測試教案(緒論;第一篇機械量電測法基本原理第一章)

1、緒 論 一、測試工作的目的為了獲得有關研究對象的狀態(tài)、運動和特征等方面(fngmin)的信息共四十二頁二、 自動檢測技術(jsh)的重要性測試手段就是儀器儀表。在工程上所要測量的參數(shù)大多數(shù)為非電量，促使人們用電測的方法來研究非電量，即研究用電測的方法測量非電量的儀器儀表，研究如何能正確和快速地測得非電量的技術。非電量電測量技術優(yōu)點：測量精度高、反應速度快、能自動連續(xù)地進行測量、可以進行遙測、便于(biny)自動記錄、可以與計算機聯(lián)結進行數(shù)據(jù)處理、可采用微處理器做成智能儀表、能實現(xiàn)自動檢測與轉換等。共四十二頁機械(jxi)制造業(yè)木材加工業(yè)林業(yè)航天煤礦 環(huán)境保護等部門 建筑業(yè)綜上所述，自動檢測技術

2、與我們的生產(chǎn)、生活密切相關。它是自動化領域的重要組成部分，尤其在自動控制中，如果對控制參數(shù)不能有效準確的檢測，控制就成為無源之水，無本之木。共四十二頁煤礦瓦斯(w s)監(jiān)控系統(tǒng)（現(xiàn)場監(jiān)控層、信息傳輸層和信息管理層）共四十二頁汽車安全駕駛(jish)裝置共四十二頁三、自動檢測系統(tǒng)(xtng)的組成傳感器測量電路輸出單元被測量共四十二頁傳感器：把被測非電量轉換成為與之有確定對應關系，且便于應用的某些物理量（通常為電量）的測量裝置。測量電路：把傳感器輸出的變量變換成電壓或電流信號，使之能在輸出單元(dnyun)的指示儀上指示或記錄儀上記錄；或者能夠作為控制系統(tǒng)的檢測或反饋信號。輸出單元：指示儀、記錄

3、儀、累加器、報警器、數(shù)據(jù)處理電路等。共四十二頁自動檢測系統(tǒng)的組成詳細(xingx)框圖共四十二頁四、自動檢測技術(jsh)的發(fā)展趨勢1）不斷提高儀器的性能、可靠性，擴大應用范圍2）開發(fā)新型傳感器（蛋白質(zhì)生物(shngw)傳感器，葡萄糖生物(shngw)傳感器等檢測有機物的生物(shngw)傳感器）3）開發(fā)傳感器的新型敏感元件材料和采用新的加工工藝4）微電子技術、微型計算機技術、現(xiàn)場總線技術與儀器儀表和傳感器結合，構成新一代智能化測試系統(tǒng)，使測量精度、自動化水平進一步提高5）研究集成化、多功能和智能化傳感器或測試系統(tǒng)共四十二頁五、本課程(kchng)的主要內(nèi)容 第一篇 機械量電測法基本原理第一章

4、 機械量電量變換原理 第二章 電阻傳感器（電阻應變計）第三章 電阻應變(yngbin)測量電路（電橋電路）共四十二頁本課程的主要(zhyo)內(nèi)容第二篇機械參量電測法的基本原理 2.1 電阻應變式力傳感器測量2.2 電阻應變式壓力傳感器測量2.3 電阻應變式加速度傳感器測量2.4 自感(z n)式壓力傳感器測量2.5 差動變壓器式傳感器應用2.6 電容式傳感器應用2.7 壓電式傳感器應用共四十二頁第三篇 電阻(dinz)應變儀和指示記錄裝置第一章指示(zhsh)記錄裝置第二章電阻應變儀共四十二頁第四篇 零件的應力(yngl)和應變測量4.1 主應力方向已知時的應力測量(cling)4.2 主應力

5、方向未知時的應力測量4.3 應變花的應用共四十二頁第五篇 空調(diào)原理及測控技術 5.1 空調(diào)基礎知識 5.2 空調(diào)系統(tǒng)組成與分類 5.3 空氣處理及控制 5.4 空調(diào)自動(zdng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)設計 5.5 空調(diào)常用檢測儀表及執(zhí)行器共四十二頁六、考核(koh)方式平時成績占15%論文(lnwn)成績占20%期末考試占65% 共四十二頁七、參考書傳感器與檢測技術（電子工業(yè)出版社，徐科軍主編）；現(xiàn)代檢測技術（電子工業(yè)出版社，陳平 羅晶編）；機械工程測試(csh)技術（冶金工業(yè)出版社）；林業(yè)機械測試技術（中國林業(yè)出版社）；測試技術與自動化儀表（中國農(nóng)業(yè)出版社）；空調(diào)自控設計基礎及圖例集（中國建筑工業(yè)出版社

6、，張禎 周治湖） 共四十二頁八、作業(yè)(zuy) 1、論文題目(tm)：電子式安全裝置在汽車中的應用 2、內(nèi)容 1）電子式安全裝置的原理、構造及作用 2）電子式安全裝置的優(yōu)缺點及發(fā)展前景 3、論文格式 共四十二頁第一篇 機械(jxi)量電測法基本原理第一章 機械量電量變換原理(yunl)1.1 傳感器概述一、傳感器（Transducer/Sensor）定義：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件和裝置。共四十二頁包含(bohn)的概念： 傳感器是測量裝置，能完成檢測任務； 它的輸入量是某一被測量，可能是物理量，也可能是化學量、生物量等； 它的輸出量是某種物理量，這種量要便于傳

7、輸、轉換、處理、顯示等等(dn dn)，這種量可以是氣、光、電量，但主要是電量； 輸出輸入有對應關系，且有一定的精確程度。共四十二頁二、傳感器的組成(z chn)敏感元件 直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關系的物理量轉換(zhunhun)元件轉換元件 敏感元件的輸出就是它的輸入，摶換成電路參量轉換電路 上述電路參數(shù)接入基本轉換電路，便可轉換成電量輸出共四十二頁敏感元件轉換元件轉換電路被測量電量共四十二頁三、傳感器分類(fn li)1、按傳感器能量(nngling)轉換情況分 1）能量控制型：在信息變換過程中，其能量需外電源供給 如，電阻、電感、電容式傳感器 2）能量轉換型：主要是由能量變換

8、元件構成，在信息變換過程中，其能量不需外電源供給 如，基于壓電效應、熱電效應、光電效應、霍爾效應等原理構成的傳感器共四十二頁2、按物理(wl)原理分 1）電參量式傳感器：電阻、電感、電容式傳感器 2）磁電式傳感器：磁電感應式、霍爾式、磁柵式 3）壓電式傳感器 4）光電式傳感器 5）氣電式傳感器 6）射線(shxin)式傳感器 7）半導體式傳感器 8）生物式傳感器共四十二頁3、按傳感器使用(shyng)分類分 位移傳感器、壓力傳感器、振動(zhndng)傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、躁聲傳感器、重力傳感器等共四十二頁四、傳感器的特性(txng) 1、線性度 指傳感器輸出與輸入之間的線性程度。輸

9、出-輸入特性一般可用多項式表示。理想特性方程為過原點直線：y = a1x 。當非線性傳感器以差動方式工作，可消除偶次分量，改善(gishn)線性范圍并提高靈敏度。在輸入量變化范圍不大時，可用直線（切線或割線）近似代表實際曲線一段。共四十二頁2、靈敏度 傳感器輸出的變化量與引起(ynq)該變化量的輸入變化量之比即為其靜態(tài)靈敏度表征傳感器對輸入量變化的反應(fnyng)能力共四十二頁 對線性傳感器，靈敏度為特性方程(fngchng)的斜率即k=y/x為常量，對非線性的靈敏度為一變量，用k=dy/dx表示(a) 線性傳感器 (b) 非線性傳感器共四十二頁 1.2電阻(dinz)式傳感器變換原理一、工

10、作原理 共四十二頁 電阻應變效應：當金屬絲在外力作用下發(fā)生機械變形(bin xng)時其電阻值將發(fā)生變化金屬導線長為：l金屬截面積為：A金屬電阻率為：共四十二頁 公式兩邊(lingbin)取對數(shù)并微分 F l、A 、 R共四十二頁二、電阻(dinz)式傳感器種類1、改變電阻率，可以測溫度，如銅電 阻、鉑電阻溫度計2、改變長度l,可測位移，如滑線變阻器 或電位器3、同時改變電阻率、長度l和截面積 A，如電阻(dinz)應變計有廣泛用途共四十二頁1.3電容式傳感器變換(binhun)原理一、工作(gngzu)原理S S 極板相對覆蓋面積； 極板間距離；r相對介電常數(shù)；0真空介電數(shù)； 電容極板間介質(zhì)

11、的介電常數(shù)。共四十二頁變極距(）型: (a)、(e) 變面積(min j)型(S)型: (b)、(c)、(d)、(f)、(g) （h） 變介電常數(shù)( )型: （i）(l) 共四十二頁二、變極距型電容(dinrng)傳感器初始(ch sh)電容：若極距縮小d （非線性）共四十二頁若d/d1時，則上式可簡化為 最大位移應小于間距的1/10，大大(d d)改善非線性。共四十二頁靜態(tài)(jngti)靈敏度 被測量緩慢變化時傳感器電容變化量與引起其變化的被測量變化之比變極距型，其靜態(tài)(jngti)靈敏度為共四十二頁當若d/d103kv/mm)或塑料膜來改善電容器耐壓性能 共四十二頁三、變面積(min j)型電容傳感器共四十二頁當動極板相對于定極板沿著長度方向(fngxing)平移a時，有C和a呈線行關系(gun x)，減小d 、加云母片、增大b、可提高靈敏度baa共四十二頁電容式角位移傳感器當=0時 當0時傳感器電容量C與角位移間呈線性關系 共四十二頁四、變介電常數(shù)(ji din chn sh)型電容傳感器共四十二頁內(nèi)容摘要緒 論。煤礦瓦斯監(jiān)控系統(tǒng)（現(xiàn)場監(jiān)控層、信息傳輸層和信息管理層）。傳感器：把被測非電量轉換成為與之有確定對應關系，且便于應用的某些物理量（通常為電量）的測量裝置。3）開發(fā)傳感器的新型敏感元件材料和采用新的加工工藝。一、傳感器（Transduc