第六章電氣檢測技術(shù)ppt課件

1、第六章 電氣丈量技術(shù)電氣工程概論.電氣工程概論 第六章電氣丈量技術(shù) 引言 在丈量過程中往往會(huì)發(fā)生誤差，這種誤差是難以防止的，所以根據(jù)丈量精度，有精細(xì)丈量和工程丈量兩類電氣丈量。對誤差要求不是很嚴(yán)厲，所以本章內(nèi)容屬于工程丈量范疇。 電氣丈量方法的分類和常用的丈量單位見表6-1和表6-2。.電氣工程概論 第六章電氣丈量技術(shù).電氣工程概論 第六章電氣丈量技術(shù).第一節(jié) 電磁參數(shù)的丈量電氣工程概論 第六章電氣丈量技術(shù). 電路參數(shù)是指電阻、電容和電感三種根本參數(shù)，也是描畫網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的重要參數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)對其的準(zhǔn)確丈量，目前普遍采用數(shù)字化丈量，對于電路參數(shù)的數(shù)字化丈量是經(jīng)過把被測參數(shù)轉(zhuǎn)化成直流電壓ADC或頻率

2、計(jì)數(shù)后進(jìn)展丈量的。 常用的時(shí)鐘基準(zhǔn)有LC震蕩電路、石英、GPS等。人們平常所用的鐘表，精度高的大約每年會(huì)有1分鐘的誤差，這對日常生活是沒有影響的，但在要求很高的消費(fèi)、科研中就需求更準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)工具。目前世界上最準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)工具就是原子鐘。電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量 根據(jù)原子物理學(xué)的根本原理，原子是按照不同電子陳列順序的能量差，也就是圍繞在原子核周圍不同電子層的能量差，來吸收或釋放電磁能量的。這里電磁能量是不延續(xù)的。當(dāng)原子從一個(gè)“能量態(tài)躍遷至低的“能量態(tài)時(shí)，它便會(huì)釋放電磁波。這種電磁波特征頻率是不延續(xù)的，這也就是人們所說的共振頻率。同一種原子的共振頻率

3、是一定的例如銫133的共振頻率為每秒9 192 631 770周。因此銫原子便用作一種節(jié)拍器來堅(jiān)持高度準(zhǔn)確的時(shí)間。 原子鐘是利用原子吸收或釋放能量時(shí)發(fā)出的電磁波來計(jì)時(shí)的。由于這種電磁波非常穩(wěn)定，再加上利用一系列精細(xì)的儀器進(jìn)展控制，原子鐘的計(jì)時(shí)就可以非常準(zhǔn)確。如今用在原子鐘里的元素有氫(Hydrogen)、銫(Cesium)、銣(Russium)等。原子鐘的精度可以到達(dá)每100萬年才誤差1秒。.(一)電阻的丈量 電阻的丈量是指將電阻值轉(zhuǎn)換成直流電壓后進(jìn)展丈量。目前主要采用恒流源的方法進(jìn)展丈量，即將恒定的電流Is經(jīng)過被測電阻Rx，測得Rx上的兩端壓降Ux，那么Rx=Ux/Is。根據(jù)其產(chǎn)生恒流源的方

4、法的不同又分為電位降法、比例運(yùn)算器法和積分運(yùn)算器法。電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.1、比例運(yùn)算器法圖61 比例運(yùn)算器法丈量原理圖 比例運(yùn)算放大器的原理如圖61所示。圖中UN為基準(zhǔn)源，RN為規(guī)范電阻，RX為被測電阻，根據(jù)電路可知： 由此可得：當(dāng)Ad趨于無窮大時(shí)： 電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.2、積分運(yùn)算器法 積分運(yùn)算器法的原理如圖62所示。該方法采用積分法，因此適用于高阻的丈量，丈量精度可達(dá)0.1 圖62 積分運(yùn)算法丈量原理圖 設(shè)脈沖的周期為Tc，N為脈沖的個(gè)數(shù)，那么開門時(shí)間T內(nèi)的計(jì)數(shù)值為TNTc。電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.二電容的丈量 傳統(tǒng)的電容丈量方法有諧振法和

5、電橋法兩種。隨著數(shù)字化丈量技術(shù)的開展，在丈量速度和精度上有很大的改善，電容的數(shù)字化丈量常采用恒流法。 用恒流法丈量電容的原理圖和波形圖如圖64所示，當(dāng)開關(guān)S打向復(fù)位端時(shí)，計(jì)數(shù)器和電容同時(shí)清零，然后再將開關(guān)打向丈量端，這時(shí)恒流源I對電容C進(jìn)展充電，經(jīng)過時(shí)間T后，充電電荷Q=IT，此時(shí)電容兩端電壓U=Q/C，顯然只需I和T知，測出電壓U，便可按C= IT/U計(jì)算出電容值，恒流源向C充電，同時(shí)時(shí)標(biāo)脈沖Cp經(jīng)與門進(jìn)入計(jì)數(shù)器。當(dāng)Uc值大于UR時(shí)，比較器輸出零 電平，停頓計(jì)數(shù)，這時(shí)顯示的數(shù)據(jù)就是與電容值成正比的丈量結(jié)果。即 T=NTCP 電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.圖64 用恒流法丈量電容的原理

6、圖電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.三電感的丈量 運(yùn)用交流電橋法雖然能較準(zhǔn)確的丈量電感，但交流電橋的平衡過程復(fù)雜，而且經(jīng)過丈量Q值確定電感的方法，誤差較大。采用時(shí)間常數(shù)的數(shù)字化丈量方法丈量電感較簡單適用。 普通電感含有線圈電阻R和寄生電容Co，通常Co很小，在工頻情況下可以忽略。所以實(shí)踐電感可以視為一純電感L和電阻R的串聯(lián)，其時(shí)間常數(shù)=L/R，丈量電感的原理圖如圖65所示 電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.圖65 時(shí)間常數(shù)法丈量電感的根本原理圖a原理圖 b電流變化曲線圖電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量. 在t=0時(shí)合上開關(guān)，電感中的電流i將按指數(shù)曲線上升，其最大值為I。從圖中可看出

7、，在開場階段變化的曲線和t=0時(shí)辰的切線根本重合。I與i交點(diǎn)的橫坐標(biāo)為T，從圖中可知 只需先測出電感線圈的直流電阻，并知U便可計(jì)算出I，那么由測定的T即可求得，從而計(jì)算出L=R。電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.二、 頻率和相位的丈量一頻率的丈量 在電子丈量技術(shù)中，頻率是一個(gè)最根本的參數(shù)，而且頻率丈量的精度曾經(jīng)到達(dá)了10-13數(shù)量級，是目前物理量中能丈量的最準(zhǔn)確的參數(shù)之一。因此，在檢測技術(shù)中經(jīng)常將一些非電量或其它電參量先轉(zhuǎn)換成頻率，然后加以丈量，以提高丈量精度。目前丈量頻率的方法有電橋法、諧振法、差頻法、電子計(jì)數(shù)法等，本節(jié)主要引見計(jì)數(shù)法的丈量原理。 計(jì)數(shù)法丈量頻率就是按此定義設(shè)計(jì)的方案，其

8、丈量原理圖如圖66和波形圖如圖67所示。電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.圖66 計(jì)數(shù)法丈量頻率原理圖電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.圖67 計(jì)數(shù)法丈量頻率的各點(diǎn)波形圖電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.從圖中可以看出，它是由以下幾部分組成：1輸入通道 普通由通道放大電路和整形電路組成，整形后方波信號的幅度應(yīng)與主閘門的邏輯輸入開門信號相匹配。2時(shí)間基準(zhǔn)電路 通常采用石英晶體振蕩器經(jīng)整形和一系列的分頻電路構(gòu)成時(shí)間基準(zhǔn)。3控制電路 用來使主閘門在所選擇的基準(zhǔn)時(shí)間內(nèi)翻開，使整形后的被測脈沖信號經(jīng)過并送往計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，而顯示器的小數(shù)點(diǎn)受時(shí)間基準(zhǔn)選擇電路同步控制，所以即使選用不同的時(shí)間基準(zhǔn)，顯

9、示器上仍能顯示被測頻率的值。電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.4任務(wù)原理 首先將被測頻率fx其波形經(jīng)整形放大后使它變?yōu)橐唤M系列脈沖，可便于脈沖計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。該計(jì)數(shù)器只在控制門開啟時(shí)才干對被測頻率fx的脈沖計(jì)數(shù)?？刂崎T開啟時(shí)間是由石英振蕩器產(chǎn)生的規(guī)范脈沖經(jīng)脈沖(周期為T0)分頻器分頻以后得到的。假設(shè)分頻倍數(shù)為K倍，那么控制門開啟時(shí)間為TD=KT0，在這一段時(shí)間內(nèi)脈沖計(jì)數(shù)器進(jìn)展計(jì)數(shù)，其值為N=TDfx 假設(shè)選TD1s，那么可把上式寫為 N=fx 所計(jì)數(shù)值可由數(shù)碼管直接顯示出來。這種方法具有采樣速度快，便于多路輸入，對于自動(dòng)丈量、遙遠(yuǎn)丈量均極為方便。電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.二相位的丈

10、量 相位是交流信號的一個(gè)重要的參數(shù)，相位的數(shù)字化丈量運(yùn)用類似頻率計(jì)丈量時(shí)間的原理。利用相位-頻率轉(zhuǎn)換器丈量的原理如圖68所示。圖68 相位頻率轉(zhuǎn)換式數(shù)字相位計(jì)原理圖(a) 原理圖；(b)轉(zhuǎn)換波形圖電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.由圖可知，被測相位為： 式中，To時(shí)標(biāo)脈沖的周期； Nx在Tx時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)值； T被測信號的周期。由于T也是未知量，所以必需經(jīng)過兩次丈量，并經(jīng)過計(jì)算得到x。由于T=NTT0。所以電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.從上式中可以看出，該丈量方法的準(zhǔn)確度直接受時(shí)標(biāo)頻率的影響。例如，精度要求為0.10。那么要求T0/T0.10/3600,f03600fx，即當(dāng)被測信號頻

11、率增大時(shí)，時(shí)標(biāo)信號頻率相應(yīng)加大到3600倍。當(dāng)輸入信號為正弦波或三角波時(shí)，必需首先經(jīng)過整形變?yōu)榉讲ㄐ盘?。轉(zhuǎn)換時(shí)的門限電平的漂移會(huì)給丈量帶來較大的誤差。電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.三、電壓的丈量從丈量的角度來講，普通根據(jù)被測電壓的類型可以分為直流電壓、交流電壓和脈沖電壓。對于直流電壓的丈量，相對來講比較簡單，因此，本節(jié)著重引見交流電壓和脈沖電壓的丈量。 一交流電壓的丈量交流電壓可用平均值、有效值、峰值來表征。1、交流電壓平均值的丈量交流電壓平均值的表達(dá)式為全波 半波 平均值在電路上的實(shí)現(xiàn)通常運(yùn)用線性檢波器。為了獲得轉(zhuǎn)換精度高、線性度好、頻率范圍寬和動(dòng)態(tài)過程短的檢波效果，通常采用運(yùn)算放大

12、器的負(fù)反響特性抑制二極管檢波的非線性，構(gòu)成線性檢波器，也稱平均值檢波器。電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.圖69 半波線性檢波器(a) 原理圖；(b)線性檢波特性圖電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量. 圖69所示電路為反相半波檢波器，當(dāng)輸入信號Ui0時(shí)，運(yùn)放的輸出電壓Ui0，二極管VD2導(dǎo)通，VD1截止，運(yùn)放處于深度負(fù)反響形狀，檢波器的輸出電壓Uo=0。當(dāng)Ui.式中， 放電回路的時(shí)間常數(shù) 充電回路的時(shí)間常數(shù) 被測信號的最大周期 被測信號的最小周期 那么，Uo即為Ui的峰值。圖611 根本峰值檢波器電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.四、磁丈量磁丈量包含的范圍很廣，大致可以分為三個(gè)方面：

13、1對磁場和磁性資料的丈量；2分析物質(zhì)的磁構(gòu)造，察看物質(zhì)在磁場中的各種效應(yīng)；3在邊緣學(xué)科領(lǐng)域中，利用磁場與其他物理量的關(guān)系，經(jīng)過丈量磁性來測出其它量。電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量. 以下主要引見丈量磁場的沖擊法和霍爾效應(yīng)法。一沖擊法 圖614 沖擊法丈量原理 (a)沖擊原理圖；(b)等效電路沖擊法的丈量原理如圖614所示。 電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.線圈中感應(yīng)的電動(dòng)勢為此電動(dòng)勢將在丈量回路中引起脈沖電流i(t)，設(shè)丈量回路的總電阻為R，總自感為L，其等效回路如圖6-14(b) 所示，那么有(6-4)為了找出磁通變化與經(jīng)過沖擊電流計(jì)電量之間的關(guān)系，我們將式(6-4)兩邊同時(shí)對時(shí)

14、間進(jìn)展積分，得式中t0為磁通變化的繼續(xù)時(shí)間。電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.由于磁通開場變化前和變化終了后，電路中電流都為零，即i(t0) i(0)0故得到(6-5)式中Q為經(jīng)過沖擊電流計(jì)的總電量。電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.二霍爾效應(yīng)法將一塊金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體薄片放在磁場中，如圖615所示，沿垂直于磁場的方向上通以電流I，這些運(yùn)動(dòng)著的電子，在磁場中將遭到絡(luò)侖磁力的作用，而使電子偏向薄片的x面，從而在x，y兩個(gè)面構(gòu)成一個(gè)電壓UH,這個(gè)效應(yīng)稱為霍爾效應(yīng)，電壓UH稱為霍爾電壓。 電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.圖615 霍爾效應(yīng)法電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.x,y兩側(cè)

15、面間的霍爾電壓為 式中：RH霍爾系數(shù)，它與資料的性質(zhì)有關(guān)； d半導(dǎo)體薄片的厚度； b半導(dǎo)體薄片的寬度； l半導(dǎo)體薄片的長度； 霍爾元件中的電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的關(guān)系，有 其中，那么可求出霍爾電壓與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系，有即測出了霍爾電壓，就可以求出空間的磁感應(yīng)強(qiáng)度B。電氣工程概論 6.1 電磁參數(shù)的丈量.作業(yè)P290T6-2、T6-5、T6-6.第二節(jié) 傳感器技術(shù) 電氣工程概論 第六章電氣丈量技術(shù).引言 傳感器是一種可以感遭到規(guī)定的被丈量并按照一定規(guī)律再轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或安裝，即是一種以一定的精度把被丈量轉(zhuǎn)換為與之有確定對應(yīng)關(guān)系的，便于運(yùn)用的某種物理量的丈量安裝。非電量丈量的關(guān)鍵技術(shù)就

16、是如何將非電量轉(zhuǎn)換成電量的技術(shù)傳感技術(shù)。 從運(yùn)用的角度出發(fā)，根據(jù)所轉(zhuǎn)換的物理類型可分為：電參量、磁電式、壓電式、光電式、熱電式等。電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù).一電阻式傳感器電阻式傳感器是指將有關(guān)非電量如位移、壓力、流量等變換成與電阻阻值有關(guān)的電量傳感器。它包括線性電位器傳感器、非線性電位器傳感器、電阻應(yīng)變傳感器、壓力傳感器和金屬電阻傳感器，本文引見一種電阻應(yīng)變傳感器。電阻應(yīng)變式傳感器是利用元件的電阻隨著機(jī)械形變的大小而變化，其電阻應(yīng)變片是用直徑為0.025mm的具有高電阻率的金屬電阻絲制成，如圖616所示。圖中，l為應(yīng)變片的標(biāo)距或稱為任務(wù)基長，b稱為應(yīng)變片的任務(wù)寬度。應(yīng)變片的轉(zhuǎn)換原理是金

17、屬電阻的應(yīng)變效應(yīng)。所謂應(yīng)變效應(yīng)是指金屬絲的電阻值隨其變形而發(fā)生改動(dòng)的一種物理景象。 電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù).圖616 電阻應(yīng)變片的外形 電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù).二電容式傳感器 電容式傳感器利用電容器的原理，將非電量如壓力、溫度等轉(zhuǎn)化為電容量，從而實(shí)現(xiàn)非電量到電量的轉(zhuǎn)化和丈量。平板電容器和圓筒形電容器如圖617所示。 圖617 兩種常用電容器 a) 圓筒形電容器 b)平板電容器 電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù).平板電容器的電容為式中C為電容量(F)；d為兩平行極板的間隔(m)；r為極板間介質(zhì)的相對介電常數(shù)；0為真空介電常數(shù)；為極板間介質(zhì)的介電常數(shù)；A為極板相互遮蓋面積。圓筒

18、形電容器的電容為式中C為電容量(F)；l為圓筒的長度(m)；R為外圓的半徑(m) ；r為內(nèi)圓的半徑(m) 。由此可見，電容式傳感器的根本任務(wù)原理是經(jīng)過改動(dòng)電容器的參數(shù)r 、d、A或l中的任何一個(gè)，從而實(shí)現(xiàn)電容量C的改動(dòng)。根據(jù)改動(dòng)的量的不同可以分為變間隙型、變面積型和變介電常數(shù)型。電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù).三氣敏傳感器氣敏傳感器利用了氣體的某些物理化學(xué)性質(zhì)，將被測氣體的某些特定成分轉(zhuǎn)換成便于丈量的電信號。氣敏傳感器具有丈量范圍寬，精度高，靈敏度高，任務(wù)可靠，體積小，本錢低等一系列特點(diǎn)，它廣泛的運(yùn)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、環(huán)保、醫(yī)療等各個(gè)領(lǐng)域中。半導(dǎo)體式氣敏元件開展最為迅速，下面引見半導(dǎo)體式氣

19、敏傳感器。氣敏傳感器的構(gòu)造見圖618a。電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù).圖618 氣敏電阻構(gòu)造及原理圖(a)構(gòu)造圖；(b)任務(wù)原理圖1加熱電極 2氣敏資料 3信號引出電極電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù).電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù)其任務(wù)原理見圖618b，通電后，元件被加熱，阻值迅速下降，普通經(jīng)210分鐘后，阻值到達(dá)穩(wěn)定形狀，這一形狀稱為初始穩(wěn)定形狀。到達(dá)初始穩(wěn)定形狀時(shí)間的長短與環(huán)境條件有關(guān)。必需指出，運(yùn)用元件時(shí)必需預(yù)熱，待元件到達(dá)初始穩(wěn)定形狀時(shí)，才干開場丈量。. 當(dāng)加熱的氣敏電阻外表接觸并吸附被測氣體時(shí)，被吸附的氣體分子首先在外表分散而失去動(dòng)能，此間部分氣體分子被蒸發(fā)，剩余的氣體分子被

20、離解而固定在吸附位置上。假設(shè)氣敏元件資料的功率函數(shù)比被吸附氣體分子的電子的親和力小，那么被吸附的氣體分子就從元件外表奪取電子，以陰離子方式被吸附。具有陰離子吸附性質(zhì)的氣體稱為氧化性氣體如O2等。氣敏元件吸附的氧化性氣領(lǐng)會(huì)使載流子的數(shù)目減少，從而表現(xiàn)為元件的阻值添加，如圖6-18(b)中虛線所示。假設(shè)氣敏元件的資料的功率函數(shù)大于被吸附氣體的離子化動(dòng)能，被吸附氣體的電子被元件俘獲，而以陽離子方式被吸附。具有陽離子吸附特性的氣體稱為復(fù)原性氣體如H2、CO等。復(fù)原性氣體被吸附時(shí)，會(huì)以載流子的數(shù)目添加，表現(xiàn)出元件的阻值減小的特性，好像6-18(b)實(shí)線所示。電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù).四超聲波式傳

21、感器超聲波傳感器包含了超聲波發(fā)生器和超聲波接受安裝。 超聲波發(fā)生器是利用壓電晶體的電致伸縮效應(yīng)，在電極上施加頻率高于20kHz的交流電，壓電晶體就會(huì)產(chǎn)生超聲機(jī)械振動(dòng)，從而發(fā)出超聲波，如圖6-20a。 圖620 超聲波發(fā)生器和接受器原理圖 (a)超聲波發(fā)生器原理圖；(b)超聲波接受器原理圖電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù).超聲波接納器是利用壓電晶體的壓電效應(yīng)原理任務(wù)的，其原理圖如圖620b所示。在壓電晶體的電軸或機(jī)械軸的兩端面施加某一頻率的超聲波，那么在壓電晶體的電軸的兩個(gè)端面出現(xiàn)頻率與外加超聲波頻率一樣的交變電荷，交變電荷的幅值與所施加的超聲波強(qiáng)度成正比。經(jīng)過丈量電路將交變的電荷轉(zhuǎn)化為電壓或電

22、流輸出。 電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù).電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù)五紅外式傳感器紅外式傳感器經(jīng)過檢測紅外線特征的變化，并轉(zhuǎn)換成各種便于丈量的物理量，可以丈量各種非電量。目前，將紅外線轉(zhuǎn)換成便于丈量的紅外敏感元件可分為兩類：紅外熱探測器和紅外光電探測器。這些紅外式傳感器廣泛地運(yùn)用于熱工量、機(jī)械量、成分量及開關(guān)量的檢測。.光電紅外探測器根據(jù)采用的敏感元件的不同，可以分為光電導(dǎo)型紅外探測器和光生伏特型紅外探測器。光電導(dǎo)型紅外探測器的原理圖如圖621所示，其任務(wù)原理是將被測目的輻射的紅外光經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)聚焦和調(diào)制器調(diào)制成脈沖光投射在根據(jù)光電效應(yīng)制成的紅外光敏電阻上，紅外光敏電阻的交變信號經(jīng)丈量電

23、路、前置放大和選頻放大，最后調(diào)制成直流信號放大輸出。 熱紅外探測器是根據(jù)熱釋晶體的熱釋電效應(yīng)制成的。其任務(wù)原理為：熱釋電晶體在調(diào)制角頻率的紅外光作用下，由于熱釋電效應(yīng)，晶體的兩端面產(chǎn)生角頻率為的面束縛電荷qs,那么當(dāng)足夠高時(shí)，晶體內(nèi)部和外部的自在電荷來不及中和面束縛電荷qs，兩端面有電荷的累積，見圖622a。 電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù).圖621 光導(dǎo)型紅外探測器 電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù).六光電式傳感器當(dāng)光照射在某些物質(zhì)上，物質(zhì)的電子吸收光子的能量而釋放電子的景象，稱為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)普通分為外光電效應(yīng)、光導(dǎo)效應(yīng)和光生伏特效應(yīng)。利用這種光電效應(yīng)制造的轉(zhuǎn)換元件稱為光電式傳感器。

24、目前對于光電元件信號的檢測方法有以下幾種：1透射式 2反射式 3輻射式 4遮擋式 5開關(guān)式 電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù).圖623 光電元件的信號監(jiān)測方法a透射式 b)反射式 c輻射式 d)遮擋式電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù).七變送器變送器將各種物理量轉(zhuǎn)換成一致的規(guī)范信號。變送器種類繁多，但按其運(yùn)用場所可以分為電量變送器和非電量變送器兩大類，常用的電量變送器有電壓、電流、功率等，而常用的非電量變送器有溫度、壓力、流量等。下面引見幾種常用的變送器。 1、交流電流、電壓變送器將被測交流電流或交流電壓變換為與其成線性比例的直流電流或直流電壓。其原理框圖如圖624所示。 電氣工程概論 6.2

25、傳感器技術(shù).圖624 交流電流、電壓變送器原理框圖電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù).被測交流信號經(jīng)輸出互感器耦合送入整流濾波電路，轉(zhuǎn)換成單向脈動(dòng)電流，經(jīng)有源濾波輸出一個(gè)非常穩(wěn)定的直流。補(bǔ)償電路用于小信號時(shí)互感器鐵心磁化曲線的非線性影響和改善整機(jī)的溫度特性。電流、電壓變送器還有有效值變送器、峰值變送器，超低頻電流、電壓變送器等。2、 溫度變送器電氣工程概論 6.2 傳感器技術(shù)3、壓力變送器.第三節(jié) 高壓實(shí)驗(yàn)安裝及其丈量電氣工程概論 第六章電氣丈量技術(shù).一、穩(wěn)態(tài)高電壓的丈量 穩(wěn)態(tài)高電壓，主要是指工頻交流高電壓和直流高電壓，丈量高電壓的難度在于丈量時(shí)往往有走漏的影響、電暈的影響，在交流電壓下還有雜散

26、參數(shù)的影響。電壓高達(dá)數(shù)兆伏時(shí)，難度更大。 在高壓實(shí)驗(yàn)室中丈量交流高電壓的方法很多，目前常用的有以下幾種：1利用氣體放電丈量交流高電壓；2利用靜電力丈量交流高電壓；3采用電容分壓器系統(tǒng)來丈量交流高電壓。以上前兩種均可用來直接丈量穩(wěn)態(tài)高電壓，即交流高電壓和直流高電壓。 各種丈量儀表的量程是有限制的，經(jīng)常經(jīng)過分壓器來擴(kuò)展儀表的量程，即讓被測電壓的大部分電壓降降落在分壓器的高壓臂上，丈量儀表測得的僅是低壓臂上的電壓降，再乘上分壓比即可得被測電壓。電氣工程概論 6.3 高壓實(shí)驗(yàn)安裝及其丈量.(一) 球隙丈量法球隙法主要用于交流電壓、規(guī)范全波沖擊電壓(包括雷電波和操作波)和直流電壓的丈量。因球隙放電是與電壓峰值相關(guān)的，所以丈量的是電壓的峰值。當(dāng)銅球間隔與銅球直徑之比大于0.5時(shí)，其放電電壓數(shù)值的準(zhǔn)確性較差。圖625 球隙丈量法的接線圖C0試品；G球隙電氣工程概論 6.3 高壓實(shí)驗(yàn)安裝及其丈量.丈量球隙作為一種高電壓丈量方法的優(yōu)點(diǎn)是：1可以丈量穩(wěn)態(tài)高電壓和沖擊電壓的幅值，幾乎是直接丈量超高電壓的獨(dú)一設(shè)備；2構(gòu)造簡單!容易自制或購買!不易損壞；3有一定的準(zhǔn)確度，普通以為丈量交流及沖擊電壓時(shí)的不確定度可在3%以內(nèi)。但此丈量方法也有許多缺陷： 1丈量