傳感器重點(diǎn)總結(jié)

1、一、名詞解釋1.偏差式測量 用儀表指針的位移（即偏差）決定被測量的量值，這種測量方法稱為偏差式測量。2.零位式測量 用指零儀表的零位反應(yīng)測量系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，在測量系統(tǒng)平衡時，用已知的標(biāo)準(zhǔn)量決定被測量的量值，這種測量方法稱為零位式測量。3.微差式測量 將被測量與已知的標(biāo)準(zhǔn)量相比較，取得差值后，再用偏差法測得此差值。4.靜態(tài)測量 被測量在測量過程中是固定不變的，對這種被測量進(jìn)行的測量稱為靜態(tài)測量。靜態(tài)測量不需要考慮時間因素對測量的影響。5.動態(tài)測量 被測量在測量過程中是隨時間不斷變化的，對這種被測量進(jìn)行的測量稱為動態(tài)測量。6.測量誤差 是測得值減去被測量的真值。7.隨機(jī)誤差 在同一測量條件下，多次

2、測量被測量時，其絕對值和符號以不可預(yù)定方式變化著的誤差稱為隨機(jī)誤差。8.遲滯 傳感器在相同工作條件下，輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到?。ǚ葱谐蹋┳兓陂g其輸入輸出曲線不重合的現(xiàn)象。9.電阻應(yīng)變效應(yīng) 即導(dǎo)體在外界作用下產(chǎn)生機(jī)械變形（拉伸或壓縮）時，其電阻值相應(yīng)發(fā)生變化。10.正壓電效應(yīng) 機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的現(xiàn)象11.逆壓電效應(yīng) 當(dāng)在電介質(zhì)極化方向施加電場，這些電介質(zhì)會產(chǎn)生幾何變形，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。12.通常把沿電軸x方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“縱向壓電效應(yīng)”。把沿機(jī)械軸y方向的力作用下產(chǎn)生電荷的壓電效應(yīng)稱為“橫向壓電效應(yīng)”。13.在光線的作用下能夠使物體產(chǎn)生一定方向的電動

3、勢的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)。14.光電池是一種直接將光能轉(zhuǎn)換為電能的光電器件。15.絕對濕度是指在一定溫度和壓力條件下，每單位體積的混合氣體中所含水蒸氣的質(zhì)量。相對濕度是指氣體的絕對濕度與同一溫度下達(dá)到飽和狀態(tài)的絕對濕度之比。二、填空/選擇1.測量誤差的表示方法有絕對誤差、實(shí)際相對誤差、引用誤差、基本誤差、附加誤差。2.傳感器的靜態(tài)特性性能指標(biāo)有靈敏度、遲滯、線性度、重復(fù)性和漂移等。3.傳感器的時域動態(tài)性能指標(biāo)有時間常數(shù)、延遲時間、上升時間、峰值時間、超調(diào)量、衰減比。4.半導(dǎo)體應(yīng)變片是用半導(dǎo)體材料制成的，其工作原理基于半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)。半導(dǎo)體材料的電阻率隨作用應(yīng)力的變化而發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為壓

4、阻效應(yīng)。5.自感式電感傳感器是利用線圈的變化來實(shí)現(xiàn)測量的，它由線圈、鐵芯和銜鐵三部分組成。6. 變面積型電容式傳感器（88頁）7.石英晶體縱向軸z稱為光軸，經(jīng)過六面體棱線并垂直于光軸的x稱為電軸，與x和z同時垂直的軸y稱為機(jī)械軸。8.氣敏傳感器是用來檢測氣體類別、濃度和成分的傳感器。9.半導(dǎo)體氣敏傳感器是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件阻值變化而制成的。10.圖9-3、9-4直熱式和旁熱式氣敏器件的符號（153頁）11.濕度是指大氣中的水蒸氣含量，通常采用絕對濕度和相對濕度兩種表示方法。12.頻率在162Hz之間，能為人耳所聞的機(jī)械波，稱為聲波；低于16Hz的機(jī)械波，稱為次聲波

5、；高于2Hz的機(jī)械波，稱為超聲波。三、簡答分析計算1.遲滯的定義、原因、公式、曲線（30頁）2.習(xí)題9-7，ppt. 結(jié)構(gòu)、Rp作用、測試過程、測量絲加熱絲、旁熱式優(yōu)點(diǎn)等。（163頁）3.（171頁）圖10-5、10-6工作原理、公式計算4.測溫電路：組成部分、各部分原理或用途、（ppt）5.銅熱電阻傳感器（ppt34頁）1.遲滯傳感器在輸入量由小到大（正行程）及輸入量由大到小（反行程）變化期間其輸入輸出特性曲線不重合的現(xiàn)象稱為遲滯(如圖2-5所示)。也就是說，對于同一大小的輸入信號，傳感器的正反行程輸出信號大小不相等，這個差值稱為遲滯差值。傳感器在全量程范圍內(nèi)最大的遲滯差值Hmax與滿量程輸

6、出值YFS之比稱為遲滯誤差，用H表示，即 產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是由于傳感器敏感元件材料的物理性質(zhì)和機(jī)械另部件的缺陷所造成的，例如彈性敏感元件彈性滯后、運(yùn)動部件摩擦、傳動機(jī)構(gòu)的間隙、緊固件松動等。2. 實(shí)用酒精測試儀【習(xí)題9-7】圖9-23為酒精測試電路，A是顯示驅(qū)動器。問：（1）TGS812是什么傳感器？（2）2、5腳是傳感器哪個部分？有什么作用？（3）分析電路工作原理，調(diào)節(jié)RP有什么意義？【答】（1）TGS812是氣敏傳感器。（2）2、5腳是氣敏傳感器加熱電極。加熱電極，可以加速還原反應(yīng)，提高氣敏傳感器的靈敏度。燒掉金屬網(wǎng)上的灰塵和油漬，提高響應(yīng)速度。（3）電路工作原理當(dāng)氣體傳感器探測不到

7、酒精時，加在A的第5腳電平為低電平；當(dāng)氣體傳感器探測到酒精時，其內(nèi)阻變低，從而使A的第5腳電平變高。A為顯示推動器，它共有10個輸出端，每個輸出端可以驅(qū)動一個發(fā)光二極管，顯示推動器A根據(jù)第5腳電壓高低來確定依次點(diǎn)亮發(fā)光二極管的級數(shù)，酒精含量越高則點(diǎn)亮二極管的級數(shù)越大。上面5個發(fā)光二極管為紅色，表示超過安全水平。下面5個發(fā)光二極管為綠色，代表安全水平，酒精含量不超過0.05%。調(diào)節(jié)RP使測試儀適應(yīng)在不同氣體、不同濃度的條件下工作。3.超聲波流量傳感器超聲波流量傳感器的測定方法是多樣的， 如傳播速度變化法、波速移動法、多卜勒效應(yīng)法、流動聽聲法等。但目前應(yīng)用較廣的主要是超聲波傳播時間差法。超聲波在流

8、體中傳播時，在靜止流體和流動流體中的傳播速度是不同的，利用這一特點(diǎn)可以求出流體的速度，再根據(jù)管道流體的截面積， 便可知道流體的流量。如果在流體中設(shè)置兩個超聲波傳感器，它們既可以發(fā)射超聲波又可以接收超聲波，一個裝在上游，一個裝在下游，其距離為L, 如圖10-5所示。如設(shè)順流方向的傳播時間為t1，逆流方向的傳播時間為t2，流體靜止時的超聲波傳播速度為c，流體流動速度為v，則 一般來說，流體的流速遠(yuǎn)小于超聲波在流體中的傳播速度， 因此超聲波傳播時間差為 由于c v, 從上式便可得到流體的流速， 即 在實(shí)際應(yīng)用中，超聲波探頭安裝在管道的外部，從管道的外面透過管壁發(fā)射和接受超聲波，而不會給管道的流體帶來

9、影響，如圖10-6所示。此時超聲波的傳輸時間將由下式確定： 4.測溫電路 電路由三部分組成，傳感器測量部分、調(diào)理部分、顯示部分。各部分的功能作如下介紹。 傳感器測量電路: 這是由測溫三極管與幾個電阻組成的電橋， m；n 兩點(diǎn)為其輸出端。它是將0時的電壓 UBE=624.2mV 調(diào)至 Umn= 0 mV的轉(zhuǎn)換電路。電路元件的選擇： 測溫元件選擇 MTS102 或 IN4148 均可。R1 為限流電阻， 取金屬膜電阻； R1=110K；1/4W。R2為平衡電阻，金屬膜電阻；R2=100K；1/4W。RW可調(diào)電位器，10K；1/4W。Rw=5.72k,即調(diào)零電位器的中間頭對地電阻確定。 電壓跟隨器

10、A1A1是由運(yùn)算放大器LM324組成的，其反相端與其輸出端短接，同相端接至m點(diǎn)，即測溫元件的對地電壓，也是測溫元件在不同溫度時的輸出電壓。此時我們是將其預(yù)置在0點(diǎn)上。因為A1的輸入阻抗ri=1010 ，故不會影響測溫元件的輸出。而它的輸出阻抗r0很小，所以A1的帶負(fù)載能力很強(qiáng)，實(shí)質(zhì)上它就是一個同相電壓跟隨器。 差動電壓放大器 A2 它也是由LM324運(yùn)放組成的放大調(diào)整級。其反相端經(jīng)20K電阻接至A1的輸出端，同相端經(jīng)20K電阻接至RW的中間調(diào)整端（實(shí)質(zhì)上是接在0調(diào)好的一個固定電壓 Un 上）。其輸出端接到直流01V顯示器的輸入端。 從（1）式可以看出，若 Rf = 200K、R3 =20K時，

11、Af = -10，由于Rf 是可調(diào)的，所以調(diào)節(jié)Rf 可以得到 100 時的輸出電壓值 U0 =1V。若將感溫探頭放入100的沸騰的水中，此時Um =400mv。加在A2輸入端的電壓變化值為：為了電路匹配，RP也應(yīng)調(diào)至89.2K。5.銅熱電阻傳感器電路由四部分組成，檢測部分、設(shè)定部分、顯示部分及控制部分。值得注意的是檢測與設(shè)定部分的電路結(jié)構(gòu)是相同的。A1 與 A3 是差動放大器， A2 是反相輸入的比例放大器， A4 是單限比較器。 電路工作原理的分析: A1與RCu熱電阻組成溫度檢測部分 RCu接在A1的反饋支路中，由于RCu 隨著被測對象的溫度變化，其阻值也發(fā)生相應(yīng)的變化，即改變了A1的輸出

12、電壓U01。 當(dāng)在0時，應(yīng)使U01=0V，則由上式可得 RCu = Rp1，觀察顯示器，若指示不為零，可以調(diào)整 RP1 使其對應(yīng)為零值的位置。 即 0時，應(yīng)使U01=0V，這就是調(diào)零點(diǎn)。固定封好RP1不動，為保持設(shè)定部分與檢測部分對稱，RP4也調(diào)到與RP1相 同的阻值上。 A2與顯示器SB305組成溫度顯示電路 A2組成的是反相輸入比例放大器電路，其輸出電壓為： 此時將測溫探頭放入150的介質(zhì)中，持續(xù) 35 分鐘，看顯示器顯示是否為滿刻度，顯示是否為150.0，若不是滿刻度，則調(diào)整RP2使其顯示150.0，即可封好RP2，這樣就使0150的溫度測量調(diào)試完成了。 A3組成的是總體電路的設(shè)定部分 A3是差動輸入比例運(yùn)算電路，完成不同溫度的設(shè)定，以便于控制部分工作。其電路組成與檢測部分相似，不同的是反饋元件使用精密度電位器 RP3，用它來模擬不同溫度時的 RCu 的阻值，以達(dá)到設(shè)定溫度的目的。 控制部分A4及三極管3DK4B；繼電器K等組成電