自動檢測技術(shù)及應(yīng)用各章基本概念知識點總結(jié)考試重要考點

【20XX年】自動檢測技術(shù)及應(yīng)用各章基本概念【最新經(jīng)典版】1.應(yīng)變效應(yīng)：導(dǎo)體或半導(dǎo)體材料在外界力的作用下，會產(chǎn)生機(jī)械變形，其電阻值也將隨著發(fā)生變化，這種現(xiàn)象稱為應(yīng)變效應(yīng)。2.壓阻效應(yīng)：單晶硅材料在受到應(yīng)力作用后，電阻率發(fā)生明顯變化這種現(xiàn)象稱為壓阻效應(yīng)。3.橫向效應(yīng)：直線的電阻絲繞成敏感柵后長度相同但應(yīng)變不同，圓弧部分使靈敏度K下降了，這種現(xiàn)象稱為橫向效應(yīng)。4.電渦流效應(yīng)（電渦流）：金屬導(dǎo)體置于變化的磁場中，導(dǎo)體的表面就會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流的流線在金屬體內(nèi)自行閉合，這種由電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生的旋渦狀感應(yīng)電流稱為電渦流，這種現(xiàn)象稱為電渦流效應(yīng)。5.某些電介質(zhì)在沿一定方向上受到外力的作用而變形時，內(nèi)部會產(chǎn)生極化現(xiàn)象，同時在其表面上產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉后，又重新回到不帶電是狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。壓電傳感器特點：體積小、重量輕、頻響高、信噪比達(dá)等特點，由于它沒有運動部件，因此此結(jié)構(gòu)堅固、可靠性、穩(wěn)定性高。6.正壓電效應(yīng)：當(dāng)作用力方向改變時，電荷的極性也隨之改變，這種機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為正壓電效應(yīng)。7.逆壓電效應(yīng)：當(dāng)在電介質(zhì)極化方向施加交變電場或電壓，這些電介質(zhì)也會產(chǎn)生形變，當(dāng)去掉外加電場時，電介質(zhì)變形隨之消失，這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。8.多普勒效應(yīng)：是指運動物體迎著波源運動時，波被壓縮，波長變得較短，頻率變得較高；當(dāng)物體背著波源運動時，會產(chǎn)生相反效應(yīng)。9.霍爾效應(yīng)：金屬或半導(dǎo)體薄片置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中，磁場方向垂直于薄片，當(dāng)有電流I流過薄片時，在垂直于電流I和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向上將產(chǎn)生電動勢EH，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。該電動勢稱為霍爾電動勢，上述金屬或半導(dǎo)體薄片稱為霍爾元件。用霍爾元件做成的傳感器稱為霍爾傳感器。10.磁阻效應(yīng)：外加磁場使半導(dǎo)體（導(dǎo)體）的電阻值隨磁場變化的現(xiàn)象稱磁阻效應(yīng)。11.熱電效應(yīng)：在兩種不同材料的導(dǎo)體A和B組成的閉合回路中，當(dāng)兩個結(jié)點溫度不同時，回路中將產(chǎn)生電動勢，這種物理現(xiàn)象稱為熱電效應(yīng)。兩種不同材料的導(dǎo)體所組成的回路稱為熱電偶，組成熱電偶的導(dǎo)體稱為熱電極，熱電偶所產(chǎn)生的電動勢稱為熱電動勢。12.光電效應(yīng)：用光照射某一物體，可以看作物體受到一連串能量為hf的光子的轟擊，組成這物體的材料吸收光子能量而發(fā)生相應(yīng)電效應(yīng)的物理現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)。光電效應(yīng)分為三類：1）在光線的作用下能使電子逸出物體表面的現(xiàn)象稱為外光電效應(yīng)，eg:光電管、光電倍增管、光電攝像管等；2）在光線的作用下能使物體的電阻率改變的現(xiàn)象稱為內(nèi)光電效應(yīng)，eg:光敏電阻、光敏二極管、光敏晶體管及光敏晶閘管等；3）在光線的作用下，物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象稱為光生伏特效應(yīng)，eg:光電池等。1）類屬于玻璃真空管元件，2）、3）類屬于半導(dǎo)體元件。13.濕敏效應(yīng)：某些材料吸收空氣中的水份而導(dǎo)致本身電阻值發(fā)生變化，這一物理現(xiàn)象稱為濕敏效應(yīng)。14.氣敏效應(yīng)：某些氧化物半導(dǎo)體材料吸附氣體后其本身的電導(dǎo)率發(fā)生變化,這一物理現(xiàn)象稱為氣敏效應(yīng)。15.測量的三要素是：測量單位、測量方法、測量工具。16檢測是利用各種物理、化學(xué)效應(yīng)，選擇合適的方法與裝置，將產(chǎn)生、科研、生活等各方面的有關(guān)信息通過檢查與測量的方法賦予定性或定量結(jié)果的過程。能自動地完成整個檢查處理過程的技術(shù)稱為自動檢測技術(shù)。17.測量是借助專門的技術(shù)和儀表設(shè)備，采用一定的方法取得某一客觀事物定量數(shù)據(jù)資料的實踐過程。18.測量方法分類:1）偏位式測量，eg:彈簧秤、高斯計；2）零位式測量，eg:平衡式電橋；3）微差式測量，eg:天平、水銀溫度計。19.測量誤差：1）絕對誤差：一個被測量值A(chǔ)x與真值A(chǔ)0之間總是存在著一個差值，這種差值稱為絕對誤差。2）相對誤差：1、示值相對誤差：用絕對誤差與被測量的百分比來表示；2、引用誤差：用測量儀表的絕對誤差與儀器滿度值的百分比來表示。20.準(zhǔn)確度等級：0.10.20.51.01.52.55.021.測量誤差的分類：粗大誤差（過失誤差）、系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差。22.傳感器是一種以測量為目的，以一定的準(zhǔn)確度，把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定關(guān)系的、便于處理的另一種可用信號的測量裝置。傳感器的輸出信號多為易于處理的電量，如電壓、電流、頻率等。23.傳感器由敏感元件、傳感元件及測量轉(zhuǎn)換電路三部分組成。25.敏感元件是在傳感器中直接感受被測量的元件，即被測量通過傳感器的敏感元件轉(zhuǎn)換成與被測量有確定關(guān)系、更易于轉(zhuǎn)換的非電量。這一非電量通過傳感元件后被轉(zhuǎn)換成參電量。測量轉(zhuǎn)換電路的作用是將傳感元件的參電量轉(zhuǎn)換成易于處理的電壓、電流或頻率量。26.傳感器靜態(tài)特性：是指檢測系統(tǒng)的輸入為不隨時間變化的恒定信號時，系統(tǒng)的輸出與輸入之間的關(guān)系。27.靜特性技術(shù)指標(biāo)：1.靈敏度K：傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出與輸入變化值之比；2.分辨力：一般可以認(rèn)為該表的最后一位所表示的數(shù)值就是它的分辨力；分辨率：將分辨力除以儀表的滿量程就是儀表的分辨率，分辨率常以百分比或幾分之一表示，是量綱為1的數(shù)。3.線性度：又稱非線性誤差，是指傳感器實際特性曲線與擬合直線（理論直線）之間的最大偏差的值與傳感器滿量程范圍內(nèi)的輸出之百分比。4.遲滯誤差：又稱回差或變差，是指傳感器正向特性和反向特性的不一致程度（越小越好，產(chǎn)生原因：由于傳感器敏感元件材料的物理性質(zhì)和機(jī)械零部件的缺陷所造成的）。5.穩(wěn)定性[單位mV/(8h)]：包含穩(wěn)定度和環(huán)境影響量兩個方面。穩(wěn)定度指的是儀表的示值變化量和時間的長短之比來表示。6.電磁兼容性：是指電子設(shè)備在規(guī)定的電磁干擾環(huán)境中能按照原設(shè)計而正常工作的能力，而且也不向處于同一環(huán)境中的其他設(shè)備釋放超過允許范圍的電磁干擾。7.可靠性：是反應(yīng)傳感器和檢測系統(tǒng)在規(guī)定的條件下，在更大的時間內(nèi)是否耐用的一種綜合性的質(zhì)量指標(biāo)。三種指標(biāo)：1.故障平均間隔時間是指兩次故障間隔的時間；2.平均修復(fù)時間：是指排除故障所話費的時間。3.故障率或失效率。28.“老化”試驗：在檢測系統(tǒng)通電的情況下，將之放置于高溫環(huán)境-低溫環(huán)境-高溫環(huán)境......，反復(fù)循環(huán)?！袄匣痹囼炘颍?.為了加速渡過早期失效期，提早發(fā)現(xiàn)故障；2.“老化”試驗之后的系統(tǒng)在現(xiàn)場使用時，故障率大為降低，可靠性提高。29.應(yīng)變片可分為金屬應(yīng)變片及半導(dǎo)體應(yīng)變片兩大類。金屬應(yīng)變片可分為金屬絲式、箔式、薄膜式等。應(yīng)變片具有體積小、價格便宜、準(zhǔn)確度高、頻響應(yīng)好等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于應(yīng)變、應(yīng)力、力、重量、扭矩等非電量測量中。30.電橋平衡條件：為了使電橋在測量前的輸出電壓為零，應(yīng)選擇4個橋臂電阻，使R1R3=R2R4或R1/R2=R4/R3。31.應(yīng)變電橋有3種不同的工作方式：1.單臂半橋工作方式，R1為應(yīng)變片，靈敏度最低；2.雙臂半橋工作方式，R1、R2為應(yīng)變片，靈敏度較高；3.全橋工作方式，即電橋的4個橋臂都為應(yīng)變片，靈敏度最高。32.采用雙臂半橋或全橋的好處是能實現(xiàn)溫度自補(bǔ)償功能。33.只要組成全橋的4個應(yīng)變片感受到的溫度相同，就能夠克服溫漂。34.熱電阻傳感器按熱電阻性質(zhì)和靈敏度不同，可分為金屬熱電阻和半導(dǎo)體熱電阻（熱敏電阻）兩大類。金屬熱電阻：簡稱熱電阻，常用材料箔（-200~+960℃）、銅（-50~+150℃適用于測量低溫、無水分、無腐蝕性介質(zhì)的溫度）。35.熱敏電阻分為：負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻（NTC）和正溫度系數(shù)熱敏電阻（PTC）。36.NTC又可分為：第一類負(fù)指數(shù)型，用于溫度測量，它的電阻值與溫度之間呈嚴(yán)格的負(fù)指數(shù)關(guān)系；第二類為突變型，又稱臨界溫度型（CTR）。37.標(biāo)定：電路先進(jìn)行調(diào)零再調(diào)滿度，最后再驗證刻度盤中其他各點的誤差是否在允許范圍內(nèi)。（具體做法：）38.自感傳感器（接觸式）的分類：變隙式電感傳感器、變截面角位移式電感傳感器、螺線管式電感傳感器、差動電感傳感器。39.差動電感傳感器的優(yōu)點：線性較好，靈敏度約為非差動式電感傳感器的兩倍。對外界影響，如溫度的變化、電源頻率的變化等也基本上可以互相抵消，銜鐵承受的電磁吸力也較小，從而減小了測量誤差。40.差動變壓器提高靈敏度措施：1.在一次繞組不致過熱的情況下，可適當(dāng)提高勵磁電壓，但以不超過10V為宜；2.激勵源電源頻率以1~10kHz為好。41.我國從DDZ-Ⅲ型電動儀表開始，規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)電流型儀表的輸出為4~20mA，對應(yīng)的輸出電壓為1~5V（舊標(biāo)準(zhǔn)為0~10mA或0~2V）。在這種信號制中，4mA對應(yīng)于零輸入，20mA對應(yīng)于滿度輸入。不讓信號占有0~4mA這一范圍的原因，一方面是有利于判斷線路故障或儀表故障；另一方面，這類一次儀表內(nèi)部均采用微電流集成電路，總的耗電還不到4mA，因此還能利用0~4mA這一部分“本底”電流為一次儀表的內(nèi)部電路提供工作電流，使一次儀表稱為兩線制儀表。42.電渦流傳感器探頭的直徑越大，測量范圍就越大，但分辨力就越差，靈敏度也降低。43.電容傳感器類型：1.變面積式電容傳感器（平板形直線位移式、同心圓筒形、角位移），2.變極距式電容傳感器（測量量微小位移，靈敏度高）、差動電容傳感器、3.變介電常數(shù)式電容傳感器。44.電容接近開關(guān)使用時必須遠(yuǎn)離金屬物體。即使是絕緣體，對它仍有一定的影響。它對高頻電場也十分敏感，因此兩只電容接近開關(guān)也不能靠得太近，以免相互影響。45.對金屬物體而言，不必使用易受干擾的電容接近開關(guān)，而應(yīng)選擇電渦流接近開關(guān)。因此只有在測量含水分較多的介質(zhì)時才選擇電容接近開關(guān)。46.壓電式傳感器不適合靜態(tài)、緩慢變化的測量。47.壓電傳感器中的壓電元件材料主要有三類：壓電晶體（單晶體）、壓電陶瓷（多晶體）和高分子壓電材料。48.電荷放大器不具有放大效應(yīng)，是把電荷轉(zhuǎn)換為電壓的轉(zhuǎn)換器。49.聲波是一種機(jī)械波，它的振動頻率在20Hz-20kHz，稱為可聞聲波；低于20Hz的機(jī)械振動人耳不可聞，稱為次聲波；頻率高于20kHz的機(jī)械振動稱為超聲波（超聲波頻率越高，其聲場指向性越好，與光波的發(fā)射、折射特性越接近）。50.超聲波傳感器可以進(jìn)行深度檢測，可分為縱波、橫波、表面波等。51.超聲波換能器（超聲波探頭）是將電能與聲能進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的器件，它是決定超聲儀器性能最基本、最重要的器件。52.換能器：將非電能量轉(zhuǎn)換成電能量，不需要外電源，稱換能器。53.以固體為傳導(dǎo)介質(zhì)的超聲探頭常見的有：1.單晶直探頭2.雙晶直探頭3.斜探頭4.聚焦探頭。54.耦合技術(shù)：無論是直探頭還是斜探頭，一般不能直接將其放在被測介質(zhì)（特別是粗糙金屬）表面來回移動，以防磨損。更重要的是，由于超聲探頭與被測物體接觸時，在工件表面不平整的情況下，探頭與被測物體表面必然存在一層空氣薄層。空氣的密度很小，將引起三個界面間強(qiáng)烈的雜亂反射波，造成干擾，而且空氣也將對超聲波造成很大的衰減。為此，必須將接觸面之間的空氣排擠掉，使超聲波能順利地入射到被測介質(zhì)中。在工業(yè)中，經(jīng)常使用一種稱為耦合劑的液體物質(zhì)，使之充滿在接觸層中，起到傳遞超聲波的作用。55.常用的耦合劑有水、機(jī)油、甘油、水玻璃、膠水、化學(xué)漿糊、洗潔精等。耦合劑的厚度應(yīng)盡量薄一些，以減少耦合損耗。所用耦合劑不應(yīng)對被測物產(chǎn)生腐蝕。56.超聲波防盜報警器：發(fā)射器發(fā)射f=40kHz（40kHz工作頻率可使空氣探頭與空氣之間有較好的阻抗耦合，并可避開環(huán)境噪聲干擾）左右的連續(xù)超聲波。當(dāng)人進(jìn)入信號的有效區(qū)域，相對速度v，從人體反射回接收器的超聲波將由于多普勒效應(yīng)，而發(fā)生頻率偏移△f。當(dāng)人體靜止不動時，△f=0；當(dāng)人體接近反射探頭時，△f為正值；當(dāng)人體遠(yuǎn)離發(fā)射探頭時，△f為負(fù)值；當(dāng)人體斜向運動時，△f取決于運動方向與發(fā)射器軸線夾角的余弦。57.無損探傷：是在不損壞工件或原材料工作狀態(tài)的前提下，對被檢驗部件的表面和內(nèi)部質(zhì)量進(jìn)行檢查的一種測試手段。58.常用的無損探傷方法有：X光射線探傷、超聲波探傷、磁粉探傷、滲透探傷、渦流探傷、γ射線探傷、螢光探傷、著色探傷等方法。59.熱電偶測溫的主要優(yōu)點：1.屬于自發(fā)電型傳感器，因此測量時可以不需要外加電源，可直接驅(qū)動動圈式儀表；2.結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，熱電偶的電極不受大小和形狀的限制，可按照需要選擇；3.測溫范圍廣，高溫?zé)犭娕伎蛇_(dá)1800℃以上，低溫?zé)犭娕伎蛇_(dá)-270℃；4.測量準(zhǔn)確度較高，各溫區(qū)中的誤差均符合國際計量委員會的標(biāo)準(zhǔn)。60.熱電偶冷端的延長：實際測溫時，由于熱電偶長度有限，自由端溫度將直接受到被測物溫度和周圍環(huán)境穩(wěn)定度的影響，從而造成測量誤差。雖然可以將熱電偶做得很長，但這將提高測量系統(tǒng)的成本，是很不經(jīng)濟(jì)的。工業(yè)中一般是采用補(bǔ)償導(dǎo)線來延長熱電偶的冷端，使之遠(yuǎn)離高溫區(qū)。61.光敏電阻的特性：1.暗電阻是置于室溫、全暗條件下測得的穩(wěn)定電阻值稱為暗電阻，通常大于10MΩ。光敏電阻收溫度影響甚大，暗電阻減小，暗電流增大，靈敏度下降，這是光敏電阻的一大缺點；2.光電特性：在光敏電阻兩極電壓固定不變時，光照度與電阻及電流間的關(guān)系稱為光電特性；3.響應(yīng)時間：光敏電阻受光照后，光電流需要經(jīng)過一段時間（上升時間）才能達(dá)到其穩(wěn)定值。同樣，在停止光照后，光電流也需要經(jīng)過一段時間（下降時間）才能恢復(fù)到其暗電流值，這就是光敏電阻的時延特性。光敏電阻的上升響應(yīng)時間和下降響應(yīng)時間約為10-2-10-3s，可見光敏電阻不能用在要求快速響應(yīng)的場合。62.光電開關(guān)與光電斷續(xù)器的區(qū)別：都是用來檢測物體的靠近、通過等狀態(tài)的光電傳感器。從原理上講，光電開關(guān)及光電斷續(xù)器沒有太大的差別，都是由紅外線發(fā)射元件與光敏接受元件組成，只是光電斷續(xù)器是整體結(jié)構(gòu)，其檢測距離只有幾毫米至幾十毫米，而光電開關(guān)的檢測距離可達(dá)幾米至幾十米。63.熱電偶、熱電阻工作原理及特點：1.熱電偶工作原理：在兩種不同材料的導(dǎo)體A和B組成的閉合回路中，當(dāng)兩個結(jié)點溫度不同時，回路中