《检测与控制》复习大纲

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1、2017年《检测与控制》复习大纲测量过程1.能量形式的一次或多次转换。2.将被测参数与相应的测量单位进行比较，并通过适当形式给出被测参数的集体信息的过程。检测系统的组成检测系统由传感器、中间变换装置、显示记录装置组成传感器即是敏感元件1.变换功能，将被测量量转换成便于传输、处理的物理量。2.选择功能，有效选择有用信号，抑制无用噪声。3.信号输出，将有用信号输出。中间变换装置将传感器送入的弱信号滤波、线性化处理，经功率放大，变成标准信号输出。显示与记录仪表将中间变换装置来的标准信号进行显示与记录。传感器的概念、

2、组成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。1.敏感元件：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。2.转换元件：以敏感元件的输出为输入，把输入转换成电路参数。　3.转换电路：上述电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。传感器的发展趋势1.开发新型传感器。2.开发新材料。3.新工艺的采用。4.集成化、多功能化。5.智能化。各类传感器原理（距离、角度、温度、气体）距离传感器原理是光栅传感器，主光栅固定，指示光栅运动。透射式是光源经过指示光栅后再达到主光栅，反

3、射式是光源经过主光栅后再到达指示光栅(莫尔条纹)、激光（激光的往返飞行时间、发出连续激光脉冲，计算入射光与反射光干涉相位差）、电涡流测距：（交变电流在传感器线圈产生交变磁场，在金属导体内部产生涡旋电流和磁场，反过来影响传感器线圈的磁场和电流，通过测量这种影响的大小就能够确定传感器线圈与金属导体的间距）、超声波(超声探头发出超声波，在被测物表面反射，被传感器接受，通过计算往返时间计算距离，声纳)。角度传感器原理是圆光栅传感器：线莫尔条纹、圆形莫尔条纹（绝对码光电编码器、增量码光电编码器：光进入码盘后进入不同码道

4、，而码道与光电元件一一对应，输出相应角度的电信号）温度传感器原理是热阻效应（半导体热敏电阻越热越小、金属热电阻：越热越大）、热电偶（热电势效应，温差越大，电压越大）、热释电效应、光电效应（红外温度传感）、PN结热电效应（热敏晶体管与集成温度传感器）气体传感器原理一：石英微天平：质量敏感传感器，利用逆压电效应，使得石英晶体上气体敏感膜质量变化后在交变电场下的振动频率改变，从而判断气体的种类与浓度二：声表面波：选择性吸附薄膜在吸附特定气体后会引起表面声波的速度和频率变化，通过这种变化的大小可以判断气体的浓度三：金

5、属氧化物：金属氧化物气敏膜会和不同的气体发生不同的氧化还原反应，从而在通入气体前后其电阻会产生巨大影响，通过电阻响应曲线的形状和敏感度的大小就可以判断气体的种类和浓度。例如P型半导体金属氧化物靠带正电荷的空穴导电，在烧结后空穴必须克服颗粒间的能垒才能够传递电荷。在空气中由于氧气的存在，氧原子通过化学吸附在金属氧化物表面形成氧离子。氧离子带负电荷，会通过库仑作用力吸引空穴，从而阻碍空穴从颗粒内部转移到另一个颗粒内，增大能垒，使得金属氧化物的电阻变大。而在通入还原性气体后，氧离子会与还原性气体反应，导致颗粒间的能

6、垒下降，金属氧化物电阻下降。依据这一点，我们可以通过电阻下降曲线的形状与幅度来确定气体的种类与浓度。四：场效应五：聚合物气敏：聚合物接触气氛后，基体电阻会发生变化。这是因为基体在吸收有机分子气体后体积膨胀，导致电阻增大。六：红外气体检测：气体对于红外线选择性吸收，不同的气体吸收波段不同，而气体浓度越大，与参比气室光强的差值越大。七：电化学法：以两电极系统为例，工作电极与对电极由一薄膜电解液隔开，并经由一个很小的电阻联通到外电路。当气体扩散进入传感器后，在敏感电极表面进行氧化或还原反应，产生电流并通过外电路流经

7、两个电极。该电流的大小与气体浓度成正比，可通过外电路的负荷电阻予以测量。八：热催化燃烧：可燃气体与空气中的氧气接触会发生氧化反应，生产的热量使得铂丝温度上升、电阻增大。且可燃气体浓度越大，产热越多，温度上升越高，铂丝电阻也越大，从而可以判断可燃气体的浓度。九：热导式：对于不同的气体介质，其导热系数是不同的。而多组分气体由于组分含量不同，导热能力也不同。根据混合气体导热能力的差异，就可以实现对于气体组分的含量分析。混合气体的导热系数由其中各个组分气体导热系数共同决定。如果彼此之间无相互作用，可以认为其导热系数是

8、各组分导热系数按组成含量的加权平均值。十：气相色谱：当气相中所携带的混合物流过固定相时，就会和固定相发生作用(力的作用)。由于混合物中各组分在性质和结构上有差异，与固定相发生作用的大小也有差异。因此在同一推动力作用下，不同组分在固定相中的滞留时间有长有短，从而按先后不同的次序从固定相中流出。压电与逆压电效应、热释电与电卡效应、热电效应、铁电效应、光电效应、电光效应、磁阻效应、法拉第磁光效应压电与逆压