感测技术重点内容

('感测技术的内容传感器1）定义：将非电量转换为与之有确定对应关系电量的器件或装置类型敏感器1）定义：将被测非电量转换为与之有确定对应关系可用非电量的器件或装置2）应用：在被测非电量不是传感器能转换的非电量（即可用非电量）时一、取样电阻法――在被测电流回路中串入很小的标准电阻r二、反馈电阻法——被测电流回路中串入电压并联负反馈电路1比较：取样电阻法比较适合测量较大电流；反馈电阻法比较适合测量较小电流例2已知图2-3-1中，伏，A/D为8位二进制A/D，若要求相位量化单位求1°该鉴相器能测量的最大相位值2°A/D的满量程电压E解：因为，又因为，所以因为，，所以所以伏结论：1、恒流源供电的优点：1°电桥从恒压源供电改为恒流源供电，可以减小和消除非线性。2°恒流源供电比恒压源供电更能消除温度变化的影响。2、差动电桥（差动式电阻传感器接在横跨电源的相邻两臂）优点：1°提高灵敏度2\uf0b0\uf03d\uf0b0\uf0d7\uf03d2551maxmaxN\uf06a\uf0b0\uf03d3600xgUU\uf06a2°消除非线性3°消除温度误差一、阻抗电压变换器电感——电压变换器电容——电压变换器图3-2-1电阻－电压转换基本电路3应变电桥结论：1）如果电阻传感器接在电桥的相邻两臂，温度引起的电阻变化将相互抵消，其影响将减小或消除；2）非电量若使两电阻传感器的电阻变化符号相同，则应将这两电阻传器接在电桥的相对两臂，但是这只能提高电桥输出电压，并不能减小温度变化的影响和非线性误差。3）被测非电量若使两电阻传感器的电阻变化符号相反，则应将这两电阻传感器接在电桥的相邻两臂即构成差动电桥，这既能提高电桥输出电压，又能减小温度变化的影响和非线性误差。3、补偿温度误差的办法①补偿块法②差动电桥法如果两应变片型号参数、所处环境温度及所粘贴材料均相同，只要将两应变片接入电桥的相邻两臂，就可消除温度变化引起的测量误差。2．对热电阻材料的要求①温度特性的线性度好②温度系数大且稳定③电阻率大④物理化学性能稳定气敏电阻体；加热器3、结构：①烧结型；②薄膜型；③厚膜型二、电容结构类型：变极距、变面积、变介质1．变气隙式自感传感器;2．变面积式自感传感器;3．螺管插铁式自感传感器.差动变压器也有变气隙式、变面积式和螺管式三种类型。3、电涡流作用方式——图4-3-17①反射方式——涡流环产生的磁场抵消一部分原激励磁场。②透射方式——涡流环产生的磁场在另一侧线圈中产生感应电压。一、变磁通式——永久磁铁和线圈均不动（变磁阻式）1、铁芯平移型2、铁芯旋转型二、恒磁通式——永久磁铁与线圈相对运动1、动铁式图5-1-2（b）2、动圈式：①平移型图5-1-2（b）e=B·L·U②旋转型图5-1-2（c）e=B·S·ω二、热电偶基本定律1、中间导体定律——若中间导体两端温度相同，则2、中间温度定律——3、标准电极定律——热电偶的冷端处理1、冷端恒温方式：1°冰浴法；2°恒温槽法；3°简易法。一、光电式传感器的基本组成图5-4-151、光源（被测量X1直接对光源作用，使光通量Φ1的某一参数发生变化）；2、光学通路（被测量X2作用于光学通路中，对传播过程中的光通量进行调制）；3、光电器件；4、测量电路。4磁敏二极管和磁敏三极管一、热敏二极管;二、热敏三极管②码盘三个码道：1°零位码道A—－1条透个狭缝；2°增量码道B—－m个透光不透光扇区；3°辨向码道C—－m个透光不透光扇区（B、C全错开半个扇区）。主光栅(又称标尺光栅)，均匀地刻划有透光和不透光的线条指示光栅，刻有与主光栅同样刻线密度的条纹。1、直线式感应同步器――测量直线位移2、旋转式感应同步器――测量角位移。振弦——导磁性好的金属细弦激振器（电磁铁）——激励振弦横向振动拾振器——振弦振动时产生感应电压，感应电压频率=振弦横向振动频率f四、光纤传感器的优点缺点优点1、灵敏度高；2、电绝缘性能好，抗电磁干扰；3、耐腐蚀，耐高温；4、体积小，重量轻；缺点：断线修复需专用工具。1、光纤结构纤芯\\包层\\外套光强调制方式①辐射式②光纤位移式图8－1-5入射光纤不动出射光纤不动③插入式图8－1-6④微弯损耗式图8－1-7四、光纤传感器的优点缺点优点1、灵敏度高；2、电绝缘性能好，抗电磁干扰；3、耐腐蚀，耐高温；4、体积小，重量轻；缺点：断线修复需专用工具。一、CCD器件由MOS光敏元阵列和读出移位寄存器组成。1、激光的形成形成条件：(1)具有能形成粒子数反转状态的工作物质——增益介质；(2)具有供给能量的激励源；(3)具有提供反复进行受激辐射场所的光学谐振腔。2、激光的特性:(1)高方向性(2)高亮度(3)高单色性(4)高相干性二、激光传感器5激光干涉传感器激光衍射传感器激光扫描传感器2、红外线的特性1）具有可见光的一切特性，2）具有光热效应，能辐射热量。3）红外光在介质中传播时，由于介质的吸收和散射作用而被衰减。超声波换能器或超声波探头。1、组成：由压电晶片、吸收块(阻尼块)、保护膜等组成三、超声检测方法1、透射法用两个探头，置于被测对象的相对两侧，一个发射超声波，一个接收超声波。2、反射法通常采用一个超声波探头，兼做超声波发射和接收用。3、频率法是利用超声波测量流速时采用的方法。2．采用物性型传感器配上相应的敏感器一、相对振动传感器相对振动——物体相对于其平衡位置的往复运动。1、相对振动传感器的特点①内部固定部分与运动参照点（平衡）位置相对静止②内部可动部分与被测振动体一起运动二、绝对振动敏感器绝对振动——被测物体相对于大地或惯性空间的往复运动。1、绝对振动敏感器的结构特点①内部固定部分与被测振动体一起运动②内部可动部分有一定质量m，且通过弹簧K与固定部分相连接③内部可动部分与固定部分之间相对运动受阻尼力作用，阻尼系数为C，即绝对振动敏感器内部存在一个“”系统力与荷重的电测法直接法――直接将力转换为电信号，如压电式传感器(5.2节)振弦式传感器、振梁式传感器（7.4节）间接法――以弹性元件作为敏感器，将拉力或压力转换为应变或位移，再用应变传感器或位移传感器把应变或位移转换为电量。力矩的测量方法：扭轴法、平衡力法、电机参数法61-2、1-3、2-1、2-4、3-1、3-4、3-8、4-3、4-4、4-6、4-19、5-6、5-8、5-10、6-1、6-3、7-2、7-5、7-9、8-1、8-4、8-7、9-2、9-4、9-7、10-3、10-5。7',)