检测技术复习提纲

1、总复习 1总复习自动检测技术及仪表总复习 21.检测技术基础1.1 检测检测技术的基本概念技术的基本概念 掌握检测的基本概念、常见的检测分类方掌握检测的基本概念、常见的检测分类方法，会识别不同的检测方法法，会识别不同的检测方法1.2 检测仪表的基本概念检测仪表的基本概念 熟悉检测仪表（系统）基本组成、掌握检熟悉检测仪表（系统）基本组成、掌握检测系统各部分的主要作用；测系统各部分的主要作用； 了解检测仪表的分类；了解检测仪表的分类； 熟练掌握检测仪表的静态性能和动态性能；熟练掌握检测仪表的静态性能和动态性能；总复习 3 1.3 测量误差的理论基础测量误差的理论基础 掌握各种误差的概念掌握各种误差

2、的概念 掌握误差的分类、产生原因，会识别不同掌握误差的分类、产生原因，会识别不同类型的误差类型的误差 了解误差的估计、评价处理方法了解误差的估计、评价处理方法 掌握消除误差的方法。掌握消除误差的方法。掌握本章课后作业掌握本章课后作业总复习 42.检测技术与检测元件第一节第一节 检测技术的原理与方法检测技术的原理与方法 了解参数检测的一般方法；了解参数检测的一般方法；第二节 机械式检测元件 理解弹性元件的基本性能理解弹性元件的基本性能 熟悉常见的弹性元件熟悉常见的弹性元件总复习 5第3节 电阻式检测元件 熟悉电阻式检测元件的基本原理和常见的熟悉电阻式检测元件的基本原理和常见的电阻式检测元件电阻式

3、检测元件 掌握电阻应变元件的工作原理和分类掌握电阻应变元件的工作原理和分类 掌握应变效应、压阻效应掌握应变效应、压阻效应 掌握电阻应变片的温度误差产生原因掌握电阻应变片的温度误差产生原因 掌握应变片的温度补偿法掌握应变片的温度补偿法 理解应变片的主要特性理解应变片的主要特性 理解电阻应变片的应用理解电阻应变片的应用总复习 6第3节 电阻式检测元件 掌握热电阻式检测元件的工作原理、分类、掌握热电阻式检测元件的工作原理、分类、应用及常见的热电阻式检测元件应用及常见的热电阻式检测元件 热敏电阻的分类及各类的特性热敏电阻的分类及各类的特性 掌握本节课件上的例题掌握本节课件上的例题总复习 7第4节 电容

4、式检测元件 掌握电容式检测元件的基本工作原理掌握电容式检测元件的基本工作原理 掌握电容式检测元件的类型及特性掌握电容式检测元件的类型及特性变极距型：单极板、差动变间隙式、固定介质与变极距型：单极板、差动变间隙式、固定介质与可变间隙式可变间隙式变面积型：平板式线位移、圆柱式线位移、角位变面积型：平板式线位移、圆柱式线位移、角位移式（移式（位移与输出电容都为线性关系，灵敏系数位移与输出电容都为线性关系，灵敏系数为常数为常数）变介电常数型变介电常数型 掌握电容式检测元件典型应用：差压传感器、加掌握电容式检测元件典型应用：差压传感器、加速度传感器、荷重传感器、振动、位移测量仪速度传感器、荷重传感器、振

5、动、位移测量仪 掌握本节课件上的例题掌握本节课件上的例题总复习 8第5节 热电式检测元件 掌握热电式检测元件的基本工作原理：热电效应掌握热电式检测元件的基本工作原理：热电效应 掌握基本概念：掌握基本概念：热电极、热电偶、工作端、参比热电极、热电偶、工作端、参比端、热电动势以及热电动势的组成端、热电动势以及热电动势的组成 掌握掌握接触电势、温差电势产生的主要原因接触电势、温差电势产生的主要原因 掌握掌握热电偶的基本定律及应用热电偶的基本定律及应用均质导体定律均质导体定律中间导体定律中间导体定律中间温度定律中间温度定律标准电极定律标准电极定律 掌握本节课件上的例题掌握本节课件上的例题总复习 9第6

6、节 压电式检测元件1.1.掌握压电式传感器的工作原理：压电效应掌握压电式传感器的工作原理：压电效应2.2.掌握常用的压电材料：石英晶体和压电陶瓷掌握常用的压电材料：石英晶体和压电陶瓷3.3.掌握压电元件常用结构形式：串联和并联掌握压电元件常用结构形式：串联和并联4.4.了解压电元件的等效电路（静电发生器或电容）了解压电元件的等效电路（静电发生器或电容）5.5.了解压电式传感器的测量电路：电压放大器和电了解压电式传感器的测量电路：电压放大器和电荷放大器荷放大器6.6.掌握压电式加速度传感器工作原理，掌握压电式掌握压电式加速度传感器工作原理，掌握压电式压力传感器的原理；压力传感器的原理；7.7.压

7、电式压电式传感器典型特征：能量转换型传感器传感器典型特征：能量转换型传感器 总复习 10第7节 光电式检测元件 掌握光电式检测元件的工作原理：光电效应掌握光电式检测元件的工作原理：光电效应外光电效应外光电效应内光电效应：光电导效应和光生伏特效应内光电效应：光电导效应和光生伏特效应 掌握掌握常见的光电器件及其工作原理常见的光电器件及其工作原理光敏电阻、光电池、光敏晶体管、光电管光敏电阻、光电池、光敏晶体管、光电管 掌握掌握典型应用：典型应用：溶液浓度检测溶液浓度检测、转速测量转速测量 掌握掌握光谱特性光谱特性 总复习 11第8节 磁电式检测元件 掌握磁电感应式检测元件的基本工作原理：电磁掌握磁电

8、感应式检测元件的基本工作原理：电磁感应定律感应定律 掌握磁电感应式检测元件的类型：掌握磁电感应式检测元件的类型：恒定磁通式恒定磁通式变磁通式变磁通式 掌握霍尔式检测元件的基本工作原理：霍尔效应掌握霍尔式检测元件的基本工作原理：霍尔效应 掌握磁电感应式检测元件、霍尔式检测元件的应掌握磁电感应式检测元件、霍尔式检测元件的应用：测转速、压力、液位用：测转速、压力、液位 掌握课件上的例题掌握课件上的例题掌握本章课后作业掌握本章课后作业总复习 123.检测仪表第1节检测仪表的构成和设计方法 掌握检测仪表的组成掌握检测仪表的组成 掌握掌握信号变换的基本形式和信号变换的方法及相信号变换的基本形式和信号变换的

9、方法及相应的转换元件应的转换元件位移位移电信号电信号(利用霍尔元件、电容器、差动变压利用霍尔元件、电容器、差动变压器、电感等器、电感等)电阻电阻电压（利用电桥）电压（利用电桥）电容电容电压（电桥、脉宽调制电路、运放）电压（电桥、脉宽调制电路、运放）电压电压电流（运放）电流（运放）电流电流电压（运放）电压（运放） 掌握掌握4 4中典型的电桥中典型的电桥 掌握掌握课件上的例题课件上的例题总复习 13第2节 温度检测仪表 掌握温度、温标的概念、温度检测仪表的分类掌握温度、温标的概念、温度检测仪表的分类 掌握掌握热电偶温度计测温原理、自由端（参比端）温热电偶温度计测温原理、自由端（参比端）温度的处理方

10、法度的处理方法 掌握热电偶的结构形式掌握热电偶的结构形式 掌握掌握热电阻测温原理、结构类型热电阻测温原理、结构类型 掌握掌握 掌握掌握玻璃管温度计、双金属温度计、压力式温度计玻璃管温度计、双金属温度计、压力式温度计的测温原理的测温原理 掌握掌握辐射测温原理及主要的方法辐射测温原理及主要的方法 掌握掌握课件上的例题课件上的例题总复习 14 第3节 压力检测仪表 掌握压力的基本概念及表示方法掌握压力的基本概念及表示方法 掌握四类压力传感器工作原理的测量方法掌握四类压力传感器工作原理的测量方法 液体压力计、弹性式压力检测仪表、电远传式压力检测仪液体压力计、弹性式压力检测仪表、电远传式压力检测仪表、物

11、性型压力检测仪表表、物性型压力检测仪表 掌握压力仪表的量程选择、精度等级选择及掌握压力仪表的量程选择、精度等级选择及类型选则类型选则 了解压力表的安装了解压力表的安装 取压口、引压管路及附件的安装取压口、引压管路及附件的安装 掌握掌握课件上的例题课件上的例题总复习 15第4节 物位检测仪表 掌握物位的基本概念掌握物位的基本概念 掌握物位检测的方法掌握物位检测的方法静压式物位计静压式物位计浮力式物位计：恒浮力法和变浮力法浮力式物位计：恒浮力法和变浮力法电容式液位计：结构、电容式液位计：结构、电容和液位之间的关系电容和液位之间的关系 声学式物位计声学式物位计 射线式物位计射线式物位计 掌握无迁移、

12、正迁移、负迁移及与其相关的题目掌握无迁移、正迁移、负迁移及与其相关的题目 掌握掌握课件上的例题课件上的例题总复习 16 第5节 流量检测仪表 掌握流量的基本概念及表示方法掌握流量的基本概念及表示方法 掌握流量检测方法的分类掌握流量检测方法的分类 掌握掌握流量检测仪表的分类流量检测仪表的分类 至少掌握至少掌握3种流量的测量方法和原理：节流式流种流量的测量方法和原理：节流式流量计、转子流量计、涡街流量计、电磁流量计、量计、转子流量计、涡街流量计、电磁流量计、靶式流量计、容积式流量计、质量流量计、涡轮靶式流量计、容积式流量计、质量流量计、涡轮流量计、超声波流量计流量计、超声波流量计 掌握节流式流量计

13、（差压式流量计）和电磁流量掌握节流式流量计（差压式流量计）和电磁流量计的组成计的组成 掌握掌握课件上的例题课件上的例题总复习 17 第6节 气体成分分析仪表 了解了解氧量分析仪氧量分析仪 的工作原理的工作原理 了解了解热导式气体分析仪的检测原理热导式气体分析仪的检测原理 掌握掌握红外式气体分析仪检测原理红外式气体分析仪检测原理 了解了解色谱仪检测原理色谱仪检测原理总复习 18第七节第七节 机械量测量仪表机械量测量仪表 掌握机械量的检测原理掌握机械量的检测原理第九节第九节 显示记录仪表与装置显示记录仪表与装置 不考不考掌握本章课后作业掌握本章课后作业总复习 19%25. 110004005max

14、举例：举例：例例1 一台测量仪表，其标尺范围为一台测量仪表，其标尺范围为0400。已知其绝对误。已知其绝对误差最大值差最大值 。求其引用误差。求其引用误差。ctm5例例2 另一台测量仪表，标尺范围为另一台测量仪表，标尺范围为0200。已知其绝对误差。已知其绝对误差最大值最大值 。求其引用误差。求其引用误差。 ctm5max51002.5%2000计算题类型计算题类型第一章第一章总复习 20 例例3:3:量程为量程为0 01000 V1000 V的数字电压表，如果其的数字电压表，如果其整个量程中最大绝对误差为整个量程中最大绝对误差为1.05V1.05V，判断其，判断其精精度等级度等级。%105.

15、 0%100100005. 1%100%maxLxs仪表精度等级为仪表精度等级为: 0.25级级总复习 21 【例【例4】被测电压实际值大约为被测电压实际值大约为21.7 V21.7 V，现有，现有1.51.5级、量程为级、量程为0 030V30V的的A A表，表，1.51.5级、量程为级、量程为0 050V50V的的B B表，表，1.01.0级、量程为级、量程为0 050V50V的的C C表，表，0.20.2级、量程为级、量程为0 0360V360V的的D D表，表， 以上四种电压表，请问选用哪种规格的电压以上四种电压表，请问选用哪种规格的电压表进行测量所产生的测量误差较小表进行测量所产生的

16、测量误差较小? ? 解：解：分别用四种表进行测量分别用四种表进行测量, ,由此由此可能产可能产生生的最大绝对误差分别如下所示。的最大绝对误差分别如下所示。总复习 22A A表有表有, , VLx45. 030%5 . 1%maxB B表有表有, , VLx75. 050%5 . 1%maxC C表有表有, , VLx50. 050%0 . 1%maxD D表有表有, , VLx72. 0360%2 . 0%max 四者比较，选用四者比较，选用A A表进行测量所产生的测表进行测量所产生的测量误差通常较小。量误差通常较小。 总复习 23仪表的准确度等级和最大引用误差仪表的准确度等级和最大引用误差

17、例例5 5：某指针式电压表的准确度为某指针式电压表的准确度为2.52.5级，用它级，用它来测量电压时可能产生的最大满度相对误差为来测量电压时可能产生的最大满度相对误差为2.5% 2.5% 。例例6 6：某公司生产测量温度的仪表，满度误差均某公司生产测量温度的仪表，满度误差均在在1.11.6之间，该系列产品属于哪一级温度表？之间，该系列产品属于哪一级温度表？例例7 7：某车间希望测量温度的仪表满度相对误差某车间希望测量温度的仪表满度相对误差控制在控制在1.11.6之间，应购买哪一级温度表？之间，应购买哪一级温度表？最大引用误差最大引用误差总复习 24【例【例8】现有两个电压表一只是现有两个电压表

18、一只是0.5级级0300V,另一只是另一只是1.0级级0100V,若要测量若要测量80V的电压的电压,试问选用哪一只电压表测量更好试问选用哪一只电压表测量更好?总复习 25【例【例9】某一标尺为某一标尺为01000的温度出厂前经校验，的温度出厂前经校验，其刻度标尺上的各点测量结果分别为：其刻度标尺上的各点测量结果分别为： 求出该温度计的最大绝对误差值；求出该温度计的最大绝对误差值； 确定该温度计的精度等级；确定该温度计的精度等级； 如果工艺上允许的最大绝对误差为如果工艺上允许的最大绝对误差为8，问该，问该温度计是否符合要求？温度计是否符合要求？标准表标准表读数读数/02004006007008

19、009001000被校表被校表读数读数/02014026047068059031001说明：说明：国家现行统一规定划分的精度等级有国家现行统一规定划分的精度等级有 ，0.1，0.25，0.35，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0总复习 26【例【例10】如果有一台压力表，其测量范围为如果有一台压力表，其测量范围为0 010Mpa,经校验得出下列数据：经校验得出下列数据：标准表读数标准表读数/Mpa0246810被校表正行程被校表正行程读数读数/Mpa01.983.965.947.979.99被校表反行程被校表反行程读数读数/Mpa02.024.036.068.0310.011.求出该压力表

20、的求出该压力表的最大绝对误差值；最大绝对误差值； 2.问该压力表是否符合问该压力表是否符合1.0级精度？级精度？总复习 27 第二章第二章举例举例1： 某应变片的电阻某应变片的电阻R=350 ，灵敏系灵敏系数数K=2.05，用作应变为，用作应变为 的传感元件。的传感元件。 求：求： 解：解：RRR和mm/800574. 035000164. 000164. 01005. 28006RKRKRR*总复习 28举例举例2： 一个一个K=2.1的的350 应变片粘贴在铝支柱应变片粘贴在铝支柱（其弹性模量（其弹性模量E=73GPa）上。支柱的外）上。支柱的外径为径为50mm，内径为，内径为47.5mm

21、。试计算当。试计算当支柱承受支柱承受1000kg负荷时电阻的变化量。负荷时电阻的变化量。（提示：（提示： 为测试的应力；为测试的应力； 为为应变；应变； E为材料的弹性模量。应力为单为材料的弹性模量。应力为单位面积所受的力。）位面积所受的力。）,E*总复习 2952. 073GPam101919800N3501 . 2R73GPaE9800N1000kgF1 . 2K350R191mm45mm. 25mm.974dDSS,/ )/(/26222，有和，因此，对于）（为承受力的面积根据几何学ESFKREKRRKR*总复习 30举例举例3 如果将如果将100 的电阻应变片粘贴在弹性试件上，若的电阻

22、应变片粘贴在弹性试件上，若试件受力横截面积试件受力横截面积S=0.5*10-4m2，弹性模量，弹性模量E=2*1011N/m2，若有，若有 F=5*104N的拉力引起电阻变的拉力引起电阻变化为化为1 。试求该应变片的灵敏度系数。试求该应变片的灵敏度系数。 （提示：（提示： 为测试的应力；为测试的应力； 为应变；为应变； E为为材料的弹性模量）材料的弹性模量） ,E解：解：2005. 01001RRK005. 0102105 . 010510011144应变片灵敏度系数：SEFRR*总复习 31例例4 4：用镍铬用镍铬- -镍硅热电镍硅热电偶偶测量热处理炉炉温。冷端测量热处理炉炉温。冷端温度温度

23、T T0 0=30=30，此时测得热电势，此时测得热电势E(T,TE(T,T0 0) )39.17mV,39.17mV,则实际炉温是多少？则实际炉温是多少？解：解：根据根据E(T,30)E(T,30) E(T,0)- E(30,0)E(T,0)- E(30,0) E(T,0) E(T,0) E(T,30)E(T,30) E(30,0)E(30,0) 39.17mV39.17mV 1.2mV1.2mV 40.37mV40.37mV 再由再由40.37mV40.37mV查分度表，得实际炉温查分度表，得实际炉温T T977977已知已知:E(30,0) 1.2mV, E(977,0) 40.37mV

24、。*总复习 32例例5 用镍铬用镍铬-镍硅热电偶测炉温。当冷端温度镍硅热电偶测炉温。当冷端温度T0=30时，测得热电势为时，测得热电势为E(T,T0)=39.17mV，若被测温，若被测温度不变，而冷端温度为度不变，而冷端温度为-20 ，则该热电偶测得，则该热电偶测得的热电势为多少？（已知该热电偶的热电势为多少？（已知该热电偶E（30,0）=1.2mV ，E（-20,0）=-0.77mV ，），）解：根据中间温度定律解：根据中间温度定律 E（T, T0）=E（ T, T0 ）+E（ T0, T0 ） E（T, -20）=E（ T, 30 ）+E（ 30, 0） -E（ -20 ,0） =39.1

25、7+1.2-(-0.77) =41.4mV E（T, T0）=E（ T, T0 ）+E（ T0, 0） -E（ T0 ,0） 总复习 33 第三章第三章举例举例1： 一台用等强度梁作为弹性元件的电子秤，在梁的上下两面各一台用等强度梁作为弹性元件的电子秤，在梁的上下两面各贴两片相同的电阻应变片（贴两片相同的电阻应变片（K=2），如图所示。已知），如图所示。已知L=100mm、b=11mm、t=3mm，E=2*104N/mm2。现将四。现将四个应变片接入直流电桥中，电桥电源电压个应变片接入直流电桥中，电桥电源电压U=6V。已知应变。已知应变计算公式为计算公式为 ，当力，当力F=0.5Kg时，求：时

26、，求：FEbtl26RR（1 1）根据应变片的位置，画出相应的测量桥路原理图）根据应变片的位置，画出相应的测量桥路原理图（要求输出电压灵敏度最高）；（要求输出电压灵敏度最高）；（2 2）求各个应变片的应变）求各个应变片的应变（3 3）求电阻的相对变化量）求电阻的相对变化量（4 4）若电桥供电电压）若电桥供电电压U=6VU=6V，求桥路的输出电压。求桥路的输出电压。 F l t F b *总复习 34（1）测量桥路原理图）测量桥路原理图R1+ R1R2 - R2ULUE R4- R4R3+ R3*总复习 35解：解：（2）应变绝对值相等：）应变绝对值相等：FEbtl242316（3）电阻相对变化

27、量：）电阻相对变化量：KRRRRRRRRRR4231（4）等臂全桥电路的输出电压：）等臂全桥电路的输出电压：mVFEbtlUKUKRRUU8 .171023111008 . 95 . 066264220*总复习 36 例例3.5（教材（教材P151） 压力容器正常工压力容器正常工作时压力范围为作时压力范围为0.4-0.6MPa，用压力，用压力表检测压力，并使测量误差不大于被表检测压力，并使测量误差不大于被测压力的测压力的4%，确定该表的量程和精度，确定该表的量程和精度等级。等级。总复习 37 说明：仪表量程的确定说明：仪表量程的确定 在被测压力比较稳定的情况下，最大压力值在被测压力比较稳定的情

28、况下，最大压力值应不超过满量程的应不超过满量程的3/4。 在被测压力波动较大的情况下，最大压力值在被测压力波动较大的情况下，最大压力值应不超过满量程的应不超过满量程的2/3。 为了保证测量精度，最小被测压力值应不低为了保证测量精度，最小被测压力值应不低于仪表满量程的于仪表满量程的1/3。 当最大和最小压力不能同时满足时，应首先当最大和最小压力不能同时满足时，应首先满足最大压力。满足最大压力。总复习 38例例3.6（教材（教材P159）：）：检测液位检测液位 已知已知1=1200kg/m3， 2=950kg/m3，和，和h1=1.0m，h2=5.0m，液位变化范围，液位变化范围03m，当地重力加速度当地重力加速度g=9.8m/s，求差压