电阻式电压传感器误差分析文献综述
电阻分压器的误差综述
摘要：对于百万伏以上的冲击电压的测量，一般应用电容分压器或阻尼电容分压器 。 但由于这两种分压器组成的测量系统，一般方波响应时间较大，或方波响应具有较高的过 冲。使用这样的测量系统，测量冲击全波或波尾截断波还尚可，但用它来测量波头截断波将带来很大的幅值误差，甚至无法直接应用。具有高响应特性的精密冲击电阻分压器的测量系统，能用来很准的测量冲击全波和波尾截断波，也能准确的测量波头截断波，还可以作为一个标准来校核其它冲击分压器。
关键词：电阻式分压器 、误差
1 引言
电磁脉冲测量，包括脉冲电场、脉冲磁场、脉冲电压及脉冲电流的测量。由于电磁脉冲信号是上升时间仅几个纳秒、持续时间几十纳秒至几个毫秒的极高强度的瞬态信号，其频谱覆盖了零到几百兆赫的频带，因而要求测量系统具有与之相适应的频率响应范围，且既不能对被测环境产生明显的影响，又要具有较强的抗干扰能力。
测量脉冲高电压的常用方法是分压器与数字存储示波器为主要组件的测量系统、微积分环节与数字存储示波器为主要组件的测量系统及光电测量系统等。电压峰值不很高的脉冲电压（几千伏至50千伏），可以通过商品高电压探头或衰减器及通用的数字储存示波器直接进行测量。但当被测脉冲电压峰值很高时，则必须要通过分压器等的转换装置及其他多个部件组成的冲击高压分压系统进行峰值及波形的测量[1]。
2 电阻式电压传感器分析
电阻式电压传感器的工作原理为一电阻式分压器，其原理如图1所示，分压器由高压臂电阻1R 和低压臂电阻2R 组成，电压信号在低压侧取出 ( 为防止低压
部分出现过电压，保护二次侧测量装置，必须在低压电阻上加装一个放电管或稳压管S ，使其放电电压恰好略小于或等于低压侧允许的最大电压 ( 其中1U 为高压侧输入电压，2U 为低压侧输出电压[2、3]
。
图1 分压器原理图
由于大地及周围物体与分压器的电场产生相互影响，分压器存在对地杂散电容，使得沿分压器上各处的电流不同，电压分布不均，从而产生幅值误差和相角误差而分压器高压引线及高压端对分压器本体也存在杂散电容，它同样对分压器产生一定的影响[16]。在高电压下，电阻尺寸显著增加，因而必须考虑分压器对地和对高压引线的分布电容，其等值电路如图2所示，图2中忽略了电阻的杂散电感。其中图2a 为局部等值电路图，图2b 为分压器的整体等值电路图 L 为分压器长度，r 为沿全长均布电阻单位长度上的阻值（总阻值为R=r*L),为高压引线对分压器本体单位长度上的电容值(C g 为地对分压器本体单位长度上的分布电容值,总电
容为G C =g C *L),1U 为被测电压，x 为被讨论点距分压器底部的距离。电阻的纵向电容忽略不计。
图2 电阻分压器考虑对高压端及对地的杂散电容后等值线路图由于电网上可能出现雷电冲击电压,因其速度问题,没有对雷电过电压进行直接的测量,而是将其作为一个控制触发信号,将它们设置为中断,一旦出现过电压,向控制系统发送中断信号,实现控制[5、6]。
3 电阻式电压传感器结构与参数的确定
电压传感器最为重要的是误差的问题，其结构和参数的确定必须从减小误差的角度加以考虑。从电路分析可以看出，若在分压器的高压端加设屏蔽罩 (即增加 GH 的值)，可以部分地补偿分压器对地杂散电容，即可以减小误差[8]。同时考虑到低压屏蔽罩可以控制分压器的对地杂散电容，因而在设计时也加设了低压屏蔽罩。传感器额定电流的选择也必须从减小误差考虑。电阻
R不能太小，
1
否则分压器将从电网上吸收过多的能量，热损耗太大，以致
R阻值不稳定而增
1
加测量误差[14]。电阻的选择同样必须从减小误差出发。电阻不稳定是造成分压器误差的一个重要原因，它的大小决定于所选电阻的温度系数[11]。此外，根据国家标准 GB31111 —1997 , 一定电压等级的电压互感器必须耐受1min 工频试验电压。所以电阻的选择应从电阻温度系数、耐压性能和阻值三方面加以考虑。综合考虑上述要求及各类电阻的性能，选用可承受高电压的金属玻璃釉电阻器 , 阻值在兆欧级。该电阻器又称厚膜电阻器，属于合成型电阻器，其阻值范围宽，电阻温度系数小，几乎没有杂散电感[7]。同时选择电阻元件的额定功率大于分压器所需功率，以降低温升，减缓老化[10]。
图3 分压器结构示意图
传感器额定电流的选择也必须从减小误差考虑。电阻1R 的选择不能太小，否则分压器将从电网上吸收过多的能量，1R 的热损耗太大，以致 1R 阻值不稳定而增加测量误差。电阻的选择也必须从减小误差出发。电阻不稳定是造成分压器误差的一个重要原因，它的大小决定于所选电阻的温度系数。
4 误差分析
外界大气环境对传感器分压比的影响主要在于大气介电常数的变化。气体的介电常数取决于气体在外电场中的极化。气体可分为两类，无极分子组成和有极分子组成。
无极分子介电常数表达式为
2
28r 220118.5710i i i i i i f f Ne m w w εε=+=+?∑∑
由上式可知，温度、湿度对无极分子的介电常数都没有影响。
有极分子的介电常数为
20r 1()3P N kT εα=++
由上式可以看出介电常数的变化主要取决于有极分子的极化效应，水蒸气属于极性分子。其次由式可以看出,有极分子的介电常数还与空气温度、压强有关。
4．1 温度对传感器的影响
将实验设备放于气候室中，再比较温度变化时分压比变化。温度为25~50℃，误差 0.8%，并且由于测量结果受工频电压波动影响，以及示波器读数准确性影响，所以温度对传感器的影响可以忽略[16]。
4．2 湿度对传感器的影响
水为极性分子，水分含量会改变空气介电常数。为验证湿度对传感器精度的影响，进行 了大气湿度 与分压比关系的实验。在人工气候室中采用抽湿机改变空气湿度。绝对湿度变化为20.21～ 16.15g/3m ，相对湿度变化为 81.7%～ 53.3%时,传感器分压比变化范围从 52782变化到53102，测量结果受工频电压波动示波器读数因素的影响，未看出明显规律 ，实验结果分压比误差仅为0.6%，可以忽略不计[11]。
电阻分压器测量瞬态脉冲电压时所产生的误差，与阻值和对地杂散电容的乘积相关，所以应尽量减小对地杂散电容的大小及影响。通常除尽量减小分压器的尺寸外，还可以采取供给式或收集式分布电容补偿及电感补偿等技术改善分压器的响应性能。另外使用电阻分压器测量时应注意阻抗匹配和屏蔽。电容分压器不消耗能量，没有发热的麻烦，对测量波前和半峰值时间较长的脉冲波，其比电阻分压器较为有利。由于存在回路杂散振荡问题，对测量陡波脉冲而言，其额定电压也不能太高。又当存在高压引线时，其电压响应特性不如电阻分压器好[15]。
5 结束语
本文所研究的电阻式电压传感器采用了电阻分压器原理，并结合传统的电阻式分压器结构和新兴的电子技术、数字技术，代替了电网中传统的分别带有测量、保护绕组的仪用互感器，从根本上克服了其固有的弊端。该传感器结构紧凑，成本低，加工工艺简单，测量范围广，既有测量功能又有保护功能。因此它可以取代电网中德电磁式互感器，其适用于各种户内外断路器、柱上开关、高中压开关柜等电器设备。传感器的研制，为智能化电器的发展提供了技术支持。
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压力传感器测量误差不确定度分析
线性压力传感器（静态）基本误差不确定度评定 吉林省计量科学研究院：张攀峰 李德辉 韩晓飞 孙俊峰 1、评定依据：JJG 860-1994 《压力传感器（静态）》 JJF 1059-1990 《测量不确定度评定与表示》 JJF 1094-2002 《测量仪器特性评定》 2、测量方法: 检定/校准、检测装置由标准器（在此为0.02级活塞式压力计）、压力源、三通接头用导压管连接起来而组成，导压管另一端与压力传感器（以下简称传感器）连接起来，连接处不得泄漏，外加对传感器供电电源，并由数字电压表读取传感器输出。通过采用多次循环测量确定被测传感器工作直线方程的方法进行检定/校准、检测。 3、数学模型 依据JJG 860 — 1994 压力传感器（静态）检定规程可知，线性压力传感器的基本误差公式为： A =±（ξS +ξLH ）------（1） 式中：A ——传感器各检定/校准、检测点的基本误差（以绝对误差表示） ξLH ——传感器各检定/校准、检测点系统标准不确定度分量 3 方差和灵敏度系数 ()()() () 22 222212------+=LH S u C u C A u ξξ
式中：灵敏度系数C 1=C 2=1 则： 4 标准不确定度一览表 5 标准不确定度分量的计算 5.1 由被检定/校准、检测传感器重复性引起的标准不确定度u (ξS ): 用0.02级活塞压力计检定/校准、检测由北京中航机电技术公司生产CYB —IOS 型，编号为2H2883，测量范围为0—80MPa,0.25级传感器的0MPa 、10MPa 、20MPa 、30MPa 、40MPa 、50MPa 、60MPa 、70MPa 、80MPa 点，分别读取被检定/校准、检测传感器各点四个循环读数如下表所示： 传感器在整个测量范围内的标准偏差为s ： ()()() () 3222------+=LH S u u A u ξξ) 4(21 2 1 2------+= ∑∑==m S S s m i Di m i Ii
(完整版)工业机器人文献综述
工业机器人文献综述 生产力在不断进步，推动养科技的进步与革新，以建立更加合理 的生产关系。自工业革命以来，人力劳动己经逐渐被机械所取代，而这种变革为人类社会创造出巨大的财富，极大地推动了人类社会的进步时至今天，机电一体化，机械智能化等技术应运而生并己经成为时代的主旋律。 1.工业机器人的发展： 1.1 机器人概念的诞生 机器人技术一词虽然出现的较晚，但这一概念在人类的想象中却早已出现。自古以来，有不少科学家和杰出工匠都曾制造出具有人类特点或具有动物特征的机器人雏形。我国西周时期的能工巧匠就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早的涉及机器人概念的文章记录，此外春秋后期鲁班制造过一只木鸟，能在空中飞行，体现了我国劳动人民的智慧。机器人一词由捷克作家--卡雷尔.恰佩克在他的讽刺剧《罗莎姆的万能机器人》中首次提出，剧中描述了一机器奴仆Robot。此次Robot被沿用下来，中文译成机器人。1942年美国科幻作家埃萨克.阿西莫夫在他的科幻小说《我.机器人》中提出了“机器人三大定律”，这三大定律后来成为学术界默认的研发原则。现代机器人出现于20世纪中期，当计算机技术出现，电子技术的进步，数控机床的出现及与机器人相关的控制技术和零件加工技术的成熟，为现代机器人的发展打下了基础。 1.2 国内机器人的发展史 在我国目前采用工业机器人的行业主要有汽车行业、摩托车、电 器、工程机械、石油化工等行业。我国作为亚洲第三大的工业机器人需求国，对于工业机器人的需求量在逐年增加，从而吸引了大批工业机器人的制造商，加快了我国工业机器人技术的发展第一阶段是20世纪80年代，我国为t跟踪国际机器人技术的道路，当时以原机械工业部为主，航天工业部等部门联合组织国内的相关研究单位开展了工业机器人的研究，先后推出了弧焊、点焊、喷漆等多种工业机器人。直到90年代，通过国家863计划等的K77，我国具备t独!)设计不}}生产工业机器人的能力，培养了一批高水平的研究生产队伍进入21世纪，中国的工业机器人发展进入t一个崭新的阶段，其中最大的特点是以企业为主体，以市场为导向、赢利为目标的机器人产业开发群体止在形成。尽管国外大的工业机器人公司为了占领中国不断扩大的市场，加大了其在中国的经销力度，但是中国的机器人企业以自己独有的市场信息优势、售前售后的服}}c势、针对中国企业的工艺特点的专门化设计优势努力争取自己的市场地位随养全球经济的一体化发展，世界制造中心向中国转移的趋势，中国工业机器人的产业会快速的发展起来，特别重要的是研制单位必须和需求紧密结合，让机器人走进工厂，实现真止的产业化。 经过20多年的探索，我国的工业机器人自动化技术取得t长足的发展，但是与世界发达国家相比，还有不小的差距;机器人应用工程起步也较晚，应用领域窄，生产线系统技术落后随养我国制造业-尤其是汽车行业的发展，对工业机器人的需求日益增长，工业机器人的拥有量远远不能满足需求量。尤其是基础零部件和元器件生产和制造、机器人可靠性以及成木等问题，都存在很多问题。尤其在大负载工业机器人方而，不仅产品长期大量依靠从国外引进，在维护、更新改造方而对国外的依赖也相当严重。 1.3国内外工业机器人的发展方向
传感器和检测技术试题(卷)与答案解析
1．属于传感器动态特性指标的是（D ） A 重复性 B 线性度 C 灵敏度 D 固有频率 2 误差分类，下列不属于的是（B ） A 系统误差 B 绝对误差 C 随机误差D粗大误差 3、非线性度是表示校准（B ）的程度。 A、接近真值 B、偏离拟合直线 C、正反行程不重合 D、重复性 4、传感器的组成成分中，直接感受被侧物理量的是（B ） A、转换元件 B、敏感元件 C、转换电路 D、放大电路 5、传感器的灵敏度高，表示该传感器（C） A 工作频率宽 B 线性范围宽 C 单位输入量引起的输出量大 D 允许输入量大 6 下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（B） A 应变式传感器 B 化学型传感器 C 压电式传感器D热电式传感器 7 传感器主要完成两个方面的功能：检测和（D） A 测量B感知 C 信号调节 D 转换 8 回程误差表明的是在（C）期间输出输入特性曲线不重合的程度 A 多次测量 B 同次测量 C 正反行程 D 不同测量 9、仪表的精度等级是用仪表的（C）来表示的。 A 相对误差 B 绝对误差 C 引用误差D粗大误差 二、判断 1.在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在改变条件时，按一定规律变化的误差称为系统误差。（√） 2 系统误差可消除，那么随机误差也可消除。（×） 3 对于具体的测量，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，所以精确度高的准确度不一定高（×） 4 平均值就是真值。（×） 5 在n次等精度测量中，算术平均值的标准差为单次测量的1/n。（×） 6.线性度就是非线性误差.（×） 7.传感器由被测量，敏感元件，转换元件，信号调理转换电路，输出电源组成.（√） 8.传感器的被测量一定就是非电量（×） 9.测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。（√） 10传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，是为了确定传感器静态特性指标和动态特性参数（√） 二、简答题：（50分） 1、什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？ 答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。静态特性是指当输入量为常量或变化极慢时传感器输入—输出特性。在时域条件下只研究静态特性就能够满足通常的需要，而在频域条件下一般要研究传感器的动态特性。 2、绘图并说明在使用传感器进行测量时，相对真值、测量值、测量误差、传感器输入、输出特性的概念以及它们之间的关系。 答：框图如下： 测量值 相对真值 输入输出 测量误差
滚动轴承状态监测
轴承故障诊断 1.1、轴承状态检测的意义： 伴随着科学技术的发展，现代化设备日趋大型化、自动化和连续化。设备一旦发生故障将给产品的质量、乃至人员的生命安全构成严重威胁，因此，企业在设备的维护中花费了大笔费用，以保证其安全运行，如今，保证设备的正常运行，最大限度的减少费用，保证安全，设备故障诊断无疑成为解决这些问题的重要手段。例如滚动轴承，作为机电系统中非常重要的零件，同时又是极易受损的零件，而滚动轴承的状态对工业生产、交通运输等很多方面有很多影响。对于工业生产来说，如果能随时地检测到轴承的工作状态，并进行恰当的维护，将会给生产带来更大的经济效益。然而对于交通运输来说，只有保证列车滚动轴承工作在良好的状态下，才能保证旅客的安全，以及运输系统的正常运作。据统计，在使用滚动轴承的大多旋转机械中，约30%的机械故障是由滚动轴承造成的。文献①，由于设计不当和安装工艺不好或者是使用状态不佳，或突发载荷的影响，使轴承在正常运行一段时间之后，产生缺陷，并且在继续运行中进一步恶化，使轴承的运行状态发生变化。因此，对轴承故障的诊断就显得十分重要。 1.2、轴承状态检测常用方法： 1.2.1、温度法：用温度传感器检测轴承座或轴承外的箱体处的温度，来判断轴承的工作状态是否正常。温度检测对轴承载荷、速度和润滑情况的变化比较敏感，尤其对润滑不良而引起的轴承过热现象很敏感。但是，当轴承出现早期点蚀、剥落、轻微磨损等比较微小的故障时，温度检测就无能为力了。因此，这一方法有其明显的不足。文献① 1.2.2、油样分析法：从轴承所使用的润滑油中取出油样，通过收集和分析油样中金属颗粒的大小和形状来判断轴承的受损情况。但是这种方法只适用于润滑有轴承，对于脂润滑来说，就不适用了。同时，可能受到从外围部件上掉下的颗粒的影响，使判断结果的准确性受影响。这种方法也有其局限性。文献① 1.2．3、振动信号分析法：通过安装在轴承底座或箱体恰当位置上的振动传感器检测轴承的振动信号，并对采集到的信号进行分析和处理来判断轴承的状态，振动法具有如下优点：
参考文献
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电磁式电压互感器误差特性隐性恶化的原因分析(新编版)
电磁式电压互感器误差特性隐性恶化的原因分析(新编版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0637
电磁式电压互感器误差特性隐性恶化的原 因分析(新编版) 电磁式电压互感器(下文简称为TV)作为电能计量装置的一个重要组成部分，其误差特性影响着电能计量的准确性。TV的误差特性是根据检定规程要求按铭牌参数进行试验。而TV是在实际条件下运行，在某些情况下，TV的实际误差可能超出了允许值。正因为我们在TV的使用中忽视了这些情况，导致TV误差特性恶化而未被察觉，即所谓的隐性恶化。由此，为减少电能计量误差而在其它方面采取的措施得到的成效，反被TV误差特性恶化而部分或全部抵消。因此，对引起TV误差特性恶化的原因作了如下的分析。 1额定容量不足引起TV误差特性恶化 由于TV绕组存在直流电阻和漏电抗，接上负载时必然产生压降，引起二次电压随着负载而变化，即TV误差随之变化。按规程规定，
选择TV二次额定容量Sn时，应使实际二次容量S不大于Sn，但不小于(1/4)Sn，即(1/4)Sn≤S≤Sn。TV实际二次容量可按下式计算：S＝[(∑Skcosφk)2+(∑Sksinφk)2]1/2＝[(∑Pk)2+(∑ Qk)2]1/2 式中cosφk-接在TV二次侧的各设备的功率因数 Sk-接在TV二次侧的各设备的视在功率(一般设计手册可查到) TV额定容量选取不足的原因，归纳起来，有如下方面： (1)先天不足： ①设计人员缺乏必要的计量专业知识，在额定容量的选取问题上认识不足； ②对各种测量性质不同的表计，或同一类不同工作原理的表计的电压回路参数、结构知之不详，又不愿查有关的手册，因而引起计算错误； ③对计量不够重视，工作疏忽，对接入设备数量不清楚，如后备线路未计算在内； ④为了节约投资，选取了额定容量较小或额定容量裕量不足的
全站仪测量误差分析
全站仪测量误差分析 随着新仪器新设备的不断出现，测量技术的不断提高，同时对工程质量的要求也是愈来愈高，这就对精度的要求加强了许多，随着全站仪在施工放样中的广泛应用，为了使全站仪在实际生产中更好地运用,现结合工程测量理论,对全站仪在测量放样中的误差及其注意事项进行分析。 在我们建筑施工测量中，全站仪主要是用于测量坐标点位的控制和高程的控制，在以下几个方面对全站仪放样的误差作简要概述。 1、全站仪在施工放样中坐标点的误差分析 全站仪极坐标法放样点点位中误差MP由测距边边长S(m)、测距中误差ms(m)、水平角中误差mβ(″)和常数ρ=206265″共同构成,其精度估算公式为： 而水平角中误差mβ(″)包含了仪器整平对中误差、目标偏心误差、照准误差、仪器本身的测 角精度以及外界的影响等。 式(3)表明,对固定的仪器设备,采用相同的方法放样时,误差相等的点分布在一个圆周上,圆心为测站O。因此对每一个放样控制点O,可以根据点位放样精度m计算圆半径S,在半径范围内的放样点都可由此控制点放样。由式(1)可看出,放样点位误差中,测距误差较小,主要是测角误差。因此,操作中应时时注意提高测角精度。 2、全站仪在控制三角高程上的误差分析 一般情况下，在测量高程时方法为:设A,B为地面上高度不同的两点。已知A点高程HA,只要知道A点对B点的高差HAB即可由HB=HA±HAB得到B点的高程HB。 当A、B两点距离较短时，用上述方法较为合适。 在较长距离测量时要考虑地球曲率和大气折光对高差的影响。 设仪器高为i,棱镜高度为l,测得两点间的斜距为S,竖直角α,则AB两点的高差为: 一般情况下，当两点距离大于400m时须考虑地球曲率及大气折光的影响，在高差计算时需加两差改正。 式中R为地球曲率半径,取6371km, k为大气折光差系数，k=1-2RC (C为球气差，C=0.43D2/R，D：两点间水平距离)。 从上式中可以看出，当距离较远时，影响高差精度的主要因素就是地球曲率及大气折光，如果高程传递次数较多，累计误差就会加大，在测量时，最好是一次传递高程，若有需要，往返测高程，取其平均值以减小误差。 （1）、地球曲率改正 以水平面代替椭球面时，地球曲率对高差有较大的影响，测量中，采取视距离相等，消除其影响。三角高程测量是用计算影响值加以改正。地球曲率引起的高差误差，按下式计算 P=D2 /2R （2）、大气折光改正 一般情况下，视线通过密度不同的大气层时，将发生连续折射，形成向下弯曲的曲线。视线读数与理论位值读数产生一个差值，这就是大气光引起的高差误差。按下式计算 r =D2 /14R
传感器课后答案解析
第1章概述 1.什么是传感器？ 传感器定义为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。 1.2传感器的共性是什么？ 传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、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、电容、电阻等）输出。 1.3传感器由哪几部分组成的？ 由敏感元件和转换元件组成基本组成部分，另外还有信号调理电路和辅助电源电路。 1.4传感器如何进行分类？ （1）按传感器的输入量分类，分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。（2）按传感器的输出量进行分类，分为模拟式和数字式传感器两类。（3）按传感器工作原理分类，可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、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。（4）按传感器的基本效应分类，可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。（5）按传感器的能量关系进行分类，分为能量变换型和能量控制型传感器。（6）按传感器所蕴含的技术特征进行分类，可分为普通型和新型传感器。 1.5传感器技术的发展趋势有哪些？ （1）开展基础理论研究（2）传感器的集成化（3）传感器的智能化（4）传感器的网络化（5）传感器的微型化 1.6改善传感器性能的技术途径有哪些？ （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 2.1什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指在被测量的各个值处于稳定状态时，输出量和输入量之间的关系。主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。 2.2传感器输入-输出特性的线性化有什么意义？如何实现其线性化？ 答：传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。常用的线性化方法是：切线或割线拟合，过零旋转拟合，端点平移来近似，多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。 2.3利用压力传感器所得测试数据如下表所示，计算其非线性误差、迟滞和重复性误差。设压力为0MPa 时输出为0mV,压力为0.12MPa时输出最大且为16.50mV. 非线性误差略 正反行程最大偏差?Hmax=0.1mV，所以γH=±?Hmax0.1100%=±%=±0.6%YFS16.50 重复性最大偏差为?Rmax=0.08，所以γR=±?Rmax0.08=±%=±0.48%YFS16.5 2.4什么是传感器的动态特性？如何分析传感器的动态特性？ 传感器的动态特性是指传感器对动态激励（输入）的响应（输出）特性，即输出对随时间变化的输入量的响应特性。 传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。瞬态响应常采用阶跃信号作为输入，频率响应常采用正弦函数作为输入。
电缆探测仪的文献综述
东海科学技术学院 毕业论文（设计）文献综述 题目：电缆探测仪器 系： 学生姓名： 专业： 班级： 指导教师： 起止日期：
金属探测仪器 本次设计的主要任务是设计金属探测仪，金属都有个共同特性，即导电性。由于此性质，在当高频电磁波辐射到金属后，引起涡流效应[3]，从而使辐射体的参数变化，如阻抗、等效电感量[9]等变化，再将这些参数的变化转化成电压、电流[11]、音调的变化效果作为输出指示地下电缆探测仪是电缆维护、电缆施工者的必备工具，地下电缆探测仪，它具备电缆探测中的四大功能，地埋电缆探测仪全面满足各项地下电缆探测的全面需求。带电电缆的路径查找及寻踪、运行电缆的路径查找及寻踪、运行电缆的识别和判断、施工过程中的电缆检测、直埋电缆的故障查找、多种方法电缆深度的准确判读。多年来我们通过全国范围的调研、创新型的研发，用最新的方法、独特的技术研制出了地埋电缆探测仪。光/电缆路[8]由探测仪的研制成功填补了我国在电力电缆探测仪方面的空白，地下电缆路由探测仪使电缆探测技术达到了崭新的高度[3]。 使用地下电缆路径仪(地下电缆探测仪)可以轻松解决了带电电缆路径查找的问题.地埋线探测仪还可直接查找50Hz运行电缆的路径。带电的电缆的路径查找是该带电电缆路径仪的一大特点，该地下电力电缆探测仪器可探测各种高压电缆、低压电缆、光缆的路径。将测量耦合夹钳夹住待测的电缆，通过耦合夹钳在目标电缆上直接产生感应信号。此时沿电缆路径即可接收到信号。此种工作方式可以探测电缆深度不小于3.5米，探测电缆长度不小于3公里。 运行电缆路径仪接收机[8]能够探测运行电缆的50Hz频率。这种工作方式对于区分地下带电电缆及带电电缆、不带电的电缆和金属管探测有很实用的用处。将便携式电缆寻踪仪接收机的工作频率选择为50Hz频率。由于这种工作方式快捷而有效，因此十分的实用。在这种方式中，不需要使用发射器。 在道路施工和建筑施工中，对地面进行开挖是经常的事情。但施工方往往不能及时准确地掌握开挖地区内地下管线及电力电缆的位置和深度等相关资料。目前，由于盲目开挖而导致的各种事故屡见不鲜，供水管路的被挖破、电力电缆、光缆被挖断等等，不但给社会生活造成了很大的影响，同时也给施工方造成很多不必要的损失。开挖前对工作区域内地下管线和电缆的探查已经成为一项必不可少的而且非常有价值的工作。电缆路由探测仪是专门针对“开挖前的电缆、光缆、金属管道探测”这一目的而研发。"这里能不能进行开挖?" 作为施工单位,会经常面对这样的问题? 地下电缆探测仪操作简单,地下电缆探测仪可快速探明开挖区域内地下管线的状况,避免盲目开挖带来的不必要的损失.此种工作方式可探测电缆深度不小于2米[15]。 在建设房子和房屋装修,对于电缆的排布也要清楚它的电缆走向,在装修过程中,如果对电缆走向不明确,很容易出现施工过程中电缆被意外切断,造成意外事故。本次设计中就设计一个电缆探测仪,来检查墙壁中的电缆走向,在开关断的电缆接线头输入一个高频,通过一个信号接收器在电缆周围来回移动,接收到的信号强弱来判断电缆的位子,接近电缆信号强,远离电缆则信号弱。 金属探测器有很多种型号，双线圈金属探测器[14]，能耗型金属探测器[7]，频差式金属探测器等本次毕业设计通过对粗略的一些方案进行预测，最后确定一个具体方安，即就是要做的设计，对一个通有高频信号的导线用金属探测器[7]来检测，通过探测电路的信号F1和检测电路信号F2的频差经过放大输出得到一个让人能听到的声音，用耳机接听来判断电缆的位置。。本次设计用到两个振荡电路，即探测电路的电压反馈振荡电路和固定频率信号的方
电压互感器极性错误造成的误差
1问题提出 我国某县35kV变电站有10kV出线4回，其中1XL、2XL分别向甲乙两个乡镇农村供电，且两线路结构、长度及其 负荷相当，每回出线均装有一高压总计量(PT是V/V)接线，出现以下两种情况： (1)1XL线损较大，比2XL高出10%。虽然供电所采取了许多措施，如加强巡线砍青、加大反窃电力度等都无法 使线损降下来。 (2)逆向送电电能表不反转即不能计量。1XL上并有一座装机75kW的小型水电站，虽然该电站发电时间较短， 但发现该电站发电期间反而使1XL线损更大，最高达48%。该电站停止发电后，线损又回落至原来水平。这两种情况都表明电表计量不准，可经过校表后情况仍未改变，于是提出了计量本身是否有问题的疑问。2带电检查 (1)用抽中相法和电压交叉法初步检查。未拆B相电压前，电能表每40s转动一圈，拆去B相电压后，电能表每 30s转一圈，转速不仅没有降低反而略有加快；另一方面，将a、c两相电压交换后发现电能表并不停转。 这两种方法都证实了是电能表接线不正确，事实上该电表的接线又是正确的，那么问题出在哪里呢?估计是在 计量箱内部。 (2)用万用表测量a、b、c三相电压，发现Uab=114V、Ucb=116V、Uca=201V，三相电压不相等，且Uca 约为 UAB、Ucb的√3 倍，这可以肯定是计量箱内部PT的某组极性接反所致，一般PT的V/V接法可能的接线有如下3种： 3分析与推算 3.1借助向量图和电表接线图，对三相二元件电能表的两个元件的工作情况进行分析与推算 (1) 若PT的极性正确 ①正向送电即小电站未发电，该线路是通过下县网供电： P1=UabIacos(30°＋φ)=UIcos(30°＋φ) P2=UcbIccos(30°－φ)=UIcos(30°－φ)两元件总功率P=P1＋ P2=UIcosφ，即电能表正转计量准确。 ②逆向送电即小电站发电，该线路自用有余，向网上返供电：P1′=Uab(－Ia)cos(150°－φ)=－
气体传感器文献综述
` 气体传感器的发展概况 和发展方向 玛日耶姆·图尔贡 107551600545 Word文档
气体传感器的发展概况和发展方向 【摘要】本文对气体传感器进行分类，介绍了半导体型气体传感器、电阻型气体传感器、非电阻型气体传感器等几种常见气体传感器的特性、总结了这些气体传感器的工作原理，并阐述这几种气体传感器在日常生活及特殊场合中的应用及其选用时的原则。探讨了气体检测仪器在检测对象、检测围和检测方式上向小型化、智能化、多功能化和通用化等方面不断向前发展的方向。 【关键词】气体传感器；特性；应用；发展方向 一、前言 目前，随着人们环保意识的提高，环境问题日益受到政府和社会关注。环境问题变成了重要的民生问题，影响到人民生活幸福感，甚至环境问题严重威胁群众健康。 近年来生态环境污染状况日趋严重，各种工业废水，废气直接排入水体及空气，造成极为严重的环境污染。影响着人们的正常生活和生存发展，并导致环境污染的气体进行处理是十分急迫的问题。随着科学技术的发展,人们生活水平的提高,对气体传感器的需求已有所不同;同时,随着近年酸雨、温室效应、臭氧层破坏、环境污染等,严重影响了人类的健康和生存,这就给气体传感器提出了新的研究课题和增加了新的研究容和难度。检测气体的种类由原来的还原性气体(H2、 C4、 H10、 CH4等)扩展到毒性气体(CO、NO2、 H2S、NO、NH3、 PH3等)以及食品有关的气体(鱼、肉鲜度(CH3)3、醋酸乙脂等)[1]。气体传感器作为气体检测最基础的部分，为了满足这些需求,气体传感器必须具有较高的灵敏度和选择性,重复性和稳定性要好,而且能批量生产,性能价格要高等。 随着人们环保意识的增强以及各国对有毒气体排放和污染物排放方面的严格立法，各种气体传感器正在得到越来越广泛的应用。目前，随着生命科学、人工智能、材料科学等学科的发展，气体传感器的应用领域越来越广泛，在大气监测、食品工业、汽车尾气快速实时测定、有毒气体检测安全检查和航空航天等方面，越来越多地显示出气体传感器的重要作用[2]。 二、气体传感器的发展概况 2.1气体检测仪 气体检测仪是一种气体泄露浓度检测的仪器仪表工具，主要是指便携式/手持式气体检测仪。主要利用气体传感器来检测环境中存在的气体种类。气体检测的目的是分析各种气体混合物中各组分的含量或其中某一组分的含量。气体检测仪表一般由传感器、信号放大、处理单元、显示单元以及控制单元组成，其中传感器是最关键的部分。 2.2传感器 传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器按其基本效应可分为：物理传感器，化学传感器，生物传感器。按检测对象，化学传感器分为气体传感器、湿度传感器、离子传感器。 物理传感器 传感器生物传感器气体传感器 化学传感器离子传感器 湿度传感器
常用温度传感器的对比分析及选择
常用温度传感器的对比分析及选择 大致的要点： 1．温度传感器概述：应用领域，重要性； 2．四种主要的温度传感器类型的横向比较 3．热电偶传感器 4．热电阻传感器 5．热敏电阻传感器 6．集成电路温度传感器以及典型产品举例 7．温度传感器的正确选择及应用 在各种各样的测量技术中，温度的测量可能是最为常见的一种，因为任何的应用领域，掌握温度的确切数值，了解温度与实际状态之间的差异等，都具有极为重要的意义。就以测量为例，在力的测量，压力，流量，位置及电平高低等测量的过程中，为了提高测量精度，通常都会要求对温度进行监视，如压力或力的测量，往往是使用惠斯登电阻电桥，但组成电桥的电阻随温度变化引起的误差，往往会大大超过待测力引起的电阻值变化，如不对温度进行监控并据此校正测量结果，则测量完全不可能进行或者毫无效果。其他参数测量也有类似问题，可以说，各种的物理量都是温度的函数，要得到精确的测定结果，必须针对温度的变化，作出精确的校正。本文就是帮助读者针对特定的用途，选择最为合适的温度传感器，并进行精确的温度测量。 工业上常用的温度传感器有四类：即热电偶、热电阻RTD、热敏电阻及集成电路温度传感器；每一类温度传感器有自己独特的温度测量范围，有自己适用的温度环境；没有一种温度传感器可以通用于所有的用途：热电偶的可测温度范围最宽，而热电阻的测量线性度最优，热敏电阻的测量精度最高。表1是四类传感器的各自独特的性能特性及相互比较。表2是四类传感器的典型应用领域。
热电偶--通用而经济 热电偶由二根不同的金属线材，将它们一端焊接在一起构成，如图1所示；参考端温度（也称冷补偿端）用来消除铁-铜相联及康铜-铜联接端所贡献的误差；而两种不同金属的焊接端放置于需要测量温度的目标上。 两种材料这样联接后会在未焊接的一端产生一个电压，电压数值是所有联接端温度的函数，热电偶无需电压或电流激励。实际应用时，如果试图提供电压或电流激励反而会将误差引进系统。 鉴于热电偶的电压产生于两种不同线材的开路端，其与外界的接口似乎可通过直接测量两导线之间的电压实现；如果热电偶的的两端头不是联接至另外金属，通常是铜，那末事情真会简单至此。 但热电偶需与另外一种金属联接这一事实，实际上又建立了新的一对热电偶，在系统中引入了极大的误差，消除此误差的唯一办法是检测参考端的温度（参见图1），以硬件或硬件-软件相结合的方式将这一联接所贡献的误差减掉，纯硬件消除技术由于线性化校正的因素，比软件-硬件相结合技术受限制更大。一般情况下，参考端温度的精确检测用热电阻RTD，热敏电阻或是集成电路温度传感器进行。原则上说，热电偶可由任意的两种不同金属构建而成，但在实践中，构成热电偶的两种金属组合已经标准化，因为标准组合的线性度及所产生的电压与温度的关系更趋理想。 表3与图2是常用的热电偶E,J,T,K,N,S,B R的特性。
转速测量及应用
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目录 第1章转速测量文献综述 (1) 1.1 转速测量的意义 (1) 1.2 转速测量现状 (1) 1.2.1 磁电式转速测量 (1) 1.2.2 光电式转速测量 (2) 1.2.3 电感式转速测量 (2) 1.2.4 等 (2) 第2章总体方案设计 (2) 2.1 方案一 (3) 2.2 方案二 (5) 2.3 方案三 (6) 2.4 方案分析对比 (8) 2.5 小结 (9) 第3章具体设计与特性分析 (10) 3.1 传感器设计 (10) 3.2 转换电路设计 (11) 3.3 传感器总体分析 (11) 3.4 使用条件和误差补偿 (11) 3.5 仿真实验 (11) 3.6 小结 (12) 总结 (13) 参考文献 (14) 附录 (15) 千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行
第1章转速测量文献综述 1.1转速测量的意义 工业生产中经常需要关注转速问题，转速是标志设备运转是否正常的重要指标，实时的监测转速，对了解设备的运行，提高工农产品的质量和效率有重要意义。转速测量方法较多，而模拟量的采集和模拟处理一直是转速测量的主要方法。 1.2转速测量现状 ■凡能随转速而变化的物理量都可用作转速传感器，例如： ●电磁传感器 ●霍尔传感器 ●光电传感器 ●闪烁传感器 等等 1.2.1磁电式转速测量 磁电式转速传感器主要是利用磁阻元件来做转速测量的。磁阻元件有一个特性，转速表就是其阻抗值会随着磁场的强弱而变化。通常磁电式传感器内装有磁性铁，使传感器预先带有一定的磁场，当金属的检测齿轮靠近传感元件时，齿轮的齿顶与齿谷所产生的磁场变化使得传感元件的磁阻抗也跟着变化。但是磁阻元件的阻抗值随温度变化很大，用一个磁阻元件测量转速时，温漂影响非常厉害，这使磁阻元件的应用受到很大的限制。可是我们的传感器却不同，它采用了 2 个磁阻元件，不仅补偿了温度的影响，还大大地增强了传感器的灵敏度。 磁电式转速传感器采用磁电感应原理实现测速，当齿轮旋转时，通过传感器线圈的磁力线发生变化，在传感器线圈中产生周期性的电压，通过对该电压处理计数，就能测出齿轮的转速。该传感器输出信号强，抗干扰
电压互感器的误差分为几种
电压互感器的误差分为几种? 比差和角差 比差就是两个电压向量的模之差 角差就是两个电压向量的相位角差。 电压互感器产生误差的主要原因是什么？ 电压互感器的基本结构和变压器很相似。它由一、二次绕组，铁芯和绝缘组成。当在一次绕组上施加电压U1时，一次绕组产生励磁电流I0，在铁芯中就产生磁通φ，根据电磁感应定律，在一、二次中分别产生感应电势E1和E2，绕组的感应电动势与匝数成正比，改变一、二次绕组的匝数，就可以产生不同的一次电压与二次电压比。当U=1在铁芯中产生磁通φ时，有激磁电流I0存在，由于一次绕组存在电阻和漏抗，I0在激磁导纳上产生了电压降，就形成了电压互感器的空载误差，当二次绕组接有负载时，产生的负荷电流在二次绕组的内阻抗及一次绕组中感应的一个负载电流分量在一次绕组内阻抗上产生的电压降，形成了电压互感器的负载误差。可见，电压互感的误差主要与激磁导纳，一、二次绕组内阻抗和负荷导纳有关。 三相四线制有功电度表带电流互感器带电流表带电压互感器接线原理图 翻过接线端子盖,就可以看到接线图。其中1、4、7接电流互感器二次侧S1端，即电流进线端；3、6、9接电流互感器二次侧S2端，即电流出线端；2、5、8分别接三相电源；10、11是接零端。为了安全，应将电流互感器S2端连接后接地。注意的是各电流互感器的电流测量取样必须与其电压取样保持同相，即1、2、3为一组；4、5、6 为一组；7、8、9 为一组 电压互感器vv接线图 见图：
VV接线一般用于35kV及以下系统，是采用两只全绝缘电压互感器一次首尾相连分别接到ABC三相（A1接A相、X1与A2接B相、X2接C相）监测电压。这样一次绕组没有接地，在系统发生单相接地故障的时候VV接线方式不易引起系统谐振，这是最大的优点。但是这种接线方式测量的是线电压，不能测量相电压，也不能监测系统的单相接地故障，这是他的缺点。 一般V-V接线的电压互感器是由二个相同的单相电压互感器组成的，每个单相电压互感器的一次绕组（高压绕组）的二个引出端分别标有A和X，而这个单相电压互感器的二次绕组（低压绕组）的二个引出端分别标有a和x； 标准的接法是第一个单相电压互感器的高压引出端A接电源A相，第一个单相电压互感器的高压引出端X与第二个单相电压互感器的高压引出端A按在一起，接到电源B相，第二个单相电压互感器的高压引出端X接到电源C相，组成AX-AX 接线； 但对这样的单相电压互感器，哪一个引出端当A，哪一个引出端当X都无所谓，只是需要将电压互感器的二次引出端和一次相对应就行，即高压接成了“XA-XA”，低压也要接成“xa-xa”； 虽然“XAXA”、“AXXA”、“XAAX”这些接法只要二次跟着变换，原理就没有错，功能也能实现，但不算标准，容易出现问题，在工程实践中，还是要选用标准接法。 电压互感器按用途分为测量用电压互感器和保护用电压互感器 电压互感器二次侧接线端子的定义1a 2a 1b 2b 怎么分组有零没有哪个是零？ 这是全绝缘型电压互感器，1a-1b一组；2a-2b一组，测量相间电压，也就是线电压。没有零 高压电流、电压互感器为什么有两组接线端子？ 1S1,1S2;2S1,2S2这两组，难道它们的变比不同吗？电压互感器有100V和220V两组，但是它们的绝缘等级不同，我不知道这样做有什么用？求教高手！ 流互感器的2组端子，一组精度高，用于计量计费用。另一组用于继电保护。 电压互感器的2组端子，一组是基本绕组，用来接电压表等等，另一组是辅助绕组，用来绝缘检测的，当单相接地时，辅助绕组会感应出100V的电压一组测量回路（如电流表，功率表，电压表等），一组保护回路（如继电器，声光报警装置等）。 。电压互感器的种类及不同接线形式的特点？ 电压互感器原理上是一个带铁心的变压器，主要是由一、二次线圈、铁心、绝缘组成。采用三只单相三绕组电压互感器或者一只三相五柱式电压互感器的接线形式。电压互感器的接线
温度传感器DS18B20的概述
DS18B20数字温度传感器接线方便，封装成后可应用于多种场合，如管道式，螺纹式，磁铁吸附式，不锈钢封装式，型号多种多样，有LTM8877，LTM8874等等。主要根据应用场合的不同而改变其外观。封装后的DS18B20可用于电缆沟测温，高炉水循环测温，锅炉测温，机房测温，农业大棚测温，洁净室测温，弹药库测温等各种非极限温度场合。耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。 单片机温度检测系统 摘要：该温度检测系统是以AT89S52单片机为核心，采用新型可编程温度传感器DS18B20进行温度检测，具有抗干扰能力强、温度采集精度高、不需要复杂的调理电路和AD转换电路等特点，该系统是由主机和从机两部分组成，从机的AT89S52单片机完成数据采集、处理和LCD显示，并通过串口与主机进行通信，主机（电脑）实时监控从机采集的数据状况、通过液晶显示温度和时间图形，同时将数据存储在电脑中，因而在掉电的情况下，系统同样能够记录每一时刻的数据，从而轻松地实现温度的检测。 关键词：AT89S52单片机，可编程温度传感器DS18B20，实时检测。 方案的选择及简绍 目前使用的接触式比较多，主要有热点式传感器，吧温度变化转换为电阻变化的叫做热电阻传感器，把温度变化转换为热电势变换的叫做热电偶传感器。 方案一：热电阻传感器具有高温系数，高电阻率，物理特性稳定，良好的线性输出等优点。 方案二：热电偶传感器具有结构简单，测量范围广，热惯性小，精准度高，输出信号远等优点，但价格比较高。 方案三：新型可编程温度传感器DS18B20，精度高，成本低，易于采集信号。 利用热电偶或热电阻作为温度传感器，这类传感器至仪表之间通常要用专用的温度补偿导线，而温度补偿导线的价格比较高，并且线路太长会影响到测量的精度，这是直接以模拟量形式进行采集的不可避免的问题。采用新型可编程温度传感器DS18B20进行温度检测可以避免热电阻或热电偶作为温度传感器所造成的测量精度误差过大等问题，同时DS18B20只需要一个I/O口便可以进行通信，它可以以更低的成本和更高的精度实现温度的检测，所以我们选择了方案三。 各部分显示内容简介 温度数据的显示： 采用LCD显示器显示，采用数码管显示时间温度的数据操作方便，但是需要用到的数码管数量过多，占用的I/O口比较多，浪费了I/O的利用率，而是用LCD显示虽然在编程上有一定程度的比数码管显示的复杂性要高，但其占用的I/O资源比较少，而且能显示的内容比