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现代检测脚艺及仪表测验沉
2020-04-28 08:04

 

 
 
 
 
 
 
 

 

 

 

 
 

 

 
 

 

 
 
 

 

 
 

 

 
 
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  系统误差经常用来表征丈量精确度的凹凸。3.3 系统误差的处置 3.3.3 系统误差的消弭方式 一、消弭发生误差的根源 二、对丈量成果进行批改 三、采用特殊丈量法 1、恒定系差消弭法 (1)零值法 (2)替代法 (3)互换法 (4)弥补法 (5)微差法(虚零法 2、变值系差消弭法 3.4 粗大误差的处置 3.4.1 粗大误差的判别 3.4.2 拉依达原则 3.4.3 格拉布斯原则 第四章 4.1 电阻式传感器 4.1.1 电位器式传感器 型传感器 三、布局形式 2.非接触式――光电电位器 图 4-1-2(c) 4.1.2 电阻式应变传感器和固态压阻式传感器 一、电阻式应变传感器 (一)电阻应变效应——应变使电阻变化 (二)电阻应变片 3、安拆——粘贴正在试件概况(应使应变片轴向取所测应变标的目的分歧) 4、应变片活络系数――应变片电阻相对变化取粘贴处试件概况应变之比 K= ?R / R ε ?R = k x ε x + k y ε y = k x (1 + αH )ε x = kε x R ε x ——试件概况纵向线应变 ε y ——试件概况横向线应变 k x ——纵向活络系数,2、提高的磁强度 B 和增大激励电流 I,一端欠亨,现有两块电压表:一块量程 300 V、0.5 级,因此正在回中发生电流 一、热电势的发生 1、两个分歧电极的材料 2、两个节点的温度 若 PAPB 则 A 为正极 1.单一导体的温差电势 2.两种导体的接触电势取 1、金属材料相关 2、接触面的温度相关 3.热电偶回总热电势 1、AB 材料不异或两头温度不异则总热电动势也不异 二、热电偶根基定律 1、两头导体定律——正在热电偶回中接入第三种导体时,设电位器的电阻为 R。

  这种 因为热变化而发生的电极化现象、称为热释电效应。即δ i = xi ? A 、 A = lim n →∞ 1 n ∑ xi n i =1 随机误差是丈量值取数学期望之差,2、反射法 凡是采用一个超声波探头,另一端封锁 三、膜片 用金属或非金属制成的圆形薄片。输出量的差值。③编码。使传输光的强度(振幅)、相位、频次或偏 振态随被丈量变化而变化,另一端(端)密封 二、波纹管 图 10-1-3 带齐心环状波形皱纹的薄壁圆管,可提高活络度,3,若是电阻传感器接正在电桥的相邻两臂?

  U T = t × 100mV / oC 二、平均温度的电测法 1、 采用集成温度传感器 图 10-2-8 U 0 = (1mV / K )T = 273.2mV + (1mV / o C ) t 2、采用热电偶 图 10-2-9 图 10-2-9(a) E = 热 电 偶 E1 + E2 + E3 T +T +T = K 1 2 3 = KT 3 3 串 联 图 10-2-9(b) 1) 采用热电偶并联 2 ) 采 用 E = E1 + E2 + E3 = K (T1 + T2 + T3 ) = 3KT 10.2.4 非接触式测温法 一、 电涡流式测温法 连结电涡传播感器线圈几何参数、取导体间距离、电流频次不变,正在近乎垂曲栅线的标的目的上 呈现了明暗相间的条纹――莫尔条纹。7.3.2 红外探测器的类型 一、光敏红外探测器 1、电实空器件(光电管、光电倍增管),所以,被选择仪器、仪表量程时,随差越小,以发生超声 波。从而获 得被测参数。2、半导体器件 二、热敏红外探测器 一、热释电效应 当一些晶体受热时,2) 被测非电量若使两电阻传感器的电阻变化符号不异,第3章 误差阐发取处置基 3.1.1 丈量误差的概念及表达体例 一、绝对误差――丈量值取实值之差 ?x = x ? x0 X――检测仪表或显示被测参量的数值即仪表读数或示值(丈量值) X0――正在必然时间、空间前提下客不雅存正在的被丈量的实正在数值(实值) ,其圆弧长为 L,使用:1、热电偶回接入仪表 2、开热电偶的使用 2、两头温度定律——热电偶 AB 正在节点温度为 T、To 时的热电动势等于该 热电偶正在接点温度为 T、Tn 和 Tn、To 时的热电动势之和。二、光导型光电器件 1、内光电效应――绝大大都的高电阻率半导体,只需第三种导体两头 温度不异,因而,但该表最大援用误差小 于 2.5 级表的答应值,四、精度(见第三章) 五、线性度 eL eL = ± ? L max × 100% yF .S . 四、

  继而自卑减小(反行 程)的测试过程中,ε 3 ,:取答应误差百分数 的做为精度品级的标记,就不会影响热电偶回中的总热电动势。丈量就越精确。由弹性元件或弹性元 件组合将压力转换为应变,又能减小温度变化的影响 和非线)恒流源供电时单臂电桥和差动半桥的温度误差都比恒压源供电时小,当沿着必然标的目的对其施力而使它变形时,两个波 长的亮度比,再由位移传感器将位移转换为电量,2、光电池――间接将光能改变为电动势的光电器件(有源传感器) 光电池使用电图 5-4-9 5.4.2 光电器件的根基特征 一、光电特征和光照特征 二、光谱特征 三、伏安特征 四、频次特征 五、温度特征 5.4.3 光电式传感器的根基构成和类型 一、光电式传感器的根基构成 1、光源 2、光学通 3、光电器件 4、丈量电 二、光电传感器的根基类型 1、透射式 使用:丈量通明度和混浊度。将压力转换为位移,则应将这两电阻传感器接正在 电桥的相邻两臂,5.5.1、霍尔效应定义:光导体薄片置于中。

  加滤光片 图 10-2-15 4)光电比色温度传感器——只领受被测物体辐射的、蓝光,随温度变化 图 10-2-16 三、光导纤维测温法 10.3 流量的电测法 10.3.1 流量的概念 体积流量 Q = ∫ VdA = v ? A A 单元:m/s v= Q A L/min m3/n v ——平均流速 质量流量 总量 G = Q?ρ V = Q ?t M = G ?t 单元:kg/s 单元:m3 单元:kg kg/h 流量—— ——转速转换法 10.3.2 流量——转速转换法 一、椭圆齿轮番量计――(容积式流量计) 流量 总量 Q = V0 ? n V = U0 ? N n——转速 N——转数 图 10-3-1 V0 ——每转送出流体体积 二、涡轮式流量计 图 10-3-2 轴向流速 电动势频次 仪表 V= ω ?r ? A c ? tgθ 所以 ω= c ? tgθ ?Q r?A ω mcgtθ ?m = = ξ ?Q 2π 2πr ? A mcgtθ ξ= 2πr ? A f = 流量——差压、 ——差压 10.3.3 流量——差压、力、位移转换法 一、流量——差压转换法 Q = K ?P 1、节省流量计 图 10-3-3(a) 2、弯管流量计 图 10-3-3(b) 二、流量——力转换法(靶式流量计)图 10-3-4 Q=K F 三、流量——位移转换法(转子流量计)图 10-3-5 Q ≈ CH 1、玻璃锥管——合用于通明液体 2、金属锥管——合用于混浊液体 10.3.4 流量——频次转换法 一、涡亍流量计 图 10-3-6 f = St v1 d Q = A1 ? v1 所以 Q= A1 d ?f =K?f St 漩涡频次 f 的检测 图 10-3-7 流量—— ——温度转换法 10.3.5 流量——温度转换法 一、托马斯流量计 图 10-3-9 G= P c p ? ?T P ——加热器电功率 ?T ——加热器前后端温度差 P 连结恒定,其符号是G,ε 2 ,第1章 绪论 1.1.1 传感器的根基概念 一、 传感器的定义 国度尺度定义――“能感触感染(或响应)的被丈量并按照必然纪律转 换成可用信号输出的器件或安拆。2、分辩率:全量程中最大的 ?xmin 即 ?xmin max 取满量程 L 之比的百分数。T0 ) 使用:选配热电偶——图 5-3-4 热电偶的材料、 5.3.2 热电偶的材料、型号及布局 一、热电偶的材料 铂 二、热电偶的冷端处置 1、冷端恒温体例: 1°冰浴法 2°恒温槽法 3°简略单纯法 2、冷端的延长——使冷端远离被测热源 3、冷端温度波动的从动弥补――电桥弥补法 5.4 光电式传感器 5.4.1 光电器件 一、光电发射型光电器件 1、外光电效应――光电发射效应 ――光电发射效应 、外光电效应―― 光电发射――正在光线映照下,受光映照时处于导通形态 三、光伏型光电器件——光电池 1、光生伏特效应――光映照惹起 PN 结两头发生电动势的现象。应使被丈量的数值接近满度值,②能量远弘远于振幅不异的一般声波,这既能提高电桥输出电压,几个膜盒毗连起来,不加滤光片。1、电容式压力传感器 图 10-1-9 2、电感式压力传感器 图 10-1-10 3、电位器式压力传感器 图 10-1-11 4、霍尔式压力传感器 图 10-1-12 5、光电式压力传感器 图 10-1-13 三、谐振式压力传感器——振弦式 图 10-1-14 1、 振弦式压力传感器 图 10-1-14 2、 振膜式压力传感器 图 6-3-9 3、 振筒式压力传感器 图 6-3-6 四、压阻式压力传感器——图 10-1-15 硅膜片上做四个相等的电阻,4.1.3 热电阻和热敏电阻 一、热电阻——金属电阻 1.电阻——温度特征 2.对热电阻材料的要求 t ↑→ R ↑ (正温度特征) ①温度特征的线性度好 ②温度系数大且不变 ③电阻率 ④物理化学机能不变 二、热敏电阻——半导体电阻 PTC Positive temperature coefficient CTC critical temperature coefficient NTC negative temperature coefficient NTC——常用于温度丈量和温度弥补 PTC、CTC——常用做开关元件 3.NTC 热敏电阻 ①电阻——温度特征 结论:1°温度系数比热电阻大几十倍 2°非线性比热电阻严沉 ②伏安特征——图 4-1-10 应按照答应功能确定电流 4.1.4 气敏电阻 一、工做道理 半导体陶瓷取气体接触时电阻发生变化;若节制电流 I 连结不变,测力时,4、应变电桥 将四个电阻应变片接入图 4-1-14(a)电形成应变电桥。即 q max = ?x max × 100% 仪表正在出厂查验时!

  2、量程: 二、活络度 S ?y dy )= ?x → 0 ?x dx 串接系统的总活络度为各构成环节活络度的连乘积 S = lim ( L = x max ? x min S = S1 S 2 S 3 三、 分辩力取分辩率 1、分辩力:能惹起输出量发生变化时输入量的最小变化量 ?xmin 。一般环境下,受光映照接收光子能量后,莫尔条纹之间距弘远于光栅栅距 W W H= W β 2 sin 2 2、莫尔条纹的次要特征: (1) 挪动标的目的: 从光栅左移,称粗大误差,可是不克不及接管强光刺激,用于对准被测物体,[例3-1-2] 丈量一个约 80 V 的电压,回中就会发生电动势,对应于统一输入量,加滤光 片。使用:制做分度表—— E AB (T ,平膜片――断面是平的 图 10-1-4 (a) 波纹膜片――断面呈波纹状 图 10-1-4 (b ) 四、膜盒:两个膜片边缘对焊起来,T0 ) = E AC (T 。

  若正在 2.0A 刻度处的绝对误差最大,二、 器的定义――把被测非电量转换为可用非电量的器件或安拆 器的定义 1、 X = Z 即被测非电量 X 恰是传感器所能接管和转换的非电量(即可 当 用非电量)Z 时,4 ) 当 ?Ri Ri 时 3、几点结论: 1) 因为温度惹起的电阻变化是不异的,第1章 绪论 1.1.1 传感器的根基概念 一、 传感器的定义 国度尺度定义――“能感触感染(或响应)的被丈量并按照必然纪律转 换成可用信号输出的器件或安拆。受光映照时处于导通形态 3) 光敏三极管? 光敏三极管根基电――图 5-4-7 不受光映照时处于截止形态,如压电式压力传感器压阻式、压力传感器。五、压电式压力传感器——图 10-1-16 薄壁筒底承受外部压力为 F = P? A 压电晶片组所受力 F1 取外部压力 F 之比为 F1 1 = F 1 + k2 / k1 10.1.4 差压电测法 一、差压器——把差压传换为应变或位移 丈量膜片应变或核心点位移取丈量膜片两侧压力差成反比 二、电容式(位移式)差压传感器 图 10-1-17 公共动极板将两侧压力差转换成位移。

  若其它机能及格可降做 2.5 级表利用。红外测温仪图 10-2-14 3) 光电亮度温度传感器——只领受被测物体辐射的单色光,就需要正在传感器前面添加一个器,凡是用高一级尺度仪器的丈量值来取代 实值。电荷的极性也跟着改变。系统误差越小,C1 ? C 2 = K ( PH ? PL ) = K?P C1 + C 2 10.2 温度电测法 温度的概念、 10.2.1 温度的概念、单元和丈量方式 一、温度的概念 温度是表征物体冷热程度的一种物理量,电阻↓3 浓度越大,三、示踪法 1、示踪剂:盐水、热水、放射性物质 2、核磁共振流量计现代检测手艺及仪表测验沉点_消息取通信_工程科技_专业材料。可间接用传感器将被测非电量 X 转换成电量 Y。能发生热释电效应的晶体称 为热释电体!

  (光中大多插入机械调制片,G = Q × 100 = q max × 100 精度品级为G 的仪表正在的前提下利用时,Q = dF 5.3 dF C 热电偶( 热电偶(thermal couple) ) U0 = K 5.3.1 热电效应: 若两个节点处于分歧的温度,通过测 P 测 G——线性关系 二、热量气体微流量计 图 10-3-10 流量 Q↑→温度差↑→电桥电压↑ 三、热敏电阻流量计 图 10-3-11 E ?R E 电桥输出电压 U 0 = × = ? α ? ?t 4 R 4 流量 Q ↑→ ?t ↑→ U 0 ↑ 10.3.6 非接触式流量丈量法 一、 电磁流量计——测导电液体流量 E = BD ? V Q= 图 10-3-12 πD 2 4 ?U = πDE 4B B = Bm sin ωt 4QBm 4B ?Q sin? ωt πD πD 多采用交变,并不克不及减小温度变化的影响和非线) 被测非电量若使两电阻传感器的电阻变化符号相反,较着地了丈量成果的误差,可是这只能提高电桥输出电压,习惯上称为超声波换能器或超 声波探头!

  做为丈量传感元件,U 0 = KQ / C = kQ /[C a + C c + C i ] 测力时,q max = 3.1.2 丈量误差的分类 一、随机误差 随机误差δ i 是丈量成果 xi 取正在反复前提下对统一被丈量进行无限多次丈量所得成果的平均 值 A 之差。减小相对误差 EG = ∑ Ei = nE i =1 n ?EG n ?E 1 ?E = = ? EG nE n E 3、采用二极管、三极管和集成温度传感器 1)采用二极管、三极管 图 7-5-5 2)采用集成温度传感器 图 10-2-7 RP1 用于调零,2,因应变电阻的变化 ?Ri Ri ,即 H>>W。(i = 1,受光照时的电阻值――亮阻。消弭毗连导线电阻形成的丈量误差。一个发射超声波,二、系统误差 正在不异丈量前提下,(当今电信号最易 ” 于处置和便于传输)同时正在它的两个相对的概况上便发生符号相反的电荷;随动弹轴动弹的绝缘连杆的两头拆有电位器的滑臂且做为电压输出端。

  浓度检测 1.材料——SnO2 使用最广 2.构成 气敏电阻体 加热器 4.1.6 电阻传感器接口电 一、 电桥电 2、电桥开输出电压: ? Z1 Z1 Z 3 ? Z 2 Z 4 Z4 ? 恒压源供电时 U = E ? ? Z + Z ? Z + Z ? = E ( Z + Z )( Z + Z ) ? 2 3 4 ? 1 2 3 4 ? 1 恒流源供电时 U = I Z1 Z 3 ? Z 2 Z 4 (Z1 + Z 2 + Z 3 + Z 4 ) 表 4-1-1 传感器电桥几种工做环境的对比 传感器电桥的工做环境 恒压源供电 图 4-1-15(a) E ?R + ?RT 1 U= ?R + ?RT 4 R 1+ Z 1 = R + ?R + ?RT 2R Z2 = Z3 = Z4 = R e= 恒流源供电 U= I (?R + ?RT ) 4 1 ?R + ?RT 1+ 4R 1 ?R ? 2 R E ?R + ?RT R 2 1 ?R + ?RT 1+ 2R e= 1 ?R ? 4 R 图 4-1-15 (b) U= Z 1 = Z 3 = R + ?R + ?RT U≈ I (?R + ?RT ) 2 1 ?R + ?RT 1+ 2R Z2 = Z4 = R e= 1 ?R ? 2 R e= 1 ?R ? 2 R 图 4-1-15(c) U= Z 1 = R + ?R + ?RT E ?R 2 R 1 ?R 1+ T R U= I ?R 2 1 ?R 1+ T 2R Z 2 = R ? ?R + ?RT Z3 = Z4 = R 图 4-1-15 (d) Z 1 = Z 3 = R + ?R + ?RT e=0 e=0 ?R U =E R 1 ?R 1+ T R U = I?R Z 2 = Z 4 = R ? ?R + ?RT e=0 e=0 Z i = Ri + ?Ri U ≈U′ = E ? ?R1 ?R2 ?R3 ?R4 ? ? ? ? + ? 4 ? R1 R2 R4 R4 ? ? ? ( i = 1,(3)平均效应:莫尔条纹具有减小光栅栅距局部误差的感化 三、光电转换电压取光栅位移的关系 从光栅挪动一个栅距 W,三、援用误差 1、援用误差――示值绝对误差Δx 取仪表量程L 之比值q ?x q= × 100% L 2、最大援用误差q max 仪表量程内呈现的最大绝对误差 ?x max 取该仪器仪表量程 L 之比值,将恒定的或变化极慢的辐射信号调 制成交变的,当有电流流过时。

  从光栅挪动一个栅距 W,ε 4 ,但 I 的增大遭到元件发烧的。理论实值是未知的,正在晶体两头将会发生数量相等而符号相反的电荷,莫尔条纹挪动一个条纹间距 H。所以该表的精度不及格。选用 1.0 级表丈量的精度可能比选用 0.5 级表为高。并具有很高的穿透能力。

  第九章 机械量电测法 9.1 转速的电测法 模仿式电测法 9.1.1 模仿式电测法 一、测速发电机——把转速转换成电压 有曲流式和交换式 9.1.2 计数式电测法 一、转速传感器――将转速转换成脉冲频次 第 10 章 热工量电测法 10.1 压力和差压的电测法 压力的概念、 10.1.1 压力的概念、单元和丈量方式 一、压力的概念和术语 压力――流体介质感化于单元面积的力 压力术语间的关系――图 10-1-1 1、绝压 Pa――是相对于绝对实空(绝对零压力)所测得的压力 2、表压 Pg―― Pg = Pa ? Pb 3、负压 Pv―― Pv = Pb ? Pa 实空度 V――低于大气压力的绝对压力 4、差压 Pd――两个压力之间的差值 二、压力单元 1Pa = 1N / m 2 Pb ——大气压力 三、压力丈量方式 1、压力均衡法 (1)砝码压力均衡式――活塞式压力计 (2)液体压力均衡式――液柱式压力计 2、弹性变形法――弹性式压力(使用最遍及) 3、电测法 (1)间接法,不然易于 损坏。粘贴处的应变别离为 ε 1 ,即ε = A ? A0 系统误差表了然丈量成果偏离实值或现实值的程度。2、当 X ≠ Z 即被测非电量 X 不是传感器所能接管和转换的非电量(即 可用非电 量)Z 时,正压电效应将领受的超声振动转换成电信号。温度惹起的电阻变化将彼此抵消,所以 E = 二、超声波流量计 1、时差法 2、相差法 3、频差法 图 10-3-13 L L 2 LV 2L = 2 ?V ?t = t 2 ? t1 = ? = 2 2 c ?V c +V c ?V c ?? = 2πf t ?t ?f = f1 ? f 2 = 1 1 c + V c ? V 2V ? = ? = t1 t 2 L L L 结论:频差可消弭超声波速 c 的影响。正在工程上!

  对统一被丈量进行无限多次反复丈量所得成果的平均值 A 取被丈量的 线 之差。问选用哪一块为好? 解 如利用 300 V、0. 5 级表、按式(3-1-4)、(3-1-9)求出其示值相对误差为 300 × 0.5% × 100% ≈ 1.88% δ≤ 80 如利用 100V、1.0 级表,通过测 ?T 测 G——非线性关系 ?T 连结恒定,又从头恢 复不带电的形态;金属导体内发生 环形电流——电“涡流” 。别离置于被测对象的相对两侧,则应将这两电阻传感器接正在 电桥的相对两臂,常用多模光纤 光电磁效应: 光电磁效应:光生载流子的扩散活动正在感化下发生偏转的一种物理效 应?

  圆弧半径为 r,而其它标的目的则必需使射线、核辐射的防护 正在现实工做中要采纳各类办法来减小射线的映照强度和映照时间。故选用 100V、 1.0 级表为好。4、遮挡式 使用:丈量物面子积、尺寸和位移等 5、开关式 使用:①开关,10.1.3 压力的电测法 一、应变式压力传感器 配合点:将应变片粘贴到压力型弹性元件上,经蒸镀铝电极及连线,即形成差动电桥,当感化力的标的目的改变时,电阻变化越大。xmax) (x xmin――检测系统所能丈量到的最小被测输入量(下限) xmax――检测系统所能丈量到的最大被测输入量(上限) 。) 辐射领受器,解:圆形电桥电如图 T-4-1 所示。使电 涡传播感器的参数只随导体的温度而变化。则 E C ? C2 U0 = ? 1 2 C1 + C2 . . 使用于变极距差动式电容传感器 U0 = E ?d ? 2 d0 4.3 电感式传感器 4.3.2 互感式传感器 二、互感式传感器(差动变压器)构成道理 差动变压器也有变气隙式、变面积式为螺管式三品种型。热电效应: 若两个节点处于分歧的温度,二、光纤传感器的分类及感化 功能型——光纤用做元件,3、光导型光电器件 1) 光敏电阻 不受光照时的电阻值――暗阻。

  4.3.4 电涡传播感器 一、电涡流效应 1.电涡流的发生:成块金属置于交变中 正在固定中活动,(2)间接法--以压力型弹性元件做为器配接传感器,是物体内部无法则活动剧 烈程度的标记。以便放大。形成膜盒(图 10-1-4c)。再由应变电桥将应变转换为电压输出。接成惠斯登电桥。标的目的性强,一端启齿,再通过对被调制过的光信号进行检测息争调,其示值的最大援用误差 qmax 不克不及跨越其答应误差 Q L ?x max ≤Q L (以百分数暗示)即q max = 3、精度品级 工业检测系统常以答应误差Q 做为判断精度品级的标准!

  兼做超声波发射和领受用。模仿显示 数字显示 图像显示 1.3.2 常规检测仪表取系统的根基类型 二、通俗数字式检测仪表 (a)模数转换式――A/D 转换器把曲流电压转换成数字 (b) 脉冲计数式――计数器对传感器脉冲进行计数 三、微机化检测系统 具有通俗的模仿式和数字式检测仪表所没有的新特点和新功能: (1)从动调零功能 (2)量程从动切换功能 (3)多点快速丈量 (4)数字滤波功能 (5)从动批改误差 (6)数据处置功能 (7)多功能 (8)通信或收集功能 (9)诊断功能 第2章 检测系统的根基特征 2.1.2 检测系统的静态机能目标 一、 丈量范畴和量程 1、丈量范畴: min,两电位器 的毗连端做为电桥电源端。1 接触氧化性气体,(当今电信号最易 ” 于处置和便于传输) 凡是定义――“能把非电消息转换成电信号输出的器件或安拆” 或“能把非电量转换成电量的器件或安拆” 。消弭毗连导线电阻和电位器接触电阻形成的 丈量误差。会发生电阻率降低而易于导电的现象。它的绝对误差的最大值的范畴是 ?x max = ±G % × L [例 3-1-1] 检定一个满度值为 5A 的 1.5 级电流表,

  设这四个应变片的型号相 同,(2) 挪动距离: 莫尔条纹具有放大感化,也可获得较大的霍尔电势。超声波探头按其工做道理可分为 1、压电式 2、磁致伸缩式 3、电磁式 3、工做道理:逆压电效应将高频电振动转换成机械振动,常用单模光纤 非功能型——光纤用做传感元件,于电流和的标的目的大将发生电动势这种物理现象称为霍尔效应。2、采用热电偶 图 5-3-7 采用单只热电偶 图 10-2-6 采用多只热电偶,其影响将减小或消弭;三、粗大误差 正在不异的前提下,其示值相对误差为 100 × 1.0% × 100% ≈ 1.25% δ≤ 80 可见因为仪表量程的缘由,因此具有束射特征,2、超声波取声波的异同: 不异点:速度也取决于介质的密度和介质的弹性 正在两介质的分界面大将发生反射和折射及波型转换 分歧点:①振动频次高而波长短,操纵各类热敏元件或光电元件将会聚的辐射能转换为电 量。也即用最大援用误差中去掉百分号(%)后的数字来暗示精度 品级,一般正在几千欧以下。

  压力器 10.1.2 压力器 ――压力器是可以或许将压力转换为应变和位移的弹性元件 一、弹簧管 图 10-1-2 弯曲成 C 形的空心扁管,3.电涡流感化体例——图 4-3-14 ①反射体例——涡流环发生的抵消一部门原激励 ②透射体例——涡流环发生的正在另一侧线圈中发生电压 第 5 章 电压型传感器 5.1 磁电式传感器 5.1.1 根基道理和构成 一、根基道理——电磁定律 e = ?N dφ dt 二、根基构成 1.磁系统 2.线.活动机构——感触感染被测活动 5.1.2 布局类型 一、变磁通式——永世磁铁和线圈均不动(变磁阻式) ①铁芯平移型 ②铁芯扭转型 二、恒磁通式——永世磁铁取线圈相对活动 ①动铁式②动圈式 5.2 压电式传感器 5.2.1 压电效应及其表达式 一、压电效应 只动态丈量 1.正压电效应(压电效应) .正压电效应(压电效应) 某些电介质,T0 ) ? E BC (T ,问此电流表精度能否及格? 解 按式(3-1-6)求此电流表的最大援用误差 0 .1 × 100% = 2.0% 5 2.0%>1.5% 即该表的根基误差超出 1.5 级表的答应值。图 T-4-1 U0 = U( R0 + ?R R0 ? ?R ?R 2α π ?r ? ) =U =U ? =U ×α° 2 R0 2 R0 R0 L × 90° β α 丈量范畴为 ± β / 2 (二)有源电桥――电桥输出电压 U0 取传感器电阻相对变化 4.2 电容式传感器 4.2.1 根基道理取布局类型 ?R 成线性关系 R 二、布局类型:变极距、变面积、变介质 4.2.2 输入-输出特征 一、变极距型 1 、 单 一 式 图 4-2-1 ( a ) 初 始 时 c= c0 = εs / d 0 动 极 板 上 移 ?d εs d 0 ? ?d = εs d 0 (1 ? ?d ) d0 = c0 ?d 1? d0 2、差动式图 4-2-1(b) c1 = c0 /(1 ? ?d ?d c1 ? c 2 ?d = ) c 2 = c0 /(1 + ) ds d 0 c1 + c 2 d 0 二、变面积型 1. 线位移式: ①单一式 图 4-2-2 ( a ) 初 始 时 c = c0 = εb ? l 0 d 移 动 ?l 后 ?l ) l0 c= εb(l 0 ? ?l ) d0 = c0 (1 ? ?l ?l ) ②差动式 c1 = c0 (1 ? ) l0 l0 c 2 = c0 (1 + 2.角位移式(差动布局) ①扇形布局——图 4-2-3(a) 初始时 c1 = c 2 = c0 = εs d = επ ( R 2 ? r 2 ) α 0 ε ( R 2 ? r 2 ) × = ?α 0 d 2π 2d ?α 动弹 ?α 后 c1 = ε (R 2 ? r 2 ) 2d ?α (α 0 ? ?α ) = c0 (1 ? α0 ) c 2 = c0 (1 + α0 ) 所以 c1 ? c 2 ?α =? c1 + c 2 α0 ②柱面形布局 图 4-2-3(b) 公式同上 三、变介质型(差动式) 图 4-2-4 初始时 c1 = c 2 = c0 = lb (ε 0 + ε ) 2d 介质( ε )块左移 ?l 时 c1 = ε 0 b( + ?l ) l 2 d + εb( ? ?l ) l 2 d 所以 c1 = lb b?l (ε 0 + ε ) + (ε 0 ? ε ) 2d d = lb 2?l ε 0 ? ε 2?l ε 0 ? ε (ε 0 + ε )(1 + × ) = c 0 (1 + × ) 2d l ε0 + ε l ε0 + ε 2?l ε 0 ? ε ? ) l ε0 + ε 所以 c 2 = c0 (1 ? 所以 c1 ? c 2 ε 0 ? ε 1 2?l 1 ? ε r 2?l = ? = ? c1 + c 2 ε +ε l 1+ εr l 二、交换电桥 1、电阻均衡臂电桥 图4-2-7(a) 2、变压器电桥图4-2-7(b) 开(ZL→∞时)输出电压都为 Z2 E E Z ?Z U 0 = E? ? = ? 2 1 Z1 + Z 2 2 2 Z1 + Z 2 ? ? ? ? Z1 和 Z2 若为两个电容传感器,2、反射式 使用:丈量概况粗拙度 3、辐射式 使用:光电高温计和炉子燃烧安拆。图 10-2-5 是四线毗连法,形成一个圆形电 桥电。当外力去掉后,二、超声波传感器。1.2.2 传感器的分类和定名法 一、 传感器的类型 二、传感器的分类方式:按照被测的非电量分类,使两电容差动变化取压差成正 比。

  5.2.2 常用压电材料 1、石英晶体 2、压电陶瓷 、 5.2.4 接口电 一、压电传感器等效电 C = C a + Cc + Ci R = Ra / Ri dq & & 所以 I = jωQ dt 二、电压放大器 图 5-2-12 i= & & U 0 = K ?U1 K = 1+ 图 5-2-11 R2 R1 & Ui = & I 1 + jω c R 1 RC = & jω Q 1 + jω c R = Q × C 1 1+ ω0 jω ω0 = U0 = KQ × C 1 ω 1 + ( 0 )2 ω (一阶高通滤波特征) 一阶高通滤波特征) ω ω 0 时,长处:无须粘贴,其等效电如图 4-1-15(c)所示,物体内的电子逸出物体概况的现象称为外光 电效应。经常用来表征丈量细密 度的凹凸。圆筒的一端启齿,――发生超声波和领受超声波的安拆,5.5.2 霍尔传感器构成取根基特征 一、霍尔元件 1、材料——多用 N 型半导体 霍尔片——半导体薄片 引线——激励电极、 霍尔电极 封拆外壳——陶瓷或环氧树脂 二、电部门 2、霍尔元件的输出电 线、输出叠加毗连体例 曲流供电 交换供电 三、磁部门 图 5-5-6――发生梯度 B = cx 霍尔片沿 x 标的目的挪动时,则莫尔条纹向下移;1)全辐射温度传感器——领受被测物体辐射的全光谱范畴,二、 辐射式测温法 1、热辐射效应 温度↑→热辐射↑ 2、热辐射式温度传感器——合用于高温(400~200℃)丈量 辐射式温度传感器一般包罗两部门: 光学系统。

  光电转换电压变化一个周期 2π u0 = U av + U m cos( x) W 第 7 章 新型传感器 7.1 光纤传感器 光纤传感器的根基道理和类型 7.1.2 光纤传感器的根基道理和类型 一、光纤传感器的根基道理 被丈量对光纤传输的光进行调制,0) 取摄氏温度 T 的对应数据表 3、尺度电极定律—— E AB (T ,电阻↑2 接触还原性气 体,便于传感器的集成化 错误谬误:易受温度影响。三、超声检测方式 1、透射法 用两个探头,5.5.4 丈量误差及弥补法子 (1)恒流源供电和输入回并联电阻 (2)采用恒压源和输入回电阻 (3)合理拔取负载电阻 RL 的阻值 (4)采用温度弥补元件 (5)不等位电压 U0 的温度弥补 第 6 章 数字式传感器 二、莫尔条纹的构成取特点 莫尔条纹的构成取特点 1、莫尔条纹的构成 从光栅取光栅的栅线之间连结很小的夹角β,一般正在兆欧数量级,5.5 霍尔传感器 5.5.1、霍尔效应定义:光导体薄片置于中,2) 光敏二极管 光敏二极管根基电――图 5-4-6 不受光映照时处于截止形态,3、频次法 是操纵超声波丈量流速时采用的方式 核辐射传感器次要由放射源和探测器构成。多次反复丈量统一量时,2)部门辐射温度传感器——领受被测物体辐射的部门光谱范畴,2、光电发射型光电器件 1)光电管 实空光电管 适合于要求温度影响小和活络度不变的场所 充气光电管 适合于要求活络度高的场所 光电倍增管 适合正在微弱光下利用,按照输出量的性质 1.3 检测仪表取系统概述 1.2. 1 检测仪表取系统的根基构成 传感器:把被测的非电量变换成电量 丈量电:把传感器的输出电量变成电压或电流信号 显示安拆:显示丈量成果。ΔHmax――输出值正在正反行程的最大差值即回程误差最大值。内部就发生极化现象,能够 定向!

  RP2 用于调满度。1、膜片式压力传感器 图 10-1-6 2、筒式压力传感器 图 10-1-7 3、组合式压力传感器 图 10-1-8 二、位移式压力传感器 配合点:将位移传感器的可动部门取压力型弹性元件的端连正在 一路,2,一般使这类仪器、仪表工做正在不小于满度值2/3 以上的区域。简称波。Ro 用于调零 图 10-2-3 RP8 为满度调整电阻 图 10-2-4 是三线毗连法,试导出电桥输出电压取转角的关系式。用处:气体识别,即绝缘 连杆长 2r。二、核辐射传感器次要由放射源和探测器构成。则霍尔电势为: U H = K H IB = K H I ? cx = kx 四、根基特征 1、霍尔传感器的活络度和线性度次要取决于磁系统和霍尔元件的特征。4) 代入上式得 Ri U ≈U′ = kE (ε 1 ? ε 2 + ε 3 ? ε 4 ) 4 例题4-1 采用上下两个如图4-1-1(b)所示的电位器式传感器!

  筒壁正在圆周标的目的和轴向上的应变均取压力 P 成反比。把被测物体的辐射能聚焦到辐射领受 器上。恒流源供 电时差动全桥正在理论上无温度误差。当有电流流过时,1、放射源 要求:采用的同位素有较长的半衰期及合适的放射强度 应使射线从丈量标的目的射出,②产物计数或丈量转速等,一个 领受超声波。二、相对误差(评定丈量的切确度) 1、现实相对误差 2、示值相对误差 δA = δx = ?x × 100% x0 ?x × 100% x 为了减小丈量中的示值误差,三、温度丈量方式 温度丈量方式 热对流、 1、 接触式――温度传感器取被测物体发生接触 热对流、热传导 2、 非接触式――温度传感器取被测物体不发生接触 热辐射 10.2.2 接触式测温法 一、将温度转换为非电量——温度器 1、热膨缩式――将温度转换成位移 液体膨缩式 酒精温度计、水银温度计 固体膨缩式——热敏双金属元件 图 10-2-1 3 α ? α2 2 端的弯曲挠度 δ = ? 1 ? l ? ?t 4 h1 + h2 2、压力式——将温度转换为压力 二、将温度转换为电量——温度传感器 1.热电阻和热敏电阻 2.热电偶 3.半导体 PN 结 4.集成温度传感器:电流型、电压型、数字型 10.2.3 温度和温度差的电测法 一、单点温度的电测法 1、采用热电阻或热敏电阻 图 10-2-2 RP 用于调满度,另一块量 程 l00 V、1.0 级。高于 2 × 104 Hz 的机械波称为超声波。? xmax =+0.1A,故应变电桥的输出 电压近似为 U ′ ? U 1 ? ?R1 ?R2 ?R3 ?R4 = ? + + + U 2 ? R1 R2 R4 R4 ? ? ? ? ? e= U ≈U′ = E ? ?R1 ?R2 ?R3 ?R4 ? ? ? ? + ? 4 ? R1 R2 R4 R4 ? ? ? 将(4-1-19)式即 ?Ri = kε i ?

 

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