文档库 最新最全的文档下载
当前位置:文档库 › 传感器定标

传感器定标

传感器定标
传感器定标

传感器定标

我们常用影像的像元值大多是经过量化的、无量纲的DN值,而进行遥感定量化分析时,常用到辐射亮度值、反射率值、温度值等物理量。传感器定标就是要获得这些物理量的过程。本专题叙述的主要是卫星传感器的定标,航空传感器有很多相似地方。

本专题包括以下内容:

? ?●传感器定标概念

? ?●传感器定标类型

? ?●ENVI下的传感器定标

1 传感器定标概念

传感器定标很多地方又名为辐射定标,严格意义上讲,辐射定标是传感器定标的一部分内容。以下是国内的定义,如赵英时等《遥感应用分析原理与方法》上描述:定标是将遥感器所得的测量值变换为绝对亮度或变换为与地表反射率、表面温度等物理量有关的相对值的处理过程。或者说,遥感器定标就是建立遥感器每个探测器输出值与该探测器对应的实际地物辐射亮度之间的定量关系;建立遥感传感器的数字量化输出值DN与其所对应视场中辐射亮度值之间的定量关系(陈述彭)。辐射亮度的典型的单位为:W/cm2.μm.sr(瓦特/平方

厘米.微米.球面度)

我们总结以上的定义,通俗的说法:传感器定标就是将图像的数字量化值(DN)转化为辐射亮度值或者反射率或者表面温度等物理量的处理过程。其中反射率又分为大气外层表观反射率和地表实际反射率,后者又属于大气校正的范畴,有的时候也会将大气校正纳入

传感器定标的一种途径。

2 传感器定标类型

传感器定标可分为绝对定标和相对定标。绝对定标是获取图像上目标物的绝对辐射值等物理量;相对定标是将图像目标物辐射量归一化某个值范围内,比如以其他数据作为基准。传感器定标可分为三个阶段或者说三个方面内容:①发射前的实验室定标;②基于星载定标器的星上定标;③发射后的定标(场地定标)。

一、实验室定标

在遥感器发射之前对其进行的波长位置、辐射精度、光谱特性等进行精确测量,也就

是实验室定标。它一般包含两部分内容:

? ?●光谱定标

确定遥感传感器每个波段的中心波长和带宽,以及光谱响应函数。

辐射定标

在模拟太空环境的实验室中,建立传感器输出的量化值(DN)与传感器入瞳处的辐射

亮度之间的模型,一般用线性模型表示。

Y=aX+b

a和b就是我们常说的偏移和增益。

二、星上定标

有些卫星载有辐射定标源、定标光学系统,在成像时实时、连续的进行定标。

三、场地定标

场地定标指的是遥感器处于正常运行条件下,选择辐射定标场地。一般选择沙漠地区,它的光谱响应稳定,如利比亚沙漠用于定标AVHRR、北非沙漠定标SPOT影像、敦煌西戈壁沙漠定标CBERS影像、美国的白沙导弹靶场常用于高分辨率图像的定标。通过选择典型的均匀稳定目标,用精密仪器进行地面同步测量感器过顶时的大气环境参量和地物反射率,利用遥感方程,建立图像与实际地物间的数学关系,得到定标参数以完成精确的传感器定标。

基本原理:在遥感器飞越辐射定标场地上空时,在定标场地选择偌干个像元区,测量传感器对应的地物各波段光谱反射率和大气环境参量(大气气溶胶光学厚度,大气中水,臭氧含量等)等参量,并利用大气辐射传输模型等手段求解传感器入瞳处各光谱带的辐射亮度,最后确定它与传感器输出的数字量化值之间的数量关系,求解定标系数,并估算定标不确定

性。

主要方法有:

反射率法:在卫星过顶时同步测量地面目标反射率因子和大气光学参量(如大气光学厚度、大气柱水汽含量等)然后利用大气辐射传输模型计算出遥感器入瞳处辐射亮度值。具有

较高的精度。

辐亮度法:采用经过严格光谱与辐射标定的辐射计,通过航空平台实现与卫星遥感器观测几何相似的同步测量,把机载辐射计测量的辐射度作为已知量,去标定飞行中遥感器的辐射量,从而实现卫星的标定。最后辐射校正系数的误差以辐射计的定标误差为主。

辐照度法:又称改进的反射率法,利用地面测量的向下漫射与总辐射度值来确定卫星遥感器高度的表观反射率,进而确定出遥感器入瞳处辐射亮度,。这种方法是使用解析近似方法来计算反射率,从而可大大缩减计算时间和计算复杂性。

因此,我们常用的定标参数,有使用实验室定标的结果(如高分辨率传感器QuickBird、WorldView-1等);也有使用实验室定标与星上定标相结合的参数(如NOAA、MSS等);由于设备老化,Landsat TM5的定标参数有用实验室定标的(2003年前),也有用经过场地定标的参数(2003年后);也有些学者为了获得更精确定标数据,使用场地定标的方法完

成一些传感器数据的定标过程。

3 ENVI下的传感器定标

ENVI支持很多数据的定标,包括ASTER、MODIS、AVHRR, MSS, TM ,QuickBird, WorldView-1,TIMS等。也可以根据定标参数利用BandMath工具很方便的完成定标。QuickBird, WorldView-1的定标比较简单,下面介绍在ENVI下的ASTER、MODIS、AVHRR, Landsat的定

标过程。

3.1 ASTER与MODIS定标

在新版本ENVI中(4.5版本以及更新),没有单独设立ASTER和MODIS定标的工具。

对于ASTER L1A/L1B和MODIS 02级数据,在打开数据时会自动完成对数据的定标。

如图1所示打开ASTER L1B的结果,在波段列表中,自动读取各个波段的中心波长信息,并按照波段范围信息(VNIR、SWIR、TIR)分组波段。其中VNIR、SWIR自动定标为辐射亮度,单位是:W/m2/sr/μm;TIR数据定标为大气表观温度值,单位:开尔文。打开其中一个数据,浏览像元值,可以看到已经定标为浮点型的辐射亮度值。

图1 ASTER L1B数据

如图2为打开MODIS 02级1km数据,其中250米和500米的波段经过重采样为1km 加入这个数据集中。ENVI根据各个波段的中心波长信息定标为三个类型数据:反射率数据(Reflectance)、辐射亮度值数据(Radiance)和发射率数据(Emissive)。其中反射率和发射率为0~1无单位值,辐射亮度值单位是:W/m2/μm/sr。

图2 MODIS 02级数据

如果打开原始的ASTER和MODIS的DN值数据,可以在ENVI主菜单中选择File->preferences,切换到Miscellaneous面板,将Auto-Correct ASTER/MODIS项设置为NO。

3.2 Landsat数据定标

ENVI4.7版本改进了Landsat数据定标的功能,对于Landsat4/5数据可以手动选择以下两种

定标公式:

式中:

?QCAL为原始量化的DN值

?LMINλ为QCAL = 0时的辐射亮度值

?LMAXλ为QCAL = QCALMAX时的辐射亮度值

注:LMINλ和LMAXλ的值取自Chander, Markham, and Helder (2009)的研究成果。

?QCALMIN是最小量化定标像素值(与LMINλ类似)。取值如下:

1:LPGS产品

1:04 April 2004之后的NLAPS产品

0:04 April 2004之前的NLAPS产品

注:如果没有元数据信息,QCALMIN取默认值1(TM和ETM+))或者0 (MSS)。?QCALMAX为最小量化定标像素值(与LMAXλ类似)。根据元数据信息取值为127, 254, 255。当缺少元数据时,QCALMAX 取默认值:255 (TM 和ETM+)或者127 (MSS)。作为结果的辐

射亮度值的单位为(W/(cm2*sr*µm))。

定标参数使用Chander, Markham, and Helder (2009)的研究成果,其中LPGS 和NLAPS分别是两种数据处理系统得到的产品:the Level 1 Product Generation System (LPGS) 和the National Land Archive Production System (NLAPS),从2008年12月份开始,L7 ETM+ 和L5都是以LPGS系统处理,L4 TM和MSS以NLAPS系统处理。具体参数如下所示:

NLAPS处理和LPGS处理产品的MSS定标参数

NLAPS处理产品的TM4、5定标参数

说明:L5 TM在(1984–1991)间数据使用(LMAXλ=169, 333)定标参数。

LPGS处理产品的ETM+数据定标参数

同时ENVI还可以定标为表观大气反射率(ρp):

公式3

式中:

Lλ为辐射亮度值

d为天文单位的日地距离

ESUNλ为太阳表观辐射率均值,对于Landsat 7 ETM+,ENVI使用“the Landsat 7 Science Data Users Handbook”上记录的参数;对于Landsat TM 4/5,ENVI使用Chander and Markham (2003)

研究成果

θs是以度为单位的太阳高度角。

如果定标的Landsat数据带有元数据,ENVI会自动识别定标参数。对于带元数据文件的Landsat 7 GeoTIFF(*_MTL.txt),需要通过这种方式打开文件File → Open External File →Landsat → GeoTIFF with Metadata。选择Basic Tools → Preprocessing → Calibration Utilities →

Landsat Calibration,可以打开定标工具。

图3 Fast格式的L7定标界面

图4 Landsat 7 GeoTIFF(*_MTL.txt)定标界面

当遇到没有元数据文件的数据时,需要手动输入定标参数(默认情况下的参数经常不准),定标参数可以通过NASA网站查询或者是一些研究成果,由于不同处理系统或者数据经过重

采样后原始的DN会有所不同,因此定标参数也有很多套标准。如下网址为NASA公布的定标参数。

https://www.wendangku.net/doc/e811296701.html,/handbook/handbook_htmls/chapter9/chapter9.html

注意的是如果定标的数据格式是ENVI标准格式或者TIF格式,一次只能定标一个波段。

图5 缺少元数据文件时候的定标界面

下面表1和表2是Landsat5的其他版本定标参数供参考。

表1 Landsat TM5飞行前辐射定标系数(实验室定标)

表2 Landsat TM 5辐射定标系数(Gyannesh Chander等(2003年))

3.3 AVHRR数据定标ENVI提供的AVHRR定标工具可以对来自NOAA-6、-7、-8、-9、-10、-11、-12、-14、-15、-16、-17、-18和-19卫星的AVHRR数据进行定标。波段1和2被定标为反射率,波段3、4和5被定标为亮温值(单位:开尔文)。其中NOAA-6、-7、-8、-9、-10、-11选择主模块->Basic Tools(或Spectral)->Preprocessing-> Data-Specific Utilities->AVHRR->Calibrate NOAA 6/7/8/9/10/11。界面比较简单。

在SST技术方面,ENVI使用多通道海面温度(Multi-Channel Sea Surface Temperature ——MCSST)计算算法(包括三种:Split-window、dual-window和triple-window

),分别用于白天和夜间的数据。每种方法的计算公式如下所示。

1.NOAA-12,-14,-15:

●Day MCSST Split

Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band4 - band5) + a3* (band4 - band5) * (sec(φ) -1)

●Night MCSST Split

Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band4 - band5) + a3* (band4 - ba nd5) * (sec(φ)-1)

●Night MCSST Dual

Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band3 - band4) + a3* (sec(φ) -1)

●Night MCSST Triple

Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band3 - band5) + a3* (sec(φ)-1)

2.NOAA-16,-17,-18:

●Day MCSST Split

Ts = a0 + a1*band4 + a2*band5 + a3* (band4 - band5) * (sec(φ) -1)

●Night MCSST Split

Ts = a0 + a1*band4 + a2*band5 + a3* (band4 - band5) * (sec(φ) -1)

●Night MCSST Dual

Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band3 - band4) + a3* (sec(φ) -1)

●Night MCSST Triple

Ts = a0 + a1*band3 + a2*band4 + a3*band5 + a4* (band3 - band5) * (sec(φ) -1)

3.NOAA-19

●Day MCSST Split

T s = a0 + a1*band4 + a2(band4 - band5) + a3(band4 - band5)(sec(φ) -1)

●Night MCSST Split

T s = a0 + a1*band4 + a2(band4 - band5) + a3(band4 - band5)(sec(φ) -1)

●Night MCSST Dual

T s = a0 + a1*band4 + a2(band3 - band4) + a3(sec(φ) -1)

●Night MCSST Triple

T s = a0 + a1*band4 + a2(band3 - band5) + a3(band3 - band5)(sec(φ) -1)

4.NOAA MetOp-A FRAC:

●Day MCSST Split

Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band4 - band5) + a3* (band4 - band5) * (sec(φ) -1)

●Night MCSST Split

Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band4 - band5) + a3* (band4 - band5) * (sec(φ) -1)

●Night MCSST Dual

Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band3 - band4) + a3* (sec(φ) -1)

●Night MCSST Triple

Ts = a0 + a1*band4 + a2* (band3 - band5) + a3*(band3 - band5) * (sec(φ) -1)

其中Sec(φ)是卫星高度角的正切值,Band3、4、5是定标后的亮温值(单位:开尔文),“a”

参数值是根据漂流浮标和热带太平洋固定浮标数据,利用回归模型获得。不同的卫星对应的

参数不一样,详细参见表3~6。

表3 Day MCSST Split

表 4 Night MCSST Split

表5 Night MCSST Dual

表6 Night MCSST Triple

4 总结

对于一些新上天的传感器,实验室定标参数基本能满足应用需求。当对精度要求较高时候,往往需要通过场地定标的方式提高定标的结果。对于一些服役时间较长的传感器,也需要通过场地定标的方式来校对实验室定标结果,最典型的是Landsat系列卫星。

值得注意的是,为保证精度,定标时的数据源往往是初级别的,因为定标是对DN 进行运算,如果经过重采样的数据其DN值会发生一定变化。

生物传感器分析解析

阅读报告 生物传感器 教学单位:机电工程学院 专业名称:机械设计制造及其自动化 学号: 学生姓名: 指导教师: 指导单位:机电工程学院 完成时间: 电子科技大学中山学院教务处制发

生物传感器 摘要 传感器(英文名称:transducer/sensor)是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 传感器的特点包括:微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器的存在和发展,让物体有了触觉、味觉和嗅觉等感官,让物体慢慢变得活了起来。通常根据其基本感知功能分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。 生物传感器(biosensor),是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。是由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)、适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等)及信号放大装置构成的分析工具或系统。生物传感器具有接受器与转换器的功能。 关键词:传感器生物传感器

目录 1 生物传感器 (1) 1.1生物传感器简介 (1) 2 生物传感器的介绍 (2) 2.1组成结构及工作原理 (2) 2.2技术特点 (2) 2.3国内外应用发展情况及应用案例 (3) 2.3.1国内应用发展 (3) 2.3.2国外应用发展 (3) 2.3.3应用案例 (4) 参考文献 (6)

汽车电子学试卷分析

XX大学2016-2017学年第一学期 《汽车电子学》期末考试试卷 学院班级姓名学号 一、填空题(每题1分,共10分) 1.在点火系中,信号发生器属于点火系的_________电路,而分火头 属于点火系的_________电路。 2.随着发动机转速的提高,点火提前角应_________,随着发动机负 荷的增大,其点火提前角应_________。 3.冷型火花塞的热值_________,适用于大功率、转速高和_________ 压缩比的发动机。 4.按操纵机构的不同,起动机可分为_________操纵式和 _________ 操纵式两类,而_________ 操纵式具有可以实现远距离控制、操作省力等优点。 5.电控点火系统(ESA)最基本的功能是_________。 二、名词解释(每题3分,共15分) 1.爆震: 2.减速断油控制: 3.霍尔效应:

4.多点喷射: 5.最佳点火提前角: 三、简答题(每题6分,共30分) 1.涡轮增压的主要作用? 2.EGR中文意思。解释其工作原理? 3.电控汽油喷射系统的优缺点是什么? 4.点火提前角的修正包括哪4个部分? 5、按顺序写出汽油发动机电控系统的空气供给系统中的进气通路? 四、分析题(每题10分,共30分) 1.简述电子控制共轨式柴油喷射系统的原理并写出它的主要特点? 2简述安全气囊的组成并简单分析安全气囊是怎么工作的? 3.列出在汽车电控系统中用到车速传感器信号的控制系统名称,并简 述车速传感器在各系统中的作用? 五、论述题(15分) 简述下图中,汽油泵控制电路的控制过程?

参考答案 一、填空:(10分) 1、初级,次级。 2、提前,推迟。 3、高,高 4、机械、电磁、电磁 5、对点火提前角的控制 二、名词解释:(15分) 1、当发动机吸入燃油蒸汽与空气的混合物后,在压缩行程还未到达设计的点火位置、种种控制之外的因素却导致燃气混合物自行点火燃烧。此时,燃烧所产生的巨大冲击力与活塞运动的方向相反、引起发动机震动,这种现象称为爆震。 2、是指发动机在高速运转过程中突然减速时,ECU自动控制喷油器中断燃油喷射。 3、通过电流的半导体在垂直电流方向的磁场作用下,在与电流与磁场垂直的方向上形成电荷积累和出现电势差的现象。 4、多点喷射系统是在每缸进气口处装有一点喷油器,由电控单元(ECU)控制进行分缸单独。 5、节气门全开,在每一转速下,逐渐增加点火提前角,直到得到最大功率为止,此时对应的点火提前角即为该转速下的最佳提前角。 三、简答题(30分) 1、答:提高发动机的进气量(2),从而提高发动机的功率和扭矩(2),

传感器试题和答案解析

1、已知一等强度梁测力系统, R x 为电阻应变片,应变片灵敏系数 K=2,未 受应变时,R < = 100 ?。当试件受力 F 时,应变片承受平均应变 £ = 1000卩m/m , 求: (1) 应变片电阻变化量 ? R <和电阻相对变化量? R x /R x 。 (2) 将电阻应变片 R <置于单臂测量电桥,电桥电源电压为直流 3V, 求电桥输出电压及电桥非线性误差。 (3) 若要使电桥电压灵敏度分别为单臂工作时的两倍和四倍,应采取 解: (1) RX K R X R X K R X 2 1000 100 0.2() 化时,电桥输出电压为 U O (3)要使电桥电压灵敏度为单臂工作时的 2倍,则应该在等强度梁的正反面对应贴上两 个相同的应变片,一个受拉应变,一个受压应变,接入电桥相邻桥臂,形成半桥差动电桥, 且取其他桥臂电阻也为 Rx 。 1 R X 此时,U o — E - 0.003(V),r L 0 2 R X 要使电桥电压灵敏度为单臂工作时的 4倍,则应该在等强度梁的正反面对应贴上四个相 同的应变片,2个受拉应变,2个受压应变,形成全桥差动电桥。 2、有一个以空气为介质的变面积型平板电容传感器(见下图) 。其中 a=16mm,b=24mm,两极板间距为4mm 。一块极板分别沿长度和宽度方向在原始位置 上平移了 5mm ,求: R X R X 0.2 100 0.2% (2)将电阻应变片 Rx 置于单臂测量电桥,取其他桥臂电阻也为 Rx 。当Rx 有? Rx 的变 R X R X U O (云r i )E 3 (100 0.2 丄) 200 0.2 2 0.0015(V) 非线性误差: r L R X /2R X 1 R X /2R X 100% 0.1% 此时,U o R X R X 0.006(V),r L 0

《传感器原理及应用》课后答案

第1章传感器基础理论思考题与习题答案 1.1什么是传感器?(传感器定义) 解: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,通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路组成。 1.2传感器特性在检测系统中起到什么作用? 解:传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系,所以它在检测系统中的作用非常重要。通常把传感器的特性分为两种:静态特性和动态特性。静态特性是指输入不随时间而变化的特性,它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。动态特性是指输入随时间而变化的特性,它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。 1.3传感器由哪几部分组成?说明各部分的作用。 解:传感器通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路三部分组成。其中,敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分,转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成电信号的部分,调节转换电路是指将非适合电量进一步转换成适合电量的部分,如书中图1.1所示。 1.4传感器的性能参数反映了传感器的什么关系?静态参数有哪些?各种参数代表什么意 义?动态参数有那些?应如何选择? 解:在生产过程和科学实验中,要对各种各样的参数进行检测和控制,就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量,这取决于传感器的基本特性,即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度,迟滞和重复性等。意义略(见书中)。动态参数有最大超调量、延迟时间、上升时间、响应时间等,应根据被测非电量的测量要求进行选择。 1.5某位移传感器,在输入量变化5mm时,输出电压变化为300mV,求其灵敏度。 解:其灵敏度 3 3 30010 60 510 U k X - - ?? === ?? 1.6某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度为:S1=0.2mV/℃、

最新传感器试题及答案

一、填空题(20分) 1.传感器由(敏感元件,转换元件,基本转换电路)三部分组成。 2.在选购线性仪表时,必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量的(1.5 ) 倍左右为宜。 3.灵敏度的物理意义是(达到稳定工作状态时输出变化量与引起此变化的输入变化量之比。) 4. 精确度是指(测量结果中各种误差的综合,表示测量结果与被测量的真值之间的一致程度。) 5.为了测得比栅距W更小的位移量,光栅传感器要采用(细分)技术。 6.热电阻主要是利用电阻随温度升高而(增大)这一特性来测量温度的。 7.传感器静态特性主要有(线性度,迟滞,重复性,灵敏度)性能指标来描述。 8.电容传感器有三种基本类型,即(变极距型电容传感器、变面积型电容传感器, 变介电常数型电容传感器) 型。 9.压电材料在使用中一般是两片以上在,以电荷作为输出的地方一般是把压电元件(并联)起来,而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件(串联)起来 10.压电式传感器的工作原理是:某些物质在外界机械力作用下,其内部产生机械压力,从而引起极化现象,这种现象称为(顺压电效应)。相反,某些物质在外界磁场的作用下会产生机械变形,这种现象称为(逆压电效应)。 11. 压力传感器有三种基本类型,即(电容式,电感式,霍尔式)型. 12.抑制干扰的基本原则有(消除干扰源,远离干扰源,防止干扰窜入). 二、选择题(30分,每题3分)1、下列( )不能用做加速度检测传感器。D.热电偶 2、将超声波(机械振动波)转换成电信号是利用压电材料的( ).C.压电效应 3、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是(). C.温度 4、属于传感器动态特性指标的是().D.固有频率 5、对压电式加速度传感器,希望其固有频率( ).C.尽量高些 6、信号传输过程中,产生干扰的原因是( )C.干扰的耦合通道 7、在以下几种传感器当中( )属于自发电型传感器.C、热电偶 8、莫尔条纹光栅传感器的输出是( ).A.数字脉冲式 9、半导体应变片具有( )等优点.A.灵敏度高 10、将电阻应变片贴在( )上,就可以分别做成测力、位移、加速度等参数的传感器. C.弹性元件 11、半导体热敏电阻率随着温度上升,电阻率( ).B.迅速下降 12、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是( ). C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 13、在以下几种传感器当中( ABD 随便选一个)不属于自发电型传感器. A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 14、( )的数值越大,热电偶的输出热电势就越大.D、热端和冷端的温差 15、热电阻测量转换电路采用三线制是为了( B、减小引线电阻的影响). 16、下列( )不能用做加速度检测传感器.B.压电式 三、简答题(30分) 1.传感器的定义和组成框图?画出自动控制系统原理框图并指明传感器在系统中的位置和

传感器计算题详解

《传感器与传感器技术》计算题 解题指导(供参考) 第1章 传感器的一般特性 1-5 某传感器给定精度为2%F·S,满度值为50mV ,零位值为10mV ,求可能出现的最大误差(以mV 计)。当传感器使用在满量程的1/2和1/8时,计算可能产生的测量百分误差。由你的计算结果能得出什么结论? 解:满量程(F ?S )为50~10=40(mV) 可能出现的最大误差为: m =40 2%=0.8(mV) 当使用在1/2和1/8满量程时,其测量相对误差分别为: %4%10021408.01=??=γ %16%10081 408 .02=??=γ 1-6 有两个传感器测量系统,其动态特性可以分别用下面两个微分方程描述,试求这两个系统的时间常数和静态灵敏度K 。 (1) T y dt dy 5105.1330 -?=+ 式中,y 为输出电压,V ;T 为输入温度,℃。 (2) x y dt dy 6.92.44 .1=+ 式中,y ——输出电压,V ;x ——输入压力,Pa 。 解:根据题给传感器微分方程,得 (1) τ=30/3=10(s), K =1.5105/3=0.5105 (V/℃); (2) τ=1.4/4.2=1/3(s), K =9.6/4.2=2.29(V/Pa)。 1-7 设用一个时间常数=0.1s 的一阶传感器检测系统测量输入为x (t )=sin4t +0.2sin40t 的信号,试求其输出y (t )的表达式。设静态灵敏度K =1。 解 根据叠加性,输出y (t )为x 1(t )=sin4t 和x 2(t )= 0.2sin40t 单独作用时响应y 1(t )和y 2(t )的叠加,即y (t )= y 1(t )+ y 2(t )。 由频率响应特性:

传感器试题与答案

《传感器与检测技术》试题1 班级_______ 姓名学号成绩 一、填空:(20分) 1、测量系统得静态特性指标主要有 。(2分) 2、霍尔元件灵敏度得物理意义就就是 。(2分) 3、光电传感器得理论基础就就是光电效应。通常把光线照射到物体表面后产生得光电效应分为三类。第一类就就是利用在光线作用下 效应,这类元件有;第二类就就是利用在光线作用下效应,这类元件有;第三类就就是利用在光线作用下效应,这类元件有。 4、热电偶所产生得热电动势就就是电动势与电动势组成得,其表达式为E ab(T,T0)= 。在热电偶温度补偿中补偿导线法(即冷端延长线法)就就是在与之间,接入,它得作用。 5、压磁式传感器得工作原理就就是:某些铁磁物质在外界机械力作用

下,其内部产生机械压力,从而引起,这种现象称为。相反,某些铁磁物质在外界磁场得作用下会产生,这种现象称为。(2分) 6、变气隙式自感法感器,当街铁移动靠近铁心时,铁心上得线圈电感量(①增加②减小③不变)(2分) 7、仪表得精度等级就就是用仪表得(①相对误差②绝对误差 ③引用误差)来表示得。(2分) 8、电容传感器得输入被测量与输出被测量间得关系,除(①变面积型②变极距型③变介电常数型)外就就是线性得。(2分) 9、电位器传器得(线性),假定电位器全长为Xmax, 其总电阻为R max,它得滑臂间得阻值可以用Rx=(①Xmax/x R max,②x/X max R max,③X max/XRmax④X/X maxRmax)来计算,其中阻灵敏度Rr=(①2p(b+h)/At, ② 2pAt/b+h, ③ 2A(b+b)/pt,④2Atp(b+h))。(4分) 二、用镍铬━镍硅热电偶测量某低温箱温度,把热电偶直接与电位差计相连接。在某时刻,从电位差计测得热电动势为-1、19mV,此时电位差计所处得环境温度为15℃,试求该时刻温箱得温度就就是多少摄氏度?(20分) 镍铬-镍硅热电偶分度表

安全气囊系统原理及结构分析

安全气囊系统原理及结构分析 自上世纪80年代开始逐步在民用车辆上采用之后,安全气囊时下已经成为了非常重要的汽车被动安全设备,安全气囊的数量已经成为衡量车辆安全性的参照之一,安全气囊的结构和原理到底怎样?安全气囊需要什么条件才能打开?它有哪些缺点?在使用的过程中需要注意什么?下面就为大家一一解说。 安全气囊的原理及结构 安全气囊是“辅助约束系统”(SRS)的一部分,主要是为了防止汽车碰撞时车内乘员和车内部件间发生碰撞而造成的伤害,它通常是作为安全带的辅助安全装置出现,二者共同作用。安全气囊的保护原理是:当汽车遭受一定碰撞力量以后,气囊系统就会引发某种类似微量炸药爆炸的化学反应,隐藏在车内的安全气囊就在瞬间充气弹出,在乘员的身体与车内零部件碰撞之前能及时到位,在人体接触到安全气囊时,安全气囊通过气囊表面的气孔开始排气,从而起到铺垫作用,减轻身体所受冲击力,最终达到减轻乘员伤害的效果。 通常车型的安全气囊系统结构示意图 常用的汽车安全气囊系统由碰撞传感器、控制模块(ECU)、气体发生器及气囊等组成,下面逐一为大家介绍这几个主要组成部分。

安全气囊系统传感器 安全气囊传感器一般也称碰撞传感器,按照用途的不同,碰撞传感器分为触发碰撞传感器和防护碰撞传感器。触发碰撞传感器也称为碰撞强度传感器,用于检测碰撞时的加速度变化,并将碰撞信号传给气囊电脑,作为气囊电脑的触发信号;防护碰撞传感器也称为安全碰撞传感器,它与触发碰撞传感器串联,用于防止气囊误爆。 按照结构的不同,碰撞传感器还可分为机电式碰撞传感器、电子式碰撞传感器以及机械式碰撞传感器。防护碰撞传感器一般采用电子式结构,触发碰撞传感器一般采用机电结合式结构或机械式结构。机电结合式碰撞传感器是利用机械的运动(滚动或转动)来控制电气触点动作,再由触点断开和闭合来控制气囊电路的接通和切断,常见的有滚球式和偏心锤式碰撞传感器。电子式碰撞传感器没有电气触点,目前常用的有电阻应变式和压电效应式两种。机械式碰撞传感器常见的有水银开关式,它是利用水银导电的特性来控制气囊电路的接通和切断。 安装在发动机舱前纵梁上面的气囊碰撞传感器,以机电式居多 控制模块(ECU) 对于早期的汽车,一般设有多个触发碰撞传感器,安装位置一般在车身的前部和中部,例如车身两侧的翼子板内侧、前照灯支架下面以及发动机散热器支架两侧等部位。随着碰撞传感器制造技术的发展,有些汽车将触发碰撞传感器安装在气囊系统ECU内。防护碰撞传感器一般都与气囊系统ECU组装在一起,多数安装在驾驶舱内中央控制台下面。ECU是气囊系统的核心部件,大多安装在驾驶舱内中央控制台下面。大多数气囊控制模块(ECU)都安装在车身中部靠近挡把的位置

传感器试题答案

测验1 一、单项选择题 1、传感器的线性范围愈宽,表明传感器工作在线性区域内且传感器的(分数:2分) A. 工作量程愈大 B. 工作量程愈小 C. 精确度愈高 D. 精确度愈低 标准答案是:A。您的答案是:A 2、属于传感器静态特性指标的是(分数:2分) A. 固有频率 B. 灵敏度 C. 阻尼比 D. 临界频率 标准答案是:B。您的答案是:B 3、封装在光电隔离耦合器内部的是 (分数:2分) A. 两个发光二极管 B. 两个光敏二极管 C. 一个光敏二极管和一个光敏三极管 D. 一个发光二极管和一个光敏二极管 标准答案是:D。您的答案是:D 4、适合在爆炸等极其恶劣的条件下工作的压力传感器是(分数:2分) A. 霍尔式 B. 涡流式 C. 电感式 D. 电容式 标准答案是:B。您的答案是:B 5、当某晶体沿一定方向受外力作用而变形时,其相应的两个相对表面产生极性相反的电荷,去掉外力时电荷消失,这种现象称为 (分数:2分) A. 压阻效应 B. 应变效应 C. 霍尔效应 D. 压电效应 标准答案是:D。您的答案是:D 6、热电偶式温度传感器的工作原理是基于(分数:2分) A. 压电效应 B. 热电效应 C. 应变效应 D. 光电效应 标准答案是:B。您的答案是:B

7、矿灯瓦斯报警器的瓦斯探头属于(分数:2分) 气敏传感器A. 水份传感器B. 湿度传感器C. 温度传感器D. AA。您的答案是:标准答案是:分)(分数:28、高分子膜湿度传感器用于检测 温度A. 温度差B. C. 绝对湿度 D. 相对湿度 标准答案是:D。您的答案是:D 9、下列线位移传感器中,测量范围最大的类型是(分数:2分) A. 自感式 B. 差动变压器式 C. 电涡流式 D. 变极距电容式 标准答案是:B。您的答案是:B 10、 ADC0804是八位逐次逼近型的(分数:2分) A. 数/模转换器 B. 模/数转换器 C. 调制解调器 D. 低通滤波器 标准答案是:B。您的答案是:B 11、热电偶的热电动势包括(分数:2分) A. 接触电势和温差电势 B. 接触电势和非接触电势 C. 非接触电势和温差电势 D. 温差电势和汤姆逊电势 标准答案是:A。您的答案是:A 12、为了进行图像处理,应当先消除图像中的噪声和不必要的像素,这一过程称为(分数:2分) A. 编码 B. 压缩 C. 前处理 D. 后处理 标准答案是:C。您的答案是:C 测验2 一、单项选择题 1、热敏电阻式湿敏元件能够直接检测(分数:2分) A. 相对湿度

遥感原理与应用答案完整版

第一章电磁波及遥感物理基础 名词解释: 1、电磁波 (变化的电场能够在其周围引起变化的磁场,这一变化的磁场又在较远的区域内引起新的变化电场,并在更远的区域内引起新的变化磁场。) 变化电场和磁场的交替产生,以有限的速度由近及远在空间内传播的过程称为电磁波。 2、电磁波谱 电磁波在真空中传播的波长或频率递增或递减顺序排列,就能得到电磁波谱。 3、绝对黑体 对于任何波长的电磁辐射都全部吸收的物体称为绝对黑体。 4、辐射温度 如果实际物体的总辐射出射度(包括全部波长)与某一温度绝对黑体的总辐射出射度相等,则黑体的温度称为该物体的辐射温度。 5、大气窗口 电磁波通过大气层时较少被反射、吸收和散射的,透过率较高的电磁辐射波段。 6、发射率 实际物体与同温下的黑体在相同条件下的辐射能量之比。 7、热惯量 由于系统本身有一定的热容量,系统传热介质具有一定的导热能力,所以当系统被加热或冷却时,系统温度上升或下降往往需要经过一定的时间,这种性质称为系统的热惯量。(地表温度振幅与热惯量P成反比,P越大的物体,其温度振幅越小;反之,其温度振幅越大。)8、光谱反射率 ρλ=Eρλ/ Eλ(物体的反射辐射通量与入射辐射通量之比。) 9、光谱反射特性曲线 按照某物体的反射率随波长变化的规律,以波长为横坐标,反射率为纵坐标所得的曲线。 填空题: 1、电磁波谱按频率由高到低排列主要由γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等组成。 2、绝对黑体辐射通量密度是温度T和波长λ的函数。 3、一般物体的总辐射通量密度与绝对温度和发射率成正比关

系。 4、维恩位移定律表明绝对黑体的最强辐射波长λ乘绝对温度T 是常数2897.8。当绝对黑体的温度增高时,它的辐射峰值波长向短波方向移动。 5、大气层顶上太阳的辐射峰值波长为 0.47 μm 选择题:(单项或多项选择) 1、绝对黑体的(②③) ①反射率等于1 ②反射率等于0 ③发射率等于1 ④发射率等于0。 2、物体的总辐射功率与以下那几项成正比关系(②⑥) ①反射率②发射率③物体温度一次方 ④物体温度二次方⑤物体温度三次方⑥物体温度四次方。 3、大气窗口是指(③) ①没有云的天空区域②电磁波能穿过大气层的局部天空区域 ③电磁波能穿过大气的电磁波谱段④没有障碍物阻挡的天空区域。 4、大气瑞利散射(⑥) ①与波长的一次方成正比关系②与波长的一次方成反比关系 ③与波长的二次方成正比关系④与波长的二次方成反比关系 ⑤与波长的四次方成正比关系⑥与波长的四次方成反比关系⑦与波长无关。 5、大气米氏散射(②) ①与波长的一次方成正比关系②与波长的二次方成反比关系③与 波长无关。 问答题: 1、电磁波谱由哪些不同特性的电磁波组成?它们有哪些不同点, 又有哪些共性? 电磁波组成:无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。不同点:频率不同(由低到高)。 共性:a、是横波;b、在真空以光速传播;c、满足f*λ=c E=h*f; d、具有波粒二象性。 遥感常用的波段:微波、红外、可见光、紫外。 2、物体辐射通量密度与哪些因素有关?常温下黑体的辐射峰值 波长是多少? 有关因素:辐射通量(辐射能量和辐射时间)、辐射面积。 常温下黑体的辐射峰值波长是9.66μm 。 3、叙述植物光谱反射率随波长变化的一般规律。 植物:分三段,可见光波段(0.4~0.76μm)有一个小的反射峰,位

传感器课后答案解析

第1章概述 1.什么是传感器? 传感器定义为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和装置,通常由敏感元件和转换元件组成。 1.2传感器的共性是什么? 传感器的共性就是利用物理规律或物质的物理、化学、生物特性,将非电量(如位移、速度、加速度、力等)输入转换成电量(电压、电流、电容、电阻等)输出。 1.3传感器由哪几部分组成的? 由敏感元件和转换元件组成基本组成部分,另外还有信号调理电路和辅助电源电路。 1.4传感器如何进行分类? (1)按传感器的输入量分类,分为位移传感器、速度传感器、温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。(2)按传感器的输出量进行分类,分为模拟式和数字式传感器两类。(3)按传感器工作原理分类,可以分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、磁敏式传感器、热电式传感器、光电式传感器等。(4)按传感器的基本效应分类,可分为物理传感器、化学传感器、生物传感器。(5)按传感器的能量关系进行分类,分为能量变换型和能量控制型传感器。(6)按传感器所蕴含的技术特征进行分类,可分为普通型和新型传感器。 1.5传感器技术的发展趋势有哪些? (1)开展基础理论研究(2)传感器的集成化(3)传感器的智能化(4)传感器的网络化(5)传感器的微型化 1.6改善传感器性能的技术途径有哪些? (1)差动技术(2)平均技术(3)补偿与修正技术(4)屏蔽、隔离与干扰抑制 (5)稳定性处理 第2章传感器的基本特性 2.1什么是传感器的静态特性?描述传感器静态特性的主要指标有哪些? 答:传感器的静态特性是指在被测量的各个值处于稳定状态时,输出量和输入量之间的关系。主要的性能指标主要有线性度、灵敏度、迟滞、重复性、精度、分辨率、零点漂移、温度漂移。 2.2传感器输入-输出特性的线性化有什么意义?如何实现其线性化? 答:传感器的线性化有助于简化传感器的理论分析、数据处理、制作标定和测试。常用的线性化方法是:切线或割线拟合,过零旋转拟合,端点平移来近似,多数情况下用最小二乘法来求出拟合直线。 2.3利用压力传感器所得测试数据如下表所示,计算其非线性误差、迟滞和重复性误差。设压力为0MPa 时输出为0mV,压力为0.12MPa时输出最大且为16.50mV. 非线性误差略 正反行程最大偏差?Hmax=0.1mV,所以γH=±?Hmax0.1100%=±%=±0.6%YFS16.50 重复性最大偏差为?Rmax=0.08,所以γR=±?Rmax0.08=±%=±0.48%YFS16.5 2.4什么是传感器的动态特性?如何分析传感器的动态特性? 传感器的动态特性是指传感器对动态激励(输入)的响应(输出)特性,即输出对随时间变化的输入量的响应特性。 传感器的动态特性可以从时域和频域两个方面分别采用瞬态响应法和频率响应法来分析。瞬态响应常采用阶跃信号作为输入,频率响应常采用正弦函数作为输入。

汽车安全气囊结构及工作原理案例分析(奇瑞)

汽车安全气囊结构及工作原理案例分析(奇瑞) 在我国装有安全气囊系统的车型,控制单元设置的点火门槛值大部分是按照SRS 的设计理念设置的,而我国的安全带佩带率并不高。不系安全带的乘员在一些气囊点火门槛值以下的碰撞事故中受到了伤害,从而引起了诉讼。因此,采取措施提高我国的安全带佩带率,才是解决问题的根本措施。 交通事故统计数据表明:“三点式安全带+安全气囊”的防护效果最好,其有效保护率高达60%;仅使用安全带的情况下,其有效率为43%~49%;而仅使用安全气囊,有效率急剧下降到18%。通过上述统计数据说明两点:第一,安全气囊不是万能的;第二,佩带安全带十分重要。 当车速超过30KM/H发生前碰撞时,气囊会迅速充气膨胀,冲破绶冲垫,由于传感器接收信号到气囊张开仅需50ms,而驾驶员撞向转向盘的时间为60MS,故在发生碰撞时,能有效地保护驾驶员,避免了驾驶 员直接撞向转向盘。 一、安全气囊的引爆条件 1、正面碰撞角度的要求 2、正面碰撞的减速度 3、安全带开关 二、安全气囊系统的新功能 ?基本功能:

?张开气袋 ?新增功能: ?打开车门锁、自动打紧急电话、安全电瓶接线柱、乘客侧识别系统、安全带张紧器、侧气袋,车窗安全气袋等、安全带开关 三、安全气囊系统元件组成 1、碰撞传感器 2、安全气囊(左、右、侧、头枕) 3、SRS电脑 4、线束 5、螺旋弹簧(游丝) 6、SRS警示灯 7、诊断接头 8、侧撞加速度传感器 9、乘客重量传感器 10、安全带引爆器 11、安全带开关 12、电瓶桩头引爆器 〈1〉、碰撞传感器 1、碰撞传感器的类型 半导体和机械式

2、碰撞传感器安装位置与识别 龙门架、叶子板,电脑内部 3、检测 电阻:8千欧-15千欧 4、碰撞后建议不论是否有故障都更换。 〈2〉安全气囊 1、安全气囊的组成:发火极、引发药柱、气体发生剂、气袋。 2、安全气囊张开的工作原理 3、安全气囊的放置 4、安全气囊的检测 只能使用模拟法与排除法 5、安全气囊在碰撞后或张开就应更换。 6、关闭右侧的安全气囊侧气袋——关闭开关 〈3〉、SRS系统线束维修 线束插接器维修 警告:在试图进行任何维修前,必须切断SRS系统。 SRS系统内的插头采用特殊材料制成,以保证低能量电路的良好导通性。插头仅能够在插接器总成维修包内得到。不要用任何其他插头替代插接器总成维修包内的插头。 ?线束维修 ?不要试图维修SRS系统线束。用新线束更换所有损坏的线束

传感器题库及答案

第一章检测技术的基本概念 一、填空题: 1、传感器有、、组成 2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出与输入的比值。 3、从输出曲线看,曲线越陡,灵敏度。 4、下面公式是计算传感器的。 5、某位移传感器的输入变化量为5mm,输出变化量为800mv,其灵敏度为。二、 三、选择题: 1、标准表的指示值100KPa,甲乙两表的读书各为KPa和KPa。它们的绝对误差 为。 A 和 B 和 C 和 2、下列哪种误差不属于按误差数值表示。 A绝对误差B相对误差C随机误差D引用误差 3、 4、有一台测量仪表,其标尺范围0—500 KPa,已知绝对误差最大值 ?P max=4 KPa,则该仪表的精度等级。 A 级 B 级 C 1级 D 级 4、选购线性仪表时,必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。应选购的仪表量程为测量 值的倍。 A3倍B10倍 C 倍 D 倍 5、电工实验中,常用平衡电桥测量电阻的阻值,是属于测量, 而用水银温度计测量水温的微小变化,是属于测量。 A偏位式B零位式 C

微差式 6、因精神不集中写错数据属于。 系统误差B随机误差C粗大误差 7、有一台精度级,测量范围0—100 KPa,则仪表的最小分格。 A45 B40 C30 D 20 8、重要场合使用的元件或仪表,购入后进行高、低温循环老化试验,目的是为 了。 A提高精度B加速其衰老C测试其各项性能指标 D 提高可靠性 9、传感器能感知的输入量越小,说明越高。 A线性度好B迟滞小C重复性好 D 分辨率高 四、 五、判断题 1、回差在数值上等于不灵敏度( ) 2、灵敏度越大,仪表越灵敏() 3、同一台仪表,不同的输入输出段灵敏度不同() 4、灵敏度其实就是放大倍数() 5、测量值小数点后位数越多,说明数据越准确() 6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字() 7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字() 四、问答题 1、什么是传感器的静态特性,有哪些指标。 答:指传感器的静态输入、输出特性。有灵敏度、分辨力、线性度、迟滞、稳定性、电磁兼容性、可靠性。 2、

遥感原理与应用复习题(Final Version)

遥感原理与应用复习题 一、名词概念 1. 遥感 广义:泛指一切无接触的远距离探测,包括对电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等的探测。 狭义:是应用探测仪器,不与探测目标相接触,从远处把目标的电磁波特性记录下来,通过分析,揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。 2. 传感器 传感器是遥感技术中的核心组成部分,是收集和记录地物电磁辐射能量信息的装置,如光学摄影机、多光谱扫描仪等,是获取遥感信息的关键设备。 3. 遥感平台 遥感平台是转载传感器进行探测的运载工具,如飞机、卫星、飞船等。按其飞行高度不同可分为近地平台、航空平台和航天平台。 4. 地物反射波谱曲线 地物的反射率随入射波长变化的规律称为地物反射波谱,按地物反射率与波长之间的关系绘成的曲线称为地物反射波谱曲线(横坐标为波长值,纵坐标为反射率) 5. 地物发射波谱曲线 地物的发射率随波长变化的规律称为地物的发射波谱。按地物发射率与波长之间的关系绘成的曲线称为地物发射波谱曲线。(横坐标为波长值,纵坐标为总发射) 6. 大气窗口 通常把通过大气而较少被反射、吸收或散射的透射率较高的电磁辐射波段称为大气窗口。 7. 瑞利散射 当微粒的直径比辐射波长小许多时,也叫分子散射。 8. 遥感平台 遥感平台:遥感中搭载传感器的工具统称为遥感平台。 遥感平台按平台距地面的高度大体上可分为地面平台、航空平台和航天平台三类。 9. TM 即专题测图仪,是在MSS基础上改进发展而成的第二代多光谱光学-机械扫描仪,采用双向扫描。 10. 空间分辨率 图像的空间分辨率指像素所代表的地面范围的大小,即扫描仪的瞬间视场或地面物体能分辨最小单元,是用来表征影像分辨地面目标细节能力的指标。通常用像元大小、像解率或视场角来表示。 11. 时间分辨率 时间分辨率指对同一地点进行遥感采样的时间间隔,即采样的时间频率,也称重访周期。 12. 波谱分辨率 波谱分辨率指传感器在接收目标辐射的波谱时能分辨的最小波长间隔,也称光谱分辨率。间隔愈小,分辨率愈高。 13. 辐射分辨率 指传感器接收波谱信号时,能分辨的最小辐射度差。 14. 传感器 传感器,也叫敏感器或探测器,是收集、探测并记录地物电磁波辐射信息的仪器。

安全气囊的触发条件分析要点

目录 摘要..........................................................I 一、概述 (1) 二、安全气囊的组成及分布 (1) (一)气囊总成和充气元件............................................ (二)传感器........................................................ (三)电子控制单元....................................................(四)气体发生器................................................... 三、安全气囊触发 (2) (一)气囊点爆电流要求................................................(二)假人撞击气囊三轴力曲线..........................................(三)冲击头撞击气囊位移曲线.......................................... 四、安全气囊动作过程........................... .. (4) 五、安全气囊系统的有效范围.................................... 八. 结论. (8) 参考文献 (8) 谢辞 (9)

摘要 本文主要分析了汽车安全气囊的大致组成和气囊的弹开条件,该分析包括了气囊的种类,安全气囊的原理及结构,和碰撞传感器的种类,安全气囊现在所存在的缺陷等。让人们正确的看待气囊所产生的作用。 所谓“生命诚可贵”,生命只有一次,为了保护我们珍贵的生命,一个有用的,可靠的安全气囊成了至关重要的保护伞。理论上,只要碰撞等级达到了相对应的要求,气囊就会弹开,但是在现实中,气囊在很多情况下是不弹开的,就是在很严重的车祸中,气囊也不会弹开,这与安装在汽车上面的传感器,气囊的分类有很大的关系,相对应的撞击理论上是弹开相对应的保护人的气囊,但是气囊的缺陷有时候却是碰撞等级达到要求,而气囊也不弹开。本文对这样的问题做了详细的解答。 关键词:传感器气囊的种类气囊缺陷

传感器--试题和答案

试题A 一、填空(本题共39分,每空分) 1、传感器由、、三部分组成。 2、在选购线性仪表时,必须考虑应尽量使选购的仪表量程为欲测量 的倍左右为宜。 3、有一温度计,它的量程范围为0∽200℃,精度等级为级。该表可能出现的最 大误差为,当测量100℃时的示值相对误差为。 4、利用热敏电阻对电动机实施过热保护,应选择型热敏电阻。 5、在压电晶片的机械轴上施加力,其电荷产生在。 6、霍尔元件采用恒流源激励是为了。 7、用水银温度计测量水温,如从测量的具体手段来看它属于测量。 8、已知某铜热电阻在0℃时的阻值为50Ω,则其分度号是,对于镍铬- 镍硅热电偶其正极是。 9、压电材料在使用中一般是两片以上,在以电荷作为输出的地方一般是把压电 元件起来,而当以电压作为输出的时候则一般是把压电元件 起来。 10、热电阻主要是利用电阻随温度升高而这一特性来测量温度的。 11、自动检测系统中常用的抗电磁干扰技术有、、 、、等。 12、金属电阻的是金属电阻应变片工作的物理基础。 13、电磁干扰的形成必须同时具备的三项因素是、、。 14、在动圈式表头中的动圈回路中串入由NTC组成的电阻补偿 网络,其目 的是为了。 二、选择题(本题共30分,每题2分) 1、在以下几种传感器当中属于自发电型传感器。 A、电容式 B、电阻式 C、热电偶 D、电感式 2、的数值越大,热电偶的输出热电势就越大。 A、热端直径 B、热电极的电导率 C、热端和冷端的温度 D、热端和冷端的温差 3、在电容传感器中,若采用调频法测量转换电路,则电路中。 A、电容和电感均为变量 B、电容是变量,电感保持不变 C、电感是变量,电容保持不变 D、电容和电感均保持不变 4、在仿型机床当中利用电感式传感器来检测工件尺寸,该加工检测装置是采用 了 测量方法。 A、微差式 B、零位式 C、偏差式 5、热电阻测量转换电路采用三线制是为了 A、提高测量灵敏度 B、减小引线电阻的影响 C、减小非线性误差 D、提高电磁兼容性 6、汽车衡所用的测力弹性敏感元件是。 A、实心轴 B、弹簧管 C、悬臂梁 D、圆环 7、在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是。 A、补偿热电偶冷端热电势的损失 B、起冷端温度补偿作用 C、将热电偶冷端延长到远离高温区的地方 D、提高灵敏度 8、考核计算机的电磁兼容是否达标是指。 A、计算机能在规定的电磁干扰环境中正常工作的能力 B、该计算机不产生超出规定数值的电磁干扰 C、两者必须同时具备 10、在实验室中测量金属的熔点时,冷端温度补偿采用。 A、冰浴法 B、仪表机械零点调整法 C、计算修正法 11、自感传感器或差动变压器采用相敏检波电路最重要的目的是为了。 A、提高灵敏度 B、将输出的交流信号转换为直流信号

ABAQUS汽车安全气囊碰撞传感器有限元分析(中英对照)

汽车安全气囊系统撞击传感器的 有限单元分析 摘要 汽车弹簧碰撞传感器可以利用有限单元分析软件进行设计,这样可以大大减少设计时间。该传感器包括一个球和一个有弹簧在内的塑料套管的外壳。传感器设计的重要因素是碰撞中的两个传感器的力位移响应和传感器的弹簧压力。以前传感器的设计、制作和测试需要满足力位移原型硬件的要求。弹簧必须远低于材料的弹性极限而设计。利用有限元分析,传感器可以被设计为满足力位移的水平压力。本文的讨论说明利用有限单元分析进行设计可以节省很多时间。 MSC/ABAQUS已经被用于分析和设计安全气囊碰撞传感器。弹簧的大挠度和球与弹簧之间的接触用几何非线性分析。贝塞尔三维刚性球表面元素和惯性基准系统刚性表面界面元素被用于塑料球与弹簧接触面的分析。滑动轨道分析被用于弹簧与弹簧接触的平行界面间。有限元传感器的力位移响应分析结果与实验结果非常一致。 引言 汽车安全气囊系统的重要组成部分是碰撞传感器。包括机械、电子传感器在内的碰撞传感器主要用于各类安全气囊系统。本文研究的是由一个球和一个塑料套管和两个弹簧组成的机电传感器(见图1)。当传感器遇到严重的撞击脉冲,球被推入完成电路连接然后两个弹簧接触到消防安全气囊。这两个弹簧的力位移设计关键是要满足不同的加速度对传感器的输入要求。传感器的弹簧强度必须保持低于弹簧材料屈服强度,防止弹簧塑性变形。有限元分析,可以作为预测工具,以优化工程所需的力和位移反应,同时保持在弹簧压力可接受的水平。 过去传感器的设计需要不断地进行制作和测试,直到力位移原型硬件得到满足需要的条件。利用有限元分析,制作和测试原型的数量大大减少,这大大降低了传感器设计的时间。本文讨论的内容可以表明有限单元分析软件能够节省原型

遥感原理与应用期末复习题

1.广义遥感:泛指一切无接触的远距离探测,包括对电磁场、力场、机械波(声波、地震波)等的探测 2.狭义遥感:在高空或者外层空间的各种平台上,通过各种传感器获得地面电磁波辐射信息,通过数据的传输和处理揭示地面物体的特征、性质及其变化的综合性探测技术。 3.传感器是收集、量测和记录遥远目标的信息的仪器,是遥感技术系统的核心。传感器一般由信息收集、探测系统、信息处理和信息输出4部分组成。 4.遥感平台是装载传感器的运载工具 5.主动遥感:传感器主动发射一定电磁波能量并接收目标的后向散射信号。如:雷达。被动遥感:传感器不向目标发射电磁波,仅被动地接收目标物的自身发射和对自然辐射的反射能量。太阳是被动遥感最主要的辐射源多波段遥感:在可见光和红外波段间,再细分成若干窄波段,以此来探测目标。 6.遥感分类:按照遥感的工作平台分类:地面遥感、航空遥感、航天遥感。按照探测电磁波的工作波段分类:可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多波段遥感等。按照遥感应用的目的分类:环境遥感、农业遥感、林业遥感、地质遥感等.按照资料的记录方式:成像方式、非成像方式(如:雷达辐射计等)按照传感器工作方式分类:主动遥感、被动遥感 7.遥感的特点:大面积的同步观测、时效性、数据的综合性和可比性、经济性、局限性。 1.电磁波:由振源发出的电磁振荡在空气中传播。 2.电磁辐射:这种电磁能量的传递过程(包括辐射、吸收、反射和透射)称为电磁辐射。 3.电磁波谱:将各种电磁波在真空中的波长按其长短,依次排列制成的图表。 4.地球辐射的分段特性:一、内容:1、0.3~2.5μm(可见光与近红外):地表以反射太阳辐射为主,地球自身热辐射可忽略不计。2、2.5~6μm(中红外):地表以反射太阳辐射、地球自身热辐射均为被动RS辐射源。3、 6μm以上(远红外):以地球自身热辐射为主,地表以反射太阳辐射可忽略不计。二、意义:1、可见光和近红外RS影像上的信息来自地物反射特性。2、中红外波段遥感影像上信息既有地表反射太阳辐射的信息,也有地球自身热辐射信息。3、热红外波段遥感影像上的信息来自地物本身的辐射特性。 5.绝对黑体:如果一个物体对于任何波长的电磁辐射都全部吸收,则这个物体是绝对黑体。绝对黑体则是吸收率≡1,反射率≡0,与物体的温度和电磁波波长无关。 6.黑体辐射规律:普5.图2.11太阳辐照度分布曲线分析:太阳光谱相当于5800 K的黑体辐射;据高分辨率光谱仪观察,太阳光谱连续的光谱线的明亮背景上有许多离散的明暗线,称为弗朗和费吸收线,据此可以探测太阳光球中的元素及其在太阳大气中的比例;太阳辐射的能量主要集中在可见光,其中0.38 ~0.76 μm的可见光能量占太阳辐射总能量的46%,最大辐射强度位于波长0.47 μm左右;到达地面的太阳辐射主要集中在0.3 ~ 3.0 μm波段,包括近紫外、可见光、近红外和中红外。这一波段区间能量集中,且相对稳定,是被动遥感主要的辐射源;经过大气层的太阳辐射有很大的衰减,衰减最大的区间便是大气分子吸收最强的波段;各波段的衰减是不均衡的。 6.大气散射:太阳辐射通过大气时遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时,传播方向改变,并向各个方向散开; 7.瑞利散射:当微粒的直径比辐射波长小得多时,此时的散射称为瑞利散射。(大气中的原子和分子,氮、氧、二氧化碳等分子)。特点:散射率与波长的四次方成反比,波长越长,散射越弱;影响:瑞利散射对可见光的影响较大,对红外辐射的影响很小,对微波的影响可以不计。 问题:多波段遥感中一般不使用蓝紫光的原因?无云的晴天,天空为什么呈现蓝色?朝霞和夕阳为什么都偏橘红色?蓝紫光波长短,散射强度较大,红光,红外,微波波长较长,散射强度弱。 8.米氏散射:当微粒的直径与辐射光的波长差不多时(即d≈λ)称为米氏散射(烟、尘埃、水滴及气溶胶等)。为何红外遥感探测时要避免使用云雾天气所成的影像?云雾的粒子大小和红外线的波长接近,所以云雾对红外线的散射主要是米氏散射,红外遥感不可穿云透雾 9.无选择性散射:当微粒的直径比波长大得多时(即 d>λ)所发生的散射称为无选择性散射。为何云雾呈白色?空气中存在较多的尘埃或雾粒,一定范围的长短波都被同样的散射,使天空呈灰白色的。 问题:1、太阳光为何是可见的?2、蓝色火焰为何比红色火焰高?6、微波为何能穿云透雾? 10.大气窗口:通常将这些吸收率和散射率都很小,而透射率高的电磁辐射波段称为大气窗口。 11.典型地物的反射波谱曲线分析:(1)植被反射波谱曲线:规律性明显而独特。可见光波段(0.38~0.76μm)有一个小的反射峰,两侧有两个吸收带。这是因为叶绿素对蓝光和红光吸收作用强,而对绿光反射作用强。在近红外波段

相关文档