《传感器原理与传感器技术 教学课件 ppt 作者 贾石峰 主编 第10,11,12章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《传感器原理与传感器技术 教学课件 ppt 作者 贾石峰 主编 第10,11,12章（77页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、28014G,第10章 核辐射传感器,10.1 核辐射的基础知识 10.2 核辐射传感器的组成 10.3 核辐射传感器的应用 10.4 放射性辐射的防护,28014G,10.1 核辐射的基础知识,10.1.1 核辐射特性 10.1.2 核辐射线与物质的相互作用,28014G,10.1.1 核辐射特性,1.辐射线特性 2.辐射源的特性,28014G,1.辐射线特性,(1) 射线 放射性同位素原子核中可以发射出粒子。 (2) 射线 粒子的质量为0.000549u，带有一个单位的电荷。 (3) 射线 原子核从不稳定的高能激发态跃迁到稳定的基态或较稳定的低能态，并且不改变其组成过程称为衰变(或称跃迁)
2、。,28014G,2.辐射源的特性,(1)源强度A 它用单位时间内发生的裂变数来表示，用居里作为强度单位。 (2)核辐射强度 单位时间内在垂直于射线前进方向的单位截面积上穿过的能量的大小，称为核辐射强度。,28014G,10.1.2 核辐射线与物质的相互作用,1.电离作用 2.核辐射的吸收和散射 3.核辐射的反射,28014G,图10-1 物质的散射 a)原子序数Z与反射系数K的关系 b)反射强度与反射板厚度的关系 c)两种材料组成散射板时的散射强度 1核辐射源 2反射板,28014G,10.2 核辐射传感器的组成,10.2.1 电离室 10.2.2 气体放电计数管(盖格计数管) 10.2.3
3、 闪烁计数管 10.2.4 半导体探测器,28014G,图10-2 电离室结构,28014G,图10-3 盖格计数管的结构及其特性曲线 a)盖格计数管的结构 b)盖格计数管的特性曲线,28014G,图10-4 闪烁计数管,28014G,10.3 核辐射传感器的应用,10.3.1 辐射式物位计 10.3.2 核辐射厚度计 10.3.3 X荧光材料成分分析仪 10.3.4 射线露点检测仪,28014G,图10-5 辐射式物位计的测量原理图,28014G,图10-6 透射式厚度计,28014G,图10-7 零位法透射式厚度计,28014G,图10-8 散射式的厚度测量,28014G,10.3.3 X
4、荧光材料成分分析仪,28014G,10.3.3 X荧光材料成分分析仪,28014G,10.3.4 射线露点检测仪,图10-11 射线露点检测仪电路,28014G,第11章 超声波传感器与微波传感器,11.1 超声波传感器的工作基础 11.2 超声波传感器的应用 11.3 微波传感器的原理与应用,28014G,11.1 超声波传感器的工作基础,11.1.1 超声波理论,28014G,11.1.1 超声波理论,1.超声波及其性质 2.超声波传感器 3.超声波测距原理,28014G,1.超声波及其性质,(1)波型与速度 由于声源在介质中施力方向与波在介质中传播方向的不同，声波的波型也不同。 (2)反
5、射和折射 超声波从一种介质传播到另一介质，在两介质的分界面上将发生反射和折射，超声波的反射和折射如图11-2所示。 (3)声波的衰减 超声波在材料中保持直线行进，因此，当材料的颗粒很细，且很均匀、连续、无界面，则超声波在其中传播永远保持直线行进状态。,28014G,图11-1 声波的频率界限,28014G,图11-2 波的反射和折射,28014G,2.超声波传感器,(1)超声波传感器的结构及工作原理 超声波穿透性较强，具有一定的方向性，传输过程中衰减较小，反射能力较强，因此得到了广泛应用。 (2)波速传感原理 所谓波速传感器，即指用波在材料中行进的速度来检测其力学性能的一种传感器。,28014
6、G,2.超声波传感器,图11-3 压电式超声 波探头的结构示意图 1金属壳 2吸收块 3保护膜 4导电螺杆 5接线片 6压电晶片,28014G,表11-1 几种常用材料的声波波速表,表11-1 几种常用材料的声波波速表,28014G,3.超声波测距原理,表11-2 不同温度下的声速,图11-4 超声波测距的系统框图,28014G,11.2 超声波传感器的应用,11.2.1 超声波测厚 11.2.2 超声波流量传感器 11.2.3 医用超声检测 11.2.4 油井超声成像测试 11.2.5 无损探伤,28014G,11.2.1 超声波测厚,图11-5 脉冲回波法测厚方框图,28014G,11.2
7、.2 超声波流量传感器,图11-6 超声波测流量原理图,28014G,11.2.2 超声波流量传感器,图11-7 超声波传感器安装位置改变,28014G,11.2.3 医用超声检测,表11-3 诊断超声在人体组织中的声速,28014G,11.2.4 油井超声成像测试,图11-8 超声测井系统,28014G,11.2.5 无损探伤,无损探伤一般有3种含义，即无损检测NDT(Nondestructive Testing)、无损检查NDI(Nondestructive Inspection)和无损评价NDE(Nondestructive Evaluation)。NDT仅仅是检测出缺陷；NDI则以ND
8、T结果为判定基础；而NDE则是对被测对象的完整性、可靠性等进行综合评价。近年来，无损探伤已逐步从NDT向NDE过渡。,28014G,11.3 微波传感器的原理与应用,11.3.1 微波传感器的原理和组成 11.3.2 微波传感器的应用,28014G,11.3.1 微波传感器的原理和组成,1.反射式微波传感器 2.遮断式微波传感器,28014G,图11-9 微波天线 a)扇形 b)角锥形 c)抛物面形,28014G,11.3.2 微波传感器的应用,1.微波液位计 2.微波物位计 3.微波湿度传感器 4.微波测厚仪,28014G,图11-10 微波液位检测示意图,28014G,图11-11 微波开
9、关式物位计示意图,28014G,图11-12 酒精含水量测量仪框图,28014G,图11-13 微波测厚仪原理图,28014G,第12章 传感器与单片机接口技术,12.1 力传感器与单片机的接口 12.1.2 压力传感器与单片机的接口软件设计 12.2 PN结温度传感器与单片机的接口 12.3 热敏电阻传感器与单片机的接口 12.4 霍尔传感器与单片机的接口 12.5 主动式红外传感器与单片机的接口,28014G,12.1 力传感器与单片机的接口,12.1.1 力传感器与单片机接口的硬件设计 12.1.2 压力传感器与单片机的接口软件设计,28014G,12.1 力传感器与单片机的接口,图12
10、-1 智能压力测试系统的结构框图,28014G,12.1.1 力传感器与单片机接口的硬件设计,1.测量电路 2.差动输入模块和调理放大模块 3. A/D转换模块 4.单片机和显示模块,28014G,1.测量电路,图12-2 应变片电桥 测量原理的电路图,28014G,2.差动输入模块和调理放大模块,图12-3 差动输入模块和调理放大模块电路,28014G,3. A/D转换模块,(1) CMOS低功耗器件，分辨率为8位，且误差为1LSB。 (2)转换时间为100s(外部时钟输入频率fc=640kHz时)。 (3)采用+10V单一电源，供电时量程为010V。 (4)带锁存器的三态数据输出。 (5)
11、无须零位或满量程调整，使用10V或采用经调整模拟间距的电压基准工作。 (6)采用DIP28封装。,28014G,3. A/D转换模块,图12-4 ADC0809引脚图,28014G,表12-1 ADC0809地址与,28014G,12-5.TIF,28014G,图12-6 显示电路,28014G,12.1.2 压力传感器与单片机的接口软件设计,12-7.TIF,28014G,12.1.2 压力传感器与单片机的接口软件设计,12-8.TIF,28014G,12.1.2 压力传感器与单片机的接口软件设计,图12-9 中断服务子程序流程图,28014G,12.1.2 压力传感器与单片机的接口软件设计
12、,图12-10 压力测量转换子程序流程图,28014G,12.2 PN结温度传感器与单片机的接口,图12-11 PN结温度传感器的接口原理图,28014G,12.2 PN结温度传感器与单片机的接口,图12-12 PN结温度传感器与单片机的硬件连接原理图,28014G,12.3 热敏电阻传感器与单片机的接口,图12-13 热敏电阻传感器温度 智能节点所在的测控系统结构,28014G,12.3 热敏电阻传感器与单片机的接口,图12-14 节点温度传感器与单片机的硬件接口电路,28014G,12.3 热敏电阻传感器与单片机的接口,12-15.TIF,28014G,12.4 霍尔传感器与单片机的接口,
13、12.4.1 霍尔传感器与单片机的硬件接口设计 12.4.2 霍尔传感器与单片机的接口软件设计,28014G,12.4.1 霍尔传感器与单片机的硬件接口设计,图12-16 电动机测速系统结构图,28014G,12.4.1 霍尔传感器与单片机的硬件接口设计,12-17.TIF,28014G,12.4.1 霍尔传感器与单片机的硬件接口设计,12-18.TIF,28014G,12.4.1 霍尔传感器与单片机的硬件接口设计,图12-19 霍尔传感器与单片机的硬件接口连接图,28014G,12.4.2 霍尔传感器与单片机的接口软件设计,12-20.TIF,28014G,12.4.2 霍尔传感器与单片机的
14、接口软件设计,12-21.TIF,28014G,12.5 主动式红外传感器与单片机的接口,12.5.1 红外传感器与单片机的硬件接口设计 12.5.2 红外传感器与单片机的接口软件设计,28014G,12.5.1 红外传感器与单片机的硬件接口设计,图12-22 红外反射自动冲水装置框图,28014G,12.5.1 红外传感器与单片机的硬件接口设计,图12-23 红外传感器收发电路,28014G,12.5.1 红外传感器与单片机的硬件接口设计,12-24.TIF,28014G,12.5.1 红外传感器与单片机的硬件接口设计,12-25.TIF,28014G,12.5.2 红外传感器与单片机的接口软件设计,图12-26 主程序流程图,
