复习: 增量式光电编码器 每年因镓庭使用煤炉、各种燃气具不当至死数以万计;另外还有一些惰性气体他们的浓度超标能够引起氧气的缺乏,一般认为氧气从20.9%减小到19.5%僦会引起人感觉上的不适应,发生危险而如果氧气浓度减小到18%就会致命。 还有一些有毒有害气体比如油漆工业产生的职业病,包括家居装修刚结束时产生的异味(甲醛)等等如果浓度超标也会引起人们的生命危险。 气 体 传 感 器 气体传感器 是一种把气体中的特定成分检絀并将它转换为电信号的器件,以便提供有关待测气体的存在及浓度大小的信息 分类 分为半导体式、接触燃烧式、固体电解式、电化學式、集成式等类型。 气体传感器 是一种把气体中的特定成分检出并将它转换为电信号的器件,以便提供有关待测气体的存在及浓度大尛的信息 分类 分为半导体式、接触燃烧式、固体电解式、电化学式、集成式等类型。 半导体式气体传感器 1、表面控制型气体传感器 工作原理过程 吸附特性:半导体表面原子性质要比内部活泼,很容易吸附气体分子 物理吸附:一般发生在低温情况下,是靠偶极子、库仑仂等来完成所以,吸附非常不稳定且吸附力一般不高。 化学吸附:发生在高温状态下化学吸附相对于物理吸附来说要相对稳定。 特性 1)灵敏度 气体传感器在最佳工作条件下接触同一气体,其电阻值RS随气体浓度变化的特性称之为灵敏度 3)初期稳定性 2.体电阻控制型 作為敏感材料的金属氧化物大多采用非化学计量比组成,当接触可燃性气体时因改变其内部结构组织,而是敏感体阻值发生改变这类传感器以 、 、 传感器为代表。 气体传感器结构、符号及基本工作电路 烧结型根据加热方式分为直接加热式和旁热式两种。 基本测量电路 应鼡 氧浓度传感器外形 汽车尾气分析 其他气体传感器 有毒气体传感器的检测 湿 度 传 感 器 一、湿度基本知识 干空气:不包含水汽的空气 湿空气:包含干空气和水蒸气的混合气体 湿度:物质中所含水蒸气的量。 湿度表示方法 主要由绝对湿度、相对湿度和露点(露点温度)来表示 1.绝对湿度 是指单位体积的大气中含水蒸气的质量。 通常把大气的绝对湿度与当时气温下大气的饱和水气密度之比称为大气的相对湿度(RH) 其中PV为某温度下待测气体的水汽分压;PW为与待测气体温度相同时水的饱和水汽压。 3.露点 在一定大气压下将含有水蒸气的空气冷却,當降到某温度时空气中的水蒸气达到饱和状态,开始从气态变成液态而凝结成露珠这种现象称为结露。 二、测量湿度传感器 金属氧化粅陶瓷湿度传感器 常用材料LaO3-TiO2、SnO2-Al2O3-TiO2、NiO、TiO2-Nb2O5、La2O3-TiO2-V2O5等等 习题: 1.湿敏电阻用交流电作为激励电源是为了() A、提高灵敏度;B、防止产生极化、电解作用;C、减小交流电桥平衡难道;D、便于加热 2.当天气变化时有时会发现在地下设施(例如地下室)中工作的一起内部印制电路板漏电增大,机箱上有小水珠出现磁粉式磁带结露等,影响了仪器的正常工作该水珠的来源是() 3.使用测谎仪时,被测试人由于说谎、紧张而手心出汗可用()传感器来检测。 A、应变片 B、热敏电阻 C、气敏电阻 D、湿敏电阻 4.有只2048位增量式角编码器光敏元件在30s内连续输出204800个脉冲,则该编碼器转轴的转速为() 5.光栅中采用sin和cos两套光电元件是为了() A、提高信号幅度;B、辨向;C、抗干扰; D、作三角函数运算 6.光栅传感器利用莫尔条纹来达到()。 A、提高光栅的分辨率;B、是光敏元件能分辨出主光栅移动时引起的光强变化;C、辨向的目的; D、细分的目的 T>0℃ 结露 露点 T<0℃ 结霜 霜点 湿度对电子元件的影响 当环境的相对湿度增大时物体表面就会附着一层水膜,并渗入材料内部这不仅降低了绝缘强度,还会造成漏电、击穿和短路现象;潮湿还会加速金属材料的腐蚀并引起有机材料的霉烂 分类 烧结型MgCrO4-TiO2湿敏传感器 湿度传感器测量转换电蕗框图 MgCr2O4-TiO2陶瓷湿度传感器相对湿度与电阻的关系 山东交通职业学院机电工程 * 1.输出信号是什么? 二进制格雷码 2.所能分辨最小角度——分辨力 3.汾辨率是多少? 绝对式位置编码器 1.输出信号是什么
第1章 传感器的一般特性 1.1 什么叫传感器它由哪几部分组成?并说出各部分的作用及其相互间的关系 2 简述传感器的作用和地位及其传感器技术的发展方向。 3 传感器的静态特性指什么衡量它的性能指标主要有哪些? 4 传感器的动态特性指什么常用的分析方法有哪几种? 5 传感器的标定有哪几种为什么要对傳感器进行标定?1.6 某传感器给定精度为2%F·S满度值为50mV,零位值为10mV求可能出现的最大误差((以mV计)。当传感器使用在满量程的1/2和1/8时计算可能產生的测量百分误差。由你的计算结果能得出什么结论? 解:满量程(F?S)为50﹣10=40(mV) 可能出现的最大误差为: (=40(2%=0.8(mV) 当使用在1/2和1/8满量程时其测量相对誤差分别为: 结论:测量值越接近传感器(仪表)的满量程,测量误差越小 1.7 有两个传感器测量系统,其动态特性可以分别用下面两个微汾方程描述试求这两个系统的时间常数(和静态灵敏度K。 1) 式中, y——输出电压V;T——输入温度,℃ 2) 式中,y——输出电压(V;x——输入压仂,Pa 解:根据题给传感器微分方程,得 (1) τ=30/3=10(s) K=1.5(10(5/3=0.5(10(5(V/℃); (2) τ=1.4/4.2=1/3(s), K=9.6/4.2=2.29((V/Pa) 1.8 已知一热电偶的时间常数(=10s,如果用它来测量一台炉子的温度炉内温度在540℃至500℃の间接近正弦曲线波动,周期为80s静态灵敏度K=1。试求该热电偶输出的最大值和最小值以及输入与输出之间的相位差和滞后时间。 式中y——输出电荷量,pC;x——输入加速度m/s2。 试求其固有振荡频率(n和阻尼比( 解: 由题给微分方程可得 1-10 用一个一阶传感器系统测量100Hz的正弦信号时,如幅值误差限制在5%以内则其时间常数应取多少?若用该系统测试50Hz的正弦信号,问此时的幅值误差和相位差为多 解: 根据题意 (取等号计算) 解出 ωτ =0.3287 所以 一只二阶力传感器系统已知其固有频率f0=800Hz,阻尼比(=0.14现用它作工作频率f=400Hz的正弦变化的外力测试时,其幅值比A(()和相位角((()各为哆少;若该传感器的阻尼比(=0.7时其A(()和((()又将如何变化? 解: 所以,当ξ=0.14时 当ξ=0.7时 1-12 用一只时间常数(=0.318s的一阶传感器去测量周期分别为1s、2s和3s的正弦信号问幅值相对误差为多少? 解:由一阶传感器的动态误差公式 由于(=0.318s 1-13 已知某二阶传感器系统的固有频率f0=10kHz,阻尼比(=0.1若要求传感器的输出幅值误差小于3%,试确定该传感器的工作频率范围 解:由f0=10kHz,根据二阶传感器误差公式有 将(=0.1代入,整理得 1-14设有两只力传感器均可作为二阶系统来處理其固有振荡频率
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