传感与测试技术总结

1,测试和测量的概念？1.测试：要用仪器仪表测量，并含有测试--对比--调整--再测试，这样循环的一个过程和意思。如速度、压力、电流、电压、精度、振动等等的测试；2.测量：也要用仪器仪表或量具等，对对象的一种或几个参数的客观测量，一般只要测量报告，不一定要评价评定的结论，供其他人员进行分析判断的客观依据。如尺寸、精度、浓度、有益物或有害物含量等等；2，测试系统组成：3,负载效应是什么在实际测量中测量系统和被测对象之间、测量系统内部各环节之间相互连接必然产生相互作用和影响，使被测物理量偏离原有的量值，从而不可能实现理想的测量，这种现象称为“负载效应”4,如何消除负载效应？减小负载效应误差的措施是提高后续环节(负载)的输入阻抗5,什么是测试系统为完成某种物理量的测量而由具有某一种或多种变换特性的物理装置构成的总体。6,不失真的条件系统的幅频特性曲线是一条平行于w轴的直线系统的相频特性是一条通过坐标原点且具有负斜率的直线7,传感器的定义能感受被测量并按照一定规律转换成可用信号输出的器件或装置。通常由敏感元件和转换元件组成8,传感器的组成敏感元件(sensingelement^^传感器中能直接感受或响应被测量的部分。转换元件(transducingelement),指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号部分。当输出为规定的标准信号时，则称为变送器(transmitter)。9,电阻应变式传感器和电桥测试电路，加减特性采用电桥的一个桥臂为一片金属应变片，其他电桥为固定电阻的方法，也可以采用在电桥上用2/4片金属应变片组成的桥路结构。10,变极距传感器的特点保持重合面积和介质不变，一个极板固定，一个极板可动11,变面积电容器特点：输入和输出成线性关系，与变极距相比灵敏度较低适用范围：较大直线位移及角位移的测量12,变介电常数电容传感器：特点：测量能改变介电常数的物理量适用：大多用来测量材料的厚度，液面的面积，容量，温度13，自感传感器和互感传感器的区别相同点：工作原理都是建立在电磁感应的基础上，都可以分为变气隙式、变面积式和螺旋式等。不同点：结构上，自感式传感器是将被测量的变化转化为电感线圈的电感值变化。差动变压器式电感式传感器是把被测量的变化转换为传感器互感的变化，传感器本身是互感系数可变的变压□□器。14,什么叫涡流效应？一个块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作用切割磁力线运动时，导体内部会产生一圈圈闭和的电流，这种电流叫电涡流，这种现象叫做电涡流效应。电涡流的产生必然会消耗一部分能量，从而使产生磁场的线圈阻抗发生变换。15,涡流传感器的特点：只能测量金属应用：径向震动，回转轴误差，转速，板材厚度，零件计数，表面裂纹，缺陷16，脉冲频率与转速的关系：N=(f/z)*60N为转轴转速1=脉冲频率Z转轴上的额槽数或者齿数17，霍尔效应半导体中流过一个电流I时，若在与该电流垂直的方向上外加一个磁场，则在与电流及磁场分别成直角的方向上会产生一个电压，这种现象称为霍尔效应18,霍尔传感器的应用开关型集成霍尔传感器常用于接近开关，速度检测，位置检测19，压电效应是什么？当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的一定表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新恢复不带电状态的现象。当作用力方向改变时，电荷极性也随着改变。当在电介质的极化方向施加电场，这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失的现象。也称电致伸缩效应。20，压电传感器能否测量g不能，因为压电传感器只能测量动态信号。压电式传感器适合测量变化剧烈的载荷。适用范围：测力，力相关的压力，位移，振动加速度21，什么是光电导效应在光作用下，电子吸收光子能量，使半导体材料导电率显著改变22,热电传感器的工作原理：热电偶产生的热电势是由两个导体的接触电势和单一导体的温差电势组成接触电势是由于相互接触的两种金属导体内自由电子的密度不同导致的23,热点基本定律(1) 均制导体定律热电偶必须由两种不同性质的热电极组成，提供了一种检查热电极材料均匀性的办法（2）中间导体定律在热电偶回路中，只要中间导体两端点温度相同，那么接入中间导体后，对热电偶回路的总热电势是没有影响的。（3）中间温度定律4）中间温度定律 5 &y根据式（7）t当A与A与B材料分别相同，且接点温度为讣、4时,根据连接导体定律可得该回路的热电势力：&幻二%&（'，•）+%£（却4）⑻上式表明，热电偶在接点温度为、1时的热电婢等于热电偶在相应的热电界小丁区）与苞/&幻的代数和，这就是中间温度定律，其中雹称为中间温度，（4）标准电极定律：阳＜7＜）=£《（『二）+£式7＜）=£。（7＜）一纥。（T工）0）24,热电偶冷端温度处理0度恒温法；热电势修正法；电桥补偿法；延伸导线法25,光栅传感器特点：大位移，有精度要求光栅栅距：W26,摩尔条纹莫尔条纹是指当指示光栅与主光栅的栅线有一个微小的夹角e时，由于挡光效应（当线纹密度W50条/mm时）或光的衍射作用（当线纹密度N100条/mm时），则在近似垂直于栅线方向上显现出比栅距W大的多的明暗相间的条纹，相邻的两明暗条纹之间的距离B称为莫尔条纹间距应用：光散很小可以放大27,增量式码盘测角位移，角速度，直线位移28,绝对式码盘:定位29,加减特性:相对相加，相邻相减。灵敏度高，温度补偿当电桥相邻臂阻值增量相反，相对臂阻值增量相同时，电桥输出增大;当电桥相邻臂阻值增量相同，相对臂阻值增量相反时，电桥输出减小。这一特性称为电桥的加减特性。若仅用一个桥臂工作，为了补偿温度误差，往往在工作应变片附近放置另一个相同的应变片，并作为一个桥臂与工作桥臂相邻地接入电桥中。工作过程中，该桥臂不受应变，只感受温度的变化。30,平衡条件:直流电桥：R1R3=R2R4交流电桥：两相对桥臂的阻抗模的乘积相等，阻抗角的和相等。31放大电路

放大倍数精入阳抗费点放大倍数为1同相放大电路1+即曷无穷时，称为电压翻随器反和放大电路玛输出阻筑为0,带负载能力强,差动放大电路凡（差模）〜=2瓦%=(%一/»2抻制输入信号的共模成分仪表放大电路Fe=2八+同并串差III M十输入阻抗高，阳?-国时r记一『2/2共模抑陋比大.32,直流电桥灵敏度：IIAM力电耻跖华板却舒鹿匮些电，I产生的电阻升工,：,*ts中西中桥城MEllti械费脚用瓜加克也。目何由唯也大水相梨而依性桁反.即小：皿，，也*加上,3：图S）中4力桥安Rlfft都就故篇即展最而我｛也桁邻的西胃吼也殳让大小相寻，稳陛£|辰，桂甘的两，次汇市变化大小相毋曜性相犯IB吊3吊.岛工群二，包工3％&="&•33,什么叫调制？使一个信号（高频信号）的某些参数（幅值、频率或相位）在另一信号（低频信号）的控制下发生变化的过程。34,什么叫解调？最终从已调制波中恢复出调制信号的过程，称为解调。35,调幅与解调的方法同步解调整流检波解调（3）相敏检波解调特点：输出既能反映调制信号电压的幅值，又能反映调制信号电压的极性（方向）。36,滤波器的分类L低通涯波器：遒频带0吆（低通滤波器的上截止频率）.高逋滤波器：通频带/]-8（百通派设簿的下截止频率）.带通滤波器：逋频带/；口（带通疏波器的下、上截止^率）4带阻滤波器：通频带0"^与犬y口根据滤波器的元件类型；RQ、£C\晶年谱彩l涯海：器口□根据灌滋器的电路特性:一听滤波豁布二阶滤波器U□根据是否含有有源器件;有源〜无源滤波豁口□根据滤波翡的信号，性质二模秘装字滤墟器口□根据退近王里想滤波器的方法：已转沃所滤涯器、贝塞尔滤波髭制切贝雪夫漉选据，，37,示波器参数：截止频率：幅频特性等于根号二分之A0所对应的频率。带宽B:上下两截止频率之间的频率范围称为滤波器带宽或-3dB带宽。品质因数Q:中心频率fn和带宽B之比（中心频率为上下截止频率的乘积的开方）纹波幅度d:实际滤波器的通频带内幅频特性可能呈纹波变化，最大变化量称为纹波幅度。补充：1，静态参数：灵敏度：测试系统在稳态状态下，输出量的变化和输入量的变化的比值非线性度：在测试系统的全量程范围内，标定曲线偏离拟合直线的最大偏差与满量程输出值的百分比回程误差：在测试系统的全量程范围内，同一个输入量所对应的正反行程两个输出量之间的最大误差与满量程输出值A的百分比重复性：在测试系统的全程范围内，一般用正或反行程最大偏差与满量程输出值A的百分比表示。分辨率：在测试系统的全程范围内，输入信号的最小变化与满量程输出值的百分比测量范围：测试系统的输入和输出保持线性关系的最大范围量程：测试系统示值范围的上限值与下限值之差，即A2，信号调理的作用规范/标注信号便于传输，处理，接受或显示记录.有些传感器输出的是电参量，需要转换成电信号才能进行处理。.传感器输出信号很微弱，大多数不能直接输送到显示、记录或分析仪器中去，需要进一步放大，有的还要进行阻抗变换。.某些场合，为了便于信号的远距离传输，需要对传感器测量信号进行调制解调处理。.有些传感器输出的是电信号，但信号中混杂有干扰噪声，需要去掉噪声，提高信噪比。3，在测试系统中为什么要进行信号调制为了减小后续电路可能引起的失真，信号的频宽相对于中心频率（载波频率）应越小越好,实际载波频率至少数倍甚至数十倍于调制信号频率。4，什么是调制信号?什么是载波信号?什么是调制波？使一个信号（高频信号）的某些参数（幅值、频率或相位）在另一信号（低频信号）的控制下发生变化的过程。前一信号称为载波，一般是较高频率的交变信号，后一信号（控制信号）称为调制信号使载波信号的频率随调制信号而变化的过程。调制以后得到的波形相应的称为