【導(dǎo)讀】襖膄芀薇螀膄莃螃蚆膃蒅薆肄膂芄螁羀膁莇蚄袆膀葿衿螂腿薁螞肁膈芁蒅羇羋莃蟻袃芇蒆蒃蝿芆膅蠆蚅芅莈蒂肄芄蒀螇羀芃薂薀袆節(jié)節(jié)螅螁節(jié)莄薈肀莁蕆螄羆莀蕿薇袂荿艿螂螈羆蒁薅螄羅薃袀肅羄芃蚃罿羃蒞衿裊蕆蟻螁肁薀蒄聿肀艿蝕羅肀莂蒃袁聿薄蚈袇肈芄薁螃肇莆螆肂肆蒈蕿羈肅薁螅襖膄芀薇螀膄莃螃蚆膃蒅薆肄膂芄螁羀膁莇蚄袆膀葿衿螂腿薁螞肁膈芁蒅羇羋莃蟻袃芇蒆蒃蝿芆膅蠆蚅芅莈蒂肄芄蒀螇羀芃薂薀袆節(jié)節(jié)螅螁節(jié)莄薈肀莁蕆螄羆莀蕿薇袂荿艿螂螈羆蒁薅螄羅薃袀肅羄芃蚃罿羃蒞衿裊蕆蟻螁肁薀蒄聿肀艿蝕羅肀莂蒃袁聿薄蚈袇肈芄薁螃肇莆螆肂肆蒈蕿羈肅薁螅襖膄芀薇螀膄莃螃蚆膃蒅薆肄膂芄螁羀膁莇蚄袆膀葿衿螂腿薁螞肁膈芁蒅羇羋莃蟻袃芇蒆蒃蝿芆膅蠆蚅芅莈蒂肄芄蒀螇羀芃薂薀袆節(jié)節(jié)螅螁節(jié)莄薈肀莁蕆螄羆莀蕿薇袂荿艿螂螈羆蒁薅螄羅薃袀肅羄芃蚃罿羃蒞衿裊蕆蟻螁肁薀蒄聿肀艿蝕羅肀莂蒃袁聿薄蚈袇肈芄薁螃肇莆螆肂肆蒈蕿羈肅薁螅襖膄芀薇螀膄莃螃蚆膃蒅薆肄膂芄螁羀膁莇

　　

【正文】 壓力傳感上。 缺點(diǎn)：溫度依賴性大，需要電路補(bǔ)償，價(jià)格高。 3 壓敏導(dǎo)電橡膠 原理：元件受力變形電阻變化，通電，測電壓，即反推得到力的大小。 9 成分分析儀表 成分分析儀表是對(duì)物質(zhì)的成分及性質(zhì)進(jìn)行分析和測量的儀表。 一、 成分分析方法及分類 (p117) 成分分析的方法有兩種類型：一種是定期取樣，通過實(shí)驗(yàn)室測定的實(shí)驗(yàn)室分析方法；另 一種是利用可以連續(xù)測定被測物質(zhì)的含量或性質(zhì)的自動(dòng)分析儀表。 目前，按測量原理分類，成分分析儀表有以下幾種型式： 1) 電化學(xué)式：如電導(dǎo)式（ EC），電位式，酸度計(jì)，離子濃度計(jì)等。 2) 熱學(xué)式：如熱導(dǎo)式、熱譜式、熱化學(xué)式等。 3) 磁學(xué)式：如磁式氧氣分析儀、核磁共振分析儀等。 4) 射線式：如 X 射線分析儀、 γ射線分析儀、同位素分析儀、微波分析儀等。 5) 光學(xué)式：如紅外、紫外等吸收式光學(xué)分析儀，光散射、光干涉式光學(xué)分析儀等。 （分光儀、比色儀） 6) 電子光學(xué)式和離子光學(xué)式：如電子探針、離子探 針、質(zhì)譜儀等。 7) 色譜式：如氣相色譜儀、液相色譜儀等。 8) 物性測量儀表：如水分計(jì)、粘度計(jì)、密度計(jì)、濕度計(jì)、塵量計(jì)等。 9) 其他：如半導(dǎo)體氣敏傳感器。 二、 自動(dòng)分析系統(tǒng)（檢測器是分析儀表的核心） 自動(dòng)分析系統(tǒng)通常是與試樣預(yù)處理系統(tǒng)組成一個(gè)分析測量系統(tǒng)，以保證其良好偶的環(huán)境適應(yīng)性和高的可靠性以使分析儀表的示值能代表被監(jiān)測的成分。 自動(dòng)取樣裝置的作用是從生產(chǎn)設(shè)備中自動(dòng)、快速的提取待分析樣品。預(yù)處理系統(tǒng)可以采用冷卻、加熱、氣化、減壓、過濾等方式。取樣和試樣的制備必須注意避免液體試樣的 分餾作用或氣體試樣中某些組分被吸附的情況。 三、 幾種工業(yè)用成分分析儀表 熱導(dǎo)式氣體分析器：利用不同氣體導(dǎo)熱特性不同的原理進(jìn)行分析。優(yōu)點(diǎn)有機(jī)構(gòu)簡單、 工作穩(wěn)定、體積小。（熱導(dǎo)式氣體分析器的核心是測量室） （ 1）經(jīng)實(shí)驗(yàn)測定，氣體中氫和氦的導(dǎo)熱能力最強(qiáng)，而二氧化碳和二氧化硫的導(dǎo)熱能力較弱。氣體的導(dǎo)熱率還與氣體的溫度有關(guān)。 （ 2）熱導(dǎo)式氣體分析器的核心是測量室，稱為熱導(dǎo)池。熱導(dǎo)池是用導(dǎo)熱良好的金屬制成的長圓柱形小室，室內(nèi)裝有一根絲的鉑或鎢電阻絲，電阻絲與腔體有良好的絕緣。 熱導(dǎo)池有不同的結(jié)構(gòu)型式 ，目前常用的是對(duì)流擴(kuò)散式結(jié)構(gòu)型式。熱導(dǎo)式分析儀表通常采用橋式測量電路。 四、 氧化鋯氧分析器 （ 1）氧化鋯氧分析器是屬于電化學(xué)分析方法，這種分析器的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高、穩(wěn)定性好、相應(yīng)快、測量范圍寬（從 10ˉ6到百分含量），而且不需復(fù)雜的采樣和預(yù)處理系統(tǒng)，它的探頭可以直接插入煙道中連續(xù)地分析煙氣中的氧含量。 （ 2）氧化鋯分析器的基本工作原理基于氧濃差電池（原電池）。氧化鋯（ ZrO2）是一種陶瓷固體電解質(zhì)，在高溫下有良好的離子導(dǎo)電特性。濃差電池的左側(cè)為被測氣體，右側(cè)為參比 17 氣體，參比氣體一般為空氣 。 （ 3） 氧化鋯分析器正常工作的必要條件： a、工作溫度要恒定，傳感器要有溫度調(diào)節(jié)控制的環(huán)節(jié)，一般工作溫度保持在 T=850186。C，此時(shí)靈敏度最高，工作溫度變化直接影響氧濃車電勢 E 的大小，傳感器還應(yīng)有溫度補(bǔ)償環(huán)節(jié)。 b、必須要有參比氣體，參比氣體的氧含量穩(wěn)定不變。二者氧含量差越大，儀表靈敏度越高。 C、參比氣體與被測氣體壓力應(yīng)該相等。 （ 3）氧化鋯分析器的安裝方式有直插式和抽吸式。 五、 半導(dǎo)體氣敏傳感器 半導(dǎo)體氣敏傳感器是采用半導(dǎo)體材料為敏感材料制成的一種氣敏傳感器類型。這類傳感器可以通過在半 導(dǎo)體材料中添加各種催化劑來改變其主要敏感對(duì)象，但卻很難消除對(duì)其他共存氣體的影響 ,并且它信號(hào)線性影響的范圍窄，一般只用于定性及半定量范圍的氣體檢測。 半導(dǎo)體氣敏傳感器按照半導(dǎo)體的物性變化特點(diǎn)，可分為電阻型和非電阻型兩類。 氣敏傳感器一般由氣敏元件、加熱器和封裝體等部分組成。氣敏元件從結(jié)構(gòu)型式來分有燒結(jié)型、薄膜型和厚膜型三類。 六、 工業(yè)酸度計(jì) 工業(yè)酸度計(jì)屬于電化學(xué)分析方法。溶液的酸堿性可以用氫離子濃度 []的大小來表示。一般用 pH值來表示溶液的酸堿度，定義為： 與之相應(yīng)有： pH=7 為中性溶液， pH7 為堿性溶液， pH7 為酸性溶液。 （ 1） pH值得檢測采用電位測量法。測量 pH值一般使用參比電極和測量電極以及被測溶液共同組成的 pH測量電池。參比電極的電位是一個(gè)固定的常數(shù)。電池的電勢為參比電極和測量電極間電極電位的差值。根據(jù)能斯特公式有： 式中， E 為電極電勢， V； R 為氣體常數(shù)， R=(molK)； T 為熱力學(xué)溫度， K； F 為法拉第常數(shù)，； pHx 為被測溶液的 pH值。 （ 2）工業(yè)用參比電極一般為甘汞電極或銀 –氯化銀（ Ag/AgCl） 電極。 (p129) （ 3）玻璃電極是使用最為廣泛的測量電極。 七、 濕度的檢測 濕度是表示空氣中水汽含量的物理量。 （ 1）濕度可用絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度兩種方法表示：絕對(duì)濕度是指單位體積濕氣體中所含的水汽質(zhì)量數(shù)，單位為；相對(duì)濕度是單位體積濕氣體中所含的水汽質(zhì)量與相同條件下飽和水汽質(zhì)量之比，用百分?jǐn)?shù)表示。 （ 2）濕度的檢測方法有露點(diǎn)法、毛發(fā)膨脹法和干濕球濕度測量法。對(duì)濕度傳感器的要求：工作可靠，使用壽命長，有較快的響應(yīng)速度，受溫度影響小，互換性好，制造簡單，價(jià)格便宜。 八、 干濕球濕度計(jì) 干濕球 濕度計(jì)的使用十分廣泛，常用于測量空氣的相對(duì)濕度。它由兩支溫度計(jì)組成，一支溫度計(jì)用來直接測量空氣的溫度，稱為干球溫度計(jì)；另外一支溫度計(jì)在感溫部分包有被水浸濕的棉紗吸水套，并經(jīng)常保持濕潤，稱為濕球溫度計(jì)。 18 式中，為相對(duì)濕度；為干球溫度下得飽和水汽壓；為濕球溫度下的飽和水汽壓；為濕空氣的總壓；為干球濕度；為濕球濕度；為儀表常數(shù)，它與風(fēng)速和溫度傳感器的結(jié)構(gòu)因素有關(guān)。 陶瓷濕敏傳感器 陶瓷材料化學(xué)穩(wěn)定性好，耐高溫，便于用加熱法去除油污。多孔陶瓷表面積大，易于吸濕和去濕，可以縮短響應(yīng)時(shí)間。陶瓷傳感 器的感濕機(jī)理一般是利用陶瓷燒結(jié)體微結(jié)晶表面對(duì)水分子進(jìn)行吸濕或脫濕，使電極間的電阻值隨相對(duì)濕度而變化。這類傳感器的制作型式可以為燒結(jié)式、膜式及 MOS 型等。這類元件的特點(diǎn)是體積小，測溫范圍寬，可用于高溫，最高可達(dá) 600℃ ，能用電加熱反復(fù)清洗，響應(yīng)速度快，長期穩(wěn)定性好。 課后習(xí)題 9在線成分分析系統(tǒng)為什么要有采樣和試樣預(yù)處理裝置？采樣和試樣預(yù)處理裝置可以保證在成分分析系統(tǒng)良好的環(huán)境適應(yīng)性和高的可靠性，以使分析儀表的視值能代表被監(jiān)測的部分。采樣裝置的作用是從生產(chǎn)設(shè)備中自動(dòng)、快速的提取待分析樣品；預(yù)處理裝置 可采用多種方式對(duì)采集的樣品進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚瑸榉治鰞x器提供符合技術(shù)要求的試樣。 9簡述熱導(dǎo)式體分析器的工作原理，對(duì)測量條件有什么要求？ 工作原理：由于氣體組份含量的不同，混合氣體導(dǎo)熱能力將發(fā)生變化，利用混合氣體導(dǎo)熱能力的差異進(jìn)行含量分析。 要求：實(shí)際測量中，要求混合氣體中背景組分的導(dǎo)熱率必須近似相等，并與被測組分的導(dǎo)熱率有明顯的差別，對(duì)于不能滿足這一要求的氣體可采用預(yù)處理的方法。 93 機(jī)理為：紅外線氣體分析器屬于光學(xué)分析一表中的一種。它是利用不同氣體對(duì)不同波長的紅外線具有選擇性吸收的特性來 進(jìn)行分析的。一般由紅外輻射源、測量氣樣室、紅外探測裝置組成。 94 氧化鋯分析器的基本工作原理基于氧濃差電池。濃差電池內(nèi)在氧化鋯陶瓷體的兩側(cè)燒結(jié)一層多孔鉑電極，當(dāng)兩側(cè)氣體的含氧量不同時(shí)，在兩極間將產(chǎn)生濃差電勢。條件要求為：工作溫度要恒定，傳感器要有溫度調(diào)節(jié)控制的環(huán)節(jié)；必須要有參比氣體，參比氣體的氧含量穩(wěn)定不變；參比氣體與被測氣體壓力應(yīng)該相等。 95 基本環(huán)節(jié)有分析環(huán)節(jié)和分離環(huán)節(jié)。 9半導(dǎo)體氣敏傳感器有哪幾種類型？ 半導(dǎo)體氣敏傳感器的類型按照半導(dǎo)體的物位變化特點(diǎn)，可分為電阻型和非電阻性兩 類。按照半導(dǎo)體與氣體的相互作用是在其表面或內(nèi)部，又可分為表面控制型和體控制型兩種。 97 直接電位法測量溶液酸度就是用 pH測量電池進(jìn)行測量，測量電極插入溶液中會(huì)與溶液產(chǎn)生電極電勢，電池的電勢為參比電極與測量電極間電極電位的差值，其大小就代表溶液中氫離子濃度，即溶液酸度。 9簡述濕度測量的特點(diǎn)，常用的濕度測量方法有哪些？ 濕度測量的方法很多，傳統(tǒng)的方法是露點(diǎn)法，毛發(fā)膨脹法和干濕球濕度測量法。工業(yè)過程的檢測和控制對(duì)濕敏傳感器有一下要求：（ 1）工作可靠，使用壽命長；（ 2）在氣體環(huán)境中特性穩(wěn)定，不受 塵埃、油污附著的影響；（ 3）滿足要求的濕度測量范圍有較快的相應(yīng)速度； 19 （ 4）能在 30176。~100176。c 的環(huán)境溫度下使用，受溫度影響較??；（ 5）互換性好，制造簡單， 價(jià)格廉價(jià)。 10 儀表系統(tǒng)分析 表 101DDZII 型和 DDZIII 型儀表的比較 (p137) 儀表系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的類型有： 時(shí)域模型，頻域模型，離散模型。 思考題與習(xí)題 1 常用儀表是如何進(jìn)行分類的？各有什么特點(diǎn)？ ① 按使用性質(zhì)分為標(biāo)準(zhǔn)