【正文】 度的傳感器。變面積式電容傳感器輸出特性是線性的，靈敏度是常數。接近開關缺點：觸點容量小，輸出短路時易燒毀。，防潮防塵性能好，工作可靠。接近開關又稱無觸點行程開關。 激勵源頻率：1～10KHz(2) 電渦流式（俗稱電感接近開關） 它只對導電良好的金屬起作用。變壓器和交流電動機的鐵芯用硅鋼片疊制而成就是為了減少電渦流，避免發(fā)熱。調頻法受外界影響小。* 1 MHz時的電阻值是直流時的 4 倍 * 激勵源頻率一般選擇100KHz到1MHZ.電渦流式傳感器的測量轉換電路有：調頻法、調幅法和電橋法。 I = A0 + A1*t 變送器的線性輸入輸出方程（計算題）第五章 電渦流式傳感器 計算題什么是電渦流效應？ 什么是集膚效應？根據法拉弟電磁感應定律，金屬導體置于變化的磁場中，導體表面就會有感應電流產生，這種電流的流線在金屬體內自行閉合，這種由電磁感應原理產生的旋渦狀感應電流稱為電渦流，這種現象稱為電渦流效應。新國標規(guī)定： 電壓輸出為直流1～5V，電流輸出為直流4～20mA(用4mA而不用0mA是因0mA無法判斷出是故障狀態(tài)還是工作狀態(tài))一次儀表的輸出信號可以是電壓，也可以是電流，由于電流信號不易受干擾，且便于遠距離傳輸，所以一次儀表多采用電流輸出型(4～20mA)標準化的傳感器或儀表又稱為變送器。差動變壓器一般線性范圍約為線圈骨架長度的1/10左右。3． 電源電壓含有高次諧波。零點殘余電壓：銜鐵處于零點附近時存在的微小誤差電壓。2. 對外界影響、溫度的變化、電源頻率的變化等基本上可以互相抵消。銜鐵在中間部分工作時才有希望獲得較好的線性關系。 原始氣隙大小影響靈敏度，原始氣隙越小靈敏度越高。缺點：響應較慢，不宜于快速動態(tài)測量，而且其分辨力與測量范圍有關。 陶瓷濕敏電阻應采用交流供電，若長期采用直流供電，會使?jié)衩舨牧蠘O化，吸附的水分子電離，導致靈敏度降低，性能變壞。(3) 熱敏電阻的應用 a、熱敏電阻測溫b、熱敏電阻用于溫度補償 NTC指數型c、熱敏電阻用于溫度控制 NTC突變型 d、熱敏電阻用于空氣絕對濕度的測量e、熱敏電阻用于液面的測量 NTC指數型濕敏電阻 還原性氣體傳感器：MQN型氣敏電阻 多數屬于可燃性氣體。 。屏蔽線的金屬網接地。(1) 作為測溫用的熱電阻材料，應具有哪些條件？（特點） 希望具有電阻溫度系數大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點。分為金屬熱電阻（熱電阻）和半導體熱電阻（熱敏電阻）二類。使用時需要采用溫度補償和非線性補償措施。 金屬單絲靈敏度對于不同的金屬材料，K0是不同的，一般為2左右。為了減少流過電位器的電流，減少溫漂，通常采用R大于1千歐。第三章 電阻式傳感器 ——有一題計算題電位器：改變其滑動臂的位置，也就改變了電路的分壓比。 數字儀表最后一位數值是它的分辨力，無特殊說明，也可認為分辨力等于最大誤差。當被測信息處于穩(wěn)定狀態(tài)時，若輸入量是維持不變或緩慢變化時，則輸入量與輸出量是一一對應的靜態(tài)特性關系，通常用靈敏度、分辨力、線性度、遲滯、穩(wěn)定性、電磁兼容性、可靠性等指標來表示。分辨力是指傳感器能測出被測信號的最小變化量。（如：水銀溫度計測水溫，由于滯后產生的誤差）知識點誤差的統計 算術平均值的方均根誤差 式111 方均根誤差二者之間關系：測量結果 測量結果的數據整理步驟：1． 一系列讀數列表2． 計算測量列Xj的算術平均值3． 在每個測量讀數旁，相應的列出殘差Vj4． 檢查殘差求和是否為0，若不滿足，計算有誤，需要重新計算5． 在每個殘差旁列出它的平方值，然后求出均方根誤差6． 檢查是否有大于3倍均方根誤差的殘差，若有，舍棄，從2開始重新計算7． 確定不存在粗大誤差后，計算算術平均值的均方根誤差8． 寫出測量結果，％。測量誤差 （計算題一定有）(1) 絕對誤差 △＝Ax－A0 Ax為測量值 A0為真值 絕對誤差是有單位的量(2) 相對誤差 a、實際相對誤差 γA＝△/A0100% b、示值相對誤差 γx＝△/Ax100% c、滿度相對誤差 γm＝△/Am100% Am為量程 Am＝Amax－Amin 用于判斷儀表準確度等級 精確度 s＝│△m/Am│100 絕對誤差取最大值* 我國模擬儀表有7種等級：、其他等級是沒有的P9 例11 例12 看懂*選用儀表時應兼顧精度等級和量程，通常希望示值落在儀表滿度值的2/3以上。零位式測量：測量過程中，被測量與儀表內部的標準量相比較，當測量系統達到平衡時，以標準量的值決定被測量的值。昆山《自動檢測與轉換技術》 題型：選擇20個，填充15個，判斷5個，簡答30分，計算5題30分第一章 檢測技術的基本概念 ——1個計算題、1個簡答題以及基本概念測量:借助專門的技術和儀表設備，采用一定的方法取得某一客觀事物定量數據資料的認識過程。微差式測量：預先使被測量與儀表內部的標準量達到平衡，當被測量有微小變化時，測量裝置失去平衡，用偏位式儀表指出其變化部分的值。粗大誤差、系統誤差（裝置誤差）和隨機誤差 如發(fā)現示值忽大忽小，無預見性屬于隨機誤差。測量系統靜態(tài)誤差的合成：1． 絕對值合成法 公式2． 方均根合成法 公式應該努力提高誤差最大的某個環(huán)節(jié)的測量精度。 兩者的關系：靈敏度越高，其分辨力越好。傳感器的動態(tài)特性是傳感器的輸入量隨時間變化時輸入和輸出的關系，一般用微分方程來表示。線性度：（非線性誤差）遲滯：傳感器正向特性和反向特性不一致程度。有直滑式和旋轉式二種。為了獲得高的電阻值，電阻絲排列成柵網狀。應變片的種類：金屬應變片（金屬絲式、箔式、薄膜式）和半導體應變片。常用方法有補償塊補償法和橋路自補償法。熱電阻是利用一般金屬電阻隨溫度升高而增加的這一特性來測量溫度的。 銅電阻范圍 －50℃～﹢150℃ 目前已逐漸被鉑熱電阻所取代（200~+960℃）(2) 國內統一設計的工業(yè)用鉑熱電阻在0℃時阻值R0值有25Ω、100Ω，分度號Pt2Pt100等，熱電阻阻值Rt與溫度t的關系Rt＝R0(1﹢At﹢Bt2﹢Ct3﹢Dt4) A、B、C、D為溫度系數Rt與t之間是非線性關系。調試熱電阻測量轉換電路時，先調零（RP1）再調滿度(RP2)，最后調中間。 、與對應分度號借口的集成IC，可以很方便的將阻值變化，線性化的轉換成輸出電壓或者輸出電流。氣敏電阻加熱到200~300攝氏度，其目的是加速被測氣體的化學吸附和電離的過程，并燒去氣敏電阻表面的污物（起清潔左右）二氧化鈦氧濃度傳感器 TiO2屬于N型半導體，其電阻值大小取決于周圍氧氣濃度，氧氣濃電阻值增大。 (2) 露點 使大氣中原來所含有的未飽和水氣變成飽和水氣所必須降低達到的溫度值。范圍大、分辨力低。 輸入輸出是非線性的關系，為了保持一定的線性度，只能用于微小位移的測量。差動電感傳感器：既可以提高傳感器的靈敏度，又可以減小測量誤差。銜鐵的電磁吸力也較小，從而減小了測量誤差。（只能減小不能消除）零點殘余電壓產生原因：1． 差動電感二個線圈的電氣參數、幾何尺寸、磁路參數不完全對稱。4． 勵磁電流太大使磁路的磁化曲線存在非線性。 差動式變壓器的靈敏度用單位位移輸出的電壓或電流表示，行程越小，靈敏度越高。不讓信號占0~4mA的原因：一方面方便判斷線路故障或者儀表故障，另一方面這類一次儀表內部均采用微電流集成電路，總的耗電還不到4mA,因此還能利用這一電流為一次儀表提供工作電流，使一次儀表稱為2線制儀表。而電渦流在金屬縱深方向并不是均勻分布的，而只集中在金屬導體的表面，這稱為集膚效應。調幅法缺點：電壓放大器放大倍數的漂移會影響測量精度，必須采用各種溫度補償措施。電渦流探頭的結構 ：電渦流探頭起核心是一個扁平的“蜂巢”線圈，線圈用多股絞扭漆包線（能減小集膚效應，提高Q值）繞制而成，外部用聚四氟乙烯等高品質因數塑料密封。通常把渦流密度減小到離開表面1/e的深度叫標準滲透深度。 (3) 電容式 它對接地的金屬或地電位的導電物體起作用，對非地電位的導電物體靈敏度稍差。接近開關的特點：，不影響被測物工況。、無火花、無噪音，適合防爆的場合。接近開關主要工作特性：額定動作距離、工作距離、動作滯差、重復定位精度、動作頻率。(2) 變極距式： 變極距式電容傳感器電容量與位移不是線性關系，其靈敏度不是常數。濕敏電容：一種是多孔性氧化鋁，一種是高分子吸濕膜。3. 當被測物是介質損耗較小的陶瓷、塑料、玻璃等物體時，靈敏度極低。無論沿X軸方向施加力還是沿Y軸方向施加力，電荷只會產生在X面上。 BaTiO3 120℃ 現在基本不用 PZT 500℃ 工業(yè)中應用最多 PMN 260℃，P＝70Mpa，(3) 高分子壓電材料 PVF2或PVDF → 壓電常數高 PVF PVC l 高分子壓電材料的工作溫度一般低于100℃ 溫度升高↑ → 靈敏度降低↓l 在一些不要求測量精度的場合，如水深測量、防盜、振動測量等領域獲得應用。壓電片的串聯（得大電壓）和并聯接法（得大電流）。壓電式傳感器的前置放大器類型：電壓前置放大器和電荷放大器二種型式。 介質的聲阻抗Z＝介質的密度 *聲速C波長：超聲波的波長 頻率f＝聲速C指向性：sin指向角＝超聲波波長 /超聲源的直徑D超聲波從聲阻抗大的材料透射到聲阻抗小的材料時，聲壓的大部分被反射。在檢測技術中主要采用壓電式超聲波傳感器的應用類型有哪些？具體的應用有哪些形式？超聲波傳感器按出射方向分 透射型 發(fā)射器和接收器位于被測面二側；反射型 發(fā)射器和接收器位于被測面同側從超聲波的波形看，又可分為連續(xù)超聲波和脈沖超聲波；常見的應用有：超聲波流量計，超聲波測厚，超聲波測密度，超聲波測液位和物位，超聲波防盜報警。超聲波的探傷 A型 橫坐標為時間軸，縱坐標為反射波強度探傷 B型 B超 橫坐標為探頭的掃描距離，探傷深度為縱坐標，以屏幕的輝度表示反射波強度 C型 醫(yī)用CTA型超聲探傷采用了超聲脈沖反射法，根據波形不同，可分為 a、縱波探傷 b、橫波探傷 c、表面探傷 對缺陷的檢測手段有無損探傷和破壞性試驗。磁場垂直與霍爾薄片，當磁場方向變?yōu)橄喾春?，霍爾電動勢絕對值相同，符號相反?；魻栐心亩箢悾扛饔惺裁刺攸c？霍爾集成電路可分為線性型和開關型兩大類，線性型的特點是將霍爾元件和恒流源、線性差動放大器等做在一個芯片上，輸出電壓為伏級，比直接使用霍爾元件方便多了。霍爾元件是4端元件，一對做激勵電流端，一對做霍爾電動勢的輸出端。熱電偶的主要優(yōu)點。(4) 測量精度較高，各溫區(qū)中的誤差均符合國際計量委員會的標準。 (2) 如果熱電偶兩電極材料相同，即使兩端溫度不同（T≠T0），但總輸出熱電動勢仍為0，因此必需由兩種不同材料才能構成熱電偶(3) 熱電動勢的大小只與材料和結點溫度有關。(2) 在光線的作用下能使物體電阻率改變的現象稱為內光電效應。 光敏電阻的特性和參數 (1) 暗電阻：置于室溫、全暗條件下測得的穩(wěn)定電阻，稱為暗電阻，此時流過電阻的電流為暗電流。熱釋電效應某些電介物質表面溫度發(fā)生變化時，這些介質表面就會產生電荷，這種現象稱為熱釋電效應。紅外熱釋電傳感器由濾光片、熱釋電紅外敏感元件、高輸入阻抗放大器等組成。光敏電阻二極常做成梳狀，是為了增加靈敏度。為了得到光電流與光照度成線性的特性，要求光電池的負載電路必須短路。光敏三極管在應用電路中集電極反偏，發(fā)射極正偏。依據什么可將光電傳感器分為哪四類？依據被測物、光源、光電元件三者之間的關系，可以將光電傳感器分為以下四類：1． 光源本身是被測物，被測物發(fā)出的光投射到光電元件上，光電元件的輸出反映了光源的某些物理參數，典型的有光電高溫比色溫度計。光電開關與光電斷續(xù)器都是用來檢測物體靠近、通過等狀態(tài)的光電傳感器。b、測量精度取決于分辨力，和量程基本無關。如：直接用于直線位移測量的直線光柵、帶型感應同步器和長磁柵等；直接用于角度位移測量的角編碼器、圓光柵、圓磁柵、圓盤形感應同步器、旋轉變壓器及圓盤式電位器等。絕對式測量的特點是：每一個被測點都有一個對應的編碼，以二進制數據形式來表示。若是N位二進制碼盤，就有N圈碼道，且圓周均分2的N次方個數據來分別表示其不同位置。M法：根據在一定的時間間隔內，編碼器所產生的脈沖數來確定速度。計量光柵由標尺光柵和指示光柵組成，莫爾條紋：亮帶和暗帶形成的明暗相間的條紋。3． 莫爾條紋的間距是放大了的光柵柵距，隨光柵刻線夾角而改變，莫爾條紋間距L＝光柵柵距W/二光柵刻線夾角θ（單位弧度）180度＝派弧度 1度＝派/180 弧度4． 莫爾條紋移動過的條紋數和光柵移過的條紋數相等。 公式 W（柵距）＝1/N 分辨力△＝W/n n為細分數磁柵傳感器優(yōu)點：制作簡單，錄磁方便、易于安裝及調整測量范圍可達十幾米，不需接長，抗干擾能力強等一系列優(yōu)點。容柵傳感器：基于變面積工作原理的電容