传感器与检测技术复习.pptx

第1章 传感器与检测技术基础1.传感器的定义、组成与各部分的作用。2.传感器的分类。3.传感器的静态特性：灵敏度、非线性度、重复性、回程误差、分辨率。4.传感器的动态特性：5. 误差的表示方法：绝对误差、相对误差、引用误差。第1页，共23页。第2章 电阻式传感器 电阻式传感器——是将被测量的变化转换成电阻变化的传感器。 电阻式传感器包括：应变式电阻传感器、压阻式传感器和电位计式传感器。 1. 应变效应2.金属应变片：金属丝式和箔式、灵敏度3.压阻效应4.半导体应变片：灵敏度5.交、流电桥平衡条件5.单臂、双臂、四臂电桥输出电压、灵敏度、非线性误差计算6. 电桥和差特性以及应变片的合理布片第2页，共23页。计算：有一受拉轴，它的弹性模量 E=2×10 11 （N/M），u=0.4，四个电阻的标准值均为200（Ω），电阻灵敏度K=2，桥路电压为2伏，测得输出电压为5.2（mV）。要求：（1）画出由四个电阻组成的全桥电路图；（2）求出轴上的纵向及横向应变。第3页，共23页。计算：如图所示为一直流电桥，供电电源电动势E=3V，R3=R4=100Ω，R1和R2为同型号的电阻应变片，其电阻均为100Ω，灵敏度系数K=2.0。两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。设等强度梁在受力后产生的应变为5000με，试求此时电桥输出端电压U0。第4页，共23页。 应变式电阻传感器的用途：测量力、加速度、压力等。压阻式传感器的用途：测量压力、加速度等。 7.电位器式传感器——通过改变电位计触头位置，将位移变化转换为电阻的变化。 简答题：画图说明电位器式电阻传感器的工作原理，导出电阻、电压灵敏度的表达式。 如图所示，电位器式传感器的输出电压与位移成一定的比例关系：当电刷移动时就会引起输出电压的改变，从而进行位移的测量。其电阻、电压灵敏度为：第5页，共23页。第3章 电容式传感器1.电容式传感器工作原理、分类及应用。2.电容式传感器的优缺点3.电容式传感器的测量电路。4.容栅式传感器的特点。第6页，共23页。第4章 电感传感器1、电感传感器的工作原理：非电量—L/M 分类：自感、互感、电涡流2、自感传感器的三种类型：变间隙式、变面积式、螺管型3、测量电路 就某一确定的差动变压器式位移传感器而言，当激励电压的幅值恒定时，其输出电压的幅值和相位分别取决于被测位移的哪些信息?答：取决于被测位移的大小和方向。4、电涡流效应5、电涡流传感器的工作原理与特点第7页，共23页。第5章 磁电式传感器 磁电式传感器是通过磁电作用将被测量（如振动、位移、转速等）转换成电信号的一种传感器。 1.磁电感应式传感器分为两种：恒磁通式和变磁通式,即动圈式和磁阻式传感器。 2.霍尔传感器根据霍尔效应将被测量转换成霍尔电动势输出。 第8页，共23页。计算：已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz，测量齿盘的齿数Z=36，求：(1)被测轴的转速是每分钟多少转？(2)在上述情况下，如果计数装置的读数误差为±1个数字，其最大转速误差是多少？第9页，共23页。第6章 热电式传感器热电式传感器是一种将温度变化转换为电量变化的装置。将温度转换为电势大小的热电式传感器叫热电偶；将温度转换为电阻值大小的热电式传感器叫做热电阻。1.热电效应2.热电势是由接触电势和温差电势两部分组成3.热电偶测温原理4.热电偶基本定律：中间导体定律、参考电极定律、中间温度定律、均质导体定律5.薄膜热电偶说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。答：主要特点是：热容量小（或热惯性小），时间常数小，反应速度快。第10页，共23页。7.热电偶冷温度补偿方法8. 热电阻传感器是利用导体的电阻值随温度变化而变化的原理进行测温9.热敏电阻的分类及温度特性式中： RT、R0—温度T、T0时的阻值； T－热力学温度； B－热敏电阻材料常数，一般取2000～6000K。第11页，共23页。2、图示串联式测温电路，其中Rt=R0[1+(t-t0)]为感温热电阻，Rs为常值电阻，E为工作电压，U0为输出电压，=0.02/℃.当给定温度为0℃，Rt的电阻值为10kΩ，若测温范围为0℃~400℃，输出电压U0的范围是1V~5V，试计算工作电压E和常值电阻Rs各取多少?()第12页，共23页。计算：一热敏电阻在0℃和100℃时，电阻值分别为200kΩ和10kΩ。试计算该热敏电阻在20℃时的电阻值。解：热敏电阻的一般表达式为： 式中：RT为温度T=t+273.15(K)时的热敏电阻的电阻值；R0为温度T0=t0+273.15(K) 时的热敏电阻的电阻值； 设t0=20℃,T0=t0+273.15=293.15(K)。则上式中的R0即为所求的值。 根据题中所给条件，有 （1） （2）第13页，共23页。（1）、（2）两式两边取对