传感器与检测技术知识要点(2016智能14级).pptx

1、2016年传感器与检测技术课程知识要点（14级智能专业）,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP1 理论基础,1.1 测量概论 1、测量结果的三要素。 2、测量方法的分类? (教材介绍了六种，掌握其中重点两种即可） 3、测量误差的表示方法 (5种，重点1） （3）引用误差（4）基本误差（5）附加误差 掌握其内涵和计算。,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,1.1 测量概论 4、 根据测量误差的性质，测量误差可以分为哪几类?（3类）。,CHP1 理论基础,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,1.2 测量数据的估计和处理 随机误差的统计处理部分是重点内容 1

2、、随机误差的性质，掌握其4个特点； 2、掌握随机误差的数字特征及其计算； （1）测量数据的算术平均值； （2）测量数据的标准差/均方根误差； （3）标准差的估计值的计算（贝塞尔公式）； （4）平均值的标准差的计算（经验公式）；,CHP1 理论基础,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,3、粗大误差的处理（3个准则） （1）3（2）肖维勒 （3）格拉布斯 掌握三种方法的内容、适用及异同,CHP1 理论基础,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,4、直接测量结果数据处理 “基本”步骤 （必须掌握） 获得一系列等精度测量的结果Xi(i=1，2，n） 测量时应尽可能消除系统误差，未

3、说明则默认已消除 计算测量结果Xi的算术平均值； 对应于每个测量读数，计算出其残差Vi 求出残差的平方值：Vi2,CHP1 理论基础,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武, 求出均方根误差的估计值（贝塞尔公式）, 逐一检查各测量结果是否存在粗大误差： ViK （依要求执行；若无，则依最简单的判据进行） 若成立，舍去包含有粗大误差的测量数据 Xi，然后从头开始重新计算 ；,CHP1 理论基础,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武, 确认不再存粗大误差值，即始终：Vi3 （此时，方能进行下一步的计算）之后， 计算算术平均值的标准差平均； 写出测量结果x=X士3平均，并注明此时的

4、置信概率（99.73）。（别忘了量纲！）,CHP1 理论基础,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,5、不等精度直接测量数据的处理 理解并掌握“权”的概念和确定“权” 的计算方法。,CHP1 理论基础,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,6、非直接测量结果的数据处理 （1）间接测量时测量数据的处理 理解和掌握两个概念：“误差的合成”与“误差的分配”。 （2）组合测量时，最小二乘法的应用 其在工程应用极多，非常重要。掌握其应用原理。,CHP1 理论基础,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,6、非直接测量结果的数据处理 （3）回归分析的概念和应用,CHP1 理论基

5、础,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP2 传感器概述,传感器的定义（GB7665.87）、基本结构组成框图及各部分的作用。 何为传感器的静态特性? 传感器的静态特性用哪些参数(5个）描述？前4个参数的数学描述和计算方法。 4. 何为传感器的动态特性?,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,5.一、二阶传感器在时域的主要动态特性参数 是什么？ 6. 线性时不变（定常）系统具有哪些对测试来说 重要的性质? （1）叠加性（2）比例性 （3）频率保持性（或频率不变性） 7、改善传感器性能的主要技术措施有哪些？,CHP2 传感器概述,2020/8/10,西建大自动化教研室

6、孙继武,CHP3 应变式传感器,1、掌握金属应变式传感器的基本组成结构框图和工作原理； 三个效应： 应变、压阻和横向效应 2、应变片工作过程中物理量的转换,弹性元件,被测量,应变片,应变式传感器物理量的转换,x 力、力矩,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP3 应变式传感器,3、掌握电阻应变片的工作特性： 弹性元件的定义和基本特性； 应变片灵敏系数； 应变片温度误差产生的原因和补偿方法； 应变片应用时非线性误差的补偿方法；,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP3 应变式传感器,4、通过对电阻应变片测量桥路的分析， 掌握平衡电桥的结构形式和特点； 根据电桥的组

7、成特点，掌握应变片搭建 平衡电桥桥路的原则和方法。 5、掌握本章的应用。,2020/8/10,西建大建筑电气与智能化教研室 孙继武,CHP3 应变式传感器,直流电桥（直流不平衡电桥）特点小结 电桥接法与电桥灵敏度的关系： S半桥单臂：S半桥双臂：S全桥=1：2：4 构建平衡电桥时，应变片联接的规律 应变片电阻阻值变化符号相反的联入相邻臂中； 应变片电阻阻值变化符号相同的联入相对臂中； 桥臂电阻数与输出之关系 增加桥臂电阻数不会增加输出，但可以起平均及消除干扰的作用。,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP4 电感式传感器,1、掌握电感式传感器的基本工作原理（法拉第电磁感应；电涡

8、流效应） 本章的三种传感器 （1）变磁阻式（2）差动变压器式（3）电涡流式,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP4 电感式传感器,1、自感型L 变磁阻式传感器,2、互感型M 差动变压器式传感器,涡流式传感器,自感型高频反射式,互感型低频透射式,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,2、会选择不同种类电感传感器的测量电路 （1）变磁阻式（2）差动变压器式（3）电涡流式 3、必须掌握差动整流和相敏检波电路的作用，工作原理和相关电路的分析方法 4、掌握零点残余电压产生的原因；,CHP4 电感式传感器,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,5、根据掌握的原理，解释

9、现象（讲义上有） 6、掌握电感式接近开关的工作原理 （讲义上有） 7、掌握本章的作业。,CHP4 电感式传感器,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP4 电感式传感器,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武 讲授,22,线圈2接入图示电路，在铁芯向下运动时，电流表指针会如何变化，WHY？,线圈1,线圈2,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP4 电感式传感器,23,德国士兵们在干什么，利用的是什么原理来探测金属地雷？,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP4 电感式传感器,24,在线圈向下运动时，电流表指针为何会变大，WHY？,2020/

10、8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP5 电容式传感器,1、掌握电容式传感器的工作原理 根据结构参数的变化 变极距、变面积、变介质； 2、掌握电容式传感器的结构和不同的输出 特点变极距、变面积、变介质 3、掌握电容传感器输入输出特性的推导方 法，掌握增加其灵敏度，补偿其线性度指 标的方法和补偿后的效果。,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP5 电容式传感器,4、掌握圆柱形电容器的电容计算公式 5、掌握电容式传感器的应用 如：电容接近开关； 粮仓储量； 转速测量；,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP6 压电式传感器,1、掌握压电式传感器的工作原理 压电

11、效应：正压电效应和逆压电效应 2、通过对压电晶体的基本分析 掌握：横向压电效应、纵向压电效应 压电系数下标i、j的含义 3、掌握压电传感器不能用于静态测量的 原因。,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP6 压电式传感器,4、掌握压电式传感器的测量电路 （1）压电元件的等效电路； （2）对应于不同压电元件的等效电路，首选的后续调理电路的特点和作用； 电压放大器和电荷放大器：阻抗变换器 5、掌握本章作业。,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP7 磁电式传感器,1、掌握磁电式传感器的工作原理和基本 分类（所处的磁场环境）； 电磁感应；恒磁通、变磁通； 2、掌握霍尔

12、式传感器的工作原理； 掌握霍尔效应的定义和图示分析 3、掌握霍尔式传感器的应用和特点；,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP8 光电式传感器,1、掌握光电传感器的工作原理 光电器件是将光信号的变化转换为电信号的一种传感器件，它是构成光电式传感器的最主要部件。光电器件工作的物理基础是光电效应。 掌握光电效应以及内、外光电效应的定义； 掌握爱因斯坦光电效应方程的分析； 掌握光电导/光生伏特效应。,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,CHP8 光电式传感器,2、掌握本章介绍到光电器件工作基础： 即光电管、光敏电阻/二极管/三极管、 CCD、PSD、光电耦合器件是基于何种

13、 光电效应作用的 3、掌握光电耦合器件的分类、结构组成 及其异、同； 4、掌握CCD元件的结构组成和工作原理；,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,5、掌握PSD器件的结构组成和工作原理； 6、光纤传感器； 掌握光纤传感器的工作原理和分类； 7、光电接近开关可能的工作原理是什么？ 8、掌握应用,CHP8 光电式传感器,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,1、掌握热电偶传感器的工作原理？ 2、掌握 PN结型测温传感器的工作原理； 3、掌握热电阻传感器的工作原理？,补充章节 热电式传感器,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,应综合消化各章关联知识,1、例如：不同的测速和计数传感器的异同： 2、熟悉和掌握各类、各型传感器的应用，看图判明其工作的原理，或根据不同的应用场合选择合适的传感器件。 3、掌握对相关或相近的知识的比较（如4、7章的传感器工作原理的异同） 4、算了不加了！,2020/8/10,西建大自动化教研室 孙继武,考试以考察基础知识为主,本级考试的题型及分数的分配如下 （75分的基础知