检测与控制知识点

检测第一部分（黄）

1、材料成形检测与控制的关系

2、检测定义、主要内容

3、为什么要将非电量转换成电量进行测量

4、材料成型过程的测试量有何特点？如何实现？

5、传感器的定义、组成、工作原理

6、传感器分类

7、传感器说明书的三大主要信息

8、数字式仪表的五大特点、模数转换分类

9、热电偶按结构分类（5种），适用场合

10、标准热电偶种类及测量温度范围

11、传感器的信号处理步骤

12、热电效应、应变效应、压阻效应、涡流效应、压电效应、霍尔效应定义

13、光电式传感器特点，按光能转换分类

14、各种传感器定义及测试量

15、热电式公式推导

16、电容式、电感式传感器分类

17、应变式传感器分类

检测第一部分（黄）

1、材料成形检测与控制的关系

检测技术是自动控制的基础，通常是在检测的基础上进行控制。2、检测定义、主要内容

检测定义：检测是人们认识客观事物的重要手段，通过检测可以揭露事物的内在联系和变换规律，从而帮助人们认识和利用它。

主要内容：（1）温度的监测与控制、（2）位移、速度及加速度的检测与控制、（3）应力与应变的检测与控制、（4）力学性能、（5）电流、电压等工艺参数的检测与控制、（6）位置检测与运动控制

3、为什么要将非电量转换成电量进行测量

测量电路或电测装置只能测量、显示和记录电信号，所以测量时需要将非电信号转变成电信号。

4、材料成型过程的测试量有何特点？如何实现？

特点：被测试量特性：物理特性、量值特性、时变特性

测试装置特性：动态特性：常用频率域的描述方法，一般用传递函数k（s）来描述（拉氏变换）

静态特性：灵敏度、线性度、迟滞、重复性

如何实现：在非电量的测量中必须通过传感器将其转换成电量，然后再用电测量装置进行信号处理，最终获得被测量。

5、传感器的定义、组成、工作原理

定义：将被测非电量信号转换成与之有确定对应关系电量输出的器件

或装置。

组成：（1）敏感元件、（2）传感元件、（3）信号转换和调节电路、（4）（其他辅助元件组成的）辅助电路

工作原理：传感器一般利用某种材料所具有的物理、化学和生物效应或原理制备。

6、传感器分类

（1）按输入物理量分：位移~、速度~、加速度~、力~、时间~、温度~、光~。

（2）按测量时传感器与被测对象接触与否进行分类：接触式传感器、非接触传感器。

（3）按工作原理分：压电式~、热电式~、光电式~等

（4）按输出信号的性质分：模拟式传感器、数字式传感器

7、传感器说明书的三大主要信息

信号格式、量程、接线图

8、数字式仪表的五大特点、模数转换分类

特点：准确度高、读数准确、测量过程自动化、可联机操作、可在恶劣条件下工作

模数转换分类：时间间隔-数字转换（T-D转换）、电压-数字转换（U-D 转换）

9、热电偶按结构分类（5种），适用场合

普通热电偶（气体、蒸汽、液体）

铠装热电偶（热处理、冲击、高压、振动）

薄膜热电偶（微小面积和顺表温度-200-300℃）

表面热电偶（金属块、炉壁、涡轮叶片、轧辊等固体表面）

侵入式热电偶（铜液、钢液、铝液及熔融合金液体）

10、标准热电偶种类及测量温度范围

铂铑10-铂热电偶S （0-1600℃）

镍铬-镍硅热电偶K （0-1300℃）

镍铬-康铜热电偶E （-200-900℃）

铂铑30-铂铑6热电偶B （0-1800℃）

11、传感器的信号处理步骤

电桥、载波放大、相敏检波、滤波、模数-数模转换

12、热电效应、应变效应、压阻效应、涡流效应、压电效应、霍尔效应定义

热电效应：把两种不同金属A和B连接成闭合回路，其中一个接点的温度为T，而另一个点温度为T

，则在回路中有电流产生

应变效应：金属导体受到外界作用时，产生长度或截面变化的机械变形，从而导致阻值变化

压阻效应：是指锗硅等半导体材料，当一轴向受到力的作用时，因电阻率变化带来电阻变化

涡流效应：指当交变电感线圈产生的磁力线经过金属导体时，金属导体会产生感应电流，该电流呈闭合回线

压电效应：当沿物质的某一方向施加压力或拉力时，该物质产生变形，使其两个表面产生符号相反的电荷。当去掉外力时，它又重新回到不

带电状态

霍尔效应：一半导体薄片，长L 宽a 厚b ，当它被垂直置于磁感应强度为B 的磁场中，如果在他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会产生一个大小与控制电流I 和磁感应强度B 乘积成正比的电动势U H ，即U H =K H IB ，K H 为霍尔元件的灵敏度

13、光电式传感器特点，按光能转换分类

特点：

（1）非接触，几乎不干扰被测对象

（2）光信号的传播保密性好，防爆、抗电磁干扰，且便于遥测

（3）响应速度快

（4）高准确度、高分辨率

（5）检测区域宽

（6）容易实现自动化、连续检测

（7）检测对象宽广，可作大量相关应用

分类：

（1）利用光电效应的光电式传感器

（2）利用材料对红外线的选择性吸收制成的红外热释电探测器

（3）利用光电转换成像的CCD 图像传感器和MOS 图像传感器

（4）光纤传感器

14、各种传感器定义及测试量

（1）热电式传感器：是一种可将温度转化为电阻、磁导或电动势等