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检测仪表系统 基础效应 自然规律 敏感元件 转换元件 检测元件 变换 传输 处理 显示 第二章 检测技术与检测元件 效应名称 输出量 检测元件及应用 光导效应 电阻 光敏电阻,测量光强 光生伏特效应 电压或电流 光电池、光敏二极管、光敏三极管 光电子发射效应 电流 光电管、光电倍增管,检测微弱光信号 压阻效应 电阻 扩散硅传感器,测量力、压力等 压电效应 电压(电荷) 压电晶体、压电陶瓷,测量力、压力等 压磁效应 感抗 压磁元件,用于测量力、扭力、转矩等 热电效应 电压 热电偶,测量温度 霍尔效应 电压 霍尔传感器,用于位移、压力、磁场和电流等测量 基础效应 第一节 检测技术的原理与方法 第一节 检测技术的原理与方法 与检测有关的自然规律 守恒定律 场的定律 物质定律 统计法则 质量守恒 能量守恒 动量守恒 电量守恒 动力场运动定律 电磁场感应定律 光的干涉 关于物质本身内在性质的定律、法则和规律 用统计把微观与宏观联系起来的物理法则 参数的转换 在场的作用下的表现 参数检测的一般方法 辐射式温度计 光学法 利用光的散射、透射、折射和反射,用光强表示被测量大小,用光电元件接收光信号。 红外式气体成分分析仪 力学法 也称机械法,用敏感元件把被测量转换成机械位移、变形等。 弹性应变片 节流件测流速 热学法 根据被测介质的热物理量的差异和热平衡原理。 热线风速仪 第一节 检测技术的原理与方法 声学法 磁学法 电学法 用敏感元件把被测量转换成电压、电阻、电容等电学量。 热敏电阻 热电偶 利用超声波的传播及在界面处的反射。 超声波流量计 利用被测介质磁性参数的差异及在磁场中表现出的特性。 电磁流量计 射线法 放射线穿过介质时部分能量会被吸收,吸收程度与物质层厚度、物质密度有关。 物位检测 浓度检测 对同一参数的检 测,从原理上讲可以用 几种不同的方法。 第一节 检测技术的原理与方法 第二节 机械式检测元件 转角 位移 频率 温度 压力 加速度 弹性式 振动式 弹性式 弹性变形原理 弹性特性 弹性效应 固有频率 弹性变形原理 在外力变化下,物体的形状和尺寸会发生变化,若去掉外力,物体能恢复原来的形状和尺寸,这种变形就称为弹性变形。 弹性特性 弹性元件输入量与输出量之间的关系。 刚度 灵敏度 单位变形所需要的外加作用力。 单位输入量所引起的输出量。 第二节 机械式检测元件 常见的一些弹性元件 结构原理图 弹性元件-弹簧管 动画 弹性元件-波纹管 弹性元件-膜片、膜盒 加载 卸载 弹性效应 滞弹性效应 弹性滞后 弹性后效 微塑性变形使虎克定律不满足 加载、卸载中应力 和应变 曲线不重合 不变时, 随时间延续缓慢增大 最大相对滞后百分数 0 t 热弹性效应 弹性模量温度系数 应力松弛 谐振频率温度系数 线膨胀系数 不变时, 随时间延续逐渐降低 应力松弛率 弹性后效值 应力保持15min后的应变 第二节 机械式检测元件 弹性元件的材料 马氏体弥散硬化不锈钢、Ni基弥散化恒弹性合金、Nb恒 弹性合金、铍青铜、石英晶体、半导体硅材料、陶瓷材料 ? 良好的机械性能及机械加工、热处理性能 ? 良好的弹性特性 (稳定的输入输出关系、很小的滞弹性效应) ? 良好的温度特性 (弹性模量的温度系数小且稳定) ? 良好的化学性能 (较强的抗氧化性和抗腐蚀性) 第二节 机械式检测元件 ? 适用范围 ? 参数测量范围 ? 输出特性 ? 价格、易复制性、安全性 第二节 机械式检测元件 其它机械式检测元件 振弦式 振筒式 被测量(如力、压力、密度等)的变化转换为谐振元件的固有频率的变化 第二节 机械式检测元件 其它机械式检测元件 振弦式 1—支承; 2—钢弦; 3—永久磁铁(用途?); 4—膜片 振弦式压力传感器 第二节 机械式检测元件 其它机械式检测元件 振弦式 振筒式 1—永磁棒; 2—拾振线圈; 3—振筒; 4—外壳; 5—激励线圈; 6—磁芯; 7—支柱; 8—基座; 9—引线 讨论? 1、其它形式的机械式检测元件? 2、利用弹性元件可以发电吗?
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