电磁测量第15章 非电量测量
- 格式:ppt
- 大小:1.07 MB
- 文档页数:36
非电量的电测量
用传感技术和电磁方法对电量以外的各种量,进行的测量。
测量范围宽,测量速度快和适用频率范围宽,测量准确度高,可实现远距离测量,便于应用微机系统对信号进行各种运算和处理,实现多点巡回检测、控制、智能化测量等。
利用传感技术和电磁方法对电量以外的各种量,如机械量、热工量、化工量、声学量、光学量、放射性量以及与生物医学有关的量等进行的测量。
测量仪器由传感器、测量电路和输出装置三部分组成。
传感器是一种变换器,它利用物质的物理、化学及生物等的效应、反应或机理,将各种非电信息直接或间接转换为具有一定量值关系的电学量,如电压、电流、电荷、电阻、电容、电感、相位和频率等。
表中列出了各种非电量和常用的由其转换成的电学量(相应格内画符号○)。
测量电路对传感器输出的电信号进行加工和处理,如放大、衰减、补偿、线性化、滤波、调制和解调、运算、数字化等。
输出装置用于显示、记录或存储被测非电量的数据和信息,常用指针或数字显示器、屏幕显示器、波形记录仪、打印机、磁带机等。
非电量的电测量。
非电量的电测法非电量的电测法就是将各种非电量(如温度、压力、速度、位移、应变、流量、液位等)变换为电量,而后进行测量的方法。
非电量的电测仪器,主要由以下几个主要部分组成:(1) 传感器:将被测非电量变换为与其成一定比例关系的电量。
(2) 测量电路:将传感器输出的电信号开展处理,使之适合于显示、记录及和微型计算机的联接。
(3) 测录装置:各种电工测量仪表、示波器、自动记录仪、数据处理器及控制电机等。
一、应变电阻传感器1. 金属电阻丝应变片电阻丝由直径为0.02~0.04mm 的康铜或镍铬合金绕成。
2. 工作原理试件发生的应变通过胶层和纸片传给电阻丝,将电阻丝拉长或缩短,从而改变了它的电阻。
就将机械应变变换为电阻的变化。
二、电感传感器电感传感器能将非电量的变化变换为线圈电感的变化,再由测量电路转换为电压或电流信号。
1. 差动电感传感器两只线圈完全一样,且上下对称排列。
当衔铁在中间位置时,两线圈的电感一样,当衔铁受非电量的作用上下移动时,两个线圈的电感一增一减,发生变化,此即为差动。
2. 工作原理三、电容传感器电容传感器能将非电量的变化变换为电容器电容的变化。
1. 平板电容传感器可见,只要改变e ,S ,d 三者之一,都可使电容改变。
将上极板固定,下极板与被测物体相接触,当运动物体上、下位移(改变d )或左、右位移(改变S )时,将引起电容的改变。
2. 工作原理四、热电传感器热电传感器能将温度的变化变换为电动势或电阻的变化。
1. 热电偶热电偶由两根不同的金属丝或合金丝组成。
如果在两根金属丝相联的一端加热,则产生热电动势E t2. 热电阻热电阻传感器将温度的变化转换为电阻的变化。
电阻温度计中的热电阻传感器是绕在云母、石英或塑料骨架上的金属电阻丝。
金属电阻丝的电阻随温度变化的关系为对铜丝:A = 4 *10 -3 (1/ oC) ,B = 0 ;铂丝:A =3.98 *10 -3 (1/ oC) ,B = –5.84 *10 -3 (1/ oC)2 。
《非电量测量技术》课程代码:04000131课程名称:(非电量测量技术)(Sensor Technology)学分:2 学时:3周(小学期)(理论教学学时:18;实验学时:6)先修课程:大学物理,电工学一、目的与任务课程目的学生在学习《电工学》的基础上,通过本课程的课堂学习和实验操作,了解和掌握生产和生活中(特别是材料加工行业)常用传感器的基本结构和工作原理,使学生对科学研究或工程中的检测技术问题,能提出合理的方案和选择合适的传感器。
课程任务掌握非电量电测技术的基本原理和应用,特别是常用传感器的工作原理、基本结构以及测量电路,能对科研工作或工程中的检测技术问题提出合理方案,并具有选择合适传感器的能力。
二、教学内容及学时分配作为实验技术课,课堂和实验教学是两大重要教学环节。
课程以研究机械量的常用电测技术为主,着重学习常用传感器的结构原理、基本特性、测量电路和应用举列。
学时分配课堂教学(12学时)第一章非电量电测技术概述(共1学时)1--1 非电量电测技术在国民经济中的意义1--2 非电量电测技术的基本概念1--3 测量误差第二章电阻式传感器(共2学时)2--1 电位器式传感器2--2 电阻应变式传感器2--3 压阻式传感器第三章电容式传感器(共1学时)3--1 电容式传感器的结构及原理3--2 电容式传感器的灵敏度和非线性3--3 电容式传感器的测量电路3--4 电容式传感器的应用3--5 使用电容式传感器的注意事项第四章电感式传感器(共3学时)4--1 自感式传感器4--2 差动变压器4--3 涡流式传感器4--4 差动变压器式涡流式传感器4--3 应用第五章磁电式传感器(共3学时)5--1 电磁效应5--2 磁电感应式传感器5—3 电磁流量计5—4 霍尔传感器5—5 磁阻式传感器5—6 力平衡式传感器第六章压电式传感器(共2学时)6--1 压电效应6--2 压电式传感器的常用结构形式和等效电路 6--3 压电式传感器的测量电路6--4 压电式传感器的应用第七章热电式传感器(共2学时)7--1 热电偶7--2 热电阻7--3 热敏电阻第八章光电传感器(共2学时)8--1 光电效应8--2 光敏元件:光敏电阻与光电管和光电倍增管 8--3 应用第九章物理效应及其在传感器技术中的应用综述(共1学时)9--1 物理效应9--2 传感功能材料第十章按被测物理量分类的各传感器综述(共1学时)10--1 位移传感器10--2 力传感器10--3 加速度传感器10--4 速度传感器10--5 温度传感器实验教学(除标明外,每个实验约1学时,共12学时。