1. 偶测温的基本原理是两种不同成份的材质导体组成闭合回路,当两端存在温度梯度时,回路中就会有电流通过,此时两端之间就存在电动势——热电动势,这就是所谓的塞贝克效应。
2. 3. 4. 5. 6. 7.
热电偶产生的热电势由两种导体的接触电动势和单一导体的温差电动势组成。 热电偶测温条件:热电偶两个电极材料不同, 两个接点的温度不同。
中间温度定律:只有冷端温度不变时,热电势才与热端温度t成单值对应关系,但实际上冷端温度固定不变是不可能的。如把冷端放在冰水混合物中,可以使冷端保持0℃。 中间导体定律:在热电偶回路中接入第三、第四种均质材料的导体后,只要中间接入的导体两端具有相同的温度,就不会影响热电偶的热电势。
在热电偶回路中引入各种显示仪表和连接导线,可以采用各种焊接方法来焊制热电偶,只要保证引入的中间导体两端的温度相同,就不致影响热电偶回路的热电势。
热电偶的冷端补偿: (1)冰浴法:在实验室条件下常将热电偶冷端置于冰点恒温槽中,使冷端温度恒定在0℃时进行测温,这种方法称为冰浴法。(2)电桥补偿法:是利用不平衡电桥,来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势的变化。
8. 冷端温度修正: 热电偶分度表是以冷端温度为0℃为基础而制成的,所以如欲直接利用分度表根据显示仪表的读数求得温度必须使冷端温度保持为0℃。如果冷端温度不为0℃,则必须对仪表指示值进行修正,例如冷端温度恒定在0℃时,则测得的热电势将小于该热电偶的分度值,因此为了求得所测的真实温度,可利用E(T,0)= E(T,T0 ) +E(T0,0)。
9. 冷端补偿导线:用补偿导线代替部分热电偶丝作为热电偶的延长部分,使冷端移到离开被测介质较远的地方,这样可节省较多的贵金属热电偶材补偿导线在测温回路中的连接料。必须注意补偿导线的热电特性与所取代的热电偶丝一样。同时注意,对于具有补偿导线的热电偶,其冷端温度应该是补偿导线的末端温度。
10. 铂热电阻:贵重金属,物理化学性质稳定,用于标准的电阻温度计。
11. 铜热电阻:铜价格便宜,易于提纯,复制性能好,灵敏度高,但电阻率低,适于-50~150度范围内的测量。 12. 热敏电阻的分类: 正温度系数热敏电阻(PTC)负温度系数热敏电阻(NTC)临界温度系数热敏电阻(CTR)。
13. 热敏电阻的特点:热惯性小,可用作点温度,表面温度以及快速变化温度的测量。热敏电阻的缺点是温度测量范围较窄,特别是在制造时对电阻与温度关系特性的一致性很难控
制,使得元件的互换性差,所以每一支半导体温度计需单独分度。
14. 半导体热敏电阻的材料是一种由锰、镍、铜、铁等金属氧化物按一定比例混合烧结而成的半导体,它具有负的电阻温度系数,随温度上升而阻值下降。 15. 常见测温仪表:动圈式仪表、直流电位差计、电子电位差计。
16. 热电偶的连接方式:⑴单支热电偶的连接:一只热电偶配一块仪表⑵热电偶的并联⑶热电偶的串联⑷示差热电偶:两支相同的热电偶反向串联,两热点温度相同时热电势为零。 17. 直流电位差计按随动平衡方式工作,其精度等级达到0.0005级。 18. 电子电位差计是自动平衡式仪表。
19. 电桥分类:半桥单臂、半桥双臂、全桥。
20. 直流电桥的平衡条件:R1R3=R2R4,交流电桥的平衡条件:|Z1|e
jΦ1
|Z3| e
jΦ3
=|Z2| e
jΦ2
|Z4| e
jΦ4
。
21. 半桥单臂、双臂、全桥的区别及灵敏度: 半桥单臂:U0≈Ui(△R1-△R2+△R3-△R4)/4R;半桥双臂:相邻两桥臂变化大小相等,方向相同时(0),相邻两桥臂变化大小相等,方向
相反时(S=U/2);全桥: 相邻两桥臂变化大小相等,方向相反(S=U),相邻两桥臂变化大小相等,方向相同(0)。
22. 半导体应变片的特点:优点是灵敏度高,解决了测量微小变形的困难,甚至不必采用放大器就可以直接带动指示或记录仪表进行测量。其不足之处是电阻温度系数大,对环境温
度的变化比较敏感,不能用于高温下的测量。
23. 具有压电效应的材料,称为压电材料。常见的压电材料有两大类;压电晶体和经过极化处理的压电陶瓷。前者为单晶体,后者为多晶体。
24. 石英是典型的压电晶体,其化学成分是二氧化硅SiO2。它的居里点为573℃,在该温度下石英晶体完全失去压电效应,从室温到200℃的温度范围内,石英晶体的压电效应几乎
不变,温度上升到400℃时,压电效应只下降5%。石英具有很高的机械强度,并且机械性能也较稳定,常用来制作测量大的力和加速度传感器。 25. 压电传感器的等效电路:电荷等效电路,电压等效电路。
26. 电荷源与电压源的应用:可以把电压元件等效成一个电荷源Q和一个电容器Ca并联组成的等效电路,也可以等效为一个电压源U与一个电容器Ca组成的串联等效电路。 27. 真空系统的主要参数:工作真空度,极限真空度,抽气时间,抽气速度及压升率等。
28. 油U形压力计与水银U形压力计灵敏度比较:U形压力计是一种绝对真空规,工作液体为油的压力计,油密度为水银密度的1/15,故灵敏度比水银U形压力计高15倍。 29. 电位计位移传感器特点:⑴构简单,尺寸小,价格低;⑵受环境影响小,可以实现输入输出的函数关系;⑵但是电刷和线圈之间存在磨擦,使得寿命降低,分辨率及精度较低,
动态响应差;⑶适合测量缓慢变化且数值较大的测量。
30. 光纤位移传感器可分为元件型和天线型,前者用光纤作敏感元件,后者把光纤端面作为检测光的天线。
31. 元件型光纤传感器是通过压力和应变等机械量使光纤特性发生变化来检测位移。由于光纤长度和纤径等变化,使光在光纤中传播的相位变化。该相位变化的光与通过参考光纤的
未发生相位变化的光干涉。根据干涉光强度的变化检测位移。弯曲使损耗增加,故输出光强度发生变化。
32. 天线型位移传感器:当光纤探头端部紧贴被测物体时,发射光纤的光不反射到接收光纤中。没有光电流。被测表面逐渐远离光纤探头时,发射光纤照亮被测表面A的面积越来越
大,故接收光纤端面L被照亮的Bz区也逐渐增大,有一个线性增加的输出信号。当整个接收光纤端面上被全部照壳时,输出信号即达到团4—20所示位移输出信号曲线的光峰点。 光峰点以前的曲线称为前坡区。当被测表面继续远离时,被反射照亮的面积小于L,即部分反射光没有反射进接收光纤,故光敏元件的输出信号逐渐减弱,位移输出信号曲线进入后坡区。
33. 各种光电效应的区别及应用:内光电效应:电阻率变化或者产生电动势的现象。外光电效应:光照下,电子逸出物体表面向外发射的现象。 34. 光电传感器分为直射式和反射式,由电源、光能元件、电源及放大整形电路组成。
35. 光栅传感器测量原理:主光栅上面均匀的刻上许多线纹,形成明暗交替的线条,指示光栅上刻上同样密度的线条。两块光栅平行的安装,并使它们的刻线互相倾斜一个很小的角
度,从而在指示光栅上出现n条较粗的明暗条纹。
36. 迈克耳逊干涉仪测量原理:激光器产生的激光经由透镜组成的直准系统,投射到分束器上,一部分激光透过分束器入射到反射镜M2并被反射镜反射后,经分束器再次反射,投射
到光电接收器上,另一部分激光经分束器反射到反射镜M1上,再经M1反射后再射入到光电接收器。 37. 电容传感器的分类:两条引出线不与转轴连接,一条引出线与转轴连接。 38. 磁电转速传感器可以用来检测由非磁性材料隔开的金属齿轮或叶轮的转速。
39. 霍尔传感器工作原理:根据霍尔效应做成的霍尔器件,就是以磁场为工作媒体,将物体的运动参量转变为数字电压的形式输出,使之具备传感和开关的功能。 40. 霍尔传感器主要有两大类,一类为开关型器件,一类为线性霍尔器件,从结构形式(品种)及用量、产量前者大于后者。霍尔器件的响应速度大约在1us 量级。
41. 广泛应用的霍尔器件有:在分电器上作信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转
速及曲轴角度传感器、各种开关,等等。
42. 为了得到较大的霍尔输出,当元件的工作电流为直流时,将几个霍尔元件的输出串联起来使用。当霍尔元件的输出信号不够大时.也可采用运算放大器加以放大。 43. 霍尔元件的输出与灵敏度有关,KH越大,霍尔电势越大,灵敏度和霍尔元件的材料、形状和尺寸有关。 44. 灵敏度KH:即霍尔灵敏度,他在量值上等于在单位磁感应强度下,通以单位控制电流时所产生的霍尔电压大小。 45. 霍尔元件有恒压驱动和恒流驱动两种。
46. 恒压驱动当元件内阻变化时,霍尔电流变化,霍尔电势就变化,影响工作精度的原因是霍尔元件输入电阻的温度系数及磁阻效应。适合精度要求不高的场合。恒流驱动适用于高
精度测量的场合。
47. 磁敏晶体管种类:磁敏二极管和磁敏三极管。
48. 输入通道每一种基本结构:多路分时采集输入结构;多路同步采集分时输入结构;多路同步采集多通道输入结构。 49. 输出通道每一种基本结构:多路分时输出结构;多路同步转换输出结构;多路公用D/A 分时输出结构。
50. 捕捉时间:开关导通的延迟时间和电容充电建立稳定过程的时间加起来为捕捉时间。采样周期必须大于捕捉时间,才能保证采样阶段充分的采集到输入模拟信号。 51. 孔径时间:保持过程中,当保持电平翻转后,直到开关S完全断开所需要的时间为孔径时间。保持时间必须大于孔径时间。
52. A/D转换器的分辨率: 用输出二进制数码的位数表示。位数越多,量化误差越小,分辨力越高。常用有8位、10位、12位、16位等。
53. 输出通道晶闸管的作用: 晶闸管(VT)的功率放大倍数很高,可以用微小的信号(几十到一二百毫安的电流,几伏的电压)对大功率(电流为几百安、电压为数千伏)的电源进行控
制和变换,是较为理想的大功率开关器件。但是,晶闸管导通后,即使去掉控制极信号,电流也不会截止,只有在通过晶闸管的电流小于维持电流,或在其阳极与阴极间加上反向电压,才能关断。
54. 机械继电器的使用要求:这种继电器控制电流要求很小,可开关较大的电流;单片机应用系统中使用机械继电器时,必须考虑开关响应时间的影响。
55. 静特性表示弧焊电源在不同负载时,稳态负载电流与输出端电压之间的关系。在正常的焊接范围内,电流增加时电压下降率大干7v/100 A的静特性叫下降特性;电压下降率小于7v/100 A或上升率小于10 v/100 A的叫平特性。下降特性中,电流稍有增加,电压即急骤下降的叫陡降特性或恒流特性。 56. 动特性是指当负载特性发生突然变化时,输出电流及端电压之间的关系,用来表示弧焊电源对负载瞬态变化的反应能力。
57. 单片机的总线种类:中央处理单元(CPU)、存储器(RAM、ROM)、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线。
58. 模糊控制器的整个算法通常有计算机程序实现,这种控制器程序一般包括两个部分:计算机离线查询表的程序,属于模糊矩阵运算;另一个是计算机在模糊控制过程中在线计算
输出变量,并将其模糊化处理,由查询表获得输出并做相应的变换。控制器具有良好控制效果的关键是有一个完善的控制规则。
59. 神经网络的种类及每类特点:神经网络结构基本分为两类:递归(反馈)网络和前馈网络;递归网络中,多个神经元互连以组成一个互连神经网络;前馈网络具有递解分层结构,
有一些同层神经元间不存在互连的层级组成。