安全检测技术期末复习整理

卢XXXX

1. 不安全因素具体包括：粉尘危害因素、化学危害因素、物理危害因素、机械伤害因素、电气伤害因素、气候条件。

2. 如果将传感器或检测器及信号处理、显示单元集于一体，固定安装于现场，对安全状态信息进行实时检测，则称这种装置为安全监测仪器。如果只是将传感器或检测器固定安装于现场，而信号处理、显示、报警等单元安装在远离现场的控制室内，则称为安全监测系统。将监测系统与控制系统结合起来，把监测数据转变成控制信号，则称为监控系统。

3. 根据检测的原理机制不同，大致可分为化学检测和物理检测两大类。

4. 当灵敏度为定值时，测试装置就是线性系统。

5. 无论以何种方法划分误差，最终都可归结到系统误差、随机误差、粗大误差这三大类误差的范畴。

6. 一般检测系统是由传感器、信号调理器和输出环节组成。

7. 薄膜霍尔元件厚度只有lum左右.

8.压电效应：某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时它的两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，又重新恢复不带电状态，这种现象称为压电效应。原理见书P81。

9.光电效应：物质受光照后，物质的电子吸收了光子的能量所产生的导电现象称为光电效应。原理见书P89。

10.霍尔效应：在通电流的金属板上加一匀强磁场，电流方向与磁场方向垂直时，与电流和磁场都垂直的金属板的两表面间出现电势差，这个现象称为霍尔效应。原理见书P100。

11.（1）传感器的分类：1）按输入量分类：物理量传感器、化学量传感器和生物量传感器。

2）按转换原理分类：分为结构型，物性型；两大类。

3）按能量转换的方式分类：有源型和无源型两类。

4）按输出信号的形式分类：开关式、模拟式和数字式。

5）按输入和输出的特性分类：线性和非线性两类。

（2）传感器的作用：是实现检测与自动控制的首要环节，对原始信息进行准确可靠的

捕获和转换。

（3）传感器的种类：有结构型传感器、物性传感器和其他类型传感器。

12.检测主要包括检验和测量两方面的含义。

13.准确度：说明检测仪表的指示值与被测量真值得偏离程度，准确度反映了测量结果中系统误差的影响程度。准确度高意味着系统误差小。

14.精密度：说明测量仪表指示值的分散程度。精密度是随机误差大小的标志，精密度高，意味着随机误差小。

15.精确度：是准确度和精密度两者的总和，即测量仪表给出接近于被测量真值的能力，精确度高表示精密度和准确度都比较高，以测量误差的相对值表示。

16.灵敏度：表示检测系统输出信号对输入信号变化的一种反应能力。

17.静电的特点：静电电压高、能量不大、尖端放电、静电感应放电、绝缘体上静电泄露很慢。

18.雷电的特点：电流大、电压高、冲击性强、释放热能高、电流变化梯度大。

19.（1）误差产生的种类：1）按误差出现的规律分类：系统误差、随机误差、粗大误差。

2）按误差来源分类：仪器误差、理论误差与方法误差、环境误差、人员误差。

3）按被测量时间变化的速度分类：静态误差、动态误差。

4）按使用条件分类：基本误差、附加误差、

5）按误差与被测量的关系分类：定值误差、累积误差。

（2）误差产生的原因：在测量过程中，由于所选用的测试设备或实验手段不够完善，周围环境中存在各种干扰因素，以及检测技术水平的限制等原因，使测量值和真值之间存在一定的差值，从而产生误差。

20.电磁干扰产生的原因：有放电干扰，电气设备干扰以及固有干扰等。其中放电干扰包括天体和天电干扰、电晕放电干扰、火花放电干扰和辉光、弧光放电干扰。电气设备干扰包括射频干扰、工频干扰和感应干扰。固有干扰包括热噪声、散粒噪声和接触噪声。

21.干扰产生的内型：电磁干扰、机械干扰、热干扰、光干扰、湿度干扰、化学干扰、射线辐射干扰。（每种干扰的原因不同，详见书上P52）

22.对热干扰的抑制措施：热屏蔽、恒温法、对称平衡结构、温度补偿。对电磁干扰的抑制措施：屏蔽技术、接地技术、浮置、滤波、平衡电路。

23.电磁干扰产生的途径：差模干扰、共模干扰。

24.（1）防雷的作用：避免雷电对建筑物、生产设备、人体等产生直接的伤害。

（2）雷电的原理：带电积云是构成雷电的基本条件。积雨云里的气流，使运抵、冰晶受到冲击而发生剧烈的碰撞和摩擦，因而破裂分离，同时带上电荷。带正电的小冰晶被气流带到云的顶部，而带负电的大冰晶较重，下沉到云的下层，这样在积雨云的不同部位就聚集着正电荷或负电荷当达到一定程度时，或带不同电荷的积云互相接近到一定程度时，以及带电积云与大地凸物接近到一定程度时，就会把阻挡它们结合的空气层击穿，从而形成雷电。

（3）雷电的类型：直击雷、感应雷、球雷。

（4）雷电的检测：主要是检测防雷装置的接地电阻和土壤的电阻率。其中接地电阻检测为：1）接地电阻测量仪检测法。2）电压表-电流表测量法。土壤电阻率的检测的方法是四电极法。

25.防爆仪表的种类：（1）结构防爆仪表：结构类型有隔爆型、防爆通风充气型、防爆充油型、防爆安全型和特殊防爆型。

（2）安全火花防爆仪表：凡具有本质安全型防爆结构的检测仪表，都是安全火花防爆仪表。

26.目前监测的三大类为：甲烷、粉尘、火灾（爆炸）。

27.燃烧的过程（定义）：燃烧是一种伴随有光、热的化学反应。

28.燃烧的现象：1）热（温度） 2）燃烧气体 3）烟雾 4）火焰

29.热敏电阻分为负电阻温度系数热敏电阻和正电阻温度系数热敏电阻和在某一特性温度下电阻值会发生突变的临界温度热敏电阻。其划分为时按半导体热敏电阻式按半导体电阻随温度变化的典型特性划分。其热敏电阻工作原理见书上P86。

30.（1）安全检测监控的任务：是检测设备的运行状态，判断其是否正常，进行安全预测和诊断，指导设备的管理和维修。（此还需进一步思考）

（2）安全检测与监控的完成主要是有数据采集、数据处理、故障检测与安全决策以及安全措施等四个阶段组成。

（3）安全检测与监控系统的设计原则：1）可靠性原则 2)使用方便原则 3）开放性原则 4）经济性原则 5）短开发周期原则

31.防雷的主要措施：防雷电的主要措施是人为制造出一条电流通道。将雷电的电流以很小的电阻导入地下，避免对建筑物、生产设备、人体等产生直接的伤害。

32.火灾探测的主要方法：1）空气离化探测法 2）光电探测方法 3）热（温度）检测法

4）光辐射或火焰辐射探测方法 5）可燃气体探测法

33.超声波液位计是利用回声测距原理进行工作的。

34.（1）压力仪表的选用：应根据工艺生产过程对压力测量的要求、被测介质的性质、现场环境条件等来考虑仪表的类型、量程和精度等级。并确定是否需要带有远传、报警等附加装置。

（2）主要考虑的问题：1）从被测介质压力大小来考虑

2）从被测介质的性质来考虑

3)从使用环境来考虑

4）从仪表输出信号的要求来考虑

（关于如何选择仪表及其主要考虑哪些问题在书上有好几种，详见P326、P157）

35.本质安全电路和电气设备是实现安全火花是从如下几个方面采取措施：1）合理选择元件的额定参数。 2）降低电源的容量 3）机械隔离与电气隔离

36.电感式传感器的原理：利用电感元件把被测物理量的变化转换成电感的自感系数L或者互感系数M的变化，再由测量电路转换为电压（或电流）信号。

37.射线检测原理：是利用射线通过物质时的衰减规律，即当射线通过被检物质时，由于射线与物质的相互作用，发生吸收和散射而衰减。

37.真值：被测量的真实值称为真值。

38.噪声测量注意：1）应当尽可能避免本底噪声（背景噪声）对测量的影响。

2）应避免反射声波的影响。

39.噪声测量时误差产生原因：

28.三、简答题

1.安全检测的目的是什么？

安全检测的目的是为职业健康安全状态进行评价、为安全技术及设施进行监督、为安全技术措施的效果进行评价等提供可靠而准确的信息，达到改善劳动作业条件、改进生产工艺过程、控制系统或设备的事故(故障)发生。

2. 根据粉尘的性质及来源，粉尘可分为几类？分别是什么？

根据粉尘的性质及来源，粉尘可分为三类 ：

(1)无机粉尘主要包括：①矿物性粉尘，如石英、石棉和煤等粉尘。②金属性粉尘，如铜、铍、铅和锌等金属及其化合物粉尘。③人工无机粉尘，如水泥、金刚砂和玻璃纤维粉尘。

(2)有机粉尘主要包括：①植物性粉尘，如棉、麻、甘蔗、花粉和烟草等粉尘。②动物性粉尘，如动物皮毛、角质、羽绒等粉尘。③人工有机粉尘，如合成纤维、有机燃料、炸药、表面活性剂和有机农药等粉尘。

(3)混合性粉尘 上述各类粉尘中两种或两种以上粉尘的混合物称为混合性粉尘。生产过程中常见的是混合性粉尘。

四、论述题

1.试论述压电式传感器的工作原理。请列举几种主要的压电式传感器，说明其特点与用途。

压电式传感器的工作原理是以某些物质的压电效应为基础，将力的作用转换为电的参数。它是一种发电式传感器。压电效应是可逆的。当沿着一定方向对某些电介质加力而使其变形时，在一定表面上产生电荷，当外力去掉后，又重新回到不带电状态，这种现象称为正压电效应；当在电介质的极化方向施加电场，这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械应力，当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失，这种现象称为逆压电效应。可见，压电式传感器是一种典型的“双向传感器”。（3分） 压电式力和压力传感器：利用压电元件做成力-电转换元件的关键，是选取合适的压电材料、变形方式、串联或并联的晶片数、晶片的几何形状和合理的传力机构。压电元件的变形方式，以利用纵向压电效应的厚度变形为最方便。压电材料的选择，取决于所测力的大小、测量精度和工作环境等。结构上大多数采用机械串联而电气并联的一对或数对晶片。（3分）压电式传感器：其低频响应好，如配备合适的电荷放大器，低频段可低至0.3Hz。所以常用来测量动态参数，如振动、加速度等。压电式加速度传感器还具有体积小、质量轻等优点。声表面波传感器(SAWS)：SAWS的转换元件是SAW振荡器基片，由石英晶体、压电陶瓷或压电路膜构成。当它受到多种物理、化学或机械微扰时振荡频率就发生变化，通过适当的设计使它仅对某一被测量敏感。由于SAW的振幅是随深度呈指数衰减的弹性波，敏感区就在表面薄层附近，优点：①高精度、高灵敏度。它能把被测量转变为电信号频率的测量，而频率的测量精度高、抗干扰能力强。②被测量转换成频率变化的数字信息进行传输、处理，因此极易与微机直接配合，组成自适应实时处理系统。③ SAW

器件应用平面制作工艺，极易集成化、一体化，结构牢固、质量稳定、重复性和可靠性好。平面结构设计灵活，片状外形易于组合。④体积小、质量轻、功耗小。（3分）

2. 进行安全监控的目的和任务。

安全监控的目的是：

⑴ 能及时地、正确地对运行设备的运行参数和运行状况作出全面监测，预防和消除事故隐患。

⑵ 对设备的运行进行必要的指导，提高设备运行的可靠性、安全性和有效性，以期把发生事故的概率降低到最低水平，将事故损失降低到最低水平。

⑶ 通过对运行设备进行监测、隐患分析、性能评估等，为设备的结构修改、优化设计、安全运行提供数据和信息。总起来说，进行安全监控的目的就是确保设备的安全运行，预防和消除事故隐患，避免事故发生，尤其是避免重特大事故的发生，遏制群死群伤和重大经济损失。

安全监控的任务是监测设备的运行状态，判断其是否正常；安全预测和诊断；指导设备的管理和维修。

 

第二篇：安全检测技术总结

安全检测是为了及时获取工业危险源的安全状态信息，将信息通过物理或化学的方法转化为可观测的物理量（模拟或数字信号）的过程。安全检测仪器是由传感器及信息处理、显示单元组成的仪器。安全监测仪器是将安全检测器集于一体并安装于现场，对安装状态信息进行实时检测的装置。安全监测系统只将检测器或传感器安装于现场，而信息处理、显示、报警等单元安装在远离现场的控制室内。安全检测技术的特点：安全检测系统自身必须有高可靠性和高安全性。 预测异常现象具有高难度 检测点分布范围大 检测系统维护的难度大 涉及多领域多学科安全检测研究的主要内容：1)确定被测量的检测原理 ；2)确定被测量的检测方法；3）设计确定检测系统；4）检测（数据）结果处理。 工业安全的任务：依靠新的知识，采用现代化技术和管理方法，杜绝和预防生产过程中暴露的或潜伏的不安全因素。安全检测的任务：为安全管理决策和安全技术的有效实施提供丰富可靠的安全因素信息。

传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器由敏感元件和转换元件两部分组成。敏感元件的作用：直接感受或测量非电量，输出与被测量成确定关系的其他量。转换（传感）元件的作用：将敏感元件感受或响应的被测量转换为适于传输或测量的电信号部分。

传感器的分类：1）按输入量分：压力、湿度、光传感器2）按工作原理分：应变式、电容式、压电式、热电式传感器3）按物理现象分：结构型、物性传感器4）按能量关系分：能量转换型、能量控制型传感器5）按输出信号分:模拟式、数字式传感器

信号的概念信号是可以反映被测系统的状态或特征的信息，是带有一定信息的时间函数信号分类：确定性信号｛周期信号（正弦/复杂周期）/非周期（准周期/瞬变）｝/随机信号｛平稳随即（各态历经随机/非各态）/非平稳｝

真值：检测某一过程参数时，该参数在一定条件下总有一个客观存在的量值，通常称之为真值。指定值：又称约定真值，相对真值或代替真值，即国际标准指示值 标称值：计量或测量器具上标注的量值 示值：由测量仪器给出或提供的量值（测量值）

（2）误差的分类：按表示方法分：绝对误差、相对误差

绝对误差：某一物理量的测量值x与真值A0的差值。即△x=x-A0

相对误差：a）实际相对误差SA：绝对误差△x与被测量的约定真值A的百分比。即SA=△x/A×100% b)示值相对误差SX：绝对误差△x与仪器示值X的百分比。即SX=△x/X×100% c)满度相对误差Sm：绝对误差△x与仪器满度值Xm的百分比。即Sm=△x/Xm×100%

按误差性质分：系统误差：在相同条件下多次测量同一物理量时，其误差的绝对值和符号保持恒定，或在条件改变时，按某一确定的规律变化的误差。随机误差：在相同条件下多次测量同一物理量时，在已消除引起系统误差的因素之后，测量结果仍有误差，而其变化是无规律的随机变化，这种误差称为随机误差。

精度高低与系统误差、随机误差的关系：测试结果的精度表示测试的总误差，平时说测试精度高是指测试的准确度和精确度都很高，而测量的准确度由系统误差表征，系统误差越小，表明测量准确度越高。通常测量量精度表征随机误差的大小，随机误差越小，精确度越高。所以，测试结果的精度高，也就是说系统误差和随机误差都很小。

3、掌握检测系统的静态特性以及衡量其好坏的重要指标：

检测系统的静态特性指被测物理量处于稳态时的检测系统的输入—输出特性。 衡量检测系统静态特性的重要指标：线性度、灵敏度、迟滞和重复性。

线性度——指实际特性曲线与拟合直线偏离的程度。灵敏度——指传感器或测试系统在稳态下输出变化值△y与输入变化值△x的比值，用K表示。即K=△y/△x迟滞——值传感器正（输入量增大）反（输入量减小）行程的输出——输入特性曲线不重合的程度。重复性——指测试系统或传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变动时所得的特性曲线不一致的程度。

1.压力检测的方法(1)直接比较法：将被测力直接通过杠杆系统与标准质量（砝码）的重量进行平衡的方法。（2）间接比较法：将被测力通过测力传感器，按比例转换成其他物理量，然后与标定值比较来求得力的大小。

电阻应变片的工作原理应变片的工作是建立在敏感元件应变效应的原理上的。金属丝的电阻随着它的机械变形的大小而发生相应的变化的现象称为金属丝的电阻应变效应。优点结构简单、使用方便、性能稳定可靠2）易于实现检测系统自动化和多点同步测量，远距离测量和遥测3）灵敏度高、检测速度快，适合静态、动态检测4）可以检测多种物理量缺点：具有非线性，输出信号微弱，抗干扰能力差

金属丝的灵敏系数为 K0 =（1+2 μ）+(dρ/ρ)/ε ，其影响因素为（1）1+2 μ 表示形变所引起的变化，即由金属丝受拉伸后，材料的几何尺寸发生变化而造成的影响。（2）(dρ/ρ)/ε表示材料的电阻率随应变所引起变化，即当材料发生变形时，其自由电子的活动和数量均发生了变化的缘故，这项可为正值也可为负值，但作为应变片材料，都选正值。

回线式应变片优点：制作简单、性能稳定，价格便宜、易于粘贴。 缺点：横向效应比较大。短接式应变片 优点：克服了回线式应变片的横向效应。 缺点：由于焊点多，在冲击振动条件下，易在焊点处出现疲劳破坏，因而制造工艺要求高。箔式应变片 优点：尺寸精确、灵敏系数大、散热条件好，蠕变、机械滞后较小，疲劳寿命高。薄膜应变片 优点：敏感度高，允许电流密度大，工作温度范围广。 缺点：很难控制其电阻对温度和时间的变化关系。 半导体应变片 优点：尺寸、横向效应、机械滞后都很小，灵敏系数极大。 缺点：电阻值和灵敏系数的温度稳定性差，测量较大应变时非线性严重，灵敏系数随受拉或受压而变，且分散度大。

应变片的灵敏度系数k恒小于金属丝的灵敏度系数k0的原因 ：除了胶体传递变形失真外，主要还存在着横向效应。在测量纵向应变时，圆弧部分产生一负的电阻变化，从而降低了应变片的灵敏度。这种现象称为横向效应。(为了减小 横向效应，采用直角线栅或箔式应变片)

应变片的电阻值它是指用来安装的应变片，在不受外力的情况下，于室温条件下测定的电阻值，也称原始阻值。灵敏度（k）金属丝的电阻相对变化与它所感受的应变之间具有线性关系，我们用它的灵敏度系数K0表示。横向效应在测量纵向应变时，圆弧部分产生一负的电阻变化，从而降低了应变片的灵敏度。这种现象称为横向效应。允许电流：指不因电流产生热量影响检测精度，应变片允许通过的最大电流。应变极限： 粘贴在试件上的应变片所能测量的最大应变值叫应变极限。

机械滞后指对粘贴的应变片，在温度一定时，增加和减少机械应变过程中同一机械应变量时指示应变的最大差值。

零点漂移指已粘贴好的应变片，在温度一定和不承受机械应变时，指示应变随时间的变化。蠕变指已粘贴好的应变片，在温度一定并承受一个恒定的机械应变时，指示应变随时间的变化。

压阻式传感器的工作原理：固态压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上扩散电阻制成的，基片直径作为检测传感元件。扩散电阻在基片内组成电桥，当基片受到压力或力作用产生变形时，各电阻值发生变化，电桥产生相应的不平衡输出。压阻效应——半导体材料受到压力作用时，其电阻率发生明显变化，这种现象称为压阻效应。

压电效应 某些物质在沿一定方向受到拉力或压力作用而发生变形时，其表面上会产生电荷。若将外力去掉，它们又重新回到不带电状态，逆压电效应 沿电介质极化方向施加电场或使其带电，它将产生机械变形，当电场或电荷撤去后，变形随之消失，这种将电能转换为机械能的现象称逆压电效应或电致伸缩效应。 其前置放大器使用电压放大器时，整个测量系统对电缆电容的变化非常敏感，尤其是连接电缆的长度的变化更为明显，因此不适于远距离测量。使用电荷放大器时，电缆长度变化的影响可忽略不计，这是电荷放大器最突出的一点，适用于远距离测量。但电压放大器比电荷放大器电路简单、元件少、价格便宜。 什么是传感器的标定任何一种传感器在研制成功后，都必须按技术要求进行一系列的试验，以验证它是否达到原设计指标，并通过试验数据来确定传感器的基本性能。传感器的标定分为静态和动态两种，静态标定的目的是确定传感器静态特性指标，如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。动态标定的目的是确定传感器的动态特性参数，如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。 经验温标包括摄氏温标：所用标准仪器是水银玻璃温度计。分度方法是规定在标准大气压下，水的冰点为零度，沸点为100度，水银体积膨胀被分为100等份，对应每份的温度为1摄氏度。华氏温度：标准仪器是水银温度计，选取氯化铵和冰水混合物的温度为零度，人体温度为100度，水银体积膨胀被分为100等份，对应每份的温度为1华氏度。华氏温度=9/5×摄氏温度+32

温度测量方法及分类：1）热电法测温2）电阻法测温3）辐射法测温

热电偶的工作原理 ---热电效应用A、B两种不同的金属导线组成一个闭合回路，当导体A与B的两个接点1和2之间存在温差时，两者之间产生电动势，因而在回路中形成定大小的电流，这种现象即称为热电效应。

热电偶产生的热电势 接触电势——当两种导体A、B相接触时，由于二者的逸出功不同，即电子脱离金属表面所需的功不同，逸出功较小的金属（A）中电子逸向逸出功大的金属(B)，这样金属A因失去电子而提高电势，金属B则因得到电子而降低电势，因而在两金属的接触点便形成了接触电势。接触电势值等于二金属的逸出功之差，它与金属的物性及温度有关，与尺寸及形状无关。 温差电势——对一根金属导线而言，当该导线两端处于不同温度时，对应的自由电子能量也随之不同，致使高温端的电子向低温端扩散，结果，高温端积累正电荷，低温端积累负电荷，达到平衡后便构成两端间的温差电势。

热电偶适于远距离测温的主要原因 当组成热电偶的电极材料均匀时，其热电势的大小与热电极本身的直径和长度无关，只与工作端的温度有关。因此，用各种不同材料可以做成多种用途的热电偶，以满足不同强度检测的需要。

检测仪表的引入对热电偶测温影响，没有影响。因为通过补偿导线引入检测仪表后，只是把热电偶的参比端延伸到远离高温区的地方，使参比端的温度相对稳定或变化范围缩小，而不影响回路中的热电势的变化，不影响热电偶的输出。 补偿导线的定义用热电性质和热电偶相近的材料制作的导线分类：补偿型补偿导线（材料不同于热电偶）、延伸型补偿导线（相同）作用：把热电偶的参比端延伸到远离高温区的地方，从而使参比端的温度相对稳定或变化范围缩小。它并不能使参比端 恒定在00C以上，也不能起到补偿作用，而是把热电极延长。节约热电偶材料，降低成本

中间导体定律当引入第三导体C时，只要保持第三导体两端温度相同，接入导体C后，回路总电势不变。其推导过程（看作业）

热电偶的分类及表示方法：

按材料：廉价金属热电偶：铁——康铜、镍铬——镍硅、镍铬——考铜贵金属热电偶：铂铑10 ——铂、铂铑30——铂铑6 难熔热电偶：钨——铼、钨——钼非金属热电偶：二氧化钨——二氧化钼、石墨——碳化物

按用途和结构分：1.普通工业用热电偶：直形、角形、锥形

2.专用的热电偶：钢水测温的消耗式热电偶、多点式热电偶、表面测温热电偶

11. 金属热电阻的特点： 铂电阻 特点：1）优点：耐氧化能力强；易于提纯、重复性好；有良好的工艺性；电阻率较高。 2）缺点：电阻温度系数小；在还原介质中工作时易被玷污变脆 ；价格极贵。）铜电阻 特点：在-500C-1500C 的使用温度范围内，铜电阻与温度的关系呈较好的线性关系；电阻温度系数比铂高，但电阻率低；易于氧化，不适于在腐蚀和高温下工作；易于提纯，价格低。 镍和铁热电阻 特点：1)优点：灵敏度高；电阻率较高。 2)缺点：铁容易氧化，而镍非线性较严重，提纯困难，再现性较差。铑铁热电阻 0.3-20k 特点：灵敏度和稳定性高；重复性较好。铟热电阻 4.2-15k 特点：灵敏度高锰热电阻 2-63k特点：电阻随温度变化大，灵敏度高；材料脆，难拉丝。

12. 熟悉半导体热敏电阻的分类按电阻温度特性:负温度系数热敏电阻（NTC)正温度系数热敏电阻（PTC)临界负温热敏电阻（CTR)

按结构形状分：片状、杆状、珠状、线状、薄膜型。按制造材料分：陶瓷热敏电阻、单晶热敏电阻、非晶热敏电阻、塑料热敏电阻、金刚石热敏电阻。 按工作温度范围分：低温热敏电阻（低于-550C）常温热敏电阻（-550C-3150C)

0高温热敏电阻（高于315C）

普朗克定律——温度为T（K）的物体，在波长为 处的分频辐射强度 为 斯忒潘-波尔兹曼定律——物体的温度越高，它所辐射出来的能量越 多。当温度为T时，物体在所有波长上的总辐射强度

维恩位移定律——热辐射发射的电磁波中包含着各种波长。从实验可知，物体峰值辐射波长 与物体自身的绝对温度T成反比

辐射法测温的主要原理任何物体只要其温度高于绝对零度，则可以不断地发射红外辐射。由斯忒潘-波尔兹曼定律可知：温度越高，辐射功率就越大。只要知道物体的温度T和它的比辐射率ε，就可以算出它所发射的辐射功率W。反之，若知道物体所发射的辐射功率，则可求出它的温度。

各部分作用：目标是辐射红外光的辐射源，它辐射的红外光经光学系统聚集处理，送至热敏电阻。 光学系统把被测物体辐射的红外光聚集到热敏元件上。 红外光检测元件将温度变化转换成电信号。电子放大器和指示器测量、放大和显示由灵敏元件输出的被测信号。调制器由于直流放大器有零点漂移的缺点，故

往往先对辐射量进行调制，变成交流信号，再采用交流放大器进行放大。调制器由微电机带动调制盘组成，调制盘是个带有八齿儿槽、等分均匀、严整的圆形铁片，当电机转速不同时，可调制出不同的频率。

红外线作用：1）生产中常用红外线的热效应（物体吸收了红外线就会发热）来烘热物体；2）由于红外线不收白天和夜晚的限制，因此它广泛应用于卫星摄影、夜视技术及遥感监测等各个领域。

紫外线作用：1）因其有较强的化学作用，能使某些物质发生化学反应。2）紫外线有明显的生理作用，可用来杀菌。例如：医院中常用紫外线对病房和手术室消毒，治疗皮肤病和软骨病等。在安全检测技术中，利用紫外线对物质进行“荧光分析”，监视火焰温度等。

光通量——指光源的总辐射通量在人眼中引起的总光通量，单位是流明。 光强度——光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量，我们称它为光源在该方向的光强度，简称光强。单位为烛光。1烛光=1流明/1球面积

光亮度——简称亮度，某方向上的亮度等于该方向上的光强度与发光表面在垂直于该方向的平面上的投影面积之比，亮度单位为为尼特。1尼特=1烛光/米2 光照度——简称照度，是光通量与其受照面积之比，单位为勒克斯。 1勒克斯

2=1流明/米

外光电效应——入射光子使吸收光的物质表面发射电子，这种效应称为外光电效应或光发射效应。内光电效应——光激发的载流子（电子或空穴）仍保留在样品内部称为内光电效应。内光电效应又分为光电导效应和光伏效应。

2.光电效应的规律对任何一种金属，都存在一极限频率，入射光的频率必须大于这个极限频率，才能产生光电效应。光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大，而与入射光强度无关。入射光照射到金属上时，光电子发射几乎是瞬时的。当入射光的频率大于极限频率时，光电流强度与入射光的强度成正比。 光电倍增管优点:高增益；高灵敏度；超低噪声；光敏区面积大；耐高温和抗辐射。缺点：灵敏度因强光照射或因照射的时间过长而降低，停止照射后又部分地恢复，这种现象称为“疲乏”； 光阴极表面各点灵敏度不均匀。

性能参数：暗电流——在全暗条件下工作，阳极上也会有电流输出，这种电流称为暗电流。暗电流决定了所能检测的最小光信号。暗电流的一个重要来源是光阴极和第一倍增极的热电子发射，所以，冷却会显著降低暗电流。响应时间——描述响应快慢的参数。定义为当光阴极由光脉冲照射时，光电倍增管输出峰值从10%上升到90%所需时间，光电管的结构设计和电极间的场强是影响响应时间的主要因素。

光敏电阻的工作原理：光敏电阻没有极性，使用时可加直流偏压，也可以加交流电压。当无光照时，光敏电阻值很大，电路中电流很小，负载电阻RL上的压降也很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照射时，它的阻值急剧减小，因此电路中电流急剧增加，RL上的压降也增大，因此可用于安全检测中使用。 优点：灵敏度高；光谱响应范围宽；所测光强范围宽；体积小、重量轻、使用方便；性能稳定、价格便宜。缺点强光照射下，光电转换线性差；频率响应低。 亮电流、暗电流和光电流 亮电流——指在规定的外加电压作用下，受到光照时流过光敏电路的电流值，以Il表示。暗电流——是加有规定的外加电压的光敏电阻，既使在完全黑暗的条件下也有一个微小的电流流过，这个电流称为暗电流，以ID表示。光电流——是指亮电流与暗电流之差，以IL表示。即IL=Il-ID

光电池光照强度与短路电流Isc和开路电压Uoc的关系是非线性的，当光照为200lx时就趋向饱和了。短路电流在很大范围内与光照度成线性关系。因此光电池作为检测元件使用时，应把它当作电流源的形式来使用，这样可以利用短路电流与光照度成线性关系的优点。而不要把它当成电压源使用。

光电池的短路电流是指外接负载电阻相对于它的内阻来说是很小的电流值。从实验可知，负载越小，光电流与照度之间的线性关系越好，而且线性范围越宽。负载电阻越小越好。

发光二极管的工作原理：发光二级管和普通二极管一样，管芯是由PN结组成，具有单向导电的特性。当给PN结加上正向电压后，使PN结势垒降低，载流子的扩散运动大于漂移运动，致使少数载流子在结区的注入和复合而产生辐射发光，这就是发光二级管的基本工作原理。特点：伏-安特性曲线；正向饱和压降U；最大工作电流；响应时间。

光电耦合器的特点能有效抑制噪声；信号传输有单向性，无输出至输入的反馈效应；电路设计简单而且灵活；小型，耐震，无触点，寿命长

烟雾报警器：白炽灯与光敏电阻之间有一定的间隙。当没有烟雾存在时，硫化镉光敏电阻受到白炽灯照射时，阻值变小。使Q1管的基极电位低于发射电位而截止，Q2也截止，其集电极为高电位，于是齐纳二极管ZD导通，触发晶闸管导通，继电器吸合，对用电器供电。

保险柜的工作原理1）当保险柜闭合时，S断开，无电源，BG1处于截止状态，不报警。2）白天，当工作人员打开柜子时，它寂静无声。白天即使打开柜门，虽然S闭合，RG呈较强光线作用，照射而呈低电阻，可以调节电阻R1，使得A点电位偏低，低于0.7，BGl处于截至状态， KD-9561得不到工作电压，报警器不工作。3）当夜晚打开柜门时，S接通，RG无光线作用而呈高电阻，使得A点电位升高，BG1获得合适偏流导通，大于或等于0.7伏时，报警集成块KD-9561工作，发出报警器信号，经放大器BG2 、BG3放大后，由扬声器发出声音。 表面电阻控制传型：是基于半导体表面与吸着气体交换电子，使材料电阻发生变化；

体电阻控制型气敏感器：利用化学反应性强，易于还原氧化物半导体材料在较低位温度下，与气体接触时产生氧化还原反应，使晶体结构缺陷状态放生变化，因而导致电阻值发生变化的特性制作而成接触燃烧式气敏元件工作原理：接触燃烧式气敏元件采用检测触媒接触燃烧所产生的燃烧热原理而制成的气敏元件

湿度的三种表示方法：混合比；比湿度；体积比；摩尔分数和饱和度等。

湿敏元件的特性参数： 湿度量程、感湿特性、灵敏度、湿度温度系数、响应时间 湿度量程：是指湿敏元件能比较精确测量的环境湿度（或绝对湿度）的最大范围

感湿特性：湿敏元件的阻值（或电容、击穿电压等）随环境相对湿度（或绝对湿度）变化的特性，称为元件的感湿特性灵敏度：是指湿敏元件的感湿特征量（电阻、电容）随环境湿度改变而改变的程度湿度温度系数：表示元件的感湿特性曲线随环境温度而变化的特性 响应时间：指在规定的环境温度下，环境由起始相对湿度瞬时达到终止相对湿度，元件的感湿特征量由起始值改变到终止相对湿度时对应的值所需要的时间灵敏度、湿度温度系数、响应时间