《传感器技术与应用》课件第六章 热电式传感器
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传感器与检测技术(胡向东,第2版)习题解答
王涛
第1章 概述
什么是传感器?
答:传感器是能够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和装置,通常由敏感元件和转换元件组成。
传感器的共性是什么?
答:传感器的共性就是利用物理定律或物质的物理、化学或生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)输入转换成电量(电压、电流、频率、电荷、电容、电阻等)输出。
传感器一般由哪几部分组成?
答:传感器的基本组成分为敏感元件和转换元件两部分,分别完成检测和转换两个基本功能。
另外还需要信号调理与转换电路,辅助电源。
传感器是如何分类的?
答:传感器可按输入量、输出量、工作原理、基本效应、能量变换关系以及所蕴含的技术特征等分类,其中按输入量和工作原理的分类方式应用较为普遍。
① 按传感器的输入量(即被测参数)进行分类
按输入量分类的传感器以被测物理量命名,如位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
② 按传感器的工作原理进行分类
根据传感器的工作原理(物理定律、物理效应、半导体理论、化学原理等),可以分为电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。
③ 按传感器的基本效应进行分类
根据传感器敏感元件所蕴含的基本效应,可以将传感器分为物理传感器、化学传感器和生物传感器。
改善传感器性能的技术途径有哪些?
答:① 差动技术;② 平均技术;③ 补偿与修正技术;④ 屏蔽、隔离与干扰抑制;⑤ 稳定性处理。
第2章 传感器的基本特性
什么是传感器的静态特性?描述传感器静态特性的主要指标有哪些?
答:传感器的静态特性是它在稳态信号作用下的输入、输出关系。静态特性所描述的传感器的输入-输出关系中不含时间变量。
衡量传感器静态特性的主要指标是线性度、灵敏度、分辨率、迟滞、重复性和漂移。
利用压力传感器所得测试数据如下表所示,计算非线性误差、迟滞和重复性误差。设压力为0MPa时输出为0mV,压力为时输出最大且为。
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《传感器技术》课程教学大纲
Sensors
课程代码:D106107
学时:(理论51+实验10) 学分:3
课程性质:专业基础课 课程类别:必修
一、课程的地位与作用
传感技术是信息科学领域的源头技术。在利用信息的过程中,首先要解决的问题是获取准确的信息,其次还要为信息的传输与处理提供可靠的基础数据。由此可见,传感器是获取信息的必要途径和手段。
在现代测控系统中,作为关键环节的传感器处于连接被测控对象和测控系统的接口位置,构成了系统信息输入的主要入口,以提供系统进行处理和决策所需的原始信息。否则,二次仪表的一切优良品质都将失去意义。
因此,《传感器技术》在测控技术与仪器、自动化、电气工程及其自动化、电子信息工程等专业的教学内容和课程体系中,具有极其重要的基础地位。
二、理论教学的基本内容与学时安排
第一章 传感器的一般特性 5学时
【最新整理,下载后即可编辑】 1.1绪论
1.2传感器的静特性
1.3传感器的动特性
第二章 电阻式传感器 4学时
2.1应变片式传感器
2.2压阻式传感器
第三章 电感式传感器 6学时
3.1自感式传感器
3.2差动变压器式传感器
3.3涡流式传感器
3.4应用举例
第四章 电容式传感器 6学时
4.1工作原理和类型
4.2电容式传感器的主要性能
4.3电容式传感器的特点
4.4转换电路
4.5电容式传感器的应用
第五章 磁电式传感器 6学时
电阻式温度传感器
电阻式传感器广泛应用于测量-200~960℃范围内的温度。它是利用导体或半导体的电阻率随温度变化而变化原理而工作的,用仪表测量出电阻的变化,从而得到与电阻值相对应的温度值。电阻式传感器按照其制造材料分可分为:金属(铂和铜)热电阻及半导体热电阻(热敏电阻)两大类。
一、 常用的金属热电阻
金属热电阻传感器一般称作热电阻传感器,是利用金属导体的电阻值随温度的升高而增大的原理进行测温的。温度是分子平均动能的标志,当温度升高,金属晶格的动能增加,从而导致振动加剧,使自由电子通过金属内部时阻碍增加,金属导电能力下降,即电阻增加。通过测量导体的电阻变化情况就可以得到温度变化情况。
最基本的热电阻传感器由热电阻、连接导线及显示仪表组成,如图7-1所示。主要制造材料是铂和铜。测量温度范围-220~+850℃。在特殊情况下,低温可测量至1K(-272℃),高温可测量至1000℃。
1、铂热电阻
铂热电阻是目前公认的制造热电阻最好的材料,它性能稳定,重复性好,长时间稳定的复现性可达10-4 K ,是目前测温复现性最好的一种温度计。同时其测量精度高。在氧化性介质中、甚至在高温下,其物理、化学性能都很稳定,其阻值与温度之间几乎成线性变化。但其在还原性介质中,特别是高温易从氧化物中还原出来的气体所污染,改变它的电阻与温度关系,此外其电阻温度系数小,价格较高。因此,主要作为标准电阻温度计和高精度温度测量。
铂电阻的精度与铂的提纯程度有关,因此铂电阻的纯度是以W(100)表示:
0100)100(RRW (6-1)
W(100)越高,表示铂丝纯度越高。国际实用温标规定,作为基准器的铂电阻,W(100)≥1.3925。目前技术水平已达到W(100)=1.3930,工业用铂电阻的纯度W(100)为1.387~1.390。 中国常用的铂电阻有两种,分度号分别为Pt50和Pt100。即在0℃时电阻分别为50Ω和100Ω。
(完整版)CH热电式传感器(含答案)《传感器与检测技术(第版)》习题及解答
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第8章 热电式传感器
一、单项选择题
1、热电偶的基本组成部分是( )。
A。 热电极 B。 保护管
C。 绝缘管 D. 接线盒
2、在实际应用中,用作热电极的材料一般应具备的条件不包括( )。
A. 物理化学性能稳定 B. 温度测量范围广
C。 电阻温度系数要大 D. 材料的机械强度要高
3、为了减小热电偶测温时的测量误差,需要进行的温度补偿方法不包括( )。
A。 补偿导线法 B. 电桥补偿法
C。 冷端恒温法 D。 差动放大法
4、用热电阻测温时,热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( )。
A.接线方便
B. 减小引线电阻变化产生的测量误差
C. 减小桥路中其它电阻对热电阻的影响
D。 减小桥路中电源对热电阻的影响
5、目前,我国生产的铂热电阻,其初始电阻值有( )。