测试与传感技术 Success is the good fortune that comes from aspiration

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1 测试与传感技术 Success is the good fortune that comes from aspiration
despiration Perspiration ＆ inspiration. ——Evan Esar 孙裕晶

2 主要内容 7.1 振动的测量 7.2 流体状态量检测 温度检测 7.4 自动产量测试技术

3 7.1 振动测试 按振动信号转换的方式 机械法 光学法 电测法

4 测振传感器 被测振动参数 ： 参数变换原理 ： 传感器与被测物体的关系： 根据测量参考坐标： 位移传感器、速度传感器和加速度传感器
磁电式、压电式、电感式、电容式、电阻应变式、光学式… 接触式和非接触式测振传感器 测振传感器又可分为相对式和绝对式两类

5 惯性式测振传感器的力学原理 由质量元件、弹簧及阻 尼器组成的单自由度有阻尼 强迫振动系统。设某一瞬时 被测物体绝对位移为y，质 量元件相对于传感器外壳的 相对位移为x，则质量元件m 的绝对位移为x+y。 惯性式测振传感器力学模型

6 惯性式测振传感器的力学原理 稳态响应 频率响应函数

7 惯性式位移传感器的响应条件 幅频特性

8 惯性式位移传感器的响应条件 相频特性 惯性式传感器相频特性曲线

9 惯性式速度传感器的响应条件 惯性式速度传感器与惯性式位移传感器有相同的幅频特性和相频特性。

10 惯性式加速度传感器的响应条件 ω/ωn＜＜l， 一般取 ω/ωn＜＜(1/3～1/5) 加速度传感器幅频特性

11 Force balance acceleometer

12 Piezoelectric accelerometer

13 Piezoelectric sensor

14 压电式加速度传感器 压电元件P 质量块M 压紧弹簧S 基座B 固定方法

15 磁电式速度传感器 1-弹簧 2-磁钢 3-阻尼环 4-铝架 5-芯杆 6-壳体 7-线圈 8-输出端

16 应变式加速度传感器 l-等强度梁 2-质量块 3-壳体 4-应变片

17 7.2 流体状态量测量 流体压力 流量监测 液位检测 温度检测

18 Diaphragm pressure transducer

19 Piston and spring transducer

20 Venruri flowmeter

21 Orifice flowmeter

22 Nozzle flowmeter

23 Pipebend flowmeter

24 Pitot-static flowmeter

25 美国TEKSCAN薄膜压力分布测试系统 产品功能与特点：
● 表面有2000多个压力感应点，可 以全面测试面了解压力分布。 ● 超薄：0.1mm厚度，和薄膜纸一 样轻薄，反复使用1-2千次。 ● 压力测试范围：5mHg-175MPa。 ● 传感器超过200种现有规格可选， 可以订做各种形状 。 ● 最高密度：248测点/c㎡。 ● 可以把测量每个测点的压力，并 且可以动态采集，高达10KHz。

26 7.3 温度检测 热电式变换器 温差电偶 热电阻 热敏电阻
7.3 温度检测 温度测量解决的问题：有关动力机械的热效率、谷物烘干设备的热交换以及高速运转机械中运动副的发热、摩擦与磨损等 。 热电式变换器 温差电偶 热电阻 热敏电阻

27 温差电偶 温差电势 配制成的温差电偶材料要求 能产生温差电动势的这样两种不同导体的组合，称为温差电偶(又叫热电偶)。
应有较大的热电势和热电势率。线性好。 能在较宽的温度范围内应用，物理化学性能与热电特性都较稳定。 电导率要高，电阻温度系数和比热要小。 易于复制，互换性要好。 材料要具有优良的加工和焊接性能，以利于温差电偶的制作。

28 热电阻 “热阻效应” 通常金属导体的电阻与温度之间服从如下的关系式 式中 Rt—金属导体在温度为t℃时的电阻值；
A、B、G—分度系数； t—摄氏温度值。 辐射误差和传导误差

29 热电阻元件 标准铂电阻 1-石英骨架 2-铂丝 3-引出线 工业铂电阻 铜电阻

30 热敏电阻 负温度特性 对大多数金属，当温度变化l℃时，其阻值变化为0.4~0.6％，而半导体热敏电阻的阻值变化可达3~6％。
热敏电阻的导电性能主要取决于其内部载流子(包括电子或空穴)的密度和迁移率。当温度升高时，在热激励下，载流子增多，活动能力也加强，从而导致其阻值急剧下降。

31 自动产量测试技术 谷粒流量传感器 谷粒水分传感器 损失监视器

32 谷粒流量传感器 谷物流量传感器工作原理示意图 (a) 冲击式流量传感器 (b) γ射线式流量传感器 (c) 光电式容积流量传感器
1．流量传感器 2．净粮升运器 3．γ射线检测器 4. γ射线源 5．水平输送搅龙 6．净粮升运铅 7．光电传感器 8．净粮升运器 9．光源

33 谷粒水分传感器

34 1—逐稿器损失监视器 2—清粮筛损失监视器 3—指示仪表
1—逐稿器损失监视器 2—清粮筛损失监视器 3—指示仪表

35 损失监视器的传感器 1塑料膜片 2压电晶体 3阻尼垫 4传感器体 5—导线

36 a）逐稿器损失监视器的安装 b）清粮筛损失监视器的安装
1—传感器 2—导槽