自動檢測技術(shù)及其應(yīng)用知識點概覽

1、檢測技術(shù)知識點總結(jié)一、填空、選擇1、 檢測包括 定性檢查 和定量測量 兩個方面。2、 檢測系統(tǒng)的原理： 被檢測量 - 傳感器 - 信號處理電路-輸出執(zhí)行3、 測量的 表現(xiàn)方式 有數(shù)字、圖像、指針標(biāo)記三個方式4、 測量方法 有零位法、偏差法和微差法5、 真值 包括理論真值 （三角形內(nèi)角和 180 度）、約定真值（ 3.14）和相對真值 （273K ）6、 誤差的 表達(dá)方式 有絕對誤差、相對誤差和引用誤差7、 誤差分類 為系統(tǒng)誤差（裝置誤差）、隨機誤差（偶然誤差；多次測量，剔除錯誤數(shù)據(jù)）和粗大誤差（過失誤差；改正方法：當(dāng)發(fā)現(xiàn)粗大誤差時，應(yīng)予以剔除）8、傳感器 是一種把 非電輸入信號轉(zhuǎn)換成 電信號輸

2、出 的設(shè)備或裝置。9、傳感器的組成有敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路10、彈性敏感元件 的基本特性有：剛度（ k=dF/ dX 剛度越大越不易變形） 、靈敏度（剛性的倒數(shù)）、彈性滯后、彈性后效P25 2）電阻式傳感器：（電阻應(yīng)變片式傳感器、電位器式傳感器、測溫?zé)犭娮枋絺鞲衅鳎?熱敏電阻式、濕敏電阻式、氣敏電阻式傳感器）Def ：將被測電量（如溫度、濕度、位移、應(yīng)變等）的變化轉(zhuǎn)換成導(dǎo)電材料的電阻變化的裝置，稱為電阻式傳感器11、電阻應(yīng)變片式傳感器（電阻應(yīng)變片、測量電路）的結(jié)構(gòu)：引出線、覆蓋層、基片、敏感柵和粘結(jié)劑電阻應(yīng)變片式傳感器： 電阻應(yīng)變片是一種將被測量件上的應(yīng)變變化轉(zhuǎn)換成電阻變化的傳感元件；測

3、量電路進(jìn)一步將該電阻阻值的變化再轉(zhuǎn)換成電流或電壓的變化， 以便顯示或記錄被測的非電量的大小。12.電阻應(yīng)變片的工作原理：電阻應(yīng)變效應(yīng)電阻應(yīng)變效應(yīng) ：導(dǎo)電材料的電阻和它的電阻率、幾何尺寸（長度與截面積）有關(guān)，在外力作用下發(fā)生機械變形，引起該導(dǎo)電材料的電阻值發(fā)生變化13電位器式傳感器：一種將機械位移（線位移或角位移）轉(zhuǎn)換為與其成一定函數(shù)關(guān)系的電阻或電壓的機電傳感元器件14.電位器由電阻（電阻元件通常有繞線電阻、薄膜電阻、導(dǎo)電塑料等）和電刷等元器件組成15.電位器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、輸出信號大、性能穩(wěn)定并容易實現(xiàn)任意函數(shù)缺點：要求輸入能量大，電刷與電阻元件之間容易磨損16.熱電阻材料由電阻體（溫度測量敏

4、感元件感溫元件）、引出線、絕緣套管和接線盒等部件組成，電阻體是熱電阻的主要部件熱敏電阻式傳感器17.熱敏電阻是利用電阻值隨溫度變化的特點制成的一種熱敏元件18、溫度系數(shù)可分為負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻為NTC（電阻的變化趨勢與溫度的變化趨勢相反）和正溫度系數(shù)熱敏電阻PTC（電阻的變化趨勢與溫度的變化趨勢相同）。19.熱敏電阻優(yōu)點：尺寸小、響應(yīng)速度快、靈敏度高20.差動電感傳感器的優(yōu)點（ 1）差動式比單線圈式的電感傳感器的靈敏度提高一倍； （ 2）差動式的線性度明顯的得到改善（ 3）由外界的影響，差動式也基本上可以相互抵消，銜鐵承受的電磁吸力也較小，從而可減小測量誤差。21.熱電阻效應(yīng) ：物質(zhì)的電阻率隨

5、溫度變化而變化的物理現(xiàn)象22.濕敏電阻：阻值隨環(huán)境相對濕度的變化而變化的敏感元件。主要由感濕層（濕敏層）、電極和具有一定機械強度的絕緣基片組成23.氣敏電阻式傳感器將某種氣體的成分、濃度等參數(shù)轉(zhuǎn)換成電阻變換量，再轉(zhuǎn)換為電流、電壓的信號主要用于1 工業(yè)上天然氣、煤氣、石油化工等部門的易燃、易爆、有毒、有害氣體的監(jiān)測、預(yù)報和自動控制在防止公害方面用于監(jiān)測污染氣體3在家用方面用于煤氣、火災(zāi)的報警2氣敏元件工作時需要本身的溫度比環(huán)境溫度高很多。氣敏元件在結(jié)構(gòu)上要有加熱器，通常用電阻絲加熱。氣敏電阻式傳感器的應(yīng)用1 還原性氣體傳感器 2 二氧化鈦氣敏傳感器3 氣體報警器P503）電感式傳感器及應(yīng)用（自感

6、系數(shù)，互感系數(shù)）利用電磁感應(yīng)原理，將被測非電量的變化轉(zhuǎn)換成線圈的電感（或互感）的變化24.電感式傳感器優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、測量精度高、分辨率高、輸出功率大缺點：靈敏度、 線性度和測量范圍相互制約； 傳感器頻率響應(yīng)較慢，不宜于快速動態(tài)測量；對傳感器線圈供電電源的頻率和振幅穩(wěn)定度均要求較高12差動式的線性度得到改善3由結(jié)論 差動式比單線圈式的電感傳感器的靈敏度提高一倍外界的影響， 差動式也基本上可以相互抵消，銜鐵承受的電磁吸力也較小，從而可減小測量誤差P704）電容式傳感器25.類型：1 變面積（ A ）式電容傳感器 2 變極距 (d)式電容傳感器 3 變介電常數(shù)（ ）式電容傳感器P83 5

7、）熱電偶傳感器及其應(yīng)用26.Def ：熱電偶傳感器是一種能將溫度信號轉(zhuǎn)換成電動勢的裝置27. 熱電效應(yīng) ：將兩種不同材料的導(dǎo)體串接成一個閉合的回路，如果兩接合點的溫度不同 (T T0)，則在兩者間將產(chǎn)生電動勢，而在回路中就會有一定大小的電流，這種現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)或塞貝克效應(yīng)28.結(jié)論：1 如果構(gòu)成熱電偶的兩個熱電極材料相同，即nA= nB， A= B ，雖然兩端溫度不同（ TT0），但總輸出的電動勢為零。因此必須有兩種不同材料才能構(gòu)成熱電偶。2如果熱電偶兩結(jié)點溫度相同，即T T0 ，則盡管導(dǎo)體A,B 的材料不同，回路電動勢亦為零。3熱電偶的熱電動勢的大小只與材料和結(jié)點溫度有關(guān)，與熱電偶的尺寸和

8、形狀無關(guān)。實踐證明，在熱電偶回路中其主要作用的是兩個結(jié)點的接觸電動勢。29.熱電偶定律（中間導(dǎo)體定律、中間溫度定律、參考電極定律）中間導(dǎo)體定律 ：在熱電偶回路中接入第三種導(dǎo)體， 只要第三種導(dǎo)體兩端的溫度相等， 就對熱電偶回路總的熱電動勢無影響。 同理，熱電偶回路中插入多種導(dǎo)體后， 只要保證插入的每種導(dǎo)體的兩端溫度相同，就對熱電偶的熱電動勢無影響。中間溫度定律 ： EAB T ,T0EAB T,TnE AB Tn ,T0實際測溫時， 由于熱電偶的長度有限， 自由端溫度將直接受到被測介質(zhì)溫度和周圍環(huán)境的影響 ,采用補償導(dǎo)線 ，可將熱電偶的自由端延伸到遠(yuǎn)離高溫區(qū)的地方，從而使自由端的溫度相對穩(wěn)定注意

9、： 1）兩根補償導(dǎo)線與熱電偶兩個熱電極的接點必須具有相同的溫度2）補償導(dǎo)線只能與相應(yīng)型號的熱電偶配用參考電極定律 ：由 A、 B 兩種熱電極配對后的熱電動勢：E AB t ,t 0 E AC t, t0 EBC t, t0在實際應(yīng)用中，由于純鉑絲的物理化學(xué)性能穩(wěn)定、熔點高、 易提純， 所以目前常用 純鉑絲 作為標(biāo)準(zhǔn)電極 (C 極 )30.熱電偶的結(jié)構(gòu)：熱電極、絕緣套管（陶瓷、石英）、保護(hù)套管、接線盒31.熱電偶的 冷端補償 一般有哪些 方法 ？答： 1）冷端恒溫法 2）冷端溫度校正法 3）電橋補償法4）采用 PN 結(jié)溫度傳感器作冷端補償32.霍爾傳感器檢測微位移，大電流，微弱磁場等方面。33.

10、霍爾效應(yīng) ：金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強度為B 的磁場中 （磁場方向垂直于薄片）中，當(dāng)有電流 I 流過時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢UH。34 壓電效應(yīng) ：某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到力的作用而變形時，內(nèi)部會產(chǎn)生極化，同時在其表面有電荷產(chǎn)生，當(dāng)外力去掉后，表面電荷消失，這種現(xiàn)象稱為壓電正向效應(yīng) 。反之，在電介質(zhì)的極化方向施加交變電場，它會產(chǎn)生機械變形。當(dāng)去掉外加電場，電介質(zhì)變形隨之消失。這種現(xiàn)象稱為壓電逆向效應(yīng) （電致伸縮效應(yīng)） 。35超聲探測中的 耦合劑的作用是：傳遞超聲波。二、名詞解釋1、轉(zhuǎn)換電路：把轉(zhuǎn)換元件輸出的電量轉(zhuǎn)換成易處理的電壓量電流量。2、閾值：零位附近的分辨率3、過

11、載能力：允許超過的最大范圍4、漂移：輸出與輸入無關(guān)5、線性度：輸入-輸出6.P83 “熱電偶”：由兩種不同材料的導(dǎo)體組成的回路稱為熱電偶7“熱電極”：組成熱電偶的導(dǎo)體稱為熱電極8.熱電勢：熱電偶所產(chǎn)生電勢稱為熱電勢9.熱電偶所產(chǎn)生的熱電動勢包括1 兩種導(dǎo)體的接觸電動勢（電動勢）和2 單個導(dǎo)體的溫差電動勢（湯姆遜電動勢）10 接觸電動勢 （數(shù)值取決于兩種導(dǎo)體的性質(zhì)和接觸點的溫度，而與導(dǎo)體的形狀及尺寸無關(guān)）：由于兩種不同導(dǎo)體的自由電子密度不同，在接觸處會發(fā)生自由電子的擴散，形成電動勢。11.單個同一導(dǎo)體的溫差電動勢 ：溫差電動勢是同一導(dǎo)體中，由于溫度不同 而產(chǎn)生的一種電動勢。三、簡答題1、電阻應(yīng)變片的工作原理在外力作用下發(fā)生機械變形，引起該導(dǎo)電材料的電阻值發(fā)生變化，此現(xiàn)象稱為電阻應(yīng)變效應(yīng)。2、全橋工作原理3、電容式傳感器一般有哪幾種類型？各有何特點？變極矩式 -微位移變面積 - 大位移變介質(zhì)式 - 厚度、液位等4 熱電偶的冷端補償一般有哪些方法？答： 1）冷端恒溫法2）冷端溫度校正法償3）電橋補償法4）采用PN結(jié)溫度傳感器作冷端補5. 超聲探測中的耦合劑的作用是：傳遞超聲波。四、計算題1、某臺測溫儀表的測溫范圍是200700，而該儀