9传感器与检测技术串讲讲义

建国60周年最具影响力远程教育品牌、最具诚信网络教育机构、十佳网络教育机构自考|会计从业资格|会计职称|注册会计师|计算机等级考试|PETSCopyright©2000-2010.HuaxiaDadiDistanceLearningServicesCo.,Ltd.AllRightsReserved华夏大地教育网版权所有咨询热线：400-610-04801《传感器与检测技术》串讲讲义课程介绍一、课程的设置、性质及特点《传感器与检测技术》课程，是全国高等教育自学考试机电一体化专业必考的一门专业课。本课程的学习目的在于使学生掌握常用传感器的基本原理及其特性、中间转换电路及与微机的接口技术、传感检测技术、数字显示技术等，并在此基础上掌握对动态测试及其信号的分析与处理。通过本课程的学习为后续专业课学习和今后从事检测技术领域奠定基础。本课程的性质及特点：1．《传感器与检测技术》是一门专业课，与电气工程、自动化、电子信息工程、电子信息科学与技术、计算机以及供电技术等专业密切相关。2．本课程首先学习常用传感器的结构、工作原理及其特性，其次学习由其构成的检测电路，最后要掌握对传感器信号的分析与处理方法。二、教材的选用本课程所选用教材是全国高等教育自学考试指定教材，该书由张建民主编，机械工业出版社出版（2000版）。三、章节体系第一章概述第二章位移检测传感器第三章力、扭矩和压力传感器第四章速度、加速度传感器第五章视觉、触觉传感器第六章温度传感器第七章气敏、湿度、水份传感器第八章传感检测系统的构成第九章信号分析及其在测试中的应用第十章传感器在机电一体化系统中的应用建国60周年最具影响力远程教育品牌、最具诚信网络教育机构、十佳网络教育机构自考|会计从业资格|会计职称|注册会计师|计算机等级考试|PETSCopyright©2000-2010.HuaxiaDadiDistanceLearningServicesCo.,Ltd.AllRightsReserved华夏大地教育网版权所有咨询热线：400-610-04802注：其中，第十章的内容，考试大纲未作要求。考情分析一、历年真题的分布情况（一）知识点分布从知识点分布来看，本课程试题覆盖了教材九章的全部内容。单项选择题和填空题覆盖面最广，基本上每章都能涉及。问答题主要是考查学生掌握基本概念、基本原理的能力。问答题分布基本上能够覆盖6章的内容。计算题其分布在第3、4、6、8、9章，能够覆盖5章的内容。应用题知识点的分布基本与计算题不重复，即一章中一般不会同时考计算题和应用题两种。这样的话，计算和应用题加起来的分布就很广。从整体来看，教材9章内容知识点分布不均匀，重点章节主要是第2章，第3章，第4章，第6章，第7章，第8章，第9章。第1章是知识点考查最少的章节，并且主要是以选择题的形式出现。结论：在全面阅读教材的基础上，掌握重点章节内容，着重掌握传感器的基本概念、基本原理及其特性、掌握构成检测系统的各环节的工作原理及其性能分析、计算方法等。（二）试题难度对于重点知识每年都会重复出现，只是以不同的形式，或者考查不同的内容。这一点大家要特别注意，不要以为以前考过的知识点就不会再考。虽然每年均有偏题出现，一般是属于课程涉及的较细的内容，但所占比例较低，属于正常情况。总体而言，试题较难。二、历年真题结构分析及答题技巧2009年题型（一）单项选择题（12题×2分=24分）①第一章3题：（2009：1．2．3）例：2．下列指标中，属于传感器动态特性指标的是（）A．灵敏度B．线性度C．过载能力D．幅频特性②第二章1题：（2008：6）例：6．下列线位移传感器中，测量范围大的类型（）A．自感式B．差动变压器式C．电涡流式D．变极距型电容式建国60周年最具影响力远程教育品牌、最具诚信网络教育机构、十佳网络教育机构自考|会计从业资格|会计职称|注册会计师|计算机等级考试|PETSCopyright©2000-2010.HuaxiaDadiDistanceLearningServicesCo.,Ltd.AllRightsReserved华夏大地教育网版权所有咨询热线：400-610-04803③第三、四、五、六章各1题：（2008：:4．5．7.8）例：5．下列测力传感器的类型中，属于发电型的是（）A．电感型B．电容型C．压磁型D．应变型④第八章3题：（2008:9.10.11）例：11.由RC网络与集成运算放大器组成的带通滤波器需要的电容元件的个数至少为（）A．1B．2C．3D．4⑤第九章1题：（2008：12）例：12.信号的方差小，表示信号的（）A．波动范围小B．波动范围大C．平均功率小D．平均功率大结论：通过掌握书中的基本概念和教师提醒的易考点，解决此部分考题。（二）填空题（12题×1分=12分）涵盖的是每一章的基本概念、基本原理，只是与上面的选择题出题形式不同，因此要牢固掌握之。13．传感器的响应特性应在所测频率范围内保持。15．线绕式电位计的阶梯特性限制了其分辨力和。24.对于非确定性信号，只能用方法来描述它的规律。结论：答题能否正确，关键还是对课程内容和基本概念的把握程度。对教材中基本知识点把握，将教师提示的易考点掌握即可解决此类题型。（三）问答题（6题×4=24分）问答题，更侧重于考察每一章所讲述的物理效应、基本原理及其特点、技术指标等。26．简述应变式加速度传感器的工作原理。28.简述金属铂热电阻的测温特点。30.在设计计算机数据采集系统时，选择模/数转换器应考虑的主要技术指标是什么？结论：不要止步于听明白的阶段，还要善于理解情况下的归纳。建国60周年最具影响力远程教育品牌、最具诚信网络教育机构、十佳网络教育机构自考|会计从业资格|会计职称|注册会计师|计算机等级考试|PETSCopyright©2000-2010.HuaxiaDadiDistanceLearningServicesCo.,Ltd.AllRightsReserved华夏大地教育网版权所有咨询热线：400-610-04804（四）计算题（3题×8分=24分）要求学生能够运用所学知识点，分析、解决简单的应用问题，如，简单计算、绘制简单波形图等。33.试计算信号)sin()(0txtx和)sin()(0tyty的互相关函数)(xy，并画出其图形。结论：熟练掌握教师特别要求的有关测温度、测位移及相关函数计算等例题，并多做相关练习题。（五）应用题（本大题共2小题，每小题8分，共16分）要求学生能够运用所学多个知识点，分析、解决一般应用问题，如，较复杂的计算等。34.图示为函数的时域图，求其频谱，并绘制其幅值谱图。)(tx35.试画出包括压电式加速度传感器和电荷放大器等组成的测振系统原理框图，并说明采用电荷放大器的特点。结论：熟练掌握各知识点的综合应用，将教师提示的基本要点掌握。三、学习方法（一）本课程的学习方法1.必须保证已经全部学习完教材内容。考生要以考试大纲和教材作为学习的依据，掌握教材的知识点，从历年命题特点看，抓住教材是根本。2.考生手中至少有一本与教材相配套的辅导练习，每学完一章内容后，做辅导书的本章的练习题；学完全部内容后再做模拟题。做题是为了有助于理解和记忆教材的知识点，检查自己对知识的掌握情况，同时分析出A0-τ/2tτ/2题34图建国60周年最具影响力远程教育品牌、最具诚信网络教育机构、十佳网络教育机构自考|会计从业资格|会计职称|注册会计师|计算机等级考试|PETSCopyright©2000-2010.HuaxiaDadiDistanceLearningServicesCo.,Ltd.AllRightsReserved华夏大地教育网版权所有咨询热线：400-610-04805题的思路，所以做完题要注意分析总结，自我评价是否达到了做题的目的。3.将做错的试题重点划出来，认真查找错误原因所在。4.认真钻研解题技巧，要认真领会，揣摩并加以熟练掌握。（二）总复习技巧学完本课程后，进入复习阶段，一般说来至少要留出一个月的总复习时间。在总复习期间，考生应注意：1.树立考试成功的信心，不打“退堂鼓”；每年都会有一部分考生在听完辅导或自学完教材后，进入复习阶段时感到心中没底，加之时间紧，就放弃了，很可惜。所以，进入复习阶段，考生应多给自己鼓鼓劲，树立“我能行”的信心。2.制定详细的复习计划，按部就班地复习，提高效率；在复习时更应注意经常翻阅和回忆教材内容，强化记忆；分析整理知识点、出题点、出题角度、解题方法等；做模拟题和考试真题，熟悉考点以及出题思路，熟练、巩固和检验所学知识，把握教材中的要点。3.注意概括总结，浓缩所学知识；在复习阶段，要善于概括总结，提炼要点，以便记忆。（三）考试过程中的注意事项1.排除一切思想杂念，一心一意答题。2.拿到试卷后，迅速浏览试卷。同时要快速浏览考题和相应的分值，按难易程度确定做题的顺序，首先做最熟悉的题目和内容；主观题中如有得心应手题，应先做，然后再按顺序答题，遇到一时难答的题果断跳过，答后面的题，以防在某道题上耽搁时间，影响后面的答题。3.答完卷后别忘记重新考虑最初没确定答案的那些题，另外要至少全部检查一遍看有没有因疏忽而出错的地方。4.不要盲目提前交卷，在确保没有漏题的情况下经过两遍检查方可交卷。建国60周年最具影响力远程教育品牌、最具诚信网络教育机构、十佳网络教育机构自考|会计从业资格|会计职称|注册会计师|计算机等级考试|PETSCopyright©2000-2010.HuaxiaDadiDistanceLearningServicesCo.,Ltd.AllRightsReserved华夏大地教育网版权所有咨询热线：400-610-04806内容串讲第一章概述第一节机电一体化系统常用传感器常见考点：1、传感器的组成；2、传感器的分类；3、传感器的特性一、传感器的组成【知识点】1、传感器—是能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。（简记为：一感、二传）2、传感器的组成被测量非电量电量电量（便于传输、处理）历年试题1：（2005.10）1、传感器的组成部分中，直接感受被测物理量的是（）。A．转换元件B．敏感元件C．转换电路D．放大元件【答案】B【解析】该题考查组成传感器每一部分的作用。二、传感器的分类【知识点】1、按被测量对象分类；2、按工作机理分类；（1）物性型：如压电式、光电式传感器（2）结构型：如电感式、电容式、光栅式传感器。敏感元件转换元件基本转换电路建国60周年最具影响力远程教育品牌、最具诚信网络教育机构、十佳网络教育机构自考|会计从业资格|会计职称|注册会计师|计算机等级考试|PETSCopyright©2000-2010.HuaxiaDadiDistanceLearningServicesCo.,Ltd.AllRightsReserved华夏大地教育网版权所有咨询热线：400-610-048073、按被测物理量分类；如：位移传感器、温度传感器；4、按传感器能量源分类；（1）无源型（又称能量转换型）；如压电式、热电式、光电式传感器（2）有源型（又称能量控制型）：如电阻式、电容式、电感式等传感器5、按输出信号的性质分类；（1）开关型（二值型1或0）：如行程开关、接近开关等（2）模拟型：其输出为随时间作连续变化的电量。（3）数字型：其输出为一串脉冲信号。①计数型如：增量式编码盘②代码型如：绝对值式编码器三、传感器的特性【知识点】1、传感器特性的定义：指输出与输入之间的关系；2、传感器的特性包括：（1）静态特性（2）动态特性静态特性——当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时，传感器的输出与输入之间的关系称为静态特性，简称静特性。表征传感器静特性的指标有灵敏度、线性度、重复性等动态特性——当