第十一章 数字式传感器
三、旋转式感应同步器的工作原理
a）定子绕组；b）转子绕组 1-有效导体；2-内端部；3-外端部
四、感应同步器信号处理与应用
从励磁方式来说，可分为：
滑尺励磁，由定尺输出感应电动势信号； 定尺励磁，由滑尺输出感应电动势信号。
对输出感应电动势信号的处理方式不同，可把感 应同步器的检测系统分成相位工作状态和幅值工 作状态，它们的特征是有输出感应电动势的相位 和幅值来进行处理。 鉴幅处理：根据感应电动势的幅值来鉴别位移。 采用同频率、同相位、不同幅值的交流电压，对 感应同步器滑尺两相绕组进行励磁，就可以根据 定尺绕组输出感应电动势的幅值来鉴别定滑尺间 的相对位移值，这就叫做感应同步器输出信号的 鉴幅处理。
2．误差的产生与消除办法
（3）采用扫描法 扫描法有V扫描、U扫描以及M 扫描法有V扫描、U扫描以及M扫描三种。 它是在最低值码道上安装一电刷，其他位 码道上均安装两个电刷：一个电刷位于被 测位置的前边，称为超前电刷；另一个放 在被测位置的后边，称为滞后电刷。
2．误差的产生与消除办法
扫描法码盘和电刷
二、磁头及其结构
磁栅上的磁信号先由录磁头录好，然后由 读磁头将磁信号读出。 按读取信号的方式，读磁头可分为动态磁 头与静态磁头两种
二、磁头及其结构
1．动态磁头 （1）动态磁头结构 （2）动态磁头的信号读取
二、磁头及其结构
2．静态磁头 （1）静态磁头结构 （2）静态磁头的信号读取
二、磁头及其结构
二、莫尔条纹及其测量原理
1．长光栅的莫尔条纹 （1）莫尔条纹的产生 （2）莫尔条纹的参数
BH = AB = BC sin
θ
2
=
W 2 sin
θ
2
≈
W
θ
（3）莫尔条纹的作用
在光栅的适当位置安装光敏元件，能让光敏元件“看清” 在光栅的适当位置安装光敏元件，能让光敏元件“看清” 随光栅刻线移动所带来的光强变化。 随光栅刻线移动所带来的光强变化。
2．误差的产生与消除办法
扫描法读出电路
二、光电式编码器
光电编码器，是一种通过光电转换将输出 轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字 量的传感器。这是目前应用最多的传感器， 光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组 成。 按编码器的不同读数方法、刻度方法及信 号输出形式，可分为绝对编码器、增量编 码器以及混合式编码器三种。光电编码器 的最大特点是非接触式的。因此，它的使 用寿命长，可靠性高。
2．电子电路系统
电子系统是完成光电接收系统接收来的电 信号的处理的部分，是由细分电路、辩向 电路和显示系统组成的。 （1）细分原理与电路 细分方法可分为两大类：机械细分和电子 细分，我们这里只讨论电子细分的几种方 法。
2．电子电路系统
（2）辨向原理与电路
四、光栅测量系统的应用
高精度：0.2高精度：0.2-0.4µm/m，仅次于激光；高分 辨率：0.1µm；大量程：可大于1 辨率：0.1µm；大量程：可大于1米；抗干 扰能力强，可实现动态测量。 光栅测量可以广泛的用于长度与角度的精 密测量（如数控机床，测量机等），以及 能变为位移的物理量（如震动、应力、应 变等）。
2．莫尔条纹的测量原理
（2）相位光栅测量
3．莫尔条纹技术的特点
（1）误差平均效应 （2）移动放大作用 （3）方向对应关系 （4）倍频提高精度 （5）直接数字测量
三、光栅测量系统
光栅测量系统由机械部分的光栅光学系统和 电子部分的细分、辩向、显示系统组成。 （1）垂直透射式光路
1-光源；2-准直透镜；3-主光栅；4-指示光栅；5-光电元件
计量光栅由光源、光栅副、光敏元件三大部分 组成，又称为光栅测量装置
1．光栅的分类
（1）长光栅和圆光栅 （2）透射光栅和反射光栅 （3）黑白光栅和闪耀光栅
2．光栅传感器的组成
（1）光源:通常采用钨丝灯泡和半导体发光 光源: 器件 光栅副:光栅副由标尺光栅（主光栅） （2）光栅副:光栅副由标尺光栅（主光栅） 和指示光栅组成 光电元件: （3）光电元件:光电元件一般包括有光电池 和光敏三极管等种类
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传感器与检测技术 传感器与检测技术
董春利 主编 潘洪坤 执笔
大连职业技术学院电气电子工程系 2008年 2008年3月
第十一章 数字式传感器
11.1 11.2 11.3 11.4 光栅传感器 磁栅传感器 数字编码器 感应同步器
第一节 光栅传感器
一、光栅的基本概念
一、磁栅及其分类
3．对磁栅的要求 对磁尺表面要求长磁栅平直度0.005～ 对磁尺表面要求长磁栅平直度0.005～ 0.01mm/m，圆磁栅的不圆度0.005～ 0.01mm/m，圆磁栅的不圆度0.005～ 0.01mm，表面粗糙度要小。 0.01mm，表面粗糙度要小。 所录磁信号要求幅度均匀， 所录磁信号要求幅度均匀，幅度变化小于 10%，节距均匀，满足一定精度要求。 10%，节距均匀，满足一定精度要求。
第二节 磁栅传感器
一、磁栅及其分类
1．磁栅的结构
长磁栅常用的磁信号节距一般为0.05mm和0.02mm两种， 圆磁栅的角节距一般为几分至几十分。
一、磁栅及其分类
2．磁栅的类型 磁栅可分为长磁栅和圆磁栅两大类。 磁栅可分为长磁栅和圆磁栅两大类。前者用于测 量直线位移，后者用于测量角位移。 量直线位移，后者用于测量角位移。 长磁栅又可分为尺型、带型和同轴型三种。 长磁栅又可分为尺型、带型和同轴型三种。
四、磁栅传感器的应用
磁栅传感器特点 ： ①录制方便，成本低廉。当发现所录磁栅不 合适时可抹去重录， ②使用方便，可在仪器或机床上安装后再录 制磁栅，因而可避免安装误差； ③可方便地录制任意节距的磁栅。例如检查 蜗杆时希望基准量中含有π 蜗杆时希望基准量中含有π因子，可在节距 中考虑。
图中400kHz晶体振荡器是磁头励磁及系统 图中400kHz晶体振荡器是磁头励磁及系统 逻辑判别的信号源。
10 1
0
010 0
11 0
0
1 00 1100
0010 0010
011
1011
101 0
10 01
0
01 11
1 000
01 1 1
01
10
1．光电式码盘编码器
用插值法提高分辨率的光电编码器
2．光电式脉冲盘编码器 （1）结构和工作原理
基于脉冲盘式编码器的数字传感器
（2）旋转方向的判别
码盘辨向原理图
一、接触式码盘编码器
1．接触式码盘编码器结构与工作原理
接触式四位二进制码盘
2．误差的产生与消除办法
（1）误差的产生 8-4-2-1码制的码盘，由于电刷安装不可能 绝对精确必然存在机械偏差，这种机械偏 差会产生非单值误差。 采用循环码（格雷码） （2）采用循环码（格雷码） 采用循环码制可以消除非单值误差。特点 采用循环码制可以消除非单值误差。特点 是任意一个半径径线上只可能一个码道上 会有数码的改变，这一特点就可以避免制 会有数码的改变，这一特点就可以避免制 造或安装不精确而带来的非单值误差。 造或安装不精确而带来的非单值误差。
三、信号处理方式与电路
2．静态磁头
磁栅位移传感器的结构示意图
三、信号处理方式与电路
（1）鉴幅方式 经检波器去掉高频载波后可得： 经检波器去掉高频载波后可得：
u 1 = U m sin
'
2πx
ω
x
u '2 = U m cos
2πx
ω
x
两组磁头相对于磁尺每移动一个节距发出 一个正弦和余弦信号，此两个电压相位差 90°的信号送有关电路进行细分和辨向后 90° 输出计数。
二、直线式感应同步器的工作原理
1．载流线圈所产生的磁场
载流线圈所产生的磁场
二、直线式感应同步器的工作原理
2．直线式感应同步器的基本结构
直线式感应同步器的结构
直线式感应同步器的绕组结构
二、直线式感应同步器的工作原理
3．直线式感应同步器的工作原理 根据电磁感应定律，当（滑尺绕组）励磁 绕组被正弦电压励磁，将产生同频率的交 边磁通，这个交变磁通与（定尺绕组）感 应绕组耦合，在感应绕组上产生同频率的 交变电动势。 这个电动势的的幅值除了与励磁频率、感 应绕组耦合的导体组、耦合长度、励磁电 流、两绕组间隙有关之外，还与两绕组的 相对位置有关。
（3）多间隙静态磁头结构
三、信号处理方式与电路
1．动态磁头 动态磁头利用磁栅与磁头之间以一定的速度相对 移动而读出磁栅上的信号， 移动而读出磁栅上的信号，将此信号进行处理后 使用。 使用。 例如某些动态丝杠检查仪，就是利用动态磁头读 例如某些动态丝杠检查仪， 取磁尺上的磁信号，作为长度基准， 取磁尺上的磁信号，作为长度基准，去同圆光栅 或磁盘）上读取的圆基准信号进行相位比较， 盘（或磁盘）上读取的圆基准信号进行相位比较， 以检测丝杠的情度。 以检测丝杠的情度。
2．莫尔条纹的测量原理
（1）幅值光栅测量 当指示光栅相对于光标尺移动时，莫尔条 纹沿其垂直方向上、下移动。移过的莫尔 条纹数等于移过的光栅的刻线数。沿着莫 尔条纹的移动方向放置四枚光电池，其间 距为莫尔条纹的1/4，这样就可产生相位差 距为莫尔条纹的1/4，这样就可产生相位差 为90°的四个信号。 90°
三、光栅测量系统
（2）透射分光式光路
1-光源；2-准直透镜；3-主光栅；4-指示光栅；5-透镜；6-光阑；7-光电元件
（3）反射式光路
1-反射主光栅；2-指示光栅；3-场镜；4-反射镜； 5-聚光镜；6-光源；7-物镜；8-光电电池
（4）镜象式光路
1-光源；2-半透半反镜；3-聚光镜；4-主光栅；5-物镜；6-反射镜；7-光电元件
三、光电编码传感器应用
1．结构与工作原理
三、光电编码传感器应用
选择题(13)
第一章1、以下哪个不是传感器的组成（）A、信号元件B、敏感元件C、转换元件D、信号转换电路正确答案： A2、下列属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是）A、应变式传感器B、化学型传感器C、压电式传感器D、热电式传感器正确答案： B3、传感器的下列指标全部属于静态特性的是： A 线性度、灵敏度、阻尼系数B、幅频特性、相频特性、稳态误差C、迟滞、重复性、漂移D、精度、时间常数、重复性正确答案： C4、传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的（）A、线性度越好B、迟滞越小C、重复性越好D、分辨率越高正确答案： D5、传感器的静态特性，是指当传感器输入，输出不随（）变化时，其输出—输入的特性。
A、时间B、被测量C、环境D、地理位置正确答案： A 6、如果把计算机比作人的大脑，那么传感器可以比作（）A、眼睛B、感觉器官C、手D、皮肤正确答案： B第二章1，属于传感感器静态指标的是（ D）A 固有频率B 临街频率C 阻尼比D 重复性 2，全桥差动的电压灵敏度是单臂工作时的（ C）A 不变B 2 倍C 4 倍D 8 倍 3，通用应变式传感器测量（ C）A 温度B 密度C 加速度D 电阻 4，利用电桥进行温度补偿，补偿片的选择是（ A）A 与应变片相邻，且同质的工作B 与应变片相邻，且异质的工作C 与应变片相对，且同质的工作D 与应变片相对，且异质的工作 5，影响金属导体材料应变灵敏系数 K 的主要因素是（ B）A导体材料电阻率的变化B导体材料几何尺寸的变化C 导体材料物理性质的变化D导体材料化学性质的变化 6，电阻应变片的线路温度补偿的方法有（ AB）A差动电桥补偿法B 补偿块粘贴应变片法C补偿线圈补偿法D恒流源温度补偿电路第三章1、电感式传感器的常用测量电路不包括（）。
A.交流电桥B. 变压器式交流电桥C. 脉冲宽度调制电路D. 谐振式测量电路2、电感式传感器采用变压器式交流电桥测量电路时，下列说法不正确的是（）。
数字温度传感器工作原理
数字温度传感器工作原理
数字温度传感器是一种用于测量温度的装置，它能够将温度转化为数字信号输出。
这类传感器通常使用特定的敏感元件，如热敏电阻（PTC或NTC）、热电偶或热电阻（如铂电阻）等。
对于热敏电阻传感器，它的阻值会随温度的变化而变化。
通常情况下，热敏电阻是一个负温度系数（NTC）电阻元件，即其阻值随温度的升高而下降。
数字温度传感器通过测量热敏电阻的阻值，并将其转化为数字信号输出，从而得到温度值。
热电偶则是利用两个不同材料的导电性质差异以及温度变化引起的电动势变化来测量温度的传感器。
当两个导电材料的接触点处于不同的温度下时，会产生一定的电势差。
通过测量这个电势差，可以计算出温度值。
而热电阻则是利用材料在不同温度下的电阻值变化来测量温度的传感器。
最常用的热电阻材料是铂电阻（Pt100或Pt1000），其电阻值与温度之间具有良好的线性关系。
将热电阻放置在待测温度环境中，通过测量电阻值的变化，可以通过查表或计算得出温度值。
通过将热敏电阻、热电偶或热电阻连接到一定的电路中，数字温度传感器可以将温度转换为数字信号输出。
这些数字信号可以通过一定的标准协议传输，如I2C、SPI或UART等，从而
将温度值传送给其他的设备或系统进行处理和分析。
传感器课件
传感器：广义：传感器是一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律转换成某种可用信号输出的器件和装置。
狭义：能把外界非电信息转换成电信号输出的器件。
国家标准：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。
按使用的场合不同传感器又称为:变换器、换能器、探测器传感器的组成：敏感元件、转换元件、基本电路，敏感元件感受被测量;转换元件将响应的被测量转换成电参量（电阻、电容、电感）;基本电路把电参量接入电路转换成电量;核心部分是转换元件,决定传感器的工作原理。
测量仪器一般由信号检出器件和信号处理两部分组成。
按传感器检测的范畴分类物理量传感器、化学量传感器、生物量传感器、按传感器的输出信号分类模拟传感器、数字传感器按传感器的结构分类结构型传感器、物性型传感器、复合型传感器按传感器的功能分类单功能传感器、多功能传感器、智能传感器按传感器的转换原理分类机—电传感器、光—电传感器、热—电电传感器、磁—电传感器、电化学传感器按传感器的能源分类有源传感器无源传感器物理量、化学量、生物类传感器三大门类；国标GB/T14479-93规定传感器图用图形符号表示方法：正方形表示转换元件；三角形表示敏感元件；X 表示被测量符号；* 表示转换原理。
国标GB7666规定，一种传感器的代号应包括以下四部分：主称（传感器）、被测量、转换元件、序号；第二章传感器的静态特性、动态特性慢变信号——输入为静态或变化极缓慢的信号时（环境温度），我们讨论研究传感器静态特性，即不随时间变化的特性;快变信号——输入量随时间（t）较快变化时（如振动），我们考虑输出的传感器动态特性，即随时间变化的特性；静态特性主要包括：线性度、灵敏度、稳定性、重复性…线性度是表征实际特性与拟合直线不吻合的程度动态特性：输入输出之间的差异就是动态与时间常数(t ) 角速度（w）阻尼比（ξ）有关灵敏度：在稳定条件下输出微小增量与输入微小增量的比值对线性传感器灵敏度是直线的斜率：S = Δy/Δx对非线性传感器灵敏度为一变量：S = dy/dx稳定性：表示传感器在一较长时间内保持性能参数的能力H(s)表示输入拉氏变换和传递函数求出输出拉氏变换根据阻尼比ξ大小可分四种情况：1.ξ=0,零阻尼,等幅振荡，产生自激永远达不到稳定；2.ξ<1,欠阻尼,衰减振荡,达到稳定时间随ξ下降加长；3.ξ=1,临界阻尼，响应时间最短；4.ξ>1,过阻尼，稳定时间较长传感器动态特性②延迟时间td：传感器输出达到稳态值的50%所需的时间。
传感器与检测技术课程教学大纲
《传感器与检测技术》课程教学大纲一、课程的性质、课程设置的目的及开课对象本课程是机械设计制造及其自动化专业（机械电子工程方向）学生的重要专业课程。
本课程设置的目的是通过对传感器的一般特性与分析方法，传感器的工作原理、特性及应用，检测系统的基本概念的学习，通过本课程的学习，使学生掌握检测系统的设计和分析方法，能够根据工程需要选用合适的传感器，并能够对检测系统的性能进行分析、对测得的数据进行处理。
开课对象：机械设计制造及其自动化专业（机械电子工程方向）本科生。
二、先修课程：高等数学、工程数学、电子技术、数字电子技术等。
三、教学方法与考核方式1.教学方法：理论教学与实验教学相结合。
2.考核方式：闭卷考试。
四、学时分配总学时48学时。
其中：理论38学时，实验10学时五、课程教学内容与学时（一）传感器与检测技术概念传感器的组成、分类及发展动向，技术的定义及应用。
重点：传感器与检测技术的目的和意义。
教学方法：课堂教学和现场认识教学相结合。
（二）传感器的特性1.传感器的静态特性2.传感器的动态特性及其响；重点：传感器的静态特性与动态特性的性质。
难点：工艺计算与平面布置；微机联网控制系统。
广度：本章主要讲述传感器特性的基础知识。
深度：主要讲述传感器的特性，不涉及复杂的内容。
教学方法、手段：课堂教学、多媒体教学，强化实际操作。
（三）电阻式传感器1.电位器式传感器的主要特性及其应用2.应变片的工作原理3.应变片式电阻传感器的主要特性及应用重点：理解电位器式传感器、应变片式传感器的工作原理，掌握它们的性能特点，了解其常用结构形式及应用。
难点：线性与非线性电位器的测量原理，应变片式传感器的测量原理、温度误差及其补偿。
广度：本章主要电阻式传感器的检测方法。
深度：主要讲述了电位器式传感器及应变片式传感器的工作原理及使用方法。
教学方法、手段：课堂教学、实操训练、多媒体教学，强化实际操作。
（四）电感式传感器1.自感式传感器的工作原理、等效电路与转换电路，自感式传感器的特点及其应用。
常用元器件的识别与检测[修改教案
常用元器件的识别与检测第一章：电阻1.1 电阻的概念与作用介绍电阻的定义、单位（欧姆）解释电阻在电路中的作用1.2 电阻的种类介绍固定电阻、可变电阻、精密电阻等讲解不同种类电阻的特点与应用1.3 电阻的标识讲解电阻的参数标识方法（阻值、精度、温度系数等）介绍电阻的颜色编码规则1.4 电阻的检测讲解电阻的检测方法（万用表选择合适的量程）演示如何正确检测电阻值第二章：电容2.1 电容的概念与作用介绍电容的定义、单位（法拉）解释电容在电路中的作用2.2 电容的种类介绍固定电容、电解电容、钽电容等讲解不同种类电容的特点与应用2.3 电容的标识讲解电容的参数标识方法（容值、精度、温度系数等）介绍电容的颜色编码规则2.4 电容的检测讲解电容的检测方法（万用表选择合适的量程）演示如何正确检测电容值第三章：电感3.1 电感的概念与作用介绍电感的定义、单位（亨利）解释电感在电路中的作用3.2 电感的种类介绍固定电感、可变电感、线圈等讲解不同种类电感的特点与应用3.3 电感的标识讲解电感的参数标识方法（感值、精度、温度系数等）介绍电感的单位换算规则3.4 电感的检测讲解电感的检测方法（万用表选择合适的量程）演示如何正确检测电感值第四章：二极管4.1 二极管的概念与作用介绍二极管的定义、结构解释二极管在电路中的作用4.2 二极管的种类介绍整流二极管、稳压二极管、发光二极管等讲解不同种类二极管的特点与应用4.3 二极管的标识讲解二极管的参数标识方法（正向电压、反向电压、正向电流等）介绍二极管的封装形式4.4 二极管的检测讲解二极管的检测方法（万用表选择合适的量程）演示如何正确检测二极管的正向与反向电阻值第五章：晶体管5.1 晶体管的概念与作用介绍晶体管的定义、结构解释晶体管在电路中的作用5.2 晶体管的种类介绍双极型晶体管、场效应晶体管等讲解不同种类晶体管的特点与应用5.3 晶体管的标识讲解晶体管的参数标识方法（电流放大倍数、功耗等）介绍晶体管的封装形式5.4 晶体管的检测讲解晶体管的检测方法（万用表选择合适的量程）演示如何正确检测晶体管的放大倍数与功耗等参数第六章：集成电路6.1 集成电路的概念与作用介绍集成电路的定义、分类（模拟集成电路、数字集成电路）解释集成电路在电路中的作用6.2 集成电路的种类讲解不同种类集成电路的特点与应用介绍常见的集成电路封装形式6.3 集成电路的标识讲解集成电路的参数标识方法（型号、功耗、工作电压等）介绍集成电路的封装尺寸和引脚排列6.4 集成电路的检测讲解集成电路的检测方法（万用表选择合适的量程）演示如何正确检测集成电路的好坏及工作电压等参数第七章：继电器7.1 继电器的概念与作用介绍继电器的定义、结构解释继电器在电路中的作用7.2 继电器的种类讲解不同种类继电器的特点与应用介绍继电器的控制信号和工作原理7.3 继电器的标识讲解继电器的参数标识方法（线圈电压、触点电流、触点电压等）介绍继电器的接线方式7.4 继电器的检测讲解继电器的检测方法（万用表选择合适的量程）演示如何正确检测继电器的线圈阻值和触点状态第八章：开关元件8.1 开关元件的概念与作用介绍开关元件的定义、分类（机械式开关、电子开关）解释开关元件在电路中的作用8.2 开关元件的种类讲解不同种类开关元件的特点与应用介绍开关元件的接线方式和接口类型8.3 开关元件的标识讲解开关元件的参数标识方法（额定电流、额定电压、寿命等）介绍开关元件的封装形式8.4 开关元件的检测讲解开关元件的检测方法（万用表选择合适的量程）演示如何正确检测开关元件的通断状态和接触电阻等参数第九章：保护元件9.1 保护元件的概念与作用介绍保护元件的定义、分类（过载保护、过压保护、过流保护）解释保护元件在电路中的作用9.2 保护元件的种类讲解不同种类保护元件的特点与应用介绍保护元件的工作原理和接口类型9.3 保护元件的标识讲解保护元件的参数标识方法（额定电流、额定电压、响应时间等）介绍保护元件的封装形式9.4 保护元件的检测讲解保护元件的检测方法（万用表选择合适的量程）演示如何正确检测保护元件的好坏及工作状态等参数第十章：传感器10.1 传感器的概念与作用介绍传感器的定义、分类（温度传感器、压力传感器、光敏传感器）解释传感器在电路中的作用10.2 传感器的种类讲解不同种类传感器的特点与应用介绍传感器的工作原理和接口类型10.3 传感器的标识讲解传感器的参数标识方法（灵敏度、精度、量程等）介绍传感器的封装形式10.4 传感器的检测讲解传感器的检测方法（万用表选择合适的量程）演示如何正确检测传感器的输出信号和性能参数第十一章：变压器11.1 变压器的概念与作用介绍变压器的定义、工作原理解释变压器在电路中的作用11.2 变压器的种类讲解不同种类变压器的特点与应用介绍变压器的构造和封装形式11.3 变压器的标识讲解变压器的参数标识方法（额定电压、额定功率、变比等）介绍变压器的铭牌信息解读11.4 变压器的检测讲解变压器的检测方法（万用表选择合适的量程）演示如何正确检测变压器的变比和损耗等参数第十二章：线性电源12.1 线性电源的概念与作用介绍线性电源的定义、工作原理解释线性电源在电路中的作用12.2 线性电源的种类讲解不同种类线性电源的特点与应用介绍线性电源的构造和封装形式12.3 线性电源的标识讲解线性电源的参数标识方法（输出电压、输出电流、功耗等）介绍线性电源的规格书解读12.4 线性电源的检测讲解线性电源的检测方法（万用表选择合适的量程）演示如何正确检测线性电源的输出电压和电流等参数第十三章：开关电源13.1 开关电源的概念与作用介绍开关电源的定义、工作原理解释开关电源在电路中的作用13.2 开关电源的种类讲解不同种类开关电源的特点与应用介绍开关电源的构造和封装形式13.3 开关电源的标识讲解开关电源的参数标识方法（输出电压、输出电流、转换效率等）介绍开关电源的规格书解读13.4 开关电源的检测讲解开关电源的检测方法（万用表选择合适的量程）演示如何正确检测开关电源的输出电压和电流等参数第十四章：振荡器14.1 振荡器的概念与作用介绍振荡器的定义、工作原理解释振荡器在电路中的作用14.2 振荡器的种类讲解不同种类振荡器的特点与应用介绍振荡器的构造和封装形式14.3 振荡器的标识讲解振荡器的参数标识方法（频率、稳定性、相位噪声等）介绍振荡器的规格书解读14.4 振荡器的检测讲解振荡器的检测方法（万用表选择合适的量程）演示如何正确检测振荡器的输出频率和稳定性等参数第十五章：电源管理芯片15.1 电源管理芯片的概念与作用介绍电源管理芯片的定义、工作原理解释电源管理芯片在电路中的作用15.2 电源管理芯片的种类讲解不同种类电源管理芯片的特点与应用介绍电源管理芯片的构造和封装形式15.3 电源管理芯片的标识讲解电源管理芯片的参数标识方法（输出电压、输出电流、转换效率等）介绍电源管理芯片的数据手册解读15.4 电源管理芯片的检测讲解电源管理芯片的检测方法（万用表选择合适的量程）演示如何正确检测电源管理芯片的输出电压和电流等参数重点和难点解析教案《常用元器件的识别与检测》涵盖了电阻、电容、电感、二极管、晶体管、集成电路、继电器、开关元件、保护元件、传感器、变压器、线性电源、开关电源、振荡器和电源管理芯片等十五种常用电子元器件的识别与检测。
第11章 流体测量
第十一章流体的测量§11-1 概述流体力学的研究方法有理论分析，实验研究和数值计算三种，他们相辅相成互为补充完善，形成了理论流体力学、实验流体力学和计算流体力学三个重要体系。
在实际流体力学问题中，流动现象极为复杂，即使通过简化，也不一定加以定量的理论分析，甚至与实际结果相差甚远。
应用测试技术和实验方法来解决实际流体力学问题，是实验流体力学所研究的课题。
根据实验结果，建立其物理模型，使理论分析有了可靠的依据。
随着计算机技术和光电技术的不断发展，各种新型的电测手段不断出现，使一些用常规手段难以测量的问题得以实现，提高测量精度，使人们对复杂流动现象的物理本质有了深刻、更真实、更准确的认识，从而推动了流体力学理论的发展。
压强、流速、流量、温度是流体测量中的几个基本参数。
本章就这几个参数的一些基本测量方法作简单介绍。
§11-2 压力的测量一、概述在流体力学实验中，压力是最基本的测量参数。
许多流体参数如流速、流量、流动损失、阻力、升力等的测量，往往可转化为压力测量的问题。
因此，压力测量的精度往往就影响了许多流体动力特征性实验的结果的精确度。
所以，有必要较为深入地研究测量的基本原理，了解各种因素对压力测量精度的影响。
在流体压力测量时，一般常用相对压强表示。
测量压力的系统或装置一般由三部分组成：（1）感压部分：压力感受部分是直接感受流体压力的元件，称为感压器、压力探头或压力探针。
在常规测量中，常用测压孔和各种形状的测压管；在电测或动态测压时，常用各种压力传感器，将所感受的压力变化转化为电信号。
（2）传输部分：利用导管将所感受的压力传到指示器，或者将点信号用导线传送，并对信号进行处理。
（3）指示部分：抱括指示器和记录仪，将传输部分传来的压力或电信号直接指示出来或记录下来。
压力测量装置的选用应根据使用要求，针对具体情况作具体分析，在满足测量要求的情况下，合理地进行种类、型号、量程、精度等级的选择。
传感器原理及工程应用作业
目录第三章 (5)3-1.什么是应变效应？什么是压阻效应？利用应变效应和压阻效应解释金属电阻应变片和半导体应变片的工作原理。
(5)3-2.试述应变片温度误差的概念，产生原因和补偿方法。
(5)3.试用应变片传感器实现一种应用。
(6)第四章 (6)4-1.说明差动变隙式电感传感器的主要组成、工作原理和基本特征。
(6)4 -3.差动变压器式传感器有哪几种结构形式？各有什么特点？ (6)4-10.何为涡流效应？怎用利用涡流效应进行位移测量？ (7)4-11.电涡流的形成范围包括哪些内容？他们的主要特点是什么？ (7)5.用电感式传感器设计应用 (8)第五章 (8)5-1.根据工作原理可以将电容式传感器分为哪几类？每种类型各有什么特点？各适用于什么场合？ (8)5-9.简述差动式电容测厚传感器系统的工作原理。
(8)第六章 (9)6-1.什么叫正压电效应和逆压电效应？什么叫纵向压电效应和横向压电效应？ (9)6-3.简述压电陶瓷的结构及其特性。
(9)3.利用压电式传感器设计一个应用系统 (10)第七章 (10)7-4.什么是霍尔效应？霍尔电势与哪些因素有关？ (10)7-6.温度变化对霍尔元件输出电势有什么影响？怎样补偿？ (10)第八章 (11)8-1.光电效应有哪几种？相对应的光电器件有哪些？ (11)8-2.试述光敏电阻、光敏二极管、光敏晶体管和光电池的工作原理，在实际应用时各有什么特点？ (11)8-6.光在光纤中是怎样传输的？对光纤及入射光的入射角有什么要求？ (12)8-7.试用光电开关设计一个应用系统。
(13)第九章 (13)9-1.简述气敏元件的工作原理 (13)9-2.为什么多数气敏元件都附有加热器 (13)9-3.什么叫湿敏电阻？湿敏电阻有哪些类型？各有什么特点？ (14)第十章 (14)10-1.超声波在介质中传播具有哪些特性？ (14)10-2.图10-3中，超声波探头的吸收块作用是什么？ (15)10-3.超声波物位测量有几种方式?各有什么特点？ (15)10-5.已知超声波探头垂直安装在被测介质底部，超声波在被猜测介质中的传播速度为1460m/s，测得时间间隔为28μs，试求物位高度？ (15)第十一章 (15)11-1.简述微波传感器的测量机理。
《电工电子技术与技能》教案
《电工电子技术与技能》教案第一章：电工电子技术基础1.1 电流、电压和电阻的概念1.2 欧姆定律的应用1.3 电路的基本元件1.4 电路的基本连接方式1.5 电路的基本测量工具及使用方法第二章：直流电路分析2.1 直流电路的基本概念2.2 电压源和电流源的等效变换2.3 基尔霍夫定律的应用2.4 电路的简化方法2.5 电路的故障检测与排除第三章：交流电路分析3.1 交流电路的基本概念3.2 交流电的相位和频率3.3 交流电路的电阻、电抗和容抗3.4 交流电路的功率计算3.5 交流电路的谐振现象第四章：电子元器件4.1 电阻、电容和电感的作用及应用4.2 半导体器件的二极管和三极管4.3 晶体管放大电路的基本原理4.4 场效应晶体管和功率晶体管4.5 集成电路的基本概念与应用第五章：基本放大电路5.1 放大电路的基本原理5.2 放大电路的分类及特点5.3 放大电路的设计与调试5.4 放大电路的应用实例5.5 放大电路的故障检测与排除第六章：电源和稳压电路6.1 电源的分类及工作原理6.2 稳压电源的设计与应用6.3 电源滤波电路的作用与设计6.4 电源保护电路的设计与实现6.5 电源电路的故障检测与排除第七章：电动机及其控制7.1 电动机的分类和工作原理7.2 电动机的启动和制动方法7.3 电动机的保护与维修7.4 常用电动机控制电路的设计与实现7.5 电动机控制电路的故障检测与排除第八章：继电接触器控制系统8.1 继电器和接触器的原理与结构8.2 继电器和接触器控制系统的设计与实现8.3 常用继电器和接触器控制电路的应用实例8.4 继电器和接触器控制系统的故障检测与排除8.5 继电器和接触器控制系统的优化与改进第九章：数字电路基础9.1 数字电路的基本概念9.2 逻辑门电路的设计与实现9.3 逻辑电路的设计与分析9.4 数字电路的仿真与实验9.5 数字电路在电工电子技术中的应用第十章：数字电路应用实例10.1 数字电路在通信技术中的应用10.2 数字电路在计算机技术中的应用10.3 数字电路在测量技术中的应用10.4 数字电路在自动控制系统中的应用10.5 数字电路应用实例的故障检测与排除第十一章：传感器与信号处理11.1 传感器的分类与工作原理11.2 传感器的选用与安装11.3 信号处理电路的设计与实现11.4 信号调理电路的应用实例11.5 传感器与信号处理电路的故障检测与排除第十二章：电气控制与PLC编程12.1 电气控制系统的基本组成与原理12.2 继电器控制系统的设计与实现12.3 可编程逻辑控制器（PLC）的基本原理与应用12.4 PLC编程软件的使用与编程实践12.5 电气控制与PLC编程的故障检测与排除第十三章：变频器与调速控制13.1 变频器的工作原理与选用13.2 变频器控制电路的设计与实现13.3 电动机的变频调速技术13.4 变频器在工业应用中的案例分析13.5 变频器与调速控制系统的故障检测与排除第十四章：电力电子技术14.1 电力电子器件的原理与应用14.2 电力电子变换器的设计与实现14.3 电力电子技术在电力系统中的应用14.4 电力电子设备的故障与保护14.5 电力电子技术的未来发展趋势第十五章：电工电子项目的实践与创新15.1 电工电子项目的设计与实施流程15.2 项目实践中的安全注意事项15.3 创新性项目的选题与设计思路15.5 项目实践与创新的经验分享重点和难点解析第一章：电工电子技术基础重点：电流、电压和电阻的概念，欧姆定律的应用，电路的基本元件和基本连接方式。
煤矿安全监测监控 第十一章
煤矿用低浓度载体催化甲烷传感器的调校
(11)显示定义：左起第一位功能显示含义如下：
1—调零；2—灵敏度调节；3—调报警点；4—调断电点；
5—自检。
后3位：测量值显示(单位：％)。
(12)报警方式：二极管间歇式声光报警；声音强度≥80dB； 光强：能见度>20m，
(13)报警点设置：0.50％CH4～2.50％CH4连续可调，
煤矿用低浓度载体催化甲烷传感器的调校
6)自检 为了方便检查传感器功能是否正常，本传感器专门设
计了自检功能。具体的使用方法是：将遥控器对准传感器显 示窗，按动遥控器上的“选择”键，使传感器显示寓内的小 数码管显示“5”，此时正常情况传感器的显示值应为2.00 ，并伴有声光报警及断电信号输出，对应的输出信号值应为 360Hz(或是1.80mA)如与上述特征不符则说明传感器损坏。
煤矿用热导式高浓度甲烷传感器的调校
(11)显示定义：左起第一位功能显示含义如下： l—热催化调零； 2—热催化灵敏度调节； 3—热导调零； 4—热导灵敏度调节； 5—调报警点； 6—调断电点； 7—调复电点； 8—自检。
后3位：测量值显示(单位：％)。 (12)报警方式：二极管间歇式声光报警；声音强度≥80dB ；光强：能见度>20m。 (13)报警点设置：0.50％CH4～2.50％CH4连续可调。 (14)断电信号值设置：0.50％CH4、0.75％CH4、1.00％ CH4、1.25％CH4、1.50％CH4。
检测技术第11章部分练习答案
第十一章数字式位置传感器思考题与习题答案1．单项选择题1）数字式位置传感器不能用于____C____的测量。
A. 机床刀具的位移B．机械手的旋转角度Ｃ．人体步行速度Ｄ．机床的位置控制2）不能直接用于直线位移测量的传感器是_____C____。
Ａ．长光栅Ｂ．长磁栅Ｃ．角编码器3）绝对式位置传感器输出的信号是_____D___，增量式位置传感器输出的信号是_____C___。
Ａ．电流信号Ｂ．电压信号Ｃ．脉冲信号Ｄ．二进制格雷码4）有一只10码道绝对式角编码器，其分辨率为____B______，能分辨的最小角位移为_____E___。
Ａ．1/10 Ｂ．1/210Ｃ．1/102Ｄ．3.6 °Ｅ．0.35°F．0.01°５）有一只1024p/r增量式角编码器，在零位脉冲之后，光敏元件连续输出10241个脉冲。
则该编码器的转轴从零位开始转过了____C____。
Ａ．10241圈Ｂ．1/10241圈Ｃ．10又1/1024圈Ｄ．11圈６）有一只2048p/r增量式角编码器，光敏元件在30秒内连续输出了204800个脉冲。
则该编码器转轴的转速为____D____。
A．204800r/min B．60⨯204800 r/min C．（100/30）r/min D．200r/min７）某直线光栅每毫米刻线数为50线，采用四细分技术，则该光栅的分辨力为_____A____。
A．5μm B．50μm C．4μm D．20μm8）能将直线位移转变成角位移的机械装置是___B____。
A．丝杠-螺母B．齿轮-齿条C．蜗轮-蜗杆9）光栅中采用sin和cos两套光电元件是为了___B___。
A．提高信号幅度B．辩向C．抗干扰D．作三角函数运算10）光栅传感器利用莫尔条纹来达到____C____。
Ａ．提高光栅的分辨力Ｂ．辩向的目的Ｃ．使光敏元件能分辨主光栅移动时引起的光强变化Ｄ．细分的目的11）当主光栅与指示光栅的夹角为θ（rad）、主光栅与指示光栅相对移动一个栅距时，莫尔条纹移动____A____。