熱控基本知識

1、目錄關(guān)于熱電阻的接法對測量精度的影響的簡要說明1溫度測量2壓敏電阻常見的技術(shù)問題分析9壓力測量步進電機和交流伺服電機性能比較20光電傳感器基礎(chǔ)知識及術(shù)語28儀表工知識33DCS與PLC的區(qū)別62關(guān)于熱電阻的接法對測量精度的影響的簡要說明對于PT電阻來說，它本身的精度基本分為A、B兩級，這種分級僅僅是自身的精 度，與幾線連接沒有關(guān)系。測量的誤差除了來自？丁電阻的本身，還有就是引線電阻對測量的影響，所以PT 電阻有2、3、4的種類。理論上2線PT電阻是不能抵消引線誤差的，雖然說你可以測量引線電阻，在實 際使用中用程序減掉，但由于電阻引線的長度和材質(zhì)存在離散性，所以這種誤差 是不能消除的。3線PT電

2、阻是通過測量電阻總壓降減去一個引線臂的電壓降來抵消誤差的，只 要保證三根連接電阻引線材質(zhì)和截面是完全相同的，理論上就可以完全去除誤 差，原因和上面的相同，由于離散性的存在，只能有限的提高精度。4線PT電阻采用完全不同的測量方法，它的2線作為供電臂，另外兩線作為測 量臂，因為測量臂基本沒有電流存在（高阻抗輸入），所以測量臂的電阻就完全 不會對測量結(jié)果構(gòu)成影響，所以說，它的測量是最準確的，測量精度與連接電阻 引線的材質(zhì)和截面沒有任何關(guān)系。總結(jié)以下：2線越短，測量越準確3線引線材質(zhì)和截面越相同，測量越準確4線沒要求，天生就是準確的另外需要注意的是對PT電阻的饋電電流要盡量小，防止PT電阻的自熱現(xiàn)象影

3、響 測量的精度。溫度測量溫度測量一、填空題1、溫度測量可分為兩大類，即接觸法測溫和非接觸法測溫。2、膨脹式溫度計是利用物體受熱后體積膨脹的原理，其中包括氣體、液體和固 體膨脹式溫度計。3、熱力學(xué)溫度符號為T,其單位為K（開爾文）。4、在國際溫標(biāo)中同時使用開爾文溫度和國際攝氏溫度，其關(guān)系為_t=T-273.15。5、玻璃管式溫度計屬膨脹式溫度計，它主要由液體；存儲器；毛細管；和標(biāo)尺 組成。6、鐐鉻-鐐硅熱電偶分度號為K型，鐵-康銅熱電偶分度號為J型。7、補償導(dǎo)線分為補償型和延伸型兩類，其中X表示延伸型,C表示補償型。8、電阻式溫度計原理為導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的性質(zhì)。9、在工業(yè)測量中熱電阻

4、接線方式有兩種：兩線制和三線制，其中三線制使引線 電阻變化對指示的影響小很多。10、熱電偶補償導(dǎo)線的作用為延伸熱電偶的冷端。11、動圈表在調(diào)?；蛐蘩頃r，調(diào)整儀表測量范圍可以通過改變張絲鋼度和改變R 串電阻來實現(xiàn)。12、K型熱電偶補償導(dǎo)線采用銅-康銅材料。13、熱電偶補償方法有冰點槽法、計算法、調(diào)零法、橋路補償法。14、溫標(biāo)的傳遞包括生產(chǎn)中對各測溫儀表的分度，把標(biāo)準傳遞到測量儀表；對使 用中或修理后的測溫儀表的檢定兩方面內(nèi)容。15、固體膨脹式溫度計由兩種不同膨脹系數(shù)的材料制成，它分為桿式和雙金屬式 兩大類。16、壓力式溫度計是利用在密閉容器中的物質(zhì)，隨溫度升高而壓力升高這一原理 制成的。17、玻

5、璃液體溫度計常用的感溫液有水銀和有機液體兩種。18、采用相同熱電偶串聯(lián)來測量同一溫度，是以熱電偶的1 /N倍來計算對應(yīng)的被 測溫度。19、熱電偶工作端焊接方法有乙炔焊、電弧焊、對焊、鹽浴焊等，其中乙炔焊、 鹽浴焊只能焊非貴金屬熱電偶。20、利用光輻射特性測溫的儀表，目前廣泛應(yīng)用有全輻射溫度計、部分輻射溫度 計、亮度溫度計、比色溫度計。21、光輻射特性測溫儀表，它們所用的物理基礎(chǔ)全是普朗克輻射定律和斯忒藩- 玻爾茲曼定律兩定律。22、全輻射溫度計主要由光學(xué)系統(tǒng)、輻射接收器、測量儀表輔助裝置構(gòu)成，它一 般應(yīng)用在7002000C高溫場合。23、亮度溫度計是利用各物體在不同溫度下輻射的單色亮度不同這一

6、原理而工作 的。24、測溫元件安裝時、固定方式有螺紋連接固定、法蘭固定兩種方式。25、溫度儀最高使用值一般為滿量程的90%，正常指示值應(yīng)為滿量程的5%至75%。26、多個測溫元件共用一臺顯示儀表時，使用指示值一般為滿量程的20%到75%。27、在玻璃溫度計、壓力式溫度計和雙金屬溫度計中耐振最好的是雙金屬溫度計， 精度最高的是玻璃溫度計，可以遠距離顯示的是壓力式溫度計。28、工業(yè)玻璃水銀溫度計的型號是WNG，工業(yè)玻璃液體溫度計的型號是叩州，雙 金屬溫度計的型號是WSS。29、氣體壓力式溫度計的型號是WTO,蒸汽壓力式溫度計的型號是WTZ。30、熱電偶產(chǎn)生熱電勢的條件是兩熱電極材料不同，兩接點溫度

7、不同。31、熱電偶電勢與熱電偶材料和結(jié)點溫度有關(guān)，與偶絲的長短和粗細無關(guān)。二、簡答題1、鎧裝熱電偶在工廠內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，請說明它的優(yōu)點。動態(tài)響應(yīng)快，時間常數(shù)最快可達0.01s。撓性好，套管退火后彎曲半徑可為套管直徑的2倍。可按需制成不同長度，可直接引到儀表，可不加補償線。有很好的防震、防沖擊性能，強度好。工作端熱容量小，對被測物影響小。2、簡述玻璃溫度計的測溫原理。利用玻璃感溫泡內(nèi)的測溫物質(zhì)（水銀、酒精、煤油等）受熱膨脹使體積發(fā)生變化 與玻璃受熱后體積發(fā)生的變化差來測量溫度的，其示值就是測溫物質(zhì)體積變化與 玻璃體積變化的差值。3、試述雙金屬溫度計的測溫原理。利用兩種不同膨脹系數(shù)的雙金屬片疊焊在

8、一起作測溫傳感器，當(dāng)溫度變化時，雙 金屬片彎曲，其彎曲程度與溫度成比例來進行測溫，具體應(yīng)用時，一端固定，另 一端變形通過傳動、放大等帶動指針指示出溫度值來。4、簡述熱電偶補償導(dǎo)線性質(zhì)和作用。補償導(dǎo)線就是用熱電性質(zhì)與工作熱電偶相近的材料制成導(dǎo)線，用它將熱電偶的參 比端延長到所需要的地方，而不會對工作熱電偶回路引入超出允許的附加測溫誤 差。5、熱電偶為什么要進行檢定？熱電偶在工作中，會受到環(huán)境、溫度、保護套管等影響，使用一段時間后，其熱 電輸出特，性會變化，對高溫、高腐蝕及特殊測量中影響更大，當(dāng)輸出特性變化超 過允許值時，即超出誤差范圍，會使指示值偏差增大，會導(dǎo)致所控制產(chǎn)品質(zhì)量下 降，因此，要定期

9、檢定，防止事故發(fā)生。6、試述熱電阻溫度計的測溫原理。熱電阻溫度計的測溫原理是利用導(dǎo)體或半導(dǎo)體的電阻隨溫度變化這一性質(zhì)進行 測溫。7、介紹電阻溫度計的主要優(yōu)點。測量精度高；有較大的測量范圍，尤其在低溫方面；易于使用在自動測量中，便于遠距離測量；與熱電偶相比，無參比端誤差。8、為什么昂貴的鉑制成的鉑電阻能得到廣泛應(yīng)用？它的物化性能極為穩(wěn)定，耐氧化能力強；可使用在很寬的溫度范圍內(nèi)（1200C以下）；易于提純，復(fù)制性好，有很好的工藝性，可制成各種絲及鉑箔；與其它熱阻材料相比，有較高的電阻率。9、簡述熱電偶的特點。測量精確度較高;結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，可適應(yīng)各種測量對象的要求，如快速、小尺寸、點溫測 量等

10、；動態(tài)響應(yīng)快;可進行遠距離測量;測溫范圍廣。10、說明水銀溫度計的優(yōu)缺點及注意事項。優(yōu)點是水銀溫度計結(jié)構(gòu)簡單，直觀，使用方便，有較高的靈敏度與精度，價格便 宜，測溫范圍廣，應(yīng)用廣泛。缺點是易碎，不便于自動記錄和信號遠傳。注意事項：在制造和使用中損壞時，水銀蒸氣對人體有害。11、熱電偶是根據(jù)熱電效應(yīng)而制成的，請說明什么叫熱電效應(yīng)？兩種不同材料的導(dǎo)體組成一個封閉回路，如果兩端結(jié)點溫度不一樣，則回路中就 會產(chǎn)生一定大小的電流，這個電流的大小與導(dǎo)體材料性質(zhì)與結(jié)點溫度有關(guān)，此現(xiàn) 象叫熱電效應(yīng)。12、逐一說明7種工業(yè)熱電偶的型號、分度號、測量范圍。鉑銠10-鉑熱電偶，分度號S，可在01300C長期工作，短

11、時可到1600C。鉑銠30-鉑銠6熱電偶，分度號B，可在01600C長期工作，短時可到1800C。鐐鉻-鐐硅（鐐鉻-鐐鋁）熱電偶，分度號K,測量范圍01300C，分度曲線更 接近線，性，熱電動勢高。銅-康銅熱電偶，分度號T，可工作在-200400C，特點是精度高，穩(wěn)定性好， 低溫時靈敏度高。鐐鉻-銅鐐熱電偶，分度號為E，測量范圍-200900C，特點是穩(wěn)定性好，靈 敏度高和價格低廉等。鐵-銅鐐熱電偶，分度號J，使用溫度-40750C。在700C以下線性好，靈 敏度高。鉑銠13-鉑熱電偶，分度號R，使用溫度01300C，短時可到1600C。13、為使熱電偶能正常工作，對熱電偶結(jié)構(gòu)有什么要求？熱電

12、偶的工作端要焊接牢固、可靠，焊接點不得有氣孔、熔渣及雜質(zhì)。電極除工作接點外，必須有良好的絕緣，防止電極間短路、漏電，偶絲不應(yīng)有 機械損傷。引線與外接線連接方便，牢固。在有害條件下工作時，保護管應(yīng)保證將介質(zhì)與熱電偶隔離，使熱電偶正常工作。溫度導(dǎo)管應(yīng)有一定機械強度。14、在制作熱電偶時，可兩極繞起來再焊，為什么不能多繞幾圈再焊？一般鉸焊圈數(shù)不應(yīng)超過2一3圈，否則工作端上移，在測量時就會帶來誤差。15、動圈內(nèi)部線大都為銅，為什么在實際中與熱電偶一起測溫時不會帶來測溫誤 差？根據(jù)熱電偶的中間導(dǎo)體定律可知，由導(dǎo)體A、8組成的熱電偶，當(dāng)引入第三導(dǎo)體 時，只要保持第三導(dǎo)體C兩端溫度相同，則接入導(dǎo)體。后回路總

13、電勢不變，當(dāng)把 第三導(dǎo)體換為動圈表時，其兩結(jié)點溫度一致，所以不會帶來測量誤差。16、簡述鎧裝熱電阻的優(yōu)點。特點與鎧裝熱電偶相近，夕卜徑可做很小，反應(yīng)速度快。有良好的機械，耐振性和沖擊，性。引線和保護管成一體，具有較好的撓，性，便于安裝。電阻體封裝在金屬管內(nèi)，不易受有害介質(zhì)侵蝕。17、簡述接觸法測溫的誤差來源。接觸法測溫都是利用熱敏元件與被測介質(zhì)之間的熱交換，最后達到平衡，通過熱 敏元件本身的溫度反映被測介質(zhì)的溫度。這種方法較簡單可靠，但由于以下原因， 可造成測量誤差：沿測溫元件導(dǎo)熱引起的誤差；測溫元件熱輻射引起的誤差；由于測溫元件的插入或接觸，對被測溫場引起的誤差；接觸法測量時接觸不良引起的誤

14、差；由于測溫元件熱慣性影響，當(dāng)被測對象溫度變化很快時，也將產(chǎn)生動態(tài)誤差。18、簡述光輻射法測溫的優(yōu)點。測量過程中不與被測體接觸，不會由于測量元件的引入影響被測溫場的分布，由 于非接觸，測量元件不必達到與被測介質(zhì)相同的溫度，有更高的測量上限，其次， 可以實現(xiàn)快速測量。19、使用玻璃溫度計時，可以隨便插入多深嗎？一般玻璃溫度計上有浸沒線，使用時，應(yīng)插到浸沒線處，如沒有浸沒線，則從上 體開始擴大處作為浸沒標(biāo)志。全浸溫度計使用時需全浸在介質(zhì)中，如無法全浸， 則需根據(jù)公式修正。20、為什么要對熱電阻的導(dǎo)線電阻進行調(diào)整？熱電阻一般采用不平衡電橋電路進行測量，熱電阻的兩根導(dǎo)線分別接入電橋的兩 端鄰臂內(nèi)，在設(shè)

15、計電橋時，為使電橋在儀表刻度始點溫度時達到平衡，導(dǎo)線電阻 均規(guī)定為一定數(shù)值（一般均為5Q），而在實際使用時，導(dǎo)線電阻不足規(guī)定數(shù)值 者必須進行調(diào)整，否則將引起測量誤差。21、熱電阻故障有哪些？原因是什么？儀表示值比實際值低或示值不穩(wěn)，原因為保護管內(nèi)有金屬屑、灰塵，接線柱間 積灰，熱電阻短路。儀表指示無窮大，原因為熱電阻斷路，引出線斷路。儀表指示負值，原因為儀表與熱阻接線有錯，熱電阻短路。阻值與溫度關(guān)系有變化，原因為電阻絲受腐蝕變質(zhì)。22、簡述輻射高溫計的測溫原理。物體受熱后，會發(fā)出各種波長的輻射能，輻射能的大小和受熱體溫度的四次方成 正比。輻射高溫計基于這一原理工作。23、與輻射感溫器配用的顯示

16、儀表，其讀數(shù)是否是被測物體的真實溫度？ 同一溫度下不同物體的輻射強度是不同的。而輻射高溫計的刻度是選擇黑體作為 標(biāo)準體，按黑體的溫度來分度儀表，所以儀表上讀數(shù)是相對于黑體的溫度，不是 被測物體的真實溫度。24、就地溫度測量儀表有哪些類型？各適于何種場合？就地溫度儀表有雙金屬溫度計、玻璃溫度計、壓力式溫度計，一般情況下可選用 雙金屬溫度計，如安裝位置較高或觀察距離較遠，可用刻度盤為150mm的。 測量精確度要求較高、振動較小、讀數(shù)方便的場合可選用玻璃溫度計。下列場合可選用壓力式溫度計：測量-80C以下的低溫；測溫點位置較遠， 觀察距離超過6m，或測溫管道在樓板下障礙視線時；有振動的場所。25、如

17、何選用熱電偶和熱電阻？熱電偶、熱電阻一般根據(jù)測溫范圍選用，有振動的場合，宜選用熱電偶，測溫 精度要求較高，無劇烈振動測量誤差等場合，宜選用熱電阻。測量含氫氣大于5%的還原，性氣體，溫度高于870C時，應(yīng)選用吹氣式熱電偶或 鴇銖熱電偶。測量設(shè)備、管道外壁溫度時，選用表面熱電偶或表面熱電阻。一個測溫點需要在兩地顯示或要求備用時，選用雙支式測溫元件。一個測溫需要多點溫度時，選用多點（多支）式專用熱電偶。測量流動的含固體硬度顆粒的介質(zhì)時，選用耐磨熱電偶。在爆炸危險場所，選用防爆型熱電偶、熱電阻。對測溫元件有彎曲安裝或快速響應(yīng)要求時，可選用鎧裝熱電偶、熱電阻。26、熱電偶安裝中，熱電偶熱端接地與不接地有

18、何區(qū)別？熱電偶熱端與保護套管的管壁接觸較不與保護管接觸，測量滯后要小得多，同時 還可以減小干擾，提高測量的可靠性和精確度，但是，熱端能否接地得視二次表 輸入電路的結(jié)構(gòu)形式而變，熱電偶熱端接地要求二次表輸入電路與熱電偶的熱端 不能有公共接地點。27、測溫元件在管道、設(shè)備上安裝時，固定方式有幾種？適用于什么場合？一般有螺紋連接固定和法蘭固定兩種方式。螺紋連接固定方式一般適用于在無腐蝕性介質(zhì)的管道上安裝測溫元件，具有體積 小、安裝緊湊的優(yōu)點。法蘭固定方式適用于在設(shè)備上安裝測溫元件。在高溫強腐蝕性介質(zhì)、結(jié)焦淤漿介 質(zhì)、劇毒介質(zhì)、粉狀以及測觸媒層多點溫度時，也應(yīng)采用法蘭固定方式，方便維 護。28、壓力式

19、溫度計的測溫元件是溫包，但在安裝使用時，為什么又要求毛細管所 處的環(huán)境溫度不變？壓力式溫度計是靠溫包內(nèi)所裝介質(zhì)受熱后體積膨脹或壓力增加來測量溫度，因此 在安裝時，溫包應(yīng)全部浸在被測介質(zhì)中，否則受熱體積就會減少，使指示偏低； 如果毛細管受熱或受冷，則它里面的介質(zhì)也會膨脹和縮小，因而會造成附加誤差， 所以毛細管所處的環(huán)境溫度必須恒定，必要時采取隔熱措施。29、安裝和使用壓力式溫度計時應(yīng)注意什么？安裝時，毛細管應(yīng)敷直，分間距固定好，毛細管最小彎曲半徑大于50mm，溫包 應(yīng)全浸，否則會引起測量誤差。安裝前應(yīng)標(biāo)定因是毛細管傳遞壓力，所以有一定 滯后，讀數(shù)時應(yīng)在穩(wěn)定后。30、什么是半導(dǎo)體溫度計？它有什么特

20、點？半導(dǎo)體溫度計是利用半導(dǎo)體熱效電阻作為感溫元件，配以高靈敏度的微安表構(gòu) 成，常用來測某一點或表面的快速變化的溫度。特點是制造工藝較簡單，價格便 宜，它有較大的負溫度系數(shù)，靈敏度高，體積小，珠形電阻直徑有的只有0.2一 0.5mm，所以反應(yīng)迅速。因為電阻值較大，在測量時，可以忽略導(dǎo)線內(nèi)阻和接觸 電阻。但它的測溫范圍較窄，溫度和電阻呈非線，性，制造工藝不易控制，互換，性 差，所以不易推廣壓敏電阻常見的技術(shù)問題分析一、壓敏電阻的安全性問題：在以往的應(yīng)用中，跨接在電源線上的壓敏電阻器出現(xiàn)過起火燃燒，危機臨近 其它元器件的事故。對此，制造者和使用者共同進行了大量研究和分析工作，采 取了相應(yīng)的對策，極大

21、地降低了這類事故的概率，但尚未杜絕，因此，壓敏電阻 的使用安全性仍是個值得重視、需要繼續(xù)研究解決的課題。壓敏電阻起火燃燒的表觀現(xiàn)象，大體上可分為老化失效和暫態(tài)過電壓破壞兩 種類型。老化失效，這是指電阻體的低阻線性化逐步加劇，漏電流惡性增加且集中 流入薄弱點，薄弱點材料融化，形成1kQ左右的短路孔后，電源繼續(xù)推動一個 較大的電流灌入短路點，形成高熱而起火。這種事故通?？梢酝ㄟ^一個與壓敏電 阻串聯(lián)的熱熔接點來避免。熱熔接點應(yīng)與電阻體有良好的熱耦合，當(dāng)最大沖擊電 流流過時不會斷開，但當(dāng)溫度超過電阻體上限工作溫度時即斷開。研究結(jié)果表 明，若壓敏電阻存在著制造缺陷，易發(fā)生早期失效，強度不大的電沖擊的多

22、次作用，也會加速老化過程，使老化失效提早出現(xiàn)。暫態(tài)過電壓破壞，這是指較強的暫態(tài)過電壓使電阻體穿孔，導(dǎo)致更大的電 流而高熱起火。整個過程在較短時間內(nèi)發(fā)生，以全電阻體上設(shè)置的熱熔接點來不 及熔斷。在三相電源保護中，N-PE線之間的壓敏電阻器燒壞起火的事故概率較 高，多數(shù)是屬于這一種情兄。相應(yīng)的對策集中在壓敏電阻損壞后不起火。一些壓 敏電阻的應(yīng)用技術(shù)資料中，推薦與壓敏電阻串聯(lián)電流熔絲(保險絲)進行保護。二、壓敏電阻的連接線問題將壓敏電阻接入電路的連接線要足夠粗，推薦的連接線的尺寸注：接地線為 5.5 mm2以上連接線要盡可能短，且走直線，因為沖擊電流會在連接線電感上 產(chǎn)生附加電壓，使被保護設(shè)備兩端的

23、限制電壓升高。 壓敏電阻通流量 儀表允許誤差1.5 kgf/cm2，所以此表不合格。一被測介質(zhì)壓力為1.0MPa,儀表所處環(huán)境溫度為ta = 55C,用一彈簧管壓 力表進行測量，要求測量精度da為1%，請選擇該壓力表的測量范圍Pd和精度 等級dd?(溫度系數(shù)6為0.0001)根據(jù)規(guī)定，被測值不超過儀表量程Pd的2/3,則有2/3PdPa,Pd3/2Pa = 3/2x1.0=1.5MPa所以壓力表的測量范圍應(yīng)選擇01.6MPa溫度附加誤差：PF = Pd6(ta-25)= 1.5x0.0001x(55-25)=0.0045MPa 壓力表允許誤差：dd =要求測量精度-溫度附加誤差=1x1%-0.

24、0045 = 0.0055MPa儀表精度為(0.0055/1.6-0)x 100% = 0.34%所以應(yīng)選擇一測量范圍為01.6MPa，精度為0.25級的壓力表。一真空壓力表量程范圍為-100500kPa，校驗時最大誤差發(fā)生在200kPa， 上行程和下行程時校準表指示為194kPa和205kPa，問該表是否滿足其1.0級的 精度要求？變差=max/(量程上限-量程下限)x100% =(205-194)/500- (-100)x100%=1.83%1.0% 所以不滿足1.0級精度要求。一臺1151絕對壓力變送器，量程范圍為080kPa (絕壓)，校驗時采用 刻度范圍為1000kPa的標(biāo)準真空壓力

25、計，若當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?8kPa，則當(dāng)變送 器輸出為12mA時，真空壓力計指示的讀數(shù)為多少？設(shè)變送器輸入壓力為P絕時，輸出電流為12mA，則P絕/(80-0) x16+4=12,P 絕=40kPa一臺絕對壓力變送器的量程范圍為-100500kPa，計算輸入多少壓力時儀表輸出為4mA、8mA、12mA、16mA、20mA，在變送器接通電源而不輸入壓力信 號時，其輸出為多少？(當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?00kPa)儀表量程范圍為-100500kPa，則其量程為500- (-100)=600kPa，設(shè)輸入壓 力P絕時，變送器輸出上述電流值，則(P 絕 1/600)x 16+4 = 4, P 絕 1 = 0kPa(

26、P 絕2/600)x 16+4 = 8, P 絕 2 = 150kPa(P 絕 3/600)x 16+4=12,P 絕 3 = 300kPa(P 絕4/600)x 16+4=16,P 絕 4 = 450kPa(P 絕 5/600)x 16+4 = 20,P 絕 5 = 600kPa沒輸入壓力時相對變送器來說仍承受著1個大氣壓，所以輸出電流 I=(100/600)x 16+4 = 6.67mA步進電機和交流伺服電機性能比較進電機和交流伺服電機性能比較步進電機是一種離散運動的裝置，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián) 系。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進電機的應(yīng)用十分廣泛。隨著全數(shù)字式交 流伺服系統(tǒng)的

27、出現(xiàn)，交流伺服電機也越來越多地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)中。為了適 應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運動控制系統(tǒng)中大多采用步進電機或全數(shù)字式交流伺服 電機作為執(zhí)行電動機。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號)，但在 使用性能和應(yīng)用場合上存在著較大的差異?，F(xiàn)就二者的使用性能作一比較步進電機和交流伺服電機性能比較一、控制精度不同兩相混合式步進電機步距角一般為3.6、1.8，五相混合式步進電機步距角一般為0.72 ,0.36。也有一些高性能的步進電機步距角更小。如 四通公司生產(chǎn)的一種用于慢走絲機床的步進電機，其步距角為0.09 ;德國百 格拉公司(BERGER LAHR)生產(chǎn)的三相混合式步進電機其步距角可通過撥

28、碼開關(guān) 設(shè)置為 1.8、0.9、0.72、0.36、0.18、0.09、0.072、0.036, 兼容了兩相和五相混合式步進電機的步距角。交流伺服電機的控制精度由電機軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。以松下全數(shù)字式 交流伺服電機為例，對于帶標(biāo)準2500線編碼器的電機而言，由于驅(qū)動器內(nèi)部采 用了四倍頻技術(shù)，其脈沖當(dāng)量為360/10000=0.036。對于帶17位編碼器的 電機而言，驅(qū)動器每接收217=131072個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈，即其脈沖當(dāng)量為 360/131072=9.89秒。是步距角為1.8。的步進電機的脈沖當(dāng)量的1/655。二、低頻特性不同步進電機在低速時易出現(xiàn)低頻振動現(xiàn)象。振動頻率與負載情況和驅(qū)動

29、器性能 有關(guān)，一般認為振動頻率為電機空載起跳頻率的一半。這種由步進電機的工作原 理所決定的低頻振動現(xiàn)象對于機器的正常運轉(zhuǎn)非常不利。當(dāng)步進電機工作在低速 時，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動現(xiàn)象，比如在電機上加阻尼器，或驅(qū)動 器上采用細分技術(shù)等。交流伺服電機運轉(zhuǎn)非常平穩(wěn)，即使在低速時也不會出現(xiàn)振動現(xiàn)象。交流伺服 系統(tǒng)具有共振抑制功能，可涵蓋機械的剛性不足，并且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機 能(FFT)，可檢測出機械的共振點，便于系統(tǒng)調(diào)整。三、矩頻特性不同步進電機的輸出力矩隨轉(zhuǎn)速升高而下降，且在較高轉(zhuǎn)速時會急劇下降，所以 其最高工作轉(zhuǎn)速一般在300600RPM。交流伺服電機為恒力矩輸出，即在其額定 轉(zhuǎn)速

30、（一般為2000RPM或3000RPM）以內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上 為恒功率輸出。四、過載能力不同步進電機一般不具有過載能力。交流伺服電機具有較強的過載能力。以松下 交流伺服系統(tǒng)為例，它具有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載能力。其最大轉(zhuǎn)矩為額定轉(zhuǎn)矩的 三倍，可用于克服慣性負載在啟動瞬間的慣性力矩。步進電機因為沒有這種過載 能力，在選型時為了克服這種慣性力矩，往往需要選取較大轉(zhuǎn)矩的電機，而機器 在正常工作期間又不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便出現(xiàn)了力矩浪費的現(xiàn)象。五、運行性能不同步進電機的控制為開環(huán)控制，啟動頻率過高或負載過大易出現(xiàn)丟步或堵轉(zhuǎn)的 現(xiàn)象，停止時轉(zhuǎn)速過高易出現(xiàn)過沖的現(xiàn)象，所以為保證其控制精度，應(yīng)

31、處理好升、 降速問題。交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)為閉環(huán)控制，驅(qū)動器可直接對電機編碼器反饋信號 進行采樣，內(nèi)部構(gòu)成位置環(huán)和速度環(huán)，一般不會出現(xiàn)步進電機的丟步或過沖的現(xiàn) 象，控制，性能更為可靠。六、速度響應(yīng)性能不同步進電機從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速（一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn)）需要200-400毫 秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以松下MSMA 400W交流伺服電機為例，從 靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速3000RPM僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場 合。綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進電機。但在一些要求不 高的場合也經(jīng)常用步進電機來做執(zhí)行電動機。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計過程中要 綜合考慮控制要求、成本等多方面的

32、因素，選用適當(dāng)?shù)目刂齐姍C。寫這個帖子的人，是賣交流伺服電機的吧？內(nèi)容基本正確，但是，不全 面。樓主用于對比的幾個部分，有些是可以從另外一個角度來看的。1、控制精度不同顯然，樓主不知道步進電機驅(qū)動器有細分的概念。兩相步進電機的步進角 是1.8度沒錯，但是，現(xiàn)在64細分的驅(qū)動器也很常見了。注意，這個時候，電 機是200*64=12800個脈沖轉(zhuǎn)一圈。而市面上常見的交流伺服，編碼器不過是2048 或者2500線的。當(dāng)然，有17位編碼器的電機，不過，步進驅(qū)動器也有256細分 的。從分辨率而言，交流伺服還是要高一些，但是遠沒有樓主所寫得那么夸張。 而且，既然是說控制精度，那么，用過伺服的人都應(yīng)該知道，伺

33、服的動態(tài)重現(xiàn)性 是分辨率的多少倍。就常規(guī)設(shè)計而言，選型時，要把重現(xiàn)性指標(biāo)乘以5作為伺服 反饋的分辨率。這樣，伺服的控制精度真的比伺服好嗎？2、低頻特，性不同當(dāng)步進電機細分數(shù)達到32以上時，基本就沒有低頻振動的問題了。而伺服 想保持一個準確、穩(wěn)定的低速，用過的人應(yīng)該知道參數(shù)有多難調(diào)（只要速度、不 要位置的話，還好做一點）3、頻矩特性不同對于轉(zhuǎn)矩，需要補充一點，伺服本身是沒有保持力矩的，而步進電機有保持 力矩。區(qū)別在于，伺服電機的所謂靜止，實際上是一個動平衡的過程，電機不會 真的停在指定位置上（所以交流伺服的重現(xiàn)性要定到反饋分辨率的3-5倍，而步 進電機重現(xiàn)性可以比分辨率更高）。4、過載能力不同這

34、個沒有什么可說的，不過對于力矩浪費的說法，還是有點意見。很多步進 驅(qū)動器提供了半流功能，在不需要全力矩輸出的時候，可以降低電流，減小力矩。5、運行性能不同丟步確實是步進電機的致命缺陷，但是，伺服就可以不考慮加減速的曲線 嗎？你真給一個階躍信號試試，電機會有多大的抖動。不過抖歸抖，最終還是會 停在正確的位置上，這確實比步進強。如果是定位控制，這個抖動無所謂了，如 果是過程控制，誰敢這么用？6、速度響應(yīng)性能不同因為交流伺服可以有瞬間大扭矩輸出，所以加速性能可能比步進強，不過松 下加到3000RPM用幾毫秒，先試過再來說話好不好？而且說到響應(yīng)，那就不能不 說交流伺服的本質(zhì)缺陷 滯后。一般電機，速度環(huán)

35、響應(yīng)2毫秒，位置環(huán)響應(yīng)則 很少看到數(shù)據(jù)，一般認為是8毫秒。說到快速起停，伺服總是手其響應(yīng)頻率限制， 而步進電機基本不用考慮響應(yīng)時間的問題。用步進電機可以很簡單的做到一秒起 停100次，每次移動20微米，用伺服大家可以試試看。步進與伺服，無所謂優(yōu)劣，各有適用場合而已，一般來說，大負載，高速度 的應(yīng)用，不要用步進電機，但低負載、低速度的場合，高細分的步進性能比交流 伺服要好。變頻器功能參數(shù)很多，一般都有數(shù)十甚至上百個參數(shù)供用戶選擇。實際應(yīng)用中， 沒必要對每一參數(shù)都進行設(shè)置和調(diào)試，多數(shù)只要采用出廠設(shè)定值即可。但有些參 數(shù)由于和實際使用情況有很大關(guān)系，且有的還相互關(guān)聯(lián)，因此要根據(jù)實際進行設(shè) 定和調(diào)試。

36、因各類型變頻器功能有差異，而相同功能參數(shù)的名稱也不一致，為敘述方便， 本文以富士變頻器基本參數(shù)名稱為例。由于基本參數(shù)是各類型變頻器幾乎都有 的，完全可以做到觸類旁通。關(guān)鍵詞：變頻器參數(shù)調(diào)試變頻器功能參數(shù)很多，一般都有數(shù)十甚至上百個參數(shù)供用戶選擇。實際應(yīng)用 中，沒必要對每一參數(shù)都進行設(shè)置和調(diào)試，多數(shù)只要采用出廠設(shè)定值即可。但有 些參數(shù)由于和實際使用情況有很大關(guān)系，且有的還相互關(guān)聯(lián)，因此要根據(jù)實際進 行設(shè)定和調(diào)試。因各類型變頻器功能有差異，而相同功能參數(shù)的名稱也不一致，為敘述方便， 本文以富士變頻器基本參數(shù)名稱為例。由于基本參數(shù)是各類型變頻器幾乎都有 的，完全可以做到觸類旁通。加減速時間加速時間就

37、是輸出頻率從0上升到最大頻率所需時間，減速時間是指從最大 頻率下降到0所需時間。通常用頻率設(shè)定信號上升、下降來確定加減速時間。在 電動機加速時須限制頻率設(shè)定的上升率以防止過電流，減速時則限制下降率以防 止過電壓。加速時間設(shè)定要求：將加速電流限制在變頻器過電流容量以下，不使過流失 速而引起變頻器跳閘；減速時間設(shè)定要點是：防止平滑電路電壓過大，不使再生 過壓失速而使變頻器跳閘。加減速時間可根據(jù)負載計算出來，但在調(diào)試中常采取 按負載和經(jīng)驗先設(shè)定較長加減速時間，通過起、停電動機觀察有無過電流、過電 壓報警；然后將加減速設(shè)定時間逐漸縮短，以運轉(zhuǎn)中不發(fā)生報警為原則，重復(fù)操 作幾次，便可確定出最佳加減速時間

38、。二轉(zhuǎn)矩提升又叫轉(zhuǎn)矩補償，是為補償因電動機定子繞組電阻所引起的低速時轉(zhuǎn)矩降低， 而把低頻率范圍f/V增大的方法。設(shè)定為自動時，可使加速時的電壓自動提升以 補償起動轉(zhuǎn)矩，使電動機加速順利進行。如采用手動補償時，根據(jù)負載特性，尤 其是負載的起動特，性，通過試驗可選出較佳曲線。對于變轉(zhuǎn)矩負載，如選擇不當(dāng) 會出現(xiàn)低速時的輸出電壓過高，而浪費電能的現(xiàn)象，甚至還會出現(xiàn)電動機帶負載 起動時電流大，而轉(zhuǎn)速上不去的現(xiàn)象。三電子熱過載保護本功能為保護電動機過熱而設(shè)置，它是變頻器內(nèi)CPU根據(jù)運轉(zhuǎn)電流值和頻率 計算出電動機的溫升，從而進行過熱保護。本功能只適用于一拖一場合，而在 一拖多時，則應(yīng)在各臺電動機上加裝熱繼電

39、器。電子熱保護設(shè)定值(%) = 電動機額定電流(A)/變頻器額定輸出電流 (A)x100%。四頻率限制即變頻器輸出頻率的上、下限幅值。頻率限制是為防止誤操作或外接頻率設(shè) 定信號源出故障，而引起輸出頻率的過高或過低，以防損壞設(shè)備的一種保護功能。 在應(yīng)用中按實際情況設(shè)定即可。此功能還可作限速使用，如有的皮帶輸送機，由 于輸送物料不太多，為減少機械和皮帶的磨損，可采用變頻器驅(qū)動，并將變頻器 上限頻率設(shè)定為某一頻率值，這樣就可使皮帶輸送機運行在一個固定、較低的工 作速度上。五偏置頻率有的又叫偏差頻率或頻率偏差設(shè)定。其用途是當(dāng)頻率由外部模擬信號（電壓 或電流）進行設(shè)定時，可用此功能調(diào)整頻率設(shè)定信號最低時

40、輸出頻率的高低，如 圖1。有的變頻器當(dāng)頻率設(shè)定信號為0%時，偏差值可作用在0fmax范圍內(nèi)，有 的變頻器仗明電舍、三墾）還可對偏置極性進行設(shè)定。如在調(diào)試中當(dāng)頻率設(shè)定信 號為0%時，變頻器輸出頻率不為0Hz，而為xHz，則此時將偏置頻率設(shè)定為負的 xHz即可使變頻器輸出頻率為0Hz。六頻率設(shè)定信號增益此功能僅在用外部模擬信號設(shè)定頻率時才有效。它是用來彌補外部設(shè)定信號 電壓與變頻器內(nèi)電壓（+10v）的不一致問題；同時方便模擬設(shè)定信號電壓的選擇， 設(shè)定時，當(dāng)模擬輸入信號為最大時仗口 10v、5v或20mA），求出可輸出f/V圖形 的頻率百分數(shù)并以此為參數(shù)進行設(shè)定即可；如外部設(shè)定信號為05v時，若變頻

41、 器輸出頻率為050Hz，則將增益信號設(shè)定為200%即可。七轉(zhuǎn)矩限制可分為驅(qū)動轉(zhuǎn)矩限制和制動轉(zhuǎn)矩限制兩種。它是根據(jù)變頻器輸出電壓和電流 值，經(jīng)CPU進行轉(zhuǎn)矩計算，其可對加減速和恒速運行時的沖擊負載恢復(fù)特性有顯 著改善。轉(zhuǎn)矩限制功能可實現(xiàn)自動加速和減速控制。假設(shè)加減速時間小于負載慣 量時間時，也能保證電動機按照轉(zhuǎn)矩設(shè)定值自動加速和減速。驅(qū)動轉(zhuǎn)矩功能提供了強大的起動轉(zhuǎn)矩，在穩(wěn)態(tài)運轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)矩功能將控制電動 機轉(zhuǎn)差，而將電動機轉(zhuǎn)矩限制在最大設(shè)定值內(nèi)，當(dāng)負載轉(zhuǎn)矩突然增大時，甚至在 加速時間設(shè)定過短時，也不會引起變頻器跳閘。在加速時間設(shè)定過短時，電動機 轉(zhuǎn)矩也不會超過最大設(shè)定值。驅(qū)動轉(zhuǎn)矩大對起動有利，以設(shè)

42、置為80100%較妥。制動轉(zhuǎn)矩設(shè)定數(shù)值越小，其制動力越大，適合急加減速的場合，如制動轉(zhuǎn)矩 設(shè)定數(shù)值設(shè)置過大會出現(xiàn)過壓報警現(xiàn)象。如制動轉(zhuǎn)矩設(shè)定為0%，可使加到主電 容器的再生總量接近于0,從而使電動機在減速時，不使用制動電阻也能減速全 停轉(zhuǎn)而不會跳閘。但在有的負載上，如制動轉(zhuǎn)矩設(shè)定為0%時，減速時會出現(xiàn)短 暫空轉(zhuǎn)現(xiàn)象，造成變頻器反復(fù)起動，電流大幅度波動，嚴重時會使變頻器跳閘， 應(yīng)引起注意。八加減速模式選擇又叫加減速曲線選擇。一般變頻器有線，性、非線性和，三種曲線，通常大多 選擇線性曲線；非線性曲線適用于變轉(zhuǎn)矩負載，如風(fēng)機等；S曲線適用于恒轉(zhuǎn)矩 負載，其加減速變化較為緩慢。設(shè)定時可根據(jù)負載轉(zhuǎn)矩特性

43、，選擇相應(yīng)曲線，但 也有例外，筆者在調(diào)試一臺鍋爐引風(fēng)機的變頻器時，先將加減速曲線選擇非線性 曲線，一起動運轉(zhuǎn)變頻器就跳閘，調(diào)整改變許多參數(shù)無效果，后改為S曲線后就 正常了。究其原因是：起動前引風(fēng)機由于煙道煙氣流動而自行轉(zhuǎn)動，且反轉(zhuǎn)而成 為負向負載，這樣選取了 S曲線，使剛起動時的頻率上升速度較慢，從而避免了 變頻器跳閘的發(fā)生，當(dāng)然這是針對沒有起動直流制動功能的變頻器所采用的方 法。九轉(zhuǎn)矩矢量控制矢量控制是基于理論上認為：異步電動機與直流電動機具有相同的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生 機理。矢量控制方式就是將定子電流分解成規(guī)定的磁場電流和轉(zhuǎn)矩電流，分別進 行控制，同時將兩者合成后的定子電流輸出給電動機。因此，從原理上

44、可得到與 直流電動機相同的控制性能。采用轉(zhuǎn)矩矢量控制功能，電動機在各種運行條件下 都能輸出最大轉(zhuǎn)矩，尤其是電動機在低速運行區(qū)域。現(xiàn)在的變頻器幾乎都采用無反饋矢量控制，由于變頻器能根據(jù)負載電流大小 和相位進行轉(zhuǎn)差補償，使電動機具有很硬的力學(xué)特，性，對于多數(shù)場合已能滿足要 求，不需在變頻器的外部設(shè)置速度反饋電路。這一功能的設(shè)定，可根據(jù)實際情況 在有效和無效中選擇一項即可。與之有關(guān)的功能是轉(zhuǎn)差補償控制，其作用是為補償由負載波動而引起的速度 偏差，可加上對應(yīng)于負載電流的轉(zhuǎn)差頻率。這一功能主要用于定位控制。十節(jié)能控制風(fēng)機、水泵都屬于減轉(zhuǎn)矩負載，即隨著轉(zhuǎn)速的下降，負載轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速的平方 成比例減小，而具有節(jié)

45、能控制功能的變頻器設(shè)計有專用V/f模式，這種模式可改 善電動機和變頻器的效率，其可根據(jù)負載電流自動降低變頻器輸出電壓，從而達 到節(jié)能目的，可根據(jù)具體情況設(shè)置為有效或無效。要說明的是，九、十這兩個參數(shù)是很先進的，但有一些用戶在設(shè)備改造中， 根本無法啟用這兩個參數(shù)，即啟用后變頻器跳閘頻繁，停用后一切正常。究其原 因有：（1）原用電動機參數(shù)與變頻器要求配用的電動機參數(shù)相差太大。對設(shè)定 參數(shù)功能了解不夠，如節(jié)能控制功能只能用于V/f控制方式中，不能用于矢量控 制方式中。（3）啟用了矢量控制方式，但沒有進行電動機參數(shù)的手動設(shè)定和自動 讀取工作，或讀取方法不當(dāng)光電傳感器基礎(chǔ)知識及術(shù)語光電傳感器是一種小型電

46、子設(shè)備，它可以檢測出其接收到的光強的變化。早期的 用來檢測物體有無的光電傳感器是一種小的金屬圓柱形設(shè)備，發(fā)射器帶一個校準鏡 頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個真空管放大器上。在金屬圓筒內(nèi)有一個小的白熾燈做為光源。這些小而堅固的白熾燈傳感器就是今天光電傳感器的雛形。LED （發(fā)光二極管）發(fā)光二極管最早出現(xiàn)在19世紀60年代，現(xiàn)在我們可以經(jīng)常在電氣和電子設(shè) 備上看到這些二極管做為指示燈來用。LED就是一種半導(dǎo)體元件，其電氣性能與 普通二極管相同，不同之處在于當(dāng)給LED通電流時，它會發(fā)光。由于LED是固態(tài) 的，所以它能延長傳感器的使用壽命。因而使用LED的光電傳感器能被做得更小，

47、 且比白熾燈傳感器更可靠。不象白熾燈那樣，LED抗震動抗沖擊，并且沒有燈絲。 另外，LED所發(fā)出的光能只相當(dāng)于同尺寸白熾燈所產(chǎn)生光能的一部分。（激光二極管除外，它與普通LED的原理相同，但能產(chǎn)生幾倍的光 能，并能達到更遠的檢測距離）。LED能發(fā)射人眼看不到的紅外光，也能發(fā)射可 見的綠光、黃光、紅光、藍光、藍綠光或白光。經(jīng)調(diào)制的LED傳感器1970年，人們發(fā)現(xiàn)LED還有一個比壽命長更好的優(yōu)點，就是它能夠以非常 快的速度來開關(guān)，開關(guān)速度可達到KHz。將接收器的放大器調(diào)制到發(fā)射器的調(diào)制 頻率，那么它就只能對以此頻率振動的光信號進行放大。我們可以將光波的調(diào)制比喻成無線電波的傳送和接收。將收音機調(diào)到某臺

48、， 就可以忽略其他的無線電波信號。經(jīng)過調(diào)制的LED發(fā)射器就類似于無線電波發(fā)射器，其接收 器就相當(dāng)于收音機。人們常常有一個誤解：認為由于紅外光LED發(fā)出的紅外光是看不到的，那么 紅外光的能量肯定會很強。經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器的能量的大小與LED光波的波 長無太大關(guān)系。一個LED發(fā)出的光能很少，經(jīng)過調(diào)制才將其變得能量很高。一個 未經(jīng)調(diào)制的傳感器只有通過使用長焦距鏡頭的機械屏蔽手段，使接收器只能接收到發(fā)射器發(fā)出的光，才能使其能量 變得很高。相比之下，經(jīng)過調(diào)制的接收器能忽略周圍的光，只對自己的光或具有 相同調(diào)制頻率的光做出響應(yīng)。未經(jīng)調(diào)制的傳感器用來檢測周圍的光線或紅外光的輻射，如剛出爐的紅熱瓶 子，在這

49、種應(yīng)用場合如果使用其它的傳感器，可能會有誤動作。如果一個金屬發(fā)射出的光比周圍的光強很多的話，那么它就可以被周圍光源 接收器可靠檢測到。周圍光源接收器也可以用來檢測室外光。但是并不是說經(jīng)調(diào)制的傳感器就一定不受周圍光的干擾，當(dāng)使用在強光環(huán)境 下時就會有問題。例如，未經(jīng)過調(diào)制的光電傳感器，當(dāng)把它直接指向陽光時，它 能正常動作。我們每個人都知道，用一塊有放大作用的玻璃將陽光聚集在一張紙 上時，很容易就會把紙點燃。設(shè)想將玻璃替換成傳感器的鏡頭，將紙?zhí)鎿Q成光電 三極管，這樣我們就很容易理解為什么將調(diào)制的接收器指向陽光時它就不能工作 了，這是周圍光源使其飽和了。調(diào)制的LED改進了光電傳感器的設(shè)計，增大了檢測

50、距離，擴展了光束的角度， 人們逐漸接受了這種可靠易于對準的光束。到1980年，非調(diào)制的光電傳感器逐 步就退出了歷史舞臺。紅外光LED是效率最高的光束，同時也是在光譜上與光電三極管最匹配的光 束。但是有些傳感器需要用來區(qū)分顏色（如色標(biāo)檢測），這就需要用可見光源。在早期，色標(biāo)傳感器使用白熾燈做光源，使用光電池接收器，直到后來發(fā)明 了高效的可見光LED。現(xiàn)在，多數(shù)的色標(biāo)傳感器都是使用經(jīng)調(diào)制的各種顏色的可 見光LED發(fā)射器。經(jīng)調(diào)制的傳感器往往犧牲了響應(yīng)速度以獲取更長的檢測距離， 這是因為檢測距離是一個非常重要的參數(shù)。未經(jīng)調(diào)制的傳感器可以用來檢測小的 物體或動作非常快的物體，這些場合要求的響應(yīng)速度都非常

51、快。但是，現(xiàn)在高速 的調(diào)制傳感器也可以提供非?？斓捻憫?yīng)速度，能滿足大多數(shù)的檢測應(yīng)用。超聲波傳感器聲波傳感器所發(fā)射和接收的聲波，其振動頻率都超過了人耳所能聽到的范 圍。它是通過計算聲波從發(fā)射，經(jīng)被測物反射回到接收器所需要的時間，來判斷 物體的位置。對于對射式超聲波傳感器，如果物體擋住了從發(fā)射器到接收器的聲 波，則傳感器就會檢測到物體。與光電傳感器不同，超聲波傳感器不受被測物透 明度和反光率的影響，因此在許多使用超聲波傳感器的場合就不適合使用光電傳 感器來檢測。光纖安裝空間非常有限或使用環(huán)境非常惡劣的情況下，我們可以考慮使用光纖。 光纖與傳感器配套使用，是無源元件，另外，光纖不受任何電磁信號的干擾

52、，并 且能使傳感器的電子元件與其他電的干擾相隔離。光纖有一根塑料光芯或玻璃光芯，光芯外面包一層金屬外皮。這層金屬外皮 的密度比光芯要低，因而折射率低。光束照在這兩種材料的邊界處（入射角在一 定范圍內(nèi)，），被全部反射回來。根據(jù)光學(xué)原理，所有光束都可以由光纖來傳輸。兩條入射光束（入射角在接受角以內(nèi)）沿光纖長度方向經(jīng)多次反射后，從另 一端射出。另一條入射角超出接受角范圍的入射光，損失在金屬外皮內(nèi)。這個接 受角比兩倍的最大入射角略大，這是因為光纖在從空氣射入密度較大的光纖材料 中時會有輕微的折射。光在光纖內(nèi)部的傳輸不受光纖是否彎曲的影響（彎曲半徑 要大于最小彎曲半徑）。大多數(shù)光纖是可彎曲的，很容易安裝

53、在狹小的空間。玻璃光纖玻璃光纖由一束非常細（直徑約50m）的玻璃纖維絲組成。典型的光纜由 幾百根單獨的帶金屬外皮玻璃光纖組成，光纜外部有一層護套保護。光纜的端部 有各種尺寸和外形，并且澆注了堅固的透明樹脂。檢測面經(jīng)過光學(xué)打磨，非常平 滑。這道精心的打磨工藝能顯著提高光纖束之間的光耦合效率。玻璃光纖內(nèi)的光纖束可以是緊湊布置的，也可隨意布置。緊湊布置的玻璃光 纖通常用在醫(yī)療設(shè)備或管道鏡上。每一根光纖從一端到另一端都需要精心布置， 這樣才能在另一端得到非常清晰的圖像。由于這種光纖費用非常昂貴并且多數(shù)的 光纖應(yīng)用場合并不需要得到一個非常清晰的圖像，所以多數(shù)的玻璃光纖其光纖束 是隨意布置的，這種光纖就非

54、常便宜了，當(dāng)然其所得到的圖像也只是一些光。玻璃光纖外部的保護層通常是柔性的不銹鋼護套，也有的是PVC或其他柔性 塑料材料。有些特殊的光纖可用于特殊的空間或環(huán)境，其檢測頭做成不同的形狀 以適用于不同的檢測要求。玻璃光纖堅固并且性能可靠，可使用在高溫和有化學(xué)成分的環(huán)境中，它可以 傳輸可見光和紅外光。常見的問題就是由于經(jīng)常彎曲或彎曲半徑過小而導(dǎo)致玻璃絲折斷，對 于這種應(yīng)用場合，我們推薦使用塑料光纖。塑料光纖塑料光纖由單根的光纖束（典型光束直徑為0.25到1.5mm）構(gòu)成，通常有 PVC外皮。它能安裝在狹小的空間并且能彎成很小的角度。多數(shù)的塑料光纖其檢測頭都做成探針形或帶螺紋的圓柱形，另一端未做加工

55、以方便客戶根據(jù)使用將其剪短。邦納公司的塑料光纖都配有一個光纖刀。不像玻 璃光纖，塑料光纖具有較高的柔，性，帶防護外皮的塑料光纖適于安裝在往復(fù)運動 的機械結(jié)構(gòu)上。塑料光纖吸收一定波長的光波，包括紅外光，因而塑料光纖只能 傳輸可見光。與玻璃光纖相比，塑料光纖易受高溫，化學(xué)物質(zhì)和溶劑的影響。對射式和直反式光纖玻璃光纖和塑料光纖既有“單根的-對射式，也有 “分叉的”-直反式。單根光纖可以將光從發(fā)射器傳輸?shù)綑z測區(qū)域，或從檢測區(qū) 域傳輸?shù)浇邮掌?。分叉式的光纖有兩個明顯的分支，可分別傳輸發(fā)射光和接收光， 使傳感器既可以通過一個分支將發(fā)射光傳輸?shù)綑z測區(qū)域，同時又通過另一個分支 將反射光傳輸回接收器。直反式的玻

56、璃光纖，其檢測頭處的光纖束是隨意布置的。直反式的塑料光纖， 其光纖束是沿光纖長度方向一根挨一根布置。光纖的特殊應(yīng)用由于光纖受使用環(huán)境影響小并且抗電磁干擾，因而能被用在一些特殊的場 合，如：適用于真空環(huán)境下的真空傳導(dǎo)光纖VFT）和適用于爆炸環(huán)境下的光纖。 在這兩個應(yīng)用中，特制的光纖安裝在特殊的環(huán)境中，經(jīng)一個法蘭引出來接到外面 的傳感器上，光纖和法蘭的尺寸多種多樣。本安型傳感器，如NAMUR型的傳感器， 可直接用在特殊或有爆炸性危險的環(huán)境中。儀表工知識DCS基礎(chǔ)知識。DCS在選型中的幾個問題。RS485 簡介電器防爆知識儀表基礎(chǔ)知識電磁流量計常見故障現(xiàn)象有哪些？選擇紅外測溫儀時要考慮哪些因素？目前

57、國內(nèi)常用的氣體傳感器有哪些？光學(xué)式氣體傳感器是怎樣的？常用名詞解釋、DCS分布式控制系統(tǒng)1、什么是DCS？DCS是分布式控制系統(tǒng)的英文縮寫（Distributed Control System），在國 內(nèi)自控行業(yè)又稱之為集散控制系統(tǒng)。2、DCS有什么特點？DCS是計算機技術(shù)、控制技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高度結(jié)合的產(chǎn)物。DCS通常采用若 干個控制器（過程站）對一個生產(chǎn)過程中的眾多控制點進行控制，各控制器間通 過網(wǎng)絡(luò)連接并可進行數(shù)據(jù)交換。操作采用計算機操作站，通過網(wǎng)絡(luò)與控制器連接， 收集生產(chǎn)數(shù)據(jù)，傳達操作指今。因此，DCS的主要特點歸結(jié)為一句話就是：分散 控制集中管理。3、DCS的結(jié)構(gòu)是怎樣的？上圖是一個較

58、為全面的DCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，從結(jié)構(gòu)上劃分，DCS包括過程級、 操作級和管理級。過程級主要由過程控制站、I/O單元和現(xiàn)場儀表組成，是系統(tǒng) 控制功能的主要實施部分。操作級包括：操作員站和工程師站，完成系統(tǒng)的操作 和組態(tài)。管理級主要是指工廠管理信息系統(tǒng)（MIS系統(tǒng)），作為DCS更高層次的 應(yīng)用，目前國內(nèi)紙行業(yè)應(yīng)用到這一層的系統(tǒng)較少。4、DCS的控制程序是由誰執(zhí)行的？DCS的控制決策是由過程控制站完成的，所以控制程序是由過程控制站執(zhí)行的。5、過程控制站的組成如何？DCS的過程控制站是一個完整的計算機系統(tǒng)，主要由電源、CPU （中央處理器）、 網(wǎng)絡(luò)接口和I/O組成6、什么是DCS的開放，性？DCS的開放性

59、是指DCS能通過不同的接口方便地與第三方系統(tǒng)或設(shè)備連接，并獲 取其信息的性能。這種連接主要是通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的，采用通用的、開放的網(wǎng)絡(luò)協(xié) 議和標(biāo)準的軟件接口是DCS開放性的保障。7、什么是系統(tǒng)冗余？在一些對系統(tǒng)可靠性要求很高的應(yīng)用中，DCS的設(shè)計需要考慮熱備份也就是系統(tǒng) 冗余，這是指系統(tǒng)中一些關(guān)鍵模塊或網(wǎng)絡(luò)在設(shè)計上有一個或多個備份，當(dāng)現(xiàn)在工 作的部分出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)可以通過特殊的軟件或硬件自動切換到備份上，從而 保證了系統(tǒng)不間斷工作。通常設(shè)計的冗余方式包括：CPU冗余、網(wǎng)絡(luò)冗余、電源 冗余。在極端情況下，一些系統(tǒng)會考慮全系統(tǒng)冗余，即還包括I/O冗余。8、什么是I/O余量？與冗余不同，I/O余量只是

60、系統(tǒng)中I/O數(shù)量大于應(yīng)用的要求，這種余量只是數(shù)量 上的，主要目的是使系統(tǒng)今后有繼續(xù)加入控制信號的可能二、DCS在選型中的幾個問題工藝流程確定后，控制系統(tǒng)被控對象也就確定。選用哪種控制系統(tǒng)成為重要問題， 這主要根據(jù)項目規(guī)模和投資預(yù)算來考慮。DCS與模擬儀表相比更復(fù)雜，技術(shù)性能 要求更高，除控制硬件外，還涉及通信協(xié)議、監(jiān)控軟件及與其相連的數(shù)據(jù)存儲等。 新系統(tǒng)出現(xiàn)后，與互連網(wǎng)Web技術(shù)相結(jié)合，還涉及工業(yè)連接軟件和優(yōu)化控制軟件， 實時數(shù)據(jù)庫、與工廠關(guān)系數(shù)據(jù)庫的連接，傳統(tǒng)DCS、PLC的互操作等問題。1、按投資預(yù)算確定控制系統(tǒng)如控制回路較多，模擬量采集較大，熱電阻、熱電偶的采集較多時，應(yīng)選用DCS。采用