自动检测技术及应用复习资料

1、绪论1、自动检测系统原理图系统框图：用于表示一个系统各部分和各环节之间的关系，用来描述系统的输入输出、中间处理等基本功能和执行逻辑过程的概念模式。自动检测系统的组成：传感器、信号调理电路、显示器，数据处理装置、执行机构组成。（这里会出填空题）2、 传感器：只一个能将被测的非电量变换成电量的器件。3、 自动磨削测控系统原理说明：传感器快速检测出工件的直径参数，计算机一方面对直径 参数做一系列的运算、比较、判断等操作，然后将有关参数送到显示器显示出来，另一方面发出控制信号，控制研磨盘的径向位移，指导工件加工到规定要求为止。第1章 检测技术的基本概念1、 测量：借助专门的技术和仪表设备，采用一定的方

2、法取得某一客观事物定量数据资料的实践过程。2、 测量方法的分类：静态测量、动态测量 直接测量、间接测量 接触式测量、非接触式测量 偏位式测量，零位式测量，微差式测量3、 测量误差的表示方法：绝对误差和相对误差（示值相对误差、引用误差）4、 测量误差的分类：粗大误差、系统误差、随机误差、静态误差、动态误差。5、 传感器的组成：由敏感元件、传感元件、测量转换电路组成、6、 测量转换电路的作用：将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电压、电流或频率量。7、 传感器的静态特征：灵敏度：指传感器在稳态下输出变化值与输入变化值之比。分辨力：指传感器能检测出被测信号的最小变化量。非线性度：线性度又称非线性误

3、差，指传感器实际特性曲线与拟 合直线之间的最大偏差与传感器满量程范围内的输 出之百分比。迟滞误差：传感器的正向特性与反向特性的不一致程度。稳定性、电磁兼容性、可靠性第二章 电阻传感器1、应变效应：导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形、其电阻值也将随着发生变化。2、压阻效应：单晶硅材料在受到应力作用后，电阻率发生明显变化。3、投入式液位计的工作原理：压阻式压力传感器安装在不锈钢壳体 内，并用不锈钢支架固定放置在液体底部。传感器的高压侧的进气孔与液体相通，可读出安装高度处的表压力。传感器的低压侧进气孔通过一根很长的橡胶管与大气相通，传感器的信号线、电源线也通过该接口与外界的仪表接口连接

4、。4、压阻式压力传感器可用来测量进气压力、燃油压力、润滑油压力、刹车用的制动液压等。第三章 电感传感器1、自感式传感器常见的形式有变隙式电感传感器、变截面角位移式和螺线管式、差动电感传感器。2、采用差动式传感器的优点：可以提高传感器的灵敏度，减小测量误差。3、检波：能将交流输入转换成直流输出的转换，多用于描述信号电压的转换。4、相敏检波电路不但可以反映位移的大小，还能反映位移的方向。5、工作原理：滚柱放入振动料斗中，在电磁振动力的作用下，自动排成队列，从给料管中自动下落到气缸的推杆右端。气缸的活塞在高压气体的推动下，将滚柱快速推至电感测微器的侧标下方的限位挡板的位置，当计算机计算出测量结果的误

5、差之后，对应的翻板电磁驱动电路导通，翻版打开。6、工作原理：差动变压器式传感器输出的电压是交流量，如用交流电压表指示，则输出值只能反应铁芯位移的大小，而不能反应移动的极性；同时，交流电压输出存在一定的零点残余电压，使活动衔铁位于中间位置时，输出也不为零。因此，差动变压器式传感器的后接电路应采用既能反应铁芯位移极性，又能补偿零点残余电压的差动直流输出电路。当没有信号输入时，铁芯处于中间位置，调节电阻R，使零点残余电压减小；当有信号输入时，铁芯移上或移下，其输出电压经交流放大、相敏检波、滤波后得到直流输出。由表头指示输入位移量的大小和方向。第四章 电涡流传感器1、电涡流效应：电流的流线在金属体内自

6、行闭合，这种有电磁感应原理产生的旋涡状感应电流称为电涡流，这种现象成为电涡流效应。2、原理说明：发射线圈和接收线圈均用环氧树脂浇筑密封在门内，5MHz信号通过发射线圈在周围产生交变磁场，当金属物体通过交变磁场时，就会在该金属表面产生电涡流，电涡流也将产生一个新的微弱磁场，新磁场的相位与金属的位置和大小有关，在感应线圈中感应出电压，计算机根据电压的大小判断金属的大小与位置。3、原理说明：电磁炉是应用电磁感应原理进行加热的，电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的磁力线通过铁锅，不锈钢锅，搪瓷锅等底部时，产生涡流，令锅底迅速发热，达到加热的目的。（故：电磁炉煮食的热源来

7、自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。第5章 电容传感器1、 p105页的公式记住。2、 电容传感器的类型：变面积式电容传感器、变极距式电容传感器、差动电容传感器、变介电常数式电容传感器原理说明：当油箱中无油时，电容传感器的电容量为CX0，调节匹配电容使C0=CX0，并使电位器RP的滑动臂位于0点，即RP的电阻值为0。此时，电桥满足CX0/C0=

8、R4/R3的平衡条件，电桥输出为零。伺服电动机不转动，油量表指针偏转角0=0。当油箱中注满油时，液位上升至h处，CX=CX0+CX，而CX与h成正比，此时，电桥失去平衡，电桥的输出电压UX放大后驱动伺服电动机，经减速后带动指针偏转，同时带动RP的滑动臂移动，从而，使RP阻值增大。当RP阻值大到一定值时，电桥又达到新的平衡状态，UX=0，于是，伺服电动机停转，指针停留在转角为0处。由于指针及可变电阻的滑动臂同时为伺服电动机所带动，因此，RP的阻值与0之间存在着确定的对应关系，即0正比于RP的阻值，而RP的阻值又正比于液位的高度h。因此，可直接从刻度盘上读得液位高度h。该装置采用了零位式测量方法，

9、所以，放大器的非线性及温漂对测量精度影响不大。3、P122页节流式流量计的工作原理:节流式流量计是由节流装置（孔板、喷嘴、文氏管）、引压导管和差压计三部分所组成，流体通过孔板或其他节流装置时，流通面积缩小，流速增加，依据能量恒定律，当流体不可压缩时，静压必然减小，依据节流装置两侧的压差，可以测出流速，并可折算为流量.第六章 压电传感器1、压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时， 内部会产生极化现象，同时在其表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电的状态。2、逆压电效应：在电介质的极化方向上施加交变电场或电压，它会产生机械振动，当去掉外加电场时，电介质变形随之消失。3、压

10、电材料的分类：压电晶体、压电陶瓷、高分子压电材料。第七章1、 多普勒效应：运动物体迎着波源运动时，波被压缩，波长变短，频率变高。2、 P169.超声波防盗报警器的工作原理：两个超声波换能器安装在同一个壳体内，即收、发合置型，其工作原理是基于声波的多普勒效应，也称为多普勒型。在没有移动物体进入被探测区域时，反射回来的超声波是等幅的。当有活动的物体进入探测区域时，反射回来的超声波幅度不等，并且不断变化。其发射的超声波的能场分布具有一定的方向性，一般为面向方向区域呈椭圆形能场分布。3、 P172。纵波探伤示意图：工作时探头放于被测工件上，并在工件上来回移动进行检测，探头发出的超声波以一定的速度向工件

11、内部传播，如工件中没有缺陷，则超声波传到工件底部便反射，反射波到达表面后再次向下反射，周而复始，在荧光屏上出现始脉冲波和一系列底脉冲波。第八章1、霍尔效应：在半导体上外加与电流方向垂直的磁场，会使得半导体中的电子与空穴霍尔效应受到不同方向的洛伦兹力而在不同方向上聚集，在聚集起来的电子与空穴之间会产生电场，电场强度与洛伦兹力产生平衡之后，不再聚集，此时电场将会使后来的电子和空穴受到电场力的作用而平衡掉磁场对其产生的洛伦兹力，使得后来的电子和空穴能顺利通过不会偏移 2、 p189.霍尔接近开关应用的图和应用原理。3、 P193磁力线在导磁体中的分布（画图）。第九章 热电偶传感器1、热电效应：当受热

12、物体中的电子（空穴），因随着温度梯度由高温区往低温区移动时，所产生电流或电荷堆积的一种现象。2、中间导体定律：在热电偶回路中接入中间导体，只要中间导体两端温度相同，中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响，这就是中间导体定律。3、补偿导线的用途和作用：P209（填空）。4、热电偶的冷端补偿方法：p210（填空）。5、利用热电偶传感器测量水泵效率原理：p217如果水泵的效率不为100%，动力轴输入的机械能量大部分转变成水的势能和动能，剩余部分必将转换成热量，使水的温度升高。将两根同型号的热电偶反向串联后，分别安装在进水口和出水口处，其热电势之差反映了出水口和入水口的温度之差。即可求出水泵的效率。

13、第10章 光电传感器1、 光电效应：用光照射某物体，可以看做物体受到一连串能量为hf的光子的轰击，组成这物体的材料吸收光子能量而发生相应电效应的物理现象。2、 外光电效应：在光线的作用下能是电子逸出表面的现象。3、 内光电效应：在光线的作用下能使物体的电阻率改变的现象。4、 光生伏特效应：在光线的作用下，物体产生一定方向电动势的现象。5、 热释电型人体检测原理：p237.6、 漫反射式烟雾传感器的原理：p239.第十二章检测技术的抗干扰技术1、噪声：在测量过程中，有一些无用的背景信号与被测信号叠加在一起称之为噪声。2、信噪比：信号通道中，有用信号功率与噪声功率之比。3、骚扰的分类：（填空）机械

14、骚扰、湿度及化学物质骚扰、热骚扰、固有噪声骚扰、电磁噪声骚扰。4、电磁兼容：电气及电子设备在共同的电磁环境中能执行各自功能的共存状态，即要求在同一电磁环境中的各种设备都能正常工作有互不干扰。5、电磁干扰三要素：干扰源、干扰途径、对电磁干扰敏感性较高的接受电路。6、消除或减弱电磁干扰的措施：消除或抑制干扰源、切断干扰途径、削弱接收回路对干扰的敏感性。7、抗干扰措施：屏蔽、接地、浮置、滤波、光电隔离。8、光耦的工作原理、光耦是一种光-电-光的耦合器件，他的输入量是电流，输出量也是电流，可是两者之间从电器上看却是绝缘的。1、 测压力的传感器：电感传感器，电涡流传感器，电容传感器，压电式传感器2、 测

15、液位的传感器：电容传感器3、 侧转速的传感器：电涡流传感器4、 测力的传感器：应变式力传感器、压阻式固态压力传感器5、 测温度的传感器：测温热电阻传感器6、 测湿度的传感器：湿敏电阻传感器7、 电感传感器可以测位移、圆度、压力。8、 测位移的传感器：变极距式电容传感器、电涡流传感器、电感传感器、差动电容传感器考试题型一 名词解释（2*8）二 选择题（1*18）课后原题三 填空题（1*10）四 原理说明题（8*1）1自动检测系统原理图(2)2自动磨削测控系统(3)3 滚柱直径分选机(77)4差动变压器张力检测控制系统(84)5电涡流式通道安全检查门(93)6电涡流电磁炉(102)7电容式流量表(

16、117)8节流式流量计（122）五 计算题（8*1）四壁全桥，转速六 设计题（15*2）原理+检测方法（原理图+相关公式）温度，湿度，压力，液位，流量，转速，振动加速度，报警警戒， 无损探伤，接近开关七 综合题（二选一）10分（注:写10种传感器的应用，一个一分）传感器在汽车中的应用（P341-346）2.传感器在数控机床中的应用（P346350）温度：在主轴和进给电机中埋设有热敏电阻，当发动机过载或过热时，温度传感器就会发出信号，使数控系统产生过热报警信号。湿度：压力：在润滑，液压，气动等系统中，均安装有压力传感器，液位传感器，流量传感器液位：在润滑，液压，气动等系统中，均安装有压力传感器，液位传感