材料成型检测与控制 复习

第二章

1、传感器的定义与组成？

答：（1）传感器是将被测非电量信号转换为与之有确定对应关系电量输出的器件或装置。

（2）一般情况下，传感器可以抽象出由敏感元件、传感元件、信号转换和调节电路、其他辅助元件组成的辅助电路。

2、热电效应：把两种不同的金属a和b连接成闭合回路，其中一个接点的温度为T，而另一端的温度为T0，则在回路中有电流产生，这一现象成为热电效应。

3、热敏电阻的温度特性分类：分为三种类型，即负电阻温度系数的热敏电阻（NTC）;正电阻温度系数的热敏电阻（PTR）和在某一特定温度下电阻值会发发生突变的临界温度系数的电阻器（CTR）。

4、电阻式传感器主要分为两大类：电位计（器）式电阻传感器和应变式电阻传感器。

5、应变效应：金属导体收到外界力作用时，产生长度或截面变化的机械变形，从而导致阻值变化，这种因应变而使阻值发生变化的现象称为“应变效应”。

6、压阻效应：是指硅等半导体材料，当某一轴向受到力的作用时，因电阻率的变化而带来电阻变化的现象。

7、变磁阻式传感器的工作原理（简答）:变磁阻式传感器由线圈、铁芯和衔铁三部分组成。铁芯和衔铁由导磁材料如硅钢片、坡莫合金等组成。在铁芯和衔铁之间有气隙，气隙厚度为δ。传感器的运动部分与衔铁相连。当衔铁移动时，气隙厚度δ发生变化，从而使磁路中磁阻变化，进而使电感线圈的电感值变化，这样可以计算被测量的位移大小。

8、涡流效应：是指当交变电感线圈产生的磁力线经过金属导体时，金属导体就会产生感应电流，该电流的流线呈闭合回线。

9、电容式传感器的分类：变间隙型（改变d）、变面积型（改变A）、变介质型（改变εr）》

10、差动电容传感器：（1）为了提高传感器的灵敏度和克服某些外界因素（例如电源电压、环境温度等）对测量的影响，常常把传感器做成差动的形式。

（2）工作原理：当动极板移动后，C1和C2呈差动变化，即其中一个电容量增加，而另一个电容量则相应减少，这样可以消除外界因素所造成的测量误差。

11、压电效应：当沿物质的某一方向施加压力或拉力时，该物质将发生变形，使其两个表面产生符号相反的电荷；当去掉外力后，它又重新回到不带电状态，这种现象称为“压电效应”，也称为“顺压电效应”。

12、压电式传感器为什么不宜作静态测量？

答：压电式传感器的物理基础是压电效应，外力作用使压电材料产生电荷，该电荷只有在无泄漏的情况下才会长期保存，这就要求测量电路具有无限大的输入阻抗，而实际上这是不可能的，所以压电传感器不宜作静态测量。

13、压电晶片的连接方式由并联和串联两种。并联接法输出电荷答，只适宜低频信号的测量、输出电荷的情况；串联接法输出电压高，适宜于输出电压、测量电路输入阻抗很高的地方。

14、霍尔效应：将半导体薄片垂直置于磁感应强度为B的磁场中，在它的两边通以控制电流I，且磁场方向与电流方向正交，则在半导体另外两边将会产生一个大小与控制电流I和磁场强度B乘积成正比的电动势Uh，这一现象称为霍尔效应。

15、电桥可分为直流电桥和交流电桥两大类。（单臂、半桥、全桥）。

第五章

1，自动控制系统的分类：（1），按控制系统的工作原理：开环控制系统；闭环控制系统；复合控制系统

(2),按输入信号变化规律：恒值控制系统；随动控制系统；程序控制系统（3），按系统的特性：线性控制系统；非线性控制系统

（4），按系统参数是否随时间变化：时变系统；定常系统

（5），按系统信号的形式：连续控制系统；离散控制系统

2，传递函数的定义：在线性定常系统中，设系统的输入量r(t)，输出量c(t),则它的传递函数G(s)是指初始条件为零时，输出量的拉氏变换C(s)和出入量的拉氏变换R(s)之比。

3，传递函数的性质：（1），传递函数只与系统或元件本身的内部结构参数有关，而与输入量和初始条件等外部因素无关。（2），传递函数时复变量s的有理真分式函数，分子的多项式阶次m不高于分母多项式阶次n，即m小于等于n，且所有系数均为实数。3)，一定的传递函数有一定的零、极点分布图与之对应。因此，传递函数的零、极点也表征了系统的动态性能。

4，说明开环和闭环控制系统的优缺点

答：1）开环系统优点：控制系统的结构简单，成本较低，特别适合于系统结构参数稳定，没有干扰作用或所受干扰较小的场合。缺点：控制精度低，易受干扰的影响.

2）闭环系统：优点：能够检测偏差，纠正偏差，按偏差来控制，具有很强的纠编功能，对干扰具有良好的适应性。控制精度高，抗干扰能力强。不仅输入量对输出量产生控制作用，而且输出信号也参与控制作用。缺点：对参数变化不敏感；系统复杂。

5，试述控制系统的组成及对控制系统的基本要求。

答：1），组成：由测量反馈元件，比较元件，放大元件，校正元件，执行元件以及被控制对象等基本环节组成。

2），基本要求：快速性，稳定性，准确性。

第六章

1，时域分析法是根据系统的微分方程，以拉氏变换作为数学工具，直接解出控制系统的时间响应。然后，根据响应的表达式及描述曲线来分析系统的性能。2，时域性能指标：1），延迟时间2),上升时间3）峰值时间4）超调量5）调节时间6）稳态误差

第三章

1，磁电动圈式仪表的分类：指示型、指示调节型、记录型

2，测量电路对仪表的指示精度具有较大的影响：控制影响：控制R0和Ri。3，断偶现象：磁电动圈式温度仪表由仪表本体，外电阻回路构成，外电阻又由热电偶、补偿导线、外调电阻等构成，外电阻回路有可能因连接不可靠或被无意中碰着而断路。

4，断偶保护的必要性：若不采取断偶保护措施，当发生断偶现象后，仪表内的动圈就不可能有电流输入，动圈和指针就不会发生偏转，这样振荡器就一直处于振荡工作状态，继电器得电其触电闭合，控制的电阻炉始终处于加热状态。当炉温超过规定的温度时，由于不能自行断电而继续加热，这样可能将炉子烧坏甚至发生安全问题，这是十分危险的，为此需要设置断偶自动保护电路。

5，热电偶的冷端温度补偿：1）冷端温度法；2）冷端温度计算校正法；3）冷端温度补正法；4）仪表调零法；5）补偿导线法；6）补偿电桥法。

6电阻应变仪的分类：1）静态电阻应变仪；2）静动态电阻应变仪；3）动态电阻应变仪；4）超动态电阻应变仪还有静态多点自动应变测量装置、遥测应变仪等