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1、材料加工考试知识点归纳一、 名词解释1、 真值：是指一个变量本身所具有的真实值。2、 测量误差：测量过程中产生的各种误差总称。包括装置与方法误差、基本误差、附加误差、系统误差、随机误差等。3、 系统误差：在相同的观测条件下，对某量进行了n次观测，如果误差出现的大小和符号均相同或按一定的规律变化，这种误差称为系统误差。4、 随机（偶然）误差：在相同的观测条件下，对某量进行了n次观测，如果误差出现的大小和符号均不一定，则这种误差称为偶然误差，又称为随机误差。5、 黑体：在任何温度下对任何波长的辐射能的吸收率都等于1的物体，是一种理想的模型。6、 灰体：对于各种波长的电磁波的吸收系数为常数且与波长无
2、关的物体，其吸收系数介于0与1之间的物体。7、 白体：和黑体相反，是一种只向外辐射而不吸收能量的吸收率等于0理想物体。8、 塞贝克效应：在两种不同导电材料构成的闭合回路中，当两个接点温度不同时，回路中产生的电势使热能转变为电能的一种现象。9、 电阻应变效应：是指金属电阻随其变形（伸长或缩短）而改变电阻值的物理现象。10、压阻效应：固体受到压力作用时，起电阻率会发生变化的现象。11、压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为压电效应。12、压磁效应：铁磁材料在外力
3、作用下会变形，产生应力，这种应力，致使各磁畴发生移动，导致磁畴的磁化强度矢量转动，从而使材料的磁化强度也发生相应的变化，使铁磁材料的磁性性质发生变化的现象。13、真空系统：指由真空室和获得真空、测量真空、控制真空等组件以及相应的辅助零件所构成的体系。14|、霍尔效应：把通有电流的半导体薄片置于垂直于该薄片的磁场中，就会因洛伦磁力的作用而使电流偏离外加电场的方向，把电流与外电场形成的夹角成为霍尔角，由于霍尔角的存在，就使半导体在横向上产生了电势，这些现象称为霍尔效应。15、磁敏电阻效应：是指对通电的金属或半导体施加磁场作用时，随着磁场的变化，电阻值也发生变化。二、解答题1、热电偶、热电阻的基本原
4、理和使用范围？答：（1）热电偶：将两种不同材料的导体或半导体A和B焊接起来，构成一个闭合回路。当导体A和B的两个接点1和2之间存在温差时，两者之间便产生电动势,因而在回路中形成电流，这种现象称为热电效应。热电偶就是利用这一效应来工作的。热电偶使用在温度较高的环境，如铂铑铂铑(B型)测量范围为3001600，短期可测1800。（2）热电阻：热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性原理来进行温度测量的。热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。2、热电偶与热电阻的
5、区别？答：第一、信号的性质不同，热电阻本身是电阻，温度的变化，使电阻产生正的或者是负的阻值变化；而热电偶是产生感应电压的变化，他随温度的改变而改变。第二、两种传感器检测的温度范围不一样，热阻一般检测0-150温度范围（当然可以检测负温度），热电偶可检测0-1000的温度范围（甚至更高）所以，前者是低温检测，后者是高温检测。第三、从材料上分，热电阻是一种金属材料，具有温度敏感变化的金属材料，热电偶是双金属材料，既两种不同的金属，由于温度的变化，在两个不同金属丝的两端产生电势差。第四、热电偶有正负极、补偿导线也有正负之分，首先保证连接正确，热电阻短路和断路用万用表判断即可。3、常用热电偶有哪些特点
6、？根据什么原则来选择热电偶？答：（1）铂铑铂热电偶：测温范围01300，铂铑铂热电偶适于在氧化性和中性介质中使用。由于高纯度的铂和铂铑合金容易得到，复制精度和测量准确性均较高，因而常用于精密的温度测量和作为标准热电偶使用。其缺点是热电势较小，热电特性是非线性的，价格较贵，在高温时易受还原性气体和金属蒸气的侵蚀而变质，从而引起热电特性的变化，影响测量的准确性。（2）铂铑铂铑热电偶：测温范围01600，它性能稳定、精度高，适用于氧化性和中性介质中使用。当自由温度低于40时，对热电势值可不必修正，因为在低温时热电势极小。缺点是热电势小，价格贵。（3）镍铬-镍硅热电偶：测温范围0900；它适用于氧化性
7、或中性介质中使用。当介质温度低于500时亦可用于还原介质中测量温度此外，其热电势较大，线性好，测量范围广，造价适中，是工业测温中最常用的一种热电偶。其缺点是长期使用时因镍铝氧化变质使热电特性改变而影响测量温度。（4）镍铬-考铜热电偶：测量范围0600；镍铬为正极，考铜为负极。它适用于还原性介质或中性介质中测量温度，其特点是热电灵敏度高，价格便于，但测量范围不大，测量温度不高，考铜墙铁壁合金丝易受氧化而变质，由于材料素质坚硬而且不易得到均匀线径。选择原则：选择热电偶要根据使用温度范围、所需精度、使用气氛、测定对象的性能、响应时间和经济效益等综合考虑。4、热电偶的补偿导线原理和作用？答：原理：若热
8、电偶的热电极被导体延长，只要接入的导体组成热电偶的热电特性与被延长的热电偶的热电特性相同，且它们之间连接的两点温度相同，则总回路的热电动势与连接点温度无关，只与延长以后的热电偶两端的温度有关。即热电偶的中间导线定律。作用：虽然在理论上热电偶可以直接连接到仪器，但他们之间长距离连接时使布线成本过高，并且在测量回路中容易出现问题。因此，使用在常温下和这些热电偶有相同或相近特性的补偿导线，使冷端远离被测热源，从而保持冷端温度恒定。5、动圈仪表的外阻是指什么？为什么动圈仪表规定一个外阻值？答：是指热电偶电阻、冷端补偿等效电阻和外接调整电阻之和。为保证为保证仪表指示值与热电偶的热电势成正比，外阻必须为常
9、数，一般定为15欧和5欧。6、在温度控制中，采用PID算法，P，I,D三个参数的大小对温度控制效果有何影响？答：PID控制为比例、积分、微分控制的简称。当偏差阶跃出现时，微分D立即大幅度动作，抑制偏差的这种跃变；比例P也同时起消除偏差的作用，使偏差幅度减小，由于比例作用是持久和起主要作用的控制规律，因此可使系统比较稳定；而积分I作用慢慢把余差克服掉。只要三个作用的控制参数选择得当，便可充分发挥三种控制规律的优点，得到较为理想的控制效果。P 、 I 、 D 参数的预置是相辅相成的，运行现场应根据实际情况细调：被控物理量在目标值附近振荡，首先加大积分时间 I ，如仍有振荡，可适当减小比例增益 P
10、。被控物理量在发生变化后难以恢复，首先加大比例增益 P ，如果恢复仍较缓慢，可适当减小积分时间 I ，还可加大微分时间 D 。7、辐射测温的基本原理、特点和使用范围？答：辐射测温的原理是普朗克定律，将物体发出的电磁波的能量转化为温度。特点：（1）非接触，对被测物体产生扰动；（2）不影响被测物体；（3）非上限；（4）动态效应快。使用范围：一般用于热处理高温盐浴炉和1600以上的超高温加热炉的炉温检测。8、半导体电阻应变片的原理和特性？答:其原理是运用半导体材料的压阻效应。半导体电阻应变片的最突出特点是灵敏度高，解决了测量微小变形的困难。其不知之处是电阻温度系数大，对环境温度的变化比较敏感，不能用
11、于较高温度下的测量；半导体应变片的电阻相对变化与所承受应变之间，只有几百微米应变的范围内呈线性关系，对于大应变测量，其灵敏度的非线性就非常严重。9、阐述压电式传感器的工作原理，并结合常用的压电元件的结构形式，分析压电元件的串并联特性及使用范围？答：（1）压电式传感器的工作原理是晶体材料的压电效应为基础的，当某些晶体材料沿一定方向受到外力作用时，在其表面上就会产生电荷，在外力去掉后，表面的电荷也随之消失，又回到不带电的状态。（2）并联接法：输出电容为单片电容的两倍，输出电压等于单片电压，输出电荷为单片电荷的两倍，由于这种连接方式本身电容大，时间常数大，适用于测量缓慢的信号。（3）串联接法：输出的
12、总电荷等于单片的电荷，输出电压等于单片电压的两倍，而总电容只要单片电容的一半，由于这种连接方式输出电压大，本身的电容小，所以特别适用于以电压作为输出信号，且测量电路输入阻抗又很高的地方。10、阐述压磁式力敏传感器的工作原理，并分析常见的压磁元件形状特征和工作特性？答：工作原理：以压磁效应为基础，铁磁材料在外力作用下会变形，产生应力，这种应力，致使各磁畴发生移动，导致磁畴的磁化强度矢量转动，从而使材料的磁化强度也发生相应的变化，使铁磁材料的磁性性质发生变化。.四孔圆弧形冲片：它是去掉四角的矩形片，从而在冲孔部位得到较大的压应力，而提高传感器的灵敏度，适用于测量5105N以下的力。.六孔圆弧形冲片
13、：与四孔圆弧形冲片相比，增加了两个较大的孔，因而中间部分受力减小，起结果是灵敏度降低，但量程扩大，也同时避免了由于压力增大而使冲片中间部分磁路达到饱和的状态，适用于测量3106N的力。.“中”字形冲片：励磁绕组绕在臂A上，输出绕组绕在C上。这种冲片的灵敏度高，但零电流也大。设计应力为（2.53）103N/cm2.“田”字形冲片：在A、B、C、D四个臂上分别绕有四个绕组，组成一个电感电桥。这种冲片结构复杂，但灵敏度高，线性好。适用于测量5105N的力。11、常用的真空系统有几种？它们的组成有什么不同？答：有以下三种：（1）低真空系统，通常采用机械真空泵就能满足要求。（2）中真空系统，一般选用机械
14、泵和增压泵组成；（3）高真空系统，只要采用油扩散泵。12、真空系统的主要参数有哪些？答：（1）工作真空度：指真空室在工作时需要保持的真空度；（2）极限真空度：指真空室不放置零件时所能达到的最高真空度；（3）抽气时间：指真空室唉某一压力下，开始抽到预定压力所经历的时间；（4）抽气速率：指单位时间内所抽出的气体体积；（5）压升率：指系统抽到极限真空或某一压力后关闭真空室各通气阀门口，如果只用机械泵抽真空时应停泵，然后两次读数间的时间间隔去除于两次读数时真空的室内压力之差。13、简述液体真空规、弹性变形真空规、热传导真空规、及电离真空规的基本原理、优缺点及适用范围？答：（1）液体真空规：采用水银或低
15、蒸汽压油作为工作液体，从压力机的两个支管的液面高度差h，计算出两支管液面上的压力差。U型压力计是真空测量标准中最成熟，可靠性最高的。而压缩式真空规因为水银对人体有害，操作复杂，而且没有熟练的操作技术，很难获得精确可靠的读数。(2)弹性真空规：薄膜真空规是将金属弹性薄膜分隔成两个小室，一侧接被测系统，一侧作为参考压力室，当压力变化时，薄膜也会变形。电容薄膜具有很好的精度，稳定性好，灵敏性也气体种类无关，结构牢固，使用方便；压阻真空规线性测量精度高，与被测气体种类无关，量程课自动转换。(3)热传导真空规：热偶规量程窄，稳定性差，精度不高，但结构简单，使用方便。电阻规使用方便，应用广泛，测量量程宽。
16、(4)电离真空规：原理是在低压气体中，气体分子电离后生成的正离子数，通常与气体分子的密度成正比。不同类型的电离真空规配合使用，能够测量的压力范围，可从大气压到目前所能测量的最低压力，在超高真空和极限真空区域中，也是最实用的。14、影响电位计型位移传感器测量精度的主要因素是什么？答：（1）电位计Rp值，比较低的Rp值，可以得到比较好的线性度，但允许使用的电源电压U也较低，降低了传感器的灵敏度。（2）电阻元件的结构，单滑线电阻从分辨能力角度来说，是有利的，但对灵敏度不利。15、简述差动变压器位移传感器的工作原理？答：机械位移量引起了磁阻改变，从而使初、次级线圈之间的耦合情况改变，利用线圈的互感作用，使次级线圈的感应电动势发生变化。16、影响差动变压器位移传
