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* §2-6 热电式传感器 例题:用镍铬-镍硅热电偶测炉温,冷端温度 时,测得热电势 ,求实际炉温? 解:法1——热电势修正法 由 ,查出: 计算: 查分度表得: 法2:温度修正法 由 直接查分度表得指示温度: 由热电偶类型查得: 实际炉温: §2-6 热电式传感器 “冷端温度自动补偿”方法 实质:进行电势补偿 电桥补偿法 原理:利用电桥的不平衡电压,消除冷端的温度变化影响; “冷端温度补偿器”串连在回路中; 同样的温度变化 ,使热电偶、补偿器产生“数值相等,符号相反”的电势,相互抵消,实现补偿。 注意:冷端补偿器~热电偶选型的匹配。 Pn结冷端温度补偿法 略 延引热电极法 略 注:参见有关教材自学 §2-7 其它传感器 1 磁电式传感器 基本原理:电磁感应,产生感应电动势 恒定磁通式 变磁通式 动铁式 §2-6 其它传感器 1 磁电式传感器 (2)霍尔传感器 基本原理:霍尔元件基于霍尔效应,产生感应电动势 §2-6 其它传感器 1 磁电式传感器 (2)霍尔传感器 应用举例 位移传感器 霍尔乘法器 §2-6 其它传感器 1 磁电式传感器 (3)磁阻效应传感器 基本原理:磁阻效应 §2-6 其它传感器 2 光电式传感器 (1)外光电效应(在光线作用下,物质内的电子逸出物体表面向外发射的现象) §2-7 其它传感器 2 光电式传感器 (2)内光电效应(受光照物体电导率发生变化或产生光电动势的效应) §2-7 其它传感器 3 气敏传感器 基本原理 半导体气敏元件同气体 接触后,造成半导体性 质发生变化, 测量特定气体的成分或者浓度 将成分和浓度转变为电信号,进行监测和报警。 例:二氧化锡气敏元件测酒精含量 §2-7 其它传感器 4 湿度传感器 基本原理 利用湿敏元件进行湿度测量和控制。 湿敏元件 利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化。 §2-7 其它传感器 5 水分传感器 基本原理 将水分含量转换成电信号进行测定和表示 高分子物质的电阻与含水率有关 §2-7 其它传感器 6 光纤传感器 基本原理 外界因素(温度、压力、电场、磁场等)变化时,传光特性(相位和光强)会发生变化。 §2-7 传感器的选择和标定 1 传感器的选择 输入输出线性好,灵敏度高 滞后、偏移误差小 动态特性好 功耗小 对测试对象影响小 抗干扰能力强 重复性好,有互换性 抗腐蚀性好,能长期使用 易维修和校准 §2-7 传感器的选择和标定 2 压力盒的选择和埋设要求 静力匹配 弹性模量 泊松比 密度 §2-7 传感器的选择和标定 2 压力盒的选择和埋设要求 结构参数的选择 埋设要求 §2-7 传感器的选择和标定 3 传感器的标定 定义:通过试验建立传感器输入量和输出量之间的关系,求出传感器输出特性曲线(标定曲线) 标定方法 标准输出设备→非电量标准值 标准测试系统→未知的非电量 要求 1 传感器的标定应该在其使用条件相似的状态下进行; 2 被测对象的f<30Hz时,可只作静标定。? 3 重复标定的次数和提高测试精度,减小偶然误差。 4 对于自由场应力测量的压力盒,要作双向或三向流体标定;对于用作刚性结构表面压力测量的压力盒,只需作单向流体标定;对于测动态压力的压力盒,则最后须作动态标定。在介质中标定时,力争做到使标定与使用时在介质密度、含水量和介质变形特性等方面的一致。 §2-7 传感器的选择和标定 4 压力传感器的标定 静态校准:确定压力传感器或压力测量系统的静态灵敏度及各种静态误差, 动态校准:确定其动态响应特性。 (1)油压标定 §2-7 传感器的选择和标定 4 压力传感器的标定 (2)埋入式压力传感器的砂压标定 §2-7 传感器的选择和标定 4 压力传感器的标定 (3)接触式压力传感器 §2-7 传感器的选择和标定 (4)用材料试验机标定法 §2-7 传感器的选择和标定 5 位移传感器的标定-标定架 本章总结 1 传感器的分类及各类传感器的工作原理 2 传感器的选择和埋设要求 3 传感器的标定 The end... Thanks ! * 1 被测量可能是物理量,也可能是化学量、生物量等 2 输出量是某种物理量,这种量要便于传输、转换、处理、显示等等,这种量可以是气、光、电量,但主要是电信号。 3 输出输入有对应关系,且应有一定的精确程度。 * 敏感器件的作用是感受被测物理量,并对信号进行转换输出。 辅助器件则是对敏感器件输出的电信号进行放大、阻抗匹配,以便于后续仪表接入。 * * 根据传感器感知外界非电量所依据的基本效应,可将传感器大致分为3大类:基于物 理效应,如光、电声、磁、热等效应进行工作的物理传感器;基于化学反应,如化学吸附、选 择性化学反应进行工作的化学传感器;基于酶、抗体、激素等分子识别功能和选
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