自动检测期中复习

检测复习 选择 26 2 13 填空 20 2 10 简答 25 判断 10 1 10 计算 19 1 什么是检测 什么是检测 P1 检测是利用各种物理 化学效应 选择合适的方法与装置 将生产 科研 生活等各 个方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程 能够自动地完成整 个检测处理过程的技术称为自动检测与转换技术 2 测量方法有哪些 测量方法有哪些 P5 测量 是借助专门的技术和仪表设备 采用一定的方法取得某一客观事物定量数据资 料的认识过程 根据被测量是否随时间变化 可分为静态测量静态测量和动态测量动态测量 根据测量的手段不同 可分为直接测量直接测量和间接测量间接测量 根据测量结果的显示方式 可分为模拟式测量模拟式测量和数字式测量数字式测量 根据测量时是否与被测对象接触 可分为接触式测量接触式测量和非接触式测量非接触式测量 为了监视生产过程 或在生产流水线上监测产品质量的测量称为在线测量在线测量 反之 则 称为离线测量离线测量 离线测量无法实时监控生产质量 偏差式测量偏差式测量 以仪表的偏移量表示被测量 零位式测量零位式测量 用已知的标准量的值决定被测量的值 微差式测量微差式测量 测二者比较结果的剩余差值 3 误差产生的原因是什么 各误差的概念 误差产生的原因是什么 各误差的概念 P7 粗大误差 明显偏离真值得误差 也称过失误差 系统误差 误差的数值固定或按一定规律变化者 均属系统误差 也称装置误差 它反 映了测量值偏离真值的程度 随机误差 在同一条件下 多次测量同一被测量 有时会发现测量值时大时小 误差的 绝对值及正 负以不可预见的方式变化 该误差称为随机误差 也称偶然误差 4 仪表的准确度等级和基本误差仪表的准确度等级和基本误差 等级0 10 20 51 01 52 55 0 基本误差0 1 0 2 0 5 1 0 1 5 2 5 5 0 5 传感器定义 组成及框图传感器定义 组成及框图 P9 定义 定义 传感器是一种能感受规定的被测量 并按照一定的规律转换成可用输出信号的 器件或装置 组成 组成 传感器由敏感元件 传感元件及测量转换电路三部分组成 框图 框图 6 传感器的基本特性传感器的基本特性 P10 传感器的特性一般指输入输入 输出输出特性 灵敏度 分辨力 线性度 稳定性 电磁兼容性 可靠性 如果考试只有 如果考试只有 5 个空 把最后两个并拢 个空 把最后两个并拢 7 应变片的类型 各用在什么场合 应变片的类型 各用在什么场合 类型 类型 应变片可分为金属应变片金属应变片及半导体应变片半导体应变片两大类 金属应变片可分为 金属丝式金属丝式 箔式箔式 薄膜式薄膜式三种 适用场合 适用场合 金属丝式 多用于应变 应变力的大批量 一次性试验 箔式 适合于大批量生产 薄膜式 8 测量转换电路三种工作方式的特点及适用场合 及区别 画图测量转换电路三种工作方式的特点及适用场合 及区别 画图 全桥四臂工作方式 灵敏度最高 能实现温度自补偿 温漂较小 双臂半桥工作方式 灵敏度其次 能实现温度自补偿 温漂较小 单臂半桥工作方式 灵敏度最低 区别 单臂半桥工作方式是 R1为应变片 R2 R3 R4为固定电阻 双臂半桥工作方 式是 R1 R2为应变片 R3 R4为固定电阻 全桥四臂工作方式是四个桥臂都为应变片 基本应变桥路 单臂半桥工作方式 R1 双臂 半桥工作方式 R1 R2 全桥四臂工作方式 R1 R2 R3 R4 桥路的调零原理 原图为直流调零 阻抗调零 如 果要交流调零 容抗调零 需加两个元件 如图蓝色笔所示 9 按热电阻性质不同 可分为哪两大类 按热电阻性质不同 可分为哪两大类 P28 可分为 金属热电阻金属热电阻和半导体热电阻半导体热电阻两大类 前者仍简称热电阻 而后者的灵敏度比 前者高十倍以上 所以又称为热敏电阻热敏电阻 10 气敏电阻的工作原理十分复杂 涉及到材料的微晶结构 化学吸附及化学反应 有不气敏电阻的工作原理十分复杂 涉及到材料的微晶结构 化学吸附及化学反应 有不 同的解释模式 气敏电阻可以把某气体的成分 浓度等参数转换成电阻变量 再转换同的解释模式 气敏电阻可以把某气体的成分 浓度等参数转换成电阻变量 再转换 为电流 电压信号 为电流 电压信号 P34 11 二氧化钛浓度传感器二氧化钛浓度传感器 P34 半导体材料二氧化钛 TiO2 属于 N 型半导体 对氧气十分敏感对氧气十分敏感 其电阻值的大小取 决于周围环境的氧气浓度 当周围氧气浓度较大时 氧原子进入二氧化钛晶格 改变了半 导体的电阻率 使其电阻值增大 上述过程是可逆的 当氧气浓度下降时 氧原子析出 当氧气浓度下降时 氧原子析出 电阻值减小 电阻值减小 12 电感式传感器的分类 电感式传感器的分类 P43 可分为自感式自感式和互感量式互感量式两大类 自感式电感传感器常见的形式有变隙式变隙式 变截面式变截面式和螺线管式螺线管式等三种 螺线管式电感传感器结构简单 制作容易 但灵敏度稍低 且衔铁在螺线管中间部分 工作时 才有希望获得较好的线性关系 适用于测量精度大一点的位移 13 相敏检波电路既能反映位移大小又能反映位移方向 相敏检波电路既能反映位移大小又能反映位移方向 P47 14 电涡流效应电涡流效应 电流的流线在金属体内自行闭合 这种由电磁感应原理产生的漩涡状感应电流称为电 涡流 这种现象称为电涡流效应这种现象称为电涡流效应 电涡流传感器就是利用电涡流效应来检测导电物体的各 种物理参数的 15 被测金属导体也是传感器的一部分 被测金属导体也是传感器的一部分 16 电涡流式接近开关电涡流式接近开关只对导电良好的金属起作用只对导电良好的金属起作用 P70 17 电容式传感器的工作原理可以用图电容式传感器的工作原理可以用图 5 1 所示的平板电容器来说明 当忽略边缘效应时 所示的平板电容器来说明 当忽略边缘效应时 其电容量为 其电容量为 电容量的上升 灵敏度上升 电容量的上升 灵敏度上升 d A d A C r 0 式中 A 两级板相互遮盖的有效面积 d 两级板间的距离 也称极距 两级板间介质的介电常数 r 两级板间介质的相对介电常数 0 真空地介电常数 0 8 85 10 12F m 18 电容式传感器的分类 电容式传感器的分类 P78 变面积式 变极距式 变介电常数式 19 几种介质的相对介电常数几种介质的相对介电常数 P80 介质名称相对介电常数 r 介质名称相对介电常数 r 真空1玻璃釉3 5 空气略大于 1SiO238 其他气体1 1 2云母5 8 变压器油2 4干的纸2 4 硅油2 3 5干的谷物3 5 聚丙烯2 2 2环氧树脂3 10 聚苯乙烯2 4 2 6高频陶瓷10 160 聚四氟乙烯2 0低频陶瓷 压电陶瓷1000 100000 聚偏二氟乙烯3 5纯净的水80 20 电容式传感器用来测量哪些物理量 电容式传感器用来测量哪些物理量 P82 可以利用极距变化的原理 测量振动振动 压力压力 利用相对面积变化的原理 可以非常精 确地测量角位移角位移和直线位移直线位移 构成电子千分尺 利用介电常数变化的原理 可以测量空气空气 相对湿度相对湿度 液位液位 物位物位等等 21 电容式接近开关的适用场合电容式接近开关的适用场合 P87 只有在测量含有水绝缘介质时才应选择电容式接近开关 当被测物是导电物体时 LC 回路很容易停振 灵敏度最高 当被测物为介质损耗较大的绝缘体 例如含水的有机物等 时 必须依靠极化原理来使 LC 回路的 Q 值降低 所以灵敏度较差 当被测物为玻璃 陶瓷及塑料等介质损耗很小的物体 它的灵敏度极低 优点 优点 可获得较大的相对变化量 能在恶劣的环境条件下工作 发热的影响小 动态响应快 例 例 在两片间隙为 1mm 的两块平行极板的间隙中插入 C 可获得最大的电容量 A 塑料薄膜 B 干的纸 C 湿的纸 D 玻璃薄片 例 例 电容式接近开关对 D 的灵敏度最高 A 玻璃 B 塑料 C 纸 D 鸡饲料 22 什么是压电效应 什么是逆压电效应 什么是压电效应 什么是逆压电效应 P95 压电效应 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 内部会产生极化现 象 同时在其表面上产生电荷 当外力去掉后 又重新回到不带电的状态 这种现象称为 压电效应 逆压电效应 逆压电效应 在电介质的极化方向上施加交变电场或电压 它会产生机械变形 当去 掉外加电场时 电介质变形随之消失 这种现象称为逆压电效应 电致伸缩效应 23 压电材料的分类 压电材料的分类 P95 压电晶体 单晶体 经过极化处理的压电陶瓷 多晶体 高分子压电材料 24 为什么压电式传感器只能用于动态力测量 为什么压电式传感器只能用于动态力测量 P97 由于外力作用在压电元件上产生的电荷只有在无泄漏的情况下才能保存 即需要测量 回路有无限大的输入阻抗 这实际上是不可能的 因此压电式传感器不能用于静态测量不能用于静态测量 压电元件在交变力的作用下 电荷可以不断补充 可以供给测量回路以一定的电流 故只只 适用于动态测量适用于动态测量 25 高分子压电薄膜制作的压电喇叭是什么效应 高分子压电薄膜制作的压电喇叭是什么效应 逆压电效应 高分子压电材料的应用高分子压电材料的应用 P99 玻璃打碎报警装置 压电式周界报警系统 交 通检测 可以判定车速 载荷分布 车型等 26 声波的分类有哪些 声波的分类有哪些 P110 声波是一种机械波 当它的振动频率在 20HZ 20KHZ 的范围内时 可为人耳所感觉 称为可闻声波可闻声波 低于 20HZ 的机械振动人耳不可闻 称为次声波次声波 但许多动物却能感受到 频率高于 20KHZ 的机械振动波称为超声波超声波 27 超声波的传播方式 超声波分类 超声波的传播方式 超声波分类 纵波 质点的振动方向与波的传播方向一致 这种波称为纵波 又称压缩波 横波 质点的振动方向与波的传播方向垂直 这种波称为横波 它是固体介质受 到交变剪切应力作用时产生的剪切变形 所以又称剪切波 它只能在固体中传播 表面波 固体的质点在固体表面的平衡位置附近作椭圆轨迹的振动 使振动波沿 着固体的表面向前传播 这种波称为表面波 横波 表面积波只能在固体中传播 而纵波能在固体 气体 液体中传播 超声横波 表面积波只能在固体中传播 而纵波能在固体 气体 液体中传播 超声 波的传播速度取决于介质的弹性常数及介质密度 同种介质不同波形或同一波形不同波的传播速度取决于介质的弹性常数及介质密度 同种介质不同波形或同一波形不同 介质 其传播速度都不相同 介质 其传播速度都不相同 28 透射率 反射率的概念 各使用价值 透射率 反射率的概念 各使用价值 P112 超声波从第一介质垂直入射到第二介质中时 透射声压与入射声压之比称为透射率透射率 而反射声压与入射声压之比称为反射率反射率 29 单晶直探头原理 单晶直探头原理 P114 发射超声波时 将 500V 以上的高压电脉冲加到压电晶片上 利用逆压电效应 使晶 片发射出一束频率落在超声范围内 持续时间很短的超声振动波 30 采用耦合剂的目的是什么 采用耦合剂的目的是什么 由于超声探头与被测物体接触时 在工件表面不平整的情况下 探头与被测物体表面 间必然存在一层空气薄层 空气的密度很小 将引起三个界面间强烈的杂乱反射波 造成 干扰 而且空气也将对超声波造成很大的衰减 为此 必须将接触面之间的空气排挤掉 使超声波能顺利地入射到被测介质中 在工业中 经常使用一种称为耦合剂的液体物质 使之充满在接触层中 起到传递超声波的作用 P116 31 什么是极化处理 什么是极化处理 为了使压电陶瓷具有压电效应 必须在一定温度下做极化处理 即在 1100C 1700C 温 度下 对两个烧结上银电极的极化面加以高压电场 1000V mm 4000V mm 极化 使电 畴的极化方向发生转动趋向于按外电场方向排列 极化处理后 陶瓷材料内部仍存在很强 的剩余极化强度 当压电陶瓷受外力作用时 电畴界限发生移动 因此剩余极化强度将发 生变化 压电陶瓷就呈现出压电效应 32 什么叫迟滞 什么叫迟滞 传感器正向特性和反向特性的不一致程度 33 湿敏电阻 测谎仪 湿敏电阻 测谎仪 大气的水气含量通常用大气中水汽的密度来表示 即以每 1m3大气所含水汽的克数来 表示 它称为大气的绝对温度 相对湿度是空气的绝对湿度与同温度下的饱和状态空气绝 对湿度的比值 它能准确说明空气干 湿程度 露点 露点 使大气中原来所含有的未饱和水汽变成饱和水汽所必须降低温度而达到的温度 值 计算题 计算题 1 书 P7 例 1 1 某压力表精度为 2 5 级 量程为 0 1 5MPa 测量结果显示为 0 7MPa 试求 1 可能出现的最大满度相对误差 2 可能出现的最大绝对误差 m 为多少 kPa 3 可能出现的最大示值相对误差 m x 解 1 可能出现的最大满度相对误差可以从精度等级直接得到 即 2 5 m 2 m kPaMPaMPaAm m 5 370375 0 5 1 5 2 3 36 5 100 70 0 0375 0 100 x m x A 由上例克制 总是大于 满度时等于 x m 2 书 P7 例 1 2 现有 0 5 级的 0 3000C 和 1 0 级的 0 1000C 的两个温度计 要测量 800C 的温度 试问采用哪一个温度计好 解 用 0 5 级表测量时 可能出现的最大示值相对误差为 875 1 100 80 5 0300 100 1 x m x A 若用 1 0 级表测量时 可能出现的最大示值相对误差为 25 1 100 80 0 1100 100 2 x m x A 计算结果表明 用 1 0 级表比用 0 5 级表的示值相对误差反而小 所以更合适 由上例 可知 在选用仪表时应兼顾精度等级和量程 通常希望示值落在仪表满度值得 2 3 以上 3 欲测 240V 左右的电压 要求测量示值相对误差的绝对值不大于 0 6 问 若选用量 程为 250V 电压表 其精度应选哪一级 若选用量程为 300V 和 500V 电压表 其精度又应 分别选用哪一级 解 44 1 100 240 6 0 100 m m x m x A 1 576 0 100 250 44 1 100 1 1 m m A S 答 若选用量程为 250 电压表 其精度应选 0 5 级 2 48 0 100 300 44 1 100 2 m 2 m A S 288 0 100 500 44 1 100 3 3 m m A S 答 若选用量程为 300V 和 500V 电压表 其精度又应都为 0 2 级 4 已知待测拉力约为 70N 左右 现有两只测力仪表 一只为 0 5 级 测量范围为 0 500N 另一只为 1 0 级 测量范围为 0 100N 问选用哪一只测力仪表比较好 为 什么 解 用 0 5 级表测量时 肯能出现的最大示值相对误差为 57 3 100 70 5 0500 100 1 x m x A 若用 1 0 级表测量时 可能出现的最大示值相对误差为 43 1 100 70 0 1