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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划能分辨材料的传感器材质识别多功能传感器设计专业：姓名：学号：1、传感器的构造、材料及工作原理传感器的构造如图1所示,它借助印刷板腐蚀工艺将绝缘板表面的铜层腐蚀成两个同心螺线形线圈,中心端子通过背面引出制作而成,其外径约35mm。为了使传感器具有一定的柔性,采用了厚度的较柔软的绝缘板。金属线圈的厚度约为m,线宽及线间距离均为。为了避免传感器与金属类试料相短路,在传感器的表面涂有很薄的绝缘层。在空气中,每个线圈的电感为H,电阻,两线圈间的电容量为。另外,在绝缘板的背面保留有同等厚度的铜膜
2、用作电磁屏蔽。感性功能当传感器的两只线圈作为变压器使用时,它呈感性功能。此时,若一只线圈有交流电流通过,另一只线圈则有感应电势产生,并且感应电势的大小依据涡流效应取决于被检测物体的导电率。容性功能为了识别绝缘类材料,将传感器的两线圈看作图平面状电容。当传感器接触到试料表面时,其容量依试料的介电常数而变化,传感器的输出从与其串联的取样电阻R取出。这里,将传感器背面的铜膜接地用作屏蔽层以减少外界干扰。温觉功能铁,木材,塑料等材料,它们材质各异,其固有的热传导率也不相同,若获得了它们的热传导率信息,则可能去推定其材质。为了获得试料的热传导率信息,依据热传导理论需要有热的流动。这里,如图2(a)所示,
3、首先将传感器的一只线圈用作加热器,另一只用作测温电阻,温度信号由图2(b)的电桥电路转换成电压信号检出。进一步结合图2(c)的反馈控制电路,通过调节电阻R3可将传感器设定到比室温较高的温度Ts。当传感器接触到处于室温Tr的试料时,将加热器的电源断开,传感器的温度会单调下降直至室温,这一温度变化曲线同样由电桥电路检出,送到计算机储存分析。图2温觉功能及其测控电路2、输出输入关系为了验证试做传感器的性能,准备了铁、铝、铜、黄铜、橡胶板、胶合板木材、透明有机玻璃和发泡塑料8种常见的材料,每种试料厚1cm,长宽各10cm。测量时施加1kg的接触压力以减少接触变差,并对每种试料测试10次求平均值。当激励
4、源的频率为25kHz时,一组实验结果如图3所示,其横轴是感性功能时传感器的输出电压,纵轴是容性功能时传感器的电压输出。由图3可知,利用感性功能很容易将非磁性金属材料和绝缘体或磁性金属区别开。进一步,在非磁性金属铜、铝和黄铜中,导电率最相近的是铜和铝,二者所对应的传感器输出相差约14%,而传感器的重复性误差约1%,这意味着用本传感器区分铜和铝毫无困难。另一方面,利用容性功能的输出电压也比较容易区分上述4种绝缘材料,在容性功能时传感器的重复性误差约5%。图4是温觉功能时8种试料的温度变化曲线,这里传感器温度是从高于室温30逐渐降至室温。由图4可知,依靠温觉功能是难于区分金属类材料的,但对绝缘材料有
5、较好的识别能力。图3感性和容性功能时的实验结果图4温觉功能时的实验结果3、使用注意事项1、在容性或温觉功能时,传感器的输出对接触压力比较敏感,应尽可能保持接触压力的稳定。2、温觉功能时传感器表面温度的下降曲线的前半部对试料厚度变化不太敏感,但后半部对试料厚度的变化比较敏感,因此应尽可能利用前半部的数据以减少试料厚度的影响。1、传感检测系统目前正迅速地由模拟式、数字式，向智能化方向发展。2、光敏电阻的主要参数有、。3、测量方法按照测量方式可以分为偏差式测量、零位式测量、微差式测量。4、传感器的静态特性参数灵敏度、非线性度、回程误差。5、按照工作原理的不同，磁电感应式传感器可分为和6、传感器的标定
6、分为静态标定和动态标定。7气敏元件的主要类型有：、8.湿度传感器依据使用材料可以分为：电解质型、陶瓷型、高分子型、单晶半导体型。9、已知当测量装置的输入x有一个增量x，引起输出y发生相应的变化y时，则其灵敏度为S=x/y。10图像传感器有两种：线型图像和面型图像。11电容式压力传感器是变13.有源滤波器由集成运放和_R、C_组成。13、电容式传感器可分为三种基本类型：即变极距型、_变面积型_、_变介质型_。14.、采用_交流_电源供电的电桥称为交流电桥。15、生物传感器由生物敏感膜和变换器构成16、变面积型电容传感器可以分为线位移型、角位移型。17、为了能分辨比栅距W更小的位移量，光栅式传感器
7、要采用细分技术。18、微波传感器主要分为两种类型：被动型、主动型。19、视觉传感器主要有两种类型。20、为了补偿霍尔元件的温度误差，常用的补偿电路包括恒流源激励并联分流电阻补偿电路、恒流源激励输入回路串联电阻补偿电路、电桥补偿电路、合理选取负载电阻的阻值补偿电路。2122、在热电偶中，当引入第三个导体时，只要保持其两端的温度相同，则对总热电动势无影响。这一结论被称为热电偶的中间导体定律。23、抗电磁干扰的屏蔽技术一般有_屏蔽技术_、_接地技术_、_浮置技术_。24、光电效应有、两种类型。25、调制的过程有三种:调幅、调频、调相。26、传器通常由_、传感元件和其他辅助元件组成。27影响电容式传感
8、器可变电容大小的因素有极板间介质的介电常数、_极板间相互覆盖的面积_、板间的距离。28、对传感器进行动态29、热电偶电动势由温差电势和接触电势两部分组成。30、内光电效应按照工作原理可以分为和。31、软件实现数据线性化的方法有：_、_、_。32、屏蔽技术可以分为静电屏蔽、电磁屏蔽、低频磁屏蔽。33、一般，检测仪表是由、四部分组成。34、为了测得比栅距W更小的位移量，光栅传感器要采用细分技术。35、光敏电阻的基本(转载于:写论文网:能分辨材料的传感器)特性包括、。dR36、在电阻应变片公式，R=(1+2)+c中，代表金属材料的泊松系数。37、光电开关可以分为透射型和反射型38、光电传感器按照其接
9、受状态可以分为模拟式光电传感器和脉冲式光电传感器。39、热电偶冷端的温度补偿方法有0C恒温法和补偿导线法、计算修正法、电桥补偿法。40、红外线探测器主要有两大类型：热探测器、光子探测器。41、热释电型红外线传感器由滤光片、热释电红外敏感元件、高输入阻抗放大器等组成42、测量范围为20mA到20mA模拟指针仪表，测得一个实际值是10mA的电流，测得的结果是11mA，则满度相对误差10%。43、光电式传感器按照其输出特性可以分为模拟量光电传感器检测系统和开关量光电传感器检测系统。1、属于传感器动态特性指标的是2、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是3、按照工作原理分类，固体图象式传感器属
10、于4、测量范围大的电容式位移传感器的类型为5、固体半导体摄像元件CCD是一种6、传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的(分辨力越高)7以下误差在数据处理时应该剔除的是8.传感器的组成部分中，直接感受被测物理量的的是。9.非线性度是表示校准曲线的程度。10、莫尔条纹光栅传感器的输出是(数字脉冲式)1、电桥测量电路的作用是把传感器的参数变化转为(电压)的输出。2、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是3、半导体应变片具有等优点。4、测量范围大、量程大的电容式位移传感器的类型为5、半导体热敏电阻的电阻率随着温度上升，电阻率6、传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的(分辨力越高)7、湿
11、空气的露点是指在不变的情况下降温，使湿空气达到饱和，并出现第一滴液滴时的温度。8、下列测力传感器中，属于发电型测力传感器的是(磁电感应式传感器)9、为了抑制干扰，常采用的电路有(光电耦合电路)10.莫尔条纹光栅传感器的输出是(数字脉冲式)已知变面积式电容传感器电容两极板间的距离为10mm，=50pF/m，电容两极板的几何尺寸均为30205mm,在外力的作用下，动极板在原来的位置上移动了10mm，试求C。(1pF=101、答：初始电容C0为：C0?-12F)?A0d?50?10?12?30?10?10?3?620?10?10?12F电容的变化量为：?C?C0Fxa?10?12?10?10?3?3
12、20?10?-10-13F=-1、什么叫传感器？传感器主要由哪几部分组成？它们的作用是什么？答：传感器是能感受被测量并转换为与之有确定对应关系的有输出信号的器件或装置，以满足信息的传输、记录、显示和控制等要求。传感器一般是由敏感元件、传感元件和其他辅助元件组成，有时也将信号调节与转换电路、辅助电源作为传感器的组成部分。作用：敏感元件感受被测量，并输出与被测量成确定关系的其他量的元件。传感元件感受被测量而输出与被测量成确定关系的电量。信号调节与转换电路能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录和控制的有用信号的电路。2简述光纤传感器的三个组成环节，并写出光纤传感器的优点。答：三个环节是信号的转
13、换、信号的传输、信号的接受与处理;优点：灵敏度高、响应速度快、抗电磁干扰、耐腐蚀、电绝缘性好、防燃防爆、适于远距离传输、便于与计算机连接以及组成遥测网3、回答电容式传感器的四个优点和两个缺点？答：优点：温度稳定性好结构简单，适应性强动态响应性好可以实现非接触测量，具有平均效应缺点：输出阻抗大，负载能力差寄生电容影响大5、简述电阻应变片的工作原理，及电阻应变片的种类。答：工作原理是应变效应，即导体或半导体材料在外在作用下产生机械变形，其阻值将发生变化的现象。种类：金属电阻应变片、半导体应变片6、简述热电偶的四个基本定律。答：中间导体定律。当热电偶回路的一个或两个结点被断开，介入一种或多种金属材料
14、的中间导体后，如果全部的新结点处的温度和原来结点的温度相同，那么对回路的总热电势没有影响。中间温度定律。EAB(T,To)=EAB(T,Tc)+EAB(Tc,To)通常，热电偶分度表是以冷端为0C时作出的。而实际测量温度的过程中，常常会遇到冷端不为0C的情况，这时可以根据中间温度定律很方便地从分度表中查取热电偶在各种温度时的热电动势。均质导体定律。由一种均质导体组成的闭合回路中不论导体的截面、长度如何以及各处的温度分布如何，都不能产生热电势。这条定理说明，热电偶必须由两种不同性质的均质材料构成。9、简述磁电感应式传感器的基本工作原理，以及按照工作原理的分类答：根据法拉第电磁感应定律，N匝线圈在磁场中运动切割磁力线或线圈所在磁场的磁通变化时，线圈中所产生的感应电动势e的大小取决于穿过线圈的磁通量的变化率，即e=-N磁通变化率与磁场强度、磁路磁阻和线圈的运动速度有关，故若改变其中一个因素，都会改变线圈的感应电动势。按工作原理不同，磁电感应式传感器可分为恒定磁通式和变磁通式，即动圈式传感器和磁阻式传感器。12、干扰的来源主要有哪七中？常用的抗电磁干扰技术有哪些？答：干扰的常用的抗电磁干扰技术：屏蔽技术、接地技术、浮置技术、平衡技术、滤波技术和光电耦合技术。13、什么叫莫尔条纹?莫尔条纹的几个重
