传感器原理与应用阶段复习(下半阶段)
传感器原理与应用阶段复习(下半阶段) 第六章 热电式传感器 § 1热电偶温度传感器 热电偶工作原理一有接触电势和温差电势,主要是两种不同金属材 料在一起形成的接触电势起作用。 一、热电偶基本定律一中间温度定律;中间导体定律。 二、热电偶的种类与结构 1、熟悉常用热电偶特点,适用范围 2、了解几种常用热电偶的结构型式 三、热电偶冷端温度补偿 因为热电偶测得电势不仅与热端温度有关,它与冷端温度也有关, 所以要对冷端温度补偿,解决冷端温度变化和不为零所产生的影响。 1、冷端温度补偿或称处理方法一延长(补偿)导线法、冰浴法、冷端温 度校正法、冷端补偿器。 2、延长导线(补偿导线)一其热电性质要和热电偶一致,价廉,使用 时注意极性不要接错。 §2电阻式温度传感器 一、热电阻工作原理 t f - & f 二、常用热电阻及结构 1. 对电阻材料的要求 2. 常用热电阻一伯电阻P t其测温范围广从负200度至850度, 精度高,常用于精密测量。 铜电阻C u其测温范围从负50座至150度,线性度好。 三、热电阻应用 工业应用时,为减少引线电阻带来的测量误差,常用三线制引到 测量桥路。 四、热敏电阻 1、 正温度系数(PTC)的热敏电阻一温度增加,电阻值增 加。这一类热敏电阻常作为发热器件,又是控温器件。 2、 负温度(NTC)系数的热敏电阻一温度增加,电阻值减小。这 一类热敏电阻常用于测温、温度补偿和温度控制。 第七章光纤传感器 一、工作原理一利用光的全反射 二、优点一灵敏度高、绝缘性好、抗干扰好、耐高温和腐蚀、体 积小。 三、用途一常用于测量位移、速度、加速度、压力、温度、磁场、 液位等等。 第八章光电式传感器 光电器件 被测参数光量变化►电量变化 优点一非接触式、响应快、性能稳定。 用途一可测位移、另件尺寸、速度、加速度、振动、表面粗糙度等。 一、光电器件的基本概念 1、外光电效应一光线照射在某些物体上,引起电子从这些物体表 面逸出的现象。 2、内光电效应一物体受光照后,其电阻率发生变化的现象。 3、光生伏特效应一在光线作用下,能使物体产生一定方向的电动 势 三、光敏电阻和光敏二、三极管 1. 内外光效应一物体受光照后,其电阻率发生变化的现象。 2. 光敏电阻一光通量t -电阻I 3. 光敏二极管一光通量f -光电流t 光敏三极管一光敏三极管可看成普通三极管的集电结用光敏二极 管替代的结果。其灵敏度比光敏二极管大。 4. 基本特性 a.光谱特牲 b.伏安特性c,温度特性 四、 光电池一直接将光能转换为电能的光电器件,它是利用光生 伏特效应原理工作的器件。 对其几个特性要有了解,光谱特性;光照特性;温度特性。 五、应用 可测转速、位移和工件尺寸、检查工作表面质量、液体和气体的 透明度。 第九章霍尔式传感器 一、工作原理 当霍尔元件在其垂直方向有磁场强度B作用,在其长度方向通以 电流I,则在垂直电流和磁场方向会产生霍尔电势。 霍尔电势Uh=KhIB式中Kh为霍尔元件灵敏度 二、霍尔元件的基本结构和主要技术指标详见书P129 三、霍尔元件的测量电路 详见书P130 四、应用一测量位移、压力、振动、转速、磁场等物理量。P134霍尔传 感器压力测量示意图要能够分析。 第十章常用传感器的应用 § 1气敏传感器 一. 工作原理一气敏电阻接触被测气体时产生化学吸附,引起半导体 中多数载流子浓度变化,使气敏电阻数值发生变化。 二、应用电路分析必须掌握 §2压力测量 一、工作原理一P145各种不同类型弹性元件适用测量压力大小 要掌握 1、利用液体压力平衡原理 2、利用弹性变形原理 3、利用某些物质的某一物理效应与压力的关系来检测压力 二、弹簧管压力表 工作原理;使用时注意事项;压力表安装。 § 3液位测量 一、浮力式液位仪表一,恒浮力式;浮筒式。 二、静压式液位计一工作原理;使用时注意事项。 三、电阻式液位计一工作原理 四、液位仪表的选用 §4流量测量 差压式流量计;P163转子式流量计要掌握。 旋涡式流量计;容积式流量计只要了解。 §5温度测量 一、固体膨胀式温度计一原理及应用要掌握。P168双金属电接点传 感器应用要掌握。 二、压力式温度计一原理及应用只要了解 补充题: 385 °C,后来发现把 用镣铭一镣硅热电偶测量炉温,仪表读数为 补偿导线接反了。ti=28°C,to=42°Co 七 x—ism” 求:①实际tx为多少度(用mV表示) ②若补偿导线错用铜线,则tx又 是多少? 解:① E(385, 28)=E(tx,42)-E(42, 28) E(tx)=E(385, 28) +E(42, 28) = 15.77-2X 1.12+2X 1.69 = 16.91mV ② E(385, 28)=E(tx,42) E(tx)=E(385)-E(28)+E(42)=15.77-1.12+1.69=16.34mV