智能儀器儀表主要檢測(cè)參數(shù)及傳感器

1、第二章 智能儀器儀表主要檢測(cè)參數(shù)及傳感器z主要內(nèi)容y2.1 智能儀器儀表主要檢測(cè)參數(shù)y2.2 常用傳感器介紹(）y(詳細(xì)）2.1 智能儀器儀表中主要檢測(cè)參數(shù)z主要內(nèi)容（以智能儀器儀表在機(jī)車車輛中的應(yīng)用為例）y1.2.1 智能儀器儀表應(yīng)用實(shí)例y1.2.2 機(jī)車車輛參數(shù)檢測(cè)的分類與目的y1.2.3 機(jī)車車輛中常測(cè)量參數(shù)(）1.2.1智能設(shè)備在機(jī)車車輛領(lǐng)域的應(yīng)用z設(shè)計(jì)加工領(lǐng)域（如智能化數(shù)字式量具、測(cè)試儀器與儀表、如數(shù)字示波器、萬(wàn)用表、頻譜分析儀等等）運(yùn)營(yíng)領(lǐng)域（列車運(yùn)行安全監(jiān)控記錄裝置、列車軸溫監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置、列車運(yùn)行質(zhì)量狀態(tài)故障診斷記錄裝置、電氣線路檢測(cè)裝置、數(shù)字化機(jī)車信號(hào)，等等。）1.2.2機(jī)車車輛

2、參數(shù)檢測(cè)的分類與目的分類分類用途用途目的目的主要檢測(cè)參數(shù)主要檢測(cè)參數(shù)方式方式性能參數(shù)檢測(cè)性能分析、監(jiān)視、保護(hù)、性能控制實(shí)現(xiàn)預(yù)期性能、保護(hù)監(jiān)視機(jī)車，柴油機(jī)：T（水 油 排氣管）P（燃、機(jī)油、燃?xì)猓﹏（曲軸、渦輪） ；傳動(dòng)：I U(f d l ff)及 Pf；車輛：Uff Iff 空調(diào) 軸溫在線檢測(cè)運(yùn)行參數(shù)檢測(cè)運(yùn)行安全監(jiān)控實(shí)現(xiàn)規(guī)定的運(yùn)行方式、保安全走行：v s a t b f 及 Q 信號(hào)等在線檢測(cè)工作過(guò)程監(jiān)測(cè)、分析、辯識(shí)記錄預(yù)測(cè)事故發(fā)展及潛在危險(xiǎn)故障特征參數(shù)如：Y 油耗率、Pf n瞬、振動(dòng)、噪聲、軸溫、鐵譜、煙度、明火等，記錄其變化情況在線檢測(cè)狀態(tài)監(jiān)測(cè)綜合參數(shù)檢測(cè)設(shè)備狀態(tài)分析預(yù)防修理故障處理機(jī)車

3、車輛全面綜合檢測(cè)，如壓力、溫度、油耗、轉(zhuǎn)速、煙火、電量、磨耗等等離線進(jìn)行1.2.3 機(jī)車車輛中常測(cè)參數(shù)z機(jī)車主要狀態(tài)參數(shù)z機(jī)車主要運(yùn)行參數(shù)機(jī)車主要狀態(tài)參數(shù)z 主發(fā)軸承溫度 20150；z 牽引電機(jī)軸承溫度 -20150；z 增壓壓力 02.0Kgf/cm2 ；z 靜液壓馬達(dá)轉(zhuǎn)速 20000r/min；z 柴油機(jī)轉(zhuǎn)速 02000r/min;z 滑油壓力 08.0Kgf/cm2;z 燃油壓力 05.0Kgf/cm2;z 水溫 0150；z 油溫 0150；z 牽引電機(jī)電流 工作電壓075mV代表01000Az 總管溫度 01000；z 進(jìn)油 027L/min;z 回油 025L/min;z 主發(fā)電

4、流 010A代表010000A OR 075mV代表08000A；z 主發(fā)電壓 01000V；z 火情報(bào)警 溫度、煙度、明火；z 時(shí)間 年、月、日、時(shí)、分、秒、1/100秒；機(jī)車主要運(yùn)行參數(shù)z機(jī)車速度 0250公里/小時(shí)；z距離前方信號(hào)機(jī)距離 050000m；z列車管壓力 0500（600）Kpaz信號(hào)機(jī)顏色 紅、黃、綠、紅黃、雙黃、白 等z絕緣節(jié)信號(hào)z時(shí)間 年、月、日、時(shí)、分、秒、1/100秒； 2.2 傳感器技術(shù)z主要內(nèi)容y 2.2.1 溫度傳感器 (）y 2.2.2 壓力傳感器y 2.2.3 轉(zhuǎn)速及線速度傳感器y 2.2.4 振動(dòng)傳感器 (）y 2.2.5 煙度(氣敏)傳感器y2.2.6

5、 光電（明火）傳感器y2.2.7 電流、電壓傳感器 (）y2.2.8 流量傳感器y2.2.9 CCD圖像傳感器y(）重點(diǎn)2.2.1 溫度傳感器z熱電偶z熱電阻z半導(dǎo)體集成溫度傳感器z單總線數(shù)字式溫度傳感器DS1820 (）z其他溫度傳感器z(詳細(xì)）1-wire 數(shù)字式溫度傳感器DS1820zDS1820（DS18B20）是DALLAS公司的新一代數(shù)字式溫度傳感器，測(cè)溫范圍在-55125，DS1820的測(cè)量精度為 0 . 5 ， D S 1 8 B 2 0 的 測(cè) 量 精 度 為0.0625。其內(nèi)部有集成的A/D轉(zhuǎn)換部分，輸出即為數(shù)字信號(hào)，無(wú)需增加A/D變換的芯片。其最大的優(yōu)點(diǎn)是一線制結(jié)構(gòu)，所有

6、的信號(hào)可以共用同一條總線。1 2 3圖2.3 DS1820管腳圖DS1820/B20DS1820/B20多點(diǎn)測(cè)溫原理多點(diǎn)測(cè)溫原理z多點(diǎn)測(cè)溫時(shí)，總線上同時(shí)掛接了多個(gè)DS1820（DS18B20），系統(tǒng)之所以能夠識(shí)別出每個(gè)DS1820（DS18B20），主要是根據(jù)每個(gè)DS1820（DS18B20）中存有的全球唯一的地址碼。在進(jìn)行溫度測(cè)量時(shí)，先要啟動(dòng)所有的DS1820（DS18B20）作溫度轉(zhuǎn)換，等其轉(zhuǎn)換完畢后，再向總線上發(fā)送某個(gè)DS1820（DS18B20）的地址碼，然后就可以從總線上讀出該DS1820（DS18B20）測(cè)量出的溫度值。因此，多點(diǎn)測(cè)溫時(shí)必須清楚每個(gè)測(cè)量點(diǎn)處DS1820（DS18B2

7、0）的地址碼，所以在測(cè)溫前一個(gè)很重要的工作就是對(duì)所有傳感器進(jìn)行編碼。在DS1820的非易失RAM中寫入指定的位置代碼，上電時(shí)讀出此碼和64位碼，并確定一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。 (詳細(xì)）1-wire 單總線傳感器的編碼z JXJXJXJXJXJX主機(jī)DJZXBZHJJXJXJXJXJXJXZXDJBZ注注：1、JX接線盒；ZX軸箱；DJ電機(jī)；BZ抱軸；HJ環(huán)境溫度 2、3 個(gè)“O”代表：ZX，DJ，BZ；4 個(gè)“O”中增加一路 HJ 環(huán)境溫度測(cè)試點(diǎn)端端2 軸3 軸4 軸5 軸6 軸1 軸z 表 傳感器編碼對(duì)應(yīng)表 位 軸 左 軸箱 左 電機(jī) 左 抱軸 右 軸箱 右 電機(jī) 右 抱軸 1 11 12 13 14

8、 15 16 2 21 22 23 24 25 26 3 31 32 33 34 35 36 4 41 42 43 44 45 46 5 51 52 53 54 55 56 6 61 62 63 64 65 66 注：兩路環(huán)境溫度分別編碼為10和20 自動(dòng)尋碼與定位z 當(dāng)多個(gè)DS18B20掛接在一條總線上時(shí)，它提供了自動(dòng)尋碼算法，即可以通過(guò)“Search Rom”指令算法，自動(dòng)尋出掛接在總線上的傳感器的個(gè)數(shù)及其各自全球唯一的64位地址碼，但此時(shí)單片機(jī)并不知道各個(gè)傳感器在機(jī)車上的安裝位置。z 當(dāng)單片機(jī)自動(dòng)尋出一個(gè)傳感器全球唯一的64位地址碼后，馬上向總線上發(fā)送此地址碼，用于選中該傳感器與單片機(jī)進(jìn)

9、行通訊，讀出事先已寫入的傳感器編碼，即各傳感器所對(duì)應(yīng)的機(jī)車軸溫安裝位置。 1-WIRE自動(dòng)尋碼算法（searchrom)zRESETDOUBLEREAD(BIT)WRITE”1”CURRENTBIT=1 THEN RESERVEDzDOUBLEREAD(BIT):yFIRST READ BIT=ALL ORIGINALBITySECOND READ BIT=ALL NOT BITzIF DOUBLEREAD=“01” THEN CUR_BIT=0y 10 1y 00 CANT CONFIRMy 11 NO CENSOR z11011010.z10110001.z01011101.z001011

10、0 壓力傳感器z壓力單位 （）z機(jī)械式壓力計(jì)z電學(xué)式壓力傳感器z(詳細(xì)）幾種常用壓力單位的換算 z 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=760mmHg=1.01325105帕z一個(gè)工程大氣壓=0.980665105帕z=0.00980665 Kpa1100011122kg cmkPaMPaPaNm/.(/) 2.2.3 轉(zhuǎn)速及線速度傳感器z磁電式轉(zhuǎn)速傳感器z光電式轉(zhuǎn)速傳感器 （）y直射式光電轉(zhuǎn)速傳感器y反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器z電渦輪式轉(zhuǎn)速傳感器z電動(dòng)式速度傳感器 （）z霍爾式轉(zhuǎn)速傳感器 （）z電磁式速度傳感器 (詳細(xì)）磁電式轉(zhuǎn)速傳感器z 直射式光電轉(zhuǎn)速傳感器z 反射式光電轉(zhuǎn)速傳感器z 電渦流轉(zhuǎn)速傳感器

11、z 2.2.4 振動(dòng)傳感器z機(jī)械方法z光學(xué)方法z電測(cè)法 （）z (詳細(xì)）振動(dòng)傳感器電荷信號(hào)獲取前向通道z C130.1ufC120.1ufC110.1ufC100.1ufC41U FRF1GCF1n12348765IC3LF351X013X114X215X312X41X55X62X74INH6A11B10C9VE E7X3VC C16GND8U 54051CU 120.1ufCU 130.1uf12348765IC2A D 620R1R2R3R4R5R6R7R88467291153101712191516181420IC5MA X 275R1AR3AR4AR2AR1BR3BR4BR2BC1A0

12、.1uC2A4.7uC3AC4AGNDGNDGNDGND-+GNDVCCXHINGND-5VP2.7P2.6P2.5GND-5VVCCGNDCOMCOM0COM0COM-5VGNDMLLVCCMLLLPOALPOAACH0GNDGND-5VGNDVCC2.2.5 煙度(氣敏傳感器) （詳細(xì)）ff10V 50mARL VoutA AB B5V125140mA圖 2.15 QM-N5 型氣敏傳感器連接圖2.2.6 光電（明火）傳感器z光敏電阻z光敏二極管和光敏三極管 (詳細(xì)）2.2.7 電流、電壓傳感器z霍爾器件工作原理 (詳細(xì)）z LEM模塊原理框圖電流、電壓傳感器（續(xù)）zLEM電流模塊電流、電

13、壓傳感器（續(xù)）zLEM電壓模塊2.2.8 流量傳感器zLWGY型渦輪流量傳感器工作原理是：被測(cè)液體流經(jīng)傳感器時(shí)，傳感器內(nèi)葉輪借助于液體的動(dòng)能而旋轉(zhuǎn)。此時(shí)，葉輪葉片使檢出裝置中的磁路磁阻發(fā)生周期性變化，因而在檢出線圈兩端就感應(yīng)出與流量成正比的電脈沖信號(hào)，經(jīng)前置放大器放大后送至顯示儀表。z在測(cè)量范圍內(nèi)，傳感器的流量脈沖頻率與體積流量成正比，這個(gè)比值即為儀表系數(shù)。z例如：799.9 N/L 即每輸出799.9個(gè)脈沖表示流過(guò)液體體積為1L。z用K表示： z 或2.2.9 CCD圖像傳感器z CCD圖像傳感器工作示意圖（應(yīng)用舉例）傳感器網(wǎng)站舉例zWWW.CENSOR.COM.CNzWWW.CENSORS