《传感器与检测技术》复习2程序.ppt

* 光电器件 光电管与光电倍增管：受光照射后产生电流 光敏电阻：受光照射后电阻率发生改变 光敏二极管和光敏三极管：受光照射后PN结电流增大，光敏二极管工作是加反向电压 光电池：受光照射后产生电压 测量电路： 根据不同的光电器件、不同的用途采用不同的电路。 7.1 光纤传感器 一种基于光导纤维的新型传感器。它是光纤和光通信技术迅速发展的产物，它与以电为基础的传感器有本质区别。光纤传感器用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质。 1 光纤在传感器中的作用 功能型 非功能型 拾光型 温度检测 热电式传感器的定义：热电式传感器是将温度变化转换为电量变化的装置，它利用敏感元件的电磁参数随温度变化而变化的特性来达到测量目的。 1 热电阻 热电阻测温的原理：电阻率随温度升高而增大，具有正的温度系数 测温范围:-200~+5000C 特点: 精度高，适宜于测低温 热电阻的材料：金属材料制成。铂电阻、铜电阻 2 半导体热敏电阻 利用半导体的电阻值随温度显著变化的特性制成由金属氧化物和化合物按不同的配方比例烧结 优 点： 1 热敏电阻的温度系数比金属大（4～9倍） 2 电阻率大，体积小，热惯性小，适于测量点温、表面温度及快速变化的温度。 3 结构简单、机械性能好。 缺点：线性度较差，复现性和互换性较差。 * 正温度系数 PTC 负温度系数 NTC 临界温度系数 CTR 热敏电阻典型特性 * 3 热电偶 工作原理：利用热电效应进行温度测量。 热电效应：两种不同的导体A、B串接成一个闭合回路，使两个接点处于不同的温度，回路中就会有电势产生，这一现象称为热电效应。 热电偶的结构：两种不同的导体焊接而成。 对于匀质导体A、B组成的热电偶，其总电势为接触电势与温差电势之和。 ①如果热电偶两电极材料相同，则虽两端温度不同 T≠T0 。但总输出电势仍为零。因此必须由两种不同的材料才能构成热电偶。 ②如果热电偶两结点温度相同，则回路中的总电势必等于零。 热电势的大小只与材料和结点温度有关，与热电偶的尺寸、形状及沿电极温度分布无关。 * 1. 匀质导体定律 由一种匀质导体所组成的闭合回路，不论导体的截面积如何及导体的各处温度分布如何，都不能产生热电势。 热电偶必须采用两种不用材料的导体组成， 热电偶的热电势仅与两接点的温度有关，而与沿热电极的温度分布无关。 * 2. 中间导体定律 在热电偶回路中接入与另一种导体称中间导体C，只要中间导体的两端温度相同，热电偶回路总电动势不受中间导体接入的影响。 * 连接导体定律和中间温度定律 连接导体定律：在热电偶回路中，如果热电极A、B分别与连接导线A’、B’相连接，结点温度分别为T、Tn、T0 ，那么回路的热电势将等于热电偶的热电势EAB T,Tn 与连接导线A’、B’在温度Tn、T0 时热电势 EA’B’ T,Tn 的代数和，即 EABB’A’ T,Tn,T0 EAB T,Tn +EA’B’ Tn,T0 3. 连接导体定律 * 几种冷端处理方法： 1. 补偿导线法 2. 热电偶冷端温度恒温法 3. 计算修正法 4. 冷端补偿电桥法 * 使用补偿导线时注意问题： 补偿导线只能用在规定的温度范围内（0~100℃）； 热电偶和补偿导线的两个接点处要保持温度相同； 不同型号的热电偶配有不同的补偿导线； 补偿导线由正、负极需分别与热电偶正、负极相连； 补偿导线的作用是对热电偶冷端延长。 * 计算修正法 在实际应用中，热电偶的参比端往往不是0oC，而是环境温度，这时测量出的回路热电势要小，因此必须加上环境温度与冰点之间温差所产生的热电势后才能符合热电偶分度表的要求。 可用室温计测出环境温度T1，从分度表中查出的E T1,0 值， 然后加上热电偶回路热电势E T,T1 ，得到E T,0 值， 反查分度表即可得到准确的被测温度值。 中间温度定律 流量检测 流量定义：指单位时间内流体 气体、液体或固体颗粒等 流经管道或设备某处横截面的数量，又称瞬时流量。 体积流量：当流体以体积表示时称为体积流量。 质量流量：当流体以质量表示时称为质量流量。 V --体积；M--质量；t--时间； A--截面面积；ρ--流体的密度 流体在管道内作稳定流动的情况（流场中任意点的流速不随时间变化的流动 ）： 1 连续性方程 Equation of Continuity 1 2 截面积：A1 A2 流 速： 密 度：ρ1 ρ2 为某截面积上的平均速度 不可压缩的流体在稳定流动时，流过各截面流体的体积为常量。 流量方程 * 红河学院工学院自动化系 传感器与检测技术 * 传感器的定义: 传感器（Transducer/Sensor）：