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第4章電容式傳感器
CapacitiveSensors傳感器原理及應(yīng)用PrincipleandApplicationofSensors緒論電容式傳感器是以各種類型的電容器作為傳感元件,將被測(cè)物理量的變化轉(zhuǎn)換為電容量的變化。特點(diǎn):(1)小功率、高阻抗。(2)小的靜電引力和良好的動(dòng)態(tài)特性。(3)本身發(fā)熱影響小。(4)可進(jìn)行非接觸測(cè)量。應(yīng)用:壓力、位移、厚度、加速度、液位、物位、濕度和成分含量等測(cè)量之中。4.1電容式傳感器的工作原理和特性4.1.1工作原理及類型電容式傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件為一體的電容量可變的電容器和測(cè)量電路組成,其變量間的轉(zhuǎn)換關(guān)系原理如圖所示。由物理學(xué)可知,當(dāng)忽略電容器邊緣效應(yīng)時(shí),對(duì)圖示平行極板電容器,電容量為+
S
r d
_
可見:在S、d、ε三個(gè)參量中,改變其中任意一個(gè)量,均可使電容量C改變。也就是說,如果被檢測(cè)參數(shù)(如位移、壓力、液位等)的變化引起S、d、ε三個(gè)參量中之一發(fā)生變化,就可利用相應(yīng)的電容量的改變實(shí)現(xiàn)參數(shù)測(cè)量。據(jù)此,電容式傳感器可分為以下三大類:(1)極距變化型電容傳感器;(2)面積變化型電容傳感器;(3)介質(zhì)變化型電容傳感器。4.1.2電容傳感器特性分析1.變極距型電容傳感器設(shè)初始電容為:當(dāng)間隙d0減小Δd時(shí),則電容量增大ΔC,則:電容的相對(duì)變化為:當(dāng)時(shí),將上式按泰勒級(jí)數(shù)展開,得:可見,電容C的相對(duì)變化與位移之間呈現(xiàn)的是一種非線性關(guān)系。在誤差允許范圍內(nèi)通過略去高次項(xiàng)得到其近似的線性關(guān)系:電容傳感器的靜態(tài)靈敏度為靈敏度隨極板間距的減小而增大如果只考慮二次非線性項(xiàng),忽略其它高次項(xiàng),則得非線性誤差:由以上分析可知:變極距型電容式傳感器只有在Δd/d0很小時(shí),才有近似的線性輸出。
Cdd0ΔdΔdΔC1ΔC2{{ΔC1>ΔC2如圖,極距變化相同值±△d所對(duì)應(yīng)的電容變化量不同非線性隨極板間距的減小而增大為了提高靈敏度和減小非線性,以及克服某些外界條件如電源電壓、環(huán)境溫度變化的影響,常采用差動(dòng)式的電容傳感器,其原理結(jié)構(gòu)如圖所示。
工作時(shí)差動(dòng)電容器總電容變化為:
當(dāng)時(shí),將上式按泰勒級(jí)數(shù)展開,得:略去非線性高次項(xiàng),得:變極距差動(dòng)電容式傳感器的靈敏度K′為
變極距差動(dòng)電容傳感器的非線性誤差′L近似為
可見,電容式傳感器做成差動(dòng)式結(jié)構(gòu)后,非線性誤差大大降低了,而靈敏度比單極距電容傳感器提高了一倍。與此同時(shí),差動(dòng)式電容傳感器還能減小靜電引力給測(cè)量帶來的影響,并有效的改善由于環(huán)境影響所造成的誤差。
2.變面積的電容式傳感器
(1)用于線位移測(cè)量的電容式傳感器當(dāng)動(dòng)極板移動(dòng)后,極板相對(duì)有效面積發(fā)生變化,對(duì)應(yīng)的電容值為:靈敏度:靈敏度為常數(shù)變面積型電容傳感器中,平板形結(jié)構(gòu)對(duì)極距變化特別敏感,測(cè)量精度受到影響,而圓柱形結(jié)構(gòu)受極板徑向變化的影響很小,成為實(shí)際中最常采用的結(jié)構(gòu)。其電容計(jì)算式為:
當(dāng)重疊長度x變化時(shí),電容量變化為:靈敏度為:可見,其輸出與輸入成線性關(guān)系,靈敏度是常數(shù),但與極板變化型相比,圓柱式電容傳感器靈敏度較低,但其測(cè)量范圍更大。(2)用于角位移測(cè)量的電容式傳感器當(dāng)動(dòng)片有一角位移
時(shí),兩極板間的覆蓋面積就改變,從而改變了電容量。
當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)角時(shí),
當(dāng)=0時(shí),靈敏度:角位移式電容傳感器的輸出特性是線性的,靈敏度K為常數(shù)。3.變介質(zhì)型電容式傳感器
電容式液位傳感器結(jié)構(gòu)原理圖與等效電路電容式液位傳感器圖示同軸圓柱形電容器的初始電容為:測(cè)量時(shí),電容器的介質(zhì)一部分是被測(cè)液位的液體,一部分是空氣。設(shè)C1為液體有效高度hx形成的電容,C2為空氣高度(h-hx)形成的電容,則:由于C1和C2為并聯(lián),所以總電容為:可見,電容C理論上與液面高度hx成線性關(guān)系,只要測(cè)出傳感器電容C的大小,就可得到液位高度。另一種測(cè)量介質(zhì)介電常數(shù)變化的電容式傳感器結(jié)構(gòu)如圖。設(shè)電容器極板面積為S,間隙為a,當(dāng)有一厚度為d,相對(duì)介電常數(shù)為r的固體介質(zhì)通過極板間隙,相當(dāng)于電容串聯(lián),因此電容器的電容值為:
(1)若改變固體介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù),則有電容量的相對(duì)變化為:其中,
,為靈敏度因子,隨間隙比d/(a-d)增大為非線性因子,隨間隙比d/(a-d)增大而減小。而增大;(2)若傳感器保持r不變,改變介質(zhì)厚度,則可用于測(cè)量介質(zhì)厚度變化,此時(shí)其中,,為靈敏度因子和非線性因子。
(3)若被測(cè)介質(zhì)充滿兩極板間,則d=a,此時(shí)初始電容為,則,,即若可見,與
r成線性關(guān)系。測(cè)量液體介質(zhì)介電常數(shù)的變化即屬此情況,如測(cè)原油含水率。4.2電容式傳感器的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)(1)溫度穩(wěn)定性好傳感器的電容值一般與電極材料無關(guān),僅取決于電極的幾何尺寸,且空氣等介質(zhì)損耗很小,因此只要從強(qiáng)度、溫度系數(shù)等機(jī)械特性考慮,合理選擇材料和幾何尺寸即可,其他因素(因本身發(fā)熱極小)影響甚微。而電阻式傳感器有電阻,供電后產(chǎn)生熱量;電感式傳感器存在銅損、渦流損耗等,引起本身發(fā)熱產(chǎn)生零漂。1.電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,適應(yīng)性強(qiáng)電容式傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易于制造。能在高低溫、強(qiáng)輻射及強(qiáng)磁場(chǎng)等各種惡劣的環(huán)境條件下工作,適應(yīng)能力強(qiáng),尤其可以承受很大的溫度變化,在高壓力、高沖擊、過載等情況下都能正常工作,能測(cè)超高壓和低壓差,也能對(duì)帶磁工件進(jìn)行測(cè)量。此外傳感器可以做得體積很小,以便實(shí)現(xiàn)某些特殊要求的測(cè)量。4.2.1電容傳感器的特點(diǎn)(3)靜電引力小電容傳感器兩極板間存在著靜電場(chǎng),因此極板上作用著靜電引力或靜電力矩。靜電引力的大小與極板間的工作電壓、介電常數(shù)、極間距離有關(guān)。一般說來,這種靜電引力是很小的,因此只有對(duì)推動(dòng)力很小的彈性敏感元件,才須考慮因靜電引力造成的測(cè)量誤差。
(4)動(dòng)態(tài)響應(yīng)好電容式傳感器由于極板間的靜電引力很小,(約幾個(gè)10-5N),需要的作用能量極小,又由于它的可動(dòng)部分可以做得很小很薄,即質(zhì)量很輕,因此其固有頻率很高,動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間短,能在幾MHz的頻率下工作,特別適合動(dòng)態(tài)測(cè)量。又由于其介質(zhì)損耗小可以用較高頻率供電,因此系統(tǒng)工作頻率高。它可用于測(cè)量高速變化的參數(shù),如測(cè)量振動(dòng)、瞬時(shí)壓力等。(5)可以實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量、具有平均效應(yīng)當(dāng)被測(cè)件不能允許采用接觸測(cè)量的情況下,電容傳感器可以完成測(cè)量任務(wù)。當(dāng)采用非接觸測(cè)量時(shí),電容式傳感器具有平均效應(yīng),可以減小工件表面粗糙度等對(duì)測(cè)量的影響。電容式傳感器除上述優(yōu)點(diǎn)之外,還因帶電極板間的靜電引力極小,因此所需輸入能量極小,所以特別適宜低能量輸入的測(cè)量,例如測(cè)量極低的壓力、力和很小的加速度、位移等,可以做得很靈敏,分辨力非常高,能感受0.001μm甚至更小的位移。
(1)輸出阻抗高,負(fù)載能力差電容式傳感器的容量受其電極幾何尺寸等限制,一般為幾十到幾百pF,使傳感器的輸出阻抗很高,尤其當(dāng)采用音頻范圍內(nèi)的交流電源時(shí),輸出阻抗高達(dá)106~108Ω。因此傳感器負(fù)載能力差,易受外界干擾影響而產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象,嚴(yán)重時(shí)甚至無法工作,必須采取屏蔽措施,從而給設(shè)計(jì)和使用帶來不便。容抗大還要求傳感器絕緣部分的電阻值極高(幾十MΩ以上),否則絕緣部分將作為旁路電阻而影響傳感器的性能(如靈敏度降低),為此還要特別注意周圍環(huán)境如溫濕度、清潔度等對(duì)絕緣性能的影響。高頻供電雖然可降低傳感器輸出阻抗,但放大、傳輸遠(yuǎn)比低頻時(shí)復(fù)雜,且寄生電容影響加大,難以保證工作穩(wěn)定。2.電容式傳感器的缺點(diǎn)(3)輸出特性非線性
變極距型電容傳感器的輸出特性是非線性的,雖可采用差動(dòng)結(jié)構(gòu)來改善,但不可能完全消除。其他類型的電容傳感器只有忽略了電場(chǎng)的邊緣效應(yīng)時(shí),輸出特性才呈線性。否則邊緣效應(yīng)所產(chǎn)生的附加電容量將與傳感器電容量直接疊加,使輸出特性非線性。隨著材料、工藝、電子技術(shù),特別是集成電路的高速發(fā)展,使電容式傳感器的優(yōu)點(diǎn)得到發(fā)揚(yáng)而缺點(diǎn)不斷得到克服。電容傳感器正逐漸成為一種高靈敏度、高精度,在動(dòng)態(tài)、低壓及一些特殊測(cè)量方面大有發(fā)展前途的傳感器。
(2)寄生電容影響大傳感器的初始電容量很小,而其引線電纜電容(l~2m導(dǎo)線可達(dá)800pF)、測(cè)量電路的雜散電容以及傳感器極板與其周圍導(dǎo)體構(gòu)成的電容等“寄生電容”卻較大,①降低了傳感器的靈敏度;②這些電容(如電纜電容)常常是隨機(jī)變化的,將使傳感器工作不穩(wěn)定,影響測(cè)量精度,其變化量甚至超過被測(cè)量引起的電容變化量,致使傳感器無法工作。因此對(duì)電纜選擇、安裝、接法有要求4.2.2電容傳感器設(shè)計(jì)要點(diǎn)電容式傳感器所具有的高靈敏度、高精度等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)是與其正確設(shè)計(jì)、選材以及精細(xì)的加工工藝分不開的。在設(shè)計(jì)傳感器的過程中,在所要求的量程、溫度和壓力等范圍內(nèi),應(yīng)盡量使它具有低成本、高精度、高分辨力、穩(wěn)定可靠和高的頻率響應(yīng)等。1.消除和減小邊緣效應(yīng)邊緣效應(yīng)造成邊緣電場(chǎng)產(chǎn)生畸變,使工作不穩(wěn),非線性誤差也增加。為了消除邊緣效應(yīng)的影響,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),可以采用帶有保護(hù)環(huán)的結(jié)構(gòu),如圖所示。(a)消除邊沿效應(yīng)原理圖(b)帶保護(hù)環(huán)的電容傳感器結(jié)構(gòu)2.提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的絕緣性能
減小環(huán)境溫度、濕度等變化所產(chǎn)生的誤差,以保證絕緣材料的絕緣性能,溫度變化使傳感器內(nèi)各零件的幾何尺寸和相互位置及某些介質(zhì)的介電常數(shù)發(fā)生改變,從而改變傳感器的電容量,產(chǎn)生溫度誤差。濕度也影響某些介質(zhì)的介電常數(shù)和絕緣電阻值。因此必須從選材、結(jié)構(gòu)、加工工藝等方面來減小溫度等誤差和保證絕緣材料具有高的絕緣性能。電容式傳感器的金屬電極的材料以選用溫度系數(shù)低的鐵鎳合金為好,但較難加工。也可采用在陶瓷或石英上噴鍍金或銀的工藝,這樣電極可以做得極薄,對(duì)減小邊緣效應(yīng)極為有利。傳感器內(nèi)電極表面不便經(jīng)常清洗,應(yīng)加以密封;用以防塵、防潮。若在電極表面鍍以極薄的惰性金屬(如銠等)層,則可代替密封件起保護(hù)作用,可防塵、防濕、防腐蝕,并在高溫下可減少表面損耗、降低溫度系數(shù),但成本較高。
傳感器內(nèi),電極的支架除要有一定的機(jī)械強(qiáng)度外還要有穩(wěn)定的性能。因此選用溫度系數(shù)小和幾何尺寸長期穩(wěn)定性好,并具有高絕緣電阻、低吸潮性和高表面電阻的材料。例如石英、云母、人造寶石及各種陶瓷等做支架。雖然這些材料較難加工,但性能遠(yuǎn)高于塑料、有機(jī)玻璃等。在溫度不太高的環(huán)境下,聚四氟乙烯具有良好的絕緣性能,可以考慮選用。
盡量采用空氣或云母等介電常數(shù)的溫度系數(shù)近似為零的電介質(zhì)(也不受濕度變化的影響)作為電容式傳感器的電介質(zhì)。若用某些液體如硅油、煤油等作為電介質(zhì),當(dāng)環(huán)境溫度、濕度變化時(shí),它們的介電常數(shù)隨之改變,產(chǎn)生誤差。這種誤差雖可用后接的電子電路加以補(bǔ)償,但無法完全消除。
在可能的情況下,傳感器內(nèi)盡量采用差動(dòng)對(duì)稱結(jié)構(gòu),這樣可以通過某些類型的測(cè)量電路(如電橋)來減小溫度等誤差。選用50kHz至幾MHz作為電容傳感器的電源頻率,以降低對(duì)傳感器絕緣部分的絕緣要求。傳感器內(nèi)所有的零件應(yīng)先進(jìn)行清洗、烘干后再裝配。傳感器要密封以防止水分侵入內(nèi)部而引起電容值變化和絕緣性能下降。傳感器的殼體剛性要好,以免安裝時(shí)變形。
寄生電容與傳感器電容相并聯(lián),影響傳感器靈敏度,而它的變化則為虛假信號(hào)影響儀器的精度,必須消除和減小它??刹捎梅椒ǎ?.消除和減小寄生電容的影響
(1)增加傳感器原始電容值
采用減小極片或極筒間的間距(平板式間距為0.2~0.5mm,圓筒式間距為0.15mm),增加工作面積或工作長度來增加原始電容值,但受加工及裝配工藝、精度、示值范圍、擊穿電壓、結(jié)構(gòu)等限制。一般電容值變化在10-3~103pF范圍內(nèi),相對(duì)值變化在10-6~1范圍內(nèi)。
(1)增加傳感器原始電容值(2)注意傳感器的接地和屏蔽;(3)集成化(4)采用“驅(qū)動(dòng)電纜”(雙層屏蔽等位傳輸)技術(shù)(5)采用運(yùn)算放大器法;(6)整體屏蔽法
(2)注意傳感器的接地和屏蔽
圖為采用接地屏蔽的圓筒形電容式傳感器。圖中可動(dòng)極筒與連桿固定在一起隨被測(cè)量移動(dòng)??蓜?dòng)極筒與傳感器的屏蔽殼(良導(dǎo)體)同為地,因此當(dāng)可動(dòng)極筒移動(dòng)時(shí),固定極筒與屏蔽殼之間的電容值將保持不變,從而消除了由此產(chǎn)生的虛假信號(hào)。引線電纜也必須屏蔽在傳感器屏蔽殼內(nèi)。為減小電纜電容的影響,應(yīng)盡可能使用短而粗的電纜線,縮短傳感器至電路前置級(jí)的距離。絕緣體屏蔽殼固定極筒可動(dòng)極筒連桿導(dǎo)桿接地屏蔽圓筒形電容式傳感器示意圖(4)采用“驅(qū)動(dòng)電纜”(雙層屏蔽等位傳輸)技術(shù)
當(dāng)電容式傳感器的電容值很小,而因某些原因(如環(huán)境溫度較高),測(cè)量電路只能與傳感器分開時(shí),可采用“驅(qū)動(dòng)電纜”技術(shù)。傳感器與測(cè)量電路前置級(jí)間的引線為雙屏蔽層電纜,其內(nèi)屏蔽層與信號(hào)傳輸線(即電纜芯線)通過1:1放大器成為等電位,從而消除了芯線與內(nèi)屏蔽層之間的電容。由于屏蔽線上有隨傳感器輸出信號(hào)變化而變化的電壓,因此稱為“驅(qū)動(dòng)電纜”。采用這種技術(shù)可使電纜線長達(dá)10m之遠(yuǎn)也不影響儀器的性能,如圖。
(3)集成化
將傳感器與測(cè)量電路本身或其前置級(jí)裝在一個(gè)殼體內(nèi),省去傳感器的電纜引線。這樣,寄生電容大為減小而且易固定不變,使儀器工作穩(wěn)定。但這種傳感器因電子元件的特點(diǎn)而不能在高、低溫或環(huán)境差的場(chǎng)合使用。
外屏蔽層接大地或接儀器地,用來防止外界電場(chǎng)的干擾。內(nèi)外屏蔽層之間的電容是1:1放大器的負(fù)載。1:1放大器是一個(gè)輸入阻抗要求很高、具有容性負(fù)載、放大倍數(shù)為1(準(zhǔn)確度要求達(dá)1/10000)的同相(要求相移為零)放大器。因此“驅(qū)動(dòng)電纜”技術(shù)對(duì)1:1放大器要求很高,電路復(fù)雜,但能保證電容式傳感器的電容值小于1pF時(shí),也能正常工作。1:1+-測(cè)量電路前置級(jí)外屏蔽層內(nèi)屏蔽層芯線傳感器“驅(qū)動(dòng)電纜”技術(shù)原理圖
當(dāng)電容式傳感器的初始電容值很大(幾百μF)時(shí),只要選擇適當(dāng)?shù)慕拥攸c(diǎn)仍可采用一般的同軸屏蔽電纜,電纜可以長達(dá)10m,儀器仍能正常工作。
(5)整體屏蔽法
將電容式傳感器和所采用的轉(zhuǎn)換電路、傳輸電纜等用同一個(gè)屏蔽殼屏蔽起來,正確選取接地點(diǎn)可減小寄生電容的影響和防止外界的干擾。下圖是差動(dòng)電容式傳感器交流電橋所采用的整體屏蔽系統(tǒng),屏蔽層接地點(diǎn)選擇在兩固定輔助阻抗臂Z3和Z4中間,使電纜芯線與其屏蔽層之間的寄生電容CP1和CP2分別與Z3和Z4相并聯(lián)。如果Z3和Z4比CP1和CP2的容抗小得多,則寄生電容CP1和CP2對(duì)電橋平衡狀態(tài)的影響就很小。~交流電容電橋的屏蔽系統(tǒng)C1C2CP1CP2Z3Z4-A
最易滿足上述要求的是變壓器電橋,這時(shí)Z3和Z4是具有中心抽頭并相互緊密耦合的兩個(gè)電感線圈,流過Z3和Z4的電流大小基本相等但方向相反。因Z3和Z4在結(jié)構(gòu)上完全對(duì)稱,所以線圈中的合成磁通近于零,Z3和Z4僅為其繞組的銅電阻及漏感抗,它們都很小。結(jié)果寄生電容Cpl和Cp2對(duì)Z3和Z4的分路作用即可被削弱到很低的程度而不致影響交流電橋的平衡。還可以再加一層屏蔽,所加外屏蔽層接地點(diǎn)則選在差動(dòng)式電容傳感器兩電容C1和C2之間。這樣進(jìn)一步降低了外界電磁場(chǎng)的干擾,而內(nèi)外屏蔽層之間的寄生電容等效作用在測(cè)量電路前置級(jí),不影響電橋的平衡,因此在電纜線長達(dá)10m以上時(shí)仍能測(cè)出1pF的電容。電容式傳感器的原始電容值較大(幾百pF)時(shí),只要選擇適當(dāng)?shù)慕拥攸c(diǎn)仍可采用一般的同軸屏蔽電纜。電纜長達(dá)10m時(shí),傳感器也能正常工作。4.防止和減小外界干擾當(dāng)外界干擾(如電磁場(chǎng))在傳感器上和導(dǎo)線之間感應(yīng)出電壓并與信號(hào)一起輸送至測(cè)量電路時(shí)就會(huì)產(chǎn)生誤差。干擾信號(hào)足夠大時(shí),儀器無法正常工作。此外,接地點(diǎn)不同所產(chǎn)生的接地電壓差也是一種干擾信號(hào),也會(huì)給儀器帶來誤差和故障。
屏蔽和接地。傳感器殼體;導(dǎo)線;傳感器與測(cè)量電路前置級(jí)等等。增加原始電容量,降低容抗。導(dǎo)線和導(dǎo)線之間要離得遠(yuǎn),線要盡可能短,最好成直角排列,若必須平行排列時(shí),可采用同軸屏蔽電纜線。盡可能一點(diǎn)接地,避免多點(diǎn)接地。地線要用粗的良導(dǎo)體或?qū)捰≈凭€。采用差動(dòng)式電容傳感器,減小非線性誤差,提高傳感器靈敏度,減小寄生電容的影響和溫度、濕度等誤差。
防止和減小干擾的措施歸納為:4.3電容式傳感器的等效電路
電容式傳感器的全等效電路如圖所示。圖中,L為包括引線電纜的電感和電容式傳感器本身的電感;r包括引線電阻、極板電阻和金屬支架電阻;Rg是極間等效漏電阻,包含極板間的漏電損耗和介質(zhì)損耗、極板與外界間的漏電損耗和介質(zhì)損耗;C0為傳感器本身的電容;Cp為引線電纜、所接測(cè)量電路及極板與外界所形成的總寄生電容。電容式傳感器電容量一般很小,容抗很大,而工作頻率一般較高,故略去圖中電阻的影響,電容式傳感器的等效阻抗為式中,C=CP+C0則等效電容為實(shí)際電容相對(duì)變化為因此實(shí)際的靈敏度為可見電容傳感器的等效靈敏度Ke與傳感器的固有電感L有關(guān),且隨ω變化而變化。因此,在實(shí)際應(yīng)用前必須要進(jìn)行標(biāo)定,否則將會(huì)引入測(cè)量誤差。4.4電容式傳感器的測(cè)量電路4.4.1調(diào)頻測(cè)量電路調(diào)頻測(cè)量電路把電容式傳感器作為振蕩器諧振回路的一部分。當(dāng)輸入量導(dǎo)致電容量發(fā)生變化時(shí),振蕩器的振蕩頻率就發(fā)生變化。調(diào)頻測(cè)量電路具有較高的靈敏度,可測(cè)至0.01μm級(jí)位移變化量,易于用數(shù)字儀器測(cè)量,并與計(jì)算機(jī)通訊,抗干擾能力強(qiáng)。當(dāng)電容發(fā)生變化時(shí),頻率變?yōu)楫?dāng)被測(cè)信號(hào)為零時(shí),△C=0,振蕩器有一個(gè)固有振蕩頻率f0,即:4.4.2交流電橋測(cè)量電路變壓器電橋具有使用元件最少,橋路內(nèi)阻最小的特點(diǎn)。電橋輸出電壓為:
若傳感器為變極距式差動(dòng)電容傳感器,則電橋輸出為:經(jīng)放大、相敏檢波和濾波后輸出直流電壓USC大小與位移成線性關(guān)系,其正負(fù)極性反映位移的方向。CxC0Ixui
aI0b
-Ku0~4.4.3運(yùn)算放大器式測(cè)量電路4.4.4二極管雙T型交流電橋當(dāng)UE為正半周時(shí),二極管VD1導(dǎo)通、VD2截止,于是電容C1充電;在隨后負(fù)半周出現(xiàn)時(shí),電容C1上的電荷通過電阻R1,負(fù)載電阻RL放電,流過RL的電流為I1。UE在負(fù)半周內(nèi),D2導(dǎo)通、D1截止,則電容C2充電,在隨后出現(xiàn)正半周時(shí),C2通過電阻R2,負(fù)載電阻RL放電,流過RL的電流為I2。根據(jù)上面所給的條件,則電流I1=I2,且方向相反,在一個(gè)周期內(nèi)流過RL的平均電流為零。若將二極管理想化,當(dāng)電源為正半周時(shí),電路可等效成一階電路
當(dāng)供電電壓是幅值為±UE、周期為T、占空比為50%的方波,可直接得到流過電容C2的電流iC2:正半周電流iC2的平均值IC2可以寫成:同理,可得負(fù)半周時(shí)流過電容C1的平均電流IC1為故在負(fù)載RL上產(chǎn)生的電壓為:當(dāng)RL已知時(shí),為常數(shù),設(shè)為K,則:式中,f――電源電壓的頻率。表明,傳感器的輸出電壓不僅與電源電壓的頻率和幅值有關(guān),而且與T形網(wǎng)絡(luò)中的電容C1和C2的差值有關(guān)。當(dāng)電源參數(shù)確定后,輸出電壓只是電容C1和C2的函數(shù)。4.4.5差動(dòng)脈沖調(diào)寬電路如圖,C1、C2為傳感器的差動(dòng)電容,當(dāng)電源接通時(shí),設(shè)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的A端為高電位,B端為低電位,因此A點(diǎn)通過R1對(duì)Cl充電,直至F點(diǎn)上的電位等于參考電壓Ur時(shí),比較器A1產(chǎn)生一個(gè)脈沖,觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn),A點(diǎn)成低電位,B點(diǎn)成高電位。此時(shí)F點(diǎn)電位經(jīng)二極管VD1迅速放電至零,而同時(shí)B點(diǎn)的高電位經(jīng)R2向C2充電。當(dāng)G點(diǎn)的電位充至Ur時(shí),比較器A2產(chǎn)生一脈沖,使觸發(fā)器又翻轉(zhuǎn)一次,使A點(diǎn)成高電位,B點(diǎn)成低電位,又重復(fù)上述過程。如此周而復(fù)始,在雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的兩輸出端各自產(chǎn)生一寬度受C1、C2調(diào)制的脈沖方波。
C1=C2時(shí)
C1>C2時(shí)
當(dāng)電阻R1=R1=R時(shí),則為:
uAB經(jīng)過濾波后,即可得到一直流輸出電壓U0
式中:如果是變間隙式,則:
因?yàn)椋篸1=d0+Δd;d2=d0-Δd;d1+d2=d0;則:4.5電容式傳感器的應(yīng)用1.電容式接近開關(guān)
齊平式非齊平式電容式接近開關(guān)外形非齊平式接近開關(guān)的安裝非齊平式安裝時(shí),傳感器高于安裝支架,易損壞。電容式接近開關(guān)在液位測(cè)量控制中的使用
電容式接近開關(guān)在物位測(cè)量控制中的使用演示圖示為電容開關(guān)在工程中的一個(gè)應(yīng)用。要求對(duì)某個(gè)工件進(jìn)行加工,工件用夾具固定在移動(dòng)工作臺(tái)上,工作臺(tái)由一個(gè)主電機(jī)拖動(dòng),作來回往復(fù)運(yùn)動(dòng),刀具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?,F(xiàn)用兩個(gè)電容開關(guān)來決定工作臺(tái)何時(shí)換向。當(dāng)“A”號(hào)傳感器有輸出信號(hào)時(shí),使主電機(jī)停止反轉(zhuǎn),同時(shí),接通其正轉(zhuǎn)電路,從而使工作臺(tái)向右運(yùn)動(dòng);當(dāng)“B”號(hào)傳感器有輸出信號(hào)時(shí),使主電機(jī)停止正轉(zhuǎn),同時(shí),接通其反轉(zhuǎn)電路,從而使工作臺(tái)向左運(yùn)動(dòng)。這樣,就實(shí)現(xiàn)了工作臺(tái)的行程限位。2.電容式油量表
當(dāng)油箱中注滿油時(shí),液位上升,指針停留在轉(zhuǎn)角為m處。當(dāng)油箱中的油位降低時(shí),電容傳感器的電容量Cx減小,電橋失去平衡,伺服電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),指針逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)(示值減?。?,同時(shí)帶動(dòng)RP的滑動(dòng)臂移動(dòng)。當(dāng)RP阻值達(dá)到一定值時(shí),電橋又達(dá)到新的平衡狀態(tài),伺服電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn),指針停留在新的位置(
x處)。電容式液位計(jì)
棒狀電極(金屬管)外面包裹聚四氟乙烯套管,當(dāng)被測(cè)液體的液面上升時(shí),引起棒狀電極與導(dǎo)電液體之間的電容變大。聚四氟乙烯外套3.電容式差壓變送器高壓側(cè)進(jìn)氣口低壓側(cè)進(jìn)氣口電子線路位置內(nèi)部不銹鋼膜片的位置電容式差壓變送器內(nèi)部結(jié)構(gòu)
1—高壓側(cè)進(jìn)氣口2—低壓側(cè)進(jìn)氣口3—過濾片4—空腔5—柔性不銹鋼波紋隔離膜片6—導(dǎo)壓硅油7—凹形玻璃圓片8—鍍金凹形電極9—彈性平膜片10—
腔各種電容式差壓變送器外形
4.電容式轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)齒數(shù)為Z,由計(jì)數(shù)器得到的頻率為f,則轉(zhuǎn)速n(r/min)為:5.電容式位移傳感器電容式位移傳感器在測(cè)振幅和測(cè)軸回轉(zhuǎn)精度和軸心偏擺的應(yīng)用。
6.濕敏電容
利用具有很大吸濕性的絕緣材料作為電容傳感器的介質(zhì),在其兩側(cè)面鍍上多孔性電極。當(dāng)相對(duì)濕度增大時(shí),吸濕性介質(zhì)吸收空氣中的水蒸氣,使兩塊電極之間的介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)大為增加(水的相對(duì)介電常數(shù)為80),所以電容量增大。濕敏電容外形吸水高分子薄膜濕敏電容模塊及傳感器外形多孔性氧化鋁濕敏電容傳感器外形
4.6容柵式傳感器容柵傳感器是在變面積型電容傳感器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型傳感器。它的電極不止一對(duì),電極排列呈梳狀,故稱為容柵傳感器。同組中有多個(gè)電極或多個(gè)電極并聯(lián),極大地提高了靈敏度。容柵傳感器可實(shí)現(xiàn)直線位移和角位移的測(cè)量,根據(jù)結(jié)構(gòu)形式,容柵傳感器可分為長容柵、片狀圓容柵、柱狀圓容柵三類。
1.直線形容柵傳感器(長容柵)長容柵結(jié)構(gòu)原理圖
式中,n——?jiǎng)映邧艠O片數(shù);a,b——柵極片長度和寬度。容柵傳感器的最小電容量理論上為零,實(shí)際上為固定電容C0,為容柵固有電容。當(dāng)動(dòng)尺沿x方向平行于定尺不斷移動(dòng)時(shí),每對(duì)電容的相對(duì)遮蓋長度a將由大到小,由小到大地周期性變化,電容量值也隨之相應(yīng)周期變化,如圖所示,經(jīng)電路處理后,則可測(cè)得線位移值。2.圓形容柵傳感器(片狀圓容柵)最大電容為:式中r1,r2
——圓盤上柵極片內(nèi)半徑和外半徑;α——每條柵極片對(duì)應(yīng)的圓心角。3.筒形容柵傳感器(柱狀圓容柵)筒形容柵傳感器由兩個(gè)套在一起的同軸圓筒組成,電極鍍?cè)趫A筒上,可實(shí)現(xiàn)長度的測(cè)量。柱狀圓容柵的結(jié)構(gòu)原理圖如圖所示。隨著微機(jī)械加工技術(shù)(MEMS)的迅猛發(fā)展,各種基于MEMS技術(shù)的傳感器也應(yīng)運(yùn)而生,由于國防和尖端技術(shù)需要,微加速度傳感器近年來發(fā)展迅速。在各種微加速度傳感器中,微電容式加速度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、動(dòng)態(tài)特性好、抗過載能力強(qiáng),體積小、重量輕、易于與測(cè)試、控制電路集成、有利于大規(guī)模批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn),其研究和應(yīng)用受到越來越廣泛的關(guān)注。硅微加工加速度傳感器
圖示加速度傳感器以微細(xì)加工技術(shù)為基礎(chǔ),既能測(cè)量交變加速度(振動(dòng)),也可測(cè)量慣性力或重力加速度。其工作電壓為2.7~5.25V,加速度測(cè)量范圍為數(shù)個(gè)g,可輸出與加速度成正比的電壓也可輸出占空比正比于加速度的PWM脈沖。微加工三軸加速度傳感器技術(shù)指標(biāo):靈敏度:500mV/g,量程:10g,頻率范圍:0.5-2000Hz,安裝諧振點(diǎn):8kHz,分辨力:0.00004g,重量:200g,安裝螺紋:M5mm,線性誤差:≤1%硅微加工加速度傳感器原理
1—加速度測(cè)試單元;2—信號(hào)處理電路;3—襯底;4—底層多晶硅(下電極);5—多晶硅懸臂梁;6—頂層多晶硅(上電極)
利用微電子加工技術(shù),可以將一塊多晶硅加工成多層結(jié)構(gòu)。在硅襯底上,制造出三個(gè)多晶硅電極,組成差動(dòng)電容C1、C2。圖中的底層多晶硅和頂層多晶硅固定不動(dòng)。中間層多晶硅是一個(gè)可以上下微動(dòng)的振動(dòng)片。其左端固定在襯底上,所以相當(dāng)于懸臂梁。
當(dāng)它感受到上下振動(dòng)時(shí),C1、C2呈差動(dòng)變化。與加速度測(cè)試單元封裝在同一殼體中的信號(hào)處理電路將ΔC轉(zhuǎn)換成直流輸出電壓。它的激勵(lì)源也做在同一殼體內(nèi),所以集成度很高。由于硅的彈性滯后很小,且懸臂梁的質(zhì)量很輕,所以頻率響應(yīng)可達(dá)1kHz以上,允許加速度范圍可達(dá)10g以上。
如果在殼體內(nèi)的三個(gè)相互垂直方向安裝三個(gè)加速度傳感器,就可以測(cè)量三維方向的振動(dòng)或加速度。加速度傳感器在汽車中的應(yīng)用
加速度傳感器安裝在轎車上,可以作為碰撞傳感器。當(dāng)測(cè)得的負(fù)加速度值超過設(shè)定值時(shí),微處理器據(jù)此判斷發(fā)生了碰撞,于是就啟動(dòng)轎車前部的折疊式安全氣囊迅速充氣而膨脹,托住駕駛員及前排乘員的胸部和頭部。裝有傳感器的假人氣囊安全閥基本知識(shí)如果壓力容器(設(shè)備/管線等)壓力超過設(shè)計(jì)壓力…1.盡可能避免超壓現(xiàn)象堵塞(BLOCKED)火災(zāi)(FIRE)熱泄放(THERMALRELIEF)如何避免事故的發(fā)生?2.使用安全泄壓設(shè)施爆破片安全閥如何避免事故的發(fā)生?01安全閥的作用就是過壓保護(hù)!一切有過壓可能的設(shè)施都需要安全閥的保護(hù)!這里的壓力可以在200KG以上,也可以在1KG以下!設(shè)定壓力(setpressure)安全閥起跳壓力背壓(backpressure)安全閥出口壓力超壓(overpressure)表示安全閥開啟后至全開期間入口積聚的壓力.幾個(gè)壓力概念彈簧式先導(dǎo)式重力板式先導(dǎo)+重力板典型應(yīng)用電站鍋爐典型應(yīng)用長輸管線典型應(yīng)用罐區(qū)安全閥的主要類型02不同類型安全閥的優(yōu)缺點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高適用范圍廣價(jià)格經(jīng)濟(jì)對(duì)介質(zhì)不過分挑剔彈簧式安全閥的優(yōu)點(diǎn)預(yù)漏--由于閥座密封力隨介質(zhì)壓力的升高而降低,所以會(huì)有預(yù)漏現(xiàn)象--在未達(dá)到安全閥設(shè)定點(diǎn)前,就有少量介質(zhì)泄出.100%SEATINGFORCE75502505075100%SETPRESSURE彈簧式安全閥的缺點(diǎn)過大的入口壓力降會(huì)造成閥門的頻跳,縮短閥門使用壽命.ChatterDiscGuideDiscHolderNozzle彈簧式安全閥的缺點(diǎn)彈簧式安全閥的缺點(diǎn)=10090807060500102030405010%OVERPRESSURE%BUILT-UPBACKPRESSURE%RATEDCAPACITY普通產(chǎn)品平衡背壓能力差.在普通產(chǎn)品基礎(chǔ)上加裝波紋管,使其平衡背壓的能力有所增強(qiáng).能夠使閥芯內(nèi)件與高溫/腐蝕性介質(zhì)相隔離.平衡波紋管彈簧式安全閥的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)異的閥座密封性能,閥座密封力隨介質(zhì)操作壓力的升高而升高,可使系統(tǒng)在較高運(yùn)行壓力下高效能地工作.ResilientSeatP1P1P2先導(dǎo)式安全閥的優(yōu)點(diǎn)平衡背壓能力優(yōu)秀有突開型/調(diào)節(jié)型兩種動(dòng)作特性可遠(yuǎn)傳取壓先導(dǎo)式安全閥的優(yōu)點(diǎn)對(duì)介質(zhì)比較挑剃,不適用于較臟/較粘稠的介質(zhì),此類介質(zhì)會(huì)堵塞引壓管及導(dǎo)閥內(nèi)腔.成本較高.先導(dǎo)式安全閥的缺點(diǎn)重力板式產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)目前低壓儲(chǔ)罐呼吸閥/緊急泄放閥的主力產(chǎn)品.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單.價(jià)格經(jīng)濟(jì).重力板式產(chǎn)品的缺點(diǎn)不可現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)設(shè)定值.閥座密封性差,并有較嚴(yán)重的預(yù)漏.受背壓影響大.需要很高的超壓以達(dá)到全開.不適用于深冷/粘稠工況.幾個(gè)常用規(guī)范ASMEsectionI-動(dòng)力鍋爐(FiredVessel)ASMEsectionVIII-非受火容器(UnfiredVessel)API2000-低壓安全閥設(shè)計(jì)(LowpressurePRV)API520-火災(zāi)工況計(jì)算與選型(FireSizing)API526-閥門尺寸(ValveDimension)API527-閥座密封(SeatTightness)介質(zhì)狀態(tài)(氣/液/氣液雙相).氣態(tài)介質(zhì)的分子量&Cp/Cv值.液態(tài)介質(zhì)的比重/黏度.安全閥泄放量要求.設(shè)定壓力.背壓.泄放溫度安全閥不以連接尺寸作為選型報(bào)價(jià)依據(jù)!如何提供高質(zhì)量的詢價(jià)?彈簧安全閥的結(jié)構(gòu)彈簧安全閥起跳曲線彈簧安全閥結(jié)構(gòu)彈簧安全閥結(jié)構(gòu)導(dǎo)壓管活塞密封活塞導(dǎo)向不平衡移動(dòng)副(活塞)導(dǎo)管導(dǎo)閥彈性閥座P1P1P2先導(dǎo)式安全閥結(jié)構(gòu)先導(dǎo)式安全閥的工作原理頻跳安全閥的頻跳是一種閥門高頻反復(fù)開啟關(guān)閉的現(xiàn)象。安全閥頻跳時(shí),一般來說密封面只打開其全啟高度的幾分只一或十幾分之一,然后迅速回座并再次起跳。頻跳時(shí),閥瓣和噴嘴的密封面不斷高頻撞擊會(huì)造成密封面的嚴(yán)重?fù)p傷。如果頻跳現(xiàn)象進(jìn)一步加劇還有可能造成閥體內(nèi)部其他部分甚至系統(tǒng)的損傷。安全閥工作不正常的因素頻跳后果1、導(dǎo)向平面由于反復(fù)高頻磨擦造成表面劃傷或局部材料疲勞實(shí)效。2、密封面由于高頻碰撞造成損傷。3、由于高頻振顫造成彈簧實(shí)效。4、由頻跳所帶來的閥門及管道振顫可能會(huì)破壞焊接材料和系統(tǒng)上其他設(shè)備。5、由于安全閥在頻跳時(shí)無法達(dá)到需要的排放量,系統(tǒng)壓力有可能繼續(xù)升壓并超過最大允許工作壓力。安全閥工作不正常的因素A、系統(tǒng)壓力在通過閥門與系統(tǒng)之間的連接管時(shí)壓力下降超過3%。當(dāng)閥門處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí),閥門入口處的壓力是相對(duì)穩(wěn)定的。閥門入口壓力與系統(tǒng)壓力相同。當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到安全閥的起跳壓力時(shí),閥門迅速打開并開始泄壓。但是由于閥門與系統(tǒng)之間的連接管設(shè)計(jì)不當(dāng),造成連接管內(nèi)局部壓力下降過快超過3%,是閥門入口處壓力迅速下降到回座壓力而導(dǎo)致閥門關(guān)閉。因此安全閥開啟后沒有達(dá)到完全排放,系統(tǒng)壓力仍然很高,所以閥門會(huì)再次起跳并重復(fù)上述過程,既發(fā)生頻跳。導(dǎo)致頻跳的原因?qū)е陆庸軌航蹈哂?%的原因1、閥門與系統(tǒng)間的連接管內(nèi)徑小于閥門入口管內(nèi)徑。2、存在嚴(yán)重的渦流現(xiàn)象。3、連接管過長而且沒有作相應(yīng)的補(bǔ)償(使用內(nèi)徑較大的管道)。4、連接管過于復(fù)雜(拐彎過多甚至在該管上開口用作它途。在一般情況下安全閥入口處不允許安裝其他閥門。)導(dǎo)致頻跳的原因B、閥門的調(diào)節(jié)環(huán)位置設(shè)置不當(dāng)。安全閥擁有噴嘴環(huán)和導(dǎo)向環(huán)。這兩個(gè)環(huán)的位置直接影響安全閥的起跳和回座過程。如果噴嘴環(huán)的位置過低或?qū)颦h(huán)的位置過高,則閥門起跳后介質(zhì)的作用力無法在閥瓣座和調(diào)節(jié)環(huán)所構(gòu)成的空間內(nèi)產(chǎn)生足夠的托舉力使閥門保持排放狀態(tài),從而導(dǎo)致閥門迅速回座。但是系統(tǒng)壓力仍然保持較高水平,因此回座后閥門會(huì)很快再次起跳。導(dǎo)致頻跳的原因C、安全閥的額定排量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需排量。
由于所選的安全閥的喉徑面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所需,安全閥排放時(shí)過大的排量導(dǎo)致壓力容器內(nèi)局部壓力下降過快,而系統(tǒng)本身的超壓狀態(tài)沒有得到緩解,使安全閥不得不再次起跳頻跳的原因閥門拒跳:當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到安全閥的起跳壓力時(shí),閥門不起跳的現(xiàn)象。安全閥工作不正常的因素1、閥門整定壓力過高。2、閥門內(nèi)落入大量雜質(zhì)從而使閥辦座和導(dǎo)套間卡死或摩擦力過大。3、彈簧之間夾入雜物使彈簧無法被正常壓縮。4、閥門安裝不當(dāng),使閥門垂直度超過極限范圍(正負(fù)兩度)從而使閥桿組件在起跳過程中受阻。5、排氣管道沒有被可靠支撐或由于管道受熱膨脹移位從而對(duì)閥體產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力,導(dǎo)致閥體內(nèi)機(jī)構(gòu)發(fā)生偏心而卡死。安全閥拒跳的原因閥門不回座或回座比過大:安全閥正常起跳后長時(shí)間無法回座,閥門保持排放狀態(tài)的現(xiàn)象。安全閥工作不正常的因素1、閥門上下調(diào)整環(huán)的位置設(shè)置不當(dāng)。2、排氣管道設(shè)計(jì)不當(dāng)造成排氣不暢,由于排氣管道過小、拐彎過多或被堵塞,使排放的蒸汽無法迅速排出而在排氣管和閥體內(nèi)積累,這時(shí)背壓會(huì)作用在閥門內(nèi)部機(jī)構(gòu)上并產(chǎn)生抑制閥門關(guān)閉的趨勢(shì)。3、閥門內(nèi)落入大量雜質(zhì)從而使閥瓣座和導(dǎo)套之間卡死后摩擦力過大。安全閥不回座或回座比過大的因素:4、彈簧之間夾入雜物從而使彈簧被正常壓縮后無法恢復(fù)。5、由于對(duì)閥門排放時(shí)的排放反力計(jì)算不足,從而在排放時(shí)閥體受力扭曲損壞內(nèi)部零件導(dǎo)致卡死。6、閥桿螺母(位于閥桿頂端)的定位銷脫落。在閥門排放時(shí)由于振動(dòng)使該螺母下滑使閥桿組件回落受阻。安全閥不回座或回座比過大的因素:7、由于彈簧壓緊螺栓的鎖緊螺母松脫,在閥門排放時(shí)由于振動(dòng)時(shí)彈簧壓緊螺栓松動(dòng)上滑導(dǎo)致閥門的設(shè)定起跳值不斷減小。
8、閥門安裝不當(dāng),使閥門垂直度超過極限范圍(正負(fù)兩度)從而使閥桿組件在回落過程中受阻。
9、閥門的密封面中有雜質(zhì),造成閥門無法正常關(guān)閉。
10、鎖緊螺母沒有鎖緊,由于管道震動(dòng)下環(huán)向上運(yùn)動(dòng),上平面高于密封面,閥門回座時(shí)無法密封安全閥不回座或回座比過大的因素:謝謝觀看癌基因與抑癌基因oncogene&tumorsuppressorgene24135基因突變概述.癌基因和抗癌基因的概念.癌基因的分類.癌基因產(chǎn)物的作用.癌基因激活的機(jī)理主要內(nèi)容疾?。?/p>
——是人體某一層面或各層面形態(tài)和功能(包括其物質(zhì)基礎(chǔ)——代謝)的異常,歸根結(jié)底是某些特定蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)或功能的變異,而這些蛋白質(zhì)又是細(xì)胞核中相應(yīng)基因借助細(xì)胞受體和細(xì)胞中信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子接收信號(hào)后作出應(yīng)答(表達(dá))的產(chǎn)物。TranscriptionTranslationReplicationDNARNAProtein中心法規(guī)Whatisgene?基因:
—是遺傳信息的載體
—是一段特定的DNA序列(片段)
—是編碼RNA或蛋白質(zhì)的一段DNA片段
—是由編碼序列和調(diào)控序列組成的一段DNA片段基因主宰生物體的命運(yùn):微效基因的變異——生物體對(duì)生存環(huán)境的敏感度變化關(guān)鍵關(guān)鍵基因的變異——生物體疾病——死亡所以才有:“人類所有疾病均可視為基因病”之說注:如果外傷如燒傷、骨折等也算疾病的話,外傷應(yīng)該無法歸入基因病的行列。Genopathy問:兩個(gè)不相干的人,如果他們患得同一疾病,致病基因是否相同?再問:同卵雙生的孿生兄弟,他們患病的機(jī)會(huì)是否一樣,命運(yùn)是否相同?┯┯┯┯
ATGC
TACG
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┷┷┷┷增添缺失替換DNA分子(復(fù)制)中發(fā)生堿基對(duì)的______、______
和
,而引起的
的改變。替換增添缺失基因結(jié)構(gòu)基因變異的概念:英語句子中的一個(gè)字母的改變,可能導(dǎo)致句子的意思發(fā)生怎樣的變化?可能導(dǎo)致句子的意思不變、變化不大或完全改變THECATSATONTHEMATTHECATSITONTHEMATTHEHATSATONTHEMATTHECATONTHEMAT同理:替換、增添、缺失堿基對(duì),可能會(huì)使性狀不變、變化不大或完全改變。基因的結(jié)構(gòu)改變,一定會(huì)引起性狀的改變??原句:1.基因多態(tài)性與致病突變基因變異與疾病的關(guān)系2.單基因病、多基因病3.疾病易感基因
基因多態(tài)性polymorphism是指DNA序列在群體中的變異性(差異性)在人群中的發(fā)生概率>1%(SNP&CNP)<1%的變異概率叫做突變基因多態(tài)性特定的基因多態(tài)性與疾病相關(guān)時(shí),可用致病突變加以描述SNP:散在單個(gè)堿基的不同,單個(gè)堿基的缺失、插入和置換。
CNP:DNA片段拷貝數(shù)變異,包括缺失、插入和重復(fù)等。同義突變、錯(cuò)義突變、無義突變、移碼突變
致病突變生殖細(xì)胞基因突變將突變的遺傳信息傳給下一代(代代相傳),即遺傳性疾病。體細(xì)胞基因突變局部形成突變細(xì)胞群(腫瘤)。受精卵分裂基因突變的原因物理因素化學(xué)因素生物因素基因突變的原因(誘發(fā)因素)紫外線、輻射等堿基類似物5BU/疊氮胸苷等病毒和某些細(xì)菌等自發(fā)突變DNA復(fù)制過程中堿基配對(duì)出現(xiàn)誤差。UV使相鄰的胸腺嘧啶產(chǎn)生胸腺嘧啶二聚體,DNA復(fù)制時(shí)二聚體對(duì)應(yīng)鏈空缺,堿基隨機(jī)添補(bǔ)發(fā)生突變。胸腺嘧啶二聚體胸腺嘧啶胸腺嘧啶紫外線誘變物理誘變(physicalinduction)
5溴尿嘧啶(5BU)與T類似,多為酮式構(gòu)型。間期細(xì)胞用酮式5BU處理,5BU能插入DNA取代T與A配對(duì);插入DNA后異構(gòu)成烯醇式5BU與G配對(duì)。兩次DNA復(fù)制后,使A/T轉(zhuǎn)換成G/C,發(fā)生堿基轉(zhuǎn)換,產(chǎn)生基因突變?;瘜W(xué)誘變(chemicalinduction)堿基類似物(baseanalogues)誘變AT5-BUA5-BUAAT5-BU5-BU(烯醇式)
(酮式)GGC1.生物變異的根本來源,為生物進(jìn)化提供了最初的原始材料,能使生物的性狀出現(xiàn)差別,以適應(yīng)不同的外界環(huán)境,是生物進(jìn)化的重要因素之一。2.致病突變是導(dǎo)致人類遺傳病的病變基礎(chǔ)?;蛲蛔兊囊饬x概述:腫瘤細(xì)胞惡性增殖特性(一)腫瘤細(xì)胞失去了生長調(diào)節(jié)的反饋抑制正常細(xì)胞受損,一旦恢復(fù)原狀,細(xì)胞就會(huì)停止增殖,但是腫瘤細(xì)胞不受這一反饋機(jī)制抑制。(二)腫瘤細(xì)胞失去了細(xì)胞分裂的接觸抑制。正常細(xì)胞體外培養(yǎng),相鄰細(xì)胞相接觸,長在一起,細(xì)胞就會(huì)停止增殖,而腫瘤細(xì)胞生長滿培養(yǎng)皿后,細(xì)胞可以重疊起生長。(三)腫瘤細(xì)胞表現(xiàn)出比正常細(xì)胞更低的營養(yǎng)要求。(四)腫瘤細(xì)胞生長有一種自分泌作用,自己分泌生長需要的生長因子和調(diào)控信號(hào),促進(jìn)自身的惡性增殖。Whatisoncogene?癌基因——是基因組內(nèi)正常存在的基因,其編碼產(chǎn)物通常作為正調(diào)控信號(hào),促進(jìn)細(xì)胞的增殖和生長。癌基因的突變或表達(dá)異常是細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化(癌變)的重要原因?!彩悄芫幋a生長因子、生長因子受體、細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子以及與生長有關(guān)的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子等的基因。如何發(fā)現(xiàn)癌基因的呢?11910年,洛克菲勒研究院一個(gè)年輕的研究員Rous發(fā)現(xiàn),雞肉瘤細(xì)胞裂解物在通過除菌濾器以后,注射到正常雞體內(nèi),可以引起肉瘤,首次提出雞肉瘤可能是由病毒引起的。0.2m孔徑細(xì)菌過不去但病毒可以通過從病毒癌基因到細(xì)胞原癌基因的研究歷程:Roussarcomavirus,RSVthefirstcancer-causingretrovirus1958年,Stewart和Eddy分離出一種病毒,注射到小鼠體內(nèi)可以引起肝臟、腎臟、乳腺、胸腺、腎上腺等多種組織器官的腫瘤,因而把這種病毒稱為多瘤病毒。50年代末、60年代初,癌病毒研究成了一個(gè)極具想像力的研究領(lǐng)域,主流科學(xué)家開始進(jìn)入癌病毒研究領(lǐng)域polyomavirus這期間,Temin發(fā)現(xiàn)RSV有不同亞型,且引起細(xì)胞惡變程度不同,推測(cè)RNA病毒將其遺傳信息傳遞給了正常細(xì)胞的DNA。這與Crick提出的中心法則是相違背的讓事實(shí)屈從于理論還是堅(jiān)持基于實(shí)驗(yàn)的結(jié)果?VSTemin發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶,1975年獲諾貝爾獎(jiǎng)TeminCrickTemin的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而巧妙:將合成DNA所需的“原料”,即A、T、C、G四種脫氧核苷酸,與破壞了外殼的RSV一起在體外40℃的條件下溫育一段時(shí)間結(jié)果在試管里獲得了一種新合成的大分子,它不能被RNA酶破壞,但卻可以被DNA酶所分解,證明這種新合成的大分子是DNA用RNA酶預(yù)先破壞RSV的RNA,再重復(fù)上述的試驗(yàn),則不能獲得這種大分子,說明這個(gè)DNA大分子是以RSV的RNA為模板合成的1969年,一個(gè)日本學(xué)者里子水谷來到Temin的實(shí)驗(yàn)室,這是一個(gè)非常擅長實(shí)驗(yàn)的年輕科學(xué)家。按Temin的設(shè)想,他們開始尋找RSV中存在“逆轉(zhuǎn)錄酶”的證據(jù)DNA
RNA
ProteinTranscriptionTranslationReplicationReplicationRe-Transcription修正中心法規(guī)據(jù)說,1975年Temin因發(fā)現(xiàn)逆轉(zhuǎn)錄酶而獲諾貝爾獎(jiǎng)時(shí),Bishop懊惱不已,因?yàn)樵缭?969年他就認(rèn)為Temin的RNADNA的“前病毒理論”有可能是正確的,并且也進(jìn)行了一些實(shí)驗(yàn),但不久由于資深同事的規(guī)勸而放棄了這方面的努力。但Bishop馬上意識(shí)到:逆轉(zhuǎn)錄酶的發(fā)現(xiàn)為逆轉(zhuǎn)錄病毒致癌的研究提供了一條新途徑。一個(gè)RSV,三個(gè)諾貝爾獎(jiǎng)?。?!1989年,UCSF的Bishop和Varmus根據(jù)逆轉(zhuǎn)錄病毒的復(fù)制機(jī)制發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞癌基因,并獲諾貝爾獎(jiǎng)。Cellularoncogene啟示:Perutz說:“科學(xué)創(chuàng)造如同藝術(shù)創(chuàng)造一樣,都不可能通過精心組織而產(chǎn)生”Bishop說:“許多人引以為豪的是一天工作16小時(shí),工作安排要以分秒計(jì)……可是工作狂是思考的大敵,而思考則是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵”Perutzsharedthe1962NobelPrizeforChemistrywithJohnKendrew,fortheirstudiesofthestructuresofhemoglobinandglobularproteins科學(xué)的本質(zhì)和藝術(shù)一樣,都需要直覺和想像力請(qǐng)給自己一些思考的時(shí)間吧!癌基因的分類目前對(duì)癌基因尚無統(tǒng)一分類的方法,一般有下面3種分類方法:一、按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分(6)類(一)src癌基因家族(二)ras癌基因家族(三)sis癌基因家族(四)myc癌基因家族(五)myb癌基因家族(六)其它:如fos,erb-A等。三、按細(xì)胞增殖調(diào)控蛋白特性分成(4)類(一)生長因子(二)受體類(三)細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)換器(四)細(xì)胞核因子二、按產(chǎn)物功能分(8)類(一)生長因子類(二)酪氨酸蛋白激酶(三)膜相關(guān)G蛋白(四)受體,無蛋白激酶活性(五)胞質(zhì)絲氨酸-蘇氨酸蛋白激酶(六)胞質(zhì)調(diào)控因子(七)核反式調(diào)控因子(八)其它:db1、bcl-2癌基因產(chǎn)物參與信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)
胞外信號(hào)作用于膜表面受體→胞內(nèi)信使物質(zhì)的生成便意味著胞外信號(hào)跨膜傳遞的完成。胞內(nèi)信使至少有:cAMP(環(huán)磷酸腺苷)IP3(三磷酸肌醇)PG(前列腺素)cGMP(環(huán)磷酸鳥苷)DG(二?;视停〤a2+(鈣離子)CAM(鈣調(diào)素)主要機(jī)制是通過蛋白激酶活化引起底物蛋白一連串磷酸化的生物信號(hào)反應(yīng)過程,跨膜機(jī)制涉及到:(一)質(zhì)膜上cAMP信使系統(tǒng)(二)質(zhì)膜上肌醇脂質(zhì)系統(tǒng)這兩個(gè)系統(tǒng)都是由受體鳥苷酸調(diào)節(jié)蛋白(GTP-regulatoryprotein,G蛋白)和效應(yīng)酶(腺苷酸環(huán)化酶磷脂酶等)組成,有相似的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過程:即受體活化后引起GTP與不同G蛋白結(jié)合活化和抑制效應(yīng)酶從而影響胞內(nèi)信使產(chǎn)生而發(fā)生不同的調(diào)控效應(yīng)。(三)受體操縱的離子通道系統(tǒng)(四)受體酪氨酸蛋白激酶的轉(zhuǎn)導(dǎo)
(一)獲得性基因病
(acquiredgeneticdisease)例如:病毒感染激活原癌基因癌基因活化的機(jī)制
(二)染色體易位和重排使無活性的原癌基因轉(zhuǎn)位至強(qiáng)啟動(dòng)子或增強(qiáng)子附近而被活化。與基因脆性位點(diǎn)相關(guān)。(三)基因擴(kuò)增(四)點(diǎn)突變?nèi)?、癌基因的產(chǎn)物與功能(一)癌基因產(chǎn)物作用的一般特點(diǎn)1.目前發(fā)現(xiàn)c-onc均為結(jié)構(gòu)基因.2.癌基因產(chǎn)物可分布在膜質(zhì)核也可分泌至胞外.(二)癌基因產(chǎn)物分類1.細(xì)胞外生長因子:TGF-b2.跨膜生長因子受體:MAPK3.細(xì)胞內(nèi)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)分子:Gprotein/Ras4.核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子
(三)癌基因產(chǎn)物的協(xié)同作用實(shí)驗(yàn)證明,用ras或myc分別轉(zhuǎn)染細(xì)胞,可使細(xì)胞長期增殖,但不能轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞,在裸鼠體內(nèi)也不能形成腫瘤。但用ras+myc同時(shí)轉(zhuǎn)染細(xì)胞,則使細(xì)胞轉(zhuǎn)化成癌細(xì)胞。說明:致癌至少需要2種或以上的onc協(xié)同作用,2種onc在2條通路上發(fā)揮作用,由于細(xì)胞增殖調(diào)控是多因子,多階段影響的結(jié)果。而影響增殖分化的onc達(dá)幾十種之多,所以大多數(shù)人認(rèn)為:癌發(fā)生是多階段多步驟的。Whatistumorsuppressorgene?腫瘤抑制基因(抗癌基因、抑癌基因)——是調(diào)節(jié)細(xì)胞正常生長和增殖的基因。當(dāng)這些基因不能表達(dá),或其產(chǎn)物失去活性時(shí),細(xì)胞就會(huì)異常生長和增殖,最終導(dǎo)致細(xì)胞癌變。反之,若導(dǎo)入或激活它則可抑制細(xì)胞的惡性表型?!┗蚺c抑癌基因相互制約,維持細(xì)胞增殖正負(fù)調(diào)節(jié)信號(hào)的相對(duì)穩(wěn)定。影響1歲的兒童“二次打擊”學(xué)說兩個(gè)等位基因同時(shí)突變視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤(Retinoblastoma)RB基因變異(13號(hào)染色體)
(1)脫磷酸化Rb蛋白(活性)與轉(zhuǎn)錄因子E2F結(jié)合,抑制基因的轉(zhuǎn)錄活性(2)磷酸化Rb蛋白(失活)與E2F解離,釋放E2F(3)E2F啟動(dòng)基因轉(zhuǎn)錄(4)細(xì)胞進(jìn)入增生階段(G1S)因此,Rb蛋白在控制細(xì)胞生長方面發(fā)揮重要作用一旦Rb基因突變可使細(xì)胞進(jìn)入過度增生狀態(tài)RB基因的功能等位基因(allele)例如:花顏色基因位于一對(duì)同源染色體的同一位置上、控制相對(duì)性狀的兩個(gè)的基因叫等位基因(allele)一對(duì)相同的等位基因稱純合等位基因
一對(duì)不同的等位基因稱雜合等位基因
顯性基因隱性基因完全顯性不完全顯性共顯性問:女性的兩條X染色體基因應(yīng)如何表達(dá)?拓展知識(shí):X染色體基因中,有65%完全處于“休眠”狀態(tài),20%僅在部分女性身上“休眠”,15%則完全逃離“休眠”狀態(tài)一旦其中一條X染色體被損壞,還可以由另一條X染色體來糾正男性卻只有一條X染色體,一旦它遭到破壞,男性就會(huì)患上血友病、色盲以及肌肉萎縮癥等各種遺傳病以前人們一直認(rèn)為,在女性的兩條X染色體中,有一條染色體是完全不起作用或是處于“休眠”狀態(tài)的在Y染色體中,目前仍在“工作”的基因只剩下不到100個(gè)X染色體中“工作”的基因>1000個(gè)有一個(gè)這樣的故事:20年前一次意外事故,三個(gè)工人遭受鈷60(Co60)放射性核素的照射結(jié)果:一名工人不久死亡一名工人幾年后死于白血病最后一名工人20年后患糖尿病就診你知道醫(yī)生在為病人檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)了什么嗎?鎖骨骨折肋骨串珠樣X光片發(fā)現(xiàn)廣泛性骨質(zhì)缺損骨髓檢查——漿細(xì)胞比例為30%左右(正常為0.6-1.3%)(多發(fā)性骨髓瘤)因此,多基因病涉及遺傳因素和環(huán)境因素物理因素化學(xué)因素生物因素自發(fā)因素2.多基因病(polygenicdisease):性狀或疾病的遺傳方式取決于兩個(gè)以上微效基因的累加作用,同時(shí)還受環(huán)境因素的影響,因此這類性狀也稱為復(fù)雜性狀或復(fù)雜疾?。╟omplexdisease)也叫:“復(fù)雜性狀疾病”近視(myopia)高血壓(hypertension)糖尿病(diabetes)精神分裂癥(schizophrenia)哮喘(asthma)腫瘤或癌
(tumororcancer)多基因病的遺傳要點(diǎn)數(shù)量性狀的遺傳基礎(chǔ)是兩對(duì)以上基因。這些基因之間沒有顯,隱性的區(qū)別,而是共顯性。每個(gè)基因?qū)Ρ硇偷挠绊懞苄?稱為微效基因。微效基因具有累加效應(yīng),即一個(gè)基因?qū)Ρ硇妥饔煤苄?但若干個(gè)基因共同作用,可對(duì)表型產(chǎn)生明顯影響。不僅遺傳因素起作用,環(huán)境因素具有明顯作用。例如:結(jié)腸癌(Coloncancer)相關(guān)基因:NGX6,SOX7,ITGB1,HSPA9B,MAPK8,PAG,
RANGAP1,SRC和CDC2等。相關(guān)信號(hào)通路:ras/MEK/ERK,JNK,Rb/E2F,PI3K/AKT及受體相互作用相關(guān)通路,免疫反應(yīng)相關(guān)通路以及細(xì)胞黏附相關(guān)通路等。①早期原發(fā)癌生長②腫瘤血管形成③腫瘤細(xì)胞脫落并侵入基質(zhì)④進(jìn)入脈管系統(tǒng)⑤癌栓形成⑥繼發(fā)組織器官定位生長⑦轉(zhuǎn)移癌繼續(xù)擴(kuò)散例如:糖尿病(diabetes)依賴胰島素型糖尿病在位于第6號(hào)染色體上可能包含至少一個(gè)對(duì)I型糖尿病敏感的基因在人類基因組中,大約10個(gè)位點(diǎn)現(xiàn)在被發(fā)現(xiàn)似乎對(duì)I型糖尿病敏感其中:1)11號(hào)染色體位點(diǎn)IDDM2上的基因
2)葡萄糖激酶基因高血壓(hypertension)目前最受關(guān)注的是ATP2B1基因編碼一種膜蛋白,具有鈣泵特性能將高濃度細(xì)胞內(nèi)鈣泵出細(xì)胞外。精神神經(jīng)性疾病精神分裂癥基因表達(dá)改變/誘導(dǎo)增強(qiáng)家族史家暴基因本質(zhì):基因組變異驚嚇—?—基因突變——精神病多基因病的遺傳:易患性(liability)易感性(susceptibility)發(fā)病閾值(threshold)易患性(liability)——在多基因病發(fā)生中,遺傳因素和環(huán)境因素共同作用決定一個(gè)個(gè)體患某種遺傳病的可能性。possibility遺傳因素(hereditaryfactors)環(huán)境因素(environmentalfactor)易感性(susceptibility)——特指由遺傳因素決定的患病風(fēng)險(xiǎn),僅代表個(gè)體所含有的遺傳因素,易感性完全由基因決定?!谝欢ǖ沫h(huán)境條件下,易感性高低可代表易患性高低。riskwithdisease發(fā)病閾值(threshold)——當(dāng)一個(gè)個(gè)體易患性高到一定限度就可能發(fā)病——這種由易患性所導(dǎo)致的多基因病發(fā)病最低限度稱為發(fā)病閾值minimum例如:三核苷酸拷貝數(shù)變異CGG(精氨酸)重復(fù):——重復(fù)5-54次,正?!貜?fù)6-230次,攜帶者(敏感體質(zhì))——重復(fù)230-4000次,發(fā)病
如:脆性X染色體綜合征智力低下患者細(xì)胞在缺乏胸腺嘧啶或葉酸的環(huán)境中培養(yǎng)時(shí)往往出現(xiàn)X-染色體發(fā)生斷裂男性發(fā)病1/1200-2500,女性發(fā)病1/1650-5000FragileXsyndrome閾值效應(yīng)舉例:長臉,耳外凸智力低下語言障礙對(duì)外界反應(yīng)遲鈍Copynumbervariation問:為什么是三核苷酸重復(fù)而不是4、5個(gè)?提示:三核苷酸處于閱讀框架內(nèi),不容易破壞原有基因的開放閱讀框架(ORF)4、5個(gè)核苷酸不在ORF內(nèi),變化容易對(duì)原有基因造成很大的影響,一般不容易積累保留癌蛋白抗原癌基因抑癌基因P53蛋白積聚,細(xì)胞周期變化P53等位基因丟失、點(diǎn)突變腫瘤形成腫瘤促進(jìn)因子細(xì)胞表型變化相關(guān)基因作用P53基因阻滯細(xì)胞周期:G1和G2/M期
促進(jìn)細(xì)胞調(diào)亡:bax/bcl2
維持基因組穩(wěn)定:核酸內(nèi)切酶活性
抑制腫瘤血管生成:Smad4P53基因可否用于治療癌癥?P53基因功能基因治療:是指以改變?nèi)祟愡z傳物質(zhì)為基礎(chǔ)的生物醫(yī)學(xué)治療。通過將人的正?;蚧蛴兄委熥饔玫腄NA導(dǎo)入人體靶細(xì)胞,去糾正基因的缺陷或者發(fā)揮治療作用。抑癌基因P53載體P53基因治療第三節(jié)分析文體特征和表現(xiàn)手法2大考點(diǎn)書法大家啟功自傳賞析中學(xué)生,副教授。博不精,專不透。名雖揚(yáng),實(shí)不夠。高不成,低不就。癱偏‘左’,派曾‘右’。面微圓,皮欠厚。妻已亡,并無后。喪猶新,病照舊。六十六,非不壽。八寶山,漸相湊。計(jì)平生,謚曰陋。身與名,一起臭?!举p析】寓幽默于“三字經(jīng)”,名利淡薄,人生灑脫,真乃大師心態(tài)。1.實(shí)用類文本都有其鮮明的文體特征,傳記的文體特征體現(xiàn)為作品的真實(shí)性和生動(dòng)性。傳記的表現(xiàn)手法主要有以下幾個(gè)方面:人物表現(xiàn)的手法、結(jié)構(gòu)技巧、語言藝術(shù)和修辭手法。2.在實(shí)際考查中,對(duì)傳記中段落作用、細(xì)節(jié)描寫、人物陪襯以及環(huán)境描寫設(shè)題較多,對(duì)于材料的選擇與組織也常有涉及。3.考生復(fù)習(xí)時(shí)要善于借鑒小說和散文的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),同時(shí)抓住傳記的主旨、構(gòu)思以及語言特征來解答問題。傳記的文體特點(diǎn)是真實(shí)性和文學(xué)性。其中,真實(shí)性是傳記的第一特征,寫作時(shí)不允許任意虛構(gòu)。但傳記不同于一般的枯燥的歷史記錄,它具有文學(xué)性,它通過作者的選擇、剪輯、組接,傾注了愛憎的情感;它需要用藝術(shù)的手法加以表現(xiàn),以達(dá)到傳神的目的??键c(diǎn)一分析文體特征從哪些方面分析傳記的文體特征?一、選材方面1.人物的時(shí)代性和代表性。傳記里的人物都是某時(shí)代某領(lǐng)域較
突出的人物。2.選材的真實(shí)性和典型性。傳記的材料比較翔實(shí),作者從傳主
的繁雜經(jīng)歷中選取典型的事例,來表現(xiàn)傳主的人格特點(diǎn),有
較強(qiáng)的說服力。3.傳記的材料可以是重大事件,也可以是日常生活小事。[知能構(gòu)建]二、組材方面1.從時(shí)序角度思考。通過抓時(shí)間詞語,可以迅速理清文章脈絡(luò),
把握人物的生活經(jīng)歷及思想演變過程。2.從詳略方面思考。組材是與主題密切相關(guān)的。對(duì)中心有用的,
與主題特別密切的材料,是主要內(nèi)容,則需濃墨重彩地渲染,
要詳細(xì)寫;與主題關(guān)系不很密切的材料,是次要內(nèi)容,則輕
描淡寫,甚至一筆帶過。三、句段作用和標(biāo)題效果類別作用或效果開頭段內(nèi)容:開篇點(diǎn)題,渲染氣氛,奠定基調(diào),表明情感。結(jié)構(gòu):總領(lǐng)下文,統(tǒng)攝全篇;與下文某處文字呼應(yīng),為下文做鋪墊或埋下伏筆;與結(jié)尾呼應(yīng)。中間段內(nèi)容:如果比較短,它的作用一般是總結(jié)上文,照應(yīng)下文;如果比較長,它的作用一般是擴(kuò)展思路,豐富內(nèi)涵,具體展示,深化主題。結(jié)構(gòu):過渡,承上啟下,為下文埋下伏筆、鋪墊蓄勢(shì)。結(jié)尾段內(nèi)容:點(diǎn)明中心,深化主題,畫龍點(diǎn)睛,升華感情、卒章顯志,啟發(fā)思考。結(jié)構(gòu):照應(yīng)開頭;呼應(yīng)前文;使結(jié)構(gòu)首尾圓合。標(biāo)題①突出了敘述評(píng)議的對(duì)象。②設(shè)置懸念,激發(fā)讀者的閱讀興趣。③表現(xiàn)了傳主的精神或品質(zhì)。④點(diǎn)明了主旨,表達(dá)了作者的情感。⑤運(yùn)用修辭,使文章內(nèi)涵豐富,意蘊(yùn)深刻,增加了文章的厚度與深度。四、語言特色角度分析鑒賞傳記的類別自傳采用第一人稱,語言或幽默調(diào)侃或自然親切;他傳采用第三人稱,語言或樸實(shí)自然或文采斐然。語意和句式句子中的關(guān)鍵詞所包含的情感、態(tài)度等,整句與散句、推測(cè)與肯定、議論與抒情、祈使與反問等特殊句式,往往有著不同一般的表現(xiàn)力。這些都是分析語言的切入點(diǎn)。修辭的角度修辭一般是用來加強(qiáng)語言的表現(xiàn)力的。抓住修辭特點(diǎn),就能從語言的表達(dá)效果上加以體味。語言風(fēng)格含蓄與明快、文雅與通俗、生動(dòng)與樸實(shí)、富麗與素淡、簡(jiǎn)潔與繁復(fù)等。1.(2015·新課標(biāo)全國卷Ⅰ)閱讀下面的文字,完成后面的題目。[即學(xué)即練]朱東潤自傳1896年我出生在江蘇泰興一個(gè)失業(yè)店員的家庭,早年生活艱苦,所受的教育也存在著一定的波折。21歲我到梧州擔(dān)任廣西第二中學(xué)的外語教師,23歲調(diào)任南通師范學(xué)校教師。1929年4月間,我到武漢大學(xué)擔(dān)任外語講師,從此我就成為大學(xué)教師。那時(shí)武漢大學(xué)的文學(xué)院長是聞一多教授,他看到中文系的教師實(shí)在太復(fù)雜,總想來一些變動(dòng)。用近年的說法,這叫作摻沙子。我的命運(yùn)是作為沙子而到中文系開課的。大約是1939年吧,一所內(nèi)遷的大學(xué)的中文系在學(xué)年開始,出現(xiàn)了傳記研究這一個(gè)課,其下注明本年開韓柳文。傳記文學(xué)也好,韓柳文學(xué)也不妨,但是怎么會(huì)在傳記研究這個(gè)總題下面開韓柳文呢?在當(dāng)時(shí)的大學(xué)里,出現(xiàn)的怪事不少,可是這一項(xiàng)多少和我的興趣有關(guān),這就決定了我對(duì)于傳記文學(xué)獻(xiàn)身的意圖?!端膸烊珪偰俊酚袀饔涱悾赋觥蛾套哟呵铩窞閭髦?,《孔子三朝記》為記之祖,這是三百年前的看法,現(xiàn)在用不上了。有人說《史記》《漢書》為傳記之祖,這個(gè)也用不上?!妒贰贰稘h》有互見法,對(duì)于一個(gè)人的評(píng)價(jià),常常需要通讀全書多卷,才能得其大略??墒窃趥饔浳膶W(xué)里,一個(gè)傳主只有一本書,必須在這本書里把對(duì)他的評(píng)價(jià)全部交代。是不是古人所作的傳、行狀、神道碑這一類的作品對(duì)于近代傳記文學(xué)的寫作有什么幫助呢?也不盡然。古代文人的這類作品,主要是對(duì)于死者的歌頌,對(duì)于近代傳記文學(xué)是沒有什么用處的。這些作品,畢竟不是傳記文學(xué)。除了史家和文人的作品以外,是不是還有值得提出的呢?有的,這便是所謂別傳。別傳的名稱,可能不是作者的自稱而是后人認(rèn)為有別于正史,因此稱為“別傳”。有些簡(jiǎn)單一些,也可稱為傳敘。這類作品寫得都很生動(dòng),沒有那些阿諛奉承之辭,而且是信筆直書,對(duì)于傳主的錯(cuò)誤和缺陷,都是全部奉陳。是不是可以從國外吸收傳記文學(xué)的寫作方法呢?當(dāng)然可以,而且有此必要。但是不能沒有一個(gè)抉擇。羅馬時(shí)代的勃路塔克是最好的了,但是他的時(shí)代和我們相去太遠(yuǎn),而且他的那部大作,所著重的是相互比較而很少對(duì)于傳主的刻畫,因此我們只能看到一個(gè)大略而看不到入情入理的細(xì)致的分析。英國的《約翰遜博士傳》是傳記文學(xué)中的不朽名作,英國人把它推重到極高的地位。這部書的細(xì)致是到了一個(gè)登峰造極的地位,但是的確也難免有些瑣碎。而且由于約翰遜并不處于當(dāng)時(shí)的政治中心,其人也并不能代表英國的一般人物,所以這部作品不是我們必須模仿的范本。是不是我國已經(jīng)翻譯過來的《維多利亞女王傳》可以作為范本呢?應(yīng)當(dāng)說是可以,由于作者著墨無多,處處顯得“頰上三毫”的風(fēng)神??墒侵袊娜讼鄠鞯淖龇?,正是走的一樣的道路,所以無論近代人怎么推崇這部作品,總還不免令人有“穿新鞋走老路”的戒心。國內(nèi)外的作品讀過一些,也讀過法國評(píng)論家莫洛亞的傳記文學(xué)理論,是不是對(duì)于傳記文學(xué)就算有些認(rèn)識(shí)呢?不算,在自己沒有動(dòng)手創(chuàng)作之前,就不能算是認(rèn)識(shí)。這時(shí)是1940年左右,中國正在艱苦抗戰(zhàn),我只身獨(dú)處,住在四川樂山的郊區(qū),每周得進(jìn)城到學(xué)校上課,生活也很艱苦。家鄉(xiāng)已經(jīng)陷落了,妻室兒女,一家八口,正在死亡線上掙扎。我決心把研讀的各種傳記作為范本,自己也寫出一本來。我寫誰呢?我考慮了好久,最后決定寫明代的張居正。第一,因?yàn)樗馨岩粋€(gè)充滿內(nèi)憂外患的國家拯救出來,為垂亡的明王朝延長了七十年的壽命。第二,因?yàn)樗活檪€(gè)人的安危和世人的唾罵,終于完成歷史賦予他的使命。他不是沒有缺點(diǎn)的,但是無論他有多大的缺點(diǎn),他是唯一能夠拯救那個(gè)時(shí)代的人物。(有刪改)【相關(guān)鏈接】①自傳和傳人,本是性質(zhì)類似的著述,除了因?yàn)樽髡吡?chǎng)的不同,因而有必要的區(qū)別以外,原來沒有很大的差異。但是在西洋文學(xué)里,常會(huì)發(fā)生分類的麻煩。我們則傳敘二字連用指明同類的文學(xué)。同時(shí)因?yàn)楣糯挠梅?,傳人曰傳,自敘曰敘,這種分別的觀念,是一種原有的觀念,所以傳敘文學(xué),包括敘、傳在內(nèi),絲毫不感覺牽強(qiáng)。(朱東潤《關(guān)于傳敘文學(xué)的幾個(gè)名詞》)②朱先生確是有儒家風(fēng)度的學(xué)者,一身正氣,因此他所選擇的傳主對(duì)象,差不多都是關(guān)心國計(jì)民生的有為之士。他強(qiáng)調(diào)關(guān)切現(xiàn)實(shí),拯救危亡,尊崇氣節(jié)與品格。這都是
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