傳感器與檢測(cè)技術(shù)復(fù)習(xí)市公開課特等獎(jiǎng)市賽課微課一等獎(jiǎng)?wù)n件

第1章傳感器與檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)1.傳感器定義、組成與各部分作用。5.誤差表示方法：絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差、引用誤差。2.傳感器分類。3.傳感器靜態(tài)特征：靈敏度、非線性度、重復(fù)性、回程誤差、分辨率。4.傳感器動(dòng)態(tài)特征：第1頁(yè)第2章電阻式傳感器

電阻式傳感器——是將被測(cè)量改變轉(zhuǎn)換成電阻改變傳感器。

電阻式傳感器包含：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.電橋和差特征以及應(yīng)變片合理布片5.交、流電橋平衡條件第2頁(yè)計(jì)算：有一受拉軸，它彈性模量E=2×1011（N/M），u=0.4，四個(gè)電阻標(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）畫出由四個(gè)電阻組成全橋電路圖；（2）求出軸上縱向及橫向應(yīng)變。第3頁(yè)計(jì)算：如圖所表示為一直流電橋，供電電源電動(dòng)勢(shì)E=3V，R3=R4=100Ω，R1和R2為同型號(hào)電阻應(yīng)變片，其電阻均為100Ω，靈敏度系數(shù)K=2.0。兩只應(yīng)變片分別粘貼于等強(qiáng)度梁同一截面正反兩面。設(shè)等強(qiáng)度梁在受力后產(chǎn)生應(yīng)變?yōu)?000με，試求此時(shí)電橋輸出端電壓U0。第4頁(yè)

應(yīng)變式電阻傳感器用途：測(cè)量力、加速度、壓力等。壓阻式傳感器用途：測(cè)量壓力、加速度等。7.電位器式傳感器——經(jīng)過(guò)改變電位計(jì)觸頭位置，將位移改變轉(zhuǎn)換為電阻改變。簡(jiǎn)答題：畫圖說(shuō)明電位器式電阻傳感器工作原理，導(dǎo)出電阻、電壓靈敏度表示式。

如圖所表示，電位器式傳感器輸出電壓與位移成一定百分比關(guān)系：當(dāng)電刷移動(dòng)時(shí)就會(huì)引發(fā)輸出電壓改變，從而進(jìn)行位移測(cè)量。其電阻、電壓靈敏度為：第5頁(yè)第3章電容式傳感器1.電容式傳感器工作原理、分類及應(yīng)用。2.電容式傳感器優(yōu)缺點(diǎn)3.電容式傳感器測(cè)量電路。4.容柵式傳感器特點(diǎn)。第6頁(yè)第4章電感傳感器2、自感傳感器三種類型：變間隙式、變面積式、螺管型1、電感傳感器工作原理：非電量—L/M

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

就某一確定差動(dòng)變壓器式位移傳感器而言，當(dāng)激勵(lì)電壓幅值恒定時(shí)，其輸出電壓幅值和相位分別取決于被測(cè)位移哪些信息?答：取決于被測(cè)位移大小和方向。第7頁(yè)

磁電式傳感器是經(jīng)過(guò)磁電作用將被測(cè)量（如振動(dòng)、位移、轉(zhuǎn)速等）轉(zhuǎn)換成電信號(hào)一個(gè)傳感器。

1.磁電感應(yīng)式傳感器分為兩種：恒磁通式和變磁通式,即動(dòng)圈式和磁阻式傳感器。

2.霍爾傳感器依據(jù)霍爾效應(yīng)將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成霍爾電動(dòng)勢(shì)輸出。

第5章磁電式傳感器第8頁(yè)計(jì)算：已知變磁通式轉(zhuǎn)速傳感器輸出電動(dòng)勢(shì)頻率f=72Hz，測(cè)量齒盤齒數(shù)Z=36，求：(1)被測(cè)軸轉(zhuǎn)速是每分鐘多少轉(zhuǎn)？(2)在上述情況下，假如計(jì)數(shù)裝置讀數(shù)誤差為±1個(gè)數(shù)字，其最大轉(zhuǎn)速誤差是多少？第9頁(yè)第6章熱電式傳感器熱電式傳感器是一個(gè)將溫度改變轉(zhuǎn)換為電量改變裝置。將溫度轉(zhuǎn)換為電勢(shì)大小熱電式傳感器叫熱電偶；將溫度轉(zhuǎn)換為電阻值大小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主要特點(diǎn)。答：主要特點(diǎn)是：熱容量?。ɑ驘釕T性?。瑫r(shí)間常數(shù)小，反應(yīng)速度快。第10頁(yè)7.熱電偶冷溫度賠償方法8.熱電阻傳感器是利用導(dǎo)體電阻值隨溫度改變而改變?cè)磉M(jìn)行測(cè)溫9.熱敏電阻分類及溫度特征式中：

RT、R0—溫度T、T0時(shí)阻值；

T－熱力學(xué)溫度；

B－熱敏電阻材料常數(shù)，普通取～6000K。第11頁(yè)2、圖示串聯(lián)式測(cè)溫電路，其中Rt=R0[1+(t-t0)]為感溫?zé)犭娮瑁琑s為常值電阻，E為工作電壓，U0為輸出電壓，=0.02/℃.當(dāng)給定溫度為0℃，Rt電阻值為10kΩ，若測(cè)溫范圍為0℃~400℃，輸出電壓U0范圍是1V~5V，試計(jì)算工作電壓E和常值電阻Rs各取多少?()第12頁(yè)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)電阻值。解：熱敏電阻普通表示式為：

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

（1）

（2）第13頁(yè)（1）、（2）兩式兩邊取對(duì)數(shù)有

所以該熱敏電阻在20℃電阻值為：第14頁(yè)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，所以時(shí)間常數(shù)也大，適合用于測(cè)量緩變信號(hào)，并以電荷量作為輸出場(chǎng)所。串聯(lián)接法輸出電壓高，本身電容小，適合用于以電壓作為輸出量以及測(cè)量電路輸入阻抗很高場(chǎng)所。2.壓電元件聯(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)各自特點(diǎn)。答：傳感器與電壓放大器連接電路,其輸出電壓與壓電元件輸出電壓成正比,但輕易受電纜電容影響。傳感器與電荷放大器連接電路,其輸出電壓與壓電元件輸出電荷成正比,電纜電容影響小。第15頁(yè)第七章光電式傳感器1.光電效應(yīng)三種類型及慣用光電元件2.光電耦合器結(jié)構(gòu)發(fā)光元件和接收元件都封裝在一個(gè)外殼內(nèi)3.基本光電開關(guān)電路（a）（b）（c）4.透射式光電式轉(zhuǎn)速傳感器工作原理第16頁(yè)5.光纖傳感器能夠分為兩大類:一類是功效型（傳感型）傳感器;另一類是非功效型（傳光型）傳感器。功效型傳感器是利用光纖本身特征把光纖作為敏感元件,被測(cè)量對(duì)光纖內(nèi)傳輸光進(jìn)行調(diào)制,使傳輸光強(qiáng)度、相位、頻率或偏振態(tài)等特征發(fā)生改變,再經(jīng)過(guò)對(duì)被調(diào)制過(guò)信號(hào)進(jìn)行解調(diào),從而得出被測(cè)信號(hào)。非功效型傳感器是利用其它敏感元件感受被測(cè)量改變,光纖僅作為信息傳輸介質(zhì)。6.光柵按應(yīng)用類型：長(zhǎng)光柵和圓光柵7.莫爾條紋形成及其特征第17頁(yè)7.光柵傳感器利用光閘莫爾條紋測(cè)量位移8.為區(qū)分主光柵移動(dòng)方向,需要有兩個(gè)含有相差莫爾條紋信號(hào)同時(shí)輸入來(lái)區(qū)分移動(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）。第18頁(yè)1.感應(yīng)同時(shí)器作用是測(cè)量(C)A、電壓B、電流C、位移D、相位差2、以下測(cè)力傳感器中，屬于發(fā)電型測(cè)力傳感器是(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)被測(cè)軸相連接時(shí)，則其輸出交變電動(dòng)勢(shì)頻率為(A)A、40HzB、300HzC、600HzD、2400Hz4、莫爾條紋光柵傳感器輸出是(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

第19頁(yè)5、將電阻應(yīng)變片貼在(C)上，就能夠分別做成測(cè)力、位移、加速度等參數(shù)傳感器。A、質(zhì)量塊B、導(dǎo)體C、彈性元件D、機(jī)器組件6、半導(dǎo)體熱敏電阻率伴隨溫度上升，電阻率(B)A、上升B、快速下降C.保持不變D、歸零7、結(jié)構(gòu)型傳感器是依靠傳感器(C)改變實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換。A、材料物理特征 B、體積大小C、結(jié)構(gòu)參數(shù)D、電阻值8、莫爾條紋光柵傳感器輸出是(A)A、數(shù)字脈沖式B、調(diào)幅式C、調(diào)頻式D、正弦波第20頁(yè)9、以下被測(cè)物理量適合于使用紅外傳感器進(jìn)行測(cè)量是（C）A、壓力B、力矩C、溫度D、厚度10、電橋測(cè)量電路作用是把傳感器參數(shù)改變轉(zhuǎn)為(C)輸出。A、電阻B、電容C、電壓D、電荷11、通常采取壓力敏感元件有(D)A、柱形彈性元件B、環(huán)形彈性元件C、梁形彈性元件D、波登管第21頁(yè)填空題

1、為了測(cè)得比柵距W更小位移量，光柵傳感器要采取

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)論被稱為熱電偶中間導(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)最大絕對(duì)誤差是0.2mV，則其非線性誤差應(yīng)該是+-0.2%。4、渦流傳感器線圈與被測(cè)物體距離減小時(shí)，互感系數(shù)M將

增大。5、在電橋測(cè)量中，因?yàn)殡姌蚪臃?/p>