检测与控制知识点

检测第一部分（黄）1、 材料成形检测与控制的关系2、 检测定义、主要内容3、 为什么要将非电量转换成电量进行测量4、 材料成型过程的测试量有何特点？如何实现？5、 传感器的定义、组成、工作原理6、 传感器分类7、 传感器说明书的三大主要信息8、 数字式仪表的五大特点、模数转换分类9、 热电偶按结构分类（5种），适用场合10、 标准热电偶种类及测量温度范围11、 传感器的信号处理步骤12、 热电效应、应变效应、压阻效应、涡流效应、压电效应、霍尔效应定义13、 光电式传感器特点，按光能转换分类14、 各种传感器定义及测试量15、 热电式公式推导16、 电容式、电感式传感器分类17、 应变式传感器分类检测第一部分（黄）1、 材料成形检测与控制的关系检测技术是自动控制的基础，通常是在检测的基础上进行控制。2、 检测定义、主要内容检测定义：检测是人们认识客观事物的重要手段，通过检测可以揭露事物的内在联系和变换规律，从而帮助人们认识和利用它。主要内容：（1）温度的监测与控制、（2）位移、速度及加速度的检测与控制、（3）应力与应变的检测与控制、（4）力学性能、（5）电流、电压等工艺参数的检测与控制、（6）位置检测与运动控制3、 为什么要将非电量转换成电量进行测量测量电路或电测装置只能测量、显示和记录电信号，所以测量时需要将非电信号转变成电信号。4、 材料成型过程的测试量有何特点？如何实现？特点：被测试量特性：物理特性、量值特性、时变特性测试装置特性：动态特性：常用频率域的描述方法，一般用传递函数k（s）来描述（拉氏变换）静态特性：灵敏度、线性度、迟滞、重复性如何实现：在非电量的测量中必须通过传感器将其转换成电量，然后再用电测量装置进行信号处理，最终获得被测量。5、 传感器的定义、组成、工作原理定义：将被测非电量信号转换成与之有确定对应关系电量输出的器件或装置。组成：（1）敏感元件、（2）传感元件、（3）信号转换和调节电路、（4）（其他辅助元件组成的）辅助电路工作原理：传感器一般利用某种材料所具有的物理、化学和生物效应或原理制备。6、 传感器分类（1） 按输入物理量分：位移〜、速度〜、加速度〜、力〜、时间〜、温度〜、光~。（2） 按测量时传感器与被测对象接触与否进行分类：接触式传感器、非接触传感器。（3） 按工作原理分：压电式〜、热电式〜、光电式〜等（4） 按输出信号的性质分：模拟式传感器、数字式传感器7、 传感器说明书的三大主要信息信号格式、量程、接线图8、 数字式仪表的五大特点、模数转换分类特点：准确度高、读数攵准确、测量过程自动化、可联机操作、可在恶劣条件下工作模数转换分类：时间间隔-数字转换（T-D转换）、电压-数字转换（U-D转换）9、 热电偶按结构分类（5种），适用场合普通热电偶（气体、蒸汽、液体）铠装热电偶（热处理、冲击、高压、振动）薄膜热电偶（微小面积和顺表温度-200-300^）表面热电偶（金属块、炉壁、涡轮叶片、轧辊等固体表面）侵入式热电偶（铜液、钢液、铝液及熔融合金液体）10、 标准热电偶种类及测量温度范围铂铑10-铂热电偶S（0-1600°C）镍铬-镍硅热电偶K（0-1300C）镍铬-康铜热电偶E（-200-900C）铂铑30-铂铑6热电偶B （0-1800C）11、 传感器的信号处理步骤电桥、载波放大、相敏检波、滤波、模数-数模转换12、 热电效应、应变效应、压阻效应、涡流效应、压电效应、霍尔效应定义热电效应：把两种不同金属A和B连接成闭合回路，其中一个接点的温度为T，而另一个点温度为气，则在回路中有电流产生应变效应：金属导体受到外界作用时，产生长度或截面变化的机械变形，从而导致阻值变化压阻效应：是指错硅等半导体材料，当一轴向受到力的作用时，因电阻率变化带来电阻变化涡流效应：指当交变电感线圈产生的磁力线经过金属导体时，金属导体会产生感应电流，该电流呈闭合回线压电效应：当沿物质的某一方向施加压力或拉力时，该物质产生变形，使其两个表面产生符号相反的电荷。当去掉外力时，它又重新回到不带电状态霍尔效应：一半导体薄片，长L宽a厚b,当它被垂直置于磁感应强度为B的磁场中，如果在他的两边通以控制电流I，且磁场方向与电流方向正交，则在半导体另外两边会产生一个大小与控制电流I和磁感应强度B乘积成正比的电动势Uh，即Uh=KhIB，Kh为霍尔元件的灵敏度13、 光电式传感器特点，按光能转换分类特点：（1） 非接触，几乎不干扰被测对象（2） 光信号的传播保密性好，防爆、抗电磁干扰，且便于遥测（3） 响应速度快（4） 高准确度、高分辨率（5） 检测区域宽（6） 容易实现自动化、连续检测（7） 检测对象宽广，可作大量相关应用分类：（1） 利用光电效应的光电式传感器（2） 利用材料对红外线的选择性吸收制成的红外热释电探测器（3） 利用光电转换成像的CCD图像传感器和MOS图像传感器（4） 光纤传感器14、 各种传感器定义及测试量（1）热电式传感器：是一种可将温度转化为电阻、磁导或电动势等电量的元件。（2） 电阻式传感器：利用电阻作为传感元件，将非电量如力、位移、形变、速度和加速度等物理量，变换成与之具有一定函数攵关系的电阻值的变化，再通过电测装置测量电阻值，以达到测量物理量的目的。（3） 电感式传感器：利用电磁感应现象将被测量如位移、压力、流量、振动等转换成线圈的自感系数L或互感系数M的变化，再由测量电路将其转化为电压或电流的变化，实现非电量到电量的转换。（4） 电容式传感器：是将物理量的变化转换成电容变化的一种传感器，可用于对位移、振动、压力、液位等物理量的测量。（5） 压电式传感器：是根据压电效应制成的传感器，可实现压力、加速度、转矩等测量。（6） 霍尔传感器：利用霍尔效应将磁场强度转换为电信号的一种传感器。（7） 光电式传感器：利用光电效应将光能转换为电测量的元件。15、热电式公式推导接触电动势：EAB（T）=KT/e-InnA/nB温差电动势：EA（T，T。）、EB（T，T0）整个回路总电动势：E （T，T）=[E （T）-E（T）]+[E （T，T）-E （T，T）]AB 0 AB AB0 B 0A 0在金属中自由电子数目很多，以致于温度不能显著改变它的自由电子浓度，所以同一金属的温差电动势极小，可以忽略E（T，T）=E（T）-E（T）=KT/e•lnn/n-KT/e-lnn/nAB 0AB AB0 AB0 AB=K/e(T-T0)InnA/nB在标定热电偶时，使T0为常数，则有：E(T,T)=Kc(T-T) (Kc=K/elnn/n)AB 0 0 AB16、 电容式、电感式