傳感器與檢測技術(shù)(山科考試參考)

1.3換兩個(gè)根本功能。另外還需要信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路，關(guān)心電源。☆1.5傳感器技術(shù)的進(jìn)展趨勢2.開展根底理論爭論，查找原理、開發(fā)材料、承受工藝或探究功能3.傳感器的集成化4.傳感器的智能化5.傳感器的網(wǎng)絡(luò)化6.傳感器的微型化。2.1什么是傳感器的靜態(tài)特性？描述傳感器靜態(tài)特性的主要指標(biāo)有哪些？所描述的傳感器的輸入-輸出關(guān)系中不含時(shí)間變量。主要指標(biāo)是線性度、靈敏度、區(qū)分率、遲滯、重復(fù)性和漂移。2.4什么是傳感器的動(dòng)態(tài)特性？如何分析傳感器的動(dòng)態(tài)特性？〔輸入〕的響應(yīng)〔輸出〕特性，即其輸出對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。分析：可從時(shí)域和頻域兩方面分別承受瞬態(tài)響應(yīng)法和頻率響應(yīng)法來分析。常的動(dòng)態(tài)特性。2.6NNx〔t〕=X。cos(wt)時(shí)，則系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)輸出必定是與y(t)=Y。cos(wt+φ。),但其幅值和初始相位將可能發(fā)生變化。意義：當(dāng)檢測系統(tǒng)的輸入信號(hào)是由多個(gè)信號(hào)疊加而成的簡單信號(hào)時(shí)，依據(jù)疊擾，繼而承受濾波提取有用信息。傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)信號(hào)和階躍信號(hào)。最小二乘法求傳感器輸入輸出關(guān)系式中的待定系數(shù)：3.1答：當(dāng)被測物理量作用在彈性元件上，彈性元件在力、力矩或壓力等作用下映了被測物理量的大小。電阻應(yīng)變片溫度誤差緣由？補(bǔ)償方法？合式自補(bǔ)償應(yīng)變片，補(bǔ)償電路。試分析差動(dòng)測量電路在應(yīng)變電阻式傳感器測量中的好處。單臂電橋測量電路存在非線性誤差，而半橋差動(dòng)和全橋差動(dòng)電路均無非線性誤差。2.44.1答:變磁阻電感式傳感器，差動(dòng)變壓器電感式傳感器，電渦流電感式傳感器。4.6答：電橋兩臂Z1,Z2為傳感器線圈阻抗當(dāng)傳感器銜鐵上移：如Z1=Z+ΔZ，Z2=Z－ΔZ，當(dāng)傳感器銜鐵下移：如Z1=Z－ΔZ，Z2=Z+ΔZ，此時(shí)4.9答：零點(diǎn)剩余電壓的產(chǎn)生緣由：1.〔線圈〕傳感器的兩個(gè)二次繞組的電氣參點(diǎn)剩余電壓的基波；2.〔鐵心〕由于磁性材料磁化曲線的非線性〔磁飽和、磁〔主要是三次諧波〕；3.〔電源〕勵(lì)磁電壓本身含高次諧波。：1.盡可能保證傳感器的幾何尺寸、線圈電氣參數(shù)和磁路的對(duì)稱；2.承受適當(dāng)?shù)臏y量電路，如差動(dòng)整流電路。4.11相敏檢波電路的原理是通過鑒別相位來區(qū)分位移的方向，即差分變壓器輸出移的大小，電壓的正負(fù)說明位移的方向。感器和電渦流電感式傳感器的應(yīng)用并分析工作原理。(需修正)變氣隙厚度電感式壓傳。變氣隙厚度電感式壓力傳感器工作原理：當(dāng)壓力進(jìn)入膜盒時(shí)，膜盒的頂端在壓力p的作用下產(chǎn)生于壓力p大小成正比的位移。于是銜鐵也發(fā)生移動(dòng)，使氣隙厚大小。幾種類型？各有何特點(diǎn)？答：變面積型、變介質(zhì)型、變極距型。變面積型：平板電容式傳感器的電容轉(zhuǎn)變量ΔC與水平位移Δx成線性關(guān)ΔXΔCθ變介質(zhì)型:平板構(gòu)造中串聯(lián)型構(gòu)造介質(zhì)轉(zhuǎn)變后電容增量與所加介質(zhì)的介電常數(shù)ε1△C質(zhì)的介電常數(shù)發(fā)生轉(zhuǎn)變的場合。反比，適合測量位移量。5.5電容式厚度傳感器用于測量金屬帶材在軋制過程中的厚度，在被測帶材的上C=C1+C2金屬帶材在軋制過程中不斷前行，假設(shè)帶材厚度有變化，將導(dǎo)致它與上下兩個(gè)臂，電容的變化將使得電橋產(chǎn)生不平衡輸出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)帶材厚度的檢測。擴(kuò)展：測量啤酒瓶內(nèi)液位凹凸電容式傳感器圓筒構(gòu)造變介質(zhì)型電容式傳感器，總的電容值為在圓筒構(gòu)造變介質(zhì)式電容傳感器中的液位到達(dá)肯定高度的對(duì)應(yīng)位置時(shí)，電容關(guān)閉閥門，停頓注酒。6.3是單晶構(gòu)造，抱負(fù)外形六角錐體。石英晶x、y、z壓電效應(yīng)。xzx〔壓電效應(yīng)只〕，沿該方向受力產(chǎn)生的壓電效應(yīng)稱為“縱向壓電效應(yīng)”。yx、zy〔該方向只產(chǎn)生氣械變〕。沿該方向受力產(chǎn)生的壓電效應(yīng)稱為“橫向壓電效應(yīng)”。石英晶體在沿肯定的方向受到外力的作用變形時(shí)，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時(shí)將產(chǎn)生氣械變形，外電場撤離，變形也隨之消逝，稱為逆壓電效應(yīng)。6.7〔缺圖〕壓電元件的工作原理，壓電式傳感器等效為一個(gè)電容器，正負(fù)電荷聚攏的兩個(gè)外表相當(dāng)于電容的兩個(gè)極板，極板間物質(zhì)相當(dāng)于一種介質(zhì)。電容量為。A/d，當(dāng)壓電元件受外力作用時(shí)，開路電壓U=Q/Ca 因此壓電式傳感Ca聯(lián)的電壓源。6.11答：測量時(shí)，將傳感器基座與試件剛性固定在一起。當(dāng)傳感器與被測物體一方向相反的慣性力的作用，F(xiàn)=ma。由于壓電片的壓電效應(yīng)，在他的兩個(gè)外表上Q，當(dāng)振動(dòng)頻率遠(yuǎn)低于傳感器的固有頻率時(shí)，傳感器的輸出電荷與作Q=d11f=d11ma,d11加速度。7.1Φ閉磁路。恒磁通：是指在測量過程中使導(dǎo)體位置相對(duì)于恒定磁通Φ變化而實(shí)現(xiàn)測量的E=-NBLv7.3在極性相反，磁場強(qiáng)度一樣的兩個(gè)磁鋼氣隙中放入一片霍爾片，當(dāng)霍爾片處B=0，此時(shí)霍U=KIB=k·Δz，式中，k爾片的移動(dòng)方向。擴(kuò)展：試推導(dǎo)霍爾電動(dòng)勢公式？霍爾電勢☆8.1答：1.兩個(gè)不同的導(dǎo)體兩端相互嚴(yán)密地連在一起，組合一個(gè)閉合回路。當(dāng)兩動(dòng)勢，從而形成電流，此現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。兩種導(dǎo)體自由電子密度不同，而在其接觸形成的電動(dòng)勢稱為接觸電動(dòng)勢。對(duì)單一金屬導(dǎo)體，假設(shè)將導(dǎo)體兩端分別置于不同的溫度場中，在導(dǎo)體內(nèi)電子從熱端連續(xù)向冷端轉(zhuǎn)移，并使電子反方向移動(dòng)，最終到達(dá)動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。這樣，在導(dǎo)體兩端產(chǎn)生電位差，稱為溫差電動(dòng)勢。8.2答：熱電偶測溫根本原理：熱電偶測溫是基于熱電效應(yīng)的根本原理。依據(jù)熱獲得被測溫度。答：為消退冷端溫度的影響，常用的措施有：遠(yuǎn)離工作端，放置到恒溫或溫度波動(dòng)較小的地方。度不受熱端測量溫度的影響。冷端溫度校正法：假設(shè)熱電偶的冷端溫度偏離0℃，但穩(wěn)定在t0℃，則按中間溫度定律對(duì)儀表指示值進(jìn)展修正。自動(dòng)補(bǔ)償法：也稱為電橋補(bǔ)償法，它是在熱電偶與儀表之間加上一個(gè)補(bǔ)償償。〔原理〕大多數(shù)工業(yè)測量場合。四線制的特點(diǎn)是精度高，能完全消退引線電阻對(duì)測量的影響。主要適用于試驗(yàn)室等高精度測量場合。拓展：熱電偶測鐵水溫度，框圖，工作原理。答：框圖：熱電偶》輸入》初級(jí)放大》溫度補(bǔ)償》主放大器》運(yùn)算放大器》輸出工作原理是兩種不同成份的材質(zhì)導(dǎo)體組成閉合回路,當(dāng)兩端存在溫度梯度時(shí),塞貝克效應(yīng)。器，光纖傳感器器件各自有哪些？答：光照耀到物體上使物體放射電子，或電導(dǎo)率發(fā)生變化，或產(chǎn)生光生電動(dòng)應(yīng)是指物體在入射光能量的激發(fā)下，其內(nèi)部產(chǎn)生光生載流子〔電子-空穴對(duì)〕，使體管9.7焦極電場進(jìn)入倍陽極收集作為信號(hào)輸出。具有極高的靈敏度和極低的噪聲。倍增管的光譜特性。試介紹MOS光敏單元的工作原理MOSCCD儲(chǔ)、傳輸和輸出。CCD答：CCD器件根本構(gòu)造是一系列彼此格外靠近的MOS光敏單元，這些光敏單MOS9.18頻移后的頻率為變化，即可推知物體的運(yùn)動(dòng)速度。9.21答：光電編碼器，是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機(jī)械幾何位移量轉(zhuǎn)換成90°2出，依據(jù)雙通道光碼的狀態(tài)變化確定電機(jī)的轉(zhuǎn)向。9.25答：傳感器由標(biāo)尺光柵、指示光柵、光路系統(tǒng)和測量系統(tǒng)四局部組成〔見們的輸出端得到一串電脈沖，通過放大、整形、辨向和計(jì)數(shù)系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)輸Bhθ☆10.2敏面、厚度有關(guān)。使其能對(duì)氣體成分進(jìn)展分析?！蔡崾荆翰煌瑲怏w對(duì)紅外能量的吸取是不同的〕答：設(shè)有一個(gè)測量室和一個(gè)參比室。測量室中含有肯定量的被分析氣體，對(duì)C，C10.8〔或稱微波振蕩器〕、微波天線及微波檢測器。微波發(fā)生器微波發(fā)生器是產(chǎn)生微波的裝置。由于微波波長很短、頻率很高〔300MHz~300GHz〕，要求振蕩回路有格外小的電感與電容，故不能承受一般的晶蕩器也可承受體效應(yīng)管。微波發(fā)生器產(chǎn)生的振蕩信號(hào)需要用波導(dǎo)管〔管長為10cm以上，可用同軸電纜〕傳輸。微波天線微波天線是用于將經(jīng)振蕩器產(chǎn)生的微波信號(hào)放射出去的裝置。為了保證放射光，有利于改善微波放射的方向性。微波檢測器微波檢測器是用于探測微波信號(hào)的裝置。微波在傳播過程中表現(xiàn)為空間電場的微小變化，因此使用電流-電壓呈非線性特性的電子元件，依據(jù)工作頻率的不同，有多種電子元件可供選擇〔如較低頻率下的半導(dǎo)體PN結(jié)元件、較高頻率下的隧道結(jié)元件等〕，但都要求它們在工作頻率范圍內(nèi)有足夠快的響應(yīng)速度。答:穿透法探傷和反射法探傷。反射法：脈沖反射法是當(dāng)脈沖超聲波入射至被測工件后，聲波在工件內(nèi)的反一局部聲波遇到缺陷(F)時(shí)反射回來;另一局部聲波連續(xù)傳至工件底面(B)后，也反射回來，由缺陷及底面反射回來的聲波被探頭接收時(shí)，又變?yōu)殡娒}沖波。放射波(T)、缺陷波(F)及底波(B)