测试教案(绪论;第一篇机械量电测法基本原理第一章)

1、绪 论 一、测试工作的目的为了获得有关研究对象的状态、运动和特征等方面(fngmin)的信息共四十二页二、 自动检测技术(jsh)的重要性测试手段就是仪器仪表。在工程上所要测量的参数大多数为非电量，促使人们用电测的方法来研究非电量，即研究用电测的方法测量非电量的仪器仪表，研究如何能正确和快速地测得非电量的技术。非电量电测量技术优点：测量精度高、反应速度快、能自动连续地进行测量、可以进行遥测、便于(biny)自动记录、可以与计算机联结进行数据处理、可采用微处理器做成智能仪表、能实现自动检测与转换等。共四十二页机械(jxi)制造业木材加工业林业航天煤矿 环境保护等部门 建筑业综上所述，自动检测技术

2、与我们的生产、生活密切相关。它是自动化领域的重要组成部分，尤其在自动控制中，如果对控制参数不能有效准确的检测，控制就成为无源之水，无本之木。共四十二页煤矿瓦斯(w s)监控系统（现场监控层、信息传输层和信息管理层）共四十二页汽车安全驾驶(jish)装置共四十二页三、自动检测系统(xtng)的组成传感器测量电路输出单元被测量共四十二页传感器：把被测非电量转换成为与之有确定对应关系，且便于应用的某些物理量（通常为电量）的测量装置。测量电路：把传感器输出的变量变换成电压或电流信号，使之能在输出单元(dnyun)的指示仪上指示或记录仪上记录；或者能够作为控制系统的检测或反馈信号。输出单元：指示仪、记录

3、仪、累加器、报警器、数据处理电路等。共四十二页自动检测系统的组成详细(xingx)框图共四十二页四、自动检测技术(jsh)的发展趋势1）不断提高仪器的性能、可靠性，扩大应用范围2）开发新型传感器（蛋白质生物(shngw)传感器，葡萄糖生物(shngw)传感器等检测有机物的生物(shngw)传感器）3）开发传感器的新型敏感元件材料和采用新的加工工艺4）微电子技术、微型计算机技术、现场总线技术与仪器仪表和传感器结合，构成新一代智能化测试系统，使测量精度、自动化水平进一步提高5）研究集成化、多功能和智能化传感器或测试系统共四十二页五、本课程(kchng)的主要内容 第一篇 机械量电测法基本原理第一章

4、 机械量电量变换原理 第二章 电阻传感器（电阻应变计）第三章 电阻应变(yngbin)测量电路（电桥电路）共四十二页本课程的主要(zhyo)内容第二篇机械参量电测法的基本原理 2.1 电阻应变式力传感器测量2.2 电阻应变式压力传感器测量2.3 电阻应变式加速度传感器测量2.4 自感(z n)式压力传感器测量2.5 差动变压器式传感器应用2.6 电容式传感器应用2.7 压电式传感器应用共四十二页第三篇 电阻(dinz)应变仪和指示记录装置第一章指示(zhsh)记录装置第二章电阻应变仪共四十二页第四篇 零件的应力(yngl)和应变测量4.1 主应力方向已知时的应力测量(cling)4.2 主应力

5、方向未知时的应力测量4.3 应变花的应用共四十二页第五篇 空调原理及测控技术 5.1 空调基础知识 5.2 空调系统组成与分类 5.3 空气处理及控制 5.4 空调自动(zdng)调节系统设计 5.5 空调常用检测仪表及执行器共四十二页六、考核(koh)方式平时成绩占15%论文(lnwn)成绩占20%期末考试占65% 共四十二页七、参考书传感器与检测技术（电子工业出版社，徐科军主编）；现代检测技术（电子工业出版社，陈平 罗晶编）；机械工程测试(csh)技术（冶金工业出版社）；林业机械测试技术（中国林业出版社）；测试技术与自动化仪表（中国农业出版社）；空调自控设计基础及图例集（中国建筑工业出版社

6、，张祯 周治湖） 共四十二页八、作业(zuy) 1、论文题目(tm)：电子式安全装置在汽车中的应用 2、内容 1）电子式安全装置的原理、构造及作用 2）电子式安全装置的优缺点及发展前景 3、论文格式 共四十二页第一篇 机械(jxi)量电测法基本原理第一章 机械量电量变换原理(yunl)1.1 传感器概述一、传感器（Transducer/Sensor）定义：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和装置。共四十二页包含(bohn)的概念： 传感器是测量装置，能完成检测任务； 它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等； 它的输出量是某种物理量，这种量要便于传

7、输、转换、处理、显示等等(dn dn)，这种量可以是气、光、电量，但主要是电量； 输出输入有对应关系，且有一定的精确程度。共四十二页二、传感器的组成(z chn)敏感元件 直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量转换(zhunhun)元件转换元件 敏感元件的输出就是它的输入，抟换成电路参量转换电路 上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出共四十二页敏感元件转换元件转换电路被测量电量共四十二页三、传感器分类(fn li)1、按传感器能量(nngling)转换情况分 1）能量控制型：在信息变换过程中，其能量需外电源供给 如，电阻、电感、电容式传感器 2）能量转换型：主要是由能量变换

8、元件构成，在信息变换过程中，其能量不需外电源供给 如，基于压电效应、热电效应、光电效应、霍尔效应等原理构成的传感器共四十二页2、按物理(wl)原理分 1）电参量式传感器：电阻、电感、电容式传感器 2）磁电式传感器：磁电感应式、霍尔式、磁栅式 3）压电式传感器 4）光电式传感器 5）气电式传感器 6）射线(shxin)式传感器 7）半导体式传感器 8）生物式传感器共四十二页3、按传感器使用(shyng)分类分 位移传感器、压力传感器、振动(zhndng)传感器、温度传感器、湿度传感器、躁声传感器、重力传感器等共四十二页四、传感器的特性(txng) 1、线性度 指传感器输出与输入之间的线性程度。输

9、出-输入特性一般可用多项式表示。理想特性方程为过原点直线：y = a1x 。当非线性传感器以差动方式工作，可消除偶次分量，改善(gishn)线性范围并提高灵敏度。在输入量变化范围不大时，可用直线（切线或割线）近似代表实际曲线一段。共四十二页2、灵敏度 传感器输出的变化量与引起(ynq)该变化量的输入变化量之比即为其静态灵敏度表征传感器对输入量变化的反应(fnyng)能力共四十二页 对线性传感器，灵敏度为特性方程(fngchng)的斜率即k=y/x为常量，对非线性的灵敏度为一变量，用k=dy/dx表示(a) 线性传感器 (b) 非线性传感器共四十二页 1.2电阻(dinz)式传感器变换原理一、工

10、作原理 共四十二页 电阻应变效应：当金属丝在外力作用下发生机械变形(bin xng)时其电阻值将发生变化金属导线长为：l金属截面积为：A金属电阻率为：共四十二页 公式两边(lingbin)取对数并微分 F l、A 、 R共四十二页二、电阻(dinz)式传感器种类1、改变电阻率，可以测温度，如铜电 阻、铂电阻温度计2、改变长度l,可测位移，如滑线变阻器 或电位器3、同时改变电阻率、长度l和截面积 A，如电阻(dinz)应变计有广泛用途共四十二页1.3电容式传感器变换(binhun)原理一、工作(gngzu)原理S S 极板相对覆盖面积； 极板间距离；r相对介电常数；0真空介电数； 电容极板间介质

11、的介电常数。共四十二页变极距(）型: (a)、(e) 变面积(min j)型(S)型: (b)、(c)、(d)、(f)、(g) （h） 变介电常数( )型: （i）(l) 共四十二页二、变极距型电容(dinrng)传感器初始(ch sh)电容：若极距缩小d （非线性）共四十二页若d/d1时，则上式可简化为 最大位移应小于间距的1/10，大大(d d)改善非线性。共四十二页静态(jngti)灵敏度 被测量缓慢变化时传感器电容变化量与引起其变化的被测量变化之比变极距型，其静态(jngti)灵敏度为共四十二页当若d/d103kv/mm)或塑料膜来改善电容器耐压性能 共四十二页三、变面积(min j)型电容传感器共四十二页当动极板相对于定极板沿着长度方向(fngxing)平移a时，有C和a呈线行关系(gun x)，减小d 、加云母片、增大b、可提高灵敏度baa共四十二页电容式角位移传感器当=0时 当0时传感器电容量C与角位移间呈线性关系 共四十二页四、变介电常数(ji din chn sh)型电容传感器共四十二页内容摘要绪 论。煤矿瓦斯监控系统（现场监控层、信息传输层和信息管理层）。传感器：把被测非电量转换成为与之有确定对应关系，且便于应用的某些物理量（通常为电量）的测量装置。3）开发传感器的新型敏感元件材料和采用新的加工工艺。一、传感器（Transduc