習(xí)題答案

第 0章 ：傳感器處于研究對象與測試系統(tǒng)的接口位置，即檢測與控制之首。傳感器是感知、獲取與檢測信息的窗口，一切科學(xué)研究與自動(dòng)化生產(chǎn)過程要獲取的信息都要通過傳感器獲取并通過它轉(zhuǎn)換成容易傳輸與處理的電信號，其作用與地位特別重要。 下頁 返回 圖庫 第 0章 ：敏感元件：指傳感器中直接感受被測量的部分。 傳感器：能感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī) 律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置 ,通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。 信號調(diào)理器：對于輸入和輸出信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換的 裝置。 變送器：能輸出標(biāo)準(zhǔn)信號的傳感器。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 1章 ： ： 60105103 0 033 /上頁 返回 圖庫 第 1章 ： 帶入數(shù)據(jù)得： )( 22)(222)()(68.0k 25.0上頁 返回 圖庫 第 1章 合直線靈敏度 性度 7% 00m a x 3 下頁 上頁 返回 圖庫 第 1章 ：設(shè)溫差為 R,測此溫度傳感器受幅度為 動(dòng)態(tài)方程不考慮初態(tài) ) )1(3/當(dāng) 3 時(shí) 2 時(shí) 上頁 返回 圖庫 第 1章 ：此題與爐溫實(shí)驗(yàn)的測飛升曲線類似 : ： )1(9010 / 由 505 y T (2025 /t y 上頁 返回 圖庫 第 1章 ： 所求幅值誤差為 位滯后 21122222）（ 1 0 0 05 0 0 05 0 011211222222 4233 下頁 上頁 返回 圖庫 第 1章 ：靜特性是當(dāng)輸入量為常數(shù)或變化極慢時(shí)，傳感器的輸入輸出特性，其主要指標(biāo)有線性度、遲滯、重復(fù)性、分辨力、穩(wěn)定性、溫度穩(wěn)定性、各種抗干擾穩(wěn)定性。 ：傳感器的靜特性由靜特性曲線反映出來，靜特性曲線由實(shí)際測繪中獲得。 ：人們根據(jù)傳感器的靜特性來選擇合適的傳感器。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 1章 ： 理論線性度： 端點(diǎn)線性度： 由兩端點(diǎn)做擬和直線 中間四點(diǎn)與擬合直線誤差： 以， % 0 0m a x 00m a x 頁 上頁 返回 圖庫 第 1章 最小二乘線性度： 所以， 26)( 22 )(222 上頁 返回 圖庫 第 1章 ( %00m a x頁 上頁 返回 圖庫 第 1章 ： %1 0 a xa x H a x H a x H% % % % 0 0 0m a x頁 上頁 返回 圖庫 第 1章 ：質(zhì)量塊 (質(zhì)量 m),彈簧 (剛度 c),阻尼器 (阻尼系數(shù) b) 根據(jù)達(dá)朗貝爾原理： 0 d 上頁 返回 圖庫 第 2章 ： ： 略去 的第二項(xiàng)，即可得 , 0 0 0 %1 0 0%1 0 0 1 4U R 2下頁 上頁 返回 圖庫 第 2章 ：金屬電阻應(yīng)變片由四部分組成：敏感柵、基底、蓋層、粘結(jié)劑、引線。分為金屬絲式和箔式。 其主要特性參數(shù)：靈敏系數(shù)、橫向效應(yīng)、機(jī)械滯后、零漂及蠕變、溫度效應(yīng)、應(yīng)變極限、疲勞壽命、絕緣電阻、最大工作電流、動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。 ： m a xm a 21 0 011 11 m a x 下頁 上頁 返回 圖庫 第 2章 ： 圖 2 - 3 2 ( c ) 圓 桶 截 面 積 應(yīng) 變 片 1 , 2 , 3 , 4 感 受 的 是 縱 向 應(yīng) 變 , 有x 4321應(yīng) 變 片 5 , 6 , 7 , 8 感 受 的 是 縱 向 應(yīng) 變 , 有y 8765下頁 上頁 返回 圖庫 第 2章 44 62516251 12122其中 A 為圓桶的截面積 , 為泊桑比 ,E 為彈性 模量 ,F 為外加負(fù)載力 ,K 為靈敏系數(shù) 上頁 返回 圖庫 第 2章 量程時(shí)： 12 46100 3 下頁 上頁 返回 圖庫 第 2章 ： 當(dāng) 50501 0 0)1(1 ,10,11 0 0,90,80,70,60,50,40,30,20,1010987654321上頁 返回 圖庫 第 2章 1,5945,3320,7135,3715,31,3710,7115,335,59510987654321 5 0 0 01 0 0 0 94 5 0,1 2 91 0 0,5 2 13 5 0,1 3 175,2110,1 3 150,5 2 11 5 0,1 2 925,5 0 9510987654321上頁 返回 圖庫 第 2章 ： 3130001000 )1(1 ,10,11 0 0 0,9 0 0,8 0 0,7 0 0,6 0 0,5 0 0,4 0 0,3 0 0,2 0 0,1 0 0109876543210390,7960,10770,95,136,2710,10930,7915,1031010987654321上頁 返回 圖庫 第 2章 ： 在 外 界 溫 度 變 化 的 條 件 下 ， 由 于 敏 感 柵 溫度 系 數(shù)t 及 柵 絲 與 試 件 膨 脹 系 數(shù) （ 與 ）之 差 異 性 而 產(chǎn) 生 虛 假 應(yīng) 變 輸 出 有 時(shí) 會 產(chǎn) 生 與真 實(shí) 應(yīng) 變 同 數(shù) 量 級 的 誤 差 。 方 法 ： 自 補(bǔ) 償 法 線 路 補(bǔ) 償 法下頁 上頁 返回 圖庫 第 2章 ： 0 6252W E 0031 0042上頁 返回 圖庫 第 2章 ： W E 0302 ， 下頁 上頁 返回 圖庫 第 3章 ：種類：自感式、渦流式、差動(dòng)式、變壓式、壓磁式、感應(yīng)同步器 原理：自感、互感、渦流、壓磁 ： 差動(dòng)式靈敏度： 00020 2 122)(2000002000200020 .上頁 返回 圖庫 第 3章 極式傳感器靈敏度： 比較后可見靈敏度提高一倍，非線性大大減少。 ：相敏檢測電路原理是通過鑒別相位來辨別位移的方向，即差分變壓器輸出的調(diào)幅波經(jīng)相敏檢波后，便能輸出既反映位移大小，又反映位移極性的測量信號。經(jīng)過相敏檢波電路，正位移輸出正電壓，負(fù)位移輸出負(fù)電壓，電壓值的大小表明位移的大小，電壓的正負(fù)表明位移的方向。 .上頁 返回 圖庫 第 3章 ：原因是改變了空氣隙長度 改善方法是讓初始空氣隙距離盡量小，同時(shí)靈敏度的非線性也將增加，這樣的話最好使用差動(dòng)式傳感器， 其靈敏度增加非線性減少。 .上頁 返回 圖庫 第 3章 ： ，又 ni 2 5 下頁 上頁 返回 圖庫 第 3章 空 氣 氣 隙 為 零 時(shí) ： 空 氣 氣 隙 為 2 m m 時(shí) ：下頁 上頁 返回 圖庫 第 3章 ：設(shè) 重寫表格如下 : 最小二乘法做直線擬和： 又有 . 3 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 3 . 0 4 . 0 5 . 0 6 . 0f 2 . 5 2 3 2 . 5 0 2 2 . 4 6 1 2 . 4 3 2 2 . 4 1 0 2 . 3 8 0 2 . 3 6 2 2 . 3 5 1 2 . 3 4 3y - 1 . 6 6 - 1 . 7 8 - 2 . 0 6 - 2 . 3 1 - 2 . 5 6 - 3 . 0 6 - 3 . 5 4 - 4 . 0 2 - 4 . 6 1 3 )(22 )(222上頁 返回 圖庫 第 3章 作特性方程： 0 0 0 1 %00m a x 3 上頁 返回 圖庫 第 3章 ：應(yīng)用場合有低頻透射渦流測厚儀，探傷，描述轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)軌跡軌跡儀。 ：壓磁效應(yīng)：某些鐵磁物質(zhì)在外界機(jī)械力的作用下，其內(nèi)部產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，從而引起磁導(dǎo)率的改變的現(xiàn)象。只有在一定條件下壓磁效應(yīng)才有單位特性，但不是線性關(guān)系。 應(yīng)變效應(yīng)：導(dǎo)體產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，它的電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。在電阻絲拉伸比例極限內(nèi)，電阻的相對變化與應(yīng)變成正比。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 4章 ：差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度 : 單極式電容傳感器： 可見差動(dòng)式電容傳感器的靈敏度比單極式提高一倍，而且非線性也大為減小。 40200040202050300302030200000000121221111 4020001上頁 返回 圖庫 第 4章 ：原理：由物理學(xué)知，兩個(gè)平行金屬極板組成的電容器。如果不考慮其邊緣效應(yīng)，其電容為 C= S/D 式中 為兩個(gè)極板間介質(zhì)的介電常數(shù)， 此式知，改變電容 其一為改變介質(zhì)的介電常數(shù)；其二為改變形成電容的有效面積；其三為改變各極板間的距離，而得到的電參數(shù)的輸出為電容值的增量 這就組成了電容式傳感器。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 4章 型：變極距型電容傳感器、變面積型電容傳感器、變介電常數(shù)型電容傳感器。 電容傳感器可用來測量直線位移、角位移、振動(dòng)振幅。尤其適合測溫、高頻振動(dòng)振幅、精密軸系回轉(zhuǎn)精度、加速度等機(jī)械量。還可用來測量壓力、差壓力、液位、料面、糧食中的水分含量、非金屬材料的涂層、油膜厚度、測量電介質(zhì)的濕度、密度、厚度等 C下頁 上頁 返回 圖庫 第 4章 ：可選用差分式電容壓力傳感器，通過測量筒內(nèi)水的重力，來控制注水?dāng)?shù)量?；蛘哌x用應(yīng)變片式液徑傳感器。 ：優(yōu)點(diǎn)： 應(yīng)性強(qiáng) 缺點(diǎn)： 有平均效應(yīng) 載能力差 下頁 上頁 返回 圖庫 第 4章 輸出特性非線性： 電容傳感器作為頻響寬、應(yīng)用廣、非接觸測量的一種傳感器，在位移、壓力、厚度、物位、濕度、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、流量及成分分析的測量等方面得到了廣泛的應(yīng)用。 使用時(shí)要注意保護(hù)絕緣材料的的絕緣性能；消除和減小邊緣效應(yīng)；消除和減小寄生電容的影響；防止和減小外界的干擾。 ： 下頁 上頁 020102120 下頁上頁返回 圖庫 第 4章 答：工作原理：假設(shè)傳感器處于初始狀態(tài)，即 且 ; 而 差分脈沖調(diào)寬型電路的特點(diǎn)就在于它的線性變換特性。 021 下頁 上頁 返回 圖庫 第 5章 ：磁電式傳感器是通過磁電作用將被測量轉(zhuǎn)換為電信號的一種傳感器。 電感式傳感器是利用線圈自感或互感的變化來測量的一種裝置。 磁電式傳感器具有頻響寬、動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn)。而電感式傳感器存在交流零位信號，不宜于高頻動(dòng)態(tài)信號檢測；其響應(yīng)速度較慢，也不宜做快速動(dòng)態(tài)測量。 磁電式傳感器測量的物理參數(shù)有：磁場、電流、位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 5章 ：霍爾組件可測量磁場、電流、位移、壓力、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速等。 霍爾組件的不等位電勢是霍爾組件在額定控制電流作用下，在無外加磁場時(shí)，兩輸出電極之間的空載電勢，可用輸出的電壓表示。 溫度補(bǔ)償方法： 適用于恒流源供給控制電流的情況。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 5章 ：一塊長為 l、寬為 場方向垂直于薄片）中，當(dāng)有電流 垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢 種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。霍爾組件多用 比較薄。 霍爾式傳感器轉(zhuǎn)換效率較低，受溫度影響大，但其結(jié)構(gòu)簡單、體積小、堅(jiān)固、頻率響應(yīng)寬、動(dòng)態(tài)范圍（輸出電勢變化）大、無觸點(diǎn)，使用壽命長、可靠性高、易微型化和集成電路化，因此在測量技術(shù)、自動(dòng)控制、電磁測量、計(jì)算裝置以及現(xiàn)代軍事技術(shù)等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 6章 ：某些電介質(zhì)在沿一定的方向受到外力的作用變形時(shí)，由于內(nèi)部電極化現(xiàn)象同時(shí)在兩個(gè)表面上產(chǎn)生符號相反的電荷，當(dāng)外力去掉后，恢復(fù)到不帶電的狀態(tài)；而當(dāng)作用力方向改變時(shí)，電荷的極性隨著改變。晶體受力所產(chǎn)生的電荷量與外力的大小成正比。這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。反之，如對晶體施加一定變電場，晶體本身將產(chǎn)生機(jī)械變形，外電場撤離，變形也隨之消失，稱為逆壓電效應(yīng)。 壓電材料有：石英晶體、一系列單晶硅、多晶陶瓷、有機(jī)高分子聚合材料 下頁 上頁 返回 圖庫 第 6章 構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)： 在壓電式傳感器中，為了提高靈敏度，往往采用多片壓電芯片構(gòu)成一個(gè)壓電組件。其中最常用的是兩片結(jié)構(gòu)；根據(jù)兩片壓電芯片的連接關(guān)系，可分為串聯(lián)和并聯(lián)連接，常用的是并聯(lián)連接，可以增大輸出電荷，提高靈敏度。 使用時(shí)，兩片壓電芯片上必須有一定的預(yù)緊力，以保證壓電組件在工作中始終受到壓力作用，同時(shí)可消除兩片壓電芯片因接觸不良而引起的非線性誤差，保證輸出信號與輸入作用力間的線性關(guān)系 下頁 上頁 返回 圖庫 第 6章 此需要測量電路具有無限大的輸入阻抗。但實(shí)際上這是不可能的，所以壓電傳感器不宜作靜態(tài)測量，只能在其上加交變力，電荷才能不斷得到補(bǔ)充，并給測量電路一定的電流。故壓電傳感器只能作動(dòng)態(tài)測量。 ：如作用在壓電組件上的力是靜態(tài)力，則電荷會泄露，無法進(jìn)行測量。所以壓電傳感器通常都用來測量動(dòng)態(tài)或瞬態(tài)參量。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 6章 ：石英晶體整個(gè)晶體是中性的，受外力作用而變形時(shí)，沒有體積變形壓電效應(yīng)，但它具有良好的厚度變形和長度變形壓電效應(yīng)。壓電陶瓷是一種多晶鐵電體。原始的壓電陶瓷材料并不具有壓電性，必須在一定溫度下做極化處理，才能使其呈現(xiàn)出壓電性。所謂極化，就是以強(qiáng)電場使 “ 電疇 ” 規(guī)則排列，而電疇在極化電場除去后基本保持不變，留下了很強(qiáng)的剩余極化。 當(dāng)極化后的鐵電體受到外力作用時(shí)，其剩余極化強(qiáng)度將隨之發(fā)生變化，從而使一定表面分別產(chǎn)生正負(fù)電荷。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 6章 極化方向上壓電效應(yīng)最明顯。鐵電體的參數(shù)也會隨時(shí)間發(fā)生變化 老化，鐵電體老化將使壓電效應(yīng)減弱。 ：基本考慮點(diǎn)是如何更好的改變傳感器的頻率特性，以使傳感器能用于更廣泛的領(lǐng)域。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 7章 ：當(dāng)用光照射物體時(shí)，物體受到一連串具有能量的光子的轟擊，于是物體材料中的電子吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)的電效應(yīng)（如電阻率變化、發(fā)射電子或產(chǎn)生電動(dòng)勢等）。這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。 ：吸收性損耗：吸收損耗與組成光纖的材料的中子受激和分子共振有關(guān)，當(dāng)光的頻率與分子的振動(dòng)頻率接近或相等時(shí)，會發(fā)生共振，并大量吸收光能量，引起能量損耗。 散射性損耗：是由于材料密度的微觀變化、成 下頁 上頁 返回 圖庫 第 7章 起伏，以及在制造過程中產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)上的不均勻性或缺陷引起。一部分光就會散射到各個(gè)方向去，不能傳輸?shù)浇K點(diǎn)，從而造成散射性損耗。 輻射性損耗：當(dāng)光纖受到具有一定曲率半徑的彎曲時(shí)，就會產(chǎn)生輻射磁粒。 把光纖組合成光纜時(shí)，可能使光纖的軸線產(chǎn)生隨機(jī)性的微曲。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 7章 ：光導(dǎo)纖維工作的基礎(chǔ)是光的全內(nèi)反射，當(dāng)射入的光線的入射角大于纖維包層間的臨界角時(shí)，就會在光纖的接口上產(chǎn)生全內(nèi)反射，并在光纖內(nèi)部以后的角度反復(fù)逐次反射，直至傳遞到另一端面。 優(yōu)點(diǎn)： 導(dǎo)損耗小 進(jìn)行超高速測量，靈敏度和線性度好 進(jìn)行遠(yuǎn)距離信號的傳送 下頁 上頁 返回 圖庫 第 7章 能型光纖傳感器其光纖不僅作為光傳播的波導(dǎo)，而且具有測量的功能。它可以利用外界物理因素改變光纖中光的強(qiáng)度、相位、偏振態(tài)或波長，從而對外界因素進(jìn)行測量和數(shù)據(jù)傳輸。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 7章 ： 型硅襯底上生長一層很薄的 在 種規(guī)則排列的 一個(gè)脈沖只反映一個(gè)光敏元的受光情況，脈沖幅度的高低反映該光敏元受光的強(qiáng)弱，輸出脈沖的順序可以反映光敏元的位置，這就起到圖像傳感器的作用。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 8章 ：熱電阻傳感器分為以下幾種類型： 鉑電阻傳感器：特點(diǎn)是精度高、穩(wěn)定性好、性能可靠。主要作為標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度計(jì)使用，也常被用在工業(yè)測量中。此外，還被廣泛地應(yīng)用于溫度的基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的傳遞，是目前測溫復(fù)現(xiàn)性最好的一種。 銅電阻傳感器：價(jià)錢較鉑金屬便宜。在測溫范圍比較小的情況下，有很好的穩(wěn)定性。溫度系數(shù)比較大，電阻值與溫度之間接近線性關(guān)系。材料容易提純，價(jià)格便宜。不足之處是測量精度較鉑電阻稍低、電阻率小。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 8章 鐵電阻和鎳電阻：鐵和鎳兩種金屬的電阻溫度系數(shù)較高、電阻率較大，故可作成體積小、靈敏度高的電阻溫度計(jì)，其缺點(diǎn)是容易氧化，化學(xué)穩(wěn)定性差，不易提純，復(fù)制性差，而且電阻值與溫度的線性關(guān)系差。目前應(yīng)用不多 下頁 上頁 返回 圖庫 第 8章 ：熱電動(dòng)勢：兩種不同材料的導(dǎo)體（或半導(dǎo)體） A、使兩個(gè)結(jié)點(diǎn)處于不同的溫度下，那么回路中就會存在熱電勢。有電流產(chǎn)生相應(yīng)的熱電勢稱為溫差電勢或塞貝克電勢，通稱熱電勢。 接觸電動(dòng)勢：接觸電勢是由兩種不同導(dǎo)體的自由電子，其密度不同而在接觸處形成的熱電勢。它的大小取決于兩導(dǎo)體的性質(zhì)及接觸點(diǎn)的溫度，而與導(dǎo)體的形狀和尺寸無關(guān)。 溫差電動(dòng)勢：是在同一根導(dǎo)體中，由于兩端溫度不同而產(chǎn)生的一種電勢。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 8章 熱電偶測溫原理：熱電偶的測溫原理基于物理的 熱電效應(yīng) 。所謂熱電效應(yīng)，就是當(dāng)不同材料的導(dǎo)體組成一個(gè)閉合回路時(shí)，若兩個(gè)結(jié)點(diǎn)的溫度不同，那么在回路中將會產(chǎn)生電動(dòng)勢的現(xiàn)象。 兩點(diǎn)間的溫差越大，產(chǎn)生的電動(dòng)勢就越大。引入適當(dāng)?shù)臏y量電路測量電動(dòng)勢的大小，就可測得溫度的大小。 熱電偶三定律： a 中間導(dǎo)體定律： 熱電偶測溫時(shí)，若在回路中插入中間導(dǎo)體，只要中間導(dǎo)體兩端的溫度相同，則對熱電偶回路總的熱電勢不產(chǎn)生影響。在用熱電偶測溫時(shí)，連接導(dǎo)線及顯示一起等均可看成中間導(dǎo)體。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 8章 8.2 b 中間溫度定律： 任何兩種均勻材料組成的熱電偶，熱端為 T，冷端為 T 時(shí)的熱電勢等于該熱電偶熱端為 n，冷端為 熱電勢的代數(shù)和。 應(yīng)用：對熱電偶冷端不為 0度時(shí)，可用中間溫度定律加以修正。熱電偶的長度不夠時(shí)，可根據(jù)中間溫度定律選用適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償線路。 如果 A、 電極）分別與第三種導(dǎo)體 C 0下頁 上頁 返回 圖庫 第 8章 參考電極）組成的熱電偶在結(jié)點(diǎn)溫度為（ T， 時(shí)分別為 和 ，那么受相同溫度下，又 A、 實(shí)用價(jià)值：可大大簡化熱電偶的選配工作。在實(shí)際工作中，只要獲得有關(guān)熱電極與標(biāo)準(zhǔn)鉑電極配對的熱電勢，那么由這兩種熱電極配對組成熱電偶的熱電勢便可由上式求得，而不需逐個(gè)進(jìn)行測定。 誤差因素：參考端溫度受周圍環(huán)境的影響 0, C 0, C 000 , 下頁 上頁 返回 圖庫 第 8章 小誤差的措施有： a 0b 計(jì)算修正法（冷端溫度修正法） c 儀表機(jī)械零點(diǎn)調(diào)整法 d 熱電偶補(bǔ)償法 e 電橋補(bǔ)償法 f 冷端延長線法 頁 上頁 返回 圖庫 第 8章 ：電阻溫度計(jì)利用電阻隨溫度變化的特性來測量溫度。熱電偶溫度計(jì)是根據(jù)熱電效應(yīng)原理設(shè)計(jì)而成的。前者將溫度轉(zhuǎn)換為電阻值的大小，后者將溫度轉(zhuǎn)換為電勢大小。 相同點(diǎn)：都是測溫傳感器，精度及性能都與傳感器材料特性有關(guān)。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 8章 ：在不平衡電橋中， 檢流計(jì) 改稱為 電流計(jì) ，其作用而不是檢查有無電流而是測量電流的大小?？梢?，不平衡電橋和平衡電橋的測量原理有原則上的 區(qū)別。利用電橋除可精確測量電阻外，還可測量一些非電學(xué)量。例如，為了測量溫度變化，只需用一種 熱敏組件 把它轉(zhuǎn)化為電阻的變化，然后用電橋測量。不平衡電橋往往用于測量非電學(xué)量，此外還可用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)距離聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)中。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 8章 ：伏安特性表征熱敏電阻在恒溫介質(zhì)下流過的電流 之間的關(guān)系。當(dāng)電流很小時(shí)不足以引起自身發(fā)熱，阻值保持恒定，電壓降與電流間符合歐姆定律。當(dāng)電流 I著電流增加，功耗增 大，產(chǎn)生自熱，阻值隨電流增加而減小，電壓降增加速度逐漸減慢，因而出現(xiàn)非線性的正阻區(qū) 流增大到 壓降達(dá)到最大值 后，電流繼續(xù)增大時(shí)，自熱更為強(qiáng)烈，由于熱敏電阻的電阻溫度系數(shù)大，阻值隨電流增加而減小的速度大于電壓降增加的速度，于是就出現(xiàn)負(fù)阻區(qū) 下頁 上頁 返回 圖庫 第 8章 究伏安特性，有助于正確選擇熱敏電阻的工作狀態(tài)。對于測溫、控溫和溫度補(bǔ)償，應(yīng)工作于伏安特性的線性區(qū)，這樣就可以忽略自熱的影響，使電阻值僅取決于被測溫度。對于利用熱敏電阻的耗散 原理工作的場合，例如測量風(fēng)速、流量、真空等，則應(yīng)工作于伏安特性的負(fù)阻區(qū)。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 9章 ：核輻射傳感器是基于射線通過物質(zhì)時(shí)產(chǎn)生的電離作用，或利用射線能使某些物質(zhì)產(chǎn)生熒光，再配以光電組件，將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕膫鞲衅鳌?：核輻射傳感器可以實(shí)現(xiàn)氣體成分、材料厚度、物質(zhì)密度、物位、材料內(nèi)傷等的測量。但是要注意放射性輻射的防護(hù)。 ：可用來檢測厚度、液位、物位、轉(zhuǎn)速、材料密度、重量、氣體壓力、流速、溫度及濕度等參數(shù)。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 9章 ：盡量減小輻射強(qiáng)度，也要考慮輻射類型和性質(zhì)。在實(shí)際工作中要采取多種方式來減少射線的照射強(qiáng)度和照射時(shí)間，如采用屏蔽層，利用輔助工具，或是增加與輻射源的距離等各種措施。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 10章 ：智能傳感器集信息采集，信息的記憶、辨別、存儲、處理于一體，是一種將普通傳感器與微處理器一體化，兼有檢測和信息處理功能的新型傳感器，具有一定的自適應(yīng)能力。 ：功能分為： a 自補(bǔ)償功能：如非線性、溫度誤差響應(yīng)時(shí)間等的補(bǔ)償 b 自診斷功能：如在接通電源時(shí)自檢 下頁 上頁 返回 圖庫 第 10章 10.2 c 微處理器和基本傳感器之間具有雙向通信功能，構(gòu)成一死循環(huán)工作系統(tǒng) d 信息存儲和記憶功能 e 數(shù)字量輸出和顯示 優(yōu)點(diǎn)有： a 精度高，可通過軟件來修正非線性，補(bǔ)償溫度等系統(tǒng)誤差，還可補(bǔ)償隨機(jī)誤差，從而使精度大為提高。 b 有一定的可編程自動(dòng)化能力。包括指令和數(shù)據(jù)存儲、自動(dòng)調(diào)零、自檢等。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 10章 10.2 c 功能廣。智能傳感器可以有多種形式輸出，通過串口、并口、面板數(shù)字控制數(shù)或 配打印機(jī)保存資料。 d 功能價(jià)格比大。在相同精度條件下，多功能智能傳感器比單功能普通傳感器性能價(jià)格比大。 ：三條途徑：非集成化實(shí)現(xiàn)、集成化實(shí)現(xiàn)和混合實(shí)現(xiàn)。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 10章 ：包括以下內(nèi)容： 資料收集：匯集所需要的信息 資料轉(zhuǎn)換：把信息轉(zhuǎn)換成適用于微處理器使用的方式 資料分組：按有關(guān)信息進(jìn)行有效的分組 資料組織：整理資料或用其它方法安排資料，以便進(jìn)行處理和誤差修正 資料計(jì)算：進(jìn)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算，以便得到進(jìn)一步的信息 下頁 上頁 返回 圖庫 第 10章 資料存儲：保存原始資料和計(jì)算結(jié)果，供以后使用 資料搜索：按要求提供有用格式的信息，然后將結(jié)果按用戶要求輸出。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 10章 ：線性參數(shù)的標(biāo)度變換，其變換公式為： 非線性參數(shù)的標(biāo)度變換，公式為： 多項(xiàng)式變換法 0000 下頁 上頁 0000 返回 圖庫 第 10章 ：線性溫度特性補(bǔ)償方法： 溫度特性曲線擬合法 溫度特性查表法 非線性溫度特性補(bǔ)償方法：一般采用分段線性插值法（列表法） 下頁 上頁 返回 圖庫 第 10章 ：硬件設(shè)計(jì)： 正確選擇微處理器：常用單片機(jī)作為智能傳感器的中央處理器。 除了中央處理器 必須引入輸入輸出的各種功能要求。故它又可看成一個(gè)微處理器小系統(tǒng)，廣泛采用鍵盤、 印、串并口輸出等，一起構(gòu)成了人機(jī)對話的工具。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 11章 ：條件：沒有加速度、振動(dòng)、沖擊（除非這些參數(shù)本身就是被測物理量）及環(huán)境溫度一般為室溫(20 5) 相對濕度 不大于 85%，大氣壓力為 7 ：對傳感器進(jìn)行標(biāo)定，是根據(jù)試驗(yàn)資料確定傳感器的各項(xiàng)性能指針，實(shí)際上也是確定傳感器的測量精度，所以在標(biāo)定傳感器時(shí)，所用的測量儀器的精度至少要比被標(biāo)定傳感器的精度高一個(gè)等級。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 11章 ：標(biāo)定方法：首先是創(chuàng)造一個(gè)靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件，其次是選擇與被標(biāo)定傳感器的精度要求相適應(yīng)的一定等級的標(biāo)定用儀器設(shè)備。然后開始對傳感器進(jìn)行靜態(tài)特性標(biāo)定。 ：傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定主要是研究傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，而與動(dòng)態(tài)響應(yīng)有關(guān)的參數(shù)，一階傳感器為時(shí)間常數(shù) 二階傳感器為固有頻率 和阻尼比 兩個(gè)參數(shù)。 上頁 返回 圖庫 第 11章 ：絕對標(biāo)定法：振動(dòng)計(jì)量基準(zhǔn)是采用激光光波長度作為振幅量值的絕對基準(zhǔn)。 比較標(biāo)定法：將被標(biāo)的傳感器和標(biāo)準(zhǔn)傳感器相比較。是一種最常用的方法。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 12章 ：傳感器的可靠性是指傳感器在規(guī)定條件、規(guī)定時(shí)間，完成規(guī)定功能的能力。 ：失效分析的方法： 失效模式、效應(yīng)及危害度分析 工藝過程 失效樹分析方法 下頁 上頁 返回 圖庫 第 12章 ：可靠性設(shè)計(jì)程序： 建立系統(tǒng)可靠性模型 可靠性分配 可靠性分析 可靠性預(yù)測 可靠性設(shè)計(jì)評審 試制品的可靠性試驗(yàn) 最終的改進(jìn)設(shè)計(jì) 下頁 上頁 返回 圖庫 第 12章 靠性設(shè)計(jì)原則： 盡量簡單、組件少、結(jié)構(gòu)簡單 工藝簡單 使用簡單 維修簡單 技術(shù)上成熟 選用合乎標(biāo)準(zhǔn)的原材料和組件 采用保守的設(shè)計(jì)方案 下頁 上頁 返回 圖庫 第 12章 ：產(chǎn)品喪失完成規(guī)定功能能力所有狀態(tài)及事件的總和叫失效。 失效的分類： 按失效發(fā)生場合分：試驗(yàn)失效、現(xiàn)場失效 按失效的程度分：完全失效、局部失效 按失效前功能或參數(shù)變化的性質(zhì)分：突然失效、退化失效 按失效排除的性質(zhì)分：穩(wěn)定性失效、間歇失效 按失效的外部表現(xiàn)分：明顯失效、隱蔽失效 下頁 上頁 返回 圖庫 第 12章 按失效發(fā)生的原因分：設(shè)計(jì)上的失效、工藝上的失效、使用上的失效 按失效的起源分：自然失效、人為失效 按與其它失效的關(guān)系分：獨(dú)立失效、從屬失效 按失效浴盆曲線上不同階段分：早期失效、偶然失效、耗損失效等 下頁 上頁 返回 圖庫 第 13章 ：測量原理是指用什么樣的原理去測量被測量。 測量方法： 按測量手段分類：直接測量、間接測量和聯(lián)立測量 按測量方式分類：偏差式測量、零位式測量和微差式測量。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 13章 ：當(dāng)我們對同一物理量進(jìn)行多次重復(fù)測量時(shí)，如果誤差按照一定的規(guī)律性出現(xiàn)，則把這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。 系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的原因有： 工具誤差：指由于測量儀表或儀表組成組件本身不完善所引起的誤差。 方法誤差：指由于對測量方法研究不夠而引起的誤差。 定義誤差：是由于對被測量的定義不夠明確而形成的誤差。 理論誤差：是由于測量理論本身不夠完善而只能進(jìn)行近似的測量所引起的誤差。 下頁 上頁 返回 圖庫 第 13章 環(huán)境誤差：是由于測量儀表工作的環(huán)境（溫度、氣壓、濕度等）不是儀表校驗(yàn)時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，而是隨時(shí)間在變化，從而引起的誤差。 安裝誤差：是由于測量儀表的安裝或放置不正確所引起的誤差。 個(gè)人誤差：是指由于測量者本人不良習(xí)慣或操作不熟練所引起的誤差。 減小系統(tǒng)誤差的方法： 引入更正值法：若通過對測量儀表的校準(zhǔn)，知道了儀表的更正值，則將測量結(jié)果的指示值加上更 下頁 上頁 返回 圖庫 第 13章 值，就可得到被測量的實(shí)際值。 替換