传感器与测试技术总复习B

1、传感器与测试技术第6章 磁电式传感器一、磁电感应式传感器1、工作原理线圈在磁场中作切割磁力传运动产生感应电动势只要磁通量发生变化，就会产生感应电动势磁通量变化主要有：线圈与磁场发生相对运动 磁路中磁阻变化线圈中磁通量发生变化恒定磁场中线圈面积变化P141还反映磁电式传感器的优点二、类型（1）变磁通式变磁阻式 气隙变化磁阻变化 闭磁路变磁通式 （图6-1） 开磁路变磁通式 （图6-2）（2）恒定磁通式测速度 速度变化感应电势线速度型 图6-3 U角速度型 图6-4 w3、应用 P143二、霍尔传感器1、工作原理 霍尔效应(P159 第5题 ) UH=KHIB (RH霍尔系数，KH霍尔灵敏度系数，

2、d半导体厚度)2、结构与特性看书后面练习（1）材料与结构 （2）主要技术参数3、驱动电路 恒流驱动（线性度高、精度高、受温度影响小）恒压驱动 （简单、但性能较差、用于精度要求不高的场合）4、误差分析及补偿（1）不等位电势及补偿（2）温度误差及补偿 （a）恒流源提供I （b）恒压供电热敏电阻tRt（c）串并联电阻 （d）补偿电路5、应用压力、磁场、电流、转速三、磁栅式1、它由磁栅、磁头、检测电路组成。 当磁栅与磁头相对位是发生变化时产生电信号数字显示 它有长磁栅测位移 圆磁栅测角位移2、输出信号处理 两个静态磁头相位差 3、误差零位误差细分误差4、应用大位移高精度位移检测第7章 压电式传感器一、

3、压电效应 见P161二、压电传感器及其等效电路边 C= 极板上积累电荷Q=dF（作用力） d为压电系数 Ca U Q Ca 电压源 电流源三、压电材料 压电晶体常用精密和稳定性高的场合，可制成标准传感器压电陶瓷制作工艺简单、耐湿、耐高温使用最广泛压电半导体既有压电性又有半导体性高分子压电材料高分子薄膜、高分子陶瓷四、变换电路电荷放大器电缆长度影响可不计 Ua=五、应用测加速度、测力、测压力第8章 光电传感器一、光电效应及光电器件1、 光电效应物体吸收光能后产生电效应的现象，光是光电传感器的理论基础。2、外光电效应 内光电效应（光导电效应） 光生伏特效应光电管 光敏电阻 光敏二、三极管，光电池3

4、、光电器件基本特性光电流 暗电流， 光照 光谱 伏安特性4、光敏电阻光敏二、三极管 半导体色敏器件 结型场效应光敏管可检测微弱电流5、应用测量尺寸、转速二、光纤传感器要掌握其优点及应用1、工作原理 工作基础光的全反射 全射角C（临界角）2、主要参数 3、种类4、常见传感器传感型、传光型三、光栅传感器1、光栅与莫尔条纹 B=2、结构与原理辨向原理、细分技术四、激光传感器1、 原理及特点 激发，受激辐射 特性方向性强 亮度高 单色性强 相干性好2、激光器3、CCD和PSD将入射光位置电信号 X=L（I2-I1）/I1+I2 测得I1 I2X MOS 加正电压 势阱 光照 光生电子进入势阱 象素(光

5、强光生电子多) 第9章 超声波传感器一、超声波的物理性质1、 什么叫超声波频率高的声波特点：a.频率高可达109HZ（波长短） b.方向性好 c.穿透本领大（在液体、固体中衰减小） d.碰到杂质或分界面有明显反射它是一种机械波符合机械波一般规律波的叠加、干涉及驻波、波的反射、折射、衰减它有本身的特殊性纵波、横波、表面波、蓝姆波四种波形并在分界面上出现波型的转换2、声波的衰减原因 a.声波在扩散 b.散射 c.介质吸收 衰减以衰减系数 表示二、超声波转换器功能把超声波发出去，再接收回来转换成电信号型式压电型、磁致伸缩型、电磁伸缩型、振板型、 弹性波型主要采用压电型 逆压电效应发射支流电压加在压电

6、元件（晶体）上，机械变形 发出超声波 电压晶体 接收接收超声波 电信号 放大输出 正压电效应 声能 电能三、超声波探伤3种方法1、 共振法根据声波（频率连续可调）在工作中呈共振状态来测工件厚度和 探伤。调节发射频率，使发射波与反射波同相位，引起共振。共振法测量精度高，但对工件表面质量要求高2、穿透法二个探头。一个发射，另一个接收。根据穿透工件后的能量变化来判断工件内部的质量。优点：方法简单、可避免盲区，便于自动探伤。缺点：灵敏度低、只能判有无缺陷，不能定位。两探头距离位置要求高3、脉冲反射法发射波为T，一部分声波遇缺陷反射回来为FT F B另一部分声源到底部反射回来B根据F的位置和大小可知缺陷

7、位置和大小优点 ： 灵敏度高、能准确定位、可用不同波形探伤，应用广泛。注意 ： 为使工件发射和接收超声波，必须使探头和工件探测面有良好声耦合，耦合方式直接接触法和液浸法。第10章 传感器与测试技术在机电系统中的典型应用一、传感器选用原则被测信号，测试环境和干扰因素，测试范围、测试方式、传感器的灵敏度、精度、频响特性、稳定性、体积、来源、价格等二、测试系统考虑因素技术上合理，经济上节约。还需考虑系统的灵敏度、精度、频响特性、稳定性、线性范围、测试方式及各环节之间的配合等。三、干扰及防护 1、影响测试系统的干扰有哪些，如何防护？ 机械干扰可设置减振弹簧或减振橡胶。 光干扰将元件封闭在不透光的壳体内，注意光屏蔽。 温度干扰用导热性良好金属材料屏蔽罩，热屏蔽，要求高的计量可在恒温室，采用温度补偿方法。 湿度干扰对电气元件和印板用防潮漆或有机硅胶、环氧树脂灌装。 电磁干扰屏蔽、接地和滤波2、 引起电磁干扰的噪声源放电噪声、电气噪声、固有噪声。3、 噪声耦合到测试系统方式公共阻抗耦合、电容性耦合、电感性耦合。四、在机床及生产线上应用 常用6种参数切削力、扭矩、角位移、速度、位置、温度五、在机器人上应用 1、三代演变顺序控制简单传感器反馈信息能感受外部环境和对象物，具