检测与转换技术知识点(重要)

学习检测技术的重要意义：检测技术是科学研究的“先行官”、检测技术是工业生产的“倍增器”检测技术是军事上的“战斗力”、检测技术是社会生活的“物化法官”检测系统的组成：检测系统主要由敏感元件、信号的转换与处理电路、显示电路或信号输出电路组成检测方法分类：（1）按检测过程：直接测量、间接测量、联立法（2）按检测方式：偏差法测量、零位法测量、微差式测量（3）按传感器与被测对象是否直接接触：接触式测量、非接触式测量（4）按被测量的变化快慢分类：静态测量、动态测量（5）按检测系统是否施加能量分类：主动式、被动式信号检测的作用：用于生产管理、质量管理、实现节能降耗；优化控制系统，实现生产过程的自动化；进行故障诊断，减少或避免事故的发生。温标的概念及常用温标之间的关系：为了保证温度量值的准确和统一，应该建立一个用来衡量温度高低的标准尺度，简称为温标。华氏温标和摄氏温标的换算为：F=1.8t+32

十三．规定摄氏零下273.15℃为零点，其分度法与摄氏温标相同：k=273.15+t感应同步器的类型： 1.直线感应同步器 2.圆感应同步器主要光电器件：光电管，光电倍增管，光敏电阻，光电二极管，光敏三极管，光电池什么是误差，误差产生的原因是什么？误差：检测结果偏离真值的大小称为检测误差。(1) 理论误差与方法误差：测量原理和方法本身存在缺陷所引起的误差。(2) 仪器误差：测量仪器、设备、装置性能不完善所造成误差。 (3) 影响误差：测量环境、条件引起的测量误差(4) 人为误差：读数误差、违规操作电容传感器主要有哪3种形式？主要应用？1.变面积式电容传感器2.变间隙式电容传感器3.变介电常数式电容传感器压电效应与逆压电效应的主要区别是什么？举例说明它们的应用。对某些电介质（晶体），当沿着一定方向施加重力时，该介质发生变形，内部产生极化现象，在它表面会产生符号相反的电荷；在晶体薄片上施加电场时，使晶体极化，则电介质会产生形变，将电能转化成机械能，这种现象称“逆压电效应”。电感传感器有哪三大类？它们的基本原理是什么？自感式、互感式、电涡流式自感式：铁芯和衔铁之间有气隙，气隙长度为σ，传感器运动部分与衔铁相连，衔铁移动时σ发生变化引起磁路的磁阻Rm变化，使电芯线圈的电感值L变化；互感式：把被测的非电量变化转换为线圈互感变化的传感器称为互感式传感器。这种传感器是根据变压器的基本原理制成的，并且次级绕组用差动形式连接，故称差动变压器式传感器。电涡流传感器：根据电涡流效应原理制成的传感器常见的磁电式传感器有哪两种？它们的基本原理是什么？1）恒磁通式：磁路系统恒定磁场(永久磁场），线圈是运动部件。（2）变磁通式：线圈、磁铁静止不动，转动物体引起磁阻、磁通变化。光电效应分为哪几类？分别列举说明它们的应用。外光电效应；内光电效应：1.光电导效应 2.光生伏特效应温度检测可采用哪几种传感器？它们之间的主要区别是什么？双金属片传感器，红外温度传感器，热电偶双金属片和热电偶均为接触式传感器，红外则为非接触式的。双金属片是将温度转化为位移量来测量；红外这是接收到的光谱与标准光谱进行比较、分析而转换为对应的温度；热电偶则是将温度信号转化为电信号进行测量。压力检测可采用哪几种传感器？它们的基本原理是什么？弹性压力计，液柱式压力计，压力变送器弹性式压力检测：根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移来实现测量液柱式压力检测：根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度来实现测量. 一般用压力表传递压力信息的距离不能很远，要向远距离传输压力信息，往往是将弹性测压元件与电气传感器相结合构成压力变送器，工业上常称为差压变送器。它能以统一信号进行传输、显示和控制。霍尔效应：若在某导体薄片的两端通过电流I，并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场，则在垂直于电流和磁场方向的平面上产生电动势，称为霍尔电势或霍尔电压，这种现象称为霍尔效应。霍尔传感器的应用测磁场强度，测转速，用做渐进开关等热电效应两种不同金属导体两端分别接在一起构成闭合回路，当两个结点温度不等时，回路里会产生热电势，形成电流，这种现象称为热电效应。外光电效应当光电传感器中的光电元件受到光线作用时，光电元件中的电子吸收光子能量，就会产生某些电特性的变化，这种物理现象称为光电效应。在光线作用下，电子逸出物体表面向外发射称外光电效应。光电导效应：入射光强改变物质导电率的物理现象称内光电导效应（光电导效应）光生伏特效应：物体表面受到光照射时，内部会激发出电子-空穴对，在内电场作用下电子、空穴分离，在物体内部产生电动势----光生伏特效应光纤的组成主要由三部分组成中心——纤芯；外层——包层；护套——尼龙料。流量检测的主要方法有哪些？它们的基本原理是什么？差压法：在管路内安装上检测元件（节流元件），当流体流过节流元件时，在其上、下游间产生压力差。由于此压力差和流量间有一定函数关系，因此，检测此压差，即可变换出流量。容积法（容积式流量计）：根据输送流体的容积空间大小实现流量的测量。容积空间的运动次数(或运动速度)与流量成正比。记录运动次数或速度，则可得出一段时间内的累积流量。速度法（涡轮流量计、电磁流量计）：测出流体的流速，再乘以管道截面即可得出流量。流体阻力法：利用流体流动给设置在管道中的阻力体以作用力，作用力大小和流量大小有关。流体振动法（涡街流量计）：在管道中放入挡块，使流体流过后产生振动，可得到与流量有关的频率输出信号。流量大，流体振动频率高。质量流量检测：在工业生产中，往往需要检测质量流量。所以在测量时，需将测出的体积流量，乘以密度换算成质量流量。电涡流传感器的原理是什么？当线圈两端加交流电压时，线圈中产生交流电流，因而产生交变磁场H1；将线圈靠近金属物体时，金属物体内部就会产生涡流I2，这个涡流同样产生交变磁场H2，H2抵消H1，则线圈的电感减小，电流变大。相反，当线圈远离金属物体时，电流变小。常用热电阻？它们的测温范围？ A.般若电子摄氏-200--650 B.铜热电阻摄氏-50--150 C.（铟电阻 4.2--15K、锰电阻、碳电阻-273到-268.5 摄氏度，液氮温域）热敏电阻的材料？它们测温范围？半导体。测温范围一般为-100—300C0热电偶的热电势包括哪两种? 接触电势和温差电动势热电偶传感器由哪几部分组成？热电极：要求其物理化学性质稳定，电阻温度系数小、电阻率高，输出热电势高、成线性绝缘套：防短路，常用氧化铝、耐火陶瓷保护套管接线盒传感器的组成：敏感元件，转换元件，调理电路。传感器与变送器的不同之处：传感器的输出信号是微小的，一般为mv级；变送器的信号经过放大了标准信号，一般为1-5V，0-10V，4-20mA传感器静特性：灵敏度、线性度、迟滞：传感器的特性即传感器输入——输出关系。线性度：传感器的输出与输入之间数值关系的线性程度。灵敏度是指传感器在稳态下输出变化量（输出增量）与对应的输入变化量（输入量增量）之比，用K 来表示迟滞现象：传感器正行程与反行程输入输出特性曲线不重合的现象。（正行程：传感器的输入量由小到大的过程。反行程：传感器的输入量由大到小的过程。）自感式传感器的类型：1：变气隙式自感式传感器、2变面积式自感式传感器3螺管式自感式传感器测量放大器的基本要求：增益高且稳定，共模抑制比高，失调与漂移小，频带宽，线性度好，转换速率高，阻抗匹配好，功耗低，抗干扰能力强和性价比高。压电材料的种类：压电材料主要由三种：石英晶体、压电陶瓷、高分子材料压变效应：导体产生机械形变时它的电阻值发生变化，这种现象称为应变效应。常见的电桥有几种?比较它们的电压输出灵敏度1）根据电源的不同可分为直流电桥和交流电桥。（2）根据结构可分为：单臂桥，半桥，全桥，其输出分别为：

1

1

R

R

E

U

o

∆

=

1

1

2R

R

E

U

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∆

=

1

1

4R

R

E

U

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∆

=

灵敏度依次为前者的2倍压电效应：对某些电介质（晶体），当沿着一定方向施加重力时，该介质发生变形，内部产生极化现象，在它表面会产生符号相反的电荷。举例说明电感式传感器的应用：按电感式传感器结构可分为：自感式、互感式、电涡流式。电涡流效应：金属导体置于变化的磁场中，金属导体内部会产生一圈圈闭合的电流，这种电流叫电涡流，这种现象叫做电涡流效应磁电感应式传感器的应用：直接输出可测速度；加积分器输出可测位移；加微分器输出可测加速度。参数检测的一般方法有哪些？选择敏感元件需要考虑哪些因素？光学法：利用光的发射、透射、折射和反射定律或性质进行检测。力学法：利用敏感元件将被测量转变成机械位移、变形实现对被测量的检测。热学法：根据被测介质的热物理量(参数)的差异以及热平衡原理进行参数的检测。电学法：利用敏感元件把被测变量转换成电压、电阻、电容等电学量声学法：利用超声波在介质中的传播以及在介质间界面处的反射等性质进行参数的检测声学法：利用超声波在介质中的传播以及在介质间界面处的反射等性质进行参数的检测射线法：放射线穿过介质时部分能量会被物质吸收，吸收程度与射线所穿过的物质层厚度、物质的密度等性质有关选择敏感元件时要考虑以下因素：(1).敏感元件的输出特性2).敏感元件的参数测量范围(3).敏感元件的输出特性

学习检测技术的重要意义：检测技术是科学研究的“先行官”、检测技术是工业生产的“倍增器”检测技术是军事上的“战斗力”、检测技术是社会生活的“物化法官”检测系统的组成：检测系统主要由敏感元件、信号的转换与处理电路、显示电路或信号输出电路组成检测方法分类：（1）按检测过程：直接测量、间接测量、联立法（2）按检测方式：偏差法测量、零位法测量、微差式测量（3）按传感器与被测对象是否直接接触：接触式测量、非接触式测量（4）按被测量的变化快慢分类：静态测量、动态测量（5）按检测系统是否施加能量分类：主动式、被动式信号检测的作用：用于生产管理、质量管理、实现节能降耗；优化控制系统，实现生产过程的自动化；进行故障诊断，减少或避免事故的发生。温标的概念及常用温标之间的关系：为了保证温度量值的准确和统一，应该建立一个用来衡量温度高低的标准尺度，简称为温标。华氏温标和摄氏温标的换算为：F=1.8t+32

十二．规定摄氏零下273.15℃为零点，其分度法与摄氏温标相同：k=273.15+t感应同步器的类型： 1.直线感应同步器 2.圆感应同步器主要光电器件：光电管，光电倍增管，光敏电阻，光电二极管，光敏三极管，光电池什么是误差，误差产生的原因是什么？误差：检测结果偏离真值的大小称为检测误差。(1) 理论误差与方法误差：测量原理和方法本身存在缺陷所引起的误差。(2) 仪器误差：测量仪器、设备、装置性能不完善所造成误差。 (3) 影响误差：测量环境、条件引起的测量误差(4) 人为误差：读数误差、违规操作电容传感器主要有哪3种形式？主要应用？ 1.变面积式电容传感器2.变间隙式电容传感器3.变介电常数式电容传感器压电效应与逆压电效应的主要区别是什么？举例说明它们的应用。对某些电介质（晶体），当沿着一定方向施加重力时，该介质发生变形，内部产生极化现象，在它表面会产生符号相反的电荷；在晶体薄片上施加电场时，使晶体极化，则电介质会产生形变，将电能转化成机械能，这种现象称“逆压电效应”。电感传感器有哪三大类？它们的基本原理是什么？自感式、互感式、电涡流式自感式：铁芯和衔铁之间有气隙，气隙长度为σ，传感器运动部分与衔铁相连，衔铁移动时σ发生变化引起磁路的磁阻Rm变化，使电芯线圈的电感值L变化；互感式：把被测的非电量变化转换为线圈互感变化的传感器称为互感式传感器。这种传感器是根据变压器的基本原理制成的，并且次级绕组用差动形式连接，故称差动变压器式传感器。电涡流传感器：根据电涡流效应原理制成的传感器常见的磁电式传感器有哪两种？它们的基本原理是什么？1）恒磁通式：磁路系统恒定磁场(永久磁场），线圈是运动部件。（2）变磁通式：线圈、磁铁静止不动，转动物体引起磁阻、磁通变化。光电效应分为哪几类？分别列举说明它们的应用。外光电效应；内光电效应：1.光电导效应 2.光生伏特效应温度检测可采用哪几种传感器？它们之间的主要区别是什么？双金属片传感器，红外温度传感器，热电偶双金属片和热电偶均为接触式传感器，红外则为非接触式的。双金属片是将温度转化为位移量来测量；红外这是接收到的光谱与标准光谱进行比较、分析而转换为对应的温度；热电偶则是将温度信号转化为电信号进行测量。压力检测可采用哪几种传感器？它们的基本原理是什么？弹性压力计，液柱式压力计，压力变送器弹性式压力检测：根据弹性元件受力变形的原理，将被测压力转换成位移来实现测量液柱式压力检测：根据流体静力学原理，把被测压力转换成液柱高度来实现测量. 一般用压力表传递压力信息的距离不能很远，要向远距离传输压力信息，往往是将弹性测压元件与电气传感器相结合构成压力变送器，工业上常称为差压变送器。它能以统一信号进行传输、显示和控制。霍尔效应：若在某导体薄片的两端通过电流I，并在薄片的垂直方向上施加磁感应强度为B的磁场，则在垂直于电流和磁场方向的平面上产生电动势，称为霍尔电势或霍尔电压，这种现象称为霍尔效应。霍尔传感器的应用测磁场强度，测转速，用做渐进开关等热电效应两种不同金属导体两端分别接在一起构成闭合回路，当两个结点温度不等时，回路里会产生热电势，形成电流，这种现象称为热电效应。外光电效应当光电传感器中的光电元件受到光线作用时，光电元件中的电子吸收光子能量，就会产生某些电特性的变化，这种物理现象称为光电效应。在光线作用下，电子逸出物体表面向外发射称外光电效应。光电导效应：入射光强改变物质导电率的物理现象称内光电导效应（光电导效应）光生伏特效应：物体表面受到光照射时，内部会激发出电子-空穴对，在内电场作用下电子、空穴分离，在物体内部产生电动势----光生伏特效应光纤的组成主要由三部分组成中心——纤芯；外层——包层；护套——尼龙料。流量检测的主要方法有哪些？它们的基本原理是什么？差压法：在管路内安装上检测元件（节流元件），当流体流过节流元件时，在其上、下游间产生压力差。由于此压力差和流量间有一定函数关系，因此，检测此压差，即可变换出流量。容积法（容积式流量计）：根据输送流体的容积空间大小实现流量的测量。容积空间的运动次数(或运动速度)与流量成正比。记录运动次数或速度，则可得出一段时间内的累积流量。速度法（涡轮流量计、电磁流量计）：测出流体的流速，再乘以管道截面即可得出流量。流体阻力法：利用流体流动给设置在管道中的阻力体以作用力，作用力大小和流量大小有关。流体振动法（涡街流量计）：在管道中放入挡块，使流体流过后产生振动，可得到与流量有关的频率输出信号。流量大，流体振动频率高。质量流量检测：在工业生产中，往往需要检测质量流量。所以在测量时，需将测出的体积流量，乘以密度换算成质量流量。电涡流传感器的原理是什么？当线圈两端加交流电压时，线圈中产生交流电流，因而产生交变磁场H1；将线圈靠近金属物体时，金属物体内部就会产生涡流I2，这个涡流同样产生交变磁场H2，H2抵消H1，则线圈的电感减小，电流变大。相反，当线圈远离金属物体时，电流变小。常用热电阻？它们的测温范围？ A.般若电子摄氏-200--650 B.铜热电阻摄氏-50--150 C.（铟电阻 4.2--15K、锰电阻、碳电阻-273到-268.5 摄氏度，液氮温域）热敏电阻的材料？它们测温范围？半导体。测温范围一般为-100—300C0热电偶的热电势包括哪两种? 接触电势和温差电动势热电偶传感器由哪几部分组成？热电极：要求其物理化学性质稳定，电阻温度系数小、电阻率高，输出热电势高、成线性绝缘套：防短路，常用氧化铝、耐火陶瓷保护套管接线盒传感器的组成：敏感元件，转换元件，调理电路。传感器与变送器的不同之处：传感器的输出信号是微小的，一般为mv级；变送器的信号经过放大了标准信号，一般为1-5V，0-10V，4-20mA传感器静特性：灵敏度、线性度、迟滞：传感器的特性即传感器输入——输出关系。线性度：传感器的输出与输入之间数值关系的线性程度。灵敏度是指传感器在稳态下输出变化量（输出增量）与对应的输入变化量（输入量增量）之比，用K 来表示迟滞现象：传感器正行程与反行程输入输出特性曲线不重合的现象。（正行程：传感器的输入量由小到大的过程。反行程：传感器的输入量由大到小的过程。）自感式传感器的类型：1：变气隙式自感式传感器、2变面积式自感式传感器3螺管式自感式传感器测量放大器的基本要求：增益高且稳定，共模抑制比高，失调与漂移小，频带宽，线性度好，转换速率高，阻抗匹配好，功耗低，抗干扰能力强和性价比高。压电材料的种类：压电材料主要由三种：石英晶体、压电陶瓷、高分子材料压变效应：导体产生机械形变时它的电阻值发生变化，这种现象称为应变效应。常见的电桥有几种?比较它们的电压输出灵敏度1）根据电源的不同可分为直流电桥和交流电桥。（2）根据结构可分为：单臂桥，半桥，全桥，其输出分别为：

1

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R

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2R

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4R

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灵敏度依次为前者的2倍压电效应：对某些电介质（晶体），当沿着一定方向施加重力时，该介质发生变形，内部产生极化现象，在它表面会产生符号相反的电荷。举例说明电感式传感器的应用：按电感式传感器结构可分为：自感式、互感式、电涡流式。电涡流效应：金属导体置于变化的磁场中，金属导体内部会产生一圈圈闭合的电流，这种电流叫电涡流，这种现象叫做电涡流效应磁电感应式传感器的应用：直接输出可测速度；加积分器输出可测位移；加微分器输出可测加速度。参数检测的一般方法有哪些？选择敏感元件需要考虑哪些因素？光学法：利用光的发射、透射、折射和反射定律或性质进行检测。力学法：利用敏感元件将被测量转变成机械位移、变形实现对被测量的检测。热学法：根据被测介质的热物理量(参数)的差异以及热平衡原理进行参数的检测。电学法：利用敏感元件把被测变量转换成电压、电阻、电容等电学量声学法：利用超声波在介质中的传播以及在介质间界面处的反射等性质进行参数的检测声学法：利用超声波在介质中的传播以及在介质间界面处的反射等性质进行参数的检测射线法：放射线穿过介质时部分能量会被物质吸收，吸收程度与射线所穿过的物质层厚度、物质的密度等性质有关选择敏感元件时要考虑以下因素：(1).敏感元件的输出特性2).敏感元件的参数测量范围(3).敏感元件的输出特性