传感器原理及应用全套配套课件PPT动画教学大纲课堂练习.pptx 27页

'课堂练习现代信息技术的三大支柱是什么，它们分别起到什么作用？2)准确描述传感器定义，说明它包含了哪些含义？3)画出检测系统组成原理框图；4)空调和电冰箱中采用了哪些传感器？它们分别起到什么作用？ 课堂练习1.传感器的线性度指标是表征什么内容的参数？2.两个电子秤的传感器分别标有1mV/g.V、0.5mV/g.V，问哪个传感器灵敏度高？3.两个电子秤可感受的最小感量分别为：0.1g、0.05g，问哪个分辨率高？4.一阶传感器系统的动态响应主要取决于哪个参数，减小这个参数可以改善传感器的什么特性？5.传感器传递函数的定义是什么？传递函数可以反应传感器的哪些特征？ 课堂练习有一吊车的拉力传感器如图所示：其中电阻应变片R1、R2、R3、R4贴在等截面轴上。已知R1、R2、R3、R4标称阻值均为120Ω，桥路电压为2V，物重M引起R1、R2变化增量为1.2Ω。请完成以下内容：画出应变片组成的电桥电路,标出各应变片；计算电桥输出电压和电桥的输出灵敏度；③说明R3、R4起到什么作用？ 课堂作业二极管双T型电路和压差传感器结构如下图所示，已知电源电压UE=10V，频率f=1MHz，R1=R2=40kΩ,压差电容C1=C2=10pF,RL=20kΩ。试分析，当压力传感器有压差PH＞PL，使电容变化ΔC=1pF时，一个周期内负载电阻上产生的输出电压URL大小与方向(并用尖头表示）。 课堂练习图为螺线管式差动变压器通过测量位移检测非电信号的等效电路结构示意图，请分析并回答下列问题：（1）当衔铁位于中心位置时，理论上讲输出电压为零，而实际上差动变压器输出电压不为零，我们把这个不为零的电压称为什么电压？简述产生该电压的原因及宜采用哪些方法进行补偿？差动变压器等效电路（2）铁芯T处于线圈中间位置时，次级线圈输出电压U0=0，当铁芯向下移动时，输出电压U0的大小和相位极性如何变化？（3）说明采用哪种转换电路可以直接由输出电压的大小与极性区别位移的大小和方向？ 课堂练习1.电阻式传感器是把被测量—电阻—电压电流的变化；描述电容式传感器和电感式传感器是怎样一个过程？2.什么是零点残余电压？简述零点残余电压产生的原因，并提出解决方法。3.什么是电涡流效应？电涡流分布有什么特点？通过电涡流传感器可以检测哪些物理量？4.下图中利用电涡流传感器对工件数量进行检测，问工件需要具备哪些特征？并说明原理。传感器工件输送带 课堂练习电机通断控制电路，VT三极管功率驱动1A负载，PT-525为开关型霍尔元件；叙述电路工作原理；磁钢接近时霍尔元件导通（低），电机M的状态？磁钢远离时霍尔元件截止（高），电机M的状态？D4.7KPST-525MSN12V1.1KC0.1μVT①②③ 课堂练习具体请说明下图中霍尔传感器实现计数的原理，并画出电路输出信号的波形示意图。NS霍尔元件钢珠绝缘传送带磁钢信号输出+VCCC22μVT11KSN计数器LM741SL3051+12V470K470K1K10K 课堂练习2.右图为热释电元件内部结构图，请说明图中FET是什么元件，Rg与FET起什么作用?1.下图为超声波传感器的三种基本应用方式，请说明它们分别为什么工作方式，并解释发射与接收器件分别利用什么效应。 课堂练习①GP—IS01是什么器件，内部由哪两种器件组成？②当用物体遮挡光路时，发光二极管LED有什么变化？③R1是什么电阻，在电路中起到什么作用？如果VD二极管最大额定电流为60mA，（硅管压降0.7V）R1应该如何选择？光电传感器控制电路如图所示，回答下类问题：若GP—IS01中的VD二极管反向连接，电路状态如何？晶体管VT、LED如何变化？ 课堂练习左图为一种Y结构型光纤位移测量原理图，光源的光经光纤的一个分支入射，经物体反射后由光纤的另一分支将信号输出到光探测器上。请回答下列问题：1.光探测器的输出信号与被测距离有什么样关系，试说明其调制原理，画出位移相对光强输出特性曲线。2.右图为一光纤转速测量装置原理示意图，请画出光电探测器检测的波形示意图。若检测的信号频率为1000Hz，计算出电机转速。 分析电路原理，回答问题：1.简述电阻型半导体气敏传感器的导电机理；2.下图中QM-5是哪种类型的气敏传感器；3.当气体(酒精)浓度变化时传感器A-B两端如何变化？M点信号电压如何变化？输出LED如何变化？调节电位器Rp有什么作用？课堂练习 课堂练习1.放射性同位素衰变时，放出一种特殊的，带有一定能量的粒子或射线，这种现象称为什么。2.放射性同位素在衰变过程中能放出哪三种射线。3.射线探测器主要有哪些类型？利用核辐射探测技术，可以进行哪些测量，有哪些特点。4.利用放射性测量的系统与其他测量系统最大不同之处是什么？5.下面两个图分别为什么测量方式？可以进行那些的测量？ -+课堂练习下图为AD590典型应用温控电路，请回答下列问题：1.AD590是哪种类型的温度传感器，输出形式是什么？2.分析电路，说明若温度T↑（上升），AD590如何的变化；比较器LM311的输出电压如何变化；VT达林顿管如何变化；加热器结果怎样？3.调节电路中R2有什么作用？ 课堂练习下图为一红外测温系统，其中测温用红外探测器是热释电元件，请回答以下问题：热释电探测器测温原理，热释电元件利用器件特性将温度变化转换为电信号时，经过了哪两次信息变换过程？红外测温有什么优点；2.步进电机带动的转盘有什么作用？透镜和滤光片起到什么作用？3.电路中温敏二极管传感器起到了什么作用？转盘 习题请选择下列较合适的传感器，检测给出的各种物理量。可做多项选择被测量：1.机械振动(频率)；2.高压气瓶形变；3.20Kg电子秤；4.10T吊车吊秤；汽车衡；5.管道气体压力；6.灌装液位；灌装物位；7.1-5mm位移；8.1-100mm位移；9.钢板厚度；10.转速；11.振动加速度；12.无触点开关（如翻盖手机）。传感器：应变仪；电阻式（柱式、梁式、膜片）式测力传感器；压电式；差动变压器式；变磁阻式；电涡流式；电容式（变面积、变介电常数、变极距）；磁电式（电动式）；霍尔传感器。 请选择下列较合适的传感器，检测以下的各种被测量。可做多项选择传感器：应变仪；电阻式（柱式、梁式、膜片）式测力传感器；压电式；差动变压器式；变磁阻式；电涡流式；电容式（变面积、变介电常数、变极距）。被测量：桥梁（机械）振动——应变仪；压电式电子秤（20kg）——梁式应变测力传感器吊车吊秤（5T）——柱式应变测力传感器管道（气体）压力——膜片式（电阻、电容）传感器液位、物位——电容式（测介电常数）1-5mm位移——电感式（变磁阻）；电容式（变极距）；1-100mm位移——差动变压器式；电容式（变面积）；钢板厚度——电涡流式；差动变压器；电容式（变极距）加速度——压电式；电感式；电容式；电阻式答案 习题1.用石英晶体加速度计及电荷放大器测量加速度;已知：加速度计灵敏度为5pc/g，电荷放大器灵敏度为50mV/pc，当机器加速度达到最大值时，相应输出电压幅值为2V；试求该机器的振动加速度。2.霍尔元件灵敏度KH=40V(A·T)，控制电流I=3.0mA，写出它置于1×10-4～5×10-4T线性变化的磁场中输出的霍尔电势范围？3.比较霍尔元件、磁敏电阻、磁敏晶体管，它们有哪些相同之处和不同之处？简述其各自的特点。4.什么是霍尔效应？霍尔元件常采用什么材料，为什么不采用金属材料。5.写出霍尔电压表达式（UH），由此说明霍尔元件主要测量哪些物理量，或通过什么物理量测量非电量。 习题请选择下列较合适的传感器，检测给出的各种物理量。可做多项选择被测量：机械振动(频率)；高压气瓶形变；20Kg电子秤；10T吊车吊秤；汽车衡；管道气体压力；灌装液位；灌装物位；1-5mm位移；1-100mm位移；钢板厚度；转速；振动加速度；磁场强度；翻盖手机。传感器：应变仪；电阻式（柱式、梁式、膜片）式测力传感器；压电式；差动变压器式；变磁阻式；电涡流式；电容式（变面积、变介电常数、变极距）；磁电式（电动式）；霍尔传感器。 请选择下列较合适的传感器，检测以下的各种被测量。可做多项选择传感器：应变仪；电阻式（柱式、梁式、膜片）式测力传感器；压电式；差动变压器式；变磁阻式；电涡流式；电容式（变面积、变介电常数、变极距）。被测量：桥梁（机械）振动——应变仪；压电式电子秤（20kg）——梁式应变测力传感器吊车吊秤（5T）——柱式应变测力传感器管道（气体）压力——膜片式（电阻、电容）传感器液位、物位——电容式（测介电常数）1-5mm位移——电感式（变磁阻）；电容式（变极距）；1-100mm位移——差动变压器式；电容式（变面积）；钢板厚度——电涡流式；差动变压器；电容式（变极距）加速度——压电式；电感式；电容式；电阻式答案 被测量：桥梁（机械）振动——应变仪；压电式；电涡流（金属材料）测量仪器前置放大传感器压电传感器简单测量系统 被测量：电子秤（20kg）——梁式应变测力传感器吊车吊秤（5T）——柱式、梁式应变测力传感器汽车衡——柱式 被测量：管道（气体）压力——膜片式（电阻、电容、电感）传感器R1R20.58R3R4隔离膜片中央膜片传感器凸玻璃圆片弹性膜片(动电极)固定电极P 被测量：液位、物位——电容式（测介电常数）Dd检测电路测定电极储罐ε0ε1hxH 被测量：1-5mm位移——电感式（变磁阻）；电容式（变极距）； 被测量：钢板厚度——电涡流式；差动变压器；电容式（变极距） 被测量：加速度——压电式；电感式；电容式；电阻式弹簧片定极板2质量块（动极板）定极板1绝缘体aC1C2m'