第九章黑白、彩色通用滤光器在影
视制作中的应用
第一节
中性灰阻光片
中性灰阻光片又称中性密度滤光器（Nentral Densilg
），英文缩写为ND......
第二节偏振镜的应用
偏振镜又称偏光
镜、偏振器，该镜是
一种比较特殊的滤光
器......
第三节漫射镜
漫射镜由无色透
明光学玻璃或有机光
学玻璃制成。它的主
要作用是扩散成像光
线......
第四节
吸紫外线滤光器与天光镜
吸紫外线滤光器又称UV（Ultra Viele）镜，它能截止短波光在400毫微米以下......
第五节特殊效果滤光器
渐变滤光器是摄
影中局部调节画面影
调、色调的工具......
第一节中性灰阻光片
中性灰阻光片又称中性密度滤光器（Nentral Densilg），英文缩写为ND，也有把中性灰阻光片简称为灰片、密度镜、减光镜。
中性灰阻光片的透光特点是：对各种色光都能起到非选择性吸收的作用，通过它观察景物或在黑白、彩色摄影中加用它之后进行拍摄，都不会由此而改变景物间的亮度反差和
色反差，也不会改变光的视觉颜色，只是均匀地减弱光的强度，均匀地吸收各种不同波长的色光。
中性灰阻光片在摄影摄像中的主要作用有以下几点：
1．利用中性灰阻光片在高亮度条件下拍摄，能够实现准确控制画面曝光。
在摄影摄像中，常常遇到现场的亮度较高，以至于光圈收到最小，快门速度调至允许的极限时，仍将出现曝光过度，这时可用中性灰阻光片压低被摄景物的亮度，以便实现正确曝光。
2．利用中性灰阻光片控制画面的景深。
在摄影摄像中，通过改变光圈来有目的地控制画面景深。光圈孔径的大小与景深的关系是光圈孔径越大，景深越小；光圈孔径越小，景深越大。
当我们用摄像机在外景自然光很强的条件下拍摄景物
特写或人物肖像时，这时人物周围杂乱的景物会使人物不突出，摄影人员常常运用开大光圈、压缩景深，使周围的景物呈现模糊、虚化效果，使被摄主体人物清晰，从而通过虚实对比使人物更加突出、醒目。但是在拍摄中，因为摄像机的拍摄频率不能改变，即速度不能调整，当景物亮度非常高时，
只能通过光圈来控制，遇到上述情况，要想使周围的环境虚化，人物清晰，利用小光圈不能实现，开大光圈会使上述景物在画面中曝光过度。那么，要想使光圈开大，而又不造成曝光过度，拍摄时在镜头前或后加用中性灰阻光片，将景物亮度降低到合适的程度，以便用大孔径光圈，实现上述效果。如果此时再配合长焦距摄影镜头，则画面效果会更佳。如图10-1所示，在外景自然光条件下，加中性灰阻光片与未加滤光片的对比效果。
3．利用中性灰阻光片在高亮度条件下拍摄具有较强动感的画面。摄影者在拍摄带有运动体的景物时，为了使运动的物体在画面中有较强烈的动感，常常采用快门速度中的慢速来实现。运动体或运动体的某些局部在画面中适当虚化，模糊，从而获得动感效果。假若此时光线较强，亮度很高，以至于在允许的光圈下，过多地延长曝光时间，会造成曝光过度，最好的方法是选择适当的中性灰阻光片，加在镜头前，降低亮度，以便使用合适的快门速度，将运动的物体形成模糊、虚化的影像，而固定的物体保持清晰，这种虚实对比可增添画面的情趣。
4．利用中性灰阻光片与其它滤光器配合使用，可以拍摄出特殊的画面效果。
第二节偏振镜的应用
偏振镜又称偏光镜、偏振器，该镜是一种比较特殊的滤光器。它作用的对象不是光波中一定波长的光，而是具有偏振光特殊性的光波。
光波是一种横波，即波的振动方向与波形传播方向相互垂直。它与其他形式的波动（如声波）相比，具有相同的反射、折射、干涉与衍射等性质，还具有横波所独有的，由其振动方向的变化所引起的特殊性质－－光的偏振。按质点振动的方向、光波可分为自然光，完全偏振光（平面偏振光）与部分偏振光。
所谓偏振光是指：当自然光穿过某种物质或投射到某种物体表面之后，其透射光或反射光、散射光可能被限制在某一垂直平面内振动，这种只在某一平面内振动的光波称为偏振光。当偏振光的振动方向是一条直线，即只在单一平面内振动时，则被称为直线偏振光或完全偏振光。如图所示：（一）偏振光产生的条件
偏振光是怎样产生的呢？由一般光源发出的均属非偏振的自然光，但是，其非偏振的性质是可以被改变的，也就是说，自然界有很多物质具有改变这种非偏振性质的"起偏"
作用，而且这些物质在很多场合都要在工作中注意，并按其规律加以利用，就可以获得各种不同的效果。
1、一定条件下的反射
当光线投射到空气中的分子，或者碰到光亮的非金属物体时，如水、玻璃、光洁的柏油马路、油漆家俱、半透明的反射镜、某些塑胶甚至光洁的纸张等表面，在一定的角度下，只反射入射光中正以某一特别方向振动着的那一部分。这一部分反射光便成为所谓的偏振光。
2、一定条件下的散射
透过连续旋转的偏光镜观察天空亮度，特别是观察与太阳投射方向成90°角的蓝色天空时，其视觉明亮程度会随着偏光镜的转动而改变，这充分说明上述由空气分子散射而形成的蓝色天光在不同程度上具有偏振光性质。当太阳光投射到天空时，空气分子的电荷发生振动，成为一个向整个空间发散光的新波源，这个新波源发射的光波与观察位置成90°时天空投射来的散射光具有在单一平面内振动的性质。
有一种简单的方法可以确定天空中那些区域具有偏振光性质；将你的大拇指对准太阳，然后伸出食指，使食指与拇指成90°角，在保持大拇指指向太阳的状态下转动你的手腕，此时食指便在天空划过一道弧，这道弧就是在任一既定太阳
仰角下的最大偏振光区。如图所示。3、利用偏光镜产生偏振光
偏光镜是一种经过定向处理的晶体，这些含有极微小的晶体按相互平行的平面排列，其光学特性类似一种光学缝隙，不论是自然光还是人造光，当光波通过这些晶体构成的光学缝隙时，只有在平行于这些缝隙的平面内振动的光波才有可能通过，而其它平面内振动的光波投射到偏光镜之后，由于取向不一致，而被拦阻，不能透过。如图所示：
在摄影中常常遇到下列一些情况：例如，被摄景物中非金属表面存在着较强的反光，耀斑，妨碍了对该物体表面质感的再现或者在拍摄玻璃橱窗、汽车玻璃后面、玻璃底下水中景物时，玻璃表面或水面上所映出的镜面影像和强烈反光，会严重影响对被摄物体的记录。还有在拍摄彩色片时，天空过于明亮，使天空和地面景物形成较大的亮度间距，不易于表现，有时由于景物表面反射的光斑，影响色彩的饱和度。凡此出现上述情况，都是由于景物表面存在着偏振光或部分偏振光。拍摄时需要去除不利用表现景物的偏振光，其方法就是利用偏光镜，以改善画面的技术质量，控制好画面的影调、色调，达到满意的效果。
第二节偏振镜的应用
（二）偏光镜在摄影摄像中的应用：
1．调节、控制非金属表面的光斑
光线投射到光泽的非金属表面，一般会形成明亮的单向反射光，这种单向反光往往为画面的最高亮度，丰富了画面的影调，增加了画面的感染力。
调节、控制物体表面反光，还可以调整灯光的位置或摄影机的机位，直至能够消除需要去掉的单向反射光为止。
2．消除、减弱透明体表面的亮斑影像
当光线投射到玻璃表面或水面时，一般都容易出现两种情况：一是表面的单向反射亮斑使所摄影像清晰度降低，反差减少；二是表面单向反射亮斑妨碍所摄玻璃覆盖下或水面下的物体的真实再现。
从上图展览橱窗和戴眼镜的人像可以看出，玻璃上所映出来的物体的影像，妨碍人们从一定的角度去观察陈列在橱窗内的展品。并且给人一种不正常的感受。因此，采取措施利用偏光镜把这些不必要的光斑影像除消或减弱，以便让人们看清橱窗内的物品和眼镜后面的眼睛，形成满意的画面效果。
3．调节天空影调
偏光镜能够调节天空影调、色调，是因为天空所反射的某种光线在大气中的微粒作用下将自然光变成偏振光，只要转动偏光镜，就可以阻挡住已具有偏振性质的光线。从而使天空变暗。转动偏光镜的角度还可以改变这种效果的强弱程度，使天空变暗程度符合创作的要求。
一块偏光镜能使天空变暗到何种程度，则决定于天空的状况和所摄方向与太阳构成的角度。晴朗的蓝天有大量的偏振光，此时，使用偏光镜，可以加深蓝天的色调，使彩色画面中蓝天更蓝，饱和度更高，如果有白云，会使白云更加突出、醒目。
4．偏光镜与彩色影像的饱和度
彩色摄影中环境的杂散光以及天空光对景物的颜色有
直接影响。物体表面上的单向反射光形成的亮斑，在一定意义上讲，能使画面更加生动，但同时这些光斑也能使景物的局部失去质感，明显地影响着景物色彩的饱和度。形成光斑的单向反射光在很多时候具有偏振光性质。利用偏光镜提高景物色彩的饱和度，实际上就是利用偏光镜消除或减弱物体表面上的反射高光，从而拍摄到景物自身的本来面貌，还原出本来面目。例如，拍摄一些非金属表面有明显光斑的物体，
由于物体表面有亮晶晶的光斑，使物体的本来色彩被亮光冲淡或掩蔽，加用偏光镜之后，物体表面的杂散光随着偏光镜的转动，被减弱或取消，从而见到该物体本应有的色彩效果。偏光镜的这一功能，在拍摄静物、花卉和侧逆光照明下常有翠绿叶芽的景物时，尤其明显。
使用偏光镜，务必加以节制，消除一切反光并不一定能达到最佳画面效果。在创作中，有时由于艺术表现的需要，要求画面中保留亮度适宜的光斑，以便通过画面中所保留的适宜的光斑，丰富画面的影调，从而提高画面的艺术感染力。如雨后街道湿漉漉的水面、玻璃器皿、陶瓷制品等需要有一定量的光斑。
总之，画面中的光斑、耀斑等高光是否需要消除或减弱，以及减弱到什么程度，一定要根据创作意图，不宜草率行事。使用要得当，切勿顾此失彼，做到该去的则去，去要去的合理，该留则一定要留，留要留得恰到好处。
第三节漫射镜
漫射镜由无色透明光学玻璃或有机光学玻璃制成。它的主要作用是扩散成像光线，从而降低反差，柔化影像，并且能够在一定程度上使远景产生雾状效果。当光线投射到漫射镜上，一部分未被干扰的透过镜头结成清晰影像，另一部分
被扩散的形成焦点虚化的影像，结果是清晰与模糊融为一体。
漫射镜主要有：柔光镜、镜头纱、雾镜。
1．柔光镜
柔光镜又称柔焦镜。它是经照相腐蚀的方法使透明镜表面或两镜片的透明夹层上，呈现出具有漫射作用的一系列小沟槽（有圆圈、方格形状的图形）。如果这些图形分布的很密，腐蚀的很深，该柔光镜柔化影像的效果就愈重，反之，图形分布的愈疏，腐蚀的愈浅，其柔化影像的效果就愈轻。
柔光镜的主要作用包括柔化影像，降低画面反差，调节画面影调、色调，或根据创作意图形成特殊的画面效果，从而使所摄画面更富有情趣。
柔光镜特别适合于在远距离处拍摄人物肖像，它可以柔化人物皮肤的质感，使皮肤显得光滑、细腻、柔和，让年龄大的变得年轻，显得更加美丽动人，让儿童更加天真、活泼可爱。（见彩色附页与不加柔光镜对比画面）拍摄时，要使人眼在画面中保持最佳效果。不宜将眼睛变得过于虚化、模糊，以免影响人物造型。
当加用柔光镜拍摄远、全景画面时，由于它能够使画面产生一种轻微的雾状效果，因此，可以在一定程度上增强画面的空气透视，形成一定的空间感，它还常常用于广告和静物摄影以使画面柔和、淡雅，呈现梦幻效果。
摄影中柔光镜可以单独使用，也可以与其它滤光器叠加使用，拍摄时为了使画面影像柔化效果更符合创作意图，应注意选择摄影时的光圈、焦距、光线效果。
使用柔光镜拍摄时，镜头的光圈不宜过小，应选择大光圈（因光圈开大景深小）。光圈愈大则柔化效果愈重；光圈小柔化效果轻。选择镜头焦距时，长焦距镜头柔化影像的效果比短焦距明显。使用柔光镜时如果采用逆光或侧逆光光线效果，则可进一步增加柔化效果。
2．镜头纱
纱的形式多种多样，摄影中常用的有编织图形不规则的纱，有龟纹的网眼纱，还有常见的十字纱（如尼龙蚊帐、纱巾）。这些纱既可以单层使用，也可以双层使用。
当镜头纱加在摄影镜头前面，纱的大量透光孔，可以让大部光线顺利通过，不影响成像，而有一部分直接投射到纱线上被吸收，另外有一小部分光线投射到纱线的边缘上，这时会受到纱线的漫射和反射作用，变成散焦的杂光，这些光
使清晰的影像罩上一层光晕，使画面形成朦胧、柔和的特殊效果。
镜头纱在造型处理中，受多方面因素的影响，归纳起来影响柔化影像效果的因素有以下几个方面：
（1）纱的粗细与疏密。纱的粗细与疏密直接影响柔化影像的效果。在相同条件下，编织的愈密，柔化效果愈重；反之，编织的较稀疏，柔化效果愈轻。
（2）纱的颜色。纱有黑纱、白纱、彩色纱三种，其中黑纱对所摄画面中的色调、影调影响较轻，而白纱在提高阴影部分，减小反差和柔化影像方面，要比黑纱具有更大的漫射作用，因此，柔化影像的效果也就更明显。在彩色摄影中，纱的颜色，一定程度上影响画面的色调。
（3）纱在镜头前的位置。纱在镜头前距离的远近，在一定范围内是影响柔化效果的重要因素。纱愈靠近摄影镜头，柔化影像的效果愈轻，纱距摄影镜头愈远，柔化效果愈明显。借助改变镜头纱的位置来调整柔化影像的效果时，不宜将纱置于从摄影镜头主焦点算起两倍焦距之外，因为超过这一范围镜头纱自身会形成清晰的影像。
利用镜头纱拍摄有点状光源、或耀斑的被摄体范围内时，不同形状的纱可产生出不同的光芒效果，其中十字纱可产生类
似十字星光镜的拍摄效果。龟纹纱可形成米字镜的拍摄效果，而不规则的纱可产生不规则的光芒效果。如图所示：在摄影摄像中，当连续旋转加在摄影镜头前的镜头纱或柔光镜拍摄水面亮斑以及能直接看到光源的灯具，或常有耀斑的静物时，都会产生光芒四射的旋转变化，使画面影像生动、有趣，具有一定的特殊意境。
3．雾镜
雾镜是一种具有轻微漫射作用的透明的薄片或经照相腐蚀的无色光学玻璃（或有机光学玻璃），把它加在摄影镜头前面，能对来自被摄景物的光线起不同程度的漫射作用，并使漫射光大致均匀地分布在像平面上，从而减弱影像的清晰程度，特别是各细部的清晰度，提高景物暗部或较暗部分的明亮程度，从而使整个画面呈现一种雾天朦胧的效果。使所摄画面如披上一层薄雾一样，远景变得隐隐约约，似隐似现，增强了画面的大气透视效果，使画面具有较强的纵深感或空间感。
加用雾镜拍摄时，雾镜的漫射作用可使光线由影像的高光部位向阴影部分产生明显的渗透，使影像间反差减小，清晰度降低，因此，使用雾镜来形成雾景效果时，一定要根据创作意图，进行合理选择。
需要说明的是，雾镜所产生的雾状效果毕竟和自然雾景有所不同，主要区别是，自然形成的雾近薄远浓，而雾镜所产生的"雾"远近相同。所以使用雾镜要注意画面的亮度平衡及影调的控制，否则画面影调会造成一种灰调子，影响景物的正常再现。
第四节吸紫外线滤光器与天光镜
吸紫外线滤光器又称UV（Ultra Viele）镜，它能截止短波光在400毫微米以下的光波不能透过，而对其它可见光均无过滤作用。吸紫外线滤光器通常是无色透明，如同普通玻璃一样。
吸紫外线滤光器的主要作用是吸收紫外线，在摄影中人眼虽然看不见紫外线，而黑白胶片对紫外线非常敏感。因此，它可以把可见光和人眼见不到的紫外光同时记录下来。当景物中紫外光较多时，会使所摄画面表面形成一层灰雾，不但降低了反差也影响到画面清晰度，使细部层次损失，影调平淡乏味，在彩色摄影中，由于紫外光的介入使画面上形成一层蓝色灰雾，影响到画面的色调和景物色彩的饱和度。
天光镜，除可吸收紫外线和小部分短波光的紫、蓝色光外，还可以吸收少量的绿光或黄绿光，因此，外观颜色呈极
淡的品红色，适于用黑白、彩色摄影。天光镜尤其是在阴雨天或阴影处使用时，效果更明显。
第五节特殊效果滤光器
（一）渐变滤光器
渐变滤光器是摄影中局部调节画面影调、色调的工具。一般是一段有色，一段无色透明并在这两段之间采用渐变颜色，以免使所摄画面上部与下部之间影调不统一。
渐变滤光器的颜色是多种多样的，基本上根据摄影用途分为三类：
1、彩色摄影用渐变滤光器：这类滤光器通常是在原有颜色的基础上，用来加强或按一定创作意图改变画面局部色调，以达到所需的艺术气氛，所以有色段的颜色有红、绿、蓝、黄、品、青、橙红、夕阳、金黄、蔚蓝、翠绿等色的渐变滤光器。
2、黑白摄影用渐变滤光器：这类滤光器的颜色比较深，常见的有黄、橙、红、蓝、绿、黄绿渐变滤光器。
3、黑白、彩色摄影通用渐变滤光器，这类滤光器为中性灰渐变滤光器。
渐变滤光器常用于拍摄日落或日出时，选用合适的蓝色调，同时又不影响地面景物影调、色调的真实再现。
在黑白片拍摄时，合理选用渐变滤光器，可以适当压暗天空，突出白云，调节画面影调，增强画面的空气透视，以及渲染气氛形成特殊的画面效果。
中性灰渐变滤光器，可以用来压缩景物的亮度间距，调节画面反差，如画面中的景物包括较为明亮的天空和较暗的地面景物时，如果不加渐变滤光器，所摄画面的反差过大，个别部位在画面中会失去质感，没有层次，若在这种情况下加用适当的渐变滤光器，将天空亮度压暗，从而压缩景物的亮度间距，使景物亮度得到平衡。拍摄后，画面中地面景物与天空都有较好的体现。
渐变滤光器可以同其它滤光器配合使用，如偏光镜、星光镜等叠加使用，以获得综合滤光效果，如一块蓝渐变滤光器与中灰渐变滤光器叠用，当两块叠加在一起时，可以将有色段与有色段叠加组合成，由蓝灰到无色透明的渐变镜，也可以将有色段交叉叠加，形成蓝向灰过渡的渐变镜。利用这种方法，可以随意组合，使所摄画面根据内容的需要，和创作意图的需要，将被摄体在画面中得到客观再现或主观表现。
使用渐变滤光器摄影时应注意以下几点：
1、运用渐变滤光器调节天空影调时，一般不应补偿曝光。
2、运用渐变滤光器时，务必注意渐变过渡段要与景物中的地平线或画面中的水平线适当吻合，避免同一物体在画面中形成两种不同的影调或色调。
3、为把渐变滤光器的过渡段运用得适当不出现问题，只能使用直接取景的摄影机、摄像机或单镜头反光的照相机。
4、为了尽可能避免产生加用渐变滤光器的痕迹，应使滤光器过渡段与画面水平线保持在透视上的重合，不宜进行摇摄或其它形式的运动拍摄。
5、为了使加用渐变滤光器拍摄的画面效果比较缓和，拍摄时选用大口径光圈或长焦距镜头。
（二）星光镜
星光镜是在一块无色透明的光学玻璃上腐蚀刻有一系列等间隔的平行线或交叉线，当光线通过该镜时，经过折射可把光点按所刻线的形式出现放射光芒线，因此，也称光芒镜。
星光镜可使被摄景物中的太阳、灯光、烛光或珠宝、静物、水面、光滑物体表面的单向反光、耀斑等光点，产生放射状光芒效果，因此，它特别适合于拍摄城市夜景及静物。
运用星光镜拍摄时，最好选择暗背景，以便突出光芒效果，而不宜在亮背景前拍摄，另外，使用星光镜时，光圈的大小将直接影响着所摄画面中星光效果，光圈愈大画面中的星光效果和柔化效果愈明显，反之，光圈小星光效果减弱，为获得最佳的画面效果，可选用f/4的光圈，为了便于预先直接观看到所拍画面效果，应选用直接取景的摄影机，在观察过程中转动星光镜，把光芒调整到最佳状态后再拍摄，以保证画面效果。（见彩图附页加星光镜画面效果）
（三）多影镜
多影镜又称为多棱镜，它将一片光学玻璃镜片分成多角平面，能够在同一画面上把一个景物拍摄出几个影像，构成同中心的、平行的或三角形的数种不同图案。常见的多影镜有二影镜、三影镜、五影镜、六影镜等，其结构如图所示：以上几种多影镜其拍摄效果如图所示：
利用这种多影镜可以获得色彩不同的重复影像，多用于广告或静物摄影中，使画面呈现五彩缤纷的艺术效果。
使用多影镜应注意以下几点：
1、为获得最佳的多影效果，拍摄时应使用直接取景的设备，以便精确观察，取景，调节画面效果，取景时可适当转动多影镜，以调节到最佳状态。
2、拍摄时不宜选择繁杂的景物，应力求简单。
3、使用同一多影镜在不同焦距的镜头上时，所摄画面中各影像间的距离大小不同，使用短焦距镜头拍摄时，可使各影像间的距离缩小，向画面中心靠拢，显得集中，拍摄时如焦距过短会使画面出现渐晕现象，四角变暗。使用长焦距镜头拍摄时，可使各影像间的距离加大，有时造成位于边缘的影像不完整。根据创作的要求，选择合适的摄影镜头，一般使用标准镜头或中焦镜头拍摄为宜。
4、使用多影镜在拍摄距离不同的物体时，对画面影像影响很大。拍摄距离近时，被摄主体影像尺寸较大，影像之间容易出现局部重叠或干扰，拍摄距离远，被摄主体影像尺寸小，被摄主体在画面中不易产生局部重叠或干扰。
5、使用多影镜拍摄，可以单独使用，单独使用时，一般不需要进行曝光补偿；也可以与其它滤光器叠加使用，同时使用时应先将滤光器安装在摄影镜头前，然后再将多影镜
《传感器原理及应用》复习题 1.静态特性指标其中的线性度的定义是指 2．传感器的差动测量方法的优点是减小了非线性误差、提高了测量灵敏度。 3.对于等臂半桥电路为了减小或消除非线性误差的方法可以采用提高桥臂 比，采用差动电桥的方法。 4.高频反射式电涡流传感器实际是由线圈和被测体或导体两个部分组成的系统，两者之间通过电磁感应相互作用，因此，在能够构成电涡 流传感器的应用场合中必须存在金属材料。 5.霍尔元件需要进行温度补偿的原因是因为其霍尔系数和材料电阻 受温度影响大。使用霍尔传感器测量位移时，需要构造一个磁场。 6.热电阻最常用的材料是铂和铜，工业上被广泛用来测量中低温 区的温度，在测量温度要求不高且温度较低的场合，铜热电阻得 到了广泛应用。 7.现有霍尔式、电涡流式和光电式三种传感器，设计传送带上塑料零件的计数 系统时，应选其中的光电传感器。需要测量某设备的外壳温度，已知其 范围是300~400℃，要求实现高精度测量，应该在铂铑- 铂热电偶、铂电阻和热 敏电阻中选择铂电阻。 8.一个二进制光学码盘式传感器，为了达到1″左右的分辨力，需要采用 或位码盘。一个刻划直径为400 mm的 20 位码盘，其外圈分别间隔 为稍大于μm。 9.非功能型光纤传感器中的光纤仅仅起传输光信息的作用，功能型光纤传感器 是把光纤作为敏感元件。光纤的 NA 值大表明集光能力强。 11.光照使半导体电阻率变化的现象称为内光电效应，基于此效应的器件除光敏 电阻外还有处于反向偏置工作状态的光敏二极管。光敏器件的灵敏度可 用光照特性表征，它反映光电器件的输入光量与输出光电流(电压 )之间 的关系。选择光电传感器的光源与光敏器件时主要依据器件的光谱特性。 12. 传感器一般由敏感元件 _ 、转换元件 ___ 、测量电路及辅助电 源四个部分组成。 13．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出变化量与输入变化 量的比值。对线性传感器来说，其灵敏度是一常数。
液晶知识扫盲系列4：彩色滤光片（color filter） 一，什么是color filter? 彩色滤光片（Color filter）是一种表现颜色的光学滤光片，它可以精确选择欲通过的小范围波段光波，而反射掉其他不希望通过的波段。彩色滤光片通常安装在光源的前方，使人眼可以接收到饱和的某个颜色光线。有红外滤光片，绿色，蓝色等。与UV滤光片，VD滤光片相比，凡是带色的滤光片之总称。如反差滤光片、分色用滤光片、LB滤光片等。 LCD上的color filter一般采用R(red 红)，G（green 绿），B(blue蓝) 彩色滤光片来控制色彩的显示。要了解他控制颜色的原理，先要了解TFT-color filter的结构及组成，才能明白它是如何可以在LCD上显示出我们需要的图像的。 二，color filter的结构 彩色滤光片基本结构是由玻璃基板（Glass Substrate），黑色矩阵（Black Matrix），彩色层（Color Layer），保护层（Over Coat），ITO导电膜组成。一般穿透式TFT用彩色光片结构如下图。 首先，如果我们使用高倍的放大镜观察color filter, 可以看到如下所示，是由每一个很少的RGB小点构成，我们把每一个绿色的，红色或蓝色的小点称之为sub-pixel. 每一个RGB的组合称之为pixel. 而旁边黑色的部分，我们就称之为black matrix(黑色矩阵)。为什么我们要使用RGB颜色？这是利用三基色混色原理，自然界中的任何颜色可由RGB三种色彩通过不同的比例混合而成。 Color filter 平面图 理解了它们能够显示任何我们想要的颜色之外，我们再看看他是如何显示的。如下图，是液晶面板的结构图。大致可以分为两部：（1）提供光源的Back light unit(背光源，详细介绍请参考上期介绍)。（2）液晶面板（液晶面板可以简单的看是color filter 和TFT中间夹着液晶而成）。 详细的结构剖面图如下
温度传感器的应用及原理 温度测量应用非常广泛，不仅生产工艺需要温度控制，有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量，如计算机要监控CPU的温度，马达控制器要知道功率驱动IC的温度等等，下面介绍几种常用的温度传感器。 温度是实际应用中经常需要测试的参数，从钢铁制造到半导体生产，很多工艺都要依靠温度来实现，温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述，并介绍与电路系统之间的接口。 热敏电阻器 用来测量温度的传感器种类很多，热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC)，也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中，热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高，但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。 这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的，但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25)，该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比，通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例，25℃时阻值为10KΩ的电阻，在0℃时电阻为28.1KΩ，60℃时电阻为4.086KΩ；与此类似，25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为 14.050KΩ。 图1是热敏电阻的温度曲线，可以看到电阻/温度曲线是非线性的。
虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量，但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值，可以用这个曲线来估计，也可以直接计算出电阻值，计算公式如下： 这里T指开氏绝对温度，A、B、C、D是常数，根据热敏电阻的特性而各有不同，这些参数由热敏电阻的制造商提供。 热敏电阻一般有一个误差范围，用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同，误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换，用于不能进行现场调节的场合，例如一台仪器，用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准，这种热敏电阻比普通的精度要高很多，也要贵得多。 图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压，一般它与ADC的参考电压一致，因此如果ADC的参考电压是5V，Vref 也将是5V。热敏电阻和电阻串联产生分压，其阻值变化使得节点处的电压也产生变化，该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。
《变频器技术应用》试题库 一、选择题 1、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（）。 A：PWM B：PAM C：SPWM D：SPAM 2、对电动机从基本频率向上的变频调速属于（）调速。 A：恒功率B：恒转矩 C：恒磁通D：恒转差率 3、下列哪种制动方式不适用于变频调速系统（）。 A：直流制动B：回馈制动 C：反接制动D：能耗制动 4、对于风机类的负载宜采用（）的转速上升方式。 A：直线型B：S型C：正半S型D：反半S型 5、N2系列台安变频器频率控制方式由功能码（）设定。 A：F009 B：F010 C：F011 D：F012 6、型号为N2-201-M的台安变频器电源电压是（）V。 A：200 B：220 C：400 D：440 7、三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（）有关系。 A：磁极数B：磁极对数C：磁感应强度D：磁场强度 8、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（）。 A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT 9、IGBT属于（）控制型元件。 A：电流B：电压C：电阻D：频率 10、变频器的调压调频过程是通过控制（）进行的。 A：载波B：调制波C：输入电压D：输入电流 11、为了适应多台电动机的比例运行控制要求，变频器设置了（）功能。 A：频率增益 B：转矩补偿 C：矢量控制 D：回避频率 12、为了提高电动机的转速控制精度，变频器具有（）功能。 A：转矩补偿 B：转差补偿 C：频率增益 D：段速控制 13、变频器安装场所周围振动加速度应小于（）g 。 A： 1 B：0.5 C：0.6 D：0.8 14、变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和（）型。 A：电流B：电阻C：电感D：电容 15、N2系列台安变频器操作面板上的SEQ指示灯在（）发光。 A：F10=0 B：F10=1 C：F11=0 D：F11=1
常用传感器的工作原理及应用
3.1.1电阻式传感器的工作原理 应变：物体在外部压力或拉力作用下发生形变的现象 弹性应变：当外力去除后，物体能够完全恢复其尺寸和形状的应变 弹性元件：具有弹性应变特性的物体 3.1.3电阻应变式传感器 电阻应变式传感器利用电阻应变片将应变转换为电阻值变化的传感器。 工作原理：当被测物理量作用于弹性元件上，弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生变形，产生相应的应变或位移，然后传递给与之相连的应变片，引起应变片的电阻值变化，通过测量电路变成电量输出。输出的电量大小反映被测量的大小。 结构：应变式传感器由弹性元件上粘贴电阻应变片构成。 应用：广泛用于力、力矩、压力、加速度、重量等参数的测量。 1．电阻应变效应 ○
电阻应变片的工作原理是基于应变效应，即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时，其电阻值相应发生变化，这种现象称为“应变效应”。 2．电阻应变片的结构 基片 b l 电阻丝式敏感栅 金属电阻应变片的结构 4．电阻应变式传感器的应用 （1）应变式力传感器 被测物理量：荷重或力 一
二 主要用途：作为各种电子称与材料试验机的 测力元件、 发动机的推力测试、水坝坝体承载状况监测等。 力传感器的弹性元件：柱式、筒式、环式、悬臂式等 （2）应变式压力传感器 主要用来测量流动介质的动态或静态压力 应变片压力传感器大多采用膜片式或筒式 弹性元件。 （3）应变式容器内液体重量传感器 感压膜感受上面液体的压力。 （4）应变式加速度传感器 用于物体加速度的测量。 依据：a =F/m 。 3.2电容式传感器 3.2.1电容式传感器的工作原理 由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的 平板电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为 当被测参数变化使得S 、d 或ε发生变化时， 电容量C 也随之变化。 d S C ε=
各种温度传感器分类及其原理.
各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。众所周知,日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化, 在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1. 热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体 A 和 B 组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为 T ,称为工作端或热端,另一端温度为 TO ,称为自由端 (也称参考端 或冷端,则回路中就有电流产生,如图 2-1(a所示,即回路中存在的电动势称为热电 动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。 与塞贝克有关的效应有两个:其一, 当有电流流过两个不同导体的连接处时, 此处便吸收或放出热量 (取决于电流的方向 , 称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决 于电流相对于温度梯度的方向 ,称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势 EAB(T, T0 是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同 的导体或半导体在接触处产生的电势, 此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。 温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势, 此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关, 而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。 无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势, 热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处 a , b 之间便有一电动势差△ V ,其极性和大小与回路中的热电势一致,如图 2-1(b所示。并规定在冷端,当电流由 A 流向 B 时, 称 A 为正极, B 为负极。实验表明,当△ V 很小时,△ V 与△ T 成正比关系。定义△ V 对△ T
液晶知识扫盲系列彩色滤光片c o l o r f i l t e r The following text is amended on 12 November 2020.
液晶知识扫盲系列4：彩色滤光片（color filter） 一，什么是color filter 彩色滤光片（Color filter）是一种表现颜色的光学滤光片，它可以精确选择欲通过的小范围波段光波，而反射掉其他不希望通过的波段。彩色滤光片通常安装在光源的前方，使人眼可以接收到饱和的某个颜色光线。有红外滤光片，绿色，蓝色等。与UV滤光片，VD滤光片相比，凡是带色的滤光片之总称。如反差滤光片、分色用滤光片、LB滤光片等。 LCD上的color filter一般采用R(red 红)，G（green 绿），B(blue蓝) 彩色滤光片来控制色彩的显示。要了解他控制颜色的原理，先要了解TFT-color filter的结 构及组成，才能明白它是如何可以在LCD上显示出我们需要的图像的。 二，color filter的结构 彩色滤光片基本结构是由玻璃基板（Glass Substrate），黑色矩阵（Black Matrix），彩色层（Color Layer），保护层（Over Coat），ITO导电膜组成。一般穿透式TFT用彩色光片结构如下图。 首先，如果我们使用高倍的放大镜观察color filter, 可以看到如下所示，是由每一个很少的RGB小点构成，我们把每一个绿色的，红色或蓝色的小点称之为sub-pixel. 每一个RGB的组合称之为pixel. 而旁边黑色的部分，我们就称之为black matrix(黑色矩阵)。为什么我们要使用RGB颜色这是利用三基色混色原理，自然界中的任何颜色可由RGB三种色彩通过不同的比例混合而成。 Color filter 平面图 理解了它们能够显示任何我们想要的颜色之外，我们再看看他是如何显示的。如下图，是液晶面板的结构图。大致可以分为两部：（1）提供光源的Back light unit(背光源，详细介绍请参考上期介绍)。（2）液晶面板（液晶面板可以简单的看 是color filter 和TFT中间夹着液晶而成）。 详细的结构剖面图如下 Color filter 剖面图 Panel 结构图 三，color filter的显示原理 我们顺着光的路线走，就能明白液晶的显示原理及color filter在LCD显示中的作 用了。 首先，背光源发出我们要的特定色域的光（色坐标的知识后续再讲），光通过下偏光片，把光处理成统一方向的偏向光（与上偏光片偏向相差90度）。光透过ITO （Indium Tin Oxide 氧化铟锡，是一种用在LCD制程上的透明电极，主要利用其可 以导电又能透光的特性），光透过下玻璃基板（用来固定TFT用，也就是TFT是生成在下玻璃基板上的），再透过TFT，TFT是具有开关作用的，类似于每个小窗子。每 个小窗子对应每个color filter的sub-pixel，这里TFT开关的作用，就是用来显示我们需要的图像的，根据电路控制，需要显示的，窗子打开，不需显示的，窗子关闭。光再通过液晶（重点理解，实际上窗子的打开与半闭，实际是控制液晶分子是否发生偏转）偏转传递的方式，光再透过ITO（上下两层ITO就是为了制控TFT的并关用的）传到color filter并透过它，有光透过的地方，就显示该种颜色，光再透过 上玻璃基板（同TFT的基板一样，上琉璃基板是用来固定color filter用的）。然
通用变频器和专用变频器的用途和区别 对于用户来说，最为关心的是变频器的用途。根据用途的不同，变频器可分为通用变 频器和专用变频器。 1．通用变频器 通用变频器是变频器家族中数量最多、应用最为广泛的一种。顾名思义，通用变频器 的特点是通用性。随着变频技术的发展和市场需求的不断扩大，通用变频器正在朝着两个 方向发展：一是以节能为主要目的而简化了一些系统功能的低成本简易型通用变频器，它 主要应用于水泵、风扇、鼓风机等对于系统调速性能要求不高的场合，并具有体积小、价 格低等方面的优势；二是在设计过程中充分考虑了应用中各种需要的高性能、多功能通用 变频器，在使用时，用户可以根据负载的特性选择算法对变频器的各种参数进行设定，也 可以根据系统的需要选择厂家所提供的各种备用选件来满足系统的特殊需要。高性能的多 功能通用变频器除了可以应用于简易型变频器的所有应用领域外，还可以广泛应用于电梯、数控机床、电动车辆等对调速系统的性能有较高要求的场合。 过去，通用变频器基本上采用的是电路结构比较简单的U/f控制方式，与VC方式相比，在转矩控制性能方面要差一些。但是，随着变频技术的发展，目前一些厂家已经推出 采用VC的通用变频器，以适应竞争日趋激烈的变频器市场的需求。这种多功能通用变频 器可以根据用户需要切换为“U/f控制运行”或“VC运行”方式，但价格方面却与U/f方 式的通用变频器持平。因此，随着电力电子技术和计算机技术的发展，今后变频器的性价 比将不断提高。 2．专用变频器 (1)高性能专用变频器。 随着控制理论、交流调速理论和电力电子的发展，异步电动机的VC得到发展，VC变 频器及其专用电动机构成的交流伺服系统已经达到并超过了直流伺服系统。此外，由于异 步电动机还具有环境适应性强、维护简单等许多直流伺服所不具备的优点，在要求高速、 高精度的控制中，这种高性能交流伺服变频器正在逐步取代直流伺服系统。 (2)高频变频器。 在超精密机械加工中常采用高速电动机。为了满足其驱动要求的需要，出现了采用PAM控制的高频变频器，其输出主频高达3 kHz，驱动两极异步电动机时的最高转速为18000 r/min。 (3)高压变频器。 高压变频器一般是大容量的变频器，最高功率可达5000 kW，电压等级为3 kV、6 kV 和10 kV。
《变频器应用技术》课程教案 一、课程的性质与任务 1、课程的性质 本课程属于电子测量技术与仪器专业（自动化方向）和制浆与造纸（自动化方向）专业的一门应用性专业技术课程。具有理论和实践相结合的课程特点和职业技术特点。 2、课程的任务 结合变频器行业的最新发展情况，学生通过理论教学、实验、实训，使学生具备应用和维护维修各种变频器控制系统的基本能力；教会学生利用网络搜索技术资料的方法，使学生具备应用技术资料解决现场问题的能力；在授课过程中培养学生认真的工作作风和严谨的工作态度，树立学生的岗位责任意识；培养学生科学的思维方法和综合的职业能力，以适应职业教育发展的需要。同时，为今后学生进行机电设备和自动化生产线的电气调试、维修打下较坚实基础。 二、课程目标 （一）总目标 通过模块教学、任务引领、项目活动，掌握变频器的使用和维护、自动化设备及电气控制系统运行与维护的技能和相关理论知识，在完成本专业相关岗位的工作任务中，培养诚实、守信、善于沟通和合作的品质，树立环保、节能、安全等意识，为发展职业能力奠定良好的基础。
（二）具体目标 1．理论知识要求： 1）掌握变频器的内部结构理论和各类外端子的功能，为正确安装、设置变频器及故障分析打基础； 2）深刻理解通用变频器各类功能的含义和作用，为正确设置功能参数打基础； 3）掌握一个品牌变频器的基本操作方法，了解3至5种类型变频器的功能参数码特点和操作方法。 4）能够根据工程需要设计、安装、调试及改造教简单的变频器控制系统； 5）具有将相关课程(电气控制、PLC、单片机、触摸屏等)知识融合在一起，综合应用自动控制系统的能力。 6）具有变频器控制系统日常维护及故障诊断的基本能力，能够诊断出故障类型（软件设置故障、主电路硬件故障、控制电路故障），能对软件类故障进行修复，能对主电路故障进行准确判断并分析故障原因，能对控制电路的故障范围进行诊断； 2．技能要求： 1)具有根据实际设备搜索、查阅变频器相关技术资料，并利用技术资料学习相应变频器知识和操作、解决现场问题的能力。 2)具有根据设计资料、调试过程编写技术文件的能力。 3．职业能力： 1）认真的工作作风和严谨的工作态度，具有明确的岗位责任意识； 2）具有科学的思维方法、创新精神、实践能力和继续学习新技术的能力。 三、课程内容 1、课程教学目标的选择依据 以能力为本位的培养目标，是课程内容选择和定位的方向。学习内容的选择指向——工作过程性知识，主要解决“怎么做”和“怎么做的更好”的问题，以工作过程为坐标系，选取与职业工作过程紧密相关的知识，实施“工作本位”，“工-学”结合的学习模式。《变频器应用技术》课程内容的选取和内容的序化，要有利于学生通过课程学习，尽可能地获取与工作过程有关的经验和策略。
第1章传感器基础理论思考题与习题答案 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。 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。 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，如书中图所示。 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。 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 - - ?? === ?? 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=℃、S2=mV、S3=V，求系统的总的灵敏度。 某线性位移测量仪，当被测位移由变到时，位移测量仪的输出电压由减至，求该仪器的灵敏度。
文件编号：TP-AR-L4149 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本） 编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 通用变频器应用的常见 错误与对策(正式版)
通用变频器应用的常见错误与对策 (正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。 交流变频速以其节能显著、保护完善、控制性能 好、过载能力强、使用维护方便等特点，迅速发展起 来，已成为电动机调速的主潮流。变频调速在我国已 进入推广应用阶段。然而由于认识上的局限，人们 在VVVF（变频变压）变频器的实际应用中还存在许 多错误。怎样结合生产工艺要求正确使用变频器并使 其充分发挥效益，已成人们关注的焦点。现结合工程 应用中的故障实例，对变频器在应用中普遍存在的问 题进行分析。
一、故障实例 1、误操作故障 山东铝业公司水泥厂7#水泥回转窑篦式冷却机设计选用两台Y250M-830kW电动机分别传动两级篦床，变频调速控制，其控制原理如图1所示。 图中VVVF是日产富士FRNO37P7-4EX57kVA通用变频频器，装于低压配电室内，其电源接触器及运转命令上冷却机现场和控制室两地操作，KA 是篦冷机与破碎机联锁触点。变频器系统试车时，因工艺需要，操作人员在主控室操作SB4断开变频器电源接触器KM，使处于集中控制的篦冷机停车。 重新开车时，两台变频器均进入OH2（外部故障）闭锁状态，故障历史查询显示OH2和LU（低电压），检查端子THR随联接良好，电源电压正常，
《变频器应用技术》复习题 一、选择题 1、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（C）。 A：PWM B：PAM C：SPWM D：SPAM 2、对电动机从基本频率向上的变频调速属于（A ）调速。 A：恒功率B：恒转矩 C：恒磁通D：恒转差率 3、下列哪种制动方式不适用于变频调速系统（ C ）。 A：直流制动B：回馈制动 C：反接制动D：能耗制动 4、对于风机类的负载宜采用（D）的转速上升方式。 A：直线型B：S型C：正半S型D：反半S型 5、FR- D740- 1.5 K-CHT系列三菱变频器的启动指令由功能码（ B ）设定。 A：Pr.9 B：Pr.79 C：Pr.40 D：Pr.82 6、FR- D740- 1.5 K-CHT系列三菱变频器的电源电压是（ B ）V。 A：200 B：220 C：400 D：440 7、三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（A）有关系。 A：磁极数B：磁极对数C：磁感应强度D：磁场强度 8、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（D）。 A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT 9、IGBT属于（B）控制型元件。 A：电流B：电压C：电阻D：频率 10、变频器的调压调频过程是通过控制（B）进行的。 A：载波B：调制波C：输入电压D：输入电流 11、为了适应多台电动机的比例运行控制要求，变频器设置了（ A ）功能。 A：频率增益 B：转矩补偿 C：矢量控制 D：回避频率 12、为了提高电动机的转速控制精度，变频器具有（B）功能。 A：转矩补偿 B：转差补偿 C：频率增益 D：段速控制 13、变频器安装场所周围振动加速度应小于（A）g 。 A： 1 B：0.5 C：0.6 D：0.8 14、变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和（A）
交流通用变频器共直流母线的设计与应用 【摘要】 在工业电气传动中，由于工艺和驱动设备的各种原因，再生能量的现象经常发生，在能量回收系统中有着各种方法，本文提出了一种通用变频器在大型生产线中共直流母线方案，并阐述了其在离心机、化纤设备、造纸机上的进一步应用。 1 前言 在同一个电力拖动系统中的一个或多个传动有时会发生从电机端发电得到的能量反馈到传动的变频器中来，这种现象叫“再生能量”。这种情况一般发生在电机被拖着走的时候（也就是被一个远远高于设定值的速度拖动的时候），或者是当传动电机发生制动以提供足够的张力的时候（如放卷系统中的传动电机）。 传统意义上的PWM变频器并没有设计使再生能量反馈到三相电源的功能，因此所有变频器从电机吸收的能量都会保存在电解电容中，最终导致变频器中的母线电压升高。如果变频器配备制动单元和制动电阻，变频器就可以通过短时间接通电阻，使电能以热方式消耗掉。当然只要充分考虑到制动时最大的电流容量、负载周期和消耗到制动电阻上的额定功率就可以来设计合适的制动单元，并以连续的方式消耗电能，最终能够保持母线电压的平衡。这种制动单元的工作方式其实就是消耗能量的一种。 如果有多个传动变频器通过直流母线互连的话，一个或多个电机产生的再生能量就可以被其他电机以电动的方式消耗吸收了。这是一种非常有效的工作方式，即使有多个部位的电机一直处于连续发电状态，也不用再去考虑其他的处理再生能量的方式。在这种方式下，如果还需要一个更快刹车或紧急停止的状态的话，那就需要再加上一个一定容量的制动单元和制动电阻以便在非常时刻起作用，当然采用能量回馈装置就可以充分地将直流母线上的多余能量直接反馈到电网中来。 2通用变频器共用直流母线的方案 对于通用变频器而言，采用共用直流母线很重要的一点就是在上电时必须充分考虑到变频器的控制、传动故障、负载特性和输入主回路保护等。图一所示为在其中一种应用比较广泛的方案。该方案包括3相进线（保持同一相位）、直流母线、通用变频器组、公共制动单元或能量回馈装置和一些附属元件。 图一通用变频器共直流母线方案
变频器技术应用题库与部分答案 《变频器技术应用》试题库 一、选择题 1、正弦波脉冲宽度调制英文缩写是（C）。 A：PWM B：PAM C：SPWM D：SPAM 2、对电动机从基本频率向上的变频调速属于（A）调速。 A：恒功率B：恒转矩 C：恒磁通D：恒转差率 3、下列哪种制动方式不适用于变频调速系统（C）。 A：直流制动B：回馈制动 C：反接制动D：能耗制动 4、对于风机类的负载宜采用（D）的转速上升方式。 A：直线型B：S型C：正半S型D：反半S型 5、N2系列台安变频器频率控制方式由功能码（B）设定。 A：F009B：F010C：F011D：F012 6、型号为N2-201-M的台安变频器电源电压是（B）V。 A：200B：220C：400D：440 7、三相异步电动机的转速除了与电源频率、转差率有关，还与（B）有关系。 A：磁极数B：磁极对数C：磁感应强度D：磁场强度 8、目前，在中小型变频器中普遍采用的电力电子器件是（D）。A：SCR B：GTO C：MOSFET D：IGBT
9、IGBT属于（B）控制型元件。 A：电流B：电压C：电阻D：频率 10、变频器的调压调频过程是通过控制（B）进行的。 A：载波B：调制波C：输入电压D：输入电流 11、为了适应多台电动机的比例运行控制要求，变频器设置了（A）功能。 A：频率增益B：转矩补偿C：矢量控制D：回避频率 12、为了提高电动机的转速控制精度，变频器具有（B）功能。A：转矩补偿B：转差补偿C：频率增益D：段速控制 13、变频器安装场所周围振动加速度应小于（C）g。 A：1B：C：D： 14、变频器种类很多，其中按滤波方式可分为电压型和（A）型。A：电流B：电阻C：电感D：电容 15、N2系列台安变频器操作面板上的SEQ指示灯在（）发光。A：F10=0B：F10=1C：F11=0D：F11=1 16、N2系列台安变频器操作面板上的显示屏幕可显示（b）位数字或字母。 A：2B：3C：4D：5 17、在U/f控制方式下，当输出频率比较低时，会出现输出转矩不足的情况，要求变频器具有（C）功能。 A：频率偏置B：转差补偿C：转矩补偿D：段速控制 18、变频器常用的转矩补偿方法有：线性补偿、分段补偿和（B）
传感器（原理及典型应用） 编稿：张金虎审稿：李勇康 【学习目标】 1．知道什么是传感器，常见的传感器有哪些。 2．了解一些传感器的工作原理和实际应用。 3．了解传感器的应用模式，能够运用这一模式去理解传感器的实际运用。 4．了解传感器在生活、科技中的运用和发挥的巨大作用。 【要点梳理】 要点一、传感器 1．现代技术中，传感器是指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等非电学量，并能把它们按照一定的规律转换为电压、电流等电学量，或转化为电路的通断。把非电学量转换为电学量以后，就可以很方便地进行测量、传输、处理和控制了。 2．传感器原理 传感器感受的通常是非电学量，如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等，而它输出的通常是电学量，如电压值、电流值、电荷量等，这些输出信号是非常微弱的，通常要经过放大后，再送给控制系统产生各种控制动作。传感器原理如下图所示。 3．传感器的分类 常用传感器是利用某些物理、化学或生物效应进行工作的。根据测量目的不同，可将传感器分为物理型、化学型和生物型三类。 物理型传感器是利用被测量物质的某些物理性质（如电阻、电压、电容、磁场等）发生明显变化的特性制成的，如光电传感器、力学传感器等。 化学型传感器是利用能把化学物质的成分、浓度等化学量转换成为电学量的敏感元件制成的。 生物型传感器是利用各种生物或生物物质的特性做成的，用以检测与识别生物体内化学成分的传感器，生物或生物物质主要是指各种酶、微生物、抗体等，分别对应酶传感器、微生物传感器、免疫传感器等等。 要点二、光敏电阻 光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻大小这个电学量，一般随光照的增强电阻值减小。 要点诠释：光敏电阻是用半导体材料制成的，硫化镉在无光时，载流子（导电电荷）极少，导电性能不好，随着光照的增强，载流子增多，导电性能变好。 要点三、热敏电阻和金属热电阻 1．热敏电阻 热敏电阻用半导体材料制成，其电阻值随温度变化明显。如图为某一热敏电阻的电阻—温度特性曲线。
彩色濾光片簡介 彩色化之關鍵零組件 彩色濾光片（Color filter）為液晶平面顯示器（Liquid Crystal Display）彩色化之關鍵零組件。液晶平面顯示器為非主動發光之元件，其色彩之顯示必需透過內部的背光模組（穿透型LCD）或外部的環境入射光（反射型或半穿透型LCD）提供光源，再搭配驅動IC（Drive IC）與液晶（Liquid Crystal）控制形成灰階顯示（Gray Scale），而後透過彩色濾光片的R,G,B彩色層提供色相（Chromacity)，形成彩色顯示畫面。 基本結構 彩色濾光片基本結構是由玻璃基板（Glass Substrate），黑色矩陣（Black Matrix），彩色層（Color Layer），保護層（Over Coat），ITO導電膜組成。一般穿透式TFT用彩色光片結構如下圖。 圖一TFT彩色濾光片之結構 顏料分散法 彩色濾光片生產歷史中曾出現印刷法、染色法、染料分散法、電著法、乾膜法等等，但目前最主流的量產方式為顏料分散法（Pigment Dispersed Method），其中顏料分散型彩色光阻（Pigment Dispersed Color Resist，PDCR）為形成彩色層之原材料。 彩色濾光片之製造流程 顏料分散法之彩色層形成類似半導體的黃光微影製程，首先將顏料分散型彩
色光阻塗佈於已形成黑色矩陣的玻璃基板上，經軟烤（Pre-bake），曝光對準（Aligned），顯影（Developed），光阻剝離（Stripping），硬烤（Post-bake）重覆此流程三次形成R,G,B 之三色圖形（Pattern）。 顏料分散法之彩色濾光片之製造流程如下。 圖二顏料分散型彩色濾光片製造流程 畫素設計排列 Pattern圖形是由曝光對準製程中之光罩（Photo Mask）而來，一般皆是由面板廠（Panel）指定，提供設計圖樣。Pattern上之紅、綠、藍（R,G,B）畫素（Pixel）排列方式並不一定，可為馬賽克式、直條式、三角形式、四畫素等方式排列，主要是依顯示器之用途及視訊電極（Pixel Electrode）之形狀和大小而定。一般而言如要顯示AV動態畫面需採用如馬賽克式之不規則設計，如較常顯示文字畫面，如Note book，則採用直條式之設計。 （一）馬賽克式（二）直條式（三）三角形式（四）四畫素
机电一体化技术常用传感器及其原理 班级：机械设计制造及其自动化姓名： 学号：
一、传感器的分类 传感器有许多分类方法，但常用的分类方法有两种，一种是按被测物理量来分；另一种是按传感器的工作原理来分。按被测物理量划分的传感器，常见的有：温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等。 按工作原理可划分为： 1．电学式传感器 电学式传感器是非电量电测技术中应用范围较广的一种传感器，常用的有电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、磁电式传感器及电涡流式传感器等。 电阻式传感器是利用变阻器将被测非电量转换为电阻信号的原理制成。电阻式传感器一般有电位器式、触点变阻式、电阻应变片式及压阻式传感器等。电阻式传感器主要用于位移、压力、力、应变、力矩、气流流速、液位和液体流量等参数的测量。 电容式传感器是利用改变电容的几何尺寸或改变介质的性质和含量，从而使电容量发生变化的原理制成。主要用于压力、位移、液位、厚度、水分含量等参数的测量。 电感式传感器是利用改变磁路几何尺寸、磁体位置来改变电感或互感的电感量或压磁效应原理制成的。主要用于位移、压力、力、振动、加速度等参数的测量。 磁电式传感器是利用电磁感应原理，把被测非电量转换成电量制成。主要用于流量、转速和位移等参数的测量。 电涡流式传感器是利用金屑在磁场中运动切割磁力线，在金属内形成涡流的原理制成。主要用于位移及厚度等参数的测量。 2．磁学式传感器 磁学式传感器是利用铁磁物质的一些物理效应而制成的，主要用于位移、转矩等参数的
测量。 3．光电式传感器 光电式传感器在非电量电测及自动控制技术中占有重要的地位。它是利用光电器件的光电效应和光学原理制成的，主要用于光强、光通量、位移、浓度等参数的测量。 4．电势型传感器 电势型传感器是利用热电效应、光电效应、霍尔效应等原理制成，主要用于温度、磁通、电流、速度、光强、热辐射等参数的测量。 5．电荷传感器 电荷传感器是利用压电效应原理制成的，主要用于力及加速度的测量。 6．半导体传感器 半导体传感器是利用半导体的压阻效应、内光电效应、磁电效应、半导体与气体接触产生物质变化等原理制成，主要用于温度、湿度、压力、加速度、磁场和有害气体的测量。 7．谐振式传感器 谐振式传感器是利用改变电或机械的固有参数来改变谐振频率的原理制成，主要用来测量压力。 8．电化学式传感器 电化学式传感器是以离子导电为基础制成，根据其电特性的形成不同，电化学传感器可分为电位式传感器、电导式传感器、电量式传感器、极谱式传感器和电解式传感器等。电化学式传感器主要用于分析气体、液体或溶于液体的固体成分、液体的酸碱度、电导率及氧化还原电位等参数的测量。 另外，根据传感器对信号的检测转换过程，传感器可划分为直接转换型传感器和间接转换型传感器两大类。前者是把输入给传感器的非电量一次性的变换为电信号输出，如光敏电
一：填空题（每空1分） 1 1.依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件，转换元2 件，测量电路三个部分组成。 3 2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。4 3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应5 可以分为外光电效应，内光电效应，热释电效应三种。 6 4.光电流与暗电流之差称为光电流。 7 5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。 8 6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用直线栅式9 应变计和箔式应变计结构。 10 7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈线性关系，在11 后坡区与距离的平方成反比关系。 12 8.根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温13 度传感器。 14 9.画出达林顿光电三极管内部接线方式： U C E 15 10.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定16 义为：传感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比，用公17 式表示 k（x）=Δy/Δx 。 18 11.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特19
性的一种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度分为理论线性度、20 端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最21 小二乘法线性度。 22 12.根据敏感元件材料的不同，将应变计分为金属式和半导体23 式两大类。 24 13.利用热效应的光电传感器包含光---热、热---电两个阶段的信25 息变换过程。 26 14.应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法27 电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 28 15.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。 29 16.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳30 定性。 31 17.在光照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效32 应，入射光强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。 33 18.光电管是一个装有光电阴极和阳极的真空玻璃管。 34 19.光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随35 频率变化的关系，与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有36 关。多数光电器件灵敏度与调制频率的关系为Sr（f）=Sr。/(1+4π2f2τ2) 37 20.内光电效应可分为光电导效应和光生伏特效应。 38 21.国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是：能够感受规定的被测39 量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和40 转换元件组成。 41
通用变频器应用的常见错误与对策参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
通用变频器应用的常见错误与对策参考 文本 使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 交流变频速以其节能显著、保护完善、控制性能好、 过载能力强、使用维护方便等特点，迅速发展起来，已成 为电动机调速的主潮流。变频调速在我国已进入推广应用 阶段。然而由于认识上的局限，人们在 VVVF（变频变压） 变频器的实际应用中还存在许多错误。怎样结合生产工艺 要求正确使用变频器并使其充分发挥效益，已成人们关注 的焦点。现结合工程应用中的故障实例，对变频器在应用 中普遍存在的问题进行分析。 一、故障实例
1、误操作故障 山东铝业公司水泥厂 7#水泥回转窑篦式冷却机设计选用两台Y250M-830kW电动机分别传动两级篦床，变频调速控制，其控制原理如图1所示。 图中VVVF是日产富士FRNO37P7-4EX57kVA通用变频频器，装于低压配电室内，其电源接触器及运转命令上冷却机现场和控制室两地操作，KA 是篦冷机与破碎机联锁触点。变频器系统试车时，因工艺需要，操作人员在主控室操作SB4断开变频器电源接触器KM，使处于集中控制的篦冷机停车。 重新开车时，两台变频器均进入OH2（外部故障）闭锁状态，故障历史查询显示OH2和LU（低电压），检查端子THR随联接良好，电源电压正常，按 RESET键复位无效，测量主电路直流电压为518V。经分析故障前篦冷机工作于集中控制状态，参与系统联锁，操作员停变频器电源