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激光传感器在道路交通流检测中的应用

激光传感器在道路交通流检测中的应用
激光传感器在道路交通流检测中的应用

激光传感器在道路交通流检测中的应用

摘要:激光技术已经非常成熟,激光传感器在机械制造中应用广泛,但是在车辆检测方面的应用则相当稀少。利用激光特点设计一种测量方法,该方法利用以车辆边缘触发作为检测的主要特征,用来检测车辆车速和车长,分析了激光和方法的优缺点、误差产生的原因和解决方法,提高了车辆检测的准确性。

关键字:激光;车辆检测;激光传感器;车速;车身长度

由于激光相干性好、空间控制性与时间控制性优异[1],使得激光在工农生产、国防军事等领域得到了广泛的应用,并且激光技术的发展也相当迅速。而且由于激光的这些特点,在车辆检测中也可以有广泛的应用。

车辆检测是智能交通系统(intelligent transportation system,简称its)中的一项关键技术,其目的是准确地获取路段车辆并且检测相关的参数(包括交通流量、车速、行程时间、车道占有率以及车流密度等),得到的结果通过分析,提供到主动安全系统。

车辆检测技术中的关键部分是传感器,目前应用于车辆检测的传感器有感应线圈传感器、红外线传感器、视频检测器、磁力传感器、超声波传感器等,这些传感器通过检测车辆通过固定的地点来得到车辆的交通流信息。而激光传感器作为一种新兴的传感器,具有检测灵敏度高、抗干扰强等特点。

1. 激光的特点

激光属于光的一种,其本身有很多不同于普通光的特点。主要有:(1)单色性:激光的单色性使得激光的频率范围窄,因为相干性好而且其单色性,激光都会有一个中心频率,大部分的激光处在中心频率附近,这使得激光接收器的接收频率非常明确,其单色性在一定程度上减少了其他光源的干扰。

(2)相干性:又称同调性,描述波在传播时,其物理量在不同地点或不同时间的相关特性[2]。激光由于受激辐射的光子在相位上是相同的,使得激光的时间相干性好,并且加上谐振腔的选模作用,使激光光束横截面上的相位关系固定,空间相干性好[3]。这两点使得激光有很好的单色性并且频率范围相当集中。

(3)方向性:激光与普通光相比相干性好,但并非完全非相干光,所以激光还是有一定的散射角的,不过在车辆检测中的距离通常不超过30米,其散射光线微乎其微,可以忽略不计。

(4)光强度:由于其方向性和相干性优良,相同光强的激光和普通光相比,在传输一段距离之后普通光已经发生了很大的散射,但是激光仍然能保持较高的光强。目前激光可以做成最亮的光源,一台巨脉冲红宝石激光器的亮度可达。

由于激光以上的特性,就可以设计出一种传感器,通过检测某区域车辆的通过情况来记录并分析车辆的各种情况。

2. 设计原理:

激光与普通光源同样具有可以被遮挡的特点,如果不透明的物体存在于激光传输路径上,激光就会被遮挡,但是激光又有其相干性和方向性好的特点,使其传输过程中不会出现普通光所出现的散射现象。利用这一点,本文提出一种简易的设计方向,对各种车道的可能行进行了不同的设计。

2.1. 车道概况分析

车道分为单向车道和双向车道两种,城市道路中双向四车道比较常见,高速公路通常为两车道加紧急停车道,目前通常为双向六车道[4],部分交通流量大的地方可能会达到八车道或者更多。不同的车道所占用的道路宽度不同,高速公路中双向六车道的车道总宽度大约28米,常见最宽的车道也不超过40米,以激光的特性来说,40米的距离不会造成传感器精度下降。

2.2. 传感器模型

本设计的基本原理是,在道路两旁设置激光发射器和接收器,如图1,车辆经过时阻挡激光照射,从而得到响应,用两组不同位置的激光发射器和接收器可以检测车辆经过改两点时的时间差,经过计算可以得出车辆的车长和车速。

图1激光传感器设计模型

假设两组传感器的间隔为,经过两组传感器的时间间隔

为,传感器1由阻塞状态到联通状态为传

感器2阻塞状态到联通状态为,则其车长表示为:

车速表示为:

该方法的计算公式简单,可以比较准确的测量单独车辆的车身长度和车速。但是实际情况是,外界的复杂环境导致测量精度和难度变高,这是所有的传感器类设备所遇到的问题。接下来主要针对激光传感器所遇到的问题尽行总结

2.3. 误差分析

(1)天气干扰

由于激光属于可见光,会被不透明的物体遮挡或者液体折射,所以不同的天气情况有可能会导致激光接收器接收到的信号不稳,更有甚者,如果设备没有做好防水措置,会导致设备出现故障。

天气对激光传感器的最大影响是阻碍光的传输,雨天或者雪天会导致激光的折射或阻碍,导致信号出现“闪断”,雾天则会使激光衰减[5]。目前针对闪断,采用双传感器核对法,采用激光传感器需要两组传感器相距一段距离,车辆经过时会依次阻挡传感器光线。假设车辆穿过传感器是匀速的,那么这两个传感器被遮挡的时间也是相似的,假设车长车速已知,其阻挡时间,车辆阻挡第一个传感器到阻挡第二个传感器的时间。也就是说,当传感器接收到这样的信号时才会判断为有车辆经过,这样就会大幅降低雨或雪带来的干扰。

(2)设备误差

用于一般行驶的车辆车身长度通常为5米到10米,高速公路规定车辆行驶速度为[6],则传感器遮盖时间在0.15秒到0.6秒的范围内,设备误差通常在毫秒以下,其误差率小于3%。

使用激光进行测量,其误差主要反映在设备上,因为进行检测时激光接收器只有两个状态,而触发该状态的物体为检测物体本身,所以外界带来的误差非常小。大部分的误差为设备内部误差,这部分的误差可以用测量补偿的方式弥补,即使用同一种光束测量接收器数次,分别记下两个传感器出现的误差。取平均值当作检测偏移值,在之后的检测中,测量值与偏移值进行计算,得出需要的数据。其实误差与被测数据相差的数量级非常的大,可以忽略不计。

2.4. 激光传感器的特点

与其他传感器相比,激光传感器有如下特点:

1 部署简单。与电磁类传感器相比,激光传感器的安装部署比较简单,不需要对路面进行改造,而是在道路两旁设置检测设备,不会造成交通的中断。

2 检测结果处理简单。不同于其他传感器,该传感器不需要对检测载体进行分析,比如声学传感器需要对检测结果进行去噪音处理。

3 灵敏度高等。而激光传感器也有一些缺点,如过高的灵敏度会在天气变化时出现错误,必须使用一定的算法进行纠正;本传感器

为线检测,所以其安装位置是需要一定的测量的,而且也造成了不能检测横向重合的车辆等。

3. 总结

本文介绍了激光的特点,并且根据此特点提出了一种检测车辆车速和车长的传感器方案,并分析了误差产生的原因,阐述了该传感器的特点以及缺点。总的来说,激光传感器的发展潜力相当巨大,加之目前多传感器联合检测技术也逐渐成为研究热点[7],可以弥补激光传感器的不足。希望本文能对我国的车辆检测以及激光传感器应用提供一定的参考。

参考文献:

1. 彭春华, 刘建业, 刘月峰, 晏磊, 郑江华. 车辆传感器综述[j]. 传感器与微系统, 2007, 第26卷: 4-7.

2. 周金苟. 时间相干性和空间相干性的讨论[j]. 吉安师专学报. 1998, 第19卷: 11-15.

3. 宋峰, 刘淑静. 激光基础知识[j]. 清洗世界, 2005, 第21卷: 31-3

4.

4. 魏俊峰. 准六车道高速公路通行能力研究[j]. 交通工程, 2011, 第14期: 161-163.

5. hao dongshan, xie hongjun. photon acceleration of laser-plasma based on compton scattering[j], semiconductor photonics and technology, 2006, vol.12, 139-144.

6. 柯熙政, 赵黎, 殷致云, 胡淑巧. 无线激光通信中差错控制实验研究[j]. 电子测量与仪器学报, 第23卷: 18-23.

7. 汤晓君, 刘君华. 多传感器技术的现状与展望[j]. 仪器仪表学报. 2005, 第26卷: 9-13.

传感器与检测技术题库

《传感器与检测技术》题库 一、名词解释 二、单项选择题 3.某采购员分别在三家商店购买100 kg大米.10 kg苹果.1 kg巧克力,发现均缺少约0.5 kg,但该采购员对卖巧克力的商店意见最大,在这个例子中,产生此心理作用的主要因素是 B 。 A.绝对误差 B.示值相对误差 C.满度相对误差 D.精度等级 4.在选购线性仪表时,必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的 C 左右为宜。 A.3 倍 B.1.0 倍 C.1.5 倍 D.0.75 倍 5.用万用表交流电压档(频率上限仅为 5 kHz)测量频率高达500 kHz.10 V左右的高频电压,发现示值还不到 2 V,该误差属于B 。 A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 6.用万用表交流电压档(频率上限仅为5 kHz)测量5号干电池电压,发现每次示值均为1.8 V,该误差属于 A 。 A.系统误差 B.粗大误差 C.随机误差 D.动态误差 7.重要场合使用的元器件或仪表,购入后需进行高、低温循环老化试验,其目的是为了 D 。

A.提高精度 B.加速其衰老 C.测试其各项性能指标 D. 提高可靠性 8.有一温度计,它的测量范围为0~200 ℃,精度为0. 5级,试求 该表可能出现的最大绝对误差为 A 。 A.1℃ B.0.5℃ C.10℃ D.200℃ 9.有一温度计,它的测量范围为0~200 ℃,精度为0.5 级,当示值 为20 ℃时的示值相对误差为 B A.1℃ B.5% C.1% D.10% 10.有一温度计,它的测量范围为0~200 ℃,精度为0.5 级,当示 值为100 ℃时的示值相对误差为 C 。 A. 1℃ B.5% C. 1% D.10% 11.欲测240 V左右的电压,要求测量示值相对误差的绝对值不大于 0.6%,若选用量程为 250 V电压表,其精度应选 B 级。 A. 0.25 B.0.5 C. 0.2 D.1.0 12.欲测240 V左右的电压,要求测量示值相对误差的绝对值不大于 0.6%,若选用量程为 300 V,其精度应选 C 级。 A.0.25 B. 0.5 C. 0.2 D.1.0 13.欲测240 V左右的电压,要求测量示值相对误差的绝对值不大于

简述光的特性及其应用

简述光的特性及其应用 姓名:期班:学号: 当我们开始感知,便发现这个世界丰富多姿、五彩斑斓。这是因为我们拥有一双雪亮的眼睛吗?不是,美丽大自然的伴侣——光,才是美丽世界的缔造者。 红橙黄绿蓝靛紫——彩虹的出现总是让人喜悦。然而作为一名大学生,对事物的了解当然不能局限于表面。通过初高中的科学学习,我们知道彩虹是气象中的一种光学现象。造成彩虹的光学原理是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴,造成折射与反射而成。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射,在水滴内亦以不同的角度反射。造成这种反射时,阳光进入水滴,先折射一次,然后在水滴的背面反射,最后离开水滴时再折射一次。因为水对光有色散的作用,不同波长的光的折射率有所不同,蓝光的折射角度比红光大。由于光在水滴内被反射,所以观察者看见的光谱是倒过来的,红光在最上方,其他颜色在下。 类似的例子还有很多,比如月光是月球表面反射到地球上的太阳光;南北两极的极光由来自地球磁层或太阳的高能带电粒子流(太阳风)使高层大气分子或原子激发(或电离)而产生;朝霞与晚霞是日出或日落前后,阳光通过厚厚的大气层,被大量的空气分子散射的结果……因为光的存在,我们的世界显得美妙多姿。 那么光究竟是什么东西呢? 【光是人类眼睛可以看见的一种电磁波,也称可见光谱。在科学上的定义,光是指所有的电磁波谱。光是由光子为基本粒子组成,具有粒子性与波动性,称为波粒二象性。】①光可以在真空、空气、水等透明的物质中传播。对于可见光的范围没有一个明确的界限,一般人的眼睛所能接受的光的波长在380~760nm之间。380nm以下的为红外光谱,760nm以上的为紫外光谱。 如右下图所示: 其中可见光为我们五彩缤纷的世界做出了很大贡献。 【光在介质中传播时产生的干涉、衍射和偏振等波动 现象,以及麦克斯韦电磁理论和赫兹实验,证实了光是一 定频率范围内的电磁波,而在热辐射、光电效应和康普顿 效应等现象中,普朗克和爱因斯坦关于光的微粒性质的理 论又取得了极大的成功。因此,光具有“波粒二象性”这 一结论,全面揭示了光的本性。】② 而光除了给我们以美妙的视觉体验之外,还在生活的其他方面造福人类。在电磁波谱中,各种电磁波的性质不同,因而它们就具有不同的用途。 红外线主要特点是热效应,一切物体都在不停地辐射红外线,并且不同的物体辐射红外线的波长和强度不同. 我们可以利用红外线的热效应对物体进行烘干;利用红外线波长较长、容易发生衍射的特点进行远距离和高空摄影;利用不同物体辐射红外线的波长和强度的不同可以对物体进行远距离探测,这种技术叫红外线遥感。 紫外线的主要作用是化学作用。一切高温物体发出的光都含有紫外线,紫外线的波长比紫光还短,紫外线有很强的荧光效应,紫外线有杀菌消毒的作用,广泛应用于医院手术室、手术器具的消毒。 X射线是比紫外线波长还短的电磁波,它的穿透本领很大,广泛应用于医学诊断和治疗。如X射线透视、摄影与造影技术均能得到相关影像以达到诊断的目的。另外,数字外X射线影像技术能将数字化图像信息传输给图像存储与通讯系统,实现远程诊断和远程医学。而远程技术正日益凸显期优越性,对医学的发展起着重要的推动作用。最后,现代医学成像技术还包括X射线计算机体层成

测量水污染的传感器

测量水污染的传感器 [摘要] 监测水和废水需要用到通用传感器和专用传感器。本文介绍了用于监测明渠和管线系统的水和废水的各种传感器。 美国1972年制定的“清洁水法规”(CWA)和1974年制定(1986年修正)的“安全饮用水法规”(SDWA),以及在这之前制定额“美国国家污染物排放消除系统”使得美国所有额工业部门都清楚地意识到了水污染问题。这几项法规要求对水和废水进行严格的监测,包括监测化工产排放物的浓度、冷却水的渗漏、废水处理、过程水净化、地表水迳流等。 这样大量的工作只有通过使用各种传感器才能完成。与传统流量、水位、压力和温度装置配合使用的是一组特别适用于监测环境参数,如明渠流量、溶解氧、pH、电导率和浊度等的传感器。 在选用适应这些目的的传感器时,首先要考虑的是被监测水中可能存在的化学物质种类。例如,若传感器要与烃类物质接触则传感器就必须是防爆的;如果被监测的流体是腐蚀性的,传感器就应该是防腐蚀的。 同样,还要记住的就是大多数水和废水装置都基本上用不着维护。因此,设计或定制的传感器应尽可能简单以减少出现早期故障或失灵的可能性。 1.明渠流 所谓明渠流是指其部分流路暴露于大气中的液体传输。这包括天然水路,如河流、阴沟、水道、水槽和在重力作用下的管流。典型的需要测量流量的明渠包括下水道,水和废水处理厂,工业废物排放以及天然水路。 明渠流量测量的方法包括: ?时间重量测定法——该法使用一个容器和一只秒表,常常用来校准或校验其他流量而定装置的准确度。 ?稀释法——往管道中加入一种示踪液,然后在下游测定其浓度。 ?速度域法——速度域装置(通常是在明渠测量中常用的测量仪器)测定一个一直横断面的平均速度。 ?梯度/水力半径法——该法测量涵洞的流量,其流量可以用Manning公式

《传感器与检测技术》全套教案

!知识目标:掌握接近开关的基本工作原理,了解各种接近开关的环境特性及使用方法,掌握应用接近开 T丨关进行工业 技术检测的方法 教学■ 口h I能力目标:对不同接近开关进行敏感性检测,使用霍尔接近开关完成转动次数的测量。 目标! i素质目标: ■ ■ ■ W ■?Fr??T??* 教学 重点 .■该学…t 难点i接近开关的基本工作原理 I ---一一 ^—--十一- ——一一-一-一一--- —一-- . - — - - _-一- --- 教学]理实一体千 輕丨实物讲解手段!小组讨论、协作 接近开关的应用 教学! 学时丨10 教学内容与教学过程设计 1理论学习〗 项目一开关量检测 任务一认识接近开关 一、霍尔效应型接近开关 1.霍尔效应 霍尔效应的产生是由于运动电荷在磁场作用下受到洛仑兹力作用的结果。把N型半导体薄片放在磁场中,通以固定方向的电流i图1-2霍尔效应 么半导体中的载流子(电子)将沿着与电流方向相反的方向运动。 如图1-2所示,i || (从a点至b点),那\ I讲解霍尔效应基i本原 理,及霍尔电 I动势。 2.霍尔元件 霍尔元件的结构简单,由霍尔片、四根引线和壳体组成,如图1-3 所示。 图1-3 霍尔元件

—H ■ ——= H H H —H ■ ■ H H H H — H I 3.霍尔原件的性能参数 1)额定激励电流 2)灵敏度KH 3)输入电阻和输出电阻 4)不等位电动势和不等位电阻 5)寄生直流电动势 6)霍尔电动势温度系数 4.霍尔开关 霍尔开关是在霍尔效应原理的基础上,利用集成封装和组装工艺制作而成,可把磁输入信号转换成实际应用中的电信号,同时具备工业场合实际应用易操作和可靠性的要求。 图1-6霍尔开关 5.霍尔传感器的应用 1)霍尔式位移传感器 霍尔元件具有结构简单、体积小、动态特性好和寿命长的优点,有功功率及电能 参数的测量,也在位移测量中得到广泛应用。 1-7 霍尔式位移传感器的工作原理图 2)霍尔式转速传感器 图1-8所示的是几种不同结构的霍尔式转速传感器。 图1-8 几种霍尔式转速传感器的结构 3)霍尔计数装置 图1-9所示的是对钢球进行计数的工作示意图和电路图。当钢球通过霍尔开关传感器 时,传感器可输出峰值20 mV的脉冲电压,该电压经运算放大器(卩A741)放大后,驱动半导 蒞H尤 {牛 吐n惑坳强屢曲同的传黑 器 霜晦疋件 \ -Av 骷]罰腋的怖楞传想 器 雷耳朮件 At 畑铀构柑同的拉牌传感盟 1 了解霍尔传感器 I i的应用。 它不仅用于磁感应强度、 U) 2

传感器与检测技术题库

一、选择题 1.传感器的线性范围愈宽,表明传感器工作在线性区域内且传感器的(A) A.工作量程愈大C.精确度愈高 B.工作量程愈小D.精确度愈低 2.属于传感器动态特性指标的是(B) A.固有频率C.阻尼比 B.灵敏度D.临界频率 3.封装在光电隔离耦合器内部的是(D) A两个光敏二极管 C一个光敏二极管和一个光敏三极管B两个发光二极管 D一个发光二极管和一个光电三极管 4.适合在爆炸等极其恶劣的条件下工作的压力传感器是(B) A.霍尔式C.电感式 B.涡流式D.电容式 5.当某晶体沿一定方向受外力作用而变形时,其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷,去掉外力时电荷消失,这种现象称为(D) A压阻效应B应变效应C霍尔效应D压电效应 6.热电偶式温度传感器的工作原理是基于(B) A.压电效应C.应变效应 B.热电效应D.光电效应 7.矿灯瓦斯报警器的瓦斯探头属于(A) A.气敏传感器C.湿度传感器 B.水份传感器D.温度传感器 8.高分子膜湿度传感器用于检测(D) A.温度C.绝对湿度 B.温度差D.相对湿度 9.下列线位移传感器中,测量范围最大的类型是(B) A自感式B差动变压器式C电涡流式D变极距电容式10. ADC0804是八位逐次逼近型的(B) A.数/模转换器C.调制解调器 B.模/数转换器D.低通滤波器 11.热电偶的热电动势包括(A) A接触电势和温差电势B接触电势和非接触电势

C非接触电势和温差电势D温差电势和汤姆逊电势 12. 为了进行图像处理,应当先消除图像中的噪声和不必要的像素,这一过程称为(C) A 编码 B 压缩 C 前处理 D 后处理 13热敏电阻式湿敏元件能够直接检测(B) A相对湿度B绝对湿度C温度D温度差 14衡量在同一工作条件下,对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标是(A) A.重复性C.线性度 B.稳定性D.灵敏度 15热电偶传感器通常利用电桥不平衡原理进行补偿,其作用是(C) A扩大量程B提高灵敏度C确保测量精度D提高测量速度 16.便于集成化的有源带通滤波器由运算放大器和(A) A RC网络组成 B LC网络组成 C RL网络组成 D RLC网络组成 17.在下列传感器中,将被测物理量的变换量直接转换为电荷变化量的是(A)A压电传感器B电容传感器C电阻传感器D电感传感器 18.灵敏度高,适合测量微压,频响好,抗干扰能力较强的压力传感器是(A) A.电容式C.电感式 B.霍尔式D.涡流式 19.适合于使用红外传感器进行测量的被测物理量是(D) A厚度B加速度C转速 D 温度 20.欲检测金属表面裂纹采用的传感器是(B) A压磁式B电涡流式C气敏式D光纤式 21.相邻信号在导线上产生的噪声干扰称为(B) A电火花干扰B串扰C共模噪声干扰D差模噪声干扰

几种常用的水质污染监测指标

几种常用的水质污染监测指标 1、 pH与氧化还原(ORP)电位 (1)天然水的pH值一般在6.5~8.5之间。中性水pH为7,酸性水pH>8,碱性水pH<6。饮用水合适的pH范围是7~8.5,极限范围为6.5~9.2。一般鱼类在pH为6.5~8.5的水中正常生存。适宜农作物生长的水,pH为6~7.5。长期灌溉pH值低于5.5的水,土壤中的硝化细菌受到抑制,硝化作用减弱,氮肥得不到充分释放;磷酸盐的肥效降低,钙、镁等盐容易遭到淋失,长期灌溉pH值大于9的水,可使蔬菜枯死。 酸、碱污染不仅会引起自然水pH的变化,而且还会腐蚀桥梁、船舶、鱼具以及金属管道。 酸污染主要来源于机械制造、选矿、电镀、农药、印染、三酸与磷肥等工业废水。此外,酸雨也是一个污染源。碱污染主要来源于造纸、印染、化工、电镀等工业废水。 (2)氧化还原电位是表示水体中含有多少氧化还原物质的指标。氧化还原反应是自然界广泛存在的地球化学反应。在自然条件下,这种反应趋向平衡。当污染物中存在强氧化剂或强还原剂时,氧化还原电位可表示其相对量。因此,氧化还原电位可作为含氧化还原物质水处理时反应终结的管理指标。 测定pH值最常用的方法是玻璃电极法和目视比色法。测定氧化还原电位的方法也采用电极法,但用的是金属电极(金、铂)。 2、电导率 电导率是用数字来表示水溶液传导电流的能力,单位是S(习惯单位是υ/cm)。在水质监测中,电导率是水质多参数常规监测的一个指标。电导率与溶液中离子含量成比例关系,因而可间接地推测总溶解物质的含量。如果被测水中主要含有无机物,那么就可作为总盐分的估计。天然水的电导率大多在50~500μυ/cm,新鲜蒸馏水电导率为0.5~2.Oμυ/cm,绝对纯水的电导率理论上为5.5×10-8υ/cm(25℃时)。 水的电导率一般用电导法(分压法或电桥式)测定,用电导电极做为化学传感器,以电导率仪为指示仪表。 3、溶解氧 溶于水中的游离氧称为溶解氧,它是衡量水质优劣的一个参数。一般水体的溶解氧接近饱和,此时氧的浓度叫做平衡浓度。在20℃时,溶解氧的饱和值为9.17mg/L。当水体受到耗氧污染物污染时,溶解氧就降低。耗氧污染物包括碳水化合物、蛋白质、油脂、氨基酸、脂肪酸、

《传感器与检测技术》试题及答案

《传感器与检测技术》试题 一、填空:(20分) 1,测量系统的静态特性指标主要有线性度、迟滞、重复性、分辨力、稳定性、温度稳定性、各种抗干扰稳定性等。(2分) 2.霍尔元件灵敏度的物理意义是表示在单位磁感应强度相单位控制电流时的霍尔电势大小。 3、光电传感器的理论基础是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生的光电效应分为 三类。第一类是利用在光线作用下光电子逸出物体表面的外光电效应,这类元件有光电管、 光电倍增管;第二类是利用在光线作用下使材料部电阻率改变的光电 效应,这类元件有光 敏电阻;第三类是利用在光线作用下使物体部产生一定方向电动势的光生伏特效应,这类元 件有光电池、光电仪表。 4.热电偶所产生的热电势是两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达式为 Eab (T ,To )=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)是在连接导线和热电偶之间,接入延长线,它的作用是将热电偶的参考端移 至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减小冷端温度变化的影响。 5.压磁式传感器的工作原理是:某些铁磁物质在外界机械力作用下,其部产生机械压力,从 而引起极化现象,这种现象称为正压电效应。相反,某些铁磁物质在外界磁场的作用下会产 生机械变形,这种现象称为负压电效应。(2分) 6. 变气隙式自感传感器,当街铁移动靠近铁芯时,铁芯上的线圈电感量(①增加②减小③ 不变)(2分) 7. 仪表的精度等级是用仪表的(① 相对误差 ② 绝对误差 ③ 引用误差)来表示的(2分) 8. 电容传感器的输入被测量与输出被测量间的关系,除(① 变面积型 ② 变极距型 ③ 变 介电常数型)外是线性的。(2分) 9. 电位器传器的(线性),假定电位器全长为Xmax, 其总电阻为Rmax ,它的滑臂间的阻值 可以用Rx = (① Xmax/x Rmax,②x/Xmax Rmax ,③ Xmax/XRmax ④X/XmaxRmax )来计算, 其中电阻灵敏度Rr=(① 2p(b+h)/At , ② 2pAt/b+h, ③ 2A(b+b)/pt, ④ 2Atp(b+h)) 1、变面积式自感传感器,当衔铁移动使磁路中空气缝隙的面积增大时,铁心上线圈 的电感量(①增大,②减小,③不变)。 2、在平行极板电容传感器的输入被测量与输出电容值之间的关系中,(①变面积型, ②变极距型,③变介电常数型)是线性的关系。 3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与原方线圈的匝数成(①正比, ②反比,③不成比例),与副方线圈的匝数成(①正比,②反比,③不成比例),与回路中磁 阻成(①正比,②反比,③不成比例)。 4、传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置, 传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件 和产生可用信号输出的转换元件以及相应的信 号调节转换电路组成。 5、热电偶所产生的热电热是由两种导体的接触电热和单一导体的温差电热组成。 2、电阻应变片式传感器按制造材料可分为① _金属_ 材料和②____半导体__体材 料。它们在受到外力作用时电阻发生变化,其中①的电阻变化主要是由 _电阻应变效应 形 成的,而②的电阻变化主要是由 温度效应造成的。 半导体 材料传感器的灵敏度较大。 3、在变压器式传感器中,原方和副方互感M 的大小与 绕组匝数 成正比,与 穿过 线圈的磁通_成正比,与磁回路中 磁阻成反比,而单个空气隙磁阻的大小可用公式 __ 表示。 1.热电偶所产生的热电势是由两种导体的接触电势和单一导体的温差电势组成的,其表达式 为E ab (T,T o )=T B A T T B A 0d )(N N ln )T T (e k 0σ-σ?+-。在热电偶温度补偿中,补偿导线法(即冷端延长线法)是在连接导线 和热电偶之间,接入延长线它的作用是将热电偶的参 考端移至离热源较远并且环境温度较稳定的地方,以减小冷端温度变化的影响。(7分) 3.电位器或电阻传感器按特性不同,可分为线性电位器和非线性电位器。线性电位器的

激光主要有四大特性

激光主要有四大特性:激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性 激光的高亮度:固体激光器的亮度更可高达1011W/cm2Sr。不仅如此,具有高亮度的激光束经透镜聚焦后,能在焦点附近产生数千度乃至上万度的高温,这就使其可能可加工几乎所有的材料。 激光的高方向性:激光的高方向性使其能在有效地传递较长的距离的同时,还能保证聚焦得到极高的功率密度,这两点都是激光加工的重要条件 激光的高单色性:由于激光的单色性极高,从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上,得到很高的功率密度。 激光的高相干性:相干性主要描述光波各个部分的相位关系。正是激光具有如上所述的奇异特性因此在工业加工中得到了广泛地应用。 目前激光已广泛应用到激光焊接、激光切割、激光打孔(包括斜孔、异孔、膏药打孔、水松纸打孔、钢板打孔、包装印刷打孔等)、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等 激光加工的特点 由于激光具有高亮度、高方向性、高单色性和高相干性的特性,因此就给激光加工带来如下一些其它方法所不具备的可贵特点 ● 由于它是无接触加工,对工件无直接冲击,因此无机械变形; ● 激光加工过程中无"刀具"磨损,无"切削力"作用于工件; ● 激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有或影响极小。因此,其热影响的区小工件热变形小后续加工最小; ● 由于激光束易于导向、聚焦、实现方向变换,极易与数控系统配合、对复杂工件进行加工因此它是一种极为灵活的加工方法; ● 生产效率高,加工质量稳定可靠,经济效益和社会效益好激光加工的优势 激光具有的宝贵特性决定了激光在加工领域存在的优势: ①由于它是无接触加工,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调,因此可以实现多种加工的目的。 ②它可以对多种金属、非金属加工,特别是可以加工高硬度、高脆性、及高熔点的材料。 ③激光加工过程中无“刀具”磨损,无“切削力”作用于工件。 ④激光加工过程中,激光束能量密度高,加工速度快,并且是局部加工,对非激光照射部位没有影响或影响极小。因此,其热影响区小,工件热变形小,后续加工量小。 ⑤它可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工。 ⑥由于激光束易于导向、聚集实现作各方向变换,极易与数控系统配合,对复杂工件进行加工,因此是一种极为灵活的加工方法。 ⑦使用激光加工,生产效率高,质量可靠,经济效益好。

传感器与检测技术期末考试试题与答案

第一章传感器基础 l.检测系统由哪几部分组成? 说明各部分的作用。 答:一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等几部分组成,分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。下图给出了检测系统的组成框图。 检测系统的组成框图 传感器是把被测量转换成电学量的装置,显然,传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件,是检测系统最重要的环节,检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能确定的,因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。 测量电路的作用是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的,就需要由测量电路加以放大,以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节,主要作用是使人们了解被测量的大小或变化的过程。 2.传感器的型号有几部分组成,各部分有何意义? 依次为主称(传感器)被测量—转换原理—序号 主称——传感器,代号C; 被测量——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表2; 转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。见附录表3; 序号——用一个阿拉伯数字标记,厂家自定,用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等。若产品性能参数不变,仅在局部有改动或变动时,其序号可在原序号后面顺序地加注大写字母A、B、C等,(其中I、Q不用)。 例:应变式位移传感器:C WY-YB-20;光纤压力传感器:C Y-GQ-2。 3.测量稳压电源输出电压随负载变化的情况时,应当采用何种测量方法? 如何进行? 答:测定稳压电源输出电压随负载电阻变化的情况时,最好采用微差式测量。此时输出电压认可表示为U0,U0=U+△U,其中△U是负载电阻变化所引起的输出电压变化量,相对U来讲为一小量。如果采用偏差法测量,仪表必须有较大量程以满足U0的要求,因此对△U,这个小量造成的U0的变化就很难测准。测量原理如下图所示: 图中使用了高灵敏度电压表——毫伏表和电位差计,R r和E分别表示稳压电源的内阻和电动势,凡表示稳压电源的负载,E1、R1和R w表示电位差计的参数。在测量前调整R1使电位差计工作电流I1为标准值。然后,使稳压电源负载电阻R1为额定值。调整RP的活动触点,使毫伏表指示为零,这相当于事先用零位式测量出额定输出电压U。正式测量开始后,只需增加或减小负载电阻R L的值,负载变动所引起的稳压电源输出电压U0的微小波动值ΔU,即可由毫伏表指示出来。根据U0=U+ΔU,稳压电源输出电压在各种负载下的值都可以准确地测量出来。微差式测量法的优点是反应速度快,测量精度高,特别适合于在线控制参数的测量。

传感器与检测技术课程教学大纲

《传感器与检测技术》课程教学大纲 一、课程的性质、课程设置的目的及开课对象 本课程是机械设计制造及其自动化专业(机械电子工程方向)学生的重要专业课程。本课程设置的目的是通过对传感器的一般特性与分析方法,传感器的工作原理、特性及应用,检测系统的基本概念的学习,通过本课程的学习,使学生掌握检测系统的设计和分析方法,能够根据工程需要选用合适的传感器,并能够对检测系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。 开课对象:机械设计制造及其自动化专业(机械电子工程方向)本科生。 二、先修课程:高等数学、工程数学、电子技术、数字电子技术等。 三、教学方法与考核方式 1.教学方法:理论教学与实验教学相结合。 2.考核方式:闭卷考试。 四、学时分配 总学时48学时。其中:理论38学时,实验10学时 五、课程教学内容与学时 (一)传感器与检测技术概念 传感器的组成、分类及发展动向,技术的定义及应用。 重点:传感器与检测技术的目的和意义。 教学方法:课堂教学和现场认识教学相结合。 (二)传感器的特性 1.传感器的静态特性 2.传感器的动态特性及其响; 重点:传感器的静态特性与动态特性的性质。 难点:工艺计算与平面布置;微机联网控制系统。 广度:本章主要讲述传感器特性的基础知识。 深度:主要讲述传感器的特性,不涉及复杂的内容。 教学方法、手段:课堂教学、多媒体教学,强化实际操作。 (三)电阻式传感器 1.电位器式传感器的主要特性及其应用 2.应变片的工作原理 3.应变片式电阻传感器的主要特性及应用 重点:理解电位器式传感器、应变片式传感器的工作原理,掌握它们的性能特点,了解其常用结构形式及应用。 难点:线性与非线性电位器的测量原理,应变片式传感器的测量原理、温度误差及其补偿。

水污染自动监测复习题

环境保护部连续自动监测(水污染)练习题 一、判断题 1、水样中亚硝酸盐含量高,要采用高锰酸盐修正法测定溶解氧。( × ) 2、纳氏试剂应贮存于棕色玻璃瓶中。( × ) 3、在K2Cr2O7法测定COD的回流过程中,若溶液颜色变绿,说明水样的COD适中,可继续进行实验。(×) 4、在分析测试中,空白实验值的大小无关紧要,只需以样品测试值扣除空白实验值就可以抵消各种因素造成的干扰和影响。(×) 5、实验室产生的高浓度含酚废液可用乙酸丁酯萃取、重蒸馏回收 (√ ) 6、蒸馏是利用水样中各污染组分沸点的不同而使其分离的方法。(√) 7、萃取是利用水样中各污染组分在溶剂中溶解度的不同而使其分离的方法。(√) 8、对于排放水质不稳定的水污染源,不宜使用总有机碳自动分析仪。( √ ) 9、绝对误差是测量值与其平均值之差;相对偏差是测量值与真值之差对真值之比的比值。(×) 10、氨氮(NH3-N)以游离氨(NH3)或铵盐(NH4+)形式存在于水中,两者的组成比取决于水的pH值(√)。 11、测定DO的水样可以带回实验室后再加固定剂。(×) 12、COD测定时加硫酸银的主要目的是去除Cl-的干扰。(×) 13、钠氏试剂中碘化汞与碘化钾的比例对显色反应灵敏度没有影响。( × ) 14、绘制标准曲线标准溶液的分析步骤与样品分析步骤完全相同的是标准曲线(×) 15、二苯碳酰二肼分光光度法测定六价铬时,显色酸度高,显色快。(√ ) 16、实验室中铬酸溶液失效变绿后,应加碱中和后排放。(× ) 17、当采用流动注射(FIA)式COD分析仪分析水样时,必须加入硫酸银。( × ) 18、蒸发浓缩可以消除干扰组分的作用。( × ) 19、根据GB19431-2004,2003年12月31日之前建设的味精厂,其COD排放限值是200mg/L。( × ) 20、在线监测仪器计数急剧变化时,该数据应剔除不计。(× ) 21、测定水样中的氮、磷时,加入保存剂HgC12的作用是防止沉淀。(×) 22、测定水样中的pH,可将水样混合后再测定。(×) 23、Cr(VI)将二苯碳酰二肼氧化成苯肼羧基偶氮苯,本身被还原为Cr(Ⅲ)。(√) 24、测定pH时,玻璃电极的球泡应全部浸入溶液中2分钟以上。(√) 25、冷原子荧光测定汞时,每次测定均应同时绘制校准曲线。(√) 26、TOC分析仪一般分为干法和湿法两种。(√) 27、实验室内质量控制是合保证测试数据达到精密度与准确度要求的有效方法之一。(√) 28、流动注射分析法测COD比手工滴定法不仅测量速度快而且所用试剂少。(√) 29、测定水中总磷时,为防止水中含磷化合物的变化,水样要在微碱性条件下保存。(×) 30、测定水中总氮,是在碱性过硫酸钾介质中,120~124℃进行消解。(√) 31、当水样中硫化物含量大于1mg/1时,可采用碘量法。(√) 32、紫外法测定NO3-N时,需在220nm和275nm波长处测定吸光度。(√) 33、分光光度法测定浊度是在680nm波长处,用3cm比色皿,测定吸光度。(√) 34、溶解氧测定时,亚硝酸盐含量高,可采用NaN3修正法。(√) 35、电导率是单位面积的电导。(×) 36、COD测定的回流过程中,若溶液颜色变绿,可继续进行实验。(×) 37、操作各种分析仪之前都不必阅读仪器的使用说明书。(×) 38、分光光度法中,校准曲线的相关系数是反映自变量与因变量之间的相互关系的。(×) 39、在分析测试时,空白实验值的大小无关紧要,只需以样品测试值扣除空白值就可以了。(×) 40、进行加标回收率测定时,只要准确加标就可以了。(×) 41、缺失CODCr、NH3-N、TP 监测值以缺失时间段上推至与缺失时间段相同长度的前一时间段监测值的最大值替代。(×) 42、COD测定时的回流条件下,水样中全部有机物可被氧化。(×) 43、电极法测定pH时,溶液每变化一个单位,电位差改变10mv。(×) 44、溶解氧测定时,Fe2+含量高,可采用KMnO4修正法。(√ ) 45、pH值为5的溶液稀释100倍,可得pH为7的溶液。(√ ) 46、如水样混浊,可过滤后再测定。(√ ) 47、室间精密度反映的是分析结果的再现性。(√ ) 48、空白实验值的大小仅反映实验用水质量的优劣。(×) 49、 COD测定时,用硫酸亚铁铵滴定,溶液颜色由黄色经蓝绿色变为棕红色即可。(√ ) 50、水温、pH等在现场进行监测。(√ ) 51、间歇排放期间,总磷水质自动分析仪根据厂家的实际排水时间确定应获得的监测值,监测数据数不少于污水累计排放小时数。(√) 52、环境监测质量保证是对实验室的质量控制(×)。 53、在分析测试时,空白实验值的大小无关紧要,只需以样品测试值扣除空白值就可以了。(×) 54、校准曲线的相关系数是反映自变量和因变量的相互关系的(√)。

传感器与检测技术试题

中国自考人(https://www.doczj.com/doc/f115548236.html,)——700门自考课程永久免费、完整在线学习快快加入我们吧! 中国自考人(https://www.doczj.com/doc/f115548236.html,)——700门自考课程永久免费、完整在线学习快快加入我们吧! 浙江省2003年1月自考传感器与检测技术试题 课程代码:02202 一、填空题(每空1分,共15分) 1. 如果所测试的信号随时间周期变化或变化很快,这种测试称为________测试。 2. 确定静态标定系统的关键是选用被测非电量(或电量)的_______和标准测试系统。 3. 涡流传感器的线圈与被测物体的距离减小时,互感系数M将________。 4. 半导体应变片以压阻效应为主,它的灵敏度系数为金属应变片的________倍。 5. 测量准静态力信号时,要求电荷放大器的输入阻抗________1012(Ω)。 6. 周期信号展开为傅立叶级数后,其中A0表示直流分量的幅值,A n表示________分量的幅值。 7. 当τ→∞时,信号x(t)的自相关函数R x(τ)呈周期性变化,说明该信号为________。 8. LCD是液晶显示器,是一种________功耗器件。 9. A/D卡的转换速率表示________。 10. 在电桥测量中,由于电桥接法不同,输出电压的灵敏度也不同,________接法可以得到最大灵敏度输出。 11. 一阶有源低通滤波器的主要优点是带负载能力强,主要缺点是________。为克服该缺点,可采用二阶或二阶以 上有源低通滤波器。 12. 绝对湿度给出了水分在空间的具体含量,而相对湿度给出了大气的________程度,它比绝对湿度使用更广泛。 13. 氧化型气体吸附到N型半导体气敏元件上,将使截流子数目减少,从而使材料的电阻率________。 14. 半导体温度传感器以P-N结的温度特性为理论基础。二极管感温元件利用P-N结在恒定电流下,其________与 温度之间的近似线性关系实现。 15. 图像处理的主要目的是________。 二、单项选择题(在每小题的四个备选答案中选出一个正确答案,并将其号码填在题后的括号内。每小题1分,共 15分) 1. 为了抑制干扰,常采用的电路有( ) A. A/D转换器 B. D/A转换器 C. 变压器耦合 D. 调谐电路 2. 选择二阶装置的阻尼比ζ=0.707,其目的是( )。 A. 阻抗匹配 B. 增大输出量 C. 减小输出量 D. 接近不失真条件 3. 自相关函数一定是( )函数。 A. 偶 B. 奇 C. 周期 D. 随机 4. 用脉冲锤激振时,为了获得较宽的激振频率,可( ) A. 增加敲击力 B. 增加锤头硬度 C. 增大锤重 D. 减小冲击力 5. 记录磁带慢录快放,放演信号的频宽将( ) A. 扩展,幅值减小 B. 变窄,幅值减小

不同波长激光的特性

不同波长激光的特性 蓝绿激光:穿透深度最浅,作用与视网膜内层和外层,主要被RPE吸收,如氩激光。 绿色激光:组织穿透力比蓝光强,被血红蛋白和RPE吸收,57%被RPE吸收,47%被脉络膜吸收。 黄激光:视网膜神经纤维层的弥散很少,穿透力强,黄色激光被RPE层和脉络膜内层的吸收各占50%。 红光和红外激光:穿透力最强,主要作用于脉络膜中、外层的激光。红色激光随波长的增加被脉络膜的吸收逐渐增加。 不同组织的吸光波长 1.激光波长从400~950nm在眼内的穿透性可以达到95%。RPE和脉络膜在波长450~630nm是 吸收率可以达到70%。随着波长的增加,吸收率很快下降,因而氩激光(蓝绿)激光和532激光是眼内最常使用的激光光谱。 2.血红蛋白对光的吸收特性: 在波长400~600nm(蓝到黄的部分),血红蛋白有较高的吸收率,而600nm以上(红和接近红外)的波长很受被血红蛋白吸收,所以有视网膜下出血时可选用600nm(红)以上的激光。 3.叶黄素的吸收特性: 叶黄素是锥体细胞的感光色素,对480nm一下的波长有较高的吸收峰,容易造成叶黄素的破坏,为了避免损伤,用绿色以上的波长对视锥细胞较安全,其中810激光对其损伤最小。 眼科激光的分类 眼科激光分气体、液体和固体激光三大类 ,其中气体激光又分分子(CO2 分子) 、原子(氦氖原子)和离子(氩离子及氪离子)激光三种。液体激光有染料激光。固体激光有红宝石激光 ,Nd:YAG激光 ,半导体激光。应用途径有眼内和眼外 2种途径。眼内激光是在玻璃体手术时眼内使用。眼外激光使用途径有2 种, 一种为经过瞳孔的,另一种是经巩膜的。 眼底光凝治疗的原理 眼底病进行光凝治疗的原理是: 激光被眼底之色素吸收后产生热能。热能使它作用的组织发生变化, 从而达到治疗目的。眼底吸收激光的物质主要为黑色素, 其次为叶黄素的血红蛋白。眼底含有黑色素的组织为视网膜色素上皮和脉络膜。这些色素和血红蛋白对不同波长光的吸收曲线是激光光凝的依据。眼底色素吸收激光后产生的热能可以使组织凝固、坏死及发生炎症, 继而机化从而达到使组织粘连, 还可以直接使视网膜上的新生血管和微血管瘤封闭, 直接破坏产生新生血管生长因子的视网膜组织和视网膜及脉络膜上的肿瘤组织。 激光光凝四要素 激光技术四要素是指波长,光斑大小,曝光时间和输出功率 ,这是完成眼底激光治疗技中十分重要且不能忽视的问题 ,是与治疗效果十分相关的因素,是保证实现视网膜有效光斑的关键。 波长选择的原则 波长的选择主要由病变部位和性质决定 ,当具有多种波长激光时 ,可以选择最合适的激光波长但当只有单波长激光时 ,选择的余地不存在,可发挥其他参数的功能. 氩激光(蓝绿激光):主要作用于视网膜内层和外层。如糖网,静脉阻塞,EALES,视网膜裂孔等选择绿色以上的波长,临床多使用绿光。

如何检测水的污染程度

如何检测水的污染程度 水温水的物理化学性质与水温密切相关.水中溶解性气体(如氧.二氧化碳等)的溶解度.水中生物和微生物活动.非离子氨.盐度pH值以及其它溶质都受水温变化的影响. 色度纯水为无色透明.清洁水在水层浅时应为无色.深层为浅蓝绿色.天然水中存在腐殖质.泥土.浮游生物.铁和锰等金属离子.均可使水体着色. 纺织.印染.造纸.食品.有机合成工业的废水中.常含有大量的染料.生物色素和有色悬浮微粒等.因此常常是使环境水体着色的主要污染.有色废水常给人以不愉快感.排入环境后又使天然水着色.减弱水体的透光性.影响水生生物的生长. 水的色度单位为度.即在每升溶液中含有2mg六水合氯化钴(Ⅱ)(相当于0.5mg钴)和1mg铂(以六价氯铂(Ⅳ)酸的形式)时产生的颜色为1度. 臭无臭无味的水虽不能保证其不含污染物.但有利于使用者对水质的信任.水中产生臭的一些有机物和无机物.主要是由于生活污水工业废水污染.天然物质分解.或微生物.生物活动的结果.某些物质只要存在零点几微克/升即可察觉.然而.很难鉴定产臭物质的组成. 返回 浊度浊度是由于水中含有泥沙.粘土.有机物.无机物.浮游生物和微生物等悬浮物质所造成的.不仅沉积速度慢而且很难沉积.由于生活中铁和锰的氢氧化物引起的浊度是十分有害的.必须用特殊的方法才能除去.天然水经过混凝.沉淀和过滤等处理.可使水变得清澄. 返回 透明度透明度是指水样的澄清程度.洁净的水是透明的.水中存在悬浮物质和胶体时.透明度便会降低.通常地下水的透明度较高.由于供水和环境条件不同.其透明度可能不断变化.透明度与浊度相反.水中悬浮物越多.其透明度就越低. pH值pH值是水中氢离子活度的负对数.PH=-lgαH+. 天然水的pH值多在6-9范围内.这也是我国污水排放标准中pH值控制范围.pH值不仅与水中溶解物质的溶解度.化学形态.特性.行为和效应有密切关系.而且对水中生物的生命活动有着重要影响. 残渣残渣分为总残渣.可滤残渣和不可滤残渣三种.总残渣是水或污水在一定温度下蒸发.烘干后残留在器皿中的物质.包括[不可滤残渣"(即截留在滤器上的全部残渣.也称为悬浮物)和[可滤残渣"(即通过滤器的全部残渣.也称为溶解性固体).悬浮物可影响水体的透明度.降低水中藻类的光合作用.限制水生生物的正常运动.减缓水底活性.导致水体底部缺氧.使水体同化能力降低. 矿化度矿化度是水中所含无机矿物成分的总量.经常饮用低矿度的水会破坏人体内碱金属和碱土金属离子的平衡.产生病变.饮水中矿化度过高又会导致结石症.矿化度是水化学成分测定的重要指标.用于评价水中总含盐量.是农田灌溉用水适用性评价的主要指标之一.常用于天然水分析中主要被测离子总和的质量表示. 电导率电导率是以数字表示溶液传导电流的能力.纯水电导率很小.当水中含无机酸.碱或盐时.电导率增加.电导率常用于间接推测水中离子成分的总浓度.水溶液的电导率取决于离子的性质和浓度.溶液的温度和粘度等.电导率随温度变化而变化.温度每升高1℃.电导率增加约2%.通常规定25℃为测定电导率的标准温度. 氧化还原电位对于一个水体来说.往往存在着多个氧化还原电对.是一个相当复杂的体系.其氧化还原电位则是多个氧化物质与还原物质发生氧化还原的综合结果.氧化还原电位对水环境中污染物的迁移转化具有重要意义.水体中氧化的类型.速率和平衡.在很大程度上决定了水中主要溶质的性质. 酸度酸度是指水中能与强碱发生中和作用的全部物质.亦即放出H+或经过水解能产生H+的物质的总量. 地表水中.由于溶入CO2或由于机械.选矿.电镀.农药.印染.化工等行业排放的含酸废水的进入.致使水体的pH值降低.由于酸的腐蚀性.破坏了鱼类及其他水生生物和农作物的正常生存条件.造成鱼类及

传感器与智能检测技术课后习题答案.doc

西安理工研究生考试 传 感 器 与 智 能 检 测 技 术 课 后 习 题

1、对于实际的测量数据,应该如何选取判别准则去除粗大误差? 答:首先,粗大误差是指明显超出规定条件下的预期值的误差。去除粗大误差的准则主要有拉依达准则、格拉布准则、t检验准则三种方法。准则选取的判别主要看测量数据的多少。 对于拉依达准则,测量次数n尽可能多时,常选用此准则。当n过小时,会把正常值当成异常值,这是此准则的缺陷。 格拉布准则,观测次数在30—50时常选取此准则。 t检验准则,适用于观察次数较少的情况下。 2、系统误差有哪些类型?如何判别和修正? 答:系统误差是在相同的条件下,对同一物理量进行多次测量,如果误差按照一定规律出现的误革。 系统误差可分为:定值系统误差和变值系统误差。 变值系统误差乂可以分为:线性系统误差、周期性系统误差、复杂规律变化的系统误差。判定与修正: 对于系统误差的判定方法主要有: 1、对于定值系统误差一?般用实验对比检验法。改变产生系统误差的条件,在不同条件下进行测量,对结果进行比较找出恒定系统误差。 2、对于变值系统误差:a、观察法:通过观察测量数据的各个残差大小和符号的变化规律来判断有无变值系统误差。这些判断准则实质上是检验误差的分布是否偏离正态分布。 b、残差统计法:常用的有马利科夫准则(和检验),阿贝-赫梅特准则(序差检验法)等。 c、组间数据检验正态检验法 修正方法: 1.消除系统误差产生的根源 2.引入更正值法 3.采用特殊测量方法消除系统误差。主要的测量方法有:1)标准量替代法2)交换法3)对称测量法4)半周期偶数测量法 4.实时反馈修正 5.在测量结果中进行修正 3、从理论上讲随机误差是永远存在的,当测量次数越多时,测量值的算术平均值越接近真值。因此,我们在设计自动检测系统时,计算机可以尽可能大量采集数据,例如每次采样数万个数据计算其平均值,这样做的结果合理否? 答:这种做法不合理。随机误差的数字特征符合正态分布。当次数n增大时,测量精度相应提高。但测量次数达到一定数Id后,算术平均值的标准差下降很慢。对于提高精度基本可忽略影响了。因此要提高测量结果的精度,不能单靠无限的增加测量次数,而需要采用适当的测量方法、选择仪器的精度及确定适当的次数等几方面共同考虑来使测量结果尽可能的接近真值。 4、以热电阻温度传感器为例,分析传感器时间常数对动态误差的影响。并说明热电阻传感器的哪些参数对有影响? 答:1、对于热电阻温度传感器来说,传感器常数对于温度动态影响如式子t2=t x-T (dtJdt)所示,7■决定了动态误差的波动幅度。了的大小决定了随着时间变化

传感器与检测技术期末考试试卷及答案

传感器与自动检测技术 一、填空题(每题3分) 1、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节转换电路组成。 2、金属材料的应变效应是指金属材料在受到外力作用时,产生机械变形,导致其阻值发生变化的现象叫金属材料的应变效应。 3、半导体材料的压阻效应是半导体材料在受到应力作用后,其电阻率发生明显变化,这种现象称为压阻效应。 4、金属丝应变片和半导体应变片比较其相同点是它们都是在外界力作用下产生机械变形,从而导致材料的电阻发生变化。 5、金属丝应变片和半导体应变片比较其不同点是金属材料的应变效应以机械形变为主,材料的电阻率相对变化为辅;而半导体材料则正好相反,其应变效应以机械形变导致的电阻率的相对变化为主,而机械形变为辅。 6、金属应变片的灵敏度系数是指金属应变片单位应变引起的应变片电阻的相对变化叫金属应变片的灵敏度系数。 7、固体受到作用力后电阻率要发生变化,这种现象称压阻效应。 8、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 9、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器。 10、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成,弹性元件用来感知应变,电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 11、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成,弹性元件用来感知应变,电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 12、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成,弹性元件用来感知应变,电阻敏感元件用来将应变的转换为电阻的变化。 13、应变式传感器是利用电阻应变片将应变转换为电阻变化的传感器,传感器由在弹性元件上粘贴电阻敏感元件构成,弹性元件用来感知应变,电阻敏感元件用

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