氨氮在线监测仪器的使用原理和方法探析

摘要：近几年来，我国监测技术的发展与综合实力的强大，在进行环境监测与管理能力已逐步位居世界领先行列当中。氨氮在线监测仪器的应用，打破了以往在进行水质监测当中易忽视的一系列弊端，所产生的实际效益尤其显著。本文从氨氮在线监测仪的认识为入手点，进一步探究其使用的原理与及主要方法，为今后的工作的展开奠定基础。

关键词：氨氮；在线监测仪；使用；原理；方法

目前，水质监测仪器的发展前景仍处在一个未知的却极其可观的发展趋势当中，在北美等国都陆续设立了一定规模的专业生产企业。水质在线监测系统之所以得到世界各国的青睐，缘于其具有自动转换量程，自动在线监测、并能够完成自动运行、自动校正等对内部数据的管理功能，对测量值与测量时间的实时掌控有着较大的裨益。在日常的使用过程当中，应做好定期维护，了解其使用原理与及方法，保证其正常运行，从而才能保证监测的数据更为准确精密，更好的完成对水质环境的监控管理，下面我们一起来进行详细探讨。

一.对氨氮在线监测仪器的认识

氨氮（NH3-N）在线监测仪器是基于酸碱指示剂的变色原理的应用和分析从而测量和判断所检验的水样当中的NH3-N的浓度，在以往的监测方法之上进行改良，克服了采用电极法仪器的维修率频繁的缺憾，同时也解决了在采用纳氏试剂进行监测之时却同时对水质带来的毒害问题。

一套完整的氨氮（NH3-N）在线监测仪器具体应当具有监测主机（水中NH3-N含量的自动监测的重心）、流量综合仪（包括超声波流量计与巴歇尔流量槽），除此之外还有传输设置（常见的传输设置有PSIN有线网络与及GPRS无线网络两种，主要负责数据的输入与输出）[1]。

近几年来，氨氮（NH3-N）在线检测仪器较以往来看得到极其显著的改善，在进行污染源与水质环境的检测管控等方面都作出了极大的贡献，但是其主要的生产和供应商却都还主要集中在欧美等国家，这也直接导致了我们在进行水质监控时若需要一台具有较高质量保证的氨氮在线检测仪器往往需要从国外购置，这样一来所需耗费的成本和运行费用，这样的问题也是我们在采用氨氮在线检测仪器的最大制约因素。

二、氨氮在线监测仪器的使用原理和方法

氨氮（NH3-N）在线监测仪器是基于计算机技术与实时监控技术的综合应用与结合起来的，实现了对水质监控全程的自动化，在进行化工企业生产过程

传感器原理及应用课后习题

习题集 1.1 什么是传感器？ 1.2 传感器由哪几部分组成？试述它们的作用及相互关系。 1.3 简述传感器主要发展趋势，并说明现代检测系统的特征。 1.4 传感器如何分类？ 1.5传感器的静态特性是什么？由哪些性能指标描述？它们一般可用哪些公式表示？ 1.6传感器的线性度是如何确定的？电阻应变式传感器 3.1 何为电阻应变效应？怎样利用这种效应制成应变片？ 3.2 什么是应变片的灵敏系数？它与金属电阻丝的灵敏系数有何不同？为什么？ 3.3 金属应变片与半导体应变片在工作原理上有何不同？半导体应变片灵敏系数范围是多少，金属应变片灵敏系数范围是多少？为什么有这种差别，说明其优缺点。 3.4 一应变片的电阻R=120Ω，灵敏系数k =2.05，用作应变为800/m m μ的传感元件。求：①R ?和/R R ?；② 若电源电压U =3V ，初始平衡时电桥的输出电压U 0。 3.5 在以钢为材料的实心圆柱形试件上，沿轴线和圆周方向各贴一片电阻为120Ω的金属应变片R 1和R 2（如图3-28a 所示），把这两应变片接入电桥（见图3-28b ）。若钢的泊松系数0.285μ=，应变片的灵敏系数k =2，电桥电源电压U =2V ，当试件受轴向拉伸时，测得应变片R 1的电阻变化值10.48R ?=Ω。试求：①轴向应变； ②电桥的输出电压。 3.6 图3-31为一直流电桥，负载电阻R L 趋于无穷。图中E=4V ，R 1=R 2=R 3=R 4=120Ω，试求：① R 1为金属应变片，其余为外接电阻，当R 1的增量为ΔR 1=1.2Ω时，电桥输出电压U 0=? ② R 1、R 2为金属应变片，感应应变大小变化相同，其余为外接电阻，电桥输出电压U 0=? ③ R 1、R 2为金属应变片，如果感应应变大小相反，且ΔR 1=ΔR 2 =1.2Ω，电桥输出电压U 0=? 电容式传感器 4.1 如何改善单极式变极距型电容传感器的非线性？ 4.2 差动式变极距型电容传感器，若初始容量1280C C pF ==，初始距离04m m δ=，当动极板相对于定极板位移了0.75m m δ?=时，试计算其非线性误差。若改为单极平板电容，初始值不变，其非线性误差有多大？ 4.3一平板式电容位移传感器如图4-5所示，已知：极板尺寸4a b m m ==，极板间隙00.5m m δ=，极板间介质为空气。求该传感器静态灵敏度；若极板沿x 方向移动2m m ，求此时电容量。 4.4 已知：圆盘形电容极板直径50D m m =，间距00.2m m δ=，在电极间置一块厚0.1m m 的云母片（7r ε=），空气（01ε=）。求：①无云母片及有云母片两种情况下电容值1C 及2C 是多少？②当间距变化0.025m m δ? =图 3-28

传感器原理及应用

温度传感器的应用及原理温度测量应用非常广泛，不仅生产工艺需要温度控制，有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量，如计算机要监控CPU的温度，马达控制器要知道功率驱动IC的温度等等，下面介绍几种常用的温度传感器。温度是实际应用中经常需要测试的参数，从钢铁制造到半导体生产，很多工艺都要依靠温度来实现，温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述，并介绍与电路系统之间的接口。热敏电阻器用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例，25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ；与此类似，25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为 14.050KΩ。图1是热敏电阻的温度曲线，可以看到电阻/温度曲线是非线性的。

虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下：这里T指开氏绝对温度，A、B、C、D是常数，根据热敏电阻的特性而各有不同，这些参数由热敏电阻的制造商提供。热敏电阻一般有一个误差范围，用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同，误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换，用于不能进行现场调节的场合，例如一台仪器，用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准，这种热敏电阻比普通的精度要高很多，也要贵得多。图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压，一般它与ADC的参考电压一致，因此如果ADC的参考电压是5V，Vref 也将是5V。热敏电阻和电阻串联产生分压，其阻值变化使得节点处的电压也产生变化，该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。

传感器原理与应用实验指导书

《传感器原理与应用》实验指导书朱蕴璞王芳编写孔德仁审定南京理工大学二〇〇九年九月

实验须知 1．传感器实验仪是贵重实验设备，请在每个实验前认真阅读实验指导书，尤

其是每个实验最后的实验注意事项。 2．实验仪器电源的开关原则: 连接测量线路,确认准确无误后，开启仪器电源；实验完毕，关闭仪器电源，拆除测量线路。 3．稳压电源不可对地短路。 4．实验过程中，心要细、动作要轻，不可有强制性机械动作出现。5．实验严格按操作规程进行，否则，出现损坏责任自负。 6．实验完毕，请一切恢复到实验前的状态，然后离开实验室。

目录实验一传感器静态标定实验 (3) 实验二应变式传感器特性实验 (10) 实验三电感式、涡流式、电容式、霍尔式位移传感器特性实验 (14) 实验四重量测量实验（选做） (25) 实验五转速测量实验 (29) 实验六温度实验 (34)

实验一传感器静态标定实验（注：“压力传感器的静态标定及特性指标的求取”与“光纤位移传感器静态标定及特性指标求取“两实验取其一。）压力传感器的静态标定及特性指标的求取 1、实验目的掌握压力传感器静态标定的基本方法以及压力传感器的静态特性指标的求取。 2、实验内容（1）组建压力测试系统；（2）学习压力测试系统的标定过程；（3）计算压力测试系统静态特性指标。 3、实验原理及方法 4活塞压力计一台，数字万用表一只，动态电阻应变仪一台，压力表一只。 5、实验步骤（1）反复排除活塞压力计油腔内的空气，最后将压力泵手轮摇出。（2）把压力传感器装在活塞压力计的联接螺帽上，关闭油杯。（3）传感器输出接入可调零的桥盒，电桥输出接入数字万用表。当输出量很小，无法直接用万用表测得时，可先将传感器接入动态电阻应变仪桥盒（注意电桥的连接），桥盒的另一端连线接应变仪输入（选择一个通道）；将应变仪专用电源接好；电阻应变仪电压输出接数字万用表。（说明：后者标定是整个系统标定，所求得的指标也为系统指标）（4）压力表指示为零时，开启仪器电源（注意：开启仪器电源前应变仪各通道应处于关闭状态），将应变图 1 压力传感器标定系统原理框图

避雷器在线监测器仪原理

避雷器在线监测器校验仪原理 FCZ-3避雷器在线监测仪是针对变电站、水火电厂、大型厂矿自备电厂中避雷器下端的放电计数器进行检测的专用仪器，既可对雷击次数进行检验，还可对泄露电流（最大值）进行校验，一机两用。一、原理：图1所示为JS型动作记数器的原理接线图。图1（a）为JS型动作记数器的基本结构，即所谓的双阀片式结构。图1 JS型动作记数器的原理接线 (a)JS型；(b)JS-8型 R1、R2-非线形电阻；C-贮能电容器 L-记数器线圈；D1~4一硅二极管当避雷器动作时，放电电流流过阀片R1，在R1上的压降经阀片R2给电容器C充电，然后C再对电磁式记数器的电感线圈L放电，使其转动1格，记1次数。改变R1及R2的阻值，可使记数器具有不同的灵敏度。一般最小动作电流为100A （8/20μs）的冲击电流。因R1上有一定的压降，将使避雷器的残压有所增加，

故它主要用于40kV以上的高压避雷器。图1（b）表示JS－8型动作记数器的结构，系整流式结构。避雷器动作时，高温阀片R1上的压降经全波整流给电容器C充电，然后C再对电磁式记数器的L放电，使其记数。该记数器的阀片R1的阻值较小（在10kA时的压降为1.1kV），通流容量较大（1200A方波），最小动作电流也为100A（8/20s）的冲击电流。JS －8型记数器可用于6.0～330kV系统的避雷器，JS－8A型记数器可用于500kV 系统的避雷器。二、检查方法及原理由于密封不良，动作记数器在运行中可能进入潮气或水分，使内部元件锈蚀，导致记数器不能正常动作，所以《规程》规定，每年应检查1次。现场检查记数器动作的方法有直流法、交流法和标准冲击电流法。研究表明，以标准冲击电流法最为可靠，其原理接线如图2所示。图2 标准冲击电流检测法的原理接线（虚线框内为冲击电流发生器） C-充电电容；R-充电电阻；L-阻尼电感 D-整流硅二极管；r-分流器；B-试验变压器 V-静电电压表；CRO-高压示波器

传感器原理与工程应用考试题库

传感器原理与工程应用习题一、单项选择题 1、在整个测量过程中，如果影响和决定误差大小的全部因素（条件）始终保持不变，对同一被测量进行多次重复测量，这样的测量称为（ C ） A．组合测量 B．静态测量 C．等精度测量 D．零位式测量 1.1在直流电路中使用电流表和电压表测量负载功率的测量方法属于（ B ）。 A. 直接测量 B. 间接测量 C. 组合测量 D. 等精度测量 2、1属于传感器动态特性指标的是（ B ） A．重复性 B．固有频率 C．灵敏度 D．漂移 2．1不属于传感器静态特性指标的是（ B ） A．重复性 B．固有频率 C．灵敏度 D．漂移 2.2 以下那一项不属于电路参量式传感器的基本形式的是( D )。 A.电阻式 B.电感式 C.电容式 D.电压式 2.2传感器的主要功能是（ A ）。 A. 检测和转换 B. 滤波和放大 C. 调制和解调 D. 传输和显示 3.电阻式传感器是将被测量的变化转换成( B )变化的传感器。 A.电子 B.电压 C.电感 D.电阻 3.1电阻应变片配用的测量电路中，为了克服分布电容的影响，多采用（ D ）。 A．直流平衡电桥 B．直流不平衡电桥 C．交流平衡电桥D．交流不平衡电桥 3.2电阻应变片的初始电阻数值有多种,其中用的最多的是（ B ）。 A、60Ω B、120Ω C、200Ω D、350Ω 3.3电阻应变片式传感器一般不能用来测量下列那些量（ D ）Ａ、位移Ｂ、压力Ｃ、加速度Ｄ、电流 3.4直流电桥的平衡条件为（ B ） A．相邻桥臂阻值乘积相等 B．相对桥臂阻值乘积相等 C．相对桥臂阻值比值相等 D．相邻桥臂阻值之和相等 3.5全桥差动电路的电压灵敏度是单臂工作时的（ C ）。

传感器原理与应用实验报告

传感器原理与应用实验报告分校：班级：姓名：学号：

实验一电阻应变式传感器实验实验成绩批阅教师一．实验目的 1．熟悉电阻应变式传感器在位移测量中的应用 2．比较单臂电桥、双臂电桥和双差动全桥式电阻应变式传感器的灵敏度 3．比较半导体应变式传感器和金属电阻应变式传感器的灵敏度 4．通过实验熟悉和了解电阻应变式传感器测量电路的组成及工作原理二．实验内容 1．单臂电桥、双臂电桥和双差动全桥组成的位移测量电路， 2．半导体应变式传感器位移测量电路。三．实验步骤 1．调零。开启仪器电源，差动放大器增益置100倍（顺时针方向旋到底），“＋、－”输入端用实验线对地短路。输出端接数字电压表，用“调零”电位器调整差动放大器输出电压为零，然后拔掉实验线。调零后电位器位置不要变化。如需使用毫伏表，则将毫伏表输入端对地短路，调整“调零”电位器，使指针居“零”位。拔掉短路线，指针有偏转是有源指针式电压表输入端悬空时的正常情况。调零后关闭仪器电源。 2．按图（1）将实验部件用实验线连接成测试桥路。桥路中R 1、R 2、R 3、和W D 为电桥中的固定电阻和直流调平衡电位器，R 为应变片（可任选上、下梁中的一片工作片）。直流激励电源为±4V 。图（1）测微头装于悬臂梁前端的永久磁钢上，并调节使应变梁处于基本水平状态。 3．接线无误后开启仪器电源，预热数分钟。调整电桥W D 电位器，使测试系统输出为零。 1．旋动测微头，带动悬臂梁分别作向上和向下的运动，以悬臂梁水平状态下电路输出电压为零起点，向上和向下移动各6mm ，测微头每移动1mm 记录一＋

个差动放大器输出电压值，并列表。2．计算各种情况下测量电路的灵敏度S。S＝△U／△x 表1 金属箔式电阻式应变片单臂电桥表2 金属箔式电阻式应变片双臂电桥表3 半导体应变片双臂电桥

PhotoTek-6000-NH3-N氨氮在线分析仪

PhotoTek 6000-NH3-N氨氮在线分析仪朗石（纳氏试剂法） PhotoTek 6000-NH3-N是一种微电脑控制的全自动在线分析仪，可适用于多种水质如河水、地表水和工业废水的检测。该仪器的检测方法符合国家标准《GB7479-97水质-铵的测定纳氏试剂比色法》，可以长期无人值守运行。典型应用广泛用于河流、湖泊、水库、自来水管网、市政污水、工业废水（如：医疗机构、白酒、有色金属冶炼、有色金属采选、印染、化工、造纸、皮革、制药、稀土、制糖、养殖）自动连续监测。产品特点遵循国标GB7479-87和行业标准HJ/T101-2003的分析方法先进的双差分光学设计和自适应温度算法，测量结果稳定可靠配备高精度自动稀释装置，测量范围宽，适用于各类水体每种液体均经过配套的定量泵和取样泵，取样准确，无交叉污染流路系统结构简单，无复杂部件，无需使用专用工具，维护方便电路系统集成设计并且与湿化学组件完全隔离，运行安全、故障率低测试原理游离态的氨或铵离子等形式存在的氨氮与纳氏试剂反应生成黄棕色络合物,在430nm测量其吸光度A，根据吸已经存储好的标准曲线计算出样品浓度。

技术参数

PhotoTek 6000-NH3-N氨氮在线分析仪朗石（气敏电极法） - 氨氮在线自动监测仪式一款以气敏电极法为监测原理，可以在线连续测定、实时读取、存储和分析，可广泛应用于地表水、饮用水或水源地、以及一般工业污水和城镇污水厂的在线监测。PhotoTek 6500具有一体化电极；在实际测试中，稳定性好，试剂用量小，维护量小等特点典型应用广泛应用于地表水（河流、湖泊、水库）、饮用水源地、自来水管网等的水质自动连续监测，服务于环保部门、水务公司、大中型企业等。产品特点采用氨气敏电极标准加入法，方便质量控制，即使氨氮含量很低也可实现准确测量；试剂用量少，维护量小，价格和维护费用低；正面液路维护，具有自动采样和自清洗功能；

传感器原理与工程应用完整版习题参考答案

《传感器原理及工程应用》完整版习题答案第1章传感与检测技术的理论基础（P26） 1—1：测量的定义？答：测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。所以, 测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数。 1—2：什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？ 1－ 3 用测量范围为－50～150kPa 的压力传感器测量140kPa 的压力时，传感器测得示值为142kPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。解：已知：真值L ＝140kPa 测量值x ＝142kPa 测量上限＝150kPa 测量下限＝－50kPa ∴ 绝对误差 Δ＝x-L=142-140=2(kPa) 实际相对误差％＝＝43.11402 ≈?L δ 标称相对误差％＝＝41.1142 2≈?x δ 引用误差％－－＝测量上限－测量下限＝ 1) 50(1502 ≈?γ 1－10 对某节流元件（孔板）开孔直径d 20的尺寸进行了15次测量，测量数据如下（单位：mm ）： 120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40 试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。答：绝对误差是测量结果与真值之差, 即: 绝对误差=测量值—真值相对误差是绝对误差与被测量真值之比,常用绝对误差与测量值之比,以百分数表示 , 即: 相对误差=绝对误差/测量值 ×100% 引用误差是绝对误差与量程之比,以百分数表示, 即: 引用误差=绝对误差/量程 ×100%

常用传感器的实验原理和应用

常用传感器的原理和应用（试验版）一、实验目的通过本实验了解几种常用传感器的原理及应用。二、实验原理 1、位移传感器位移是指物体的某个表面或某点相对于参考表面或参考点位置的变化，对此进行测量的方法很多。本实验主要介绍差动变压器式位移传感器, 其工作原理是由铁心位移引起线圈输出电压的变化, 进而对位移进行测量。其优点是: 灵敏度和精确度较高; 非线性误差小; 量程较宽(±0.1～±200㎜), 但是, 结构复杂, 造价略高。 2、SZGB—11型光电转速传感器图1—1 SZGB—11型光电转速传感器的光路图本光电转速传感器为SZGB—11型, 测量范围为被测轴直径≧3mm，转速30转/分～48万转/分，采用了单头反射式光电变换头, 可以将机械移动转换为电频率。用于无接触测量转速。当被测点由反光面到无反光面时, 光敏管则随光的强弱产生相应变化的电信号, 通过适当的电子线路放大、整形, 输出大于8 V幅度的方波信号。本实验测试实例为:用本传感器与光线示波器配和, 对电风扇的转速进行测量。 3、SZGB—6光电转速传感器本SZGB—6光电转速传感器采用调制光结构的单头反射式光电传感器，由调制光发生器产生高频调制信号，向被测物体发射调制脉冲光，当调制光反射回来后被接收，经电压放大，解调输出高电平，在非反射面输出低电平。接收电路只对调制光起作用。故传感器抗干扰能力极强。具有测量距离远和不受环境光干扰的优点；可以与各种显示仪配套使用及计算机接口电路直接连接，无接触测量转速、线速等使用。转速测量范围：1r～30000r/min。 4、速度传感器(速度拾振器) 速度传感器有线圈活动型、磁钢活动型和衔铁活动型等类型，本实验所用的传感器为CD-2型是线圈活动型传感器。

传感器原理与工程应用第四版郁有文课后答案

第一章传感与检测技术的理论基础 1．什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？答：某量值的测得值和真值之差称为绝对误差。相对误差有实际相对误差和标称相对误差两种表示方法。实际相对误差是绝对误差与被测量的真值之比；标称相对误差是绝对误差与测得值之比。引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法，也用相对误差表示，它是相对于仪表满量程的一种误差。引用误差是绝对误差（在仪表中指的是某一刻度点的示值误差）与仪表的量程之比。 2．什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？它们通常应用在什么场合？

答：测量误差是测得值与被测量的真值之差测量误差可用绝对误差和相对误差表示, 引用误差也是相对误差的一种表示方法。在实际测量中，有时要用到修正值，而修正值是与绝对误差大小相等符号相反的值。在计算相对误差时也必须知道绝对误差的大小才能计算。采用绝对误差难以评定测量精度的高低，而采用相对误差比较客观地反映测量精度。引用误差是仪表中应用的一种相对误差，仪表的精度是用引用误差表示的。 3.用测量范围为-50?+150kPa 的压力传感器测量140kPa 压力时，传感器测得示值为142kPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。解：绝对误差142 140 2kPa

142 140 4. 什么是随机误差？随机误差产生的原因是什么？如何减小随机误差对测量结果的影响？答：在同一测量条件下，多次测量同一被测量时，其绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为随机误差。随机误差是由很多不便掌握或暂时未能掌握的微小因素（测量装置方面的因素、环境方面的因素、人员方面的因素），如电磁场的微变，零件的摩擦、间隙, 热起伏，空气扰动，气压及湿度的变化，测量人员感觉器官的生理变化等，对测量值的综合影响所造成的。对于测量列中的某一个测得值来说，随机误差的出现具有随机性，即误差的大小和符号是不能预知的，但当测量次数增大，随机误差又具有统计的规律性，实际相对误差 140 100% 1.43% 标称相对误差引用误差 142 140 142 100% 1.41% 142 140 150 ( 50) 100% 1%

传感器原理及工程应用概述

第二章传感器概述 1、传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。 2、传感器是由敏感原件和转换原件组成 3、两种分类方法：一种是按被测参数分类，一种是按传感器工作原理分类 4、传感器的基本特性可分为静态特性和动态特性 5、静态特性是指被测量的值处于稳定状态时输入与输出的关系。主要指标有灵敏度、线性度、迟滞、重复性和漂移等。 6、灵敏度是输出量增量ΔY与引起输出量增量ΔY的相应输入量增量ΔX之比。用S表示即S=ΔY\ΔX。 7、线性度是指传感器的输入与输出之间数量关系的线性程度。也叫非线性误差用γL 表示即γL= 8、传感器在相同工作条件下输入量由小到大（正量程）及由大到小（反量程）变化期间输入输出特性曲线不重合的现象称为迟滞。迟滞误差用 9、重复性是指传感器在相同的工作条件下输入量按同一方向做全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。最大重复差值 10、漂移是指输入量不变的情况下传感器输出量随着时间变化。产生漂移的原因有两个一是传感器自身结构参数一是周围环境。温度漂移的计算第三章应变式传感器 1、电阻应变式传感器是以电阻应变片为转换原件的传感器。 2、工作原理是基于电阻应变效应，即导体在外界作用下产生机械变形（拉伸或压缩）是，其电阻值相应发生变化（应变效应）。 3、电阻应变片分为丝式电阻应变片和箔式电阻应变片。 4、电阻在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为变形，而去掉外力后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状，这种变形称为弹性变形。具有弹性变形特性的物体称为弹性原件。 5、应变片的电阻值是指应变片没有粘贴且未受应变时，在室温下测定的电阻值即初始电阻值。 6、将直的电阻丝绕成敏感栅后，虽然长度不变，但应变状态不同，应变片敏感栅的电阻变化减小，因而其灵敏系数K较整长电阻丝的灵敏系数K0小，这种现象称为应变片的横向效应。为了减少横向效应产生的测量误差，现在一半多采用箔式应变片。 7、应变片温度误差：由于测量现场环境温度的改变而给测量带来的附加误差。产生的主要因素有以下两个方面：一是电阻温度系数的影响，一是试件材料和电阻丝材料的线膨胀系数的影响。 8、电阻应变片的温度补偿方法：1）线路补偿法2）应变片的自补法9***电阻应变片的测量电路10、压阻效应是指在一块半导体的某一轴向施加一定的压力时，其电阻值产生变化现象，第四章电感式传感器 1、利用电磁感应原理将被测非电量如、位移、压力、流量、振动等转换成线圈自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出，这种装置称为电感式传感器。 2、零点残余电压：传感器在零点位移时的输出电压。产生原因主要有以下两点一是由于两电感线圈的电气参数及导磁体几何尺寸不完全对称，因此在两电感线圈上的电压幅值和相位不同，从而形成了零点残余电压的基波分量。一是由于传感器导磁材料磁化曲线的非线性（如铁磁饱和，磁滞损耗）使得激励电流与磁通波形不一致，从而形成了零点残余电压的高次谐波分量。为减小电感式传感器的零点残余电压，可以采取以下措施1）在设计和工艺上，力求做到磁路对称，铁芯材料均匀；要经过热处理以除去机械应力和改善磁性；两线圈毕恭毕敬绕制要均匀，力求几何尺寸与电气特性保持一致。2）在电路上进行补偿。 3、把被测的非电量变化转化为线圈互感变化的传感器称为互感式传感器。这种传感器

(完整版)传感器原理及应用试题库(已做)

一：填空题（每空1分） 1.依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件，转换元件，测量电路三个部分组成。 2.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用直线栅式应变计和箔式应变计结构。 3.根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。 4.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比，用公式表示k（x）=Δy/Δx 。 5.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最小二乘法线性度。 6.根据敏感元件材料的不同，将应变计分为金属式和半导体式两大类。 7.应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 8.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。 9.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。 10.国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是：能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 11.传感器按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感器 =输出量的变化值/输入量的变化12.传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：k (x) 值=△y/△x 13.应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变；蠕变小；机械滞后小；耐疲劳性好；具有足够的稳定性能；对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用；有适当的储存期；应有较大的温度适用范围。14.根据传感器感知外界信息所依据的基本校园，可以将传感器分成三大类：物理传感器，化学传感器，生物传感器。

水质在线监测仪器发展现状(DOC)

水质在线监测仪器发展现状水质在线监测仪器作为水质在线自动监测系统的核心，运用现代传感器技术、自动测量技术、自动控制技术等，采用化学法、电化学法、光谱法等分析方法，能对水质参数进行实时连续在线测量和分析。水质在线监测仪器主要监测对象有：化学需氧量（COD）、氨氮、总氮、总有机碳（TOC）、总磷、锑、砷、铜、汞、铬、金属离子、pH值、电导率、浊度、溶解氧等。 1 COD在线监测仪器发展现状化学需氧量（COD）是指水体中易被强氧化剂氧化的还原性物质所消耗的氧化剂的量，以氧的mg/L来表示，反映了水体中受还原性物质污染的程度，这个指标是为了了解水中的污染物将要消耗多少氧。 1.1 COD在线监测仪器的技术原理目前COD在线监测仪器的主要技术原理有6种： 1）重铬酸盐法-光度比色法； 2）重铬酸盐法-库仑滴定法； 3）重铬酸盐法-氧化还原滴定法； 4）电化学氧化法-氢氧基及臭氧（混合氧化剂）氧化法； 5）电化学氧化法-臭氧氧化法； 6）紫外吸收法（UV法）。为便于比较，可将以上6种技术原理归为三类：重铬酸盐法、电化学氧化法和紫外吸收法（UV法）。 1.1.1 重铬酸盐法 1）重铬酸盐法根据测得数值的方法不同分为光度比色法、库仑滴定法、氧化还原滴定法。通常在一定的温度下，在强酸溶液中用一定量的重铬酸钾氧化水样中还原性物质，经过高温消解后，Cr6+被水中还原性物质还原为Cr3+。再使用分光光度计、库仑滴定、氧化还原等方法测得数值，利用该数值与试样中氧化还原物质浓度的关系进行定量分析。

2）该类是国家推荐使用的方法，有测量准确、测量范围广、技术成熟等优点。 3）但该类仪器也存在以下问题：①测量时间相对较长，一旦水质突变，有可能无法及时监测；②通常采用加温或加压的办法提高消解速度，增加了设备的复杂性，易故障；③产生强腐蚀性、含有毒的重金属离子废液，易腐蚀管路，同时会产生二次污染。 1.1.2 电化学氧化法 1）电化学氧化法根据所使用的氧化剂不同分为氢氧基及臭氧（混合氧化剂）氧化法和臭氧氧化法。电化学氧化法采用三电极设计，包括工作电极、辅助电极和参比电极。工作电极（即阳极）：该电极头表面镀PbO2，接电源正极，发生的是氧化还原反应。在一定的工作电压下，溶液中的OH-在PbO2的表面放电产生OH 基，具有很强的氧化性。辅助电极（即阴极）：该电极也是铂电极，接电源负极，发生的是还原反应。信号电流通过阴、阳两极。参比电极：该电极独立于信号电流以外，自身电位稳定，作为工作电极的电位参照，当水样与电解液定量进入测量池时，有机物被工作电极表面所产生的OH基所氧化，而氧化过程所消耗的电流大小与水样的COD值的大小成线性关系。只要将氧化所消耗的电流信号通过检测、放大与处理就可知与水样浓度相对的COD值。 2）电化学氧化法测量时间较短，运行可靠，OH基通常能将有机物100%氧化，不存在选择性问题，测量范围较广，适用于各种场合的废水。采用该原理的在线监测仪器结构相对简单，由于是链式反应，基本上不消耗电解液。 3）电化学氧化法不属于国标或推荐方法，在应用时，需要将其分析结果与国标方法进行比对试验并进行适当的校正。同时电化学氧化法的在线监测仪器需要添加温度补偿。 1.1.3 紫外吸收法（UV法） 1）UV是Ultraviolet Ray（紫外线）的简称，UV计是应用紫外线吸光度原理，用双波长吸光度测定法测量水中的有机污染物浓度的一种自动在线监测仪器。由于各种有机物对254nm的紫外光大多有吸收，通过测定污水对UV254的吸收程度得到UV吸收值，在通过UV值与COD之间的线性关系式就可以自动换算出所测水样的COD值。同时UV计利用波长为550nm的参比光可以自动校正浊度、电源的波动、元器件老化等因素对测量结果的干扰，从而提高测量精度。 2）UV法不用试剂，不用取样，对样品条件没有任何限制，不需要样品的预处理，因此结构简单，故障率低。适用于市政污水宏观监测、水质变化比较稳定的环境，对水中的一大类芳香族有机物和带双键有机物尤为灵敏，对苯类、苯环

传感器原理与工程应用复习题参考答案1

《传感器原理及工程应用》习题答案第1章传感与检测技术的理论基础（P26） 1－3 用测量围为－50～150kPa 的压力传感器测量140kPa 的压力时，传感器测得示值为142kPa ，求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。解：已知：真值L ＝ 140kPa 测量值 x ＝142kPa 测量上限＝150kPa 测量下限＝－50kPa ∴ 绝对误差 Δ＝x-L=142-140=2(kPa) 实际相对误差％＝＝43.1140 2 ≈?L δ 标称相对误差％＝＝41.1142 2 ≈?x δ引用误差％－－＝测量上限－测量下限＝ 1)50(1502≈?γ

1－10 对某节流元件（孔板）开孔直径d 20的尺寸进行了15次测量，测量数据如下（单位：mm ）： 120.42 120.43 120.40 120.42 120.43 120.39 120.30 120.40 120.43 120.41 120.43 120.42 120.39 120.39 120.40 试用格拉布斯准则判断上述数据是否含有粗大误差，并写出其测量结果。解：对测量数据列表如下：当n ＝15时，若取置信概率P ＝0.95，查表可得格拉布斯系数G ＝2.41。则 2072.410.03270.0788()0.104d G mm v σ=?=<=-，所以7d 为粗大误差数据，应当剔除。然后重新计算平均值和标准偏差。当n ＝14时，若取置信概率P ＝0.95，查表可得格拉布斯系数G ＝2.37。则 20 2.370.01610.0382()d i G mm v σ=?=>，所以其他14个测量值中没有坏值。计算算术平均值的标准偏差 20 0.0043()d mm σσ= = = 20 330.00430.013()d mm σ=?= 所以，测量结果为：20(120.4110.013)()(99.73%)d mm P =±= 1－14 交流电路的电抗数值方程为

传感器原理与使用方法

传感器原理与使用方法传感器的原理与使用方法 1 概述在监控系统中，测量范围广泛，包括高低压配电设备、柴油发电机组、空调设备的交流电量：交流电压、交流电流、有功功率、功率因数、频率等；整流器、直流配电设备、蓄电池组的直流量：直流电压、直流电流；机房环境的各种物理量：温度、湿度、红外、烟感、水浸、门禁等；同时还有表示各种物理状态的开关量。由于监控系统数据采集设备的输入电量范围只能是一些小电压、小电流，而上述各种测量量却是一些非电量、强电量，因此必须用一种信号变换装置将它们转换成4一20mA或0一5V的标准直流或交流信号。传感器、变送器就是这样一种信号变换装置，它们把一种形式的信号变换成另外一种形式的信号（传感器），或把同一种信号变换成不同大小或不同形式的信号（变送器）。因此，传感器和变送器在监控系统中得到了广泛应用，是监控系统中必不可少的组成单元。一般地，传感器是把各种物理量变换成另外一种大小、形式的物理量输出，以便于观察、测量或处理的装置，在监控系统中，传感器是把各种物理量变换成一定形式电量输出，以便于进行测量和数据采集的装置。电量变送器则是把各种形

式的电量变换成标准电量输出的装置。输出的标准电量一般为：4--20mA或0--20mA的标准直流电流信号和0一5V 的标准直流或交流电压信号。在监控系统中，电量变送器一般用于各种交流电量的变换，这些交流电量包括：交流电压、交流电流、有功功率、功率因数和频率等。交流电量的表示方法有多种，常用的有：瞬时值，有效值，平均值。由于监控系统中各种要测量的电量和非电量种类繁多，相应的传感器和变送器也各种各样，但根据它们转换后的输出信号性质，可分为分为模拟和数字两种。在我公司的监控系统中，各类传感器、变送器有如下几种：数字信号传感器（变送器）： 1. 离子感烟探测器，用于探测烟雾浓度。当烟雾达到一定的浓度时，给出对应的数字量报警信号。 2. 微波双鉴被动式红外探测器XC-1、单红外探测器XP-5，当其探测范围内，有人体侵入时，提供对应的继电器触点信号输出，给出对应的数字量报警信号。 3. 玻璃破碎传感器，当玻璃被击碎时，提供对应的继电器触点信号输出，给出对应的数字量报警信号。 4.

氨氮在线监测所需试剂

氨氮在线监测仪试剂制备操作说明试剂和校准体系的准备危险与化学品接触和吸入都有危险。只有经过训练并合格的人员才能执行手册中本章节所描述的工作。警告与化学品接触和吸入都有危险。由于反应试剂有毒且具有腐蚀性，推荐从哈希公司订购受控的预制试剂，不仅可以避免人员伤害和环境污染，而且还能确保获得准确的测量和校准结果。试剂的组成成分由专业人员准备化学试剂，请遵守下列规则：穿上安全服（实验工作服）戴上安全眼罩/面罩佩戴橡胶手套配置环境中需有通风换气条件本章配置过程中仅使用玻璃或聚四氟乙烯材质的器材确保安装之后的瓶子气路连通遵守当地适用的事故预防法规正确地处置物质，并遵守当地适用的法规

所需试剂：一、氨氮标准溶液：低量程氨氮标准溶液：试剂：氯化铵测量范围：0.2—12mg/L。纯度 CAS。 1、配制前将氯化铵粉末烘干。 2、精确称取0.019095g干燥后的氯化铵粉末，置于1升的量杯中，加入去离子水800ml，用磁力搅拌器进行搅拌。 3、氯化铵完全溶解后，转移至1升的容量瓶中定容。 4、溶液可以在低温环境中保存1年以上。中量程氨氮标准溶液：试剂：氯化铵测量范围：2—120mg/L。纯度 CAS 1、配制前将氯化铵粉末烘干。 2、精确称取0.19095g干燥后的氯化铵粉末，置于1升的量杯中，加入去离子水800ml，用磁力搅拌器进行搅拌。 3、氯化铵完全溶解后，转移至1升的容量瓶中定容。 4、溶液可以在低温环境中保存1年以上。高量程氨氮标准溶液：试剂：氯化铵测量范围：20—1200mg/L。纯度CAS 1、配制前将氯化铵粉末烘干。 2、精确称取1.9095g干燥后的氯化铵粉末，置于1升的量杯中，加入去离子水800ml，用磁力搅拌器进行搅拌。 3、氯化铵完全溶解后，转移至1升的容量瓶中定容。

《传感器原理与工程应用》第四版(郁有文)课后答案

第一章传感与检测技术的理论基础 1. 什么是测量值的绝对误差、相对误差、引用误差？答：某量值的测得值和真值之差称为绝对误差。相对误差有实际相对误差和标称相对误差两种表示方法。实际相对误差是绝对误差与被测量的真值之比；标称相对误差是绝对误差与测得值之比。引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法，也用相对误差表示，它是相对于仪表满量程的一种误差。引用误差是绝对误差（在仪表中指的是某一刻度点的示值误差）与仪表的量程之比。 2. 什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？它们通常应用在什么场合？答：测量误差是测得值与被测量的真值之差。测量误差可用绝对误差和相对误差表示，引用误差也是相对误差的一种表示方法。

在实际测量中，有时要用到修正值，而修正值是与绝对误差大小相等符号相反的值。在计算相对误差时也必须知道绝对误差的大小才能计算。采用绝对误差难以评定测量精度的高低，而采用相对误差比较客观地反映测量精度。引用误差是仪表中应用的一种相对误差，仪表的精度是用引用误差表示的。 3. 用测量范围为-50?+150kPa 的压力传感器测量 140kPa 压力时，传感器测得示值为142kPa,求该示值的绝对误差、实际相对误差、标称相对误差和引用误差。解：绝对误差 ,142-140 = 2 kPa 4. 什么是随机误差？随机误差产生的原因是什么？如何减小随机误差对测量结果的影响？答：在同一测量条件下，多次测量同一被测量时，其绝对值和符号以不可预定方式变化着的误差称为随机误差。实际相对误差标称相对误差引用误差 142 -140 0 = ------------------- 140 100% =1.43% 142-140 100% =1.41% 142 142 -140 150 -（ - 汉1 0 80 =1%

传感器测试实验报告

实验一直流激励时霍尔传感器位移特性实验一、实验目的：了解霍尔式传感器原理与应用。二、基本原理：金属或半导体薄片置于磁场中，当有电流流过时，在垂直于磁场和电流的方向上将产生电动势，这种物理现象称为霍尔效应。具有这种效应的元件成为霍尔元件，根据霍尔效应，霍尔电势 U H＝ K H IB ，当保持霍尔元件的控制电流恒定，而使霍尔元件在一个均匀梯度的磁场中沿水平方向移动，则输出的霍尔电动势为U H kx ，式中k—位移传感器的灵敏度。这样它就可以用来测量位移。霍尔电动势的极性表示了元件的方向。磁场梯度越大，灵敏度越高；磁场梯度越均匀，输出线性度就越好。三、需用器件与单元：霍尔传感器实验模板、霍尔传感器、±15V 直流电源、测微头、数显单元。四、实验步骤： 1、将霍尔传感器安装在霍尔传感器实验模块上，将传感器引线插头插入实验模板的插座中，实验板的连接线按图9-1进行。 1、 3 为电源±5V ， 2、4 为输出。 2、开启电源，调节测微头使霍尔片大致在磁铁中间位置，再调节Rw1 使数显表指示为零。图 9-1直流激励时霍尔传感器位移实验接线图 3、测微头往轴向方向推进，每转动0.2mm 记下一个读数，直到读数近似不变，将读数填入表 9-1。表9－ 1 X （ mm） V(mv)

作出 V-X 曲线，计算不同线性范围时的灵敏度和非线性误差。五、实验注意事项： 1、对传感器要轻拿轻放，绝不可掉到地上。 2、不要将霍尔传感器的激励电压错接成±15V ，否则将可能烧毁霍尔元件。六、思考题：本实验中霍尔元件位移的线性度实际上反映的时什么量的变化？七、实验报告要求： 1、整理实验数据，根据所得得实验数据做出传感器的特性曲线。 2、归纳总结霍尔元件的误差主要有哪几种，各自的产生原因是什么，应怎样进行补偿。