2013下传感器与检测技术复习资料.doc

传感器与检测技术复习提纲 传感器的基本概念 传感器的定义、地位、作用和发展方向。 传感器的定义：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有对应关系的、便于应用的某些物理量的测量装置。 传感器的作用：传感器是获取自然领域中信息的主要手段，在检测和自动控制系统中，相当于人的五官。 传感器的地位：传感器位于自控系统的最前端，是实现自动检测和自动控制的首要环节，是现代信息技术的三大基础之一（即信息采集技术）。自动化程度越高，对传感器的依赖越大；检测系统越先进，设备的生命力越强传感器技术是“顶天立地”的技术，是社会技术进步的标志。 检测与转换技术：它是一门以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换、信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术学科。 2、了解传感器的分类：电量传感器、电参数传感器 3、传感器的基本特性 静特性：线性度（要求掌握端基线性度的拟和直线）、迟滞 、重复性、 灵敏度等 动特性 4、测量误差的概念和分类 P4掌握测量技术中的部分名词 测量误差，按表示方法可被分为绝对误差、相对误差，重点要求掌握绝对误差、各种相对误差的基本概念和用法。应用见作业题。 例：传感器A测温范围0～100 0C , 精度为1级, 问其测20 0C ,50 0C ,80 0C时的示值相对误差分别为多少?结论? 另外,如有传感器B的测温范围50～550 0C,精度为0.5级, 如要求测温50～90 0C, 误差不超过1 0C, 应选择何种传感器?　如果要量0～200 0C，要求测量示值相对误差不大于 ±1%, 问选用量程为300 0C测温表,其精度应为哪一级? 要求掌握系统误差、随机误差的基本概念及与准确度、精密度、精确度的关系。 四、电阻应变传感器 1、概念：电阻应变计是将被测量的力（压力、荷重、扭力等）通过它所产生的金属弹性变形转换成电阻变化的敏感元件。它是由电阻应变片和测量线路两部分组成。 2、特点：参量类——外加物理量引起参数变化（R、L、C），属无源式。 3、电阻丝的应变效应： 重点掌握四个电阻相等情况下： 单臂、差动 和全桥的测量方法、测量特点及相关计算（重点：实验内容，电桥平衡时对边电阻相乘相等） 为了提高输出电压，也可在每个桥臂串联多个应变电阻，此时要注意输出随串联的电阻个数成比例增加。提高电桥输出灵敏度的方法。 4、了解半导体应变片的特点并与电阻丝的应变片进行比较（灵敏系数、温度稳定性） 5、结构：将电阻应变片贴在受力的弹性元件上，就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感。 附作业：1）一应变电阻R=120Ω，K=2，用作800μm/m的传感器元件，求ΔR， ΔR/R。若用电桥测量电路，试画出相关测量电路, 如电桥电源U=4V，求相应的输出U0。 如应变片所受应力减少，使相应的输出U0降至1mV，求此时的应变值。 如四片均为应变电阻，应该怎样贴在受力结构上？ 五、温度传感器 热电阻传感器： 特点：测温精度较高，范围广，稳定性、重复性好，特别适于测低温。但热惯性大，灵敏度低。 测温电路：用电桥作为传感器的测量电路，工业上用的铂电阻的引线为三根，目的是消除连接线电阻的影响。 2、热敏电阻 分类： NTC：具有负温度系数，阻值随温度升高而下降； PTC：具有正温度系数，阻值随温度升高而升高。 NTC与PTC均有突变型与缓变型，但NTC以缓变型多， PTC以突变型多。一般选择NTC突变型为温度开关，性能较好。 3、热电偶传感器 掌握热电偶测温的基本原理，理解热电偶回路的几点结论和几个定律。 重点掌握热电偶冷端的温度补偿的意义和方法：热电偶冷端温度恒温法、计算修正法、补偿导线法（将热电偶冷端延长到远离高温区的地方。复习热电偶实验的各个环节，学会温度补偿的计算。 . 六、电感传感器 自感和互感传感器概述： 定义：电感传感器是将被测量转换为线圈的自感或互感的变化来测量的装置。 特点：结构简单、可靠，输出功率高，分辨力与灵敏高,，线性较好，稳定，抗干扰能力强。但频率响应低，不宜进行快速动态测量。 自感传感器： 了解其工作原理，重点了解和掌握差动自感传感器原理、组成及特点（抗干扰能力强，灵敏度提高一倍，线性好，精度及特性变好，电磁吸力对测量力的影响相互抵消）。 按结构可分为变隙式、变面积式和螺线管式。 2）差动变压器 差动变压器是一种互感传感器，了解其工作原理与其测量电路的构成，按结构可分为变隙式、变面积式和螺线管式 涡流传感器 了解其测量原理（反射电阻与反射电感 ） 掌握其特点：动态响应好，灵敏度高。主要测量位移、厚度、振动以及探伤等。可用于非接触测量。涡流传感器可制成应用广泛的接近开关。接近开关（电涡流式传感器）：它是通过传感器端部与被测物体之间