【精品】安全监测技术习题.doc

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1、1.安全监测系统的组成及各部分作用是什么?安全监测系统的组成如下图所示:r存储打印DAC模扌以最输出显不各部分的作用：被测量：非电量（模拟信号）传感器：处于被测对象与检测系统的接口处，是一个信号变换器。它直接从被测对象屮提取被测量的信息，感受其变化，并转化成便于测量的电参数。信号调理电路：由传感器检测到的信号一般为电信号，它不能直接满足输出的要求，需要进一•步的变换、处理和分析，即通过信号调理电路将其转换为标准电信号，输出给输出环节。输出环节：根据监测系统输出的H的和形式不同，输出环节主要有显示与记录装置，数据通信接口和控制装置。传感器的信号调理电路其是

2、由传感器的类型和对输出信号的要求决定的。不同的传感器具有不同的输出信号。能量控制型传感器输出的是电参数的变化，需采取电桥电路将其转换成电压的变化；而电桥电路输出的电床信号幅值较小，共模电压有很大，需采用仪表放大器进行放大；在能量转换型传感器输出的电压、屯流信号屮一般都含有较大的噪声信号，需加滤波器电路将有用信号提取，而滤除无用的噪声信号。WM,一般能量型传感器输出的电丿玉信号幅度都很低，也需采取仪表放大器进行放大。2.安全监测系统常用传感器有哪些？说明其工作原理。安全监测系统常用传感器有温度传感器、圧力传感器、流量传感器、物位传感器和气体成分传感器。2.

3、1温度传感器(1)膨胀式温度传感器根据液体、同体和气体受热时产生热膨胀的原理，这类温度传感器有液体膨胀式、固体膨胀式和气体膨胀式三种。液体膨胀式温度传感器在有刻度的细玻璃管里充入酒精或水银而构成温度计，这是久已为人熟知的测温仪表。然而它只能就地显示温度，还不能算传感器。如果在水银温度计的感温泡附近引出一根导线，在对应某个温度刻度线处再引出一根导线，当温度升至该刻度时，水银柱就会把电路接通。反乙温度下降到该刻度以下，又会把电路断开。这样，就成为有固定切换值的位式作用温度传感器。这种既有刻度可供就地显示，又能发出通断信号的温度计，称为电接点水银温度计。固体膨

4、胀式温度传感器典型的同体膨胀式温度传感元件是双金属片，它利用线膨胀系数差别较大的两种金属材料制成双层片状元件，在温度变化吋将因弯曲变形血使其—•端有明显位移。借此带动指针移动而构成双金属温度计，带动电接点实现通断就构成双金属温度开关，后者也就是位式作用的温度传感器。双金属敏感元件通常用下列材料制造：高猛合金殷钢气体膨胀式温度传感器气体膨胀式温度传感器是利用封闭容器屮的气体床力随温度升高而升高的原理來测温，利用这种原理测温的温度计又称为床力式温度计。(2)热电偶温度传感器热电偶是科学研究和工业生产自动化应用最广泛的温度传感器，它是利用不同材质的两根导线相互

5、焊接起来，将此焊点置于被测温度下，两导线的另一端便出现电动势，其值与被测温度有确定的关系，这种温度传感器就称为热电偶。a接触屯动势两种不同导体A和B,其自由电子密度不等，在焊点处有电子扩散现象，因而产生接触屯动势。b温差电动势同一材料的导体A,当两端存在温度差吋，口由电子分布不均匀，会出现温差电动势(1)热电阻温度传感器热电阻温度传感器是利用导体或半导体的电阻随温度变化而变化的原理进行测温的。热电阻温度传感器分为金属热电阻和半导体热电阻两大类，--般把金属热电阻称为热电阻，而把半导体热电阻称为热敏电阻。色括铀热电阻和铜热电阻。(2)半导体热每攵电阻与金属

6、热电阻相比，半导体热敏电阻具有灵敏度高，体积小和反应快等优点,它作为温度传感器己得到实际应用。2.2压力传感器(1)应变式压力传感器□前测压仪表绝大多数利用弹性元件的变形，或利用其有效面积提供的力而工作，靠前类原理构成的压力传感器有以下几种：a电接点压力表及压力开关b电远传压力表式传感器(2)压电式圧力传感器某些物质在压力作用下能产生屯荷，称为圧电效应。利用这一原理构成的传感器可测变化很快的动态压力。(3)电容式差压传感器电容式传感器是利用电容器的原理将非电量转化为电容量，实现菲电量到电量的转化。电容式差压传感器由左右对称并焊接上波纹隔离膜片的不锈钢基座

7、、玻璃层、左右对称的金属膜、测量膜片组成。不锈钢基座和玻璃层屮央都有孔,它们包括着左右对称的金属膜，测量膜片位于左右堆成的金属膜的屮间为电容的屮央动极板，并在测量膜片的左右两室屮充满硅油，半左右隔离膜片分别承受高压PH和低压PL吋，硅油的不可压缩性和流动性能将压差传递到测量膜片的左右而上。因为测量膜片在焊接前加有预张力，所以卅压差等于0时，十分平整,使得左右两屯容的容量完全相等，电容的差值为0。在有丿玉力差作用时，测量膜片发牛变形，也就是动极板向低压测定的极板靠近，同吋远离高压测定的极板，使得电容CL>CHo从而进一步能够得出压差。采用差动电容法德好处是

8、：灵敏度高，可改善线性，并可减少由于介电常数受温度影响引起的不稳定性。2.3流量