第9章檢測技術(shù)的綜合應用

1、傳感器與自動檢測技術(shù)傳感器與自動檢測技術(shù)劉麗劉麗 主編主編第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.4 9.4 傳感器在智能樓宇中的應用傳感器在智能樓宇中的應用9.3 9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用9.2 9.2 傳感器在汽車中的應用傳感器在汽車中的應用9.1 9.1 傳感器在家用電器中的應用傳感器在家用電器中的應用第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.1 傳感器在家用電器中的應用傳感器在家用電器中的應用9.1 傳感器在家用電器中的應用傳感器在家用電器中的應用9.1.1傳感器在電冰箱中的應用傳感器在電冰箱中的應用 電冰箱性能好壞的主要標

2、志是溫度控制精度和節(jié)能效果。電冰箱性能好壞的主要標志是溫度控制精度和節(jié)能效果。 傳統(tǒng)的機械式和電子式冰箱通過控制蒸發(fā)器的溫差或箱內(nèi)溫差來傳統(tǒng)的機械式和電子式冰箱通過控制蒸發(fā)器的溫差或箱內(nèi)溫差來控制壓縮機、風扇的開停狀態(tài)及風門大小，從而使冰箱內(nèi)保持一定的控制壓縮機、風扇的開停狀態(tài)及風門大小，從而使冰箱內(nèi)保持一定的低溫。低溫。 模糊溫度控制是通過傳感器來檢測環(huán)境溫度、各室溫度及開門的模糊溫度控制是通過傳感器來檢測環(huán)境溫度、各室溫度及開門的頻繁度，利用模糊推理規(guī)則控制壓縮機、風扇及風門狀態(tài)實現(xiàn)的。頻繁度，利用模糊推理規(guī)則控制壓縮機、風扇及風門狀態(tài)實現(xiàn)的。電冰箱模糊控制系統(tǒng)的原理框圖 第第9 9章章

3、檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.1 傳感器在家用電器中的應用傳感器在家用電器中的應用9.1.2傳感器在電壓力鍋的中應用傳感器在電壓力鍋的中應用 電壓力鍋是利用彈性壁受壓發(fā)生彈性變形產(chǎn)生位移或者安裝在底部的橋式彈性膜片發(fā)生彈性位移，位移變化觸動壓力開關(guān)動作實現(xiàn)斷電，壓力變化轉(zhuǎn)化為位移變化，即控制位移實現(xiàn)控制壓力的控制原理。除此以外，電壓力鍋還具備多重安全保護裝置，包括控壓技術(shù)、開合保護、超壓自泄、防堵保護、限壓保護、限溫保護、超溫保護等等。電壓力鍋內(nèi)部結(jié)構(gòu) 電壓力鍋中溫度控制器第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.1 傳感器在家用電器中的應用傳感器在家用電器中的應用9.

4、1.3傳感器在模糊控制洗衣機中的應用傳感器在模糊控制洗衣機中的應用 模糊洗衣機則可以完全自動控制，它以人們洗衣操作的經(jīng)驗作為模糊洗衣機則可以完全自動控制，它以人們洗衣操作的經(jīng)驗作為模糊控制的規(guī)則，采用各種傳感器檢測出水溫、布質(zhì)、布量、洗凈度模糊控制的規(guī)則，采用各種傳感器檢測出水溫、布質(zhì)、布量、洗凈度等洗衣狀態(tài)信息，通過單片機應用模糊控制程序?qū)λ鶛z測到的信息進等洗衣狀態(tài)信息，通過單片機應用模糊控制程序?qū)λ鶛z測到的信息進行分析，以確定其最佳的洗滌時間、水流強度、漂洗方式、脫水時間行分析，以確定其最佳的洗滌時間、水流強度、漂洗方式、脫水時間以及注水水位等參數(shù)，以達到最佳的洗滌效果和最低的衣服磨損率。

5、以及注水水位等參數(shù)，以達到最佳的洗滌效果和最低的衣服磨損率。 模糊洗衣機外形 模糊控制洗衣機控制圖 第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.1 傳感器在家用電器中的應用傳感器在家用電器中的應用1.衣量傳感器衣量傳感器 衣量傳感器用來檢測洗衣時衣物量多少的?？煞譃閮煞N類型：衣量傳感器用來檢測洗衣時衣物量多少的。可分為兩種類型：（1）根據(jù)電機負荷電流的變化來檢測衣物的重量。負荷大時，電機的）根據(jù)電機負荷電流的變化來檢測衣物的重量。負荷大時，電機的電流變大；負荷小時，電機電流就變小。通過對電機電流變化量的測電流變大；負荷小時，電機電流就變小。通過對電機電流變化量的測定，按照一定時間的

6、積分值來判斷衣物的重量。定，按照一定時間的積分值來判斷衣物的重量。（2）根據(jù)電動機停機時慣性不同進行檢測。當洗滌桶內(nèi)注人一定量的）根據(jù)電動機停機時慣性不同進行檢測。當洗滌桶內(nèi)注人一定量的清水后將衣物放人桶內(nèi)，這時讓驅(qū)動電機以斷續(xù)通電運轉(zhuǎn)的方式工作清水后將衣物放人桶內(nèi)，這時讓驅(qū)動電機以斷續(xù)通電運轉(zhuǎn)的方式工作一分鐘左右，利用電機繞組上產(chǎn)生的感應電動勢，經(jīng)光電隔離及比較一分鐘左右，利用電機繞組上產(chǎn)生的感應電動勢，經(jīng)光電隔離及比較整型，產(chǎn)生脈沖信號，這種矩形脈沖數(shù)目與電機慣性轉(zhuǎn)過的角度成比整型，產(chǎn)生脈沖信號，這種矩形脈沖數(shù)目與電機慣性轉(zhuǎn)過的角度成比例。若衣物多，則電機受到的阻力大，電機慣性轉(zhuǎn)過的角度就

7、小，相例。若衣物多，則電機受到的阻力大，電機慣性轉(zhuǎn)過的角度就小，相應地，傳感器產(chǎn)生的脈沖就少，這樣測量出了衣量的多少。應地，傳感器產(chǎn)生的脈沖就少，這樣測量出了衣量的多少。第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.1 傳感器在家用電器中的應用傳感器在家用電器中的應用2.2.布質(zhì)傳感器布質(zhì)傳感器布質(zhì)傳感器是為檢測衣物的質(zhì)地而設(shè)的?？梢杂梢韵聝蓚€因素綜合判斷：布質(zhì)傳感器是為檢測衣物的質(zhì)地而設(shè)的?？梢杂梢韵聝蓚€因素綜合判斷：（1 1）布質(zhì)傳感器和根據(jù)停機時慣性不同檢測的衣量傳感器實際上是同一）布質(zhì)傳感器和根據(jù)停機時慣性不同檢測的衣量傳感器實際上是同一個裝置，只是檢測的方法不同。在進行衣質(zhì)

8、檢測時，洗滌桶內(nèi)的水位個裝置，只是檢測的方法不同。在進行衣質(zhì)檢測時，洗滌桶內(nèi)的水位比設(shè)定水位要低，然后仍按照測衣量的方法，讓驅(qū)動電機以通斷電的比設(shè)定水位要低，然后仍按照測衣量的方法，讓驅(qū)動電機以通斷電的方式工作一段時間，檢測每次斷電期間布質(zhì)傳感器發(fā)出的脈沖數(shù)。用方式工作一段時間，檢測每次斷電期間布質(zhì)傳感器發(fā)出的脈沖數(shù)。用測衣量時得到脈沖數(shù)減去測布質(zhì)時得到的脈沖數(shù)，二者之差即可以判測衣量時得到脈沖數(shù)減去測布質(zhì)時得到的脈沖數(shù)，二者之差即可以判別布質(zhì)。若衣物棉纖維所占比例大，脈沖數(shù)差就大；反之，脈沖數(shù)差別布質(zhì)。若衣物棉纖維所占比例大，脈沖數(shù)差就大；反之，脈沖數(shù)差就小。就小。（2 2）測量過衣量后，再

9、測量水位，因為相同質(zhì)料的衣物吸水性能是相同）測量過衣量后，再測量水位，因為相同質(zhì)料的衣物吸水性能是相同的的, ,而相同衣物重量不同質(zhì)料的衣物吸水性能是不同的而相同衣物重量不同質(zhì)料的衣物吸水性能是不同的, , 變化曲線可變化曲線可反映被洗衣物的吸水性能反映被洗衣物的吸水性能, ,通過吸水性能可判斷布質(zhì)。通過吸水性能可判斷布質(zhì)。第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.1 傳感器在家用電器中的應用傳感器在家用電器中的應用3.3.水溫傳感器水溫傳感器 適當?shù)南匆聹囟扔欣谖酃傅幕罨梢蕴岣呦礈煨Ч?。水溫傳適當?shù)南匆聹囟扔欣谖酃傅幕罨?，可以提高洗滌效果。水溫傳感器裝在洗滌桶的下部，以

10、熱敏電阻為檢測元件。測定打開洗衣機開感器裝在洗滌桶的下部，以熱敏電阻為檢測元件。測定打開洗衣機開關(guān)時的溫度為環(huán)境溫度，注水結(jié)束時的溫度為水溫，將所測溫度信號關(guān)時的溫度為環(huán)境溫度，注水結(jié)束時的溫度為水溫，將所測溫度信號輸入給單片機，為模糊推論提供信息。輸入給單片機，為模糊推論提供信息。4. 4. 水位傳感器水位傳感器 水位檢測的精度直接影響洗凈度、水流強度、洗滌時間等參數(shù)。水位檢測的精度直接影響洗凈度、水流強度、洗滌時間等參數(shù)。對于模糊控制的洗衣機，要求水位的檢測必須是連續(xù)的，可采用電感對于模糊控制的洗衣機，要求水位的檢測必須是連續(xù)的，可采用電感式水位傳感器。傳感器將水位的高低通過導管轉(zhuǎn)換成一個

11、測試內(nèi)腔氣式水位傳感器。傳感器將水位的高低通過導管轉(zhuǎn)換成一個測試內(nèi)腔氣體變化的壓力，驅(qū)動內(nèi)腔上方的一塊隔膜移動，帶動隔膜中心的磁芯體變化的壓力，驅(qū)動內(nèi)腔上方的一塊隔膜移動，帶動隔膜中心的磁芯在某線圈內(nèi)移動，從而線圈電感發(fā)生變化，引起在某線圈內(nèi)移動，從而線圈電感發(fā)生變化，引起LCLC諧振電路的固有頻諧振電路的固有頻率隨水位變化。率隨水位變化。第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.1 傳感器在家用電器中的應用傳感器在家用電器中的應用5. 5. 混濁度傳感器混濁度傳感器 衣物的污垢程度和污垢性質(zhì)可由加了洗滌劑后液體的混濁程度來判斷，衣物的污垢程度和污垢性質(zhì)可由加了洗滌劑后液體的混濁

12、程度來判斷，另外另外, ,根據(jù)洗滌液達到相同混濁度所需的時間不同根據(jù)洗滌液達到相同混濁度所需的時間不同, ,可判斷出衣物的污可判斷出衣物的污垢性質(zhì)垢性質(zhì), , 所以模糊洗衣機主要使用混濁度傳感器檢測被洗衣物的污垢所以模糊洗衣機主要使用混濁度傳感器檢測被洗衣物的污垢狀況。狀況。 混濁度傳感器通常采用光電傳感器，檢測混濁度時混濁度傳感器通常采用光電傳感器，檢測混濁度時, ,紅外線發(fā)光二極紅外線發(fā)光二極管和兩個相互垂直放置的透射檢測器和散射檢測器進行檢測，檢測是管和兩個相互垂直放置的透射檢測器和散射檢測器進行檢測，檢測是通過液體中懸浮顆粒的相對數(shù)量來確定的，但不是直接檢測液體中懸通過液體中懸浮顆粒的

13、相對數(shù)量來確定的，但不是直接檢測液體中懸浮顆粒的數(shù)量浮顆粒的數(shù)量, ,而是測量這些顆粒對光的吸收和散射作用來確定混濁而是測量這些顆粒對光的吸收和散射作用來確定混濁度的。度的。混濁度檢測示意圖第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.1 傳感器在家用電器中的應用傳感器在家用電器中的應用6.6.模糊洗衣機的控制過程模糊洗衣機的控制過程 模糊洗衣機具體控制為：通過檢測被洗衣物的布量模糊洗衣機具體控制為：通過檢測被洗衣物的布量, ,利用模糊推理的方法自動確定水位高低和水流強度；根據(jù)利用模糊推理的方法自動確定水位高低和水流強度；根據(jù)布量和溫度的檢測布量和溫度的檢測, ,利用模糊推理確定初始

14、的洗滌時間和利用模糊推理確定初始的洗滌時間和洗滌劑的投放量；根據(jù)洗滌過程中的渾濁度信息來修正實洗滌劑的投放量；根據(jù)洗滌過程中的渾濁度信息來修正實際的洗滌時間長短和漂洗次數(shù)的多少。際的洗滌時間長短和漂洗次數(shù)的多少。第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.1 傳感器在家用電器中的應用傳感器在家用電器中的應用9.1.49.1.4傳感器在筆記本電腦中的應用傳感器在筆記本電腦中的應用1.1.溫度傳感器溫度傳感器 溫度監(jiān)測，目的是使筆記本電腦中的嵌人式微控制器能對筆記本電溫度監(jiān)測，目的是使筆記本電腦中的嵌人式微控制器能對筆記本電腦作適當?shù)碾娫垂芾砑盁峁芾?，否則會影響系統(tǒng)的性能，甚至會造成腦

15、作適當?shù)碾娫垂芾砑盁峁芾?，否則會影響系統(tǒng)的性能，甚至會造成系統(tǒng)癱瘓、損壞。系統(tǒng)癱瘓、損壞。 筆記本電腦常用的溫度傳感器為熱敏電阻和集成溫度傳感器，集成筆記本電腦常用的溫度傳感器為熱敏電阻和集成溫度傳感器，集成溫度傳感器是目前筆記本電腦普遍使用的溫度傳感器溫度傳感器是目前筆記本電腦普遍使用的溫度傳感器, ,具有精確度高、具有精確度高、響應速度快、體積小、功耗低、軟件界面控制方便等優(yōu)點。響應速度快、體積小、功耗低、軟件界面控制方便等優(yōu)點。第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.1 傳感器在家用電器中的應用傳感器在家用電器中的應用2.加速度傳感器加速度傳感器 硬盤是筆記本電腦中最容易

16、受損的部件,意外的跌落、撞擊乃至晃動都有可能造成筆記本計算機存儲數(shù)據(jù)的丟失或硬盤損毀。這是由于在筆記本電腦跌落時,系統(tǒng)通常處于工作狀態(tài),硬盤的磁頭很容易撞擊到盤片，造成硬盤資料的損毀。 硬盤在存取數(shù)據(jù)時磁頭里外移動,當磁頭處于最外層磁道上方時,盤片的旋轉(zhuǎn)線速度最大,越往內(nèi)層磁道線速度越慢。最里層磁道線速度最慢,可用作磁頭停止區(qū)。一旦磁頭歸位后,速度較慢,因此受震動撞擊造成的磁頭和盤片損傷也會大為減輕。 如果使用加速度傳感器實時偵測筆記本電腦的移動狀況，運用筆記本電腦內(nèi)原有的嵌入式處理器對加速度傳感器的輸出值進行分析,得到系統(tǒng)實時位置和運動狀態(tài)。一旦系統(tǒng)偵測到物體處于自由落體過程或存在潛在威脅時

17、,將及時啟動磁盤保護機制,命令硬盤的磁頭迅速收回到停止區(qū),從而在最大程度上起到保護硬盤的作用。當然加速度傳感器的零點漂移及靈敏度等特性受溫度影響較大，有必要對加速度傳感器采集來的數(shù)據(jù)信號進行噪聲濾除和溫度補償。第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.1 傳感器在家用電器中的應用傳感器在家用電器中的應用3.指紋識別傳感器 人類的指紋是由多種脊狀圖形構(gòu)成，指紋圖形傳感器負責采集指紋特征，并轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，傳遞到 CPU 或 PC 機處理。指紋采集取像設(shè)備分為三類：光學傳感器、硅晶體電容傳感器、超聲波掃描傳感器。 光學傳感器的工作原理是利用 CCD 將有深色脊和淺色谷構(gòu)成的指紋圖象轉(zhuǎn)

18、換成數(shù)字圖象。 硅電容傳感器通過電子度量被設(shè)計來捕捉指紋，在半導體金屬陣列上能結(jié)合大約 100,000 個電容傳感器，其外面是絕緣的表面，手指放在上面時，皮膚組成了電容陣列，硅芯片傳感器為電容陽極，手指則代表另一個極，硅芯片面板與手指之間的電容被轉(zhuǎn)換成一個8bit的灰度數(shù)字圖象。 超聲波掃描傳感器工作原理為采取傳送聲波并通過手指，臺板和空氣間的電阻來測量距離的方法來完成錄入，掃描指紋的表面，接收設(shè)備獲取了其反射信號，測量它的范圍，得到脊的深度。筆記本中的指紋識別傳感器第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.2 傳感器在汽車中的應用傳感器在汽車中的應用9.2 傳感器在汽車中的應用

19、傳感器在汽車中的應用9.2.1汽車電子控制系統(tǒng)汽車電子控制系統(tǒng) 汽車傳感器在汽車上主要用于發(fā)動機控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、汽車傳感器在汽車上主要用于發(fā)動機控制系統(tǒng)、底盤控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)和其它控制系統(tǒng)中。車身控制系統(tǒng)和其它控制系統(tǒng)中。第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.2 傳感器在汽車中的應用傳感器在汽車中的應用1.1.發(fā)動機控制發(fā)動機控制（1 1）噴油量控制（）噴油量控制（2 2）噴油時間控制（）噴油時間控制（3 3）怠速控制（）怠速控制（4 4）進）進氣增壓控制（氣增壓控制（5 5）發(fā)電機輸出電壓的控制（）發(fā)電機輸出電壓的控制（6 6）排放控制）排放控制（7 7）電子

20、節(jié)氣門控制（）電子節(jié)氣門控制（8 8）斷油控制（）斷油控制（9 9）電子點火控制）電子點火控制第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.2 傳感器在汽車中的應用傳感器在汽車中的應用2.2.底盤控制底盤控制（1 1）電控自動變速器（）電控自動變速器（2 2）電控防抱死制動（）電控防抱死制動（ABSABS）（3 3）電控動力轉(zhuǎn)向（）電控動力轉(zhuǎn)向（4 4）電控懸架）電控懸架ABS制動示意圖第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.2 傳感器在汽車中的應用傳感器在汽車中的應用3 3、車身控制系統(tǒng)、車身控制系統(tǒng)（1 1）安全氣囊系統(tǒng)（）安全氣囊系統(tǒng)（2 2）防撞系統(tǒng)（）防撞系

21、統(tǒng)（3 3）驅(qū)動防滑系統(tǒng)（）驅(qū)動防滑系統(tǒng)（ASRASR）（4 4）前照燈控制（）前照燈控制（5 5）自動空調(diào)的控制）自動空調(diào)的控制安全氣囊示意圖驅(qū)動防滑系統(tǒng)示意圖4.4.其它控制其它控制（1 1）車輛定位和導航）車輛定位和導航 （2 2）信息的顯示與報警）信息的顯示與報警第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.2 傳感器在汽車中的應用傳感器在汽車中的應用9.2.2汽車中的溫度傳感器汽車中的溫度傳感器1.冷卻水溫度傳感器冷卻水溫度傳感器2. 車外氣溫傳感器車外氣溫傳感器3. 蒸發(fā)器出口溫度傳感器蒸發(fā)器出口溫度傳感器車外氣溫傳感器的結(jié)構(gòu)圖蒸發(fā)器出口溫度傳感器安裝位置冷卻水溫度傳感器

22、結(jié)構(gòu)圖第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.2 傳感器在汽車中的應用傳感器在汽車中的應用9.2.39.2.3汽車中的流量傳感器汽車中的流量傳感器1.1.葉片式空氣流量傳感器葉片式空氣流量傳感器 葉片式空氣流量傳感器有一個可繞軸擺動的旋轉(zhuǎn)翼葉片式空氣流量傳感器有一個可繞軸擺動的旋轉(zhuǎn)翼片、電位計和接線插頭三部分組成片、電位計和接線插頭三部分組成. .1-進氣溫度傳感器 2-電動汽油泵動觸點 3-回位彈簧 4-電位計5-導線連接器 6-調(diào)節(jié)螺釘 7-旋轉(zhuǎn)翼片 8-電動汽油泵靜觸點葉片式空氣流量傳感器的結(jié)構(gòu)第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.2 傳感器在汽車中的應

23、用傳感器在汽車中的應用2. 2. 卡門渦旋式空氣流量傳感器卡門渦旋式空氣流量傳感器 在進氣管道正中間設(shè)有一流線形或三角形的渦流發(fā)生器，當空氣在進氣管道正中間設(shè)有一流線形或三角形的渦流發(fā)生器，當空氣流經(jīng)該渦流發(fā)生器時，在其后部的氣流中會不斷產(chǎn)生一列不對稱卻十流經(jīng)該渦流發(fā)生器時，在其后部的氣流中會不斷產(chǎn)生一列不對稱卻十分規(guī)則的被稱為卡門渦流的空氣渦流。根據(jù)卡門渦流理論，這個旋渦分規(guī)則的被稱為卡門渦流的空氣渦流。根據(jù)卡門渦流理論，這個旋渦行列是紊亂地依次沿氣流流動方向移動，其移動的速度與空氣流速成行列是紊亂地依次沿氣流流動方向移動，其移動的速度與空氣流速成正比，即在單位時間內(nèi)通過渦流發(fā)生器后方某點的

24、旋渦數(shù)量與空氣流正比，即在單位時間內(nèi)通過渦流發(fā)生器后方某點的旋渦數(shù)量與空氣流速成正比。因此，通過測量單位時間內(nèi)渦流的數(shù)量就可計算出空氣流速成正比。因此，通過測量單位時間內(nèi)渦流的數(shù)量就可計算出空氣流速和流量。速和流量。1-整流柵2-渦流發(fā)生器 3-超聲波發(fā)生器 4-卡門渦流 5-超聲波接收器超聲波檢出式卡門渦旋式空氣流量傳感器第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.2 傳感器在汽車中的應用傳感器在汽車中的應用3. 3. 熱線式空氣流量傳感器熱線式空氣流量傳感器 熱線式空氣流量傳感器由采樣管、防護網(wǎng)、熱線、熱線式空氣流量傳感器由采樣管、防護網(wǎng)、熱線、白金補償電阻、控制線路板等組成白

25、金補償電阻、控制線路板等組成. .1-防護網(wǎng) 2-采樣管 3-白金熱線 4-白金補償電阻 5-控制線路板 6-導線連接器熱線式空氣流量傳感器第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.2 傳感器在汽車中的應用傳感器在汽車中的應用9.2.4汽車中的壓力傳感器 壓力傳感器主要用于檢測氣缸負壓、大氣壓、渦輪發(fā)動機的升壓壓力傳感器主要用于檢測氣缸負壓、大氣壓、渦輪發(fā)動機的升壓比、氣缸內(nèi)壓、油壓等。汽車用壓力傳感器簡稱為進氣壓力傳感器，比、氣缸內(nèi)壓、油壓等。汽車用壓力傳感器簡稱為進氣壓力傳感器，它的種類較多，就其信號產(chǎn)生原理，可分為壓阻式、電容式、差動它的種類較多，就其信號產(chǎn)生原理，可分為壓

26、阻式、電容式、差動變壓器式和表面彈性波式等，其中電容式和壓阻式進氣壓力傳感器變壓器式和表面彈性波式等，其中電容式和壓阻式進氣壓力傳感器在當今發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中應用較為廣泛在當今發(fā)動機電子控制系統(tǒng)中應用較為廣泛。1. 半導體壓阻式進氣歧管壓力傳感器 半導體壓阻式進氣歧管絕對壓力傳感器的壓力轉(zhuǎn)換元件是利用半導體壓阻式進氣歧管絕對壓力傳感器的壓力轉(zhuǎn)換元件是利用半導體的壓阻效應制成的硅膜片。半導體的壓阻效應制成的硅膜片。 1-濾清器 2-外殼 3-混合集成電路 4-過濾器5-真空室 6-壓電轉(zhuǎn)換元件半導體壓阻式進氣歧管壓力傳感器2.電容式進氣壓力傳感器電容式進氣壓力傳感器是事實上是一個電容式進氣壓力

27、傳感器是事實上是一個變間隙電容式壓力傳感器，固定底板和變間隙電容式壓力傳感器，固定底板和氧化鋁膜片作為兩個極板，形成平行板氧化鋁膜片作為兩個極板，形成平行板電容，膜片上下的壓力差使極板之間的電容，膜片上下的壓力差使極板之間的間隙發(fā)生變化，其電容隨之變化。間隙發(fā)生變化，其電容隨之變化。 第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.2 傳感器在汽車中的應用傳感器在汽車中的應用9.2.5汽車中的位置和轉(zhuǎn)速傳感器汽車中的位置和轉(zhuǎn)速傳感器 位置和轉(zhuǎn)速傳感器主要用于檢測曲軸位置、凸輪軸位置和轉(zhuǎn)速傳感器主要用于檢測曲軸位置、凸輪軸位置、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門的開度、車速等。常用的結(jié)構(gòu)位置、發(fā)動機轉(zhuǎn)速

28、、節(jié)氣門的開度、車速等。常用的結(jié)構(gòu)形式：磁電式、霍爾式、光電式。形式：磁電式、霍爾式、光電式。1. 磁電式傳感器磁電式傳感器磁電式傳感器由永久磁鐵、線圈和齒盤等組成。磁電式傳感器由永久磁鐵、線圈和齒盤等組成。2. 霍爾傳感器霍爾傳感器 霍爾傳感器是由永久磁鐵、半導體霍爾片、觸發(fā)葉輪、控制電路霍爾傳感器是由永久磁鐵、半導體霍爾片、觸發(fā)葉輪、控制電路等組成，其葉輪上的葉片與窗孔的數(shù)目，決定于汽缸數(shù)或通斷次數(shù)的等組成，其葉輪上的葉片與窗孔的數(shù)目，決定于汽缸數(shù)或通斷次數(shù)的需要。需要。 磁電式傳感器第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應

29、用9.3 9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用9.3.19.3.1數(shù)控機床中的傳感器數(shù)控機床中的傳感器 數(shù)控機床是一種自動化機床，它將加工信息、檢測數(shù)控機床是一種自動化機床，它將加工信息、檢測信息以數(shù)字化代碼形式輸入數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)過譯碼、運算、信息以數(shù)字化代碼形式輸入數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)過譯碼、運算、發(fā)出指令，控制機床的動作，自動地將形狀、尺寸與精度發(fā)出指令，控制機床的動作，自動地將形狀、尺寸與精度符合要求的零件加工出來。符合要求的零件加工出來。 數(shù)控機床一般由數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、反饋檢測數(shù)控機床一般由數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、反饋檢測系統(tǒng)、強電控制部分、機床主機及輔助裝置組成。系

30、統(tǒng)、強電控制部分、機床主機及輔助裝置組成。 第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用1-右工作臺右工作臺 2-工件支架工件支架 3-下支架壓力油孔下支架壓力油孔 4-左工作臺左工作臺 5-數(shù)字編碼器數(shù)字編碼器 6、7、8-直線磁柵傳感器直線磁柵傳感器9-溫度溫度傳感器傳感器 10-銑刀銑刀 11-被加工軸被加工軸 12-工件夾具工件夾具 13-液壓系統(tǒng)液壓系統(tǒng) 14-壓力傳感器壓力傳感器數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)示意圖數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)示意圖第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應

31、用9.3.2 9.3.2 位置檢測傳感器位置檢測傳感器 位置檢測傳感器的作用是檢測并發(fā)送機床運動部件位置和位置檢測傳感器的作用是檢測并發(fā)送機床運動部件位置和速度信號，協(xié)助機床實現(xiàn)伺服系統(tǒng)閉環(huán)或半閉環(huán)控制，有效地提高數(shù)速度信號，協(xié)助機床實現(xiàn)伺服系統(tǒng)閉環(huán)或半閉環(huán)控制，有效地提高數(shù)控機床的性能?？貦C床的性能。 1.1.光電編碼器在數(shù)控機床的應用。光電編碼器在數(shù)控機床的應用。（1 1）加工工件的定位）加工工件的定位轉(zhuǎn)盤工位編碼1-絕對編碼器 2-電動機 3-轉(zhuǎn)軸 4-轉(zhuǎn)盤 5-工件 6-刀具第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用（2

32、 2）直線位移測量）直線位移測量 編碼器在數(shù)控機床中用于工作臺或刀架的直線位移測量有兩種編碼器在數(shù)控機床中用于工作臺或刀架的直線位移測量有兩種安裝方式：一是光電編碼器和伺服電動機同軸連接在一起，稱為內(nèi)裝安裝方式：一是光電編碼器和伺服電動機同軸連接在一起，稱為內(nèi)裝式編碼器，伺服電動機再和滾珠絲杠連接，編碼器在進給傳動鏈的前式編碼器，伺服電動機再和滾珠絲杠連接，編碼器在進給傳動鏈的前端，如圖（端，如圖（a a）所示；二是編碼器連接在滾珠絲杠末端，稱為外裝式）所示；二是編碼器連接在滾珠絲杠末端，稱為外裝式編碼器，如圖（編碼器，如圖（b b）所示。）所示。第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜

33、合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用(3) (3) 刀架選刀刀架選刀 刀架回轉(zhuǎn)由刀架電機通過傳動機構(gòu)來實現(xiàn)，刀架回轉(zhuǎn)時，與刀刀架回轉(zhuǎn)由刀架電機通過傳動機構(gòu)來實現(xiàn)，刀架回轉(zhuǎn)時，與刀架同軸的二進制絕對編碼器也一起轉(zhuǎn)動。編碼器為四位二進制絕對編架同軸的二進制絕對編碼器也一起轉(zhuǎn)動。編碼器為四位二進制絕對編碼器，每一個編碼對應一個刀位，最多可有碼器，每一個編碼對應一個刀位，最多可有1616個刀位。當主軸轉(zhuǎn)到預個刀位。當主軸轉(zhuǎn)到預選位置時，編碼器發(fā)出信號，主軸停止轉(zhuǎn)動，預分度接進開關(guān)給電機選位置時，編碼器發(fā)出信號，主軸停止轉(zhuǎn)動，預分度接進開關(guān)給電機發(fā)出開始反轉(zhuǎn)信號。電機開始反轉(zhuǎn)，

34、刀臺鎖緊，鎖緊到位后，由鎖緊發(fā)出開始反轉(zhuǎn)信號。電機開始反轉(zhuǎn)，刀臺鎖緊，鎖緊到位后，由鎖緊接近開關(guān)發(fā)出信號，切斷電機電源。轉(zhuǎn)位結(jié)束，主機可以開始工作。接近開關(guān)發(fā)出信號，切斷電機電源。轉(zhuǎn)位結(jié)束，主機可以開始工作。 編碼器在刀庫選刀控制中的應用編碼器在刀庫選刀控制中的應用第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用（4 4）交流伺服電動機控制）交流伺服電動機控制 光電編碼器在交流伺服電動機控制中起了光電編碼器在交流伺服電動機控制中起了3 3個方面的個方面的作用：作用：提供電動機定、轉(zhuǎn)子之間相互位置的數(shù)據(jù)；提供電動機定、轉(zhuǎn)子之間相互位置的

35、數(shù)據(jù)；通通過過F/VF/V（頻率（頻率/ /電壓）轉(zhuǎn)換電路提供速度反饋信號；電壓）轉(zhuǎn)換電路提供速度反饋信號；提供提供傳動系統(tǒng)角位移信號，作為位置反饋信號。傳動系統(tǒng)角位移信號，作為位置反饋信號。（a）外形 （b）控制系統(tǒng)框圖交流伺服電動機及控制系統(tǒng)1交流伺服電動機外殼 2三相電源連接座 3光電編碼器信號輸出及電源連接座 4光電編碼器第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用2.2.光柵位移傳感器在數(shù)控機床中的應用光柵位移傳感器在數(shù)控機床中的應用 在現(xiàn)代數(shù)控機床中，光柵用于位置檢測并作為位置反饋用于位置在現(xiàn)代數(shù)控機床中，光柵用于位置

36、檢測并作為位置反饋用于位置控制，圖控制，圖9-279-27為位置控制框圖。由控制系統(tǒng)生成的控制指令為位置控制框圖。由控制系統(tǒng)生成的控制指令PcPc要求工要求工作臺的移動到規(guī)定位置。工作臺移動過程中，光柵不斷檢測工作臺的作臺的移動到規(guī)定位置。工作臺移動過程中，光柵不斷檢測工作臺的實際位置實際位置PfPf，并進行反饋，同時與位置指令進行比較，并進行反饋，同時與位置指令進行比較 PePe=Pc-Pf=Pc-Pf，形，形成位置偏差。當成位置偏差。當Pf=PcPf=Pc時，則時，則PePe=0=0，表示工作臺已經(jīng)到達指令位置，表示工作臺已經(jīng)到達指令位置，伺服電動機停轉(zhuǎn)，工作臺準確地停止在指令位置上。伺服

37、電動機停轉(zhuǎn)，工作臺準確地停止在指令位置上。 圖9-27 位置控制框圖第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用3.3.感應同步器在數(shù)控機床中的應用感應同步器在數(shù)控機床中的應用（1 1）隨動控制系統(tǒng)）隨動控制系統(tǒng) 隨動控制系統(tǒng)是在機床主動部件上安裝檢測元件，發(fā)出主動位置隨動控制系統(tǒng)是在機床主動部件上安裝檢測元件，發(fā)出主動位置檢測信號，并用它作為控制系統(tǒng)的指令信號，而機床的從動部件，則檢測信號，并用它作為控制系統(tǒng)的指令信號，而機床的從動部件，則通過從動部件的反饋信號和主動部件間始終保持嚴格的同步運動。通過從動部件的反饋信號和主動部件

38、間始終保持嚴格的同步運動。鑒相型滑尺勵磁隨動控制原理框圖第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用（2 2）相位比較伺服系統(tǒng)）相位比較伺服系統(tǒng) 在數(shù)控機床使用的相位比較伺服系統(tǒng)中，可以使用感在數(shù)控機床使用的相位比較伺服系統(tǒng)中，可以使用感應同步器作為位置檢測傳感器，構(gòu)一個閉環(huán)數(shù)控伺服系統(tǒng)。應同步器作為位置檢測傳感器，構(gòu)一個閉環(huán)數(shù)控伺服系統(tǒng)。感應同步器相位比較伺服系統(tǒng)原理框圖第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用4.霍爾傳感器在數(shù)控機床上的應用霍爾傳感器在數(shù)控機床

39、上的應用（1）自動換刀）自動換刀 數(shù)控車床電動刀架的工作過程如下：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀信號數(shù)控車床電動刀架的工作過程如下：數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出換刀信號刀刀架電動機正轉(zhuǎn)架電動機正轉(zhuǎn)上刀架上升并轉(zhuǎn)位上刀架上升并轉(zhuǎn)位刀架到位發(fā)出信號刀架到位發(fā)出信號刀架電動機刀架電動機反轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)初定位初定位精定位夾緊精定位夾緊刀架電動機停轉(zhuǎn)刀架電動機停轉(zhuǎn)換刀完成應答。換刀完成應答。電動刀架結(jié)構(gòu)示意圖1罩殼；2上刀架；3刀架座；4刀架電動機；5霍爾開關(guān)傳感器；6永久磁鐵；T1刀位1；T2刀位2；T3刀位3：T4刀位4第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用（2 2）

40、主軸準停裝置）主軸準停裝置 在數(shù)控銑床和加工中心上進行鏜孔等加工，需要自動換刀時，要在數(shù)控銑床和加工中心上進行鏜孔等加工，需要自動換刀時，要求主軸每次停在一個固定的準確位置上，所以在主軸上必須設(shè)有準停求主軸每次停在一個固定的準確位置上，所以在主軸上必須設(shè)有準停裝置。裝置。電氣式主軸準停裝置結(jié)構(gòu)示意圖1主軸 2同步感應器 3主軸電動機 4永久磁鐵 5霍爾傳感器第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用9.3.3溫度檢測傳感器機械零件的精度取決于機床的加工精度。 誤差是影響機床精度的最重要的因素。 機床的誤差主要有幾何誤差、熱誤差、

41、和切削力誤差，其中熱誤差占機床總誤差量的40%70%左右。1.溫度傳感器用于溫度補償 圖9-32 分別設(shè)置在刀架、床身和主軸進行熱補償?shù)臏囟葌鞲衅?熱敏電阻可在一定的溫度范圍內(nèi)對某些器件進行溫度補償。例如，在加工中由于摩擦生熱等原因會引起機床產(chǎn)生熱變形，從而影響到零件的加工精度。為了補償熱變形帶來的影響，在數(shù)控機床的關(guān)鍵部位會預埋溫度傳感器進行熱補償，如圖9-32所示。第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用2. 溫度傳感器用于溫度測控溫度傳感器用于溫度測控 數(shù)控機床主軸在高速旋轉(zhuǎn)時，主軸及主軸電機是受熱的主要部件，數(shù)控機床主

42、軸在高速旋轉(zhuǎn)時，主軸及主軸電機是受熱的主要部件，一旦數(shù)控機床主軸的溫度超過允許范圍，會嚴重影響數(shù)控機床的加工一旦數(shù)控機床主軸的溫度超過允許范圍，會嚴重影響數(shù)控機床的加工精度，從而降低產(chǎn)品的質(zhì)量。如果主軸電機運行時的溫度長期超過繞精度，從而降低產(chǎn)品的質(zhì)量。如果主軸電機運行時的溫度長期超過繞組材料的極限工作溫度，將會加劇繞組絕緣材料的老化，電機壽命大組材料的極限工作溫度，將會加劇繞組絕緣材料的老化，電機壽命大大縮短，嚴重時會將電機燒毀。所以有必要對數(shù)控機床主軸及主軸電大縮短，嚴重時會將電機燒毀。所以有必要對數(shù)控機床主軸及主軸電機的溫度進行測控。機的溫度進行測控。（a）數(shù)控機床主軸溫度測控系統(tǒng)（b）

43、主軸電機溫度測控系統(tǒng)溫度測控系統(tǒng)方框圖第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用9.3.49.3.4振動檢測傳感器振動檢測傳感器1. 1. 壓電傳感器用于振動測量壓電傳感器用于振動測量（1 1）壓電式振動力傳感器）壓電式振動力傳感器數(shù)控車削中切屑振動的監(jiān)控（2 2）壓電式加速度傳感器）壓電式加速度傳感器壓電式加速度傳感器第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用2. 電容傳感器用于振動測量 電容式振動位移傳感器如圖電容式振動位移傳感器如圖9-369-36所示，被測

44、物體表面作為電容所示，被測物體表面作為電容的一個極板，與電容傳感器一起構(gòu)成測量電容。被測物體振動時，它的一個極板，與電容傳感器一起構(gòu)成測量電容。被測物體振動時，它與電容傳感器的距離發(fā)生變化，使測量電容極距發(fā)生變化，電容量變與電容傳感器的距離發(fā)生變化，使測量電容極距發(fā)生變化，電容量變化，輸出電信號反映了被測物體振動得位移量化，輸出電信號反映了被測物體振動得位移量。圖9-36 電容式振動位移傳感器第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.3 傳感器在數(shù)控機床中的應用傳感器在數(shù)控機床中的應用3. 電感傳感器用于振動測量電感傳感器用于振動測量 圖圖9-37為機床主軸徑向振動的測量，電感傳

45、感器安裝在與測量為機床主軸徑向振動的測量，電感傳感器安裝在與測量主軸相距固定的位置，當主軸振動時，軸相對電感傳感器位移發(fā)生變主軸相距固定的位置，當主軸振動時，軸相對電感傳感器位移發(fā)生變化，電感傳感器檢測出位移的變化并轉(zhuǎn)化為電信號輸出。測量采用兩化，電感傳感器檢測出位移的變化并轉(zhuǎn)化為電信號輸出。測量采用兩個電感傳感器，一個檢測個電感傳感器，一個檢測X向位移，另一個檢測向位移，另一個檢測Y向位移。向位移。 圖9-37 軸徑向振動的測量第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.4 傳感器在智能樓宇中的應用傳感器在智能樓宇中的應用9.4 傳感器在智能樓宇中的應用傳感器在智能樓宇中的應用9

46、.4.1空調(diào)系統(tǒng)中的應用空調(diào)系統(tǒng)中的應用 現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)均具有完整的制冷、制熱、通風功能，現(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)均具有完整的制冷、制熱、通風功能，它們都在傳感器和計算機的監(jiān)控下工作?？照{(diào)系統(tǒng)監(jiān)控的它們都在傳感器和計算機的監(jiān)控下工作。空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控的目的是：既要提供溫濕度適宜的環(huán)境，又要求節(jié)約能源。目的是：既要提供溫濕度適宜的環(huán)境，又要求節(jié)約能源。其監(jiān)控范圍為制冷機、熱力站、空氣處理設(shè)備（空氣過濾、其監(jiān)控范圍為制冷機、熱力站、空氣處理設(shè)備（空氣過濾、熱濕交換）、送排風系統(tǒng)、變風量末端（送風口）等。其熱濕交換）、送排風系統(tǒng)、變風量末端（送風口）等。其原理框圖如圖原理框圖如圖9-38所示。所示。第第9 9章章 檢

47、測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.4 傳感器在智能樓宇中的應用傳感器在智能樓宇中的應用圖9-38 空調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)原理框圖第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.4 傳感器在智能樓宇中的應用傳感器在智能樓宇中的應用9.4.29.4.2給排水系統(tǒng)給排水系統(tǒng) 給排水系統(tǒng)的監(jiān)控主要包括水泵的自動啟停控制、水給排水系統(tǒng)的監(jiān)控主要包括水泵的自動啟?？刂?、水位流量、壓力的測量與調(diào)節(jié)；用水量和排水量的測量；污位流量、壓力的測量與調(diào)節(jié)；用水量和排水量的測量；污水處理設(shè)備運轉(zhuǎn)的監(jiān)視、控制、水質(zhì)檢測；節(jié)水程序控制；水處理設(shè)備運轉(zhuǎn)的監(jiān)視、控制、水質(zhì)檢測；節(jié)水程序控制；故障及異常狀況的記錄等。現(xiàn)場監(jiān)控

48、站內(nèi)的控制器按預先故障及異常狀況的記錄等?，F(xiàn)場監(jiān)控站內(nèi)的控制器按預先編制的程序來滿足自動控制的要求，即根據(jù)水箱和水池的編制的程序來滿足自動控制的要求，即根據(jù)水箱和水池的高、低水位信號來控制水泵的啟、停及進水控制閥的開關(guān)，高、低水位信號來控制水泵的啟、停及進水控制閥的開關(guān)，并且進行溢水和停水的預警等。當水泵出現(xiàn)故障時，備用并且進行溢水和停水的預警等。當水泵出現(xiàn)故障時，備用水泵則自動投入工作，同時發(fā)出報警信號。其原理框圖如水泵則自動投入工作，同時發(fā)出報警信號。其原理框圖如圖圖9-399-39所示。所示。第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.4 傳感器在智能樓宇中的應用傳感器在智能

49、樓宇中的應用圖9-39 給排水監(jiān)控系統(tǒng)的原理框圖第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.4 傳感器在智能樓宇中的應用傳感器在智能樓宇中的應用9.4.39.4.3電梯監(jiān)控系統(tǒng)電梯監(jiān)控系統(tǒng) （1 1）速度傳感器）速度傳感器 速度傳感器測量每部電梯的當前運行速度，因為電梯的速度指令曲速度傳感器測量每部電梯的當前運行速度，因為電梯的速度指令曲線在減速至平層時常采用距離原則設(shè)計，以保證電梯的舒適感平層準線在減速至平層時常采用距離原則設(shè)計，以保證電梯的舒適感平層準確度及方便現(xiàn)場調(diào)整。確度及方便現(xiàn)場調(diào)整。（2 2）位置傳感器）位置傳感器 電梯轎廂的位置由位置傳感器通過計算脈沖編碼器產(chǎn)生的移動

50、脈電梯轎廂的位置由位置傳感器通過計算脈沖編碼器產(chǎn)生的移動脈沖來確定，并根據(jù)存儲在存儲器中的層樓高度來計算同步層。沖來確定，并根據(jù)存儲在存儲器中的層樓高度來計算同步層。 樓層檢測傳感器由一對紅外發(fā)射樓層檢測傳感器由一對紅外發(fā)射- -接收對管組成，發(fā)射管通電后接收對管組成，發(fā)射管通電后發(fā)出紅外信號，接收管接收信號，利用電梯行至樓層標志處光槽光線發(fā)出紅外信號，接收管接收信號，利用電梯行至樓層標志處光槽光線被電梯遮擋所帶來的電平變化即可實現(xiàn)樓層檢測。被電梯遮擋所帶來的電平變化即可實現(xiàn)樓層檢測。（3）稱重傳感器）稱重傳感器 為防止電梯超載運行，多數(shù)電梯在轎廂上設(shè)置了超載裝置。超載為防止電梯超載運行，多數(shù)

51、電梯在轎廂上設(shè)置了超載裝置。超載裝置安裝的位置，有安在轎廂底部的稱重傳感器及安在轎廂上梁的稱裝置安裝的位置，有安在轎廂底部的稱重傳感器及安在轎廂上梁的稱重傳感器等，目前用得較多的是應變式傳感器。重傳感器等，目前用得較多的是應變式傳感器。 第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.4 傳感器在智能樓宇中的應用傳感器在智能樓宇中的應用（4）紅外光幕電梯門保護系統(tǒng)）紅外光幕電梯門保護系統(tǒng) 紅外光幕電梯門保護系統(tǒng)的探測部分由紅外發(fā)射器及紅外接收器組成。紅外紅外光幕電梯門保護系統(tǒng)的探測部分由紅外發(fā)射器及紅外接收器組成。紅外光幕的發(fā)射器在程序控制下由某個發(fā)射管發(fā)射單束紅外線，同時檢測對應的光

52、幕的發(fā)射器在程序控制下由某個發(fā)射管發(fā)射單束紅外線，同時檢測對應的一個接收管的接收信號，就形成了一個探測回路。一個接收管的接收信號，就形成了一個探測回路。 光幕控制系統(tǒng)控制所有的紅外發(fā)射管按順序依次發(fā)射紅外光束，同時按順序光幕控制系統(tǒng)控制所有的紅外發(fā)射管按順序依次發(fā)射紅外光束，同時按順序依次判斷相應的一個紅外接收管的接收信號輸出強度，循環(huán)掃描，從而在電依次判斷相應的一個紅外接收管的接收信號輸出強度，循環(huán)掃描，從而在電梯轎廂門平面形成幾十至上百束的紅外保護光幕。紅外發(fā)射管的發(fā)射及相應梯轎廂門平面形成幾十至上百束的紅外保護光幕。紅外發(fā)射管的發(fā)射及相應紅外接收管的接收由控制程序進行同步。紅外接收管的接

53、收由控制程序進行同步。紅外光幕電梯門保護系統(tǒng)示意圖第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.4 傳感器在智能樓宇中的應用傳感器在智能樓宇中的應用9.4.4照明系統(tǒng)監(jiān)控照明系統(tǒng)監(jiān)控 在智能樓宇中，照明用電量占建筑總用電量很大的一部分，僅次于空調(diào)用電量。如何做到既保證照明質(zhì)量又節(jié)約能源，是照明控制的重要內(nèi)容。在多功能建筑中，不同用途的區(qū)域?qū)φ彰饔胁煌囊?。因此應根?jù)使用的性質(zhì)及特點，對照明設(shè)施進行不同的控制。 辦公室照明應為辦公人員創(chuàng)造一個良好、舒適的視覺環(huán)境，以提高工作效率。辦公室照明由輻射入室內(nèi)的天然光和人工照明協(xié)調(diào)配合而成，根據(jù)照度標準和天然光傳感器檢測的天然光亮度變化信號自

54、動控制照明燈具的發(fā)光強度。當天然光較弱時，自動增強人工照明；當天然光較強時，自動減弱人工照明。即人工照明的照度與天然光照度成反比例變化，以使二者始終能夠動態(tài)地補償，有效地保持良好的照明環(huán)境。第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.4 傳感器在智能樓宇中的應用傳感器在智能樓宇中的應用9.4.5防火監(jiān)控系統(tǒng) 1.火災傳感器 火災傳感器根據(jù)探測火災參數(shù)的不同，可以劃分為感溫、感煙、感光、可燃氣體等幾大類。 （1）感溫火災傳感器 感溫式火災傳感器是一種響應異常溫度、溫升速率和溫差等參數(shù)的火災傳感器。感溫式火災傳感器可以采用不同的敏感元件，如熱敏電阻、熱電偶、雙金屬片、易熔金屬、膜盒和半

55、導體等。感溫式火災傳感器按其工作原理可分為定溫式、差溫式、差定溫組合式三種。 定溫式探測器 它是預先設(shè)定溫度值，當溫度達到或超過預定值時響應的感溫探測器。最常用的類型為雙金屬片定溫式點型探測器，常用結(jié)構(gòu)形式有圓筒狀和圓盤狀兩種。 差溫式探測器 差溫式探測器是當火災發(fā)生，室內(nèi)溫度升高速率達到預定值時響應的探測器。差溫式探測器有機械式、熱敏電阻式和空氣管線型幾種類型。 差定溫探測器 差定溫探測器是兼有差溫和定溫兩種功能的感溫探測器，當其中某一種功能失效時，另一種功能仍能起作用，因而大大提高了可靠性。差定溫探測器有機械式和熱敏電阻式等類型。第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.4

56、傳感器在智能樓宇中的應用傳感器在智能樓宇中的應用（2）感煙火災傳感器 感煙火災探測器又可分為離子型、光電型、電容式、半導體型、紅外式和激光式等幾種。 離子感煙傳感器是常用的感煙傳感器之一，其工作原理是利用兩電極間的放射性同位素作為放射源，使電極間的空氣發(fā)生電離而產(chǎn)生離了電流，通過檢測電位來判斷空氣中煙霧顆粒的多少。 常見的光電感煙火災傳感器根據(jù)煙霧對光的散射和吸收作用，可以分為散射式和吸收式兩種。（3）感光火災傳感器 感光火災傳感器又稱為火焰?zhèn)鞲衅鳌＿@是一種響應火焰輻射出的紅外、紫外、可見光的火災傳感器，主要有紅外火焰型和紫外火焰型兩種。 （4）可燃氣體傳感器 可燃氣體傳感器是一種響應燃燒或熱

57、解產(chǎn)生的氣體的火災傳感器。傳感器上受熱的表面促進可燃氣體分子的氧化，當可燃氣體分子在傳感器上氧化時，將產(chǎn)生一個溫度的增量并且它的電阻也隨之改變，實現(xiàn)對可燃氣體的檢測。用做氣體火災傳感器的傳感元件主要有鉑絲、鉑鈀和金屬氧化物半導體等幾種。第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.4 傳感器在智能樓宇中的應用傳感器在智能樓宇中的應用2. 多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù) 多傳感器數(shù)據(jù)融合的基本原理是充分利用多傳感器資源，通過對這些傳感器信息的合理支配和使用，把它們在空間或時間上的冗余或互補并按照某種準則進行組合，以便獲得被測對象的一次性描述。也就是利用多個傳感器共同操作的優(yōu)勢，提高有效性和準確性

58、，消除單個或少量傳感器的局限性。 數(shù)據(jù)融合過程主要包括多傳感器(信號獲取)、數(shù)據(jù)預處理、火災特征信息采集、特征提取、數(shù)據(jù)融合計算和綜合判決等環(huán)節(jié)?；馂膫鞲衅鲾?shù)據(jù)融合過程第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.4 傳感器在智能樓宇中的應用傳感器在智能樓宇中的應用9.4.6安全技術(shù)防范系統(tǒng) 安全防范系統(tǒng)一般由出入口控制系統(tǒng)、防盜報警系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)三部分組成。 根據(jù)傳感器的原理不同，探測報警器可以分為以下幾種類型。 1.開關(guān)報警器 開關(guān)報警器是由開關(guān)型傳感器構(gòu)成的，它的輸出轉(zhuǎn)換為控制電路通斷的變化，并以此來觸發(fā)報警電路。常見的開關(guān)型傳感器有微動開關(guān)、干簧、易斷金屬導線或壓力墊

59、等。 微動開關(guān)是一種依靠外部機械力的推動實現(xiàn)電路通斷的電路開關(guān)，其在使用微動開關(guān)作為開關(guān)報警傳感器時，需要把它固定在被保護物之下。一旦被保護物被意外移動或抬起時，控制電路發(fā)生通斷變化，引起報警裝置發(fā)出聲光報警信號。 干簧繼電器由干簧管（帶金屬觸點的兩個簧片封裝在充有惰性氣體的玻璃管）和一塊磁鐵組成，一般把磁鐵安裝在門、窗的活動部位，把干簧管安裝在門框、窗框，磁鐵與干簧管需要保持適當距離，以保證門、窗關(guān)閉時干簧管觸點閉合，門、窗打開時干簧管觸點斷開，控制器產(chǎn)生斷路報警信號。 壓力墊是由兩條長條形金屬帶平行且相對應地分別固定在墊子背面，當有入侵者踏上墊子時，兩條金屬帶就接觸上，相當于開關(guān)點閉合產(chǎn)生

60、報警信號。第第9 9章章 檢測技術(shù)的綜合應用檢測技術(shù)的綜合應用9.4 傳感器在智能樓宇中的應用傳感器在智能樓宇中的應用2.2.振動式報警器振動式報警器 當入侵者進入防范區(qū)域時，會引起地面、墻壁、門窗、保險柜等發(fā)生振動，我們可以采用壓電式傳感器、電磁感應傳感器或其他可感受振動信號的傳感器來感受入侵時發(fā)生的振動，發(fā)出報警信號，稱為振動式報警器。振動式報警器常使用壓電式傳感器或?qū)щ娀善_關(guān)傳感器。壓電傳感器是利用壓電材料的壓電效應制成的，我們把壓電傳感器貼在玻璃上，當玻璃受到振動時，傳感器相應的兩電極上感應出電荷，形成一微弱的電位差，可以采用高放大倍數(shù)、高輸入阻抗的集成放大電路進行放大，產(chǎn)生報警信號