检测总复习市公开课一等奖省赛课微课金奖PPT课件.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,总复习,第1页,一、填空题,测量系统静态特征数学模型惯用,代数,方程来表示，动态特征通惯用,微分,方程来表示，测试系统基本要求是实现,不失真测试。,衡量传感器静态特征主要指标是,线性度,、,灵敏度,、,迟滞,和,准确性,等。在时域中衡量传感器动态特征主要指标是,上升时间,、,响应时间,、,过调量,等。,传感器由,敏感元件,、,转换元件,、,测量电路,三部分组成。,光电效应分为三类，即：,外光电效应,对应器件有,光电管（光电倍增管）,；,光电导,效应,，对应器件有,光敏电阻,；,光生伏特,效应,，对应器件有,光电池,。,第2页,一阶传感器传递函数为,H(S)=k/1+s,，,幅频特征为A(,)=，相频特征为 。,许多传感做成差动式，这是因为它们能够提升,灵敏度,、,减小,非线性,、,并能有效改进,因为温度等环境影响造成误差。,惯用热电阻有,铜,热电阻和,铂,热电阻。,热电偶测温原理是基于,热电,效应；该效应产生热电势是由,佩尔贴,效应(,接触电势,)和,汤姆逊,效应(,温差电势,)引发。,惯用热电阻有,铜,热电阻和,铂,热电阻。,第3页,湿度表示方法有,相对湿度,、,绝对湿度,、,露点,。干湿球湿度计，其干球测量是,环境,温度，湿球测量是,露点,温度。,差动放大电路是把两个输入信号分别输入到运算放大器同相端与反相端，然后在输出端取出两个信号,差模,成份，而尽可能抑制两个信号,共模,成份电路。,将传感器送来测量信号转变为可传递标准信号仪表，称为,变送器。,阻尼比是传感器设计和选取时要考虑一个主要参数。普通系统应工作于,_欠阻尼_,状态。,传感器动态特征数学模型有四种表示方法，即,微分方程,、,传递函数,、,频率响应函数,、,单位脉冲响应,第4页,传感器按工作原理分类，可分为,应变式,、,电容式、电感式,、,光电式,_、_,压电式,、,热电式,等。,弹性式压力计是依据弹性元件,变形,和,所受压力,成百分比原理来工作。,压力表使用范围通常为全量程,1/3,和,2/3,之间。,热电偶产生热电势条件是（,两热电极材料相异,）、（,两接点温度相异,）,。,用热偶测量温度时，必须考虑热偶（,冷端赔偿,）。,电容式传感器有,变隙式,、,变面积式,和,变电介质式,三种基本结构形式。,压电式传感器等效电路有,电荷型等效电路,、,电压型等效电路,，允许用长电缆连接放大器为,电荷放大器,。,第5页,差压式流量计包含（,节流装置,）、（,导压管,）（,变送器,）三部分。,涡街流量变送器输出信号（,频率,）与流量成正比。,静压式液位计是依据流体（,静压,）平衡原理工作。,浮筒式液位计测量液位是基于（,阿基米德,）原理。,超声波物位计是利用（,回声测距法,）原理制成一个物位仪表，声波从（,发射,）至（,接收,）时间间隔和（,物位高度,）成正比。,含有,压电效应,材料称为压电材料，惯用压电材料有,石英晶体,和,压电陶瓷,。,一个经典测试系统普通由,传感器,、,信号调理电路,及,统计、显示仪器,等组成。,第6页,1.The important parameters used to describe the static behavior of sensors are,linearity,sensitivity,hysteresis,and,precision,.,2.For second-order sensors,there are two dynamic parameters:,natural frequency,and,damping ratio,.,3.Differential structure of sensors can reduce,linearity,increase,sensitivity,and,compensate temperature error by using bridge circuit,4.There are two operation methods of Wheatstone bridge:,balance measurement,and,deflection measurement,5.A piezoelectric sensor can be equivalent as the,connection of a charge generator,and a capacitor in parallel,or,the connection of a voltage source and a capacitor series,.,6.Capacitive sensors can be classified as,variable distance capacitive sensors,variable area capacitive sensors,and,variable dielectric capacitive sensors.,第7页,二、不定项选择题,、一阶系统动态表征参数是(D ),A.线性度B.固有频率,C.阻尼比D.时间常数,2、将电阻应变片贴在(C )上，就能够分别做成测力、位移、加速度等参数传感器。,A.质量块 B.导体,C.弹性元件D.机器组件,3、用相邻双臂桥检测应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（C）,A两个桥臂都应该用大电阻值工作应变片,B两个桥臂都应该用两个工作应变片串联,C两个桥臂应该分别用应变量改变相反工作应变片,D两个桥臂应该分别用应变量改变相同工作应变片,第8页,4、,以下对反相放大电路特点描述不正确是_,A、抗干扰能力强 B、输入阻抗低,C、共模误差小 D、惯用作前置放大电路,5、压电式传感器可等效为（AC）,A、电荷源 B、电流源 C、电压源 D、电阻,6、半导体应变片含有(A )等优点。,A.灵敏度高B.温度稳定性好,C.可靠性高D.接口电路复杂,7,、,滤波器是含有频率_作用电路或运算系统。,A、缩小 B、放大 C、选择 D、转换,7,、,PWM控制电路是指_控制电路。,A、调幅 B、调频 C、调相 D、脉冲调宽,第9页,三、名词解释,1、传感器sensor：,传感器是将各种非电量按一定规律转换成便于处理和传输另一个物理量装置。,2、线性度linearity：,在要求条件下，传感器校准曲线与理论拟和直线间最大偏差与满量程输出值百分比称为线性度。,3、压电效应piezoelectric effect：,指一些物质当受到外力作用，几何尺寸发生改变时，内部极化，表面上出现电荷集聚，形成电场。当外力去掉时，又重新回到原来状态，这种现象称为压电效应。,4、霍尔效应Hall effect：,在与磁场垂直半导体薄片上通以电流，因为受到洛仑兹力作用，电子将向一侧偏转，并使该侧形成电子积累，而另一侧形成正电荷积累，于是元件横向形成了电场，这种现象就称为霍尔效应。,5、热电偶thermocouple：,利用热电效应制成一个进行温度测量传感器。,第10页,四、回答下列问题,1、对于一个指针式仪表,普通情况下总是要求其工作在阻尼比=0.60.7 条件下，为何？,答：对于二阶装置来说，其动态特征有以下特点：,1）当0.7时，几乎无共振现象，其幅频特征曲线水平段最长，这意味着测量装置对这段频率范围内任意频率信号，含有相同缩放能力，信号不易产生幅频失真。,2）相频特征曲线几乎是一条斜直线，这意味着各输出信号滞后相角与其对应频率成正比，信号不易产生相频失真。,3)0.7左右时系统属于欠阻尼系统，响应快，无共振。,0.7左右，测量装置误差最小，精度最高，所以，二阶装置普通总要求其阻尼比在0.6-0.7左右,第11页,热电偶三大定律是什么，给出详细说明，并指出其应用意义。,中间导体定律：在热电偶回路中接入第三种导体C，只要第三种导体两接点温度相同，则回路中总热电动势不变。为用仪表直接测量热电偶电动势提供了依据。,中间温度定律：热电偶在两接点温度分别为T、T0时热电动势等于该热电偶在接点温度分别为T、Tn和接点温度分别为Tn、T0时对应热电动势代数和。为制订热电偶分度表奠定了基础。,标准电极定律：假如两种导体分别与第三种导体组成热电偶所产生热电动势已知，则由这两种导体组成热电偶所产生热电动势可由其表示。大大简化了热电偶选配工作。,第12页,超声波流量计工作原理？,答：超声波在流体中传输时，其传输速度和相位受流体流速影响，将穿过流体超声波信号进行适当处理，就可测量出流体速度，从而得知流体流量。,热电偶测温时为何需要进行冷端赔偿？,答：热电偶热电势大小与其两端温度相关，其温度热电势关系曲线是在冷端温度为0时分度。在实际应用中，因为热电偶冷端暴露在空间受到周围环境温度影响，所以测量中冷端温度不可能保持在0不变，也不可能固定在一个固定温度不变而热电势既决定于热端温度，也决定于冷端温度。所以假如冷端温度自由改变，必定会引发测量误差，为了消除这种误差，必需进行冷端温度赔偿。,第13页,4、压电式传感器测量电路分几类？各有什么特点？,答：分为两类：电压放大器和电荷放大器,电压放大器：输出电压与输入电荷成正比，且其输出受导线影响较大，故要求导线长度小于1.5米。,电荷放大器：输出电压与输入电荷成正比，其输出受导线影响可忽略，故导线可长达数百米，但价格比较昂贵。,5、与其它测温传感器相比，热敏电阻有什么样优缺点。,优点：1）灵敏度高；,2）体积小,热惯性小，响应快；,3）使用方便。,缺点：元件稳定性和交换性较差，非线性误差较大,第14页,五、计算题,1、,以下列图所表示，一个电容式位移传感器用于监测工件位置改变。两个金属圆柱体被一层塑胶物隔开，塑胶物厚度d=1mm，相对介电常数为2.5。假如半径r=2.5 cm，当外圆柱体在内圆柱体间上下滑动时候，求灵敏度（pF/m）？当h从1.0 cm改变到2.0 cm时，求电容改变范围?（已知真空中介电常数,0=8.8510-12F/m）,第15页,解：,因为：A=2,rh,可得,带入各参数：,因为电容与h成线性关系，可得电容改变范围：,Cmin=(3475pF/m)(10,-2,m)=34.75pF,Cmax=(3475pF/m)(210,-2,m)=69.50pF,第16页,2、有一金属电阻应变片，其灵敏度k=2.5，R=120,设工作时其应变为800。,R为多少？,画出测量应变线性电桥电路，并求,电桥直流供电电压为10V，电桥输出电压。,解：1）电阻改变量R：,由,可得：R=kR=2.580010,-6,120=0.24,第17页,2）电路图以下列图所表示。,将题设代入，可得Uo=UR/(2R)=10mV。,第18页,第19页,V+,V,IN,IN,A,1,A3,A,2,2,1,8,3,7,4,5,6,R,P,R,P,REF,U,O,50K,50K,50K,50K,50K,50K,4、图a为一实用放大电路，差动输入信号经屏蔽传输导线送入芯片AD6233脚和2脚进行信号放大，其中芯片AD623引脚含义及内部原理如图b所表示。,依据图a写出此放大电路差模增益表示式。,若要使差模增益为101倍，则AD6231和8引脚间所接Rp电阻为多大？,图a中1脚和8脚引出后经电压跟随器接于传输导线屏蔽层上，请说明这种接法有何作用？,U,O,+,2,3,1,8,5V,AD623,4,5,6,7,0.01u,U,i+,U,i,R,p,/2,R,p,/2,(a),(b),第20页,六、电路分析题,第21页,六、综合分析题,第22页,判断是非并说明原因,对于欠阻尼传感器系统(,1)，幅频响应A(,)峰值在固有频率,n,处。,第23页,The end,第24页,