第八组测试技术论文剖析

1、测试技术论文及实验测试技术论文及实验测试技术论文：汇报小组成员：管清韦、申晓东、王俊杰、曹振宇 王文涛、孙羽、姚张艺、罗良、焦申 测试测试论文内容论文内容 以及人员分工以及人员分工最常用测量技术最常用测量技术工作负责人备注温度测量实现一罗良温度测量实现二王俊杰温度测量实现三曹振宇压力测量实现焦申流量、应力、位移测量流量、应力、位移测量抽象的测量技术以及结合创新实验抽象的测量技术以及结合创新实验工作负责人备注流量测量实现王文涛 应力测量实现姚张艺位移测量实现孙羽工作负责人备注测谎测量技术实现管清韦粉体爆炸的压力测量申晓东 page 3温温度度传传感感器器：1. 热电阻热电阻2. 热电偶热电偶3.

2、 热敏电阻热敏电阻4. 集成集成温温度度传传感感器器一、温度一、温度测试的实现测试的实现：温温度度传传感感器器1.1. 测温原理测温原理2.2. 应用方法应用方法3.3. 实际应用实际应用4.4. 特点特点热电阻热电阻1.1. 测温测温原理原理基于导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性来测量基于导体或半导体的电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数温度及与温度有关的参数2.2.应用应用方法方法通常把通常把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它二次电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它二次仪表仪表上上3.3.实际应用实际应用目前目前应用最广泛的热电阻材料是铂和

3、应用最广泛的热电阻材料是铂和铜铜4.4.特点特点精度高、性能稳定、互换性好、耐腐蚀及使用方便等精度高、性能稳定、互换性好、耐腐蚀及使用方便等热电偶热电偶1.1. 测温测温原理原理两种不同成份的两种不同成份的导体两端导体两端接合成回路接合成回路，当，当两个接合点的温度不两个接合点的温度不同时，在回路中就会同时，在回路中就会产生热电动势产生热电动势2.2.应用应用方法方法接入测量仪表，测得热电动势后，即可知道被测介质的接入测量仪表，测得热电动势后，即可知道被测介质的温度，温度，一般一般与与测量仪表测量仪表用用专用补偿导线连接专用补偿导线连接3.3.实际应用实际应用热电偶元件热电偶元件一端一端接在接

4、头上接在接头上；参考连接点利用；参考连接点利用适当的热电偶延适当的热电偶延伸线来转接到温度比较稳定的被控环境伸线来转接到温度比较稳定的被控环境中中4.4.特点特点测量精度高、范围广、构造简单，使用方便测量精度高、范围广、构造简单，使用方便热敏电阻热敏电阻1.1. 测温测温原理原理温度引起电阻变化温度引起电阻变化，电阻电阻是是温度的函数，因此可由测量电温度的函数，因此可由测量电导而推算出温度的高低导而推算出温度的高低2.2.应用应用方法方法通常把通常把电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它电阻信号通过引线传递到计算机控制装置或者其它二次仪表二次仪表上上3.3.实际应用实际应用除与热电阻相同

5、应用外，也除与热电阻相同应用外，也可作为电子线路元件用于仪表可作为电子线路元件用于仪表线路温度补偿和温差电偶冷端温度线路温度补偿和温差电偶冷端温度补偿补偿4.4.特点特点灵敏度较高、工作温度范围宽、体积小、使用方便、稳定灵敏度较高、工作温度范围宽、体积小、使用方便、稳定性好、过载能力强性好、过载能力强集成集成温温度度传传感感器器1. 测温测温原理原理利用晶体管利用晶体管PNPN结的电流和电压特性与温度的关系，把敏感结的电流和电压特性与温度的关系，把敏感元件、放大电路和补偿电路等部分集成化，并把它们封装元件、放大电路和补偿电路等部分集成化，并把它们封装在同一壳体里的一种一体化温度在同一壳体里的一

6、种一体化温度检测元件检测元件2.2.应用应用方法方法通过导线通过导线传递到计算机控制装置或者其它二次仪表上传递到计算机控制装置或者其它二次仪表上3.3.实际应用实际应用按温度传感器按温度传感器输出信号的模式，可大致划分输出信号的模式，可大致划分为数字式为数字式温度温度传感器、逻辑输出温度传感器、模拟式温度传感器三大类传感器、逻辑输出温度传感器、模拟式温度传感器三大类4.4.特点特点线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等线性好、精度适中、灵敏度高、体积小、使用方便等温温度度传传感感器器 温度传感器温度传感器是通过物体随温度变化而改变某种特性来是通过物体随温度变化而改变某种特性来间接测量的

7、。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变间接测量的。不少材料、元件的特性都随温度的变化而变化，所以能作温度传感器的材料相当多。温度传感器随温化，所以能作温度传感器的材料相当多。温度传感器随温度而引起物理参数变化的有：膨胀、电阻、电容、而电动度而引起物理参数变化的有：膨胀、电阻、电容、而电动势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的势、磁性能、频率、光学特性及热噪声等等。随着生产的发展，新型温度传感器还会不断涌现。发展，新型温度传感器还会不断涌现。 page 101. 概述概述2. 几几种种常见流常见流量计的量计的介绍介绍3. 流量测控系统的发展趋势流量测控系统的发展趋势二、二、流量测试

8、技术的实现流量测试技术的实现概概述述1.流量的定义流量的定义 流体流过一定截面的量称为流量。流量也是流体流过一定截面的量称为流量。流量也是瞬时流量和累计流量的统称。在一段时间内流体流过一瞬时流量和累计流量的统称。在一段时间内流体流过一定截面的量称为累积流量，也成总量。当时间很短时，定截面的量称为累积流量，也成总量。当时间很短时，流体流过一定截面的量与时间的比称为瞬时流量。流体流过一定截面的量与时间的比称为瞬时流量。2. 流量检测中常用的流体物性参数主要有密度、黏度、压流量检测中常用的流体物性参数主要有密度、黏度、压缩系数、比热比和气体绝热指数。缩系数、比热比和气体绝热指数。3. 流量计的检测方

9、法流量计的检测方法 直接测量法、间接测量法以及综合直接测量法、间接测量法以及综合测量法。测量法。4.流量计的分类流量计的分类 按流量计原理和结构分、按测量要求分按流量计原理和结构分、按测量要求分以及按用途分以及按用途分2. 几种常见流量计的介绍几种常见流量计的介绍1. 差压式流量计差压式流量计差压式流量计的工作原理：充满管道的流体，当它流经管道内的节流件时，如图下图所示，流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生低，于是在节流件前后便产生了压差了压差。流体流量愈大，产生的压差愈大，这样可依据压差来衡量流量的大小。常见流常见流量计量计2.

10、 浮子流量计浮子流量计浮子流量计的流量检测元件是由一根自下向上扩大的垂直锥浮子流量计的流量检测元件是由一根自下向上扩大的垂直锥形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子组所组成。工作原理形管和一个沿着锥管轴上下移动的浮子组所组成。工作原理如图如图1所示，被测流体从下向上经过锥管所示，被测流体从下向上经过锥管1和浮子和浮子2形成的环形成的环隙隙3时，浮子上下端产生差压形成浮子上升的力时，浮子上下端产生差压形成浮子上升的力，当浮子当浮子所受上升力大于浸在流体中浮子重量时，浮所受上升力大于浸在流体中浮子重量时，浮子便上升子便上升，环隙面积随之增大，环隙处流体流速立即下环隙面积随之增大，环隙处流体流速立即下降

11、，浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升力亦随着减少，降，浮子上下端差压降低，作用于浮子的上升力亦随着减少，直到上升力等于浸在流体中浮子重量时，浮子便稳定在某一直到上升力等于浸在流体中浮子重量时，浮子便稳定在某一高度。高度。 容积式流量计，又称定排量流量计，简称容积式流量计，又称定排量流量计，简称PD流量计，流量计，在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把在流量仪表中是精度最高的一类。它利用机械测量元件把流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室流体连续不断地分割成单个已知的体积部分，根据测量室逐次重复地充满和排放该体积部分流体的次数来测量流体逐次重复地充满和排放该体积部分流体

12、的次数来测量流体体积总量。体积总量。 数值模拟数值模拟容积式流量计容积式流量计涡轮式流量计涡轮式流量计 涡轮流量计涡轮流量计,是速度式流量计中的主要种类，它采用是速度式流量计中的主要种类，它采用多叶片的转子多叶片的转子(涡轮涡轮)感受流体平均流速，从而且推导出感受流体平均流速，从而且推导出流量或总量的仪表。流量或总量的仪表。 page 151. 什么什么是是压压力力测测量量？2. 压压力力测测量量原原理。理。3. 压压力力测测量量仪表仪表。4. 压压力力测测量的应用与发量的应用与发展展。三、压力测量三、压力测量的实现的实现测量原理测量原理1.1.根据压力的定义直接测量单位面积上受力大根据压力的

13、定义直接测量单位面积上受力大小。例，液柱式，弹性式。小。例，液柱式，弹性式。2.2.应用压力作用于物体后产生的各种物理效应来应用压力作用于物体后产生的各种物理效应来实现测量压力。例，电阻式。实现测量压力。例，电阻式。测测量量仪器仪器 压力测量仪表是用来测量气体或液体压力的工业自压力测量仪表是用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表，又称压力表或压力计。动化仪表，又称压力表或压力计。 压力测量仪表压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型和电测式等类型。测测量量仪器仪器 弹性式弹性式压力测量仪表是利用各种不同形状的弹性元件，压力测量仪表是利用

14、各种不同形状的弹性元件，在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表在压力下产生变形的原理制成的压力测量仪表。 弹性式弹性式压力测量仪表按采用的弹性元件不同，可分为压力测量仪表按采用的弹性元件不同，可分为弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表弹簧管压力表、膜片压力表、膜盒压力表和波纹管压力表等；按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传等；按功能不同分为指示式压力表、电接点压力表和远传压力表等。这类仪表的特点是结构简单，结实耐用，测量压力表等。这类仪表的特点是结构简单，结实耐用，测量范围宽，是压力测量仪表中应用最多的一种。范围宽，是压力测量仪表中应用最多的一种。测测量量仪器仪器 负

15、荷负荷式压力测量仪表常称为负荷式压力计，它是直接式压力测量仪表常称为负荷式压力计，它是直接按压力的定义制作的，常见的有活塞式压力计、浮球式按压力的定义制作的，常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计压力计和钟罩式压力计。 由于由于活塞和砝码均可精确加工和测量，因此这类压力活塞和砝码均可精确加工和测量，因此这类压力计的计的误差很小，主要作为压力基准仪表使用，误差很小，主要作为压力基准仪表使用，测量范围从数十帕至测量范围从数十帕至2500兆帕兆帕 page 201. 应力应力测试概测试概述述2. 常常用应力用应力测测量方量方法法。3. 应力应力测测量技术量技术原原理。理。三、三、应力应力测

16、试的实现测试的实现应力应力测试测试的的概概述述应力应变测量应力应变测量是测试技术研究的基本范畴之一，是测试技术研究的基本范畴之一，工程中经常需要研究结构构件在荷载、温度等条件下工程中经常需要研究结构构件在荷载、温度等条件下内外部应力和变形的分布情况内外部应力和变形的分布情况, 特别需要确定危险部特别需要确定危险部位的最大应力和变形位的最大应力和变形,从而为工程设计建设提供依据。从而为工程设计建设提供依据。应力测试技术涉及工程的方方面面，有着不言而喻的应力测试技术涉及工程的方方面面，有着不言而喻的重要性，深入研究应变应力的测试更好的服务于工程重要性，深入研究应变应力的测试更好的服务于工程实践具有

17、重要意义。实践具有重要意义。常常用应力用应力测试测试方方法法 电阻应变片差动式应变测量光纤应力测试技术电阻电阻应应变片变片 应力变化电阻变化电压信号输出差动式差动式应应变变 钢丝变形使其电阻发生相应变化和钢丝电阻随钢丝变形使其电阻发生相应变化和钢丝电阻随其本身的温度而变化这两个原理设计而成的其本身的温度而变化这两个原理设计而成的。在差。在差动式应变计内部采用两根特殊固定方式的钢丝动式应变计内部采用两根特殊固定方式的钢丝, 钢丝经过钢丝经过预拉预拉, 张紧在支杆上。当差动式应变计受到外界的拉压而张紧在支杆上。当差动式应变计受到外界的拉压而变形时变形时,其中一根钢丝受拉其中一根钢丝受拉, 其电阻增

18、加。另一根钢丝受压其电阻增加。另一根钢丝受压, 其电阻减小。测量两根钢丝电阻的比值其电阻减小。测量两根钢丝电阻的比值, 就可以求得差动就可以求得差动式应变计的变形量。温度引起两根钢丝的电阻变化是同方式应变计的变形量。温度引起两根钢丝的电阻变化是同方向的向的, 当温度升高时当温度升高时, 两根钢丝的电阻都增大两根钢丝的电阻都增大; 温度降低时温度降低时, 两根钢丝的电阻都减小。通过测量两根钢丝的串联电阻值两根钢丝的电阻都减小。通过测量两根钢丝的串联电阻值的变化的变化, 就可以求得差动式应变计所感受温度的变化。就可以求得差动式应变计所感受温度的变化。光纤光纤应力应力测试测试物理变化光纤光信号光纤传

19、感器是利用光纤对某些特定物理量敏感的特性, 将外界物理量的变化转换成光信号的变化。 page 261. 位位移测移测量量类类型以及型以及特特点。点。2. 位位移测移测量的量的仪器类仪器类型型原原理理3. 位位移测移测量量仪器仪器的应用。的应用。四、四、位移测试位移测试的实现的实现 page 27位位移测移测量量位移测量的类型：按被测对象的运动方式分，有线位移测量和位移测量的类型：按被测对象的运动方式分，有线位移测量和角角 位移位移测量；测量；按被测量运动状态分，有静态位移测量和动态位移测量等按被测量运动状态分，有静态位移测量和动态位移测量等位移测量的特点：位移测量的特点：位移是反应物体空间位置

20、位移是反应物体空间位置变动的矢量。变动的矢量。位位移测移测量量仪器类仪器类型型电阻式位移计 电感式位移计组合式位移传感器 光纤位移传感器 激光测距传感器 差动变压器位移计电涡流式位移传感器激光测距传感器位位移测移测量量仪器仪器的应用的应用 电阻式位移计电阻式位移计适用于布设在混凝土结构物或其它适用于布设在混凝土结构物或其它材料结构物内及表面，测量结构物伸缩缝或周边缝的开材料结构物内及表面，测量结构物伸缩缝或周边缝的开合度合度( (变形变形) )，亦可用于测量土坝、土堤、边坡、亦可用于测量土坝、土堤、边坡、桥梁等结构物的位移桥梁等结构物的位移、沉陷、应变、滑移等、沉陷、应变、滑移等。 电涡流传感

21、器电涡流传感器以其长期工作可靠性好、测量范围宽、以其长期工作可靠性好、测量范围宽、灵敏度高、分辨率高等优点，在大型旋转机械状态的在灵敏度高、分辨率高等优点，在大型旋转机械状态的在线监测与故障诊断中得到广泛应用。线监测与故障诊断中得到广泛应用。 page 301.简介测谎技术简介测谎技术2. 测测谎仪及测试原理谎仪及测试原理3. 我国我国测谎测试发展现状测谎测试发展现状测试技术在测谎领域的的测试技术在测谎领域的的应用应用简介测简介测谎技术及测谎仪谎技术及测谎仪测谎仪是基于机体的生理反应并能作出灵敏记录和测谎仪是基于机体的生理反应并能作出灵敏记录和鉴别的电子仪器，为测谎提供了相对客观的指标。鉴别的

22、电子仪器，为测谎提供了相对客观的指标。测谎仪测谎仪由由传感器传感器、主机和微机组成。传感器与人主机和微机组成。传感器与人的体表连接，采集人体生理参量的变化的体表连接，采集人体生理参量的变化信息信息。测测谎仪监测的几项生理活动及其监测方式谎仪监测的几项生理活动及其监测方式 呼吸速率呼吸速率在受测人的胸部和腹部周围放置两在受测人的胸部和腹部周围放置两部部呼吸描记器呼吸描记器。使用使用换能器将排出空气的能量转化换能器将排出空气的能量转化为为电信号电信号血压血压/ /心率心率血压计缠绕于受测人的上臂。血压计血压计缠绕于受测人的上臂。血压计与测谎仪之间连有测试与测谎仪之间连有测试管管当血液流过手臂时血压

23、计会当血液流过手臂时血压计会发出声响；由这种声响导致的压力变化将测试管内的发出声响；由这种声响导致的压力变化将测试管内的空气排出空气排出，通过，通过换能器转化为电信号。换能器转化为电信号。皮肤电流阻抗（皮肤电流阻抗（GSRGSR）亦称皮电活性，主要亦称皮电活性，主要是对指尖汗湿度的是对指尖汗湿度的测量测量受测人会有两根手指与被称为检流计的手指板相受测人会有两根手指与被称为检流计的手指板相连。这些测试板可以测量皮肤导电的能力。连。这些测试板可以测量皮肤导电的能力。 page 331. 爆炸压力爆炸压力测试系统概述测试系统概述2. 相关压力相关压力传感器传感器的简介的简介3. 信号信号调理和数据采集调理和数据采集测试技术测试