第一章传感器和检测技术基础.ppt

本 章 小 结 (4) 检测(Detection)就是对系统中各被测对象的信息进行提取、转换以及处理，即利用各种物理效应，将物质世界的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过 程。检测技术是以研究检测与控制系统中信息的提取、转换以及处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术科学。 (5) 一个完整的检测控制系统通常由传感器、测量电路、显示记录装置或调节执行装置和电源等几部分组成。检测系统按信号在系统中的传递情况可以分为开环检测系统和闭环检测系统。 (6) 检测的方法有多种，在实际应用中应该从被测量本身的特点、检测所要求的精确度、灵敏度、检测环境等多方面因素综合考虑。 传感器基础知识 4、采用补偿和校正技术 一是并联补偿RS；二是旁路补偿R1 传感器基础知识 三．传感器中的弹性敏感元件(了解) 物体在外力作用下而改变原来尺寸或形状的现象称为变形，而当外力去掉后物体又能完全恢复其原来的尺寸和形状，这种变形称为弹性变形。具有弹性变形特性的物体称为弹性元件。 传感器中把用来直接感受被测量为力、力矩或压力，并且输出与力、力矩或压力成相应确定关系的应变或位移的元件称为弹性敏感元件。 传感器基础知识 刚度是弹性元件受外力作用下变形大小的量度 传感器基础知识 波登管压力表 动圈式显示仪表 ??Y-50/60/100/150波登管压力表 ?????? 波登管压力表适用测量无爆炸，不结晶，不凝固，对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。 传感器基础知识 四． 传感器的标定和校准 标定是利用某种标准器具对新研制或生产的传感器进行全面的技术检定和标度。(包括刻度、量程、精度、测量不确定度等) 校准是指对传感器在使用中和储存后进行的性能再次测试。 标定的基本方法是利用标准仪器产生已知的非电量并输入到待标定的传感器中，然后将传感器的输出量与输入的标准量进行比较从而得到一系列标准数据或者曲线。实际应用中输入的标准量可以用标准传感器检测得到，即将待标定的传感器与标准传感器进行比较。 传感器的标定是通过实验建立传感器输入量与输出量之间的关系。同时，确定出不同使用条件下的误差关系。 传感器基础知识 静态标定 静态标定是指在输入信号不随时间变化的静态标准条件下，对传感器的静态特性的检定。 静态标定的目的是确定传感器的静态特性指标，如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。 动态标定 动态标定主要是研究传感器的动态响应。常用的标准激励信号源是正弦信号和阶跃信号。 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。 标定传感器时，所用的测量仪器的精度至少要比被标定的传感器的精度高一个等级。这样，通过标定确定的传感器的静态性能指标才是可靠的，所确定的精度才是可信的。 传感器基础知识 标定过程步骤 (1) 将传感器全量程(测量范围)分成若干等间距点。 (2) 根据传感器量程分点情况，由小到大逐渐一点一点地输入标准量值，并记录下与各输入值相对应的输出值。 (3) 将输入值由大到小一点一点的减小，同时记录下与各输入值相对应的输出值； (4) 按(2)、(3)所述过程，对传感器进行正、反行程往复循环多次测试，将得到的输出与输入测试数据用表格列出或画成曲线。 (5) 对测试数据进行必要的处理，根据处理结果就可以确定传感器的线性度、灵敏度、滞后和重复性等静态特性指标。 传感器基础知识 五．传感器选用原则 通常，选用传感器应从以下几个方面考虑。 (1) 测试条件：主要包括测量目的、被测试物理量特性、测量范围、输入信号最大值和频带宽度、测量精度要求、测量所需时间要求等。 (2) 传感器性能：主要包括精度、稳定性、响应速度、输出量(模拟量还是数字量)、对被测物体产生的负载效应、校正周期、输入端保护等。 (3) 使用条件：主要包括设置场地的环境条件(温度、湿度、振动等)、测量时间、所需功率容量、与其他设备的连接、备件与维修服务等。 传感器基础知识 具体来讲，可以从以下几个方面考虑。 要进行一次具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，究竟哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制。在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。 1.根据测量对象与测量环境确定传感器的类型 比如温度计的选择：海关，红外温度计；诊所：体温计；高炉：热电偶 电子设备：DS18B20； 传感器基础知识 2．灵敏度的选择 通常，在