【正文】 相應(yīng)改變的這種效應(yīng)稱 電阻等強(qiáng)度梁彈性元件是一種特殊形式的懸臂 梁。 分類（按其結(jié)構(gòu)分）：繞線式、薄膜式、光電式、磁敏式、半導(dǎo)體式 ? 壓阻式傳感器 ※ 在半導(dǎo)體材料上施加一作用力時(shí)，其電阻率將發(fā)生顯著變化，這種現(xiàn)象叫 壓阻效應(yīng) ； ※ 利用硅的壓阻效應(yīng)和微電子技術(shù)制成的壓阻傳感器，具有靈敏度高、動(dòng)態(tài)效應(yīng)好、精度高、易于微型化和集成化和智能化等特點(diǎn) ； ※ 故應(yīng)用廣泛，用于測(cè)量液位、壓力等等 . ※ 溫度穩(wěn)定性差，靈敏系數(shù)的非線性大。 優(yōu)點(diǎn) :方法簡(jiǎn)單 ,常溫下補(bǔ)償效果 好 . 缺點(diǎn) :溫度梯度較大 下影響補(bǔ)償效果 . 應(yīng)變 片自補(bǔ)償法 ：使用特殊應(yīng)變片，當(dāng)溫度變化時(shí)，應(yīng)變片本身電阻增量為零，這種應(yīng)變片稱為自補(bǔ)償片。鄰臂接入相反應(yīng)變片。 ? 溫度誤差及補(bǔ)償方法 溫度誤差： 當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化時(shí)導(dǎo)致應(yīng)變片本身電阻發(fā)生變化。在恒溫條件下，加到貼有應(yīng)變片的試件上的載 荷力恒定 ，應(yīng)變片的應(yīng)變 輸出 隨時(shí)間變化的情況稱為應(yīng)變片的 蠕變 。 機(jī)械滯后 .：在恒溫下，應(yīng)變片受力后，其內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生不可逆 的殘余變形。 直流電橋， 串聯(lián) 電位器法 和 并聯(lián) 電位器法 。 ? 是受到的應(yīng)變。 ? 測(cè)量電路 （ 12 年考了的） 把幾個(gè)測(cè)量電路的名字記住。 ? 缺點(diǎn)： ①非線性嚴(yán)重 ②輸出信號(hào)弱 —— 抗干擾能力差 ③平均應(yīng)變 —— 不能反映應(yīng)變梯度 ? 制成效應(yīng)：應(yīng)變效應(yīng) 原理： 導(dǎo)體或半導(dǎo)體 材料在 應(yīng)力 作用下產(chǎn)生 機(jī)械形變 ，其 電阻值 也發(fā)生相應(yīng)改變的這種效應(yīng)稱電阻應(yīng)變效應(yīng)。、 ? 結(jié)構(gòu) ：應(yīng)變式傳感器由彈性元件上粘貼應(yīng)變片（ +測(cè)量電路）構(gòu)成。 動(dòng)態(tài)特征：輸入量隨時(shí)間變化發(fā)生變化或隨時(shí)間發(fā)生緩變時(shí)傳感器的響應(yīng)輸出特性。 14 隨機(jī)誤差是什么 ?它有哪些特點(diǎn)？ 答：對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，若誤差的大小不可預(yù)知地隨機(jī)變化，則把這種誤差稱為系統(tǒng)隨機(jī)誤差。按照被測(cè)量的性質(zhì)分類有時(shí)域測(cè)量，頻域測(cè)量、數(shù)據(jù)測(cè)量和隨機(jī)測(cè)量。 測(cè)量電路： 將傳感器輸出的微弱的電壓或電流信息放大，根據(jù)需要還進(jìn)行阻抗匹配、微分、積分、線性化補(bǔ)償?shù)刃盘?hào) 處理技術(shù)。 對(duì)于傳感器特性，找出誤差的變化規(guī)律，采用適當(dāng)?shù)姆椒右匝a(bǔ)償或修正。使傳感器靈敏度增大。 量程 ：測(cè)量范圍上下限值的代數(shù)差 遲滯： 遲滯是表明檢測(cè)系統(tǒng)在正向和反向（即輸入量增大和減?。┬谐唐陂g，輸入 — 輸出特性曲線表現(xiàn)出的不一致程度。此種 檢測(cè)裝置 的性能參數(shù)通常稱為 靜態(tài)特性 。 ? 傳感器的定義 傳感器是一種 能感受規(guī)定的 被測(cè)量 ，并按照一 定的規(guī)律 將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)并進(jìn)行測(cè)量 的器件或裝置 。 背完這個(gè) 90 分穩(wěn)妥妥 12 年考了 的下面有標(biāo)注 第一章 檢測(cè)技術(shù)理論基礎(chǔ) ? 什么是檢測(cè) 與轉(zhuǎn)換技術(shù) 檢測(cè)與轉(zhuǎn)換技術(shù)是以 檢測(cè)與控制系統(tǒng) 中信息的 提取 、轉(zhuǎn)換及處理 的理論和技術(shù) 為主要研究?jī)?nèi)容的一門(mén)應(yīng)用技術(shù)。 內(nèi)容涉及 傳感器技術(shù) 、 誤差理論 、 測(cè)試計(jì)量 技術(shù) 、 抗干擾技術(shù) 以及 電量間的相互轉(zhuǎn) 換技術(shù)。一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、測(cè)量電路三部分組成。 靜態(tài)特性的性能指標(biāo)： ? 如何使靜態(tài)響應(yīng)良好： 合適 的量程和測(cè)量范圍； 足夠 的靈敏度、分辨率和 重復(fù)性 ；盡量小 的 線性度差、回差、和漂移。 漂移： 檢測(cè) 系統(tǒng)輸入量不變，輸出量隨時(shí) 間的變化發(fā)生緩慢變化的情況 精度等級(jí) ：檢測(cè)系統(tǒng)或裝置的精度等級(jí)與其引用誤差有關(guān) 分辨力： 分辨力是傳感器 在規(guī)定測(cè)量范圍內(nèi)所 能檢測(cè)出 被測(cè)量的最小變化量 檢測(cè)技術(shù)期末復(fù)習(xí) 12 電氣 Zior 第 2 頁(yè) ? 靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)工作狀態(tài) 沒(méi)有加速度 、振動(dòng)、沖擊（除非這些量為被測(cè)量）；環(huán)境溫度為室溫 20+/5 度；相對(duì)濕度不大于 85％；大氣壓力為 760+/60mmHg． ? 動(dòng)態(tài)特性 動(dòng)態(tài)特性用于反映系統(tǒng)對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。 用若干個(gè)傳感單元同時(shí)感受被測(cè)量，以這些單元輸出的平均值為輸出。 針對(duì)傳感器工作條件或外界環(huán)境進(jìn)行誤差補(bǔ)償，也是提高傳感器精度的有力技術(shù)措施。 檢測(cè)技術(shù)期末復(fù)習(xí) 12 電氣 Zior 第 3 頁(yè) 一般的檢測(cè)與控制系統(tǒng)框圖 (12 年考了的 ) 思考題與練習(xí)題： 11 檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量方法有哪些？舉例說(shuō)明。 12 測(cè)量誤差的表示方法有哪些？ 答：絕對(duì)誤差，相對(duì)誤差和容許誤差。 隨機(jī)誤差一般無(wú)法控制，但在一定條件下服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，經(jīng)過(guò)多次測(cè)量后，對(duì)其總和可用統(tǒng)計(jì)規(guī)律來(lái)描述。 16 理想檢測(cè)技術(shù)的重要性質(zhì)有哪些？它們是如何定義的？ （ 12 年考了的） 遵守疊加原理 指同時(shí)作用的兩個(gè)信號(hào) x1（ t）、 x2（ t）通過(guò)線性測(cè)試系統(tǒng)后的輸出信號(hào) y（ t）等于兩個(gè)輸入信號(hào)單獨(dú)輸入測(cè)試系統(tǒng)后引起的輸出信號(hào) y1（ t）， y2（ t）的和。 ? 優(yōu)點(diǎn)： ①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能穩(wěn)定可靠 ②分辨力高，靈敏度高。 （原因：金屬導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻與其 電阻率 及 幾何尺寸 （長(zhǎng)度、面積）有關(guān)，當(dāng)其受到外力作用時(shí)，這些參數(shù)發(fā)生變化，因而引起其的電阻的變化，進(jìn)而引起電流的變化） ? 應(yīng)變片基本結(jié)構(gòu) （ 12 年考了的） ? 四構(gòu)件 ? 應(yīng)變片基本結(jié)構(gòu) 引線 連接測(cè)量導(dǎo)線之用 蓋層 基底與面膠 — 中間介質(zhì)和絕緣作用 電阻絲 (敏感柵 )— 轉(zhuǎn)換元件 兩參數(shù) ：標(biāo)距 L 和 工作寬度 b 檢測(cè)技術(shù)期末復(fù)習(xí) 12 電氣 Zior 第 5 頁(yè) 從性能方面對(duì)電阻絲的要求：應(yīng)變靈敏度系數(shù)較大，且線性范圍寬。 電阻應(yīng)變式傳感器的測(cè)量電路按工作電源分為 直流電源測(cè)量電路 和 交流電源測(cè)量電路 兩種。 直流電橋電路： 對(duì)稱電橋（單臂、半橋） 1） 輸入端對(duì)稱 R1=R4 R2=R3 （ 12年考了的） 結(jié)合等強(qiáng)度橋式懸梁 bi會(huì)有一道計(jì)算題 單臂 半橋：接入兩個(gè)應(yīng)變片與電源輸入端對(duì)稱，要求兩者電阻增量大小相等，符號(hào)相反 R1R3=R2R4 是電橋平衡條件 不對(duì)稱電橋 滿足 R1R3=R2R4 設(shè)只有 R1 為應(yīng)變片 則有 URRRR RRU )()(1122121o ????? URRRRRU ???????? ????11221210 )R（ 檢測(cè)技術(shù)期末復(fù)習(xí) 12 電氣 Zior 第 6 頁(yè) 2） 輸出端對(duì)稱 R1=R2， R3=R4 單臂 半橋 全等臂電橋 R1=R2=R3=R4 △ R4 URRRRRU ???????? ????11221210 )R（ ?UKRRUU 41410 ???? ?UKU 210 ?? 2 檢測(cè)技術(shù)期末復(fù)習(xí) 12 電氣 Zior 第 7 頁(yè) 電橋的調(diào)平衡 ： 原因：實(shí)際各 橋臂的性能參數(shù) 不能完全保持對(duì)稱。交流電橋， 阻容調(diào)平衡法 。致使應(yīng)變電阻在加載和卸載時(shí)，出現(xiàn)一定的差值。 應(yīng)變極限： 粘貼在試件上的應(yīng)變片所能測(cè)試的 最大載荷力 稱為應(yīng)變極限。原因：一是由 電阻絲本身的 電阻溫度 系數(shù) 引起。對(duì)臂接入相同應(yīng)變片。（一種溫度系數(shù)值的應(yīng)變片只能用在一種材料上 ,局限性很大） . 。 使用時(shí)需采用溫度補(bǔ)償和非線性補(bǔ)償措施。梁的固定端寬度為 bo，自由端寬度為 b，梁長(zhǎng)為 L，梁厚為 h。 它是一種慣性式傳感器。交流電橋， 阻容調(diào)平衡法 23 金屬電阻應(yīng)變片與半導(dǎo)體材料電阻應(yīng)變效應(yīng) 有什么不同？ 答： 金屬材料的應(yīng)變靈敏度主要由（ 1+2μ）決定，對(duì)于半導(dǎo)體材料，應(yīng)變靈敏度系數(shù)主要由 ?ρρ/? 決定。 知識(shí)點(diǎn)補(bǔ) 充（了解） 橫向效應(yīng)： 直線金屬絲受縱向拉伸力時(shí)，線上各段所感受的應(yīng)力應(yīng)變是相同的，因而每段的伸長(zhǎng)也是相同的，金屬絲總電阻的增加等于各段電阻增加的總和。如果變化的這個(gè)參量與被測(cè)量之間存在一定的函數(shù)關(guān)系，那么被測(cè)量的變化就可以直接由電容量的變化反映出來(lái)。 ? 性能 及其改善（ P3640） 靜態(tài)靈敏度 是被測(cè)量緩慢變化時(shí)傳感器電容變化量與引起其變化的被測(cè)量變化之比。 改善措 施 ： 減小電容式傳感器極間距 使電容式傳感器極板變薄的設(shè)計(jì)同時(shí)配合改變電容式傳感器極間距離的減小來(lái)減小邊緣效應(yīng)的影響。濕度影響介電常數(shù)和絕緣電阻值。傳感器殼件剛性要好，以免安裝時(shí)變形。 溫度 穩(wěn)定性好 需要的 動(dòng)作能量低（解決輸入能量低的測(cè)量問(wèn)題） 動(dòng)態(tài) 響應(yīng) 快 （用來(lái)測(cè)量高速變化的參數(shù)） 可獲得 較大的相對(duì)變化量 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 可在 惡劣 環(huán)境下工作 可實(shí)現(xiàn) 非接觸測(cè)量 ，具有 平均效應(yīng) （減小工件表面粗糙度影響） 輸出特性為 非線性 （采用差動(dòng)形式改善） 泄漏電容 的影響 （將處理電信號(hào)的電子線路安裝非常靠近極板的地方以削弱泄露電容） 高輸 出阻抗，帶負(fù)載能力差 （接射極輸出器，降低輸出阻抗） 電容電場(chǎng)的邊緣效應(yīng) 檢測(cè)技術(shù)期末復(fù)習(xí) 12 電氣 Zior 第 12 頁(yè) 4） 運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)法 5） 整體屏蔽法 6） 組合式與集成技術(shù) ? 測(cè)量電路 （ 12 年考了的） 記住名字 要求提供幅度和頻率很穩(wěn)定的交流電源，要求電 橋放大器的輸入阻抗 Zi很高 檢測(cè)技術(shù)期末復(fù)習(xí) 12 電氣 Zior 第 13 頁(yè) T形電橋電路 抗干擾能力強(qiáng)，穩(wěn)定性高 靈敏度和電源電壓 U和頻率 f有關(guān) 檢測(cè)技術(shù)期末復(fù)習(xí) 12 電氣 Zior 第 14 頁(yè) 檢測(cè)技術(shù)期末復(fù)習(xí) 12 電氣 Zior 第 15 頁(yè) ? 應(yīng)用：晶體管料位指示儀 料位指示儀原理圖 敏感部分 轉(zhuǎn)換部分 輸出部分 畫(huà)出 C1=C2， C1C2， C1C2 這三種情況的波形 C1 C2 影響充電時(shí)間常數(shù)。 A1 輸出負(fù)電平， Q低電平， Q非高電平。 UA 以時(shí)間常數(shù) R1C1 的速度對(duì) C1 充電。 B端變?yōu)楦唠娖剑?UB 以 R2C2的速度對(duì) C2 充電。 A2 復(fù)原。 UAB 將不是寬度相等的對(duì)稱方波，從而引起輸出平均值變化。料倉(cāng)上下限各有一個(gè)金屬探頭。 轉(zhuǎn)換部分： 料面變化引起 Cx變化。轉(zhuǎn)換部分送來(lái)的直流信號(hào)大到一定值，觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)。 電感式傳感器可測(cè)的物理量：位移、壓力、振動(dòng)、流量。μ。 靈敏度 k=dL/d? L 與空氣間隙截面積 S成正比。對(duì)外界的影響，如溫度變化、電源頻率變化基本上可以互相抵消、銜鐵承受的電磁吸引力小，從而減少輸出誤差。 工作原理和特性 ： P51 檢測(cè)技術(shù)期末復(fù)習(xí) 12 電氣 Zior 第 18 頁(yè) ? 測(cè)量電路 測(cè)量電路的作用是將自感式傳感器電感量的變化轉(zhuǎn)換成電壓或電流信號(hào)，以便進(jìn)行放大，而后用儀表顯示或記錄。壓降大，則 R1壓降小。 2種情況 Uo 均是下正上負(fù)。所