检测技术知识点总结

1、 检测技术：完成检测过程所采取的技术措施。2、 检测的含义：对各种参数或物理量进行检查和测量，从而获得必要的信息。3、 检测技术的作用：①检测技术是产品检验和质量控制的重要手段②检测技术在大型设备安全经济运行检测中得到广泛应用③检测技术和装置是自动化系统中不可缺少的组成部分④检测技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步4、 检测系统的组成：①传感器②测量电路③现实记录装置5、 非电学亮点测量的特点：①能够连续、自动对被测量进行测量和记录②电子装置精度高、频率响应好，不仅能适用与静态测量，选用适当的传感器和记录装置还可以进行动态测量甚至瞬态测量③电信号可以远距离传输，便于实现远距离测量和集中控制④电子测量装置能方便地改变量程，因此测量的范围广⑤可以方便地与计算机相连，进行数据的自动运算、分析和处理。6、 测量过程包括：比较示差平衡读数7、 测量方法；①按照测量手续可以将测量方法分为直接测量和间接测量。②按照获得测量值得方式可以分为偏差式测量，零位式测量和微差式测量，③根据传感器是否与被测对象直接接触，可区分为接触式测量和非接触式测量8、 模拟仪表分辨率=最小刻度值风格值的一半数字仪表的分辨率=最后一位数字为1所代表的值九、灵敏度是指传感器或检测系统在稳态下输出量变化的输入量变化的比值s二dy/dx整个灵敏度可谓s二s1s2s3。十、分辨率是指检测仪表能够精确检测出被测量的最小变化的能力十一、测量误差：在检测过程中，被测对象、检测系统、检测方法和检测人员受到各种变动因素的影响，对被测量的转换，偶尔也会改变被测对象原有的状态，造成了检测结果和被测量的客观值之间存在一定的差别，这个差值称为测量误差。十二、测量误差的主要来源可以概括为工具误差、环境误差、方法误差和人员误差等十三、误差分类：按照误差的方法可以分为绝对误差和相对误差；按照误差出现的规律，可以分系统误差、随机误差和粗大误差；按照被测量与时间的关系，可以分为静态误差和动态误差。十四、绝对误差；指示值X与被测量的真值xO之间的差值=x—xO十五、相对误差；仪表指示值得绝对误差 与被测量值xO的比值r二(x-xO/xO)x1OO%十六、引用误差；绝对误差与仪表量程L的比值r0=(/L)x100%十七、系统误差；在相同的条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变其误差的数值和符号不变的称为恒值系统误差。十八、随机误差；在相同的条件下多次测量同一量时，其误差的大小和符号一不可预见的方式变化十九、粗大误差；明显歪曲测量结果的误差二十、正确度和精确度；系统误差的大小表明测量结果的正确度，正确度表明测量结果相对真值有意恒定误差。随机误差的大小表明测量结果重复一致的程度，分散性。二十一、电阻应变效应；导体或半导体材料在外力作用下产生机械形变时，其他电阻值也相应发生变化的物理现象二十二、电阻应变片；金属电阻应变片和半导体应变片。有什么不同；由几何尺寸的改变影响金属。由材料的电阻率随应变引起的变化二十三、K0的大小有二个因素影响；(1+2u)表示有几何尺寸的改变；()表示材料的电阻率( )随应变所引起的变化，前者为金属材料，后者为半导体。二十四、热电阻的特性：①电阻值与温度变化具有良好的线性关系②电阻温度系数大，便于精确测量③电阻率高，热容量小，反应速度快④在测温范围内具有稳定的物理性质和化学性质⑤材料质量要纯，容易加工复制，价格便宜。⑥易于使用在自动测量和远距离测量中。二十五、电容式传感器的基本原理；c=A/d二十六、电容式传感器可以分为三种类型；①改变极板面积的变面积式；②改变极板距离的变间隙式；③改变介店常数的变介电常数式二十七、自感式电感传感器可分为①变间隙型：工作时衔铁与被测物体连接，被测物体的唯一将引起空气的长度变化，从而气隙词组的变化导致线圈电感的变化L二NA2/Rm、②变面积型：铁芯与衔铁之间相对覆盖面积岁被测量的变化而变化，从而导致线圈的电感发生变化、③螺管型：衔铁岁被测对象的移动，线圈磁力线路径上的磁阻发生变化，线圈电感量也因此而变化，线圈电感量的大小与衔铁插入线圈的深度有关④差动电感传感器：常采用两个相同的传感器线圈公用一个衔铁，构成差动式电感传感器，这样可以提高传感器的灵敏度，减小测量误差。二十八、三种电感式传感器的优缺点：①变间隙式灵敏度高，但非线性误差大，且制作装配比较空难②变面积的灵敏度较前者小，但线性较好，量程较大，使用比较广泛③螺管型灵敏度较低，但量程大且结构简单易于制作和批量生产，是使用最广泛的一种电感式传感器。二十九、压电效应；某些晶体，在一定方向受到外力时，内部将产生极化现象，相应的在晶体的二个表面产生符号相反的电荷，当外力作用除去时，又恢复到不带电状态。当作用力方向改变时，电荷的极性也随着改变（半导体）XY方向为电荷，Z没有三十、压电式传感器的材料特性：①具有较大的压电常数②压电元件的机械强度咼、咼度大、并具有较咼的固有振动频率③具有咼的电阻率和交大的介电常数，以期减少电荷的泄露以及外部分布电容的影响，获得良好的低频特性。④具有较高的居里点。所谓居里点是指压电性能被破坏时的温度转变点。居里点高可以得到较宽的工作温度范围。三十一、热电动势；将二种不同成分的导体组成一个闭合回路，当闭合回路的二个接点分别置于不同的温度场中时，回路中将产生一个电动势，该电动势的方向和大小与导体的材料及二接点的温度有关。二种导体组成的回路称热电偶。二种导体称热电极，产生的电动势则为热电动势。热电偶的二个接点，一个称工作端或热端。另一个称为自由亠LU―SyAu-i-LLi端或冷端三十二、接触电动势；当扩散作用与阻碍扩散作用相等时，即自导体A扩散到导体B的自由电子数与在电场作用下自导体B到导体A的自由电子数相等时，导体便处于一种动态平衡状态。在这状态性下，A与B二导体的接触处就产生了电位差eAB（t）=Uat-Ubt;eAB（to）二Uato－Ubto三十三、温差电动势；导体二端便产生了一个由热端指向冷端的静电场，该电阻电子从热端继续跑到冷端并使电子反方向移动，最后也达到了动态平衡状态，这样导体二端便产生了电位差三十四、均质导体定律；如果热电偶回路中的二个热电极材料相同，无论二接点的温度如何，热电动势均为零。根据这个定律，可以检捻二个热电极材料成分是否相同（同名极检验法）也可以检查热电极材料的均匀性三十五、中间导体定律；在热电偶回路中接入第三种，只要第三种导体的二接点温度相同，则回路中的热电动势不变三十六、热电偶材料；用作热电极的材料应具备的条件；温度测量范围广，性能稳定，物理化学性能好三十七、运算放大器有反相和同相放大器（虚断i+=i-虚短u+二u-）三十八、测量放大器的特点；对低电平信号进行线性放大，还担负着阻抗匹配和抗共模干扰的任务‘他具有高共模抑制比，高速度，高精度。宽频带，高稳定性，高输入抗阻，低输出阻抗，低噪声等特点反相；G⑸=U0(s)/Ui⑸二-z1/z2G二Uo/Ui二-R1/R2同相G二UO/Ui二三十九、检测系统由哪几部分组成?说明各部分的作用。答：1、检测系统由：传感器、测量电路、显示记录装置三部分组成、传感器部分的作用：是把被测量变换成另一种与之有确定的对应关系，并且便于测量的量的装置。测量电路部分的作用：是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。显示记录装置部分的作用：是使人们了解检测数值的大小或变化的过程。四十、△t=xxs四十一、有三台测温仪表，量程均为0〜600疋，精度等级分别为2.5级、2.0级和1.5级，现要测量500疋的温度，要求相对误差不超过2.5%,选哪台仪表合理?解：2.5级测温仪表:2.5=(6m/L)100%=(6m/600)100%;6m=15°Cr=6m/500=(15/500)100%3%2.0级测温仪表:2.0=(6m/L)100%=(6m/600)100%;6m=12C

r=5m/500=(12/500)100?=2.4%1.5级测温仪表:1.5=(5m/L)100%=(5m/600)100%;5m=9C

r=5m/500=(9/500)10(%=1.8%选2.0级测温仪表合理四十二、金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同?答：金属电阻应变片电阻应变效应主要由几何尺寸的改变影响金属金属电阻应变片电阻应变效应。半导应变片电阻应变效应主要由材料的电阻率随应变引起的变化是影响半导应变片电阻应变效应的主要因素。四十三、金属电阻应变片与半导体材料的电阻应变效应有什么不同?答：金属电阻应变片电阻应变效应主要由几何尺寸的改变影响金属金属电阻应变片电阻应变效应。半导应变片电阻应变效应主要由材料的电阻率随应变引起的变化是影响半导应变片电阻应变效应的主要因素。四十四、直流测量电桥和交流测量电桥有什么区别?答：直流测量电桥采用直流电源供电，交流测量电桥采用交流电源供电四十五、热电阻测温时采用何种测量电路?为什么要采用这种测量电路?说明这种电路的工作原理。答：采用三导线四分之一电桥电路：在该电桥中热电阻的两根引线被分配在两个相邻的桥臂中；消除引线电阻因温度变化引起的阻值变化而产生的误差四十六、4.采用阻值为120Q、灵敏度系数K=2.0的金属电阻应变片和阻值为120Q的固定电阻组成电桥，供桥电压为4V.并假定负载电阻无穷大。当应变片上的应变分别为1应和1000应时，试求单臂工作电桥、双臂工作电桥以及全桥工作时的输出电压，并比较三种情况下的灵敏度。解：一个微应变:1ps=1pm/m=1x10-6因为R1二R2二R3二R4=f是等臂电桥U=4V;1)、应变片上的应变为1应：s=U0/AR=[U(AR/R)/4]/AR=(UKw)/4电阻应变片的相对变化量：AR/R二Kw=2x10-6电阻应变片的变化量： AR二RxKw=120x2x10-6=0.24x103。⑴、单臂工作电桥工作时的输出电压、灵敏度。输出电压：U0=U(AR/R)/4=UKs/4=2x10-6V灵敏度：s=U0/AR=2x10-6V/0.24x10-3Q=8.33x10-3V/Q⑵、双臂工作电桥工作时的输出电压、灵敏度。输出电压：U0=U(AR/R)/2=(U/2)Ks=4x10-6V灵敏度：s=U0/AR=4x10-6V/0.24x10-3Q=16.66x10-3V/Q⑶、及全桥工作时的输出电压、灵敏度。输出电压：U0=U^R/R)二UKw=8x10-6V灵敏度：s=U0/AR=8x10-6V/0.24x10-3Q=33.33x10-3V/Q2)、应变片上的应变为1000应电阻应变片的相对变化量：AR/R二Kw=2x10-3电阻应变片的变化量： AR二RxKw=120x2x10-3=0.24Q⑴、单臂工作电桥工作时的输出电压、灵敏度。输出电压： U0=U(AR/R)/4=UKs/4=2x10-3V灵敏度：s=U0/AR=2x10-3V/0.24Q=8.33x10灵敏度：3V/O⑵、双臂工作电桥工作时的输出电压、灵敏度。输出电压:灵敏度： U0二U(AR/R)/2二UKw/2=4x10-3Vs=U0/AR=4x10-3V/0.24Q=16.66x10-3V/Q⑶、及全桥工作时的输出电压、灵敏度。输出电压：U0=U(AR/R)=UKs/=8x10-3V灵敏度： s=U0/AR=8x10-3V/0.24Q=33.33x10-3V/Q四十七、采用阻值R=120Q,敏度系数K=2.0的金属电阻应变片与阻像二120Q的固定电阻组成电桥，供桥电压为10V。当应变片应变为1000应时，若要使输出电压大于10mVo则可采用何种接桥方式（设输出阻抗为无穷大）?解：应变片上的应变为1000陆=10-3电阻应变片的相对变化量：AR/R二Kw=2x10-3电阻应变片的变化量： AR二RxKw=120x2x10-3=0.24Q⑴、单臂工作电桥工作时的输出电压、灵敏度。输出电压:U0=U(AR/R)/4=UKs/4=10x2x10-3V/4=5mV灵敏度：s=U0/AR=5x10-3V/0.24Q=20.833x10-3V/Q⑵、双臂工作电桥工作时的输出电压、灵敏度。输出电压:灵敏度：U0=U(AR/R)/2=UKs/2=10x2x10V/2=10mVs=U0/AR=10x10-3V/0.24Q=41.67x10-3V/Q⑶、等臂全桥工作时的输出电压、灵敏度。输出电压:灵敏度：U0=UKs/=10x2x1C3V=20mVs=U0/AR=20x10-3V/0.24Q=83.33x10-3V/Q输出电压:U0二UKw=10xigmvx2x103=20mv综上所述:若要使输出电压大于10mVo则可采用等臂全桥接桥方式。四十八、图2-43所示为一直流电桥，供电电源电动势E=3V.R3=R4=100Q。R1和R2为相同型号的电阻应变片，其电阻均为50Qo灵敏度系数K=2.0o两只应变片分别粘贴于等强度梁同一截面的正反两面。设等强度梁在受力后产生的应变为5000陆试求此时电桥输出端电压U解：受力时:R1=r+ARSR2=r-ARSR3=R4=R=100QU0=(R2R4-R1R3)U/[(R4+R3)(R1+R2)]=R(R2-R1)U/[2R(R1+R2)]=-2RARU/2R2r二-(U/2)(AR/r)二-(U/2)(Ks)=-1.5x2x5x10=-1.5x1O2V=-15mv四十九、为什么说变间隙型电容传感器特性是非线性的?采取什么措施可改善其非线性特性?答:对变间隙式电容传感器若传感器的三和二ab为常数，初始的极距为d，其初始电容量(静态电容为)：CO二A/d=wA/d当动极板移动x后，其电容为：C=wA/(d-x)=(sA/d)x[d/(d-x)]=COd/(d-x)=CO[(1+x/d)/(1-x 2/d2)]当x<<c时；1-x2/d2-1；则：C二C0(1+x/d)由式(3-5)可知：电容C与x不是线形关系；只有当x<<d时，才能认为是近似线形关系。五十、有一平面直线位移型差动电容传感器其测量电路采用变压器交流电桥，结构组成如S3-20所示。电容传感器起始时)1二b2二b=20mmal=a2=a=10mn，极距d=2mm”极间介质为空气，测量电路中=3sinwtV,且u二ui。试求动极板上输入一位移量Ax=5mm时的电桥输出电压uO。ClT6图3-20题3图解:电桥的空载输出电压为：U0=2U[Z2/(Z1+Z2)]-U=U[2Z2/(Z1+Z2)-(Z1+Z2)/(Z1+Z2)]=U(Z2-Z1)/(Z1+Z2)其中：Z1=1/j3C1,