傳感器及檢測技術(shù) 教學(xué)PPT課件

傳感器及檢測技術(shù) 教學(xué)PPT課件,傳感器及檢測技術(shù),教學(xué)PPT課件,傳感器,檢測,技術(shù),教學(xué),PPT,課件 PPT模板下載： 環(huán)境量檢測目錄1 1任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測2 2任務(wù)二 糧倉濕度檢測3 3任務(wù)三 噪聲檢測 項目七 環(huán)境量檢測學(xué)習(xí)目標(biāo)能了解并掌握氣敏傳感器的主要特性、原理、組成和使用注意事項等。能理解氣敏傳感器的測量、應(yīng)用電路。能了解并掌握濕敏傳感器的主要特性、原理、組成和使用注意事項等。能理解濕敏傳感器的測量、應(yīng)用電路。能了解聲敏傳感器的特性、分類和原理等。能理解聲敏傳感器的應(yīng)用電路。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測任務(wù)提出 一般家庭廚房烹調(diào)熱源有煤氣、天然氣、石油液化氣等，由于這些可燃氣體的泄漏、點火失誤等原因，造成爆炸、火災(zāi)和中毒死傷事故的數(shù)字十分驚人。為了保障生命和財產(chǎn)安全，要對廚房可燃氣體泄漏進行檢測。廚房可燃氣體報警器如圖7-1所示。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測任務(wù)提出 任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測一、半導(dǎo)體氣敏傳感器 半導(dǎo)體氣敏傳感器是目前廣泛應(yīng)用的氣敏傳感器之一。按半導(dǎo)體與氣體的相互作用主要局限于半導(dǎo)體表面還是涉及半導(dǎo)體內(nèi)部，可分為表面控制型和體控制型兩種；按半導(dǎo)體物理特性的變化，可分為電阻式和非電阻式兩種。電阻式半導(dǎo)體氣敏傳感器是利用其電阻值的改變來反映被測氣體的含量，主要是由氧化錫、氧化鋅等材料制成的；而非電阻式半導(dǎo)體氣敏傳感器則是利用半導(dǎo)體敏感元件的電壓或電流隨氣體含量變化的原理工作的，主要有金屬、半導(dǎo)體結(jié)型二極管和MOSFET等。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測一、半導(dǎo)體氣敏傳感器（一）氣敏電阻的外形各種氣敏電阻的外形如圖7-2所示。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測一、半導(dǎo)體氣敏傳感器（二）氣敏電阻的引腳圖及符號 氣敏電阻的引腳如圖7-3所示。它的引腳有六個，其中的兩個A以及兩個B分別相連后成為氣敏電阻的輸出引線，兩個f為加熱器引線。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測一、半導(dǎo)體氣敏傳感器（二）氣敏電阻的引腳圖及符號氣敏電阻的符號如圖7-4所示。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測一、半導(dǎo)體氣敏傳感器（三）氣敏電阻的基本工作電路 氣敏電阻的基本工作電路如圖7-5所示，其中的Uf為氣敏電阻的加熱電源，U+為氣敏電阻的測量電源。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測一、半導(dǎo)體氣敏傳感器（四）氣敏電阻的組成和工作原理氣敏電阻一般由敏感元件、加熱器和外殼三部分組成。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測一、半導(dǎo)體氣敏傳感器（五）氣敏電阻的溫度特性 氣敏電阻的溫度特性如圖7-6所示。如ZnO在室溫下吸收某種氣體后，其電導(dǎo)率變化不大，輸出電壓很小且?guī)缀醪蛔?。若保持氣體濃度不變，輸出電壓隨溫度升高而增大，即該氣敏元件的電導(dǎo)率變化很大，靈敏度大幅提高。因此氣敏電阻工作時必須加熱，燒去氣敏元件附著的油污、塵埃等，起到清洗作用，并加速被測氣體的吸附、脫出過程。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測一、半導(dǎo)體氣敏傳感器（五）氣敏電阻的溫度特性任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測二、接觸燃燒式氣敏傳感器接觸燃燒式氣敏傳感器的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖7-7所示。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測二、接觸燃燒式氣敏傳感器 它是用直徑為5060m的高純鉑絲繞制成直徑約為05mm的線圈，一般繞制10圈以上，線圈阻值在12之間。在線圈外面涂氧化鋁或者氧化鋁和氧化硅組成的膏狀涂覆層，干燥后在一定溫度下燒結(jié)成球狀多孔體，在貴金屬鉑、鈀等的鹽溶液中浸透后取出烘干，再經(jīng)高溫處理，在氧化鋁或者氧化鋁和氧化硅層上形成貴金屬觸媒層。最后組裝成氣敏傳感器。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測三、固體電解質(zhì)氣體傳感器 固體電解質(zhì)是一類介于固體與液體之間的特殊固體材料，其內(nèi)部粒子在固體中具有液體中離子的快速遷移性，因此又稱為快離子導(dǎo)體。固體電解質(zhì)氣體傳感器是使用固體電解質(zhì)氣敏材料作為氣敏元件，氣敏材料在通過氣體時產(chǎn)生離子，從而形成電動勢。通過測量電動勢的大小，可間接測得氣體的濃度。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測四、電化學(xué)氣體傳感器 電化學(xué)氣體傳感器的構(gòu)成類似于通常的電池，電解質(zhì)可以是電解質(zhì)溶液或固體電解質(zhì)。當(dāng)氣體存在于鉑、銅等貴金屬電極、比較電極和電解質(zhì)組成的電池中時，氣體與電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)或在電極表面發(fā)生氧化還原反應(yīng)，在兩個電極之間就有了電流或電壓輸出，從電流或電壓的大小可計算出氣體的濃度。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測任務(wù)實施一、合理選擇氣敏傳感器的類型 根據(jù)廚房可燃氣體泄漏檢測的使用要求，結(jié)合氣敏傳感器相關(guān)知識，可采用半導(dǎo)體式和接觸燃燒式兩種氣敏傳感器。這里選用了半導(dǎo)體電阻式氣敏傳感器來檢測廚房可燃氣體的泄漏。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測二、正確使用氣敏電阻和報警器（一）氣敏電阻使用時一定要加熱 一般由變壓器二次繞組輸出交流或直流電壓提供低電壓加熱。加熱溫度對氣敏電阻的特性影響很大，因此加熱器的加熱電壓必須恒定。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測二、正確使用氣敏電阻和報警器（二）溫度補償 半導(dǎo)體氣敏電阻在氣體中的電阻值與溫度和濕度有關(guān)。當(dāng)溫度和濕度較低時，電阻值較大；溫度和濕度較高時，電阻值較小。因此，即使氣體濃度相同，而濕度和溫度不同，電阻值也會不同，需要進行溫度補償。常用的溫度補償電路如圖78所示，在比較器的反相輸入端接入負溫度系數(shù)的熱敏電阻RT。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測二、正確使用氣敏電阻和報警器（三）廚房氣體報警器的性能指標(biāo)1.精度可燃氣體的體積百分率達到01%03時，能可靠報警。2.工作溫度工作溫度為1040。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測二、正確使用氣敏電阻和報警器（四）廚房氣體報警器的正確安裝當(dāng)廚房使用煤氣和天然氣時，由于該類氣體比空氣輕，應(yīng)將報警器安裝在靠近天花板處，這樣容易積聚上升的氣體。當(dāng)廚房使用液化石油氣時，由于該類氣體的主要成分為丙烷，比空氣重，容易沉積到地面上，因此報警器要安裝在接近地面處。廚房使用煤氣和天然氣 廚房使用液化石油氣任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測二、正確使用氣敏電阻和報警器（五）廚房氣體檢測及自動排風(fēng)控制器 廚房氣體檢測及自動排風(fēng)控制器的原理如圖7-9所示。當(dāng)氣體濃度較低時，氣敏電阻值較大，IC1的2腳為低電平，IC4輸出為低，VT2不導(dǎo)通，J不吸合，抽氣扇不轉(zhuǎn)；且IC3組成的壓控振蕩器停振，VT1不導(dǎo)通，LED不亮。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測二、正確使用氣敏電阻和報警器（五）廚房氣體檢測及自動排風(fēng)控制器任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測其它案例（一）簡易家用可燃氣體報警器 如圖7-10所示為簡易家用可燃氣體報警器原理圖，氣敏元件TGS109與蜂鳴器BZ構(gòu)成檢測回路。當(dāng)室內(nèi)可燃氣體濃度升高時，氣敏元件吸附氣體使電阻值降低，檢測回路的電流增加，直接驅(qū)動蜂鳴器BZ報警。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測其它案例（二）礦燈瓦斯報警器 礦燈瓦斯報警器原理如圖7-11所示。它放置在礦工的工作帽內(nèi)，以礦燈蓄電池4V為電源，氣敏元件為QMN5型，R1為加熱線圈的限流電阻，RP為瓦斯報警設(shè)定電位器。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測其它案例（二）礦燈瓦斯報警器任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測其它案例（三）CO報警器 CO報警器如圖7-12所示。在潔凈空氣中，氣敏電阻值很高，BB點電壓很小，V5、V6、V7不導(dǎo)通，喇叭無聲。當(dāng)CO氣體濃度升高時，氣敏電阻值下降，BB點電壓升高，V5、V6、V7導(dǎo)通，振蕩器工作，喇叭報警。該電路采用交直流兩用電源。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測其它案例（三）CO報警器任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測訓(xùn)練一下 首先讀懂簡易酒精測試儀的原理圖，如圖7-13所示。然后進入實訓(xùn)室，認識氣體傳感器（TGS812）和原理圖上各種電子器件，按照原理圖連接線路，并進行酒精濃度測試。任務(wù)一 廚房可燃氣體泄漏檢測訓(xùn)練一下 任務(wù)二 糧倉濕度檢測任務(wù)提出 糧食的保管主要是控制糧食的溫度和濕度。環(huán)境溫度高、濕度大，糧食含水量高，就極易產(chǎn)生霉變，因此各種糧倉除了檢測和控制溫度外，還要檢測和控制環(huán)境的濕度，并對糧食的含水量進行檢測，通常糧食含水量在1014之間。這就要用到濕度傳感器。任務(wù)二 糧倉濕度檢測相關(guān)知識 濕度傳感器是基于某些材料能產(chǎn)生與濕度有關(guān)的物理效應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)，將濕度的變化轉(zhuǎn)換成某個電量的變化的器件。按輸出電量可以分為電阻型、電容型和頻率型等；按敏感材料的性質(zhì)可分為電解質(zhì)型、陶瓷型、有機高分子型、半導(dǎo)體型等。任務(wù)二 糧倉濕度檢測一、濕度的概念1.濕度空氣中含有水蒸氣的量稱為濕度，含有水蒸氣的空氣是一種混合氣體。濕度常用絕對濕度、相對濕度和露點等表示。2.絕對濕度絕對濕度是指在一定溫度和壓力下，單位體積空氣中含有水蒸氣的質(zhì)量。3.相對濕度相對濕度是指在某一溫度下，空氣中水蒸氣壓與飽和水蒸氣壓比值的百分比。相對濕度表示大氣的潮濕程度，被廣泛使用。4.露點由于水的飽和蒸氣壓隨著溫度的降低而逐漸下降，因此在同樣的空氣水蒸氣壓下，空氣溫度越低，空氣水蒸氣壓與飽和蒸氣壓的差值越小。任務(wù)二 糧倉濕度檢測二、濕敏器件的外形濕敏電阻的外形如圖7-14所示。濕敏電容的外形如圖7-15所示。任務(wù)二 糧倉濕度檢測三、濕敏傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理（一）高分子電阻濕敏傳感器1.結(jié)構(gòu)示意圖 高分子電阻濕敏傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖7-16所示。2.組成 高分子電阻濕敏傳感器由感濕層、電極和具有一定機械強度的絕緣基片等組成。3.工作原理 高分子電解質(zhì)感濕材料吸收水分后引起兩電極間電阻的變化，將相對濕度的變化轉(zhuǎn)換成電阻阻值的變化。任務(wù)二 糧倉濕度檢測三、濕敏傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理（一）高分子電阻濕敏傳感器任務(wù)二 糧倉濕度檢測三、濕敏傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理（二）高分子電容濕敏傳感器 電容式濕敏傳感器是利用濕敏元件的電容值隨濕度變化的原理進行濕度測量的傳感器。這類濕敏元件實際上是一種吸濕性電介質(zhì)材料的介電常數(shù)隨濕度而變化的薄片狀電容器。吸濕件電介質(zhì)材料（感濕材料）主要有高分子聚合物（例如乙酸丁酸纖維素和乙酸丙酸纖維素）和金屬氧化物（例如多孔氧化鋁）等。任務(wù)二 糧倉濕度檢測三、濕敏傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理（三）半導(dǎo)體陶瓷濕敏傳感器1.結(jié)構(gòu)示意圖半導(dǎo)體陶瓷濕敏傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖7-18所示。任務(wù)二 糧倉濕度檢測三、濕敏傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理（三）半導(dǎo)體陶瓷濕敏傳感器2.組成 半導(dǎo)體陶瓷濕敏傳感器是由多孔感濕陶瓷薄片的兩面加上兩個電極，再焊出引線；外面繞有鎳鎘加熱絲，并由引腳引出；把它們固定在絕緣陶瓷底座上組成的。任務(wù)二 糧倉濕度檢測三、濕敏傳感器的結(jié)構(gòu)與工作原理（三）半導(dǎo)體陶瓷濕敏傳感器3.工作原理 當(dāng)環(huán)境濕度發(fā)生改變時，多孔感濕陶瓷吸濕，電阻值隨之變化。為了防止電阻極化，測量時必須是交流。另外，在高溫、高濕環(huán)境下，要定期加熱清洗，使傳感器恢復(fù)性能。任務(wù)二 糧倉濕度檢測四、濕敏傳感器的使用注意事項（一）電源選擇 濕敏電阻必須工作在交流回路中。若用直流供電，會引起多孔陶瓷表面結(jié)構(gòu)改變，濕敏特性變劣；若交流電源頻率過高，由于元件的附加容抗而影響測濕靈敏度和準確性，因此應(yīng)以不產(chǎn)生正、負離子積聚為原則，使電源頻率盡可能低。對于離子導(dǎo)電型濕敏元件，電源頻率一般以1kHz為宜。對于電子導(dǎo)電型濕敏元件，電源頻率應(yīng)低于50Hz。任務(wù)二 糧倉濕度檢測四、濕敏傳感器的使用注意事項（二）線性化處理 一般濕敏元件的特性均為非線性，為準確地獲得濕度值，要加入線性化電路，使輸出信號正比于濕度的變化。任務(wù)二 糧倉濕度檢測四、濕敏傳感器的使用注意事項（三）測量濕度范圍 電阻式濕敏元件在濕度超過95RH時，濕敏膜因濕潤溶解，厚度會發(fā)生變化，若反復(fù)結(jié)露與潮解，特性將變壞而不能復(fù)原。電容式濕敏元件在80RH以上高濕及100RH以上結(jié)露或潮解狀態(tài)下，也難以檢測。另外，不能將濕敏電容直接浸入水中或長期用于結(jié)露狀態(tài)，也不能用手摸或用嘴吹其表面。任務(wù)二 糧倉濕度檢測四、濕敏傳感器的使用注意事項（四）溫度補償 通常氧化物半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻溫度系數(shù)為0.10.3，在測濕精度要求高的情況下必須進行溫度補償。任務(wù)二 糧倉濕度檢測四、濕敏傳感器的使用注意事項（五）安裝要求 濕敏傳感器應(yīng)安裝在空氣流動的環(huán)境中。傳感器的延長線應(yīng)使用屏蔽線，最長不超過1m。任務(wù)二 糧倉濕度檢測四、濕敏傳感器的使用注意事項（六）加熱去污 陶瓷元件的加熱去污應(yīng)控制在450。它利用元件的溫度特性進行溫度檢測和控制，當(dāng)溫度達到450即中斷加熱。由于未加熱前元件吸附有水分，突然加熱會出現(xiàn)相當(dāng)于450時的阻值，而實際溫度并未達到450，因此應(yīng)在通電后延遲23s再檢測電阻值。加熱結(jié)束后，應(yīng)冷卻至常溫再開始檢測濕度。任務(wù)二 糧倉濕度檢測任務(wù)實施一、合理選擇濕度傳感器的類型 由于濕度傳感器種類很多，應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜，因此必須合理選擇濕度傳感器，以適用于工作環(huán)境，滿足性能要求。一般在常溫潔凈環(huán)境、連續(xù)使用的場合，應(yīng)選擇高分子濕度傳感器。這類傳感器精度高，穩(wěn)定性好。任務(wù)二 糧倉濕度檢測二、正確使用濕敏傳感器（一）電容濕敏傳感器的檢測電路及工作原理 電容式濕度傳感器應(yīng)用電路如圖7-19所示。圖中IC1及外圍元件組成多諧振蕩器，產(chǎn)生觸發(fā)IC2的脈沖。IC2和電容式濕度傳感器及外圍元件組成可調(diào)寬的脈沖發(fā)生器，其脈沖寬度取決于濕度傳感器的電容大小。調(diào)寬脈沖從IC2的9腳輸出，經(jīng)R5、C2濾波后成為直流信號輸出，它正比于空氣的相對濕度。任務(wù)二 糧倉濕度檢測二、正確使用濕敏傳感器（一）電容濕敏傳感器的檢測電路及工作原理任務(wù)二 糧倉濕度檢測二、正確使用濕敏傳感器（二）糧食含水量檢測 糧食含水量不同，電導(dǎo)率也不同。檢測糧食含水量是將兩根金屬探頭插入糧食中，當(dāng)糧食含水量越高時，電導(dǎo)率越大，兩根金屬探頭間的阻值就越?。环粗?，阻值就越大。通過檢測兩根金屬探頭間阻值的變化，就能測出糧食含水量的大小。任務(wù)二 糧倉濕度檢測二、正確使用濕敏傳感器（二）糧食含水量檢測 如圖7-20所示為糧食含水量檢測電路。它由高壓電源、檢測電路、電流/電壓轉(zhuǎn)換電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和顯示電路等組成。任務(wù)二 糧倉濕度檢測二、正確使用濕敏傳感器（二）糧食含水量檢測1.檢測電路 圖720中A、B為兩根金屬探頭，插入糧食中，來檢測兩探頭間糧食的阻值RAB。由于阻值很大，因此間距要小，一般設(shè)置為2mm。任務(wù)二 糧倉濕度檢測二、正確使用濕敏傳感器（二）糧食含水量檢測2.高壓電源 由于RAB通常在幾十兆歐幾百兆歐之間，因此供電電源要用高壓才能流過電流。圖720中由時基電路7555組成無穩(wěn)自激振蕩器，產(chǎn)生矩形脈沖，經(jīng)升壓變壓器Tr提高振幅20倍，然后通過整流電路輸出約150V的電壓。任務(wù)二 糧倉濕度檢測二、正確使用濕敏傳感器（二）糧食含水量檢測3.后續(xù)電路 150V的電壓加在RAB上，產(chǎn)生1A以內(nèi)的電流，經(jīng)運放輸出小于2V的電壓，由7106模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字后在顯示器上顯示。任務(wù)二 糧倉濕度檢測二、正確使用濕敏傳感器（二）糧食含水量檢測4.校正（1）零點校正將A、B開路，即兩金屬棒完全分開，此時RAB無窮大，調(diào)節(jié)RP1使顯示值為零。（2）滿度校正 將A、B短路，即兩金屬棒連接在一起，相當(dāng)于糧食完全浸泡在水中，此時RAB的阻值為零，調(diào)整RP2使顯示值為100，即糧食含水量為100。任務(wù)二 糧倉濕度檢測其它案例（一）檢測露點電路 結(jié)露傳感器當(dāng)相對濕度低于80RH時，輸出值與相對濕度的關(guān)系曲線較平坦，但當(dāng)相對濕度超過80RH時，輸出值發(fā)生劇變，因此它具有開關(guān)特性。它的典型產(chǎn)品有：HOS103正特性電阻型結(jié)露傳感器，應(yīng)用電路如圖7-21a所示；HOS003負特性電阻型結(jié)露傳感器，應(yīng)用電路如圖7-21b所示。任務(wù)二 糧倉濕度檢測其它案例（一）檢測露點電路任務(wù)二 糧倉濕度檢測其它案例（二）濕度檢控系統(tǒng) 如圖7-22所示為濕度檢控系統(tǒng)原理框圖。直流電源為加熱清洗電極提供加熱電壓，通電后內(nèi)部電加熱絲發(fā)熱產(chǎn)生熱量可除去傳感器感濕層中的水分；振蕩器提供濕敏電阻RS工作電源，Rr為固定電阻。當(dāng)濕度增大時，RS減小，URr升高，經(jīng)交直流變換、線性化處理后，由顯示器顯示，同時與參考電壓比較后輸出電壓驅(qū)動控制系統(tǒng)的工作。任務(wù)二 糧倉濕度檢測其它案例（二）濕度檢控系統(tǒng)任務(wù)二 糧倉濕度檢測其它案例（三）汽車玻璃自動去濕電路 汽車駕駛室擋風(fēng)玻璃的結(jié)露或結(jié)霜將影響駕駛員的視線，為避免事故的發(fā)生，可安裝自動去濕電路，如圖7-23所示。圖中Rs為加熱電阻絲，將其埋入擋風(fēng)玻璃內(nèi)，H為結(jié)露濕敏元件，晶體管V1、V2為施密特觸發(fā)電路，V2的集電極負載為繼電器線圈，R為濕敏元件H的等效電阻。任務(wù)二 糧倉濕度檢測其它案例（三）汽車玻璃自動去濕電路任務(wù)二 糧倉濕度檢測其它案例（四）農(nóng)田灌溉自動控制電路 自動灌溉控制電路能根據(jù)農(nóng)田土壤濕度的大小對農(nóng)作物進行自動灌溉，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)場、果園和塑料大棚中。自動灌溉控制電路如圖7-24所示，由濕度傳感器、施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、LED顯示電路和控制執(zhí)行電路組成。任務(wù)二 糧倉濕度檢測其它案例（四）農(nóng)田灌溉自動控制電路任務(wù)二 糧倉濕度檢測訓(xùn)練一下 進入實訓(xùn)室，認識各種濕敏傳感器，了解它們的用途，并借助濕敏傳感器等元器件制作一個如圖7-25所示的濕度測量報警器。任務(wù)二 糧倉濕度檢測訓(xùn)練一下 任務(wù)三 噪聲檢測任務(wù)提出 在人們?nèi)粘９ぷ骱蜕瞽h(huán)境中，充滿著各種頻率的聲音。有些頻率的聲音直接或間接地影響著人們的身心健康和生活品質(zhì)，影響著機器設(shè)備的工作性能和工作壽命，這些聲音都稱為噪聲。噪聲已成為當(dāng)今世界的主要公害之一，防治和控制噪聲已是廣大工程技術(shù)人員的重要任務(wù)。因此，測量聲音的大小，為控制噪聲提供依據(jù)就顯得十分重要。任務(wù)三 噪聲檢測相關(guān)知識 測量聲音的大小，就要用到聲敏傳感器。聲敏傳感器是一種將聲能轉(zhuǎn)換為電能或?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為聲能的器件。它是利用電磁感應(yīng)、靜電感應(yīng)或壓電效應(yīng)等原理來完成聲電轉(zhuǎn)換的，主要有話筒、揚聲器、壓電陶瓷片、蜂鳴器等。任務(wù)三 噪聲檢測一、聲波1.聲波的概念 當(dāng)聲音在空氣中傳播時，空氣質(zhì)點在原位置沿傳播方向作來回振動，空氣密度發(fā)生變化，相應(yīng)位置的壓強也隨之變化，并向鄰近質(zhì)點傳遞此變化，從而形成壓力傳播過程，這就是聲波。任務(wù)三 噪聲檢測一、聲波2.聲波的特性聲波的頻率f、周期T、波長和波速c的關(guān)系符合下式：=cf=cT聲波在空氣中傳播時，遇到障礙物會產(chǎn)生反射、折射、衍射和干涉等現(xiàn)象。任務(wù)三 噪聲檢測二、聲敏傳感器的分類 將聲音信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)電信號的聲敏傳感器又稱為傳聲器。傳聲器的種類很多，一般分類如下：1.按結(jié)構(gòu)形式分類 聲敏傳感器按結(jié)構(gòu)形式分為動圈式、晶體式、電容式、壓電式、炭精式、鋁帶式等。2.按工作原理分類 聲敏傳感器按工作原理分為靜電式和電動式兩類。靜電式是以電場變化為原理的傳聲器，如電容式傳聲器；電動式是利用電磁感應(yīng)原理在磁場中運動的導(dǎo)體上獲得輸出電壓的傳聲器，如動圈式傳聲器。任務(wù)三 噪聲檢測三、常用傳聲器的介紹由聲波沖擊薄膜而引起動圈在永久磁場中作軸向振動，從而產(chǎn)生與振動速度成正比的電壓。它的頻率響應(yīng)通常在2005000Hz之間，可以輸出033mV的音頻電壓，應(yīng)用比較廣泛。它是極距變化型的電容式傳感器。組成電容器的兩個極板之一是一片彈性金屬膜，在瞬時聲壓的作用下振動，使振動電極和固定電極間的距離發(fā)生變化，從而改變電容器的電容量，并被專用電路轉(zhuǎn)換為電壓輸出。動圈式傳聲器它是利用石英晶體或壓電陶瓷在受到機械應(yīng)力作用時，產(chǎn)生微弱電壓的壓電特性來制作的。電容式傳聲器壓電式傳聲器任務(wù)三 噪聲檢測任務(wù)實施一、合理選擇傳聲器的類型根據(jù)噪聲檢測的要求，結(jié)合傳聲器的相關(guān)知識，選用電容式傳聲器進行檢測。任務(wù)三 噪聲檢測任務(wù)實施二、正確使用噪聲探測器1.噪聲探測器的原理框圖噪聲探測器的原理框圖如圖7-27所示。任務(wù)三 噪聲檢測任務(wù)實施二、正確使用噪聲探測器2.噪聲探測器的工作原理 被測聲壓信號由電容式傳聲器接收，被轉(zhuǎn)換為電壓信號并經(jīng)阻抗變換后由前置放大器輸出低阻電壓信號送入測量放大器。在測量放大器中，先由衰減器將輸入信號調(diào)節(jié)后輸入計權(quán)網(wǎng)絡(luò)，通過計權(quán)網(wǎng)絡(luò)對信號進行選擇后送給輸出衰減器和放大器處理后輸入均方根檢波器，完成對信號的均方根運算，求得噪聲的均方根聲壓值后輸出到顯示器，在顯示器上以“dB”值指示噪聲的聲壓級。任務(wù)三 噪聲檢測任務(wù)實施二、正確使用噪聲探測器3.測量噪聲的注意事項為確保測量結(jié)果的準確性，應(yīng)定期校正。在現(xiàn)場噪聲測量中，由于周圍聲源多，會產(chǎn)生干擾，傳聲器應(yīng)當(dāng)接近被測噪聲源的聲輻射面，一般將傳聲器置于距被測源1m、距地面15m處來測量。傳聲器過于接近聲源也不好，因為此處聲場是不穩(wěn)定的。任務(wù)三 噪聲檢測其他案例（一）聲控報警器 聲控報警器的組成框圖如圖7-28所示。在防范區(qū)域內(nèi)，安裝一定數(shù)量的聲控頭，把接收到的聲音信號轉(zhuǎn)換為電信號，并經(jīng)放大處理后送給報警控制器。當(dāng)有入侵者進入防范區(qū)域內(nèi)進行各種破壞活動時，發(fā)出的聲響到達一定值時，報警控制器啟動報警器工作，使喇叭鳴叫報警。任務(wù)三 噪聲檢測其他案例（一）聲控報警器任務(wù)三 噪聲檢測其他案例（二）聲控節(jié)電開關(guān)電路 聲控節(jié)電開關(guān)電路如圖7-29所示。在白天或光線較亮?xí)r，開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，燈是不亮的；在夜間或光線較暗時，節(jié)電開關(guān)處于預(yù)備工作狀態(tài)，當(dāng)有人經(jīng)過該開關(guān)附近時，腳步聲、說話聲、拍手聲等都可以啟動節(jié)電開關(guān)，燈亮并延時4050s后自動將燈關(guān)閉。任務(wù)三 噪聲檢測其他案例（二）聲控節(jié)電開關(guān)電路任務(wù)三 噪聲檢測訓(xùn)練一下 進入實訓(xùn)室，認識各種聲敏傳感器，了解它們的用途，并借助聲敏傳感器及其他器件，試著制作一臺電子車胎漏氣檢測儀。電子車胎漏氣檢測儀如圖7-30所示。它具有聲音清晰、音量和音調(diào)可調(diào)等特點，可用于自行車、汽車等交通工具的內(nèi)胎漏氣檢測。任務(wù)三 噪聲檢測訓(xùn)練一下