1、關于常用傳感器與非電量測量第一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.1概述 傳感器是一種能將特定的被測信息（包括物理量、化學量、生物量等），按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用的輸出信號的器件，又稱為變換器、變送器。目前，可用信號是指各種電量（電壓、電流）或電參數(shù)（電阻、電感、電容等），這是因為電信號易于處理，便于傳輸。隨著科學技術的進步，可以預料傳感器“可用信號”的內(nèi)涵也會隨之改變，如當人們跨入光子時代，則光信號將成為更便于快速處理與傳輸?shù)摹翱捎眯盘枴绷恕?第二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月常見傳感器第三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月A從傳感器輸入端來看，一個指定的傳感器

2、只能感受或響應規(guī)定的物理量。如溫度傳感器只能用于測溫，傳感器所能感受或響應規(guī)定的物理量既可以是非電量也可是電量。B從輸出端來看，傳感器的輸出信號為“可用信號”，這指傳感器輸出信號中不但載運待測的原始信息，而且是能夠被遠距離傳送、后續(xù)測量環(huán)節(jié)便于接收做進一步處理的信號，包含：電信號、光信號、氣動信號等。C從輸入輸出關系看，具有一定規(guī)律，可以通過數(shù)學解析方法或試驗法確定模型來描述，具有規(guī)定的靜態(tài)特性和動態(tài)特性，規(guī)律可以重復出現(xiàn)。傳感器位于測試系統(tǒng)的最前端，主要為了獲取檢測信息和轉(zhuǎn)換信息用。第四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.1.1傳感器的分類 傳感器的分類方法很多，了解傳感器的分類旨

3、在加深理解便于應用。按輸入量可分為溫度、壓力、位移、速度、濕度等傳感器；按測量原理可分為電位計式、應變式、電感式、差動變壓器式、電渦流式、半導體力敏、熱敏、光敏、氣敏等傳感器；按輸出量分類有模擬式和數(shù)字式傳感器等。 按照傳感器輸出量變換原理分類，由于傳感器可用輸出信號的類型是有限的，如電壓、電流、電阻、電荷，其中輸出量為電參數(shù)的（電阻、電感、電容）稱為電參數(shù)傳感器；輸出量為電量（電壓、電流、電荷）稱為電量型傳感器。第五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.1.2 傳感器技術現(xiàn)狀與發(fā)展 目前，傳感器技術正在飛速發(fā)展，出現(xiàn)了“多樣化、新型化、集成化、智能化”的發(fā)展形勢。多樣化是指隨著使用領

4、域的不斷擴大以及各個領域的不同需要，出現(xiàn)多種多樣用途的傳感器，種類有上千種。 集成化包括傳感器本身的集成化和傳感器與后續(xù)電路的集成化。新型化是指由于科學技術的發(fā)展，許多物理效應的新發(fā)現(xiàn)、理論上的新突破、新工藝的提出、新材料的產(chǎn)生，發(fā)展了大量新型傳感器。智能傳感器，至今還沒有公認的正式定義。一般認為：傳感器與微處理器相結合所形成的不僅具有信號檢測功能，而且具有信息處理功能的傳感器系統(tǒng)就是智能傳感器。 第六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月舉例：汽車電子控制系統(tǒng)的信息源就是各種類型的傳感器，數(shù)量多達幾十至上百只各型傳感器。第七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.2電參數(shù)型傳感器4

5、.2.1電阻式溫度傳感器 利用導體、半導體電阻隨溫度變化的特性，可以制作出測量溫度的傳感器：熱電阻和熱敏電阻。溫度范圍（200500） 1 熱電阻：純金屬制作的熱電阻有正溫度系數(shù)，溫度每升高1 ，電阻值增加約0.4%0.6%。最廣泛使用的是純金屬鉑、銅熱電阻。(1)鉑電阻的R-t關系0 850 200 0 第八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月(2)銅電阻 在（-50150) 內(nèi)有較好的特性，價格便宜。其R-t特性為：2 熱敏電阻 熱敏電阻是將溫度信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮柚底兓囊环N傳感器。它可歸類為電阻式傳感器。這種熱敏元件是半導體，稱半導體熱敏電阻。 其優(yōu)點有：具有較高的負電阻溫度系數(shù)；靈敏

6、度高于熱電阻，在20 時溫度增加1 ，電阻值減少約26。常溫下阻值大，可以忽略引線電阻的影響，體積小，動態(tài)特性好。測溫范圍（-100300) 。 缺點：非線性大，長期穩(wěn)定性差，互換性差。第九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月熱敏電阻有正溫度系數(shù)和負溫度系數(shù)兩種，它們的阻值特性分別為：式中 溫度為 時的電阻值； 常數(shù)； 絕對溫度。它們的溫度系數(shù) 可分別求出，即 第十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 正溫度系數(shù)熱敏電阻的溫度系數(shù)為正，且為常數(shù)(指在工作范圍內(nèi))；負溫度系數(shù)熱敏電阻的溫度系數(shù)為負，且與電阻溫度的平方成反比，隨溫度降低而迅速增大，因而具有很高的靈敏度。所以，負溫度系數(shù)

7、熱敏電阻的應用較廣。 對于熱電阻和熱敏電阻，通過它們的電流不能太大，否則引起自身發(fā)熱，帶來測試誤差。4.2.2 電橋法測電阻 在輸入信號的作用下，電參數(shù)型傳感器輸出為電參數(shù)電阻R、電感L、電容C的改變量，因此實現(xiàn)對R、L、C參數(shù)測量的檢測電路可用來作為與傳感器相配接的信號調(diào)理電路。第十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 電橋是將電阻、電感、電容及阻抗參量的變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流輸出的一種測量電路，精度與靈敏度高，根據(jù)激勵源的性質(zhì)可分為直流電橋與交流電橋；按輸出方式，可分為平衡電橋和不平衡電橋。 對電阻式傳感器既可采用直流電橋，又可采用交流電橋；對于電感、電容式傳感器則應選用交流電橋。一

8、般主要采用不平衡電橋。1電壓源供電下圖中，橋路電流 ， 為：第十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月其中 和 上的電壓降分別為：則輸出電壓第十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2恒流源供電橋路電流分別為：輸出電壓則為：第十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月幾種電橋電路第十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3電量型傳感器 電量型傳感器的輸出都是電量（電壓、電流），如磁電式變換器、壓電式變換器、熱電式變換器、光電式變換器，可以不需要外界激勵電源而從被測對象直接獲取信息能量，從而獲得電量信號。這些都屬于能量轉(zhuǎn)換型傳感器，另一些電量型傳感器如PN結、集成電路溫

9、度傳感器，它們的輸出量也分別為電壓、電流，但其屬于能量控制型傳感器。第十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3.1磁電式傳感器 基于電磁感應原理，把被測非電量變換為感應電勢的傳感器稱為磁電式傳感器。4.3.1.1工作原理 由電磁感應定律可知： 式中 感應電勢（V）； 磁通量（Wb）； 時間（s）； 線圈匝數(shù)。 第十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月可見，只要改變磁通量 ，就能得到感應電勢 ，而改變 的辦法很多，如改變磁路中的磁阻，改變和磁場垂直的線圈面積(線圈在恒定磁場中旋轉(zhuǎn))，或者使磁鐵對線圈作相對運動，等等，都能達到改變通過線圈磁通量的目的。因此，可以制造出不同類型的

10、磁電式傳感器。若線圈在恒定磁場中作垂直切割磁力線的直線運動，線圈兩端的感應電勢可由下式導出式中 磁場的磁感應電勢； 線圈與磁場相對運動的位移； 每匝線圈的平均長度。 第十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月在磁場一定的條件下，測定感應電勢 ，就能測定線圈移動的速度 。 在線圈相對磁場作旋轉(zhuǎn)運動切割磁力線，并且線圈平面的法線方向與磁場方向呈90，則線圈的感應電勢為式中 旋轉(zhuǎn)角速度； 每匝線圈的界面積。 在磁場一定、線圈一定的條件下，和 為常數(shù)，測定感應電勢 便能測定出線圈旋轉(zhuǎn)的角速度 。 第十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月如下圖所示分別為被測量為線速度 和角速度 時，磁電式

11、傳感器的工作原理。 在實踐中還有許多方法改變通過線圈的磁通量，都可按電磁感應關系式推導出相應感應電勢 的表達式。通過對 的測定，能相應地測定使磁通量改變的物理量。 第二十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3.1.2磁電式傳感器的選用 磁電式傳感器最大的特點是：它能將作為輸入信號的機械速度直接轉(zhuǎn)換成線圈中的感應電勢輸出，它不需要外加電源，而是直接將被測物體的機械能轉(zhuǎn)換成電信號輸出，這一特點使它大受使用者的歡迎。因此，它在測量速度、轉(zhuǎn)速時被廣泛選用。 如果在測量線路中對信號作積分和微分，又能非常方便地得到被測物體的加速度和位移(角加速度和轉(zhuǎn)角)，因此，常用于加速度、振動、位移等測量，特

12、別是作為振動傳感器使用。 磁電式傳感器的工作溫度不高，磁電式傳感器的頻率范圍也有限，一般只能測102000Hz內(nèi)的機械振動,在體積、重量上則大大不如壓電式傳感器；而且結構復雜，還要有可動部分，所以既容易磨損使性能變化，又不堅固可靠。 第二十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3.2熱電式傳感器4.3.2.1熱電偶式傳感器 熱電偶式傳感器是基于熱電效應，將溫度信號轉(zhuǎn)換為電信號的一種傳感器。1 工作原理 熱電偶式傳感器的工作原理基于熱電效應。如圖所示，將兩種材料不同的導體的兩個端點焊接在一起，構成一個閉合回路。如果兩連接點1和2溫度不同，回路中就會有一個電動勢，并在閉合回路中產(chǎn)生電流。

13、第二十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月這個電勢和電流與兩種導體的性質(zhì)和兩個接點間的溫度差有關。這種現(xiàn)象就稱為熱電效應或塞貝克效應。 A和B兩種導體叫做熱電極，它們合稱熱電偶。若接點1和2的溫度分別為 和 ，且 ，接點1稱熱端或稱工作端，接點2稱冷端，或稱自由端。如果對于某一確定的熱電偶，冷端溫度固定，則熱電偶回路中的熱電勢就只和熱端溫度呈一一對應關系，測定熱電勢就能測定熱端溫度。 第二十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月熱電勢是由接觸電勢(又稱珀爾帖電勢)和單一導體的溫差電勢(又稱湯姆遜電勢)組成。接觸電勢產(chǎn)生的原理在于不同的導體具有不同的自由電子濃度。當兩種不同導體接觸

14、后，自由電子便從濃度高的一方向濃度低的一方擴散，結果在界面附近一方失去電子，帶正電；另一方得到電子帶負電，在兩導體的接觸面上形成電位差。這種電位差阻礙電子的擴散，當達到動平衡時，即在界面上形成一接觸電勢。由于接觸電勢的形成和擴散有關，顯然當兩導體材料確定后，接觸電勢只和接觸面的溫度成正比，記為 ，熱電偶中有兩個接觸面，溫度分別為 和 ，對應的接觸電勢為 和 。 第二十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月溫差電勢是在同一導體的兩端因其溫度不同而產(chǎn)生的一種熱電勢。由于兩端溫度不同，導體內(nèi)自由電子的運動速度不同，高溫端的電子運動速度比低溫端的電子運動速度要大。因此，電子將從速度大的區(qū)域向速度

15、小的區(qū)域擴散，結果高端失去電子而帶正電，低端得到電子而帶負電，從而在導體的兩端形成電勢差， 即溫差電勢，記為 第二十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月因此，在 和 兩個導體組成的熱電偶回路中，總的熱電勢為 實際上，上圖熱電偶中所形成的熱電勢是無法測量的，要測量就必須接入電表，電表的接線端是銅導體，勢必在A和B導體中又要介入第三導體，這時會不會影響原來回路中的熱電勢？為答復這一問題，下面介紹熱電偶的中間金屬定律。中間金屬定律：在由A和B兩種導體組成的熱電偶回路中，不管從何處接入第三導體，只要保證接入導體兩端的溫度相同，則接入導體時將不影響原來回路中的熱電勢。 第二十六張，PPT共五十七

16、頁，創(chuàng)作于2022年6月要測量熱電偶回路中的熱電勢，只要保證接入的儀表兩接點溫度相同，就能準確測量出原熱電偶回路中的熱電勢。用熱電偶測量溫度十分簡便，只要用電位差計等測出熱電偶兩端電動勢，換算成溫度即可。圖中c為第三種金屬等連接導線（如銅線）。 第二十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2使用時注意事項（1）特性分度表的使用。熱電勢 （ ） 是兩個接點的溫度。將冷端溫度 固定后， （ ）就為熱端 的單值函數(shù)。為了統(tǒng)一起見，一般手冊上所提供的熱電偶特性分度表是在保持熱電偶冷溫度 條件下給出的熱電勢與熱端溫度的數(shù)值對照表。 因此實際測溫時，冷端溫度若為0，則只要正確地測量熱電勢，查分度表，

17、即可得到所測溫度。但是，如果此時冷端溫度不為0，而為室溫就不能直接利用特性分度表。這時應測量室溫（設為 ），利用特性分度表反查出其熱電勢值 ；將該熱電勢值與熱電偶回路所測得的熱電勢 相加，才是 ，即 第二十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月然后再由 之值查特性分度表，才能得到熱電偶熱點的實際溫度 。例 有一鎳鉻-鎳硅熱電偶，其冷端溫度 ，測得熱電勢為 mV，則實際爐溫是多少度？ 解 由 查分度表 mV，則 第二十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月再用40.37mV查分度表得977，即實際爐溫為977。（2）補償導線的使用。熱電偶傳感器長度通常在1m左右，當測量高溫時，冷端溫

18、度受熱端溫度影響較大，此時常用補償導線將冷端遠移到溫度變化比較平緩的環(huán)境中去。補償導線是和熱電偶配用的雙股導線。它的材料分別和熱電偶的A和B導體材料一樣。有多少類熱電偶就有多少類配用的補償導線。選用時，注意不要選錯牌號和接錯+、-極。最終原則是：當熱電偶出線盒外接線時，熱電偶的導體材料要分別和補償導線的導體材料一致，這樣才能保證在回路中不改變原來的熱電勢。 第三十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（3）冷端補償。在測量中也可想辦法對冷端進行補償，達到直讀溫度的目的。冷端補償?shù)霓k法常用以下三種：0恒溫法：將熱電偶的冷端保持在0器皿內(nèi)。此法僅適用于實驗室內(nèi)，但它能使冷端溫度誤差完全消除。

19、冷端恒溫法：將熱電偶的冷端接點置于一恒溫器內(nèi)，如恒定溫度為 ，則冷端誤差 為 冷端誤差雖不為零，但是一個定值。只要在回路中加入相應的修正電壓或調(diào)整指示裝置的起始位置，即可達到完全補償?shù)哪康摹?第三十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月冷端補償器法：工業(yè)上常采用冷端補償器法。冷端補償器是一個四臂電橋，其中三個橋臂電阻的溫度系數(shù)為零，另一橋臂采用銅電阻 ，放置于熱電偶的冷接點處。當 時，電橋平衡；當 時，電橋?qū)a(chǎn)生相應的不平衡電壓。電橋的輸出 與熱電勢串連。只要滿足熱電偶的冷端誤差就變成了定值 ，再進行定值誤差的修正（見恒溫法）即可獲得冷端溫度的完全補償。 第三十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)

20、作于2022年6月電橋的供電端A、C通過一可調(diào)電阻 接直流電源 ；橋臂 、 、 為錳銅線繞電阻，阻值可視為不隨溫度變化的固定電阻。 為測溫熱電阻，用來測量冷端溫度。熱電偶冷端溫度為 ，用補償導線接出，其冷端溫度為 。 第三十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月設在 時電橋平衡，橋頂B、D輸出電壓 ；當溫度 升高，熱電偶 增大，電橋輸出不平衡電壓 ，且點B電位高于點D電位，于是測溫儀測量的回路電勢是熱電偶兩結點溫度為 ， 所產(chǎn)生的溫差電勢 與電橋不平衡輸出電壓 之和。根據(jù)中間金屬定律，只要滿足于是再進行定值誤差的修正即可。 第三十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3.3光電

21、式傳感器 光電式傳感器是將光能轉(zhuǎn)換為電能的一種傳感器。通常只把具有光電效應的器件（如光敏電阻、光電池、光敏晶體管等）歸于此類。但廣義地說，凡是能將光信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕难b置（如紅外傳感器，光柵傳感器等）均可稱為光電式傳感器。4.3.3.1光電效應傳感器工作原理 半導體光電效應傳感器的工作原理是基于兩個效應：光電導效應和光生伏特效應。光電導效應：當光投射在半導體上時，光子的能量在半導體中激發(fā)出非平衡載流子而使載流子濃度加大，引起半導體電導率增加，這種現(xiàn)象稱為光電導效應。第三十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月光敏電阻就是利用這一效應制成的光電器件。光敏電阻沒有極性，純粹是電阻器件，使用時

22、可加直流電壓，也可加交流電壓。當無光照時，半導體中載流子濃度小，光敏電阻值(暗電阻)很大，電路中電流很小。當光敏電阻受到光照時，半導體中的載流子急劇增加，阻值(亮電阻)急劇減小，因此電路的電流迅速增加。 第三十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月光生伏特效應：在光線作用下使物體產(chǎn)生定方向電動勢的現(xiàn)象叫光生伏特效應。光電池、光敏二極管、光敏三極管都有至少一個PN結。光電池原理圖光生伏特效應光敏二極管原理光敏三極管原理第三十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3.3.2半導體光電效應傳感器的選用(1)光敏電阻具有很高的靈敏度，光譜響應的范圍可以從紫外區(qū)域延伸到紅外區(qū)域，而且體積

23、小、性能穩(wěn)定、價格較低，所以被廣泛地應用在自動化技術領域。但由于光敏電阻的光照特性曲線非線性，因此，它不宜作為線性測量用，只能作開關式光電信號傳感器用。 (2)選用光電元件時應根據(jù)不同的光源，結合元件的特性參數(shù)來選用。例如，光源發(fā)出的是可見光，光電元件一般選用硅光敏二極管或三極管，也可選用頻響高、靈敏度大的硅光電池。光敏電阻對不同波長的光靈敏度不同，因此，選用光敏電阻時也應結合光源來考慮。 第三十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3.3.3使用時的注意事項 (1)不論是光敏電阻，還是光敏二極管、三極管，都要注意其規(guī)格和使用環(huán)境條件。例如，最高工作電壓、耗散功率，光電流、環(huán)境溫度、

24、極間耐壓等都是較重要的數(shù)據(jù)，在使用時不能超過規(guī)定值。 (2)光敏管的靈敏度與入射光的方向有關，因此光源與光敏管的相對位置應合適，且保持不變。 (3)光敏管要先進行老化處理，才能使性能穩(wěn)定，特別是光敏電阻，在最初受到光照和外接負載后，靈敏度會明顯降低。在人為地加溫、光照和加負載情況下經(jīng)一至二星期的老化，光電性能漸趨穩(wěn)定，以后就基本不變了。 第三十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.3.3.4光電編碼器光電式編碼器是目前使用較多的編碼式數(shù)字傳感器。1光電式編碼器的結構與工作原理光電式編碼器由碼盤與光電讀出裝置兩部分組成。碼盤采用照相腐蝕工藝，在一塊圓形光學玻璃上刻有透光與不透光的碼形。

25、可以輸出四位二進制數(shù)碼的碼盤和光電讀出裝置如圖所示。 由最外向內(nèi)部依次為 位， ， ， 位，碼盤一側(cè)放置光源，另一側(cè)一個碼道對應放置一個光電器件，圖中為光電三極管。四個光電三極管的讀出裝置正處在碼盤第8號角度位置，只有最里面碼道的光電三極管對著不透光區(qū)(陰影區(qū))，故不受光照，管子截止，輸出電平為 第四十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月其他三個碼道光電三極管均對著透光區(qū)(非陰影區(qū))，故受光照而導通，輸出電平均為0。因此，碼盤的第8號角度位置對應的輸出數(shù)碼 ， ， ， 為1000。碼盤轉(zhuǎn)動某一角度，光電讀出裝置就輸出一個數(shù)碼。碼盤轉(zhuǎn)動一周光電讀出裝置就輸出16種不同的四位二進制數(shù)碼。 第

26、四十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2提高分辨率的措施 二進制碼盤所能分辨的旋轉(zhuǎn)角度，即碼盤的分辨率 為 式中 數(shù)碼的位數(shù)，若為四位碼，則 。 因此，四位碼 ， ， 五位碼 ， ， 由此可見，位數(shù)越多，碼道數(shù)越多，能分辨的角度越小。為了提高角位移的分辨率，常規(guī)方法就是增加碼盤的碼道數(shù)。當然這要受到制作工藝的限制。一般可通過采用多級碼盤，如兩級碼盤達到提高分辨率的目的。 第四十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月設低位碼盤有五條碼道，其輸出為5位數(shù)碼 ，高位碼盤有六條碼道，輸出6位數(shù)碼 ，兩個碼盤的關系同鐘表的分針與秒針的關系相似。同一個表盤，秒針移動60格(1圈)分針才移一

27、格，分針移動一格代表一分，秒針移動一格代表一秒，分辨率提高60倍。同理，若低位碼盤轉(zhuǎn)了一圈后(輸出 32個數(shù)碼)高位碼盤才移動一個碼位，或者說低位碼盤轉(zhuǎn) 32圈，高位碼盤才旋轉(zhuǎn)圈。那么分辨率將提高32倍，即可分辨的角位移是高位碼盤分辨率 的32分之1，即 ，這就是說由五條碼道的低位碼盤與六條碼道的高位碼盤相配合，可輸出11位數(shù)碼，角分辨率可達 。 第四十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.4主要非電參數(shù)的測量 4.4.1概述非電參數(shù)是相對于電參數(shù)而言的一類被測參數(shù)。它在種類和數(shù)量上遠比電參數(shù)多而復雜。許多領域需測試的非電參數(shù)：如機械參數(shù)（轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩、壓力等）、熱學參數(shù)（溫度等）、聲

28、學參數(shù)（噪聲等）、光學參數(shù)等等，可以用非電測法（機械法或光學法）測試，也可用電測法測試，但后者要比前者優(yōu)越得多，所以非電參數(shù)的電氣測試應用極廣。非電參數(shù)的電氣測試法具有以下突出優(yōu)點：1.將被測非電參數(shù)轉(zhuǎn)換成電磁參數(shù)進行電氣測試，可以充分發(fā)揮電氣測試的各項優(yōu)點；2.輸出的電信號可作長距離傳輸，利用遠距離操作與自動控制；第四十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月3.既可作靜態(tài)測試，也便于動態(tài)測試；4.在檢測微弱信號及瞬態(tài)過程測試方面是其它非電測試方法所無法比擬的；5.由于可輸出電信號易于和許多后續(xù)數(shù)據(jù)處理儀器或計算機聯(lián)用，組成自動測試系統(tǒng)，對測試過程進行控制，對測試結果進行分析、運算及處理

29、。一個完整的非電參數(shù)電測系統(tǒng)，如圖所示。按信息流程來劃分，由信息的獲得（傳感器）、信息的調(diào)理，以及信息的顯示與處理三部分組成。它首先要獲得被測參數(shù)的信息，把它變換成電參數(shù)，然后通過信息的調(diào)理，把獲得的信息進行變換、放大，再用顯示儀將信息顯示出來，有的把信息加以處理，也有的把這三部分分別稱為一次儀表、二次儀表及三次儀表。第四十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月非電參數(shù)電測儀器的分類方法有兩種：按被測參數(shù)分類(對使用對象比較明確)；按測量方法分類(對儀器的工作原理比較清楚)。但是在命名時，為了更加明確，習慣上常把兩者結合起來命名，例如光電式轉(zhuǎn)速計、電阻應變轉(zhuǎn)換儀等等。 非電參數(shù)電測技術總

30、的趨向是朝小型輕量化、測試放大一體化、無接觸化方向發(fā)展。 第四十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.4.2轉(zhuǎn)速的測量 轉(zhuǎn)速是用單位時間內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)表示，通常采用一分鐘內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)作為單位，符號為r/min，角速度用一秒鐘內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧度作單位，符號為rad/s。測試轉(zhuǎn)速的方法很多，根據(jù)其工作原理可分為計數(shù)式、模擬式和同步式三大類。計數(shù)式方法是用某種方法讀出一定時間內(nèi)的總轉(zhuǎn)數(shù)；模擬式方法是測出由瞬時轉(zhuǎn)速引起的某種物理量(如離心力、電機的輸出電壓)的變化；同步式方法是利用已知頻率的閃光與旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)同步來測試轉(zhuǎn)速。第四十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.4.2.1電子計數(shù)式測速數(shù)字式

31、測速是發(fā)展十分迅速的一種測速方法，測試結果直接以數(shù)字顯示，它有如下特點：（1） 讀數(shù)準確，消除了一般指針式儀表的刻度誤差和視覺差；（2） 測試范圍寬、精度高、速度快、顯示字跡清晰； (3)可進行瞬時轉(zhuǎn)速的測試。一般瞬時角速度 ，當 （或 ）取得極小時， 常稱 為瞬時角速度。 第四十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月由于轉(zhuǎn)速與頻率具有共同的量綱T-1，因此可以利用測頻率或測周期的方法得到轉(zhuǎn)速。采用電子計數(shù)式頻率計，配以轉(zhuǎn)速傳感器即可構成電子計數(shù)式轉(zhuǎn)速表。為提高測試的準確度，一般對高、中轉(zhuǎn)速采用測頻法，對于低轉(zhuǎn)速采用測周法。 測頻法是測量轉(zhuǎn)速傳感器所發(fā)出電信號頻率的方法，即測量標準單位時

32、間內(nèi)電脈沖數(shù)。測周法是定角測時，即用時標填充的方法測相當于某一旋轉(zhuǎn)角度的時間間隔，測周法可以在較短時間內(nèi)獲得較高的準確度和分辨率。這兩類方法交替使用，相互補充，可以展寬測試范圍，提高測試準確度。 第四十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月(1)測頻法(或稱M法)測速1數(shù)字式電子轉(zhuǎn)速表數(shù)字式頻率計的數(shù)字顯示值與轉(zhuǎn)速間的關系為式中 N1 計數(shù)值； n 每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(rmin)； z 旋轉(zhuǎn)體每轉(zhuǎn)一周傳感器發(fā)出的脈沖數(shù)； t1 主閘門開啟測定的時間(s)。 為便于直接讀出轉(zhuǎn)速值，需使N1=n，則應滿足zt1=60的條件。當傳感器每轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖數(shù)為60及主閘門開啟測定的標準時間為1s，則計數(shù)器計的脈沖數(shù)就是旋轉(zhuǎn)體每分種的轉(zhuǎn)數(shù)?？梢?，z的數(shù)值最好是60或60的整倍數(shù)。 第五十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月為了減小數(shù)字式儀器1個字的量化