檢測(cè)與傳感器的技術(shù)基礎(chǔ)演示文稿

檢測(cè)與傳感器的技術(shù)基礎(chǔ)演示文稿當(dāng)前第1頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)（優(yōu)選）檢測(cè)與傳感器的技術(shù)基礎(chǔ)當(dāng)前第2頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)2、研究動(dòng)態(tài)特性的方法（1）階躍響應(yīng)法——輸入信號(hào)為階躍函數(shù)（2）頻率響應(yīng)法——輸入信號(hào)為正弦函數(shù)

3、瞬態(tài)響應(yīng)特性的評(píng)定指標(biāo)（見補(bǔ)充）（1）時(shí)間常數(shù)T（2）上升時(shí)間tr（3）響應(yīng)時(shí)間ts（4）超調(diào)量δ當(dāng)前第3頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)第2章電阻式傳感器一、應(yīng)變式傳感器☆

1、應(yīng)變效應(yīng)（P22）2、工作原理、數(shù)學(xué)關(guān)系式（注：微應(yīng)變?yōu)?με=1×10-6mm/mm）☆

3、電阻絲的靈敏系數(shù)K的物理意義單位應(yīng)變所引起的電阻相對(duì)變化量。其表達(dá)式為當(dāng)前第4頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)☆4、金屬導(dǎo)體、半導(dǎo)體材料中，哪種變化是引起電阻變化的主要因素？

1)應(yīng)變片受力后材料幾何尺寸的變化，即1+2μ；

2)應(yīng)變片受力后材料的電阻率發(fā)生的變化，即(dρ/ρ)/ε。 對(duì)金屬材料：1+2μ＞＞(dρ/ρ)/ε（P23） 對(duì)半導(dǎo)體材料：(dρ/ρ)/ε＞＞1+2μ二、電阻應(yīng)變片的測(cè)量電路1、平衡電橋測(cè)量電路（P30）2、不平衡電橋測(cè)量電路（P32）☆☆三、應(yīng)變式加速度傳感器（P37）圖2-12電阻應(yīng)變式加速度傳感器結(jié)構(gòu)圖1—質(zhì)量塊；2—等強(qiáng)度梁；3—電阻應(yīng)變敏感元件；4—?dú)んw當(dāng)前第5頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)四、氣敏傳感器按構(gòu)成氣敏傳感器材料可分為半導(dǎo)體和非半導(dǎo)體兩大類。(P39)

半導(dǎo)體氣敏傳感器是利用待測(cè)氣體與半導(dǎo)體表面接觸時(shí)，產(chǎn)生的電導(dǎo)率等物理性質(zhì)變化來(lái)檢測(cè)氣體的。五、濕敏傳感器濕敏電阻是利用濕敏材料吸收空氣中的水分而導(dǎo)致本身電阻值發(fā)生變化這一原理而制成的。1．負(fù)特性濕敏半導(dǎo)瓷及導(dǎo)電機(jī)理(P48)電阻率隨濕度增加而下降，稱之為負(fù)特性濕敏半導(dǎo)體陶瓷。2.正特性濕敏半導(dǎo)瓷及導(dǎo)電機(jī)理電阻率隨濕度增加而增大，稱之為正特性濕敏半導(dǎo)體陶瓷。當(dāng)前第6頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)第3章電感式傳感器一、自感式傳感器1、電感式傳感器的物理基礎(chǔ)（P59）☆

2、電感式傳感器的類型（P61）(1)變間隙型（δ）(2)變截面型（S）

L∝S0

，L與S0之間成線性關(guān)系。(3)螺管型（δ和S） 實(shí)際的L=f(δ，S0)為非線性。二、差動(dòng)變壓器式（互感式）傳感器1、結(jié)構(gòu)（P64）2、基于的物理基礎(chǔ)三、電渦流式傳感器1、基于的物理原理（P66）☆

2、有效電感量與位移的關(guān)系

L與δ之間是非線性關(guān)系。當(dāng)前第7頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)圖變隙式差動(dòng)電感壓力傳感器1—C型彈簧管；2—鐵芯；3—線圈1；4—銜鐵；5—線圈2；6—調(diào)機(jī)械零點(diǎn)螺釘☆☆四、自感式傳感器的應(yīng)用變隙式差動(dòng)電感壓力傳感器它主要由C形彈簧管、銜鐵、鐵芯和線圈等組成。

當(dāng)前第8頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)第4章電容式傳感器一、電容式傳感器☆

1、電容式傳感器將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為何種量？（P76）2、電容量的計(jì)算（P76）二、電容式傳感器的類型1、變面積型（P77）當(dāng)前第9頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)2)變極距型電容式傳感器的靈敏度1)電容量相對(duì)變化量的冪級(jí)數(shù)展開式3)傳感器的非線性誤差2、變極距型（P76及補(bǔ)充內(nèi)容）☆☆（1）單電容式當(dāng)前第10頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)☆☆(2)差分變極距型電容式傳感器（差動(dòng)電容）1）電容量相對(duì)變化量的冪級(jí)數(shù)展開式設(shè)；動(dòng)極板上移，d1=d0-△d，C1增加；d2=d0+△d，C2減小。差分變極距型電容式傳感器的電容相對(duì)變化量為：當(dāng)前第11頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)3）差分變極距型傳感器的非線性誤差2）差分變極距型電容式傳感器的靈敏度當(dāng)前第12頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)三、測(cè)量電路運(yùn)算放大器電路（P81）

☆對(duì)反相輸入端，考慮“虛地”，有以下電流關(guān)系：當(dāng)前第13頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)第5章壓電式傳感器一、壓力、力、工程大氣壓1、工程上的“壓力”——物理學(xué)中的壓強(qiáng)?！?/p>

2、工程大氣壓

1工程大氣壓=0.1MPa1MPa=1×106Pa☆二、壓電效應(yīng)及材料某些電介質(zhì)，當(dāng)沿著一定方向?qū)ζ涫┝Χ顾冃螘r(shí)，內(nèi)部就產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時(shí)在它的兩個(gè)表面上便產(chǎn)生符號(hào)相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新恢復(fù)到不帶電狀態(tài)。這種現(xiàn)象稱壓電效應(yīng)。

1、正壓電效應(yīng)

2、逆壓電效應(yīng)三、測(cè)量電路

1、電壓放大器（P98）

當(dāng)前第14頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)

而ua=Q/Ca，若壓電元件受正弦力F=Fmsinωt的作用，則其電壓為：式中：

Um——壓電元件輸出電壓幅值，Um=dFm/Ca；

d——壓電系數(shù)。由此可得放大器輸入端電壓Ui，其復(fù)數(shù)形式為.當(dāng)前第15頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)2、電荷放大器(P99)

如果忽略電阻Ra、Ri及Rf的影響，則輸入到放大器的電荷量為:Qi=Q-Qf

電荷放大器等效電路式中，A為開環(huán)放大系數(shù)。所以有故放大器的輸出電壓為當(dāng)A>>1，而(1+A)Cf>>Ci+Cc+Ca時(shí)，放大器輸出電壓可以表示為當(dāng)前第16頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)第6章霍爾式傳感器一、霍爾傳感器的工作原理☆

1、霍爾傳感器是何種傳感器？（P106）2、霍爾效應(yīng)（P106）☆

3、霍爾電壓的數(shù)學(xué)表達(dá)式（P107）二、霍爾傳感器的基本測(cè)量電路當(dāng)前第17頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)☆☆三、霍爾式微量位移的檢測(cè)當(dāng)前第18頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)

第7章光電式傳感器

一、光電效應(yīng)和光電器件

1.光電效應(yīng)（P116）

（1）內(nèi)光電效應(yīng)

①光電導(dǎo)效應(yīng)

②光生伏特效應(yīng)

（2）外光電效應(yīng)

2.光電器件

☆（1）光敏電阻及主要參數(shù)（P144）

①暗電阻

*光敏電阻在不受光照射時(shí)的阻值稱為暗電阻，此時(shí)流過(guò)的電流稱為暗電流。

②亮電阻

*光敏電阻在受光照射時(shí)的電阻稱為亮電阻，此時(shí)流過(guò)的電流稱為亮電流。

③光電流*亮電流與暗電流之差稱為光電流。當(dāng)前第19頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)（2）光敏電阻的基本特性(P121)

①伏安特性在一定照度下，流過(guò)光敏電阻的電流與光敏電阻兩端的電壓的關(guān)系稱為光敏電阻的伏安特性。②光照特性光敏電阻的光照特性是描述光電流I和光照強(qiáng)度之間的關(guān)系，不同材料的光照特性是不同的，絕大多數(shù)光敏電阻光照特性是非線性的。③光譜特性光敏電阻對(duì)入射光的光譜具有選擇作用，即光敏電阻對(duì)不同波長(zhǎng)的入射光有不同的靈敏度。光敏電阻的相對(duì)光敏靈敏度與入射波長(zhǎng)的關(guān)系稱為光敏電阻的光譜特性，亦稱為光譜響應(yīng)。當(dāng)前第20頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)第8章溫度傳感器一、熱電偶的測(cè)溫原理（P135）1、接觸電動(dòng)勢(shì)的形成及表示符號(hào)

EAB(T)、EAB(T0)

2、溫差電動(dòng)勢(shì)的形成及表示符號(hào)

EA(T,T0)

、EB(T,T0)☆3、熱電偶回路的總電動(dòng)勢(shì)

EAB(T,T0)=EAB(T，0)－EAB(T0，0)=f(T)-f(T0)當(dāng)前第21頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)☆☆4、熱電極的材料應(yīng)具備的條件根據(jù)金屬的熱電效應(yīng)原理，任意兩種不同材料的導(dǎo)體都可以作為熱電極組成熱電偶，但在實(shí)際應(yīng)用中，用作熱電極的材料應(yīng)具備如下幾方面的條件：

(1)溫度測(cè)量范圍廣要求在規(guī)定的溫度測(cè)量范圍內(nèi)有較高的測(cè)量精確度，有較大的熱電動(dòng)勢(shì)。溫度與熱電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系是單值函數(shù)，最好是呈線性關(guān)系。

(2)性能穩(wěn)定要求在規(guī)定的溫度測(cè)量范圍內(nèi)使用時(shí)熱電性能穩(wěn)定，均勻性和復(fù)現(xiàn)性好。

(3)物理化學(xué)性能好要求在規(guī)定的溫度測(cè)量范圍內(nèi)使用時(shí)不產(chǎn)生蒸發(fā)現(xiàn)象。有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、抗氧化性或抗還原性能。

當(dāng)前第22頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)二、普通型熱電偶的結(jié)構(gòu)及各部分的作用（P141）

☆三、熱電偶冷端溫度補(bǔ)償?shù)脑蚣把a(bǔ)償方法（P142）1、原因

只有EAB(t0，0)或t0恒定，才能使EAB(t,t0)

與t成單值函數(shù)關(guān)系。

EAB(t,t0)

=EAB(t,0)-EAB(t0，0)=f(t)-C當(dāng)前第23頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)☆2、補(bǔ)償方法（1）補(bǔ)償導(dǎo)線法： ①延伸型 ②補(bǔ)償型（2）計(jì)算法：EAB(t,t0)

=EAB(t,0)-EAB(t0，0)（3）調(diào)機(jī)械零點(diǎn)法（4）冷端溫度自動(dòng)補(bǔ)償法（補(bǔ)償電橋法）

EAB(t,t0)

=EAB(t,0)-EAB(t0，0)+UAB（5）冰浴法：冷端溫度保持0℃☆3、熱電偶計(jì)算題舉例例用鎳鉻-鎳硅（分度號(hào)為K）熱電偶測(cè)量某化學(xué)反應(yīng)器溫度。已知冷端溫度t0=15℃，測(cè)得熱電勢(shì)EAB(t，t0)為5.339mV,求反應(yīng)器溫度。解：查鎳鉻-鎳硅熱電偶P265分度表得EAB(15，0)=0.597mV?？傻?/p>

EAB（t，0）=EAB(t,t0)+EAB(t0,0) =5.339+0.597=5.936mV由鎳鉻-鎳硅熱電偶分度表得t=145℃。當(dāng)前第24頁(yè)\共有25頁(yè)\編于星期三\3點(diǎn)五、金屬熱電阻傳感器1、物理基礎(chǔ)（149）☆

2、熱電阻的種類及0℃時(shí)的電阻值（1）銅熱電阻