智能測(cè)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)1_概述與信號(hào)感知(東南大學(xué))

1、智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論1. 智能測(cè)控系統(tǒng)概述 2. 測(cè)控系統(tǒng)中信號(hào)感知3. 信號(hào)調(diào)理與抗干擾4. 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 5. 基于單片機(jī)的測(cè)控系統(tǒng)6. 基于DSP的測(cè)控系統(tǒng)7. 基于嵌入式系統(tǒng)的測(cè)控系統(tǒng)8. 基于工控機(jī)的測(cè)控系統(tǒng)9. 基于PLC的測(cè)控系統(tǒng)10.現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng) 11.USB接口技術(shù)智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論課程參考書課程參考書1孫傳友等：測(cè)控系統(tǒng)原理與設(shè)計(jì)，北航出版社，2007.122于洋等：測(cè)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)及應(yīng)用，機(jī)械工業(yè)出版社，2009.7 3張靖等：檢測(cè)技術(shù)與系統(tǒng)設(shè)計(jì)，中國(guó)電力出版社，2002.14李江全等：現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)典型應(yīng)用實(shí)例，電子工業(yè)出版社，2010.8

2、5. 孫廷才等：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成原理，清華大學(xué)出版社，2001.5 6趙星寒等：從51到ARM32位嵌入式系統(tǒng)入門，北京航空航天出版社，2005.107. 蘇奎峰等：TMS320F2812原理與開發(fā)，電子工業(yè)出版社，2005.48鄔寬明：CAN總線原理和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，北航出版社，1996.119. 蕭世文等：USB2.0硬件設(shè)計(jì)，清華大學(xué)出版社，2006.10智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論本科階段的基礎(chǔ)：模電，數(shù)電，傳感器，微機(jī)，自控等。研究生階段需進(jìn)一步拓展，主要在以下方面：l 熟悉智能測(cè)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)；l 熟悉計(jì)算機(jī)技術(shù)在智能測(cè)控系統(tǒng)中的應(yīng)用；l 熟悉現(xiàn)代測(cè)控系統(tǒng)的新技術(shù)、新動(dòng)態(tài)；l 掌握測(cè)控系統(tǒng)設(shè)

3、計(jì)中的常用技能；l 培養(yǎng)調(diào)研實(shí)踐、獨(dú)立科研的能力。l 課程的主要目的課程的主要目的智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論第一章第一章 智能測(cè)控系統(tǒng)概述智能測(cè)控系統(tǒng)概述 1.1 測(cè)控系統(tǒng)的基本組成1.2 微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的分類 1.3 智能測(cè)控系統(tǒng)的特點(diǎn) 1.4 基于現(xiàn)場(chǎng)總線的智能測(cè)控系統(tǒng) 1.5 現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)特點(diǎn)智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論智能測(cè)控系統(tǒng)：智能測(cè)控系統(tǒng)：以計(jì)算機(jī)為核心，將信號(hào)檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理與計(jì)算以計(jì)算機(jī)為核心，將信號(hào)檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理與計(jì)算機(jī)控制融為一體的新型綜合性檢測(cè)和機(jī)控制融為一體的新型綜合性檢測(cè)和(或或)控制系統(tǒng)。它可以在控制系統(tǒng)。它可以在不改變系統(tǒng)硬件的情況下，主要依靠軟件就能根據(jù)客觀需要完不改變系統(tǒng)硬件的情況

4、下，主要依靠軟件就能根據(jù)客觀需要完成多種功能及任務(wù)。成多種功能及任務(wù)。主要組成部分：主要組成部分：1. 對(duì)象及環(huán)境：實(shí)際的被測(cè)對(duì)象及環(huán)境：實(shí)際的被測(cè)/被控對(duì)象，以及對(duì)象所處的環(huán)境；被控對(duì)象，以及對(duì)象所處的環(huán)境；2. 傳感與檢測(cè)裝置：被測(cè)傳感與檢測(cè)裝置：被測(cè)/被控對(duì)象的相關(guān)信息的敏感與變換；被控對(duì)象的相關(guān)信息的敏感與變換；3. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：根據(jù)控制信號(hào)，直接改變對(duì)象的狀態(tài)；執(zhí)行機(jī)構(gòu)：根據(jù)控制信號(hào)，直接改變對(duì)象的狀態(tài)；4. 過(guò)程通道：信號(hào)與計(jì)算機(jī)的連接，如，模擬量輸入通道過(guò)程通道：信號(hào)與計(jì)算機(jī)的連接，如，模擬量輸入通道(AI)、模擬量輸出通道模擬量輸出通道(AO)、開關(guān)量輸入通道、開關(guān)量輸入通道(D

5、I)、開關(guān)量輸出通、開關(guān)量輸出通道道(DO)；5. 微型計(jì)算機(jī)主機(jī)：?jiǎn)纹瑱C(jī)、工控機(jī)、嵌入式處理器、微型計(jì)算機(jī)主機(jī)：?jiǎn)纹瑱C(jī)、工控機(jī)、嵌入式處理器、DSP等；等；6. 人機(jī)聯(lián)系設(shè)備：人機(jī)聯(lián)系設(shè)備：CRT、LED、打印機(jī)、鍵盤、記錄儀、通信接、打印機(jī)、鍵盤、記錄儀、通信接口等；口等；7. 軟件系統(tǒng)：整合系統(tǒng)硬件資源，完成感知信息的儲(chǔ)存和處理、軟件系統(tǒng)：整合系統(tǒng)硬件資源，完成感知信息的儲(chǔ)存和處理、知識(shí)的接受和推理、控制的決策和規(guī)劃等。知識(shí)的接受和推理、控制的決策和規(guī)劃等。智能測(cè)控系統(tǒng)組成智能測(cè)控系統(tǒng)組成智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論測(cè)控系統(tǒng)組成示意圖測(cè)控系統(tǒng)組成示意圖模擬傳感器模擬傳感器1模擬調(diào)理電路模擬調(diào)理電路1

6、模擬調(diào)理電路模擬調(diào)理電路2模擬調(diào)理電路模擬調(diào)理電路n多多路路開開關(guān)關(guān)采樣采樣保持保持A / D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換微微型型計(jì)計(jì)算算機(jī)機(jī)D / A轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換模擬傳感器模擬傳感器2模擬傳感器模擬傳感器n數(shù)字傳感器數(shù)字傳感器1數(shù)字調(diào)理電路數(shù)字調(diào)理電路1數(shù)字調(diào)理電路數(shù)字調(diào)理電路2數(shù)字調(diào)理電路數(shù)字調(diào)理電路n數(shù)字傳感器數(shù)字傳感器2數(shù)字傳感器數(shù)字傳感器n數(shù)數(shù)字字輸輸入入接接口口功 率功 率放大放大數(shù)數(shù)字字輸輸出出接接口口功 率功 率放大放大控制對(duì)象控制對(duì)象1控制對(duì)象控制對(duì)象2控制對(duì)象控制對(duì)象m打打印印顯顯示示鍵鍵盤盤通信關(guān)聯(lián)測(cè)控系統(tǒng)執(zhí) 行執(zhí) 行機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)執(zhí) 行執(zhí) 行機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)總線現(xiàn)場(chǎng)總線局域網(wǎng)無(wú)線數(shù)傳無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)通信

7、技術(shù)。智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的分類微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的分類1 1操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)操作指導(dǎo)控制系統(tǒng)智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論2 2直接數(shù)字控制系統(tǒng)直接數(shù)字控制系統(tǒng)DDCDDC（Direct Digital ControlDirect Digital Control）智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論3監(jiān)督控制系統(tǒng)監(jiān)督控制系統(tǒng)SCC（Supervisory Computer Control）智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論4多機(jī)分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)多機(jī)分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論5 5控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論智能測(cè)控系統(tǒng)特點(diǎn)智能測(cè)控系統(tǒng)特點(diǎn)1. 檢測(cè)與控制的速度快，可以實(shí)時(shí)完成多點(diǎn)位多參數(shù)的檢測(cè)檢測(cè)與控制的速度快，可

8、以實(shí)時(shí)完成多點(diǎn)位多參數(shù)的檢測(cè)與控制；與控制；2. 傳感器信號(hào)自動(dòng)校零、自選量程、自動(dòng)校準(zhǔn)、自動(dòng)標(biāo)定、傳感器信號(hào)自動(dòng)校零、自選量程、自動(dòng)校準(zhǔn)、自動(dòng)標(biāo)定、自動(dòng)轉(zhuǎn)換；自動(dòng)轉(zhuǎn)換；3. 對(duì)被測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，自動(dòng)分析、處理、顯示、記錄；對(duì)被測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字濾波，自動(dòng)分析、處理、顯示、記錄；4. 通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)各種功能，縮短研發(fā)周期；通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)各種功能，縮短研發(fā)周期；5. 強(qiáng)大快速的運(yùn)算能力，便于實(shí)現(xiàn)參數(shù)的在線識(shí)別和各種智強(qiáng)大快速的運(yùn)算能力，便于實(shí)現(xiàn)參數(shù)的在線識(shí)別和各種智能控制方法能控制方法 ；6. 便于聯(lián)網(wǎng)，組成較大規(guī)模的測(cè)控及信息管理系統(tǒng)。便于聯(lián)網(wǎng)，組成較大規(guī)模的測(cè)控及信息管理系統(tǒng)。7. 多媒體功能，

9、使儀器具有聲光、語(yǔ)音、圖像、動(dòng)畫等功能。多媒體功能，使儀器具有聲光、語(yǔ)音、圖像、動(dòng)畫等功能。智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論現(xiàn)場(chǎng)總線測(cè)控系統(tǒng)示意圖現(xiàn)場(chǎng)總線測(cè)控系統(tǒng)示意圖傳感器傳感器數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集微機(jī)微機(jī)總線接口總線接口傳感器傳感器信號(hào)調(diào)理電路信號(hào)調(diào)理電路數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集微機(jī)微機(jī)總線接口總線接口傳感器傳感器信號(hào)調(diào)理電路信號(hào)調(diào)理電路數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集微機(jī)微機(jī)總線接口總線接口現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)總總線線主控站主控站信號(hào)調(diào)理電路信號(hào)調(diào)理電路智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的特點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)的特點(diǎn)1.全數(shù)字化通信，所有智能現(xiàn)場(chǎng)儀表帶有總線接口，掛全數(shù)字化通信，所有智能現(xiàn)場(chǎng)儀表帶有總線接口，掛 接在現(xiàn)場(chǎng)總線上，線纜少，且通信快速可靠；接

10、在現(xiàn)場(chǎng)總線上，線纜少，且通信快速可靠； 2.開放型的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，標(biāo)準(zhǔn)的一致性、公開性；開放型的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，標(biāo)準(zhǔn)的一致性、公開性； 3.互操作性與互用性，不同廠家的產(chǎn)品在硬件、軟件、互操作性與互用性，不同廠家的產(chǎn)品在硬件、軟件、 通信規(guī)程、連接方式等方面互相兼容，可以互換互用；通信規(guī)程、連接方式等方面互相兼容，可以互換互用；4.4.現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表都要具有智能檢測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的智能化，每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)儀表都要具有智能檢測(cè)、智能控制、故障診斷等功能；智能控制、故障診斷等功能；5.5.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性，將各種檢測(cè)與控制功能分散系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的高度分散性，將各種檢測(cè)與控制功能分散 分配給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，構(gòu)成全

11、分布式系統(tǒng)分配給現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，構(gòu)成全分布式系統(tǒng)。 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論第二章第二章 測(cè)控系統(tǒng)中信號(hào)感知測(cè)控系統(tǒng)中信號(hào)感知 2.1 傳感器的選用總則 2.2 力和壓力傳感器2.3 常用位移傳感器2.4 流量傳感器2.5 溫度傳感器2.6 其它傳感器智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論2.1 傳感器的選用總則傳感器的選用總則 1.傳感器的性能指標(biāo) ；2.傳感器的使用環(huán)境 ；3. 使用方便性 ；4. 維護(hù)方便性 ；5. 成本及其它。 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論傳感器的靜態(tài)特性傳感器的靜態(tài)特性 1.1. 線性度：輸入輸出曲線與擬合直線之間的偏差。線性度：輸入輸出曲線與擬合直線之間的偏差。 2.2. 重復(fù)性：在同一測(cè)試條件下，所測(cè)得的特性曲

12、線的一重復(fù)性：在同一測(cè)試條件下，所測(cè)得的特性曲線的一致程度。致程度。 3.3. 靈敏度：輸出量增量與輸入量增量之比。靈敏度：輸出量增量與輸入量增量之比。 4.4. 分辨率：能檢測(cè)出的最小輸入變化量。分辨率：能檢測(cè)出的最小輸入變化量。 5.5. 回差（滯后）：輸入量增大與減小過(guò)程中，輸入輸出回差（滯后）：輸入量增大與減小過(guò)程中，輸入輸出曲線的不重合。曲線的不重合。 6.6. 閾值（死區(qū)）：能產(chǎn)生輸出的最小輸入量。閾值（死區(qū)）：能產(chǎn)生輸出的最小輸入量。 7.7. 穩(wěn)定性：相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持其性能的能力。穩(wěn)定性：相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持其性能的能力。 8.8. 漂移：零點(diǎn)和靈敏度隨時(shí)間和溫度的緩慢變化。漂移：

13、零點(diǎn)和靈敏度隨時(shí)間和溫度的緩慢變化。 9.9. 靜態(tài)綜合精度：在測(cè)量范圍內(nèi)任一點(diǎn)的輸出值相對(duì)其靜態(tài)綜合精度：在測(cè)量范圍內(nèi)任一點(diǎn)的輸出值相對(duì)其理論值的偏離程度。理論值的偏離程度。 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論傳感器的動(dòng)態(tài)階躍響應(yīng)特性傳感器的動(dòng)態(tài)階躍響應(yīng)特性1.1. 時(shí)間常數(shù)：輸出值上升至穩(wěn)態(tài)值時(shí)間常數(shù)：輸出值上升至穩(wěn)態(tài)值63.2%所所需時(shí)間。需時(shí)間。 2.2. 上升時(shí)間：輸出值由穩(wěn)態(tài)值上升時(shí)間：輸出值由穩(wěn)態(tài)值10%上升至上升至90%所需時(shí)間。所需時(shí)間。 3.3. 響應(yīng)時(shí)間：輸出值達(dá)到允許范圍以內(nèi)所需響應(yīng)時(shí)間：輸出值達(dá)到允許范圍以內(nèi)所需時(shí)間。時(shí)間。 4.4. 超調(diào)量：響應(yīng)曲線第一次超出穩(wěn)態(tài)值之峰超調(diào)量：響應(yīng)曲

14、線第一次超出穩(wěn)態(tài)值之峰值。值。 5.5. 衰減率：相鄰兩個(gè)波峰高度下降的百分比。衰減率：相鄰兩個(gè)波峰高度下降的百分比。 6.6. 穩(wěn)態(tài)誤差：穩(wěn)態(tài)輸出值與目標(biāo)值之偏差。穩(wěn)態(tài)誤差：穩(wěn)態(tài)輸出值與目標(biāo)值之偏差。 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論傳感器的頻率響應(yīng)特性傳感器的頻率響應(yīng)特性1.1.頻響范圍：頻響范圍：-3bB所對(duì)應(yīng)的頻帶。所對(duì)應(yīng)的頻帶。 2.2.固有頻率：二階系統(tǒng)的特征參數(shù)。固有頻率：二階系統(tǒng)的特征參數(shù)。 3.3.阻尼比：二階系統(tǒng)的特征參數(shù)。阻尼比：二階系統(tǒng)的特征參數(shù)。 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論傳感器的使用環(huán)境傳感器的使用環(huán)境 1.1.自然環(huán)境：溫度、濕度、淋雨、氣壓、自然環(huán)境：溫度、濕度、淋雨、氣壓、振動(dòng)、沖擊等

15、，分為商用品、工業(yè)品、振動(dòng)、沖擊等，分為商用品、工業(yè)品、軍用品。軍用品。 2.2.工作環(huán)境：易燃、易爆、粉塵、油污、工作環(huán)境：易燃、易爆、粉塵、油污、工作介質(zhì)等。工作介質(zhì)等。 3.3.工作條件：電源、功耗、抗干擾等。工作條件：電源、功耗、抗干擾等。 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論傳感器的使用方便性傳感器的使用方便性 1.1.接口功能：電源、輸出信號(hào)形式、電纜接口功能：電源、輸出信號(hào)形式、電纜芯數(shù)、接插件等。芯數(shù)、接插件等。 2.2.外型：體積、重量、形狀、運(yùn)輸?shù)?。外型：體積、重量、形狀、運(yùn)輸?shù)取?3.3.安裝：安裝方式、安裝要求、安裝尺寸、安裝：安裝方式、安裝要求、安裝尺寸、安裝工具等。安裝工具等。 4.4

16、.操作：連接方便性、調(diào)節(jié)方便性、標(biāo)定操作：連接方便性、調(diào)節(jié)方便性、標(biāo)定方便性等方便性等。 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論傳感器的維護(hù)方便性傳感器的維護(hù)方便性 1.1.可靠性：平均無(wú)故障時(shí)間、抗過(guò)載能力等。可靠性：平均無(wú)故障時(shí)間、抗過(guò)載能力等。 2.2.壽命：工作年限、疲勞性能、定期標(biāo)定。壽命：工作年限、疲勞性能、定期標(biāo)定。 3.3.可更換性：是否可更換、是否方便更換?？筛鼡Q性：是否可更換、是否方便更換。 4.4.可維修性：維修方便性、維修時(shí)間、易損可維修性：維修方便性、維修時(shí)間、易損件的更換等。件的更換等。 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論傳感器的成本及其它傳感器的成本及其它1.1. 傳感器價(jià)格：?jiǎn)蝺r(jià)、批量?jī)r(jià)。傳感器價(jià)格：

17、單價(jià)、批量?jī)r(jià)。 2.2. 二次儀表價(jià)格：接口電路復(fù)雜性、配套儀二次儀表價(jià)格：接口電路復(fù)雜性、配套儀表價(jià)格。表價(jià)格。 3.3. 系統(tǒng)價(jià)格：構(gòu)成多點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)的成本。系統(tǒng)價(jià)格：構(gòu)成多點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)的成本。 4.4. 信譽(yù)度：生產(chǎn)廠家的品牌、信譽(yù)度、保用信譽(yù)度：生產(chǎn)廠家的品牌、信譽(yù)度、保用期、長(zhǎng)期供貨能力等。期、長(zhǎng)期供貨能力等。 5.5. 供貨期：最短供貨期、維修期等。供貨期：最短供貨期、維修期等。 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論2.2 2.2 力和壓力傳感器力和壓力傳感器 一、電阻應(yīng)變式力傳感器一、電阻應(yīng)變式力傳感器利用電阻應(yīng)變片作為敏感元件可以制作力傳感器，這是最常用的力傳感器。其特點(diǎn)是測(cè)量范圍大，測(cè)量精度較高

18、，商品化程度高，價(jià)格較低。智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論電阻應(yīng)變片示意圖電阻應(yīng)變片示意圖 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論電阻應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變式傳感器1 1 園柱式園柱式 幾十公斤幾百噸幾十公斤幾百噸測(cè)力圓環(huán)測(cè)力圓環(huán) 等強(qiáng)度懸臂梁等強(qiáng)度懸臂梁 幾十克幾十公斤幾十克幾十公斤智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論電阻應(yīng)變式傳感器電阻應(yīng)變式傳感器2 2應(yīng)變片應(yīng)變片智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論電阻應(yīng)變式傳感器產(chǎn)品示例電阻應(yīng)變式傳感器產(chǎn)品示例S型稱重傳感器型稱重傳感器量程量程(kg)：100、150、200、250、300、500、1000、2000、5000綜合誤差: 0.03%F.S輸出阻抗: 3503靈敏度: 20.02mv/v絕緣電阻: 5000M(10

19、0VDC)非線性: 0.03%F.S激勵(lì)電壓: 912VDC滯后: 0.03%F.S溫度補(bǔ)償范圍: -10+40重復(fù)性: 0.02%F.S使用溫度范圍: -20+55蠕變: 0.03%F.S/10min零點(diǎn)溫度影響: 0.03%F.S/10零點(diǎn)輸出: 1%F.S靈敏度溫度影響: 0.03%F.S/10輸入阻抗: 3505防護(hù)等級(jí): IP66智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論電阻應(yīng)變式傳感器產(chǎn)品示例電阻應(yīng)變式傳感器產(chǎn)品示例柱式稱重傳感器柱式稱重傳感器量程量程(t)：10、25、40、60、100綜合誤差: 0.02%F.S輸出阻抗: 4805靈敏度: 20.002mv/v絕緣電阻: 5000M(100VDC)非線

20、性: 0.02%F.S激勵(lì)電壓: 912VDC滯后: 0.02%F.S溫度補(bǔ)償范圍: -10+40重復(fù)性: 0.01%F.S使用溫度范圍: -40+80蠕變: 0.02%F.S/10min零點(diǎn)溫度影響: 0.02%F.S/10零點(diǎn)輸出: 1%F.S靈敏度溫度影響: 0.02%F.S/10輸入阻抗: 4505防護(hù)等級(jí): IP68智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論力傳感器的應(yīng)用示例力傳感器的應(yīng)用示例智能測(cè)量?jī)x表智能測(cè)量?jī)x表打印機(jī)報(bào)警控制變送器420mA輸出傳感器1傳感器2傳感器3稱重料斗智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論壓阻式壓力傳感器壓阻式壓力傳感器 硅膜片硅膜片二、壓阻式壓力傳感器二、壓阻式壓力傳感器壓阻效應(yīng)：固體材料在應(yīng)力作用

21、下電阻率發(fā)生變化，可以制成半導(dǎo)體應(yīng)變式傳感器和擴(kuò)散型壓阻式壓力傳感器。（工程中所稱的壓力實(shí)際上指壓強(qiáng)）智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論壓阻式壓力傳感器產(chǎn)品示例壓阻式壓力傳感器產(chǎn)品示例PT501高精度壓力變高精度壓力變送器廣泛用于工業(yè)設(shè)送器廣泛用于工業(yè)設(shè)備、水利、化工、液備、水利、化工、液壓、氣動(dòng)控制系統(tǒng)、壓、氣動(dòng)控制系統(tǒng)、電力、空調(diào)、環(huán)保、電力、空調(diào)、環(huán)保、空壓機(jī)、金剛石壓機(jī)、空壓機(jī)、金剛石壓機(jī)、冶金、車輛制動(dòng)、樓冶金、車輛制動(dòng)、樓宇自控與恒壓供水等宇自控與恒壓供水等壓力測(cè)量與控制。壓力測(cè)量與控制。 技術(shù)參數(shù)1.量程范圍：0-0.6MPa 0-100MPa2. 綜合精度： 0.1%、0.2% 、0.3%、0.

22、5%、1.0%3. 輸出信號(hào)： 420mA；05V；15V； 010V4. 工作溫度：-1080-1505. 供電電壓：936V6. 長(zhǎng)期穩(wěn)定性：0.1%F.S/year7. 負(fù)載阻抗： 電流型： 800，電壓型：50K8. 螺紋連接：通用M2015，其它螺紋可依客戶要求設(shè)計(jì)9.安全過(guò)載：120%；極限過(guò)載：150%智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論其它常用力其它常用力/壓力傳感器壓力傳感器 中間可中間可動(dòng)極板動(dòng)極板兩側(cè)固兩側(cè)固定極板定極板主要特點(diǎn)：測(cè)主要特點(diǎn)：測(cè)量范圍廣，最量范圍廣，最低范圍低范圍0 160Pa，最高，最高范圍范圍040MPa。精度高，精度高，0.2 0.5級(jí)級(jí)電容式壓力傳感器電容式壓力傳感器

23、 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論其它常用力其它常用力/壓力傳感器壓力傳感器 諧振式力傳感器諧振式力傳感器 諧振子的固有頻率隨被測(cè)物理量的變化而變化，有振弦諧振子的固有頻率隨被測(cè)物理量的變化而變化，有振弦式、振筒式、振膜式、振梁式。式、振筒式、振膜式、振梁式。振弦式拉力傳感器振弦式拉力傳感器 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論其它常用力其它常用力/壓力傳感器壓力傳感器 壓磁式力傳感器壓磁式力傳感器 鐵磁物質(zhì)內(nèi)部應(yīng)力的變化導(dǎo)致導(dǎo)磁系數(shù)的變化鐵磁物質(zhì)內(nèi)部應(yīng)力的變化導(dǎo)致導(dǎo)磁系數(shù)的變化 壓磁式測(cè)力傳感器 ，050噸CD線圈沒有感應(yīng)電勢(shì)CD線圈有感應(yīng)電勢(shì)AB線圈電流激勵(lì)智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論2.3 2.3 常用常用位移傳感器位移傳感器 一、電

24、阻式位移傳感器一、電阻式位移傳感器電阻式位移傳感器是利用一定的工藝制成的薄膜電阻構(gòu)成的直線或旋轉(zhuǎn)式位移傳感器。具有測(cè)量范圍大、精度較高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用廣泛。KTD特性表有效行程60mm總阻5K阻值誤差20%獨(dú)立線性率0.25%重復(fù)精度0.01mm溫度系數(shù)50ppm/輸出平滑性0.1%壽命一億次工作溫度-40-100電阻式位移傳感器產(chǎn)品示例智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論常用常用位移傳感器位移傳感器 二、互感式位移傳感器（差動(dòng)變壓器）二、互感式位移傳感器（差動(dòng)變壓器）差動(dòng)變壓器式位移傳感器是基于變壓器原理。通過(guò)一次線圈與二次線圈弱電磁藕合，使得鐵芯的位移變化量與輸出電信號(hào)變化量呈精密線性關(guān)系。差動(dòng)

25、變壓器式位移傳感器原理：智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論常用常用位移傳感器位移傳感器差動(dòng)變壓器式位移傳感器示例差動(dòng)變壓器式位移傳感器示例WY-DC位移傳感器1、靈敏度（mv/v/mm）：100-10002、初級(jí)勵(lì)磁電壓：5V（3-8）3、動(dòng)態(tài)頻率：0-200HZ4、靈敏度漂移：零點(diǎn) 0.01(%/),滿度 0.025（%/）5、負(fù)載阻抗：20K6、工作溫度：-20+70標(biāo)準(zhǔn) -40+150耐高低溫7、高精度：0.05%8、高分辨率：0.001um9、供電電壓：6、12、15、 24、9、12、15 VDC10、輸出電壓：05V 010V 05V 010V 輸出電流：010mA 020mA 420mA智能測(cè)控系

26、統(tǒng)導(dǎo)論常用常用位移傳感器位移傳感器 三、渦流式位移傳感器三、渦流式位移傳感器當(dāng)金屬導(dǎo)體置于線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)中時(shí)，由于導(dǎo)體中產(chǎn)生的渦流所引起的新磁場(chǎng)將削弱原線圈磁場(chǎng)，從而導(dǎo)致線圈的等效電感、阻抗、品質(zhì)因數(shù)發(fā)生變化。這種效應(yīng)隨金屬導(dǎo)體與線圈的距離大小而變化，可以制成線性傳感器，也可以制成接近開關(guān)。智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論常用常用位移傳感器位移傳感器 四、感應(yīng)同步器四、感應(yīng)同步器利用定尺和滑尺之間的電磁感應(yīng)檢測(cè)位移。優(yōu)點(diǎn)是精度高、行程長(zhǎng)。定尺W形滑尺U形滑尺智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論感應(yīng)同步器產(chǎn)品示例感應(yīng)同步器產(chǎn)品示例 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論常用常用位移傳感器位移傳感器 五、增量碼盤，可測(cè)轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論常用

27、常用位移傳感器位移傳感器增量碼盤產(chǎn)品示例分辨率范圍：105000脈沖/轉(zhuǎn) 響應(yīng)頻率： 2010K智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論絕對(duì)編碼器絕對(duì)編碼器 可達(dá)16位智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論2.4 2.4 流量傳感器流量傳感器一、容積式流量傳感器一、容積式流量傳感器嚙合齒輪每旋轉(zhuǎn)一圈將排出固定體積的液體。常用的是橢圓齒輪流量傳感器，其優(yōu)點(diǎn)是計(jì)量精度高，主要用于測(cè)量油類等昂貴介質(zhì)或其它高粘度介質(zhì)的累計(jì)流量。 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論橢圓齒輪流量傳感器示例橢圓齒輪流量傳感器示例 橢圓齒輪流量傳感器規(guī)格和參數(shù)橢圓齒輪流量傳感器規(guī)格和參數(shù)規(guī)格公稱通徑流量范圍單位脈沖(mm)（m3/h）(mL/P)OF-10A100.020.21.216O

28、F-15A150.181.89OF-20A200.252.510.48OF-25A250.6618.24OF-40A401.51531.5OF-50A502.42480.6OF-80A80550148.7智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論流量傳感器流量傳感器 二、渦輪式流量傳感器二、渦輪式流量傳感器液體流動(dòng)推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪葉片周期性地掃過(guò)磁鋼，使磁路磁阻周期性變化，在線圈中感應(yīng)出交流信號(hào)，信號(hào)頻率與流量成正比。智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論渦輪流量計(jì)產(chǎn)品示例渦輪流量計(jì)產(chǎn)品示例渦輪流量計(jì)產(chǎn)品型號(hào) 公稱 通徑 流量范圍（m3/h） 精度LWGY-4 LWGY-4-B 4 0.040.250.51 LWGY-6 LWGY-6-B

29、 6 0.10.6 0.51 LWGY-10 LWGY-10-B 10 0.21.2 0.51 LWGY-15 LWGY-15-B 15 0.66 0.51 LWGY-25 LWGY-25-B 25 110 0.51 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論其它流量傳感器其它流量傳感器卡門渦街原理：旋渦卡門渦街原理：旋渦產(chǎn)生的頻率與流體的產(chǎn)生的頻率與流體的平均流速成正比平均流速成正比漩渦流量計(jì)(渦街流量計(jì))漩渦產(chǎn)生的推力變化漩渦產(chǎn)生的推力變化由壓電元件檢測(cè)由壓電元件檢測(cè)智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論旋渦流量計(jì)（渦街流量計(jì)）旋渦流量計(jì)（渦街流量計(jì)）測(cè)量介質(zhì)：蒸汽、測(cè)量介質(zhì)：蒸汽、天然氣、一般氣天然氣、一般氣體、液體。體、液體。輸出信

30、號(hào)：輸出信號(hào)：020mA、420mA智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論其它流量傳感器其它流量傳感器電磁流量計(jì)公稱通徑：251200mm重量: 151000kg流量: 312000m3/h導(dǎo)電流體切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。導(dǎo)電流體切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論其它流量傳感器其它流量傳感器超聲流量計(jì)聲波在順流和逆流傳播時(shí)存在速度差，據(jù)此測(cè)出流速。反射的超聲波產(chǎn)生多普勒頻移。智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論其它流量傳感器其它流量傳感器質(zhì)量流量計(jì)智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論2.5 2.5 溫度傳感器溫度傳感器 1. 熱電偶傳感器 2. 金屬電阻溫度傳感器 3. 熱敏電阻溫度傳感器 4. 半導(dǎo)體集成溫度傳感器 5. 紅外

31、溫度傳感器 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論熱電偶傳感器熱電偶傳感器 熱電偶利用熱電效應(yīng)測(cè)溫，在工業(yè)測(cè)溫中有廣泛應(yīng)用。其特點(diǎn)是測(cè)溫范圍寬、準(zhǔn)確度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論金屬電阻溫度傳感器金屬電阻溫度傳感器 1.1.鉑熱電阻：鉑熱電阻：-200850，線性度好、，線性度好、測(cè)量準(zhǔn)確、互換性好、抗沖擊振動(dòng)。測(cè)量準(zhǔn)確、互換性好、抗沖擊振動(dòng)。 2.2.銅熱電阻：銅熱電阻：-50150，溫度系數(shù)較，溫度系數(shù)較大、價(jià)格便宜、互換性好、固有電阻小、大、價(jià)格便宜、互換性好、固有電阻小、體積大。體積大。3.3.鎳熱電阻：鎳熱電阻：-50-50150150，溫度系數(shù)大，溫度系數(shù)大，但一致性差。但一致性差。

32、智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論熱敏電阻溫度傳感器熱敏電阻溫度傳感器1. PTC：正溫度系數(shù)熱：正溫度系數(shù)熱敏電阻敏電阻 2. NTC：負(fù)溫度系數(shù)熱：負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻敏電阻 3. CTR：臨界溫度熱敏：臨界溫度熱敏電阻電阻 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論半導(dǎo)體集成溫度傳感器半導(dǎo)體集成溫度傳感器 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論半導(dǎo)體集成溫度傳感器半導(dǎo)體集成溫度傳感器 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論AD公司的測(cè)溫傳感器公司的測(cè)溫傳感器1. TMP35/36/37，模擬電壓輸出的溫度傳感器，模擬電壓輸出的溫度傳感器2. TMP03/04，串行數(shù)字輸出的溫度傳感器，串行數(shù)字輸出的溫度傳感器3. AD7414/7415，I2C接口的溫度傳感器接口的溫度傳感器

33、4. TMP17 電流輸出的溫度傳感器電流輸出的溫度傳感器智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論TMP35/36/37，模擬電壓輸出的溫度傳感器，模擬電壓輸出的溫度傳感器測(cè)溫范圍：測(cè)溫范圍：TMP35(+10+125) TMP36(-40+125) TMP37(+5 TMP37(+5+100)+100) 精度精度 ： 2，電源：，電源：2.72.75.5V5.5V關(guān)斷狀態(tài)下（關(guān)斷狀態(tài)下（shutdownshutdown）：電源電流）：電源電流55 A A，輸出端高阻狀態(tài)。，輸出端高阻狀態(tài)。 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論TMP35/36/37溫度特性溫度特性智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論TMP03/04，串行數(shù)字輸出的溫度傳感器，串行數(shù)字輸出

34、的溫度傳感器測(cè)溫范圍:-25+100,精度:1.5,電源:4.77V 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論TMP03/04的輸出端 TMP03/04的輸出格式 TMP03/04的輸出的輸出智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論AD7414/7415，I2C接口的溫度傳感器接口的溫度傳感器測(cè)溫范圍：測(cè)溫范圍：-40+85-40+85，精度：，精度： 22，電源：，電源：2.72.75.5V5.5V，分辨率：，分辨率：1010位位 ASAS為地址選擇，可接為地址選擇，可接地地、電源電源、浮空浮空 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論二種工作模式：model1：D7=0，800ms自動(dòng)測(cè)量一 次 （ 如 果 置D2=1，則可隨時(shí)起動(dòng)一次測(cè)量，完成后恢復(fù)成自動(dòng)定

35、時(shí)）。model2：D7=1，關(guān)斷狀態(tài)。置D2=1可起動(dòng)一次測(cè)量，完成后又關(guān)斷。 配置寄存器設(shè)定有關(guān)功能AD7414/7415的寄存器的寄存器智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論TMP17 電流輸出的溫度傳感器電流輸出的溫度傳感器測(cè)平均溫測(cè)平均溫度度測(cè)最低溫測(cè)最低溫度度智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論紅外溫度傳感器紅外溫度傳感器 利用紅外探測(cè)器來(lái)檢測(cè)被測(cè)物體的紅外輻射能，轉(zhuǎn)換利用紅外探測(cè)器來(lái)檢測(cè)被測(cè)物體的紅外輻射能，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后測(cè)量溫度。特點(diǎn)是遠(yuǎn)距離、非接觸、響應(yīng)成電信號(hào)后測(cè)量溫度。特點(diǎn)是遠(yuǎn)距離、非接觸、響應(yīng)快、測(cè)溫范圍大、安全可靠?？臁y(cè)溫范圍大、安全可靠。智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論紅外溫度傳感器示例紅外溫度傳感器示例 產(chǎn)品示例產(chǎn)品示

36、例產(chǎn)品特性 1. 型號(hào): KZ-TP-300M 2. 品名: 紅外溫度傳感器3. 測(cè)溫范圍: -20300C，0150C4. 環(huán)境溫度: -20100C5. 距離系數(shù)：8 :16. 響應(yīng)時(shí)間: 150ms7. 信號(hào)輸出: 4-20mA/0-5V/ RS4858. 電源: AC220V，DC24V9. 尺寸：23mm40mm 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論型號(hào)型號(hào)溫度范圍溫度范圍響應(yīng)波長(zhǎng)響應(yīng)波長(zhǎng)光學(xué)分辨率光學(xué)分辨率LT (LT (低溫型低溫型) ) -40C 到 600C8 14 m33:1LTHSF (LTHSF (低溫型低溫型) ) -40C 到 600C8 14m50:1MT (MT (中溫型中溫型)

37、)250C 到 1200C3.9 m30:1G5 (G5 (玻璃專用型玻璃專用型) )250C 到 1650C5.0 m 33:1P7 (P7 (塑料專用型塑料專用型) )10C 到 360 C7.9 m30:1 紅外溫度傳感器示例紅外溫度傳感器示例 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論2.6 其它常用傳感器其它常用傳感器 光敏電阻器光敏電阻器 光照時(shí)導(dǎo)電增強(qiáng)，電阻減小。一般，亮阻為暗阻的幾萬(wàn)分之一。特性下圖。應(yīng)用于各種自動(dòng)控制、自動(dòng)報(bào)警場(chǎng)合。如火焰探頭、照明調(diào)光、燈控、亮度控制等。 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論光敏二極管光敏二極管利用利用PN結(jié)的光電效應(yīng)。特性下圖。適用于光結(jié)的光電效應(yīng)。特性下圖。適用于光電轉(zhuǎn)換、光探測(cè)等場(chǎng)

38、合。紅外光敏二極管可電轉(zhuǎn)換、光探測(cè)等場(chǎng)合。紅外光敏二極管可以將紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。以將紅外光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論光敏三極管光敏三極管 利用利用PN結(jié)的光電效應(yīng)制成達(dá)林頓光敏三極管結(jié)的光電效應(yīng)制成達(dá)林頓光敏三極管 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論霍爾元件霍爾元件 Y方向通電流方向通電流Z方向加磁場(chǎng)方向加磁場(chǎng)X方向產(chǎn)生方向產(chǎn)生霍爾電勢(shì)霍爾電勢(shì)通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)位移通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)位移通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)電流通過(guò)磁場(chǎng)測(cè)電流智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論霍爾元件霍爾元件 智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論壓電超聲換能器壓電超聲換能器 一片伸長(zhǎng)一片縮短，一片伸長(zhǎng)一片縮短，產(chǎn)生彎曲振動(dòng)產(chǎn)生彎曲振動(dòng)超聲換能器結(jié)構(gòu)原理超聲換能器結(jié)構(gòu)原理超聲波檢測(cè)和聲發(fā)射檢測(cè)中應(yīng)用超聲波檢測(cè)和聲發(fā)射檢測(cè)中應(yīng)用智能測(cè)控系統(tǒng)導(dǎo)論磁致伸縮超聲換能器磁致伸縮超聲換能器 鐵磁物質(zhì)在磁場(chǎng)中尺寸會(huì)變化，反之，受外力作用產(chǎn)生形變也鐵磁物質(zhì)在磁場(chǎng)中尺寸會(huì)變化，反之，受外力作