自动检测与转换技术复习重点.doc

自动检测与转换技术复习关键
一, 简答题
1, 传感器由哪几部分组成？各部分作用？（P9）4月
由敏感元件、 传感元件和测量转换电路组成。
敏感元件: 将被测量转换为与被测量有确定关系、 更易于转换非电量。传感元件: 将敏感元件转换非电量转换为电量。测量转换电路: 将传感元件输出电量转换为易处理电压、 电流或频率量。
2, 传感器有哪些基础特征？（P11）
灵敏性, 分辨力, 线性度, 稳定性, 电磁兼容性, 可靠性
3, 什么是灵敏度与分辨率？二者有什么关系？（P11）
灵敏度是指传感器在稳态下输出改变值与输入改变量之比。将分辨力除以仪表满度量程就是仪表分辨率。分辨力指传感器能检出被测信号最小改变量。前者都是有量纲, 后者是没有量纲。灵敏度越大, 分辨率越好。
4, 单臂电桥测量电路为何采取三线连接？（P25）
为了消除和减小引线电阻影响。三线连接时, 引线电阻分别被串入电桥相邻两臂上, 引线长度改变不会影响电桥平衡, 所以能够避免因连接导线电阻受环境影响引发测量误差。
5, 列举热敏电阻应用？（P30）
热敏电阻测温, 用于温度赔偿, 用于温度控制及过热保护
6, 零点残余电压产生原因？减小零点残余电压方法？（P50）, 04
零点残余电压产生原因:
1． 差动电感二个线圈电气参数、 几何尺寸、 磁路参数不完全对称。
2． 存在寄生参数。如线圈间寄生电容等。
3． 电源电压含有高次谐波。
4． 励磁电流太大使磁路磁化曲线存在非线性。
减小零点残余电压方法通常有哪些？
(1) 提升框架和线圈对称性;
(2) 尽可能采取正弦波作为激励源;
(3) 正确选择磁路材料, 同时合适减小线圈励磁电流, 使衔铁工作在磁化曲线线性区;
(4) 在线圈上并联阻容移相网络, 赔偿相位误差;
(5) 采取相敏检波电路。
7, 什么是电涡流效应？什么是集肤效应？（P60）
电涡流效应: 金属导体置于改变磁场中时, 导体表面就会有感应电流产生。这种电流流线在金属体内自行闭合, 这种由电磁感应原理产生涡流状感应电流为电涡流。

集肤效应: 导体置于交变磁场中时, 导体产生电涡流, 电涡流在金属导体纵深方向并不是均匀分布, 而是只集中在金属导体表面, 这种现象就叫集肤效应。

8, 常见靠近开关有哪几类？其应用对象是什么？（P70）
关键有: 自感式、 差动变压器式; 电涡流式; 电容式; 磁性干簧开关; 霍尔式
1）自感式、 差动变压器式: 只对导磁物体起作用; 2）电涡流式: 只对导电良好金属起作用; 3）电容式: 只对接地金属或地电位导体物体起作用; 4）磁性干簧开关: 只对磁性较强物体起作用; 5）霍尔式: 只对磁性物体起作用。
9, 电容式传感器优点是什么？（P77）。4
电容式传感器优点: 将多种类型电容器作为传感原件, 经过它将被测物理量转换成电容量改变, 再经测量转换电路转化为电压、 电流或频率。
(1) 可获取较大相对改变量;
(2) 能在恶劣环境条件下工作;
(3) 本身发烧影响小, 所需激励源功率小;
(4) 动态响应快, 所以用于动态测量
10, 什么是压电效应？及相对应材料。什么是逆压电效应？（P95）。04
什么是压电效应？一些电介质在沿一定方向上受到外力作用而变形时, 内部会产生极化现象, 同时在其表面上产生电荷, 当外力去掉后, 又重新回到不带电状态, 这种现象称为压电效应。
什么是逆压电效应？在电介质极化方向上施加交变电场或电压,它会产生机械变形,当外加电场去掉后,电介质变形随之消失,这种现象称为逆压电效应。
压电元件材料通常有三类: 一是压电晶体（单晶体） 石英晶体
二是经过极化处理压电陶瓷 多晶体
三是高分子压电材料
11, 什么是超声波？其传输方法有哪些？（P110）。04
频率高于50KHZ机械振动波称为超声波。传输方法: 纵波, 横波, 表面波
12, 什么是无损探伤？有多个形式？（P120）
不损坏被检测对象为前提下检测方法。关键有磁粉检测法, 电涡流检测法, 荧光染色体渗透法, 方法线法, 超声波法。
13, 超声波探伤分哪几类？各类特点？（P120）
超声波探伤分为A, B, C等多个类型。
A型: 结果二维图像, 横轴为时间轴, 纵轴为反射波强度。B型: 结果二维图像, 横轴为探头扫描距离, 纵轴为探伤深度, 屏幕辉度为反射波强度。C型: 结果三维图像。
14, A超探伤原理？按波形不一样分为哪多个形式？（P121）。4
A超探伤原理为: 超声波脉冲反射法。按波形不一样可分为: 纵波探伤、 横波探伤和表面波探伤。
15, 什么是霍尔效应？（P126）。04
霍尔效应 : 假如让一恒定电流经过一金属薄片, 并将薄片置于强磁场中, 在金属薄片另外两侧将产生与磁场强度成正比电动势:
16, 霍尔传感器关键三个方面用途是什么？（P130）
霍尔传感器关键用途有哪些？
1． 维持I和θ不变, 则Eh＝f(B), 这方面应用有: 测量磁场强度高斯计, 测量转速霍尔转速表、 磁性产品计数器、 霍尔式角编码器等
2． 维持I和B不变, 则Eh＝f(B), 这方面应用有角位移测量仪。
3． 维持θ不变, 则Eh＝f(IB), 这方面应用有模拟乘法器、 霍尔式功率计。
17, 热电偶测温有哪些关键优点？（P137）
热电偶关键优点。
(1) 它属于自发电型传感器, 所以测量时能够不要外加电源, 可直接驱动动圈式仪表。
(2) 结构简单, 使用方便, 热电偶电极不受大小和形状限制, 可按需要选择。
(3) 测温范围广, 高温电热偶高达1800℃以上, 低温可达－260℃。
(4) 测量精度较高, 各温区中误差均符合国际计量委员会标准。
18, 什么是热电效应？（P140）。04
何谓热电效应？两种不一样材料导体A和B组成闭合回路, 当两个结点温度不相同时, 回路中将产生电动势, 这种物理现象称为热电效应。
19, 什么是热电偶？与热电偶相关多个定律？（P140）。04
热电偶传感器能将温度信号转换成电动势。
与热电偶相关多个定律
(1) 中间导体定律: 利用热电偶来实际测温时, 连接导线、 显示仪表和接插件等均可看成中间导体, 只要确保这些中间导体两端温度各自相同, 则对热电偶热电动势没有影响
(2) 中间温度定律
(3) 参考电极定律
20, 为何要热电偶冷端延长？（P144）
1）实际测温时, 因为热电偶长度有限, 自由端温度将直接收被测物温度和周围环境温度影响。
2）热电偶做很长时, 将提升测量系统成本。
21, 使用赔偿导线延长热电偶冷端好处是什么？（P144）
赔偿导线: 工业中通常是采取赔偿导线来延长热电偶冷端, 使之远离高温区
使用赔偿导线好处
a、 它将自由端从温度波动区Tn延长到温度相对稳定区T0, 使仪表示值稳定
b、 购置赔偿导线比使用相同长度热电极（A、 B）廉价了很多
c、 赔偿导线多是用铜及铜合金组成, 必需确保nA’/nB’＝nA/nB
d、 因为赔偿导线常见塑料作绝缘层, 且为多股导线, 所以易于弯曲, 便于敷设
22, 使用赔偿导线进行热电偶冷端延长应注意问题？（P145）。04
使用赔偿导线需注意
a、 两极赔偿导线与热电偶两个热电极接点必需含有相同温度
b、 多种赔偿导线只能与对应型号热电偶配用
c、 必需在要求温度范围内使用
d、 极性勿接反
23, 为何要进行热电偶冷端赔偿？常见冷端赔偿方法有哪些？（P146）
多种热电偶温度与热电动势关系分度表都是在冷端为0°C是做出。所以直接使用热电偶分度表时必需满足t0=0°C。但实际测温中, 冷端温度随环境温度而改变。所以必需采取冷端赔偿。
赔偿方法关键有: 1, 冷端恒温法2, 计算修正法3, 仪表机械零点调整法4, 电桥赔偿法5, 利用半导体集成温度传感器测量冷端温度。
24, 什么是光电效应？光电效应分为哪几类？与之对应元件分别是什么？（P153）。04 。04
光电效应: 用光照时某物体, 能够看作物体受到一连串能量为hf光子轰击, 组成这物体材料吸收光子能量而发生对应电效应物理现象
光电效应可分为三类:
(1) 在光线作用下能使电子逸出物体表面现象称为外光电效应。（玻璃真空管）其器件有: 光电管、 光电倍增管、 光电摄像管等。
(2) 在光线作用下能使物体电阻率改变现象称为内光电效应。（半导体）其器件有: 光敏电阻、 光敏二极管、 光敏三极管及光敏晶闸管等。
(3) 在光线作用下, 物体产生一定电动势现象称为光生伏特效应。（半导体）其器件有: 光电池等。
25, 光电传感器分为哪四类？对应经典应用？（P164）
依据什么可将光电传感器分为哪四类？
依据被测物、 光源、 光电元件三者之间关系, 能够将光电传感器分为以下四类:
1． 光源本身是被测物, 被测物发出光投射到光电元件上, 光电元件输出反应了光源一些物理参数, 经典有光电高温比色温度计。
2． 恒光源发射光通量穿过被测物时, 一部分被被测物吸收, 剩下部分投射到光电元件上, 吸收量取决于被测物一些参数, 经典有透明度计。
3． 恒光源发射光通量投射到被测物上, 然后由被测物反射到光电元件上, 光电元件输出反应了被测物一些参数, 如用反射式光电法测转速。
4. 恒光源发出光通量在抵达光电元件途中碰到被测物, 照射到光电元件上光通量被遮蔽了一部分, 光电元件输出反应了被测物尺寸, 如振动测量。
26, 什么是热释电效应？（P178）
热释电效应一些电介物质表面温度发生改变时, 这些介质表面就会产生电荷, 这种现象称为热释电效应。
27, 数字式位置传感器测量技术有哪些？数字式测量优点是什么？（P181）。04
数字式位置测量 位置测量关键是指直线位移和角位移精密测量。现在广泛应用是角编码器、 光栅、 感应同时器、 磁栅和容栅测量技术。
数字式位置测量特点
a、 将被测位置量直接转变为脉冲个数或编码, 便于显示和处理。
b、 测量精度取决于分辨力, 和量程基础无关。
c、 输出脉冲信号抗干扰能力强。
28, 角编码器数字测速有哪多个形式？其定义是怎么样？（P182）
角编码器又称码盘, 是一个旋转式位置传感器, 能将被测轴角位移转换成增量脉冲或二进制编码。可分为绝对式编码器和增量式编码器。
29莫尔条纹特征是什么？（P190）
莫尔条纹: 亮带和暗带形成明暗相间条纹。

莫尔条纹特征:
1． 莫尔条纹是由光栅大量刻线组成, 对光栅刻划误差有平均作用, 能在很大程度上消除刻划不均形成误差。
2． 当二光栅沿着与栅线垂直方向做相对移动时, 莫尔条纹则沿光栅刻线方向移动, 二者运动方向相互垂直。光栅反向移动, 莫尔条纹也反向移动。
3． 莫尔条纹间距是放大了光栅栅距, 随光栅刻线夹角而改变, 莫尔条纹间距L＝光栅栅距W/二光栅刻线夹角θ（单位弧度）
180度＝派弧度 1度＝派/180 弧度
4． 莫尔条纹移动过条纹数和光栅移过条纹数相等。
30, 磁栅分为哪两类？其用于什么量测量？磁栅传感器由哪几部分组成, 及优点？（P194）．04
磁栅传感器优点: 制作简单, 录磁方便、 易于安装及调整测量范围可达十几米, 不需接长, 抗干扰能力强等一系列优点。关键由: 磁尺、 磁头、 和信号处理电路组成
磁栅可分为长磁栅和圆磁栅两大类。长磁栅关键用于直线位移测量; 圆磁栅关键用于角位移测量。
31, 容栅传感器基于原理是什么？分为哪几类？各用于什么量测量？（P198）
容栅传感器是基于变面积工作原理电容传感器, 分为直线型容栅传感器、 圆形容栅传感器和圆筒形容栅传感器。直线型与圆筒形用于直线测量; 圆形容栅用于角位移测量。
32, 感应同时器信号处理方法有哪些？（P205）
鉴相型, 鉴幅型, 脉冲调宽型。
33, 常见噪声干扰有哪些？（P249）
常见噪音干扰源: 机械干扰、 湿度及化学干扰、 热干扰、 固有噪音干扰、 电磁噪音干扰。
34, 热干扰关键表现在哪三个方面？防护方法有哪些？（P251）
热干扰有哪些？克服方法有哪些？
1．多种电子元件都有一定温度系数, 温度升高, 电路参数会随之改变, 引发误差。
2．接触热电动势: 因为电子元件多由不一样金属组成, 当它们相互连接组成电路时, 在它们之间不可避免产生了感应电动势, 叠加在有用信号上引发测量误差。
3．元件长久在高温下工作时, 将降低使用寿命, 降低耐压等级, 甚至烧毁。
克服方法由:
1.设计检测电路时, 尽可能选择低温漂零件。
2．在电路中考虑采取软硬件温度赔偿方法。
3．尽可能采取低功耗。低发烧元件。
4．选择元器件规格要有一定余量。
5．仪器前置级应该尽可能远离发烧元件。
6．加强散热。
7．采取热屏蔽。
35, 什么是固有噪声干扰？有哪几类？（P251）
电子元件本身产生、 含有性、 宽频带噪声为固有噪声干扰。关键有电阻热噪声、 半导体散粒噪声和接触噪声三类。
36, 什么是电磁兼容？（P252）
什么是电磁兼容EMC？ 指电子系统在要求电磁干扰环境中能正常工作能力, 而且还不许可产生超出要求电磁干扰。
37, 消除或者减弱电磁干扰方法可采取哪三方面方法？（P253）
消除或抑制干扰源, 破坏干扰路径, 减弱接收回路对干扰敏感性
38, 电磁干扰传输路径分哪两类？每类中具体又有哪些干扰？（P254-256）
传输路径分为路和场两种方法。路干扰又称为传导传输干扰。场干扰又称为辐射传输干扰。
路干扰有: 1, 经过泄露电阻干扰; 2, 经过共阻抗耦合干扰; 3, 经电源配电回路引入干扰。场干扰有: 1, 电场耦合干扰, 其实质为电容性耦合; 2, 经过磁场耦合干扰, 其实质为互感性耦合干扰。
39, 电磁兼容控制技术有哪些？（P258）
电磁兼容控制技术(1) 屏蔽技术 a、 静电屏蔽 b、 低频磁屏蔽 c、 电磁屏蔽 (2) 接地技术 (3) 滤波技术
40, 屏蔽技术中有哪三类？各对应什么干扰？（P258）
关键有静电屏蔽, 低频磁屏蔽, 电磁屏蔽三类。
静电屏蔽对应静电干扰; 低频磁屏蔽对应低频（50Hz）磁场和固有磁场; 电磁屏蔽关键对应高频磁场（40kHz）。
41, 信号地线有那四类？（P261）
模拟信号地线, 数字信号地线, 信号源地线, 负载地线
42, 滤波技术有哪多个电路？其作用？（P266-268）
关键有RC滤波器, 交流电源滤波器, 直流电源滤波器三种电路。
作用:
RC滤波器关键针对热电偶、 应变片等信号改变缓慢传感器, 滤去串模干扰。交流电源滤波器关键采取LC滤波器, 消除电网高低频噪声。直流电源滤波器关键是LC或RC退耦滤波器, 消除电源内阻造成多个电路之间相互干扰。
43, 光耦特点有哪些？（P269）
光耦合器特点a、 输入、 输出回路绝缘电阻高（大于1010 Ω）, 耐压超出1KV 。
b、 因为光传输是单向, 所以输出信号不会反馈和影响输入端。
c、 输入、 输出回路在电气上是完全隔离, 能很好地处理不一样电位、 不一样逻辑电路之间隔离和传输矛盾。