传感器与检测技术基础-第14章-参数检测课件.ppt

第14章　参数检测 14.1 概述 14.1.1 检测技术在国民经济中的地位和作用 测量科学已成为现代化生产的五大支柱之一，也是整个科学技术和国民经济的一项重要技术基础，它对促进生产力发展与社会进步起到举足轻重的作用 以信息的获取、转换、显示和处理为主要内容的传感器与检测技术已经发展成为一门完整的技术学科，在促进生产力发展和科技、社会进步的广阔领域内发挥着重要作用 14.1.2 参数检测的基本概念 测量：以确定被检测值为目的的一系列操作，即利用物质的物理的、化学的或生物的特性，对被测对象的信息进行提取、转换以及处理，获得定性或定量结果的过程 测量通常包括两个过程：一是转换过程；二是比较过程 测量结果 经测量过程所获得的被测量的量值称为测量结果 测量结果有多种表示方式，如数值、曲线或图形等 测量结果应包括两个部分：比值和测量单位 测量方法的分类 测量方法就是将被测量与标准量进行比较，从而得出比值的方法 根据测量方式的不同可分为：直接测量、间接测量和组合测量 根据测量方法的不同可分为：偏差式测量、零位式测量和微差式测量 根据测量精度要求的不同可分为：等精度测量和非等精度测量 根据被测量变化的快慢可分为：静态测量和动态测量 根据测量敏感元件是否与被测介质接触可分为：接触式测量和非接触式测量 测量系统 测量系统的类型 开环测量系统 闭环测量系统 14.1.3 工业检测的主要内容 被测量类型 测量 被测量类型 测量 热工量 温度、热量、比热容、热流、热分布、压力（压强）、压差、真空度、流量、流速、物位、液位、界面 物体的性质和成分量 气体、液体、固体的化学成分、浓度、粘度、湿度、密度、酸碱度、浊度、透明度、颜色 机械量 直线位移、角位移、速度、加速度、转速、应力、应变、力矩、振动、噪声、质量（重量） 状态量 工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等） 几何量 长度、厚度、角度、直径、间距、形状、平行度、同轴度、粗糙度、硬度、材料缺陷 电工量 电压、电流、功率、电阻、阻抗、频率、脉宽、相位、波形、频谱、磁场强度、电场强度、材料的磁性能 14.2　参数测量的一般方法 力学法　 热学法　 电学法 声学法　 光学法　 磁学法　 射线法　 生物法　 14.2.1 过程参数检测 基本被测量 派生被测量 位移 线位移 长度、厚度、应变、振动、磨损、平面度 角位移 旋转角、偏转角、角振动 速度 线速度 振动、流量 角速度 转速、角振动 加速度 线加速度 振动、冲击、质量 角加速度 角振动、转矩、转动惯量 力 压力 质量、应力、力矩 时间 频率 周期、计数 光 光能量与密度、光谱 温度 热容 湿度 水汽、含水量、露点 浓度 气（液）体成分、黏度 （1）温度检测 测量方法 测温原理 温度传感器 接触式测量 体积变化 固体热膨胀 双金属温度计 液体热膨胀 玻璃管液体温度计 气体热膨胀 气体温度计、充气式压力温度计 电阻变化 金属热电阻、半导体热敏电阻 热电效应 热电偶 频率变化 石英晶体温度传感器 光学特性 光纤温度传感器、液晶温度传感器 声学特性 超声波温度传感器 非接触式 热辐射 亮度法 光学温度计、光电亮度温度计 全辐射法 全辐射温度计 比色法 比色温度计 红外法 红外温度传感器 气流变化 射流温度传感器 （2）压力检测 测量方法 测量原理 压力计形式 测压范围 /kPa 输出信号 性能特点 液压法 液体静力平衡原理，使被测压力与一定高度的工作液体产生的重力相平衡，利用液柱的高位差来测量压力 U型管 -10～10 水柱高度 实验室低、微压测量 补偿式 -2.5～2.5 旋转刻度 用作微压基准仪器 自动液柱式 -102～102 自动计数 用光、电信号自动跟踪液面，用作压力基准仪器 弹性变形法 弹性元件受力产生变形原理，使受压后产生的位移与被测压力成一定函数关系 弹簧管 -102～106 位移、转角或力 直接安装，就地测量或校验 膜片 -102～103 用于腐蚀性、高粘度介质测量 膜盒 -102～102 用于微压的测量与控制 波纹管 0～102 用于生产过程低压的测控 负荷法 静力平衡原理 活塞式 0～106 砝码负荷 结构简单，坚实，精确度极高。广泛用作压力基准器 浮球式 0～104 压电法 将被测压力转换成电阻量、电感量、电容量、频率量等电学量 电阻式 -102～104 电压、电流 结构简单，耐振动性差 电感式 0～105 毫伏、毫安 环境要求低，信号处理灵活 电容式 0～104 伏、毫安 动态响应快，灵敏度高，易受干扰 压阻式 0～105 毫伏、毫安 性能稳定可靠，结构简单 压电式 0～104 伏 响应速度极快，限于动态测量 应变式 -102～104 毫伏 冲击、