传感器与检测系统选择与设计.pptx

第五章传感器与检测系统;第一节传感器与检测系统概述;2、传感器应用

在自动检测与自动控制系统中，传感器是感受外界信息关键部件，相当于人感觉器官，因而有极其主要作用，对整个系统性能有决定性影响。任何自动化系统都离不开和外界信息交换，没有传感器，这些系统将无法实现任何功效。系统自动化程度越高，对传感器要求就越高。各发达国家都将传感器列为优先发展高技术而倍加重视。传感器技术、传输技术（通讯）和处理技术（计算机）并称为当代信息技术三大基础。

传感器技术已广泛应用于工业自动化、航空航天、军事工程、机器人、资源探测、环境监控、医疗诊疗、家用电器等各个学科领域。;;;检测系统是机电一体化产品中主要组成部分，它包含传感器及其（信号）检测电路。用于实现计测功效。;（二）基本要求;三、传感器分类与选取;2、按传感器用途;;（一）光－电转换;（二）热－电转换;（三）力－电压转换;（四）力－电荷转换;（五）磁－电转换;（六）气体－电阻转换;（七）湿度－电阻转换;五、传感器技术发展方向

伴随信息和自动化技术发展，传感器发展方向主要有：

（1）新原理

（2）新工艺

（3）新材料

（4）智能化;第二节传感器检测电路及其与微机接口;1、模拟型测量电路

2、数字型测量电路

3、开关型测量电路

4、转换电路

(1)电桥

(2)放大电路

(3)调制与解调电路

(4)模/数(A/D)与数/模(D/A)转换电路;二、传感器微机接口;（二）模拟量输入方式与基本元件;（2）多通道普通型;（3）多通道同时型;（4）多通道并行输入型;2、基本组成元件;在机电一体化产品中，控制系统控制对象主要是伺服驱动单元和执行机构，受控变量通常是机械运动参数（位移、速度、加速度、力、运动轨迹，以及机器操作和加工过程参数等）。

这些参数能够用旋转变压器、感应同时器、测速发电机、光栅、磁栅、编码器等来检测，这些传感器所取得信息，在开环控制系统中可用于数字显示或误差赔偿，在闭环控制系统中作为反馈信息（与给定指令值比较以后实现闭环控制）。;一、位置检测传感器;（二）非接触式传感器;2、静电电容式靠近开关;3、光电传感器;二、位移与角度检测传感器;（二）差动变压器;;（四）光栅位移测量装置;（五）编码器;（2）绝对式绝对式能直接给出对应与每一个转角数字信息，便于计算机处理，但当进给转数大于一转时，需作尤其处理，而且必须用减速齿轮将两个以上编码器连接起来，组成多级检测装置，使其结构复杂，成本高。;2、编码器关联设备;3、应用举例（车螺纹）;图车螺纹控制示意图a）;（2）数控机床加工螺纹

时间常数：

其中，Nr——主轴每转输出脉冲数；

δ——脉冲当量；

S——被加工螺纹导程。;（六）感应同时器;三、速度与角速度测量;（二）电机反电势检测法;四、加速度传感器;五、力和压力传感器;（二）载荷传感器;（三）压力传感器;（四）转矩传感器;第四节利用传感器控制实例;第五节传感器特征分析;一、动电式变换器特征;二、压电式变换器特征;三、传感检测系统特征;2、位移-应变变换;（二）振动传感器（振动计）特征分析;位移振动计频率特征;2、当被测量为加速度时;小结!