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1、检测技术复习,一、主要内容,1、检测技术基本概念,2、误差,检测、传感器、精度、准确度、精密度、灵敏度、误差、绝对误差、相对误差,误差的定义、分类、系统误差的合成、减小和消除误差的方法，系统误差的分配，随即误差的统计特性,3、传感器,（1）温度传感器 热电阻、热敏电阻、热电偶、光纤温度计、辐射温度计、电流输出型温度传感器AD590,（2）压力传感器 电阻应变片、薄膜应变片、压电传感器、压磁传感器、电容式压力传感器、霍尔式压力传感器、差动压力传感器,（3）物位及厚度传感器 浮力式物位传感器、压差式液位传感器、电容式物位传感器、超声波物位传感器、核辐射物位传感器、电涡流厚度传感器,（4）流量传感器
2、 节流式流量传感器、容积式、速度式、流体阻力式、振动式、电磁式、超声波流量计、质量流量计，转子流量计,（5）位移及速度传感器 电感式、电位器式、光栅式、码盘式、激光式 、感应式、光电式，磁电感应式,（6）成分检测 氧化锆氧浓差电池、热导式、热磁式、红外式，半导体气敏电阻、电导监测器测量浓度,（8）视觉检测 CCD和PSD,（7）磁场检测 磁敏电阻、磁敏二极管、磁敏晶体管、磁通门磁强计、霍尔效应测磁场强度、核磁共振,4、转换技术,（1）电阻、电容、电感到电压（电流）的转换：平衡电桥； （2）利用集成运放组成测量电路:电压放大器、电荷放大器； （3）差压放大器 （4）脉冲计数电路 （5）磁通门磁强
3、计（磁场强度位移）,5、非线性补偿,开环非线性特性补偿； 闭环非线性反馈补偿； 增益控制式非线性补偿；,折线逼近法补偿,非线性电阻网络与运算放大器组成,实现方法,（1）模拟线性化,（2）数字线性化,计算法 查表法 插值法,线性插值法,二次插值法,1、按误差出现的规律分，下列误差属于系统误差的有（ ） A)机械零件内部应力变化所引起的变形； B)仪表本身材料，零件工艺上的缺陷； C)测量者不良读数习惯引起的误差； D)测试工作中使用仪表的方法不正确； E)电子线路中的噪声干扰； F)压力表的零点偏高； 2 在打靶实验中，下列描述正确的有（ ） A)精密度低 B）精密度高 C）精密度高 D）精密度
4、低 准确度较高 准确度低 准确度高 准确度低,二、例题,3、分度号为K（镍铬-镍硅）的热电偶如图所示，CD 为配热电偶E（镍铬-康铜）的补偿导线，电位差计的读数为650度，问： 1)被测点的实际温度是多少？ 2)为什么要对热电偶的冷端进行温度补偿，有哪些方法？ Ek(40,0)=1.61mv EE(40,0)=2.66mv EE(20,0)=1.31mv Ek(650,0)=27.03mv Ek(20,0)=0.80mv EE(650,0)=53.39mv,4、RN是一标准电阻，求未知电阻RX,练习： 储罐内液体质量的测量，常采用测量储罐内液面高度h,然后乘以储罐面积A，再乘以液体密度p，就可
5、以求得储罐内液体的质量，即M=pAh。但采用此法测量M时，随着环境温度的变化，液体密度将随着变化，这就需要不断校正，否则，将产生系统误差。试设计一种检测方法，可以自动清除（补偿）该系统误差。,5、已知双向开关接1时，读数为35.18mv，接2时，读数为0.26mv，t324，求t1 t2及 t？(AB镍铬镍硅),6、选择填空题： 电阻应变片 磁敏电阻 霍尔元件 气敏传感器 湿敏传感器 光电耦合器 压电传感器 电容传感器 热敏电阻 CCD电荷耦合器 压阻式传感器 光纤传感器 磁电传感器 光电二极管 差动变压器 热释电器件 磁敏晶体管 电涡流传感器 光电池 超声波传感器 热电偶 红外传感器 色敏传
6、感器 正确选择以上传感器填入以下空内： 1可以进行位移测量的传感器有、； 2可以完成温度测量的有、； 3半导体式传感器是、； 4光电传感器有、 5用于磁场测量的传感器、； 6进行振动（或加速度）测量的传感器、； 7利用物体反射进行非电量检测的传感器、；,答案： 1.可以进行位移测量的传感器有光纤传感器、差动变压器、电阻传感器； 2.可以完成温度测量的有热电偶、热敏电阻；热释电； 3.半导体式传感器是磁敏、霍尔元件、气敏传感器、压阻传感器； 4.光电传感器有光电耦合器、色敏传感器、光纤传感器、光电二极管； 5.用于磁场测量的传感器霍尔器件、磁敏晶体管； 6.进行振动（或加速度）测量的传感器磁电传
7、感器、压电传感器； 7.利用物体反射进行非电量检测的传感器超声波传感器、红外传感器；,7、图为一直流应变电桥，E = 4V，R1=R2=R3=R4=350， 求：R1为应变片其余为外接电阻， R1增量为R1=3.5时输出U0=?。 R1、R2是应变片，感受应变极性大小相同 其余为电阻，电压输出U0=?。 R1、R2感受应变极性相反,输出U0=?。 R1、R2、R3、R4都是应变片,对臂同性， 邻臂异性，电压输出U0=?。,解：1）,2）,3）,4）,8、用镍铬-镍硅势电偶测量某低温箱温度，把热电偶直接与电位差计相连接。在某时刻，从电位差计测得热电热为-1.19mv，此时电位差计所处的环境温度为
8、15，试求该时刻温箱的温度是多少度,镍铬-镍硅热电偶分度表,9、有一吊车的拉力传感器如右图所示。 其中电阻应变片R1、R2、R3、R4贴在 等截面轴上。已知R1、R2、R3、R4标 称阻值均为120，桥路电压为2V， 物重m引起R1、R2变化增量为1.2。 画出应变片组成的电桥电路。 计算出测得的输出电压和电桥输出灵敏度。 说明R3、R4起到什么作用？,应变片组成半桥电路； R3、R4可以进行温度补偿。,10.试简要推导金属丝式电阻应变片的静态灵敏度公式： K =1+2 。 ( 为泊松系数 ),11.下图左是电容式差压传感器，金属膜片与两盘构成差动电容C1、C2 ,两边压力分别为P1、P2。下
9、图右为二极管双T型电路，电路中电容是左图中差动电容，UE电源是占空比为50%的方波。试分析： 当两边压力相等P1=P2时负载电阻RL上的电压U0值； 当P1P2时负载电阻RL上电压U0大小和方向（正负）。,解：供电电压是幅值为UE、周期为T、占空比为50%的方波。若将二极管理想化，则当电源为正半周时，电路等效成典型的一阶电路，其中二极管D1短路、D2开路，电容C1被以极其短的时间充电、其影响可不予考虑，电容C2的电压初始值为UE。根据一阶电路时域分析的三要素法，可直接得到电容C2的电流iC2如下：,在 R+(RRL)/(R+RL) C2 T/2时，电流iC2的平均值IC2可以写成下式 ：,同理
10、，可得负半周时电容C1的平均电流IC1为：,故在负载RL上产生的电压为,例题12：,练习：,1. 传感器静态响应特性包括许多因素，以下属于静态特性因素的有：（ ） (题型:多选) 精度 重复性 线性度 灵敏度,2.精度，传感器的精度表征了给出值与_相符合的程度。 (题型:单选) 估计值 被测值 相对值 理论值,3.示值稳定性是指在_条件下仪器的示值保持不变的能力。 (题型:单选) 恒定输出 随机输出 随机输入 恒定输入,4.回程误差表明的是在_期间输出-输入特性曲线不重合的程度。 (题型:单选) 多次测量 同次测量 正反行程 不同测量,5.电阻应变式传感器具有悠久的历史是应用最广泛的传感器之一
11、。将电阻应变片粘贴到各种弹性敏感元件上，可构成测量各种参数的电阻应变式传感器,这些参数包括以下的哪几种（ ）。 (题型:多选) 位移 加速度 力 力矩,6.金属丝的电阻随着它所受的机械变形(拉伸或压缩)的大小而发生相应的变化的现象称为金属的_。 (题型:单选) 电阻形变效应 电阻应变效应 压电效应 压阻效应,7.电阻应变片有多种类型，以下属于电阻应变片的种类的是：（ ） (题型:多选) 丝式应变片 箔式应变片 薄膜应变片 半导体应变片,8.光纤传感器用的光纤主要有两种：（ ） (题型:多选) 单模光纤 多模光纤 单晶光纤 多晶光纤,9.红外辐射照射在某些半导体材料表面上时，半导体材料中有些电子
12、和空穴可以从原来不导电的束缚状态变为能导电的自由状态，使半导体的导电率增加，这种现象叫_。 (题型:单选) 光电效应 光电导现象 热电效应 光生伏特现象,11.选出以下热电偶属于标准化的热电偶的有：（ ） (题型:多选) 铂铑10-铂热电偶 铂铑30-铂铑6热电偶 铁一康铜热电偶 镍铬一考铜热电偶,12.采用热电偶测温与其它感温元件一样，是通过热电偶与被测介质之间的_。 (题型:单选) 热量交换 温度交换 电流传递 电压传递,13.一般说来，如果半导体表面吸附有气体，则半导体和吸附的气体之间会有电子的施受发生，造成电子迁移，从而形成_。 (题型:单选) 电流 电势差 表面电荷层 深层电荷,14.相对湿度是气体的绝对湿度与同一_下水蒸汽达到饱和时的气体的绝对湿度之比。 (题型:单选) 体积 温度 环境 质量,
