傳感器知識(shí)點(diǎn)

1、傳感器與自動(dòng)檢測技術(shù)第一章1、檢測的定義：檢測是利用各種物理、化學(xué)反應(yīng)、選擇合適的方法與裝置，將生產(chǎn)、科研、生活等各方面的有關(guān)信息通過檢查與測量的方法賦予定性或者定量結(jié)果的過程。能夠自動(dòng)的完成整個(gè)檢測處理過程的技術(shù)成為自動(dòng)檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)。2檢測系統(tǒng)的一般構(gòu)成框圖：數(shù)據(jù)顯示、紀(jì)錄、分析、綜合判斷、決策、監(jiān)控31）傳感器是檢測系統(tǒng)的第一環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮被測量和被測對象的特點(diǎn)，在了解被 測對象和各種傳感器的特性的基礎(chǔ)上，根據(jù)被測量精度的要求、被測量變化范圍、被測 量所處的環(huán)境條件、傳感器的體積以及整個(gè)檢測系統(tǒng)的性能要求等限制，合理地選擇傳 感器。2）信號(hào)調(diào)理電路是對傳感器的傳輸電信號(hào)做進(jìn)一步的

2、加工處理，多數(shù)是進(jìn)行信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換，包括對信號(hào)的轉(zhuǎn)換、放大濾波等。3）紀(jì)錄、顯示儀器是將所測的信號(hào)變成一種能成為人們所理解的形式，以供人們觀察和分 析。4）信號(hào)分析處理用來對測試所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)今夕處理、運(yùn)算、邏輯判斷、線性變換，對動(dòng)態(tài)測試結(jié)果做頻譜分析（幅值譜分析、功率譜分析）、相關(guān)分析等，完成 這些工作必須采用計(jì)算機(jī)技術(shù)。數(shù)據(jù)處理結(jié)果通常送到顯示器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)去。所謂的執(zhí)行機(jī)構(gòu)通常指各種繼電器、電磁鐵、電磁閥門、電磁調(diào)節(jié)閥、伺服電動(dòng)機(jī)等，他們在電路中是起通 斷、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)等作用的電氣設(shè)備。3、傳感器的定義：能夠感受（或響應(yīng)）規(guī)定的被測量，并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信 號(hào)的期間或裝置，通

3、常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。4、傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和其他輔助元件組成。1）敏感元件一一感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的其他量的元件。2）轉(zhuǎn)換元件一一又稱傳感元件，是傳感器的重要組成元件。5、信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路一一能把傳感元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成便于顯示、紀(jì)錄和控制點(diǎn)有用信號(hào)的電路。傳感器組成框圖：被測信息輸出信息敏感元件> 轉(zhuǎn)換元件 信號(hào)調(diào)理電路輔助電源電路6、通常用來描述靜態(tài)響應(yīng)特性的指標(biāo)有測量范圍、靈敏度、非線性度、回程誤差等。7、精確度（精度）指標(biāo)有三個(gè)：精密度、正確度和精確度。1）精密度 ：說明結(jié)果的分散性。越小說明結(jié)果越精密（對應(yīng)隨機(jī)誤差）。2）正確度 ：說明測

4、量結(jié)果偏離真實(shí)值大小的程度（對應(yīng)系統(tǒng)誤差）。3）精確度 ：含有精密度和正確度兩者之和的意思，即測量的綜合優(yōu)良程度。7、系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性一般通過描述系統(tǒng)的微分方程、傳遞函數(shù)、頻率響應(yīng)函數(shù)、單位脈沖響應(yīng)函數(shù)等數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行研究。8、要實(shí)現(xiàn)不是真檢測，檢測系統(tǒng)的幅頻特性應(yīng)為常數(shù)，相頻特性應(yīng)為線性。A（3）二|G（j 3）|WA（常數(shù)）引起的失真稱為幅值失真，（）與3之間不滿足線性關(guān)系引起的失真稱為相位失真。第二章1、真值：指一定的時(shí)間及空間條件下，被測量客觀存在的實(shí)際值。2、標(biāo)稱值：計(jì)量或測量器具上標(biāo)注的量值。3、示值：由測量儀器給出或提供的量值，也稱測量值。4、測量結(jié)果的精密度：反映測量結(jié)果與真

5、值接近程度的量。它與誤差大小對應(yīng)，即：誤差 大，精度低；誤差小，精度高?？杉?xì)分為：一、準(zhǔn)確度（反應(yīng)測量中系統(tǒng)誤差的大小，即測 量結(jié)果偏離真值的程度）；二、精密度（反應(yīng)測量中隨機(jī)誤差的大小，即測量結(jié)果的分散程 度）；三、精確度（反應(yīng)測量中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差綜合影響的程度）。其中，精密度與準(zhǔn)確度的區(qū)別由圖2.1可知，曲線1表示準(zhǔn)確卻不精密（8小，。大）的測量，曲線2表示精密卻不準(zhǔn)確（8小，b大）的測量。要同時(shí)兼顧準(zhǔn)確度和精密度，才能成為精確的測量5 測量誤差分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差三大類。（ 1） 系統(tǒng)誤差在相同條下，對同一被測量進(jìn)行多次重復(fù)測量時(shí)， 出現(xiàn)某種保持恒定或按一定規(guī)律變化著的誤

6、差稱為系統(tǒng)誤差。凡誤差的數(shù)值固定或按一定規(guī)律變化者，均屬于系統(tǒng)誤差。2）隨機(jī)誤差在相同條件下，對同一被測量進(jìn)行多次重復(fù)測量時(shí)，受偶然因素影響而出現(xiàn)誤差的絕對值和符號(hào)以不可預(yù)知的方式變化著， 則此類誤差稱為隨機(jī)誤差。 隨機(jī)誤差不可能修正6 .系統(tǒng)誤差的判別：a）大體上正負(fù)相間無顯著變化規(guī)律一一不存在系差；（b）有規(guī)律地向一個(gè)方向成比例變化有線性系差存在； （ c ） 有規(guī)律地重復(fù)交替呈周期性變化周期性系差存在； （ d）呈周期性與線性復(fù)合變化復(fù)雜系差存在。7 .通常，用絕對誤差來評(píng)價(jià)相同被測量測量精度的高低，相對誤差可用于評(píng)價(jià)不同被測量測量精度的高低。為了減少儀器表引用誤差，一般應(yīng)在滿量程2/3

7、 范圍以上進(jìn)行測量。第三章1、半導(dǎo)體應(yīng)變片是用半導(dǎo)體材料，采用與絲式應(yīng)變片相同方法制成的半導(dǎo)體應(yīng)變片。2、電阻式傳感器的測量電路常用橋式測量電路。3、電容式傳感器是利用將非電量的變化轉(zhuǎn)化為電容量的變化來實(shí)現(xiàn)對物理量的測量?？煞譃樽儤O距型、變極板面積型、變介質(zhì)型三種類型。4、電感式傳感器是利用電磁感應(yīng)原理將被測的非電量的變化轉(zhuǎn)換成線圈的自感系數(shù)L 或者互感系數(shù) M 的變化的裝置?？煞譃樽愿邢禂?shù)變化型和互感系數(shù)變化型。5、可變磁阻型自感式傳感器又分為氣隙厚度變化型、氣隙面積變化型和螺管型三種類型。6、電感傳感器所采用的測量電路一般為交流電橋。7、互感式傳感器則是把被測量的變化轉(zhuǎn)換為變壓器的互感變化

8、。由于變壓器的二次線圈常接成差動(dòng)形式， 故又稱為差動(dòng)變壓器式傳感器。 差動(dòng)變壓器式傳感器的應(yīng)用非常廣泛， 凡是與位移有關(guān)的物理量均可經(jīng)過它轉(zhuǎn)換成電量輸出。常用于測量振動(dòng)、厚度、應(yīng)變、壓力、加速度等各種物理量。8、根據(jù)電渦流效應(yīng)制成的傳感器叫做電渦流式傳感器?？煞譃楦哳l反射型和低頻投射型兩類。9、用于電渦流式傳感器的測量電路主要有調(diào)頻式、調(diào)幅式電路兩種。10、壓電式傳感器是以具有壓電效應(yīng)的元件作為轉(zhuǎn)換元件的有源傳感器。11、壓電效應(yīng)：當(dāng)某些物質(zhì)沿其一定方向施加壓力或者拉力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生形變，此時(shí)這種材料的兩個(gè)表面將產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷。12、壓電材料可分為：壓電晶體和壓電陶瓷。常見的壓電晶體有天然和人

9、造石英晶體 壓電陶瓷是人造多晶體系壓電材料。常用的有鈦酸根、錯(cuò)鈦酸鉛、鋸酸鹽系壓電陶瓷。13、壓電傳感器可用來測量力、壓力、加速度、位移等物理量。14、磁電式傳感器是通過磁電作用將被測量（如振動(dòng)、位移、轉(zhuǎn)速等）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種傳感器，也成電磁感應(yīng)傳感器。根據(jù)結(jié)構(gòu)方式不同，磁電感應(yīng)式傳感器通常有兩種：動(dòng)圈式和 磁阻式。15、熱電式傳感器是將溫度變化轉(zhuǎn)換為電量變化的裝置。16、將兩種不同材料的導(dǎo)體 A和B串接成一個(gè)閉合回路，當(dāng)兩個(gè)接點(diǎn)溫度不同時(shí)，在回路 中就會(huì)產(chǎn)生熱電勢，形成電流，此現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)或賽貝克效應(yīng)。17、熱電偶的熱電勢由接觸電勢和溫差電勢兩部分組成。18、實(shí)踐證明，在熱電偶回路中起

10、主要作用的是兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的接觸電勢，因而將單一導(dǎo)體的溫差電動(dòng)式忽略不計(jì)。則 19、熱電偶定律：1）中間導(dǎo)體定律：在熱電偶測溫回路內(nèi)，接入第三種導(dǎo)體時(shí)，只要第三種導(dǎo)體的兩端溫度 相同，則對回路的總熱電勢沒有影響。EabcTo =EabTEab ToEabTo2）中間溫度定律：在熱電偶測溫回路中， Tm為熱電極上某一點(diǎn)的溫度，熱電偶 AB在接點(diǎn) 溫度為（T, T0）時(shí)的熱電勢 EAB （T, T0）等于熱電偶 AB在接點(diǎn)溫度（T, Tm）和（Tm, T0）時(shí)的熱電勢 EAB （T, Tm）和EAB （Tm, T0）的代數(shù)和。Eab T，ToEab T, TmEab Tm, T。20、熱電阻傳感器：利用

11、導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而變化的原理（熱阻效應(yīng)）制成的傳感器。熱電阻傳感器分為：金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱電阻。金屬熱電阻：熱電阻；半 導(dǎo)體熱電阻：熱敏電阻。21、熱電阻材料主要是鉗、銅、饃、車因、鎰等。用得最多的是是鉗、銅。饃和鐵的電阻溫 度系數(shù)大，電阻率高，可用于制成體積大、靈敏度高的熱電阻。但由于容易氧化，化化 學(xué)穩(wěn)定性差，不易提純，重復(fù)性和線性度差，目前應(yīng)用還不多。22、按半導(dǎo)體電阻-溫度特性，熱敏電阻可分為三類：（1 ）負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻（ NTC ） （ 2 ）正溫度系數(shù)的熱敏電阻（ PTC）（3 ）臨界溫度系數(shù)的熱敏電阻（ CTR）23、最常見的熱敏電阻是由金屬氧化物組成的，如

12、鎰、鉆、鐵、饃、銅等多種氧化物燒結(jié)而 成。24、光電式傳感器是將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光電器件，可用于檢測直接引起光強(qiáng)變化的非電量，也可用來檢測能轉(zhuǎn)換成光量變化的其他非電量。25、光電式傳感器的基礎(chǔ)是光電轉(zhuǎn)換元件的光電效應(yīng)。光電效應(yīng)可分為兩類： 外光電效應(yīng)和 內(nèi)光電效應(yīng)。1） 外光電效應(yīng)：在光線作用下，物體內(nèi)的電子逸出物體表面向外發(fā)射的現(xiàn)象稱為外光電 效應(yīng)。2） 內(nèi)光電效應(yīng)：在光線作用下，物體的導(dǎo)電性能發(fā)生變化或產(chǎn)生光生電動(dòng)勢的效應(yīng)稱為內(nèi)光電效應(yīng)。內(nèi)光電效應(yīng)又可分為光電導(dǎo)效應(yīng)和光伏特效應(yīng)。 光伏特效應(yīng)：在光照條件下，半導(dǎo)體材料吸收光能后，引起PN 結(jié)兩端產(chǎn)生電動(dòng)勢現(xiàn)象稱為光伏特效應(yīng)。26、 基于

13、光電導(dǎo)效應(yīng)工作原理制成的光電器件有光敏電阻。 光敏電阻又稱光導(dǎo)管， 幾乎都用 半導(dǎo)體材料制成的光電。27、基于光生伏特效應(yīng)原理制成的光電器件有光電二極管、光電三極管和光電池。28、電荷耦合器件（Charge Couple Device, 縮寫為 CCD ）是一種大規(guī)模金屬氧化物半導(dǎo)體（ MOS ） 集成電路光電器件。 電荷耦合器件以電荷為信號(hào)， 具有光電信號(hào)轉(zhuǎn)換、 存儲(chǔ)、 轉(zhuǎn) 移并讀出信號(hào)電荷的功能。29、霍爾傳感器是基于霍爾效應(yīng)的一種磁敏式傳感器。器是基號(hào)二霍爾效應(yīng)的一種磁敏式傳感器。30、光纖傳感器（FOS） 是基,于光纖纖維的新型傳感器。31、振動(dòng)頻率20KHz 以上的機(jī)械波成為超聲波。

14、32、微波是指波長為1mm1m 的電磁波。33、微波傳感器可以分成反射式和遮斷式。34、微波傳感器的優(yōu)點(diǎn)：1）可以實(shí)現(xiàn)非接觸測量，因而可以進(jìn)行活體檢測，大部分測量不需要采樣。2）檢測速度快、靈敏度高可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測和實(shí)時(shí)處理，便于自動(dòng)控制。3）可以在惡劣環(huán)境條件下進(jìn)行檢測，如在高溫、高壓、有毒、有放射線環(huán)境條件下工作。4）輸出信號(hào)可以方便地調(diào)制在載波信號(hào)上進(jìn)行發(fā)射與接收，便于實(shí)現(xiàn)遙測與遙控。35、 微波傳感器存在的問題： 主要問題是零點(diǎn)漂移和標(biāo)定問題， 這些問題尚未得到很好的解決。另外，是用微波傳感器的時(shí)候外界的因素影響比較多，如溫度、氣壓、采樣位置等。36、紅外線：比紅光波長更長的光叫紅外線

15、。是一種不可見光，由于位于可見光中紅外線以外的光，故稱紅外線。37、 核輻射傳感器是根據(jù)被測物質(zhì)對射線的吸收， 反、 散射或射線對被測物質(zhì)的電離激發(fā)作用而進(jìn)行工作的。它是利用放射性同位素來進(jìn)行測量的。38、數(shù)字傳感器：就是把被測模擬量直接轉(zhuǎn)換成數(shù)字量輸出的傳感器。39、數(shù)字傳感器的特點(diǎn)：1）具有高抗干擾能力和高性噪比，有利于雜惡劣的環(huán)境下是用。通常免于噪聲和外來信號(hào)的干擾。特別是用于遠(yuǎn)距離傳輸。2）數(shù)據(jù)可以高速遠(yuǎn)距離傳輸，而不會(huì)引入動(dòng)態(tài)滯后。3）能同時(shí)做到高測量精度和大測量范圍。4）易于與計(jì)算機(jī)接口，便于信號(hào)處理和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，可以進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的高速處理，如壓縮、調(diào)制和解調(diào)、顯示、存儲(chǔ)和反復(fù)閱

16、讀及調(diào)用。5）響應(yīng)速度受各種因素的制約，有的相對較低（主要是頻率式的） 。6）數(shù)字式傳感器與數(shù)字式執(zhí)行器配合使用，特別適用于重復(fù)性的工作中。7）數(shù)字式傳感器便于動(dòng)態(tài)及多路測量，使用方便，易于和其他各種數(shù)字電路接口，實(shí)現(xiàn)積木化，為非專業(yè)人員所熟悉和使用，變成一個(gè)大眾化的傳感器。8）工作可靠性高，安裝方便，維護(hù)簡單。40、光電式編碼器用光電方法，將轉(zhuǎn)角和位移轉(zhuǎn)換成各種代碼形式的數(shù)字脈沖。41 光柵式傳感器： 是根據(jù)莫爾條紋原理制成的一種計(jì)量光柵， 主要用于位移測量及與位移相關(guān)的物理量（如：速度、加速度、振動(dòng)、質(zhì)量、表面輪廓等方面）測量。42 .直線感應(yīng)同步器和圓感應(yīng)同步器的工作原理基本相同，都是利

17、用電磁感應(yīng)原理工作。43 .生物傳感器是利用各種生物或生物物質(zhì)（是指酶、抗體、微生物等）作為敏感材料，并 將其生產(chǎn)的物理量、化學(xué)量的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)， 用以檢測與識(shí)別生物體內(nèi)的化學(xué)成分的傳 感器。44、幾種生物傳感器：酶傳感器、微生物傳感器、免疫傳感器、 。45 .智能式傳感器：是基于人工智能、信息處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)的具有分析、 判斷，量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換， 漂移、非線性和頻率響應(yīng)等自動(dòng)補(bǔ)償，對環(huán)境影響的自適應(yīng)，自學(xué)習(xí)以及超限報(bào)警、故障診斷等功能的傳感器。46 .與傳統(tǒng)傳感器相比，智能傳感器有以下特點(diǎn)：精度高、可靠性與高穩(wěn)定型強(qiáng)、高性噪比 與高分辨率、自適應(yīng)性強(qiáng)、性能價(jià)格比高。47 .MEMS通常稱微機(jī)電系

18、統(tǒng)。定義：將傳感器、信號(hào)處理器和執(zhí)行器以微型化結(jié)構(gòu)形式集 成一個(gè)完整的系統(tǒng)，而該系統(tǒng)具有“敏感”、“決定”和“反應(yīng)”的能力。48 .模糊傳感器：是在經(jīng)典傳感器數(shù)值測量的基礎(chǔ)上經(jīng)過模糊推理與知識(shí)集成，以自然語言 符號(hào)的描述形式輸出的傳感器。其基本功能：學(xué)習(xí)、推理聯(lián)想、感知和通信功能。49 .網(wǎng)絡(luò)傳感器：是指傳感器在現(xiàn)場級(jí)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使現(xiàn)場測控?cái)?shù)據(jù)就近登錄網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng) 絡(luò)所能及的范圍內(nèi)實(shí)時(shí)發(fā)布和共享。50 .網(wǎng)絡(luò)傳感器主要是由信號(hào)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元及網(wǎng)絡(luò)接口單元組成。其核心是使傳感器本身實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。51:。網(wǎng)絡(luò)傳感器基本結(jié)構(gòu)圖：網(wǎng) 絡(luò) 接 口敏感元件信號(hào)采集單元數(shù)據(jù)處理單元 網(wǎng)絡(luò)接口單元

19、第四章1 .力測量所依據(jù)的原理是力的靜力效應(yīng)和動(dòng)力效應(yīng)。2 .位移：是一個(gè)向量，包括線位移和角位移。3 .位移測量分為模擬測量和數(shù)字測量兩大類。1）常見的模擬測量傳感器：電阻式傳感器（電位器式和應(yīng)變式）、電感式傳感器（差動(dòng)電感式和差動(dòng)變壓器式）、電容式傳感器（變極距式、變面積式和變介質(zhì)式）、電渦流式傳感器、光電式傳感器及光導(dǎo)纖維傳感器、超聲波傳感器、激光及輻射式傳感器、薄膜傳感器。2）常見數(shù)字式轉(zhuǎn)化裝置有感應(yīng)同步器（直線式、圓形） 、旋轉(zhuǎn)變壓器、磁尺（帶狀、線狀、 圓形）、光柵（直線式、圓形）和各種脈沖編碼等。4 .物位是指各種容器設(shè)備中液體介質(zhì)液面的高低、兩種不相溶的液體介質(zhì)的分解面的高低和

20、固體粉末狀物料的堆積高度等的總稱。包括液位、料位、界位。5 .超聲波物位傳感器是利用超聲波在兩種介質(zhì)的分界面上的反射特性而制成的。原理：超聲波發(fā)射和接收換能器可以設(shè)置在液體中，這樣，超聲波將在液體中傳播。對于單換能器，如圖4.35中左邊兩種結(jié)構(gòu)，若超聲波從發(fā)射到液面，又從液面反射到換能器的 時(shí)間為t,則換能器距液面的距離 h為：h Vt2對于雙換能器，如圖4.35中右邊兩種結(jié)構(gòu)，若超聲波發(fā)射點(diǎn)到換能器的距離為s,則從發(fā)射到被接收經(jīng)過的路程為 2s,設(shè)兩個(gè)換能器之間的距離為 2a,那么可以推算出液位高度為：hs2 a2*超聲波傳感器具有精度高和使用壽命長的特點(diǎn)，但若液體中有氣泡或液面發(fā)生波動(dòng)，便

21、會(huì)有較大的誤差。在一般使用條件下，它的測量誤差為± 0.1 %,檢測物位白范圍為10-2104m。6 .厚度測量的傳感器：1）絕對測厚低頻透射式電渦流測厚；超聲波測厚；微波測厚；核輻射測厚。2）相對測厚一一極距變化性電容傳感器、高頻反射式渦流傳感器。7 .有些頻率的聲音直接或間接地影響著人們的生活品質(zhì)和身心健康，影響著機(jī)器設(shè)備的工 作性能和壽命，通常稱之為噪聲。8 .聲波具有一般波動(dòng)特性，在空間傳播過程中遇到阻礙物時(shí)會(huì)產(chǎn)生反射、折射和衍射和干 涉等典型波動(dòng)現(xiàn)象。兩個(gè)同頻率的聲波在聲場中相遇時(shí)會(huì)發(fā)生干涉，相遇處的聲波互相加強(qiáng)或消弱。9 .噪聲的強(qiáng)弱通常采用聲壓、聲強(qiáng)和聲功率等參量來度量

22、。10 .頻率是決定聲音高低的主要因素。11 .人耳判斷聲音響和程度用響度來度量。響度的單位為宋（sone）。12 .一般多采用近聲場的測量法， 將傳聲器置于距被測產(chǎn)品 1m,距地面1.5 m的地方來測量。13 .溫度是表征物體冷熱程度的物理量，是物體內(nèi)部分子無規(guī)則劇烈運(yùn)動(dòng)程度的標(biāo)志。14 .溫標(biāo)就是溫度的數(shù)值表示的標(biāo)尺，是溫度的單位制。15 .按照國際溫標(biāo)ITS-90,攝氏溫度t （oC）和國際開爾文溫度 T （K）之間的關(guān)系為t T 273.1516 .溫度測量方法按照感溫元件是否與被測介質(zhì)接觸，可以分為接觸式與非接觸式兩大類。17 .論述什么是接觸式、非接觸式測溫方法？答：接觸式測溫的方

23、法就是使溫度敏感元件與被測溫度對象相接觸，之間進(jìn)行充分的熱交換，當(dāng)熱交換平衡時(shí)，溫度敏感元件與被測溫度對象的溫度相等，測溫傳感器的輸出大小即反映了被測溫度的高低。常用的接觸式測溫的溫度傳感器主要有熱膨脹式溫度傳感器、熱電偶、熱電阻、熱敏電阻和溫敏晶體管等。這類傳感器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、測量 精度高、穩(wěn)定性好、 價(jià)格低；缺點(diǎn)是有較大的滯后現(xiàn)象（測溫時(shí)由于要進(jìn)行充分的熱交換），不方便于運(yùn)動(dòng)物體的溫度測量，被測對象的溫度場易受傳感器接觸的影響，測溫范圍受感穩(wěn)元件材料性質(zhì)的限制等。非接觸式測溫的方法就是利用被測溫度對象的熱輻射能量隨其溫度的變化而變化的原 理，通過測量與被測溫度對象有一定距離處

24、被測物體發(fā)出的熱輻射強(qiáng)度來測得被測溫度對象 的溫度。常見非接觸式測溫的溫度傳感器主要有光電高溫傳感器、紅外輻射溫度傳感器等。這類傳感器的優(yōu)點(diǎn)是不存在測量滯后和溫度范圍的限制，可測高溫、腐蝕、有毒、運(yùn)動(dòng)物體及固體、液體表面的溫度，不影響被策溫度，缺點(diǎn)是受被測溫度對象熱輻射率的影響，測量精度低，使用中測量距離和中間介質(zhì)對測量結(jié)果有影響等。18 .對紅外溫度傳感器的測溫原理作簡單介紹：紅外光向外界輻射出能量的大小與該物體熱力學(xué)溫度的4次方成正比：E T4 T04利用這個(gè)原理制成的溫度測量儀表叫紅外溫度傳感器。這種測量不需要與被測對象接觸，因此屬于非接觸式測量。能量主要集中在中紅外和遠(yuǎn)紅外波長。紅外溫

25、度傳感器測溫原理圖：1 .微弱信號(hào)檢測學(xué)，就是研究從噪聲中提取信息的方法及技術(shù)的學(xué)科。2 .從廣義講，噪聲可以分為兩類，即干擾和噪聲（狹義）。一、干擾是指非被測信號(hào)或非測量系統(tǒng)所引起的噪聲。干擾屬于理想上可排除的噪聲。二、狹義噪聲是指來自于被測對象、 傳感器、比較測定系統(tǒng)內(nèi)部的廣義噪聲。其特點(diǎn)：不可能徹底排除，只能設(shè)法減少，這些噪聲是隨機(jī)的。3 .微弱信號(hào)檢測方法可分為兩大類，一類是時(shí)域處理方法，即信號(hào)的所有處理都是在時(shí)域內(nèi) 進(jìn)行；另一類是頻域處理方法，即將信號(hào)變換到頻域， 然后按照信號(hào)的頻域特性對信號(hào)進(jìn)行處理。一、時(shí)域處理方法又分：常規(guī)方法、相關(guān)檢測方法、周期信號(hào)的取樣積分方法、離散 量的計(jì)

26、數(shù)統(tǒng)計(jì)、并行檢測。二、頻域檢測方法又分：窄帶化檢測技術(shù)及相干檢測技術(shù)。4 .微弱信號(hào)檢測技術(shù) ：電容檢測、壓阻檢測、壓電檢測、隧道檢測、熱流式檢測、諧振式 檢測、光纖式檢測、混沌檢測。第八早1 .按干擾的來源，可以將干擾分為內(nèi)部干擾和外部干擾。一、外部干擾：就是指那些與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)無關(guān)，由使用條件和外部環(huán)境因素所決定的干擾。主要來源于自然界的干擾以及周圍電氣設(shè)備的干擾。自然干擾主要有地球大氣放電（如雷電） 、宇宙干擾（如太陽產(chǎn)生的無線電 輻射）、地球大氣輻射以及水蒸氣、雨雪、砂塵、煙塵作用的靜電效應(yīng)等；電氣設(shè)備的干擾 主要高壓輸電線、內(nèi)燃機(jī)、熒光燈、電焊機(jī)等設(shè)備產(chǎn)生的放電干擾。二、內(nèi)部干擾：就是指

27、系統(tǒng)內(nèi)部的各種元器件、信道、負(fù)載、電源等引起的各種干擾。常見的如信號(hào)通道干擾、 電源電路干擾、和數(shù)字電路干擾。2 .干擾的引入和傳播主要有以下幾種：靜電耦合（又稱靜電感應(yīng)）、電磁耦合（電磁感應(yīng)）、共阻抗耦合、輻射電磁干擾和漏電流耦合。3 .干擾抑制問題：主要從硬件和軟件兩個(gè)方面來考慮。接地、屏蔽、去耦，以及軟件抗干擾 等是抑制干擾的主要方法。4 .檢測系統(tǒng)的接地類型主要有兩種：1保護(hù)接地2）工作接地：系統(tǒng)內(nèi)印制電路板接地的基本原則是高頻電路應(yīng)就近多接地，低頻電路應(yīng)一點(diǎn)接地。一般來說，頻率在 1MHz以下，可用一點(diǎn)接地，其地線長度就不要超過波長的1/20,否則應(yīng)采取多點(diǎn)接地；而高于 10MHz,

28、應(yīng)多點(diǎn)接地。5 .信號(hào)地（傳感器地）：一般以5導(dǎo)體（接地電阻）一點(diǎn)接地，注意這種地是不浮空的。6 .功率地：電流較大，接地線的線徑應(yīng)較粗，且與小信號(hào)地線分開，接直流地。7 .走線原則：在長線傳輸中，為了防止竄擾，行之有效的辦法是采用交叉走線法。8 .軟件抗干擾的主要措施：一、數(shù)字濾波；二、軟件陷阱：三條指令 NOP NOPL J MPERTREATWatchdo g”技術(shù)第七章1.信號(hào)調(diào)理電路是測量系統(tǒng)的組成部分，它的輸入是傳感器輸出電信號(hào),輸出為適合傳輸、顯示、紀(jì)錄或者更好地滿足后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備或裝置要求的信號(hào)。信號(hào)調(diào)理電路通常具有放大、電平移到、阻抗匹配、濾波、2 .信號(hào)調(diào)理過程示意圖：1)傳

29、感器輸出為模擬量的:調(diào)制、解調(diào)等功能。2)傳感器輸出為數(shù)字量的:3 .隔離放大器主要由輸入部分、輸出部分、信號(hào)耦合器和隔離電源組成。4 .濾波是測量系統(tǒng)排除干擾、抑制噪聲常用的方法。濾波技術(shù)分為硬件濾波和軟件濾波。5 .使用多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)將使測量系統(tǒng)具有如下優(yōu)勢增加測量維數(shù)，增加容錯(cuò)功能，改進(jìn)系統(tǒng)的可靠性和可維護(hù)性。提高精度。在傳感器測量中，不可避免地存在各種噪聲，而同時(shí)使用描述同一特征的多個(gè)不同信息，可以減少這種由測量不精確所引起的不確定性，顯著提高系統(tǒng)的精度擴(kuò)展了空間和時(shí)間的覆蓋，提高了空間分辨率及環(huán)境的適應(yīng)能力。改進(jìn)探測性能，增加響應(yīng)的有效性， 降低了對單個(gè)傳感器的性能要求，提高信息處理的速度。降低信息獲取的成本。信息融合的結(jié)構(gòu)形式：串行融合、