《工程測試技術(shù)》課件PPT,工程測試技術(shù),工程,測試,技術(shù),課件,PPT 華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院1工程測試技術(shù)華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院2第第3 3章章 傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)上幾講小結(jié)p3.2 電阻式傳感器3.2.1 變阻器式3.2.2 電阻應(yīng)變式3.2.3 熱敏式 熱電阻，半導(dǎo)體，雙金屬片 （熱電偶）3.2.4 光敏式3.2.5 磁敏式3.2.6 氣敏式p3.3 電容式傳感器p3.4 電感式傳感器p3.5 壓電式傳感器p3.6 磁電式傳感器動圈式磁阻式p3.7 半導(dǎo)體傳感器（磁感應(yīng)式）霍爾元件磁阻元件華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院3第第3 3章章 傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)本講內(nèi)容p3.8 超聲波檢測傳感器p3.9 光電傳感器p3.10 光纖傳感器p3.11 CCD固態(tài)圖象傳感器p3.12 流量傳感器p3.13 生物化學(xué)傳感器p3.14 智能傳感器p3.15 其它類型傳感器p3.16 傳感器特性及選用原則華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院43.8、超聲波檢測傳感器、超聲波檢測傳感器 1)1)聲波及其分類聲波及其分類(1)(1)次聲波，振動頻率低于次聲波，振動頻率低于l6Hzl6Hz的機(jī)械波。的機(jī)械波。(2)(2)聲波聲波:振動頻率在振動頻率在16Hz20KHz16Hz20KHz之間的機(jī)械波。之間的機(jī)械波。(3)(3)超聲波超聲波:高于高于20KHz20KHz的機(jī)械波。的機(jī)械波。2 2）超聲波的物理性質(zhì)）超聲波的物理性質(zhì) 超聲波與聲波比，振動頻率高，波長短，具有超聲波與聲波比，振動頻率高，波長短，具有束射特性，方向性強(qiáng)，可以定向傳播，其能量遠(yuǎn)束射特性，方向性強(qiáng)，可以定向傳播，其能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于振幅相同的聲波，并具有很高的穿透能力。遠(yuǎn)大于振幅相同的聲波，并具有很高的穿透能力。第第3 3章章 傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院5聲壓聲壓 所謂聲壓，是指某點(diǎn)上各瞬間的壓力與大氣壓力所謂聲壓，是指某點(diǎn)上各瞬間的壓力與大氣壓力之差值，單位為之差值，單位為Pa，1Pa=1N/m2。聲強(qiáng)聲強(qiáng) 聲強(qiáng)是聲波在傳播方向上單位時(shí)間內(nèi)通過單位聲強(qiáng)是聲波在傳播方向上單位時(shí)間內(nèi)通過單位面積的能量，單位為面積的能量，單位為W/m2。聲功率聲功率 聲功率聲功率(W)是聲源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出的總能量，是聲源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射出的總能量，單位是單位是W。3.8 3.8 超聲波檢測傳感器超聲波檢測傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院6超聲波傳感器原理超聲波傳感器原理 超聲波發(fā)射原理是把鐵磁材料置于交變磁場中，超聲波發(fā)射原理是把鐵磁材料置于交變磁場中，產(chǎn)生機(jī)械振動，發(fā)射出超聲波。產(chǎn)生機(jī)械振動，發(fā)射出超聲波。接收原理是當(dāng)超聲波作用在磁滯材料上時(shí)，使接收原理是當(dāng)超聲波作用在磁滯材料上時(shí)，使磁滯材料磁場變化，使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電勢輸出。磁滯材料磁場變化，使線圈產(chǎn)生感應(yīng)電勢輸出。3.8 3.8 超聲波檢測傳感器超聲波檢測傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院7超聲波傳感器對超聲波傳感器對3.8 3.8 超聲波檢測傳感器超聲波檢測傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院8超聲波傳感器應(yīng)用超聲波傳感器應(yīng)用 超聲波探傷超聲波探傷/測距測距/測物測物tA3.8 3.8 超聲波檢測傳感器超聲波檢測傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院9案例：輸油管檢測機(jī)器人3.8 3.8 超聲波檢測傳感器超聲波檢測傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院10倒車?yán)走_(dá)倒車?yán)走_(dá)3.8 3.8 超聲波檢測傳感器超聲波檢測傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院11魚群探測器魚群探測器3.8 3.8 超聲波檢測傳感器超聲波檢測傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院123.9 3.9 光電傳感器光電傳感器 光電傳感器通常是指能敏感到由紫外線到紅外光電傳感器通常是指能敏感到由紫外線到紅外線光的光能量，并能將光能轉(zhuǎn)化成電信號的器件。線光的光能量，并能將光能轉(zhuǎn)化成電信號的器件。其工作原理是基于一些物質(zhì)的光電效應(yīng)。其工作原理是基于一些物質(zhì)的光電效應(yīng)。內(nèi)光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng) 半導(dǎo)體材料受到光照時(shí)會產(chǎn)生電子半導(dǎo)體材料受到光照時(shí)會產(chǎn)生電子-空穴對空穴對,使其導(dǎo)電性能增強(qiáng)使其導(dǎo)電性能增強(qiáng),光線愈強(qiáng)，阻值愈低，這種光線愈強(qiáng)，阻值愈低，這種光照后電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象光照后電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象,稱為稱為內(nèi)光電效應(yīng)內(nèi)光電效應(yīng)。光敏電阻、光敏二極管和光敏三極管光敏電阻、光敏二極管和光敏三極管第第3章章 傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院13第第3章章 傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院14照相機(jī)自動測光照相機(jī)自動測光光控?zé)艄饪責(zé)艄I(yè)控制工業(yè)控制第第3章章 傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院153.9 光電傳感器光電傳感器 光電池光電池 光光生生伏伏特特效效應(yīng)應(yīng)指指半半導(dǎo)導(dǎo)體體材材料料P-NP-N結(jié)結(jié)受受到到光光照照后后產(chǎn)產(chǎn)生生一一定定方方向向的的電電動動勢勢的的效效應(yīng)應(yīng)。以以可可見見光光作作光光源源的光電池是常用的光生伏特型器件。的光電池是常用的光生伏特型器件。+-PN華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院16應(yīng)用應(yīng)用 光光電電傳傳感感器器在在工工業(yè)業(yè)上上的的應(yīng)應(yīng)用用可可歸歸納納為為輻輻射射式式(直直射射式式)、吸吸收收式式、遮遮光光式式、反反射射式式、四四種種基本形式?；拘问?。3.9 光電傳感器光電傳感器 華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院173.9 光電傳感器光電傳感器 華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院183.9 光電傳感器光電傳感器 華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院193.9 光電傳感器光電傳感器 華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院20案例：案例：光電鼠標(biāo)就是利用光電鼠標(biāo)就是利用LEDLED與光敏晶體管組合來與光敏晶體管組合來 測量位移。測量位移。3.9 光電傳感器光電傳感器 華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院21亮度傳感器：亮度傳感器：通過檢測周圍環(huán)境的亮度，再與內(nèi)部設(shè)定值相比通過檢測周圍環(huán)境的亮度，再與內(nèi)部設(shè)定值相比較，調(diào)整光源的亮度和分布，有效利用自然光線，較，調(diào)整光源的亮度和分布，有效利用自然光線，達(dá)到節(jié)約電能的目的。達(dá)到節(jié)約電能的目的。3.9 光電傳感器光電傳感器 華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院223.10 3.10 光纖傳感器光纖傳感器 物物性性型型光光纖纖傳傳感感器器是是利利用用光光纖纖對對環(huán)環(huán)境境變變化化的的敏感性，將輸入物理量變換為調(diào)制的光信號。敏感性，將輸入物理量變換為調(diào)制的光信號。1 1）物性型光纖傳感器）物性型光纖傳感器第第3章章 傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院23光纖流速傳感器光纖流速傳感器3.10 3.10 光纖傳感器光纖傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院24 結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)型型光光纖纖傳傳感感器器是是由由光光檢檢測測元元件件與與光光纖纖傳傳輸輸回回路路及及測測量量電電路路所所組組成成的的測測量量系系統(tǒng)統(tǒng)。其其中中光光纖纖僅僅作作為為光光的的傳傳播播媒媒質(zhì)質(zhì)，所所以以又又稱稱為為傳傳光光型型或或非非功能型光纖傳感器。功能型光纖傳感器。2 2）結(jié)構(gòu)型光纖傳感器）結(jié)構(gòu)型光纖傳感器3.10 3.10 光纖傳感器光纖傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院25光纖檢測型光電傳感器光纖檢測型光電傳感器作業(yè)件檢測作業(yè)件檢測顏色檢測顏色檢測3.10 3.10 光纖傳感器光纖傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院263.11 CCD固態(tài)圖象傳感器固態(tài)圖象傳感器 MOS(Metal Oxide Semiconductor)光敏元的結(jié)構(gòu)是在半導(dǎo)體(P型硅)基片上形成一種氧化物(如二氧化硅)，在氧化物上再沉積一層金屬電極，以此形成一個(gè)金屬-氧化物-半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)元(MOS)。第第3章章 傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院27 在在半半導(dǎo)導(dǎo)體體硅硅片片上上按按線線陣陣或或面面陣陣排排列列MOSMOS單單元元，如如果果照照射射在在這這些些光光敏敏元元上上的的是是一一幅幅明明暗暗起起伏伏的的圖圖像像，則則這這些些光光敏敏元元上上就就會會感感生生出出一一幅幅與與光光照照強(qiáng)強(qiáng)度度相對應(yīng)的光生電荷圖像。相對應(yīng)的光生電荷圖像。3.11 CCD固態(tài)圖象傳感器固態(tài)圖象傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院2801111100光敏管光敏管陣列陣列并聯(lián)串聯(lián)轉(zhuǎn)換器運(yùn)算電路顯示電路結(jié)束信號驅(qū)動脈沖CCD3.11 CCD固態(tài)圖象傳感器固態(tài)圖象傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院29特點(diǎn)特點(diǎn):(1)非接觸檢測非接觸檢測;(2)響應(yīng)快響應(yīng)快;(3)可靠性高可靠性高,為修簡便為修簡便;(4)測量精度高測量精度高;(5)體積小體積小,重量輕重量輕;容易與計(jì)算機(jī)連接容易與計(jì)算機(jī)連接(6)對被測物體需要強(qiáng)光照射對被測物體需要強(qiáng)光照射;(7)受被測物體以外的光的影響受被測物體以外的光的影響.應(yīng)用:(1)寬度測量;(2)外徑測量;(3)主軸徑向跳動測量.3.11 CCD固態(tài)圖象傳感器固態(tài)圖象傳感器條形碼掃描器條形碼掃描器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院30GREY=RED*0.299+GREEG*0.587+BLUE*0.114數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)3.11 CCD固態(tài)圖象傳感器固態(tài)圖象傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院313.12 3.12 流量傳感器流量傳感器3.12 流量傳感器p流量傳感器也稱為流量計(jì)，是測量液體或氣體流量的傳感器。1、流量的概念p單位時(shí)間內(nèi)流過管道某一截面的流體數(shù)量，稱為瞬瞬時(shí)時(shí)流流量量。瞬時(shí)流量有體積流量體積流量和質(zhì)量流量質(zhì)量流量之分。p流體在單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)某一有效截面的體積或質(zhì)量，前者稱體積流量（m3/s)，后者稱質(zhì)量流量(kg/s)。p如果在截面上速度分布是均勻的，則：華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院32流過管道某截面的流體的速度在截面上各處不可能是均勻的，假定在這個(gè)截面上某一微小單元面積上dAF速度是均勻的，流過該單元面積上的體積流量為整個(gè)截面上的流量qv為3.12 流量傳感器流量傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院33測量測量某一段時(shí)間內(nèi)某一段時(shí)間內(nèi)流過的流體量，即瞬時(shí)流量對流過的流體量，即瞬時(shí)流量對時(shí)間的積分，稱之時(shí)間的積分，稱之流體總量流體總量。用來測量流量的儀表統(tǒng)稱為用來測量流量的儀表統(tǒng)稱為流量計(jì)流量計(jì)。測量總量的。測量總量的儀表稱為流體計(jì)量表或儀表稱為流體計(jì)量表或總量計(jì)總量計(jì)。3.12 流量傳感器流量傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院343.12 3.12 流量傳感器流量傳感器流量傳感器的分類流量傳感器的分類節(jié)流式檢測方法：節(jié)流式檢測方法：差壓流量傳感器差壓流量傳感器電磁式檢測方法：電磁式檢測方法：電磁流量傳感器電磁流量傳感器變面積式檢測方法變面積式檢測方法旋渦式檢測方法旋渦式檢測方法 機(jī)械流量傳感器機(jī)械流量傳感器渦輪式檢測方法渦輪式檢測方法聲學(xué)式檢測方法：聲學(xué)式檢測方法：超聲流量傳感器超聲流量傳感器熱學(xué)式檢測方法：熱學(xué)式檢測方法：熱流量傳感器熱流量傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院353.12 3.12 流量傳感器流量傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院363.12 3.12 流量傳感器流量傳感器2、總量計(jì)、總量計(jì)p2.1 容積式計(jì)量表容積式計(jì)量表用用儀儀表表內(nèi)內(nèi)的的一一個(gè)個(gè)固固定定容容量量的的容容積積連連續(xù)續(xù)地地測測量量被被測測介介質(zhì)質(zhì)，最最后后根根據(jù)據(jù)定定量量容容積積稱稱量量的的次次數(shù)數(shù)來來決決定定流流過過的的總總量量。習(xí)習(xí)慣慣上上人人們們把把計(jì)計(jì)量量表表也也稱稱為為流流量量計(jì)計(jì)。根根據(jù)據(jù)它它的的結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)不不同同，這這類類儀儀表表主主要要有有橢橢圓圓齒齒輪輪流流量量計(jì)計(jì)、腰腰輪流量汁、活塞式流量計(jì)等。輪流量汁、活塞式流量計(jì)等。華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院37橢圓齒輪流量計(jì)每轉(zhuǎn)一周，兩個(gè)齒輪共送出四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)體積的流體。3.12 流量傳感器流量傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院38腰輪流量計(jì)（羅茨流量計(jì)）腰輪流量計(jì)（羅茨流量計(jì)）腰輪流量計(jì)除可測液體外，還可測量氣體，精度可達(dá)0.1，并可做標(biāo)準(zhǔn)表使用；最大流量可達(dá)1000m3/h。腰輪上沒有齒，它們不是直接相互嚙合轉(zhuǎn)動，而是通過安裝在體外的傳動齒輪組進(jìn)行傳動3.12 流量傳感器流量傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院393.12 3.12 流量傳感器流量傳感器容積式計(jì)量表的特點(diǎn)：p上述兩種轉(zhuǎn)子型式的容積流量計(jì)，可用于各種液體流量的測量，尤其是用于油流量的準(zhǔn)確測量，在高壓力、大流量的氣體流量測量中，這類流量計(jì)也有應(yīng)用。p由于橢圓齒輪容積流量計(jì)直接依靠測量輪嚙合，因此對介質(zhì)的清潔要求較高，不允許有固體顆粒雜質(zhì)流過流量計(jì)。p2.2 速度式計(jì)量表在儀表中裝一個(gè)旋轉(zhuǎn)葉輪，流體流過時(shí)，推動葉輪旋轉(zhuǎn)，葉輪的轉(zhuǎn)動正比于流過介質(zhì)的總量，葉輪轉(zhuǎn)動帶動計(jì)數(shù)器的齒輪機(jī)構(gòu)，計(jì)數(shù)器即顯示讀數(shù)。這類計(jì)量表機(jī)構(gòu)簡單，但精度低。一般2左右，大多水表即采用此結(jié)構(gòu)。華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院403.12 3.12 流量傳感器流量傳感器3、差壓式流量計(jì)（節(jié)流式流量計(jì)）p差壓式流量傳感器又稱節(jié)流式流量傳感器，它是利用管路內(nèi)的節(jié)流裝置，將管道中流體的瞬時(shí)流量轉(zhuǎn)換成節(jié)流裝置前后的壓力差的原理來實(shí)現(xiàn)的。p差壓式流量傳感器發(fā)展較早，技術(shù)成熟而較完善，而且結(jié)構(gòu)簡單，對流體的種類、溫度、壓力限制較少，因而應(yīng)用廣泛。華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院41當(dāng)充滿圓管的流體流經(jīng)在管道內(nèi)部安裝的節(jié)流裝置時(shí)，流束將在節(jié)流件處形成局部收縮，使流速增大，靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后產(chǎn)生壓力差。該壓力差通過差壓計(jì)檢出。流體的體積流量或質(zhì)量流量與差壓計(jì)所測得的差壓值有確定的數(shù)值關(guān)系。3 3、差壓式流量計(jì)（節(jié)流式流量計(jì)）、差壓式流量計(jì)（節(jié)流式流量計(jì)）3.12 流量傳感器流量傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院42p1、p2流體在截面I-I和II-II處的靜壓力v1、v2流體在截面I-I和II-II處的平均流速A1、A2流體在截面I-I和II-II處的橫截面積流體密度流體體積流量：3.12 流量傳感器流量傳感器選定兩個(gè)截面：I-I是節(jié)流裝置前流體開始受節(jié)流裝置影響的截面；II-II是流束經(jīng)過節(jié)流裝置后收縮最厲害的流束截面，由伯努利方程式和連續(xù)方程得：華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院43上面得到的流速是理論值，因?yàn)槔硐氲牟豢蓧嚎s的流體是不存在的。流體有粘度，故有摩擦，因此實(shí)際的流速應(yīng)修正。其次，考慮到使用方便，實(shí)際上經(jīng)常在節(jié)流裝置前后兩個(gè)固定位置上測取壓力p1、p2，代替理論壓力，在計(jì)算v2的公式中亦應(yīng)修正?？紤]這兩方面的因素，在II-II截面上的體積流量為流速理論值為流量系數(shù)；為壓縮系數(shù)（取值0.9-1.0之間)；A0為節(jié)流裝置的開口面積；3.12 流量傳感器流量傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院44差壓式流量計(jì)主要由兩部分組成：節(jié)流裝置和測量靜壓差的差壓計(jì)。節(jié)流裝置是安裝在流體管道中，使流體的流通截面發(fā)生變化，引起流體靜壓變化的一種裝置。常用的節(jié)流裝置有文丘利管、噴嘴和孔板。文丘利管壓力損失最小，而孔板壓力損失最大。文丘利管孔板噴嘴3.12 流量傳感器流量傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院45取壓方式：差壓式流量計(jì)是通過測量節(jié)流件前后壓力差p來實(shí)現(xiàn)流量測量的，而壓力差p的值與取壓孔位置和取壓方式緊密相關(guān)。5種取壓方式：(1)角接取壓:上下游取壓管位于孔板(或噴嘴)的前后端面處。角接取壓包括單獨(dú)鉆孔和環(huán)室取壓。(2)法蘭取壓：上下游側(cè)取壓孔的軸線至孔板上、下游側(cè)端面之間的距離均為25.40.8mm（1inch)。取壓孔開在孔板上下游側(cè)的法蘭上(3)徑距取壓：上游側(cè)取壓孔的軸線至孔板上游端面的距離為1Dm0.1Dm，下游側(cè)取壓孔的軸線至孔極下游端面的距離為0.5Dm。(4)理論取壓：上游側(cè)取壓孔的軸線至孔板上游端面的距離為lDm0.1Dm，下游側(cè)取壓孔的軸線至孔板上游端面的距離因值不同而異。該距離理論上就是流束收縮到最小截面的距離。(5)管接取壓：上游側(cè)取壓孔的軸線至孔板上游端面的距離為2.5Dm，下游側(cè)取壓孔的軸線至孔板下游端面的距離為8Dm該方法使用很少3.12 流量傳感器流量傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院463.12 流量傳感器流量傳感器差壓式流量檢測系統(tǒng)差壓式流量檢測系統(tǒng) 差壓式流量檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖差壓流量變送器差壓流量變送器節(jié)流裝置節(jié)流裝置華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院473.13 3.13 生物化學(xué)傳感器生物化學(xué)傳感器熱熱/光光電量電量微生物微生物/酶等酶等敏感元件敏感元件化學(xué)傳感器是指將氣體或液體中的化學(xué)量轉(zhuǎn)化為電量信號輸出的器件。大致相當(dāng)于動物的嗅覺和味覺器官。生物傳感器是檢測對象中含生命物質(zhì)的傳感器。根據(jù)敏感物質(zhì)不同，生物傳感器分酶傳感器、微生物傳感器、組織傳感器、細(xì)胞傳感器、免疫傳感器等。第第3章章 傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院483.13 生物化學(xué)傳感器生物化學(xué)傳感器2 2、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測3 3、醫(yī)學(xué)、醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域1 1、發(fā)酵工業(yè)、發(fā)酵工業(yè)(食品食品)華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院49血糖乳酸測定流程血糖乳酸測定流程體育上耐力訓(xùn)練體育上耐力訓(xùn)練3.13 生物化學(xué)傳感器生物化學(xué)傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院50德國研發(fā)的環(huán)境廢水德國研發(fā)的環(huán)境廢水BODBOD分析儀分析儀3.13 生物化學(xué)傳感器生物化學(xué)傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院51手掌型葡萄糖手掌型葡萄糖(glucose)(glucose)分析儀分析儀3.13 生物化學(xué)傳感器生物化學(xué)傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院52工廠發(fā)酵車間化驗(yàn)工廠發(fā)酵車間化驗(yàn)員正在分析樣品員正在分析樣品發(fā)酵工廠谷氨酸發(fā)酵工廠谷氨酸-葡萄糖分析葡萄糖分析3.13 生物化學(xué)傳感器生物化學(xué)傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院533.14 3.14 智能傳感器智能傳感器第三章、傳感器測量原理第三章、傳感器測量原理 傳感器一般指能夠感知某種物理量（如電、傳感器一般指能夠感知某種物理量（如電、光、磁等）、化學(xué)量（如濃度、光、磁等）、化學(xué)量（如濃度、PHPH值等）、生物值等）、生物量（如細(xì)菌等）等的信息，并將該信息轉(zhuǎn)化為電量（如細(xì)菌等）等的信息，并將該信息轉(zhuǎn)化為電信息的裝置。信息的裝置。智能傳感器是將傳感器與微型計(jì)算機(jī)集成在智能傳感器是將傳感器與微型計(jì)算機(jī)集成在一塊芯片上，其主要特征是將敏感技術(shù)和信息處一塊芯片上，其主要特征是將敏感技術(shù)和信息處理技術(shù)相結(jié)合，使其除了具有感知的本能外，還理技術(shù)相結(jié)合，使其除了具有感知的本能外，還具有具有認(rèn)知認(rèn)知能力。能力。華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院543.14 智能傳感器智能傳感器嵌入式計(jì)算機(jī)嵌入式計(jì)算機(jī)智能智能傾角傾角RS232RS232傳感器傳感器IC總線數(shù)字溫度傳感器總線數(shù)字溫度傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院55振動網(wǎng)絡(luò)傳感器振動網(wǎng)絡(luò)傳感器智能壓力網(wǎng)絡(luò)傳感器智能壓力網(wǎng)絡(luò)傳感器3.14 智能傳感器智能傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院56GSM/SMS3.14 智能傳感器智能傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院573.15 3.15 其它類型傳感器其它類型傳感器 1 1、熱輻射檢測傳感器、熱輻射檢測傳感器 絕絕對對零零度度以以上上的的物物體體都都有有輻輻射射，其其強(qiáng)強(qiáng)度度依依賴賴于于物物體體溫溫度度(K)(K)，根根據(jù)據(jù)普普朗朗克克輻輻射射定定律律有有以以下下表達(dá)式：表達(dá)式：第第3章章 傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院58應(yīng)用：應(yīng)用：冶金、軋制、磨削加工以及各種熱加工過冶金、軋制、磨削加工以及各種熱加工過程中都涉及到動態(tài)溫度場的檢測問題程中都涉及到動態(tài)溫度場的檢測問題。3.15 3.15 其它類型傳感器其它類型傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院592 2、聲發(fā)射檢測傳感器、聲發(fā)射檢測傳感器 材材料料或或結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)受受外外力力或或內(nèi)內(nèi)力力作作用用產(chǎn)產(chǎn)生生變變形形或或斷斷裂裂，以以彈彈性性波波形形式式釋釋放放出出應(yīng)應(yīng)變變能能的的現(xiàn)現(xiàn)象象稱稱聲聲發(fā)發(fā)射射。各各種種材材料料聲聲發(fā)發(fā)射射頻頻率率范范圍圍很很寬寬，從從次次聲聲、聲聲頻頻到到超超聲聲。多數(shù)金屬的聲發(fā)射頻帶在超聲范圍內(nèi)。多數(shù)金屬的聲發(fā)射頻帶在超聲范圍內(nèi)。3.15 3.15 其它類型傳感器其它類型傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院60案例：材料斷裂等結(jié)構(gòu)監(jiān)測案例：材料斷裂等結(jié)構(gòu)監(jiān)測3.15 3.15 其它類型傳感器其它類型傳感器華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院613.16 3.16 傳感器選用原則傳感器選用原則 選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、選擇傳感器主要考慮靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、穩(wěn)定性、精確度、測量方式等六個(gè)方面的問題。穩(wěn)定性、精確度、測量方式等六個(gè)方面的問題。1 1、靈靈敏敏度度:傳傳感感器器在在穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)信信號號作作用用下下輸輸出出量量變變化化對對輸輸入入量量變化的比值變化的比值 一一般般說說來來，傳傳感感器器靈靈敏敏度度越越高高越越好好，但但在在確確定定靈靈敏敏度度時(shí)時(shí)，要要考考慮慮以下幾個(gè)問題。以下幾個(gè)問題。a)a)靈敏度過高引起的干擾；靈敏度過高引起的干擾；b)b)量程范圍。量程范圍。c)c)交叉靈敏度問題。交叉靈敏度問題。第第3章章 傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)S=y/xx-傳感器輸入傳感器輸入y-傳感器輸出傳感器輸出華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院623.16 3.16 傳感器選用原則傳感器選用原則 1 1、靈靈敏敏度度:傳傳感感器器在在穩(wěn)穩(wěn)態(tài)態(tài)信信號號作作用用下下輸輸出出量量變變化化對對輸輸入入量量變化的比值變化的比值第第3章章 傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)傳感器原理及應(yīng)用基礎(chǔ)華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院632 2、響應(yīng)特性、響應(yīng)特性 傳傳感感器器動動態(tài)態(tài)特特性性：在在所所測測頻頻率率范范圍圍內(nèi)內(nèi)，對對動動態(tài)態(tài)激激勵勵（輸輸入入）的的響響應(yīng)應(yīng)（輸輸出出）特特性性，即即其其輸輸出出對對隨隨時(shí)時(shí)間間變變化化的的輸輸入入量量的的響響應(yīng)應(yīng)特特性性。一一個(gè)個(gè)動動態(tài)態(tài)特特性性好好的的傳傳感感器器，其其輸輸出出隨隨時(shí)時(shí)間間變變化化的的規(guī)規(guī)律律，將將能能再再現(xiàn)現(xiàn)輸輸入入隨隨時(shí)時(shí)間間變變化化的的規(guī)規(guī)律律，即即具具有有相相同同的的時(shí)間函數(shù)時(shí)間函數(shù) 實(shí)實(shí)際際上上傳傳感感器器的的響響應(yīng)應(yīng)總總不不可可避避免免地地有有一一定定延延遲遲，但但總總希望延遲的時(shí)間越短越好。希望延遲的時(shí)間越短越好。3.16 3.16 傳感器選用原則傳感器選用原則x(t)h(t)y(t)華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院643 3、線性范圍、線性范圍 傳感器的輸入、輸出間成線性關(guān)系的程度。傳感器的輸入、輸出間成線性關(guān)系的程度。任任何何傳傳感感器器都都有有一一定定線線性性工工作作范范圍圍。在在線線性性范范圍圍內(nèi)內(nèi)輸輸出出與與輸輸入入成成比比例例關(guān)關(guān)系系，線線性性范范圍圍愈愈寬寬，則則表表明明傳傳感感器器的的工工作作量量程程愈愈大大。傳傳感感器器工工作作在在線線性性區(qū)區(qū)域域內(nèi)內(nèi)，是是保保證證測測量精度的基本條件。量精度的基本條件。非線性特性的線性化處理非線性特性的線性化處理3.16 3.16 傳感器選用原則傳感器選用原則華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院653.16 3.16 傳感器選用原則傳感器選用原則4 4、穩(wěn)定性、穩(wěn)定性 穩(wěn)穩(wěn)定定性性是是表表示示傳傳感感器器經(jīng)經(jīng)過過長長期期使使用用以以后后，其其輸輸出出特特性性不不發(fā)發(fā)生生變變化化的的性性能能。影影響響傳傳感感器器穩(wěn)穩(wěn)定定性性的因素是時(shí)間與環(huán)境。的因素是時(shí)間與環(huán)境。重復(fù)性重復(fù)性 傳傳感感器器在在輸輸入入量量按按同同一一方方向向作作全全量量程程多多次次測測試試時(shí)所得輸入輸出特性曲線一致的程度時(shí)所得輸入輸出特性曲線一致的程度 漂移漂移 傳感器在輸入量不變的情況下，輸出量隨時(shí)傳感器在輸入量不變的情況下，輸出量隨時(shí)間變化的現(xiàn)象間變化的現(xiàn)象 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)老化傳感器自身結(jié)構(gòu)參數(shù)老化 測試過程中環(huán)境發(fā)生變化測試過程中環(huán)境發(fā)生變化華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院663.16 3.16 傳感器選用原則傳感器選用原則4 4、穩(wěn)定性、穩(wěn)定性 重復(fù)性重復(fù)性華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院675 5、精確度、精確度 傳傳感感器器的的精精確確度度是是表表示示傳傳感感器器的的輸輸出出與與被被測測量的對應(yīng)程度。量的對應(yīng)程度。3.16 3.16 傳感器選用原則傳感器選用原則6 6、測量方式、測量方式 傳傳感感器器工工作作方方式式，也也是是選選擇擇傳傳感感器器時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)考考慮慮的的重重要要因因素素。例例如如，接接觸觸與與非非接接觸觸測測量量、破破壞壞與與非破壞性測量、在線與非在線測量等。非破壞性測量、在線與非在線測量等。華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院華中科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院68作業(yè)：年月日上交作業(yè)：年月日上交P187 第第3章第章第30題題