC、600HzD、2400Hz4、莫爾條紋光柵傳感器的輸出是(A)A、數(shù)字脈沖式B、調(diào)幅式C、調(diào)頻式D、正弦波選擇題

9、下列被測(cè)物理量適合于使用紅外傳感器進(jìn)行測(cè)量的是（C）A、壓力B、力矩C、溫度D、厚度10、電橋測(cè)量電路的作用是把傳感器的參數(shù)變化轉(zhuǎn)為(C)的輸出。A、電阻B、電容C、電壓D、電荷11、通常采用的壓力敏感元件有(D)A、柱形彈性元件B、環(huán)形彈性元件C、梁形彈性元件D、波登管填空題

1、為了測(cè)得比柵距W更小的位移量，光柵傳感器要采用

細(xì)分技術(shù)

技術(shù)。2、在熱電偶中，當(dāng)引入第三個(gè)導(dǎo)體時(shí)，只要保持其兩端的溫度相同，則對(duì)總熱電動(dòng)勢(shì)無(wú)影響。這一結(jié)論被稱(chēng)為熱電偶的中間導(dǎo)體定律。3、有一個(gè)電阻式傳感器，它在量程為±50mV范圍內(nèi)的最大絕對(duì)誤差是0.2mV，則其非線性誤差應(yīng)該是+-0.2%。4、渦流傳感器的線圈與被測(cè)物體的距離減小時(shí)，互感系數(shù)M將

增大。5、在電橋測(cè)量中，由于電橋接法不同，輸出電壓的靈敏度也不同，

四臂接法可以得到最大靈敏度輸出。6、幾個(gè)熱電