傳感器原理及應(yīng)用 項目式教學(xué) 第2版 教學(xué)課件 項目四液位和流量檢測

單元三、流量的檢測方法單元二、超聲波傳感器單元一、電容式傳感器測量液位項目四、液位和流量的檢測2022/11/16單元三、流量的檢測方法單元二、超聲波傳感器單元一、電容

液位測量實(shí)例——連通器2022/11/16

液位測量實(shí)例——連通器2022/11/9單元一、

電容式傳感器測量液位單元目標(biāo)：通過電容式傳感器的液位檢測應(yīng)用訓(xùn)練，達(dá)到了解常用電容式傳感器檢測組件的外形和基本原理；熟悉工業(yè)常用的液位檢測方法；掌握電容傳感器與測量電路和顯示儀表的連接方法；學(xué)會電容式液位傳感器檢測系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和維修方法的目的。2022/11/16單元一、電容式傳感器測量液位單元目標(biāo)：通過電容式傳感器的液任務(wù)一、認(rèn)識電容式傳感器

活動1：認(rèn)識電容式傳感器的轉(zhuǎn)換元件

電容式傳感器轉(zhuǎn)換元件的工作原理可以用來說明。當(dāng)忽略邊緣效應(yīng)時，其電容量為:

2022/11/16任務(wù)一、認(rèn)識電容式傳感器活動1：認(rèn)識電容式傳感器的轉(zhuǎn)換元件活動2：認(rèn)識電容式傳感器的測量電路及儀表常用典型的測量電路有以下幾種:1）交流電橋電路2)

調(diào)頻電路3)

脈沖寬度調(diào)制電路4)運(yùn)算式電路

2022/11/16活動2：認(rèn)識電容式傳感器的測量電路及儀表常用典型的測量電路有一、交流橋式測量電路

電容C1、C2、C3、CX構(gòu)成交流單臂橋式電路。由高頻電源經(jīng)變壓器接到電容橋的一個對角線上，另一個對角線上接有交流電壓表。

1、單臂橋式電路2022/11/16一、交流橋式測量電路電容C1、C2、C3、CX構(gòu)成2、差分式橋式電路

電容Cx1和Cx2為差分式電容式傳感元件。由高頻電源經(jīng)變壓器副邊接到差分式電容式傳感元件上。輸出電壓端接有交流電壓表。輸出電壓為：2022/11/162、差分式橋式電路電容Cx1和Cx2為差分式電容式二、調(diào)頻測量電路電容式傳感元件作為LC振蕩器諧振回路的一部分，當(dāng)電容傳感器工作時，電容CX發(fā)生變化，使振蕩器的頻率f發(fā)生相應(yīng)的變化。調(diào)頻振蕩器的頻率為:

2022/11/16二、調(diào)頻測量電路電容式傳感元件作為LC振蕩器諧振回路

三、脈沖寬度調(diào)制測量電路利用傳感元件電容C1、C2的慢充電和快放電的過程，使輸出脈沖的寬度隨電容傳感元件的電容量變化而改變，通過低通濾波器得到對應(yīng)于被測量變化的直流信號。2022/11/16三、脈沖寬度調(diào)制測量電路利用傳感元件電容C1、C2

四、運(yùn)算式測量電路當(dāng)放大器的開環(huán)增益Av和輸入阻抗Zi足夠大時，輸出電壓與傳感元件的電容變化成線性關(guān)系,即:

2022/11/16四、運(yùn)算式測量電路當(dāng)放大器的開環(huán)增益Av和輸入阻抗活動1、觀察和了解電容式液位傳感器系統(tǒng)

探頭(轉(zhuǎn)換元件)的兩個極(也可以探頭是一個極，金屬液體灌壁是另一個極)有空氣間隙，且液體相互絕緣安裝于液體灌頂。當(dāng)液體進(jìn)入空氣隙后，探頭的電容值因介電常數(shù)改變而發(fā)生變化。傳感器的測量電路，將液位改變引起電容量的變化轉(zhuǎn)換為電量的變化，送給顯示儀表顯示出來，實(shí)現(xiàn)了液位的連續(xù)測量。

任務(wù)二、電容式傳感器的液位檢測應(yīng)用訓(xùn)練

2022/11/16活動1、觀察和了解電容式液位傳感器系統(tǒng)探頭(轉(zhuǎn)換

活動2、電容式傳感器檢測液位實(shí)用訓(xùn)練的內(nèi)容和方法

1）實(shí)訓(xùn)目的2)實(shí)訓(xùn)原理3)準(zhǔn)備工具、儀表和器材4)主要技術(shù)指標(biāo)5)根據(jù)使用要求選型6)安裝與調(diào)試方法2022/11/16活動2、電容式傳感器1）實(shí)訓(xùn)目的2022一、實(shí)訓(xùn)目的

緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行電容式傳感器檢測系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)，可以理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生現(xiàn)場的分析判斷能力、動手能力和操作技能，掌握電容式液位傳感器系統(tǒng)的安裝工藝和調(diào)試方法。二、實(shí)訓(xùn)原理

我們選擇水的液位檢測，其電容傳感元件（探頭）是有一定距離且相互絕緣的同軸式探頭。檢測時，探頭的上部隔著空氣（εr＝1），下部充滿水（εr＝80），它將水位h變化引起的介電常數(shù)的變化換成對應(yīng)的電容量變化。測量電路（變送器）是集成轉(zhuǎn)換電路，它將電容量的變化再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的4～20mA輸出電信號，可以遠(yuǎn)距離用電流表顯示出水位。2022/11/16一、實(shí)訓(xùn)目的緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行電容式傳感電容式傳感器測量物位原理示意圖2022/11/16電容式傳感器測量物位原理示意圖2022/11/9三、準(zhǔn)備工具、儀表和器材1、實(shí)訓(xùn)工具：尖嘴鉗、螺絲刀和電烙鐵（20W~35W）等電工工具一套；2、實(shí)訓(xùn)儀表：萬用表、兆歐表、電流毫安表等各一塊；3、實(shí)訓(xùn)器材：選定的CTS-DLQ型電容式液位傳感器系統(tǒng)一套。2022/11/16三、準(zhǔn)備工具、儀表和器材1、實(shí)訓(xùn)工具：尖嘴鉗、螺絲刀和電四、主要技術(shù)指標(biāo)

1、工作電源：AC220V±10%或DC24V；2、功耗：<3W；

3、響應(yīng)延時：<2～3秒。

4、儀表工作環(huán)境溫度：-20～45℃。

5、探極工作（介質(zhì)）溫度：(普通型D：-20～60℃），（中溫型Z：-40～200℃），（高溫型H：-40～800℃），（常溫型P：-20～60℃）；

6、介質(zhì)壓力：壓力型Y≤3MPa（其余型號為常壓）；

7、輸出方式：4～20mA變送信號；

8、負(fù)載能力：≤600歐姆；

9、檢測范圍：≤11000p；

10、傳感器防護(hù)等級：IP65；

11、精度：±1%F.S。2022/11/16四、主要技術(shù)指標(biāo)1、工作電源：AC220V±10%五、根據(jù)使用要求選型

1、根據(jù)現(xiàn)場液位灌的材料和高度來選擇傳感器的探頭長度。我們選用非金屬液位灌，測量液位高度不超過0.5米，故選用同軸探頭。超過2.5米應(yīng)選用輕型纜式探頭。其探頭長度應(yīng)稍短于料倉高度。

2、本次訓(xùn)練的使用要求：介質(zhì)常溫P、常壓、標(biāo)準(zhǔn)安裝B（見圖4－4）、電源D(DC24V)、同軸式探頭T(長0.5米)，故選用對應(yīng)型號為：CTS-DLQ-P-B-D-T-500。2022/11/16五、根據(jù)使用要求選型1、根據(jù)現(xiàn)場液位灌的材料和高度來選（一）、機(jī)械和電氣安裝1、嚴(yán)格按使用說明書進(jìn)行正確機(jī)械安裝；

2、嚴(yán)格按使用說明書進(jìn)行正確的電氣安裝。六、安裝與調(diào)試方法標(biāo)準(zhǔn)法蘭圖探極操作盤和接線端子

2022/11/16（一）、機(jī)械和電氣安裝六、安裝與調(diào)試方法標(biāo)準(zhǔn)法蘭圖探極操作1、滿倉鍵（MH）；2、空倉鍵（ML）；3、運(yùn)行/標(biāo)定狀態(tài)指示燈（DY、綠色），4、電源指示燈（DE、紅色）；5、接線端子；6、空倉標(biāo)定指示燈（DL、綠色），

7、滿倉標(biāo)定指示燈（DH、綠色），

8、清除鍵（MO），與空倉、滿倉鍵配合使用。（二）、操作盤的功能2022/11/161、滿倉鍵（MH）；（二）、操作盤的功能2022/11/91、檢驗方法；2、調(diào)試方法；3、記錄測量數(shù)據(jù)。（三）、正確的檢驗與調(diào)試輸出電流I0（mA）水位高度H（cm）2022/11/161、檢驗方法；2、調(diào)試方法；3、記錄測量數(shù)據(jù)。（三）、正確的

用壓力傳感器測量液位

p=ρgH

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用壓力傳感器測量液位p=ρgH2022/11/9

差壓式液位計原理

△p=pB-pA=pA+ρgH－pA=ρgH

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差壓式液位計原理2022/11/9

應(yīng)用實(shí)例——電容式油量表2022/11/16

應(yīng)用實(shí)例——電容式油量表2022/11/9單元二、超聲波傳感器單元目標(biāo)：通過本單元的訓(xùn)練，達(dá)到熟悉常用超聲波傳感器檢測組件的外形和基本原理；掌握工業(yè)常用測距的檢測方法；學(xué)會超聲波測距傳感器檢測系統(tǒng)安裝和調(diào)試。2022/11/16單元二、超聲波傳感器單元目標(biāo)：通過本單元的訓(xùn)練，達(dá)到熟悉常用任務(wù)一、認(rèn)識超生波傳感器活動1：認(rèn)識超生波（1）

聲波是指人耳能感受到的一種縱波，其頻率范圍為16Hz－2KHz。當(dāng)聲波的頻率低于16Hz時就叫做次聲波，高于2KHz則稱為超聲波。一般把頻率在2KHz到25MHz范圍的聲波叫做超聲波。超聲波傳感器頻率超過20KHZ，它是一種機(jī)械波。2022/11/16任務(wù)一、認(rèn)識超生波傳感器活動1：認(rèn)識超生波（1）超聲波的頻率愈高，聲場的方向性愈好，能量愈集中，聲波越接近光波的某些特性（如反射、折射定律）。當(dāng)超聲波向兩個不同的介質(zhì)傳播時。入射波以α角從第一種界面?zhèn)鞑サ降诙N介質(zhì)時，在介質(zhì)分界面會有部分能量反射回原介質(zhì)中的波，我們稱為反射波；剩余的能量透過介質(zhì)分界面在第二種介質(zhì)內(nèi)繼續(xù)傳播，又稱為折射波。活動1：認(rèn)識超聲波（2）2022/11/16超聲波的頻率愈高，聲場的方向性愈好，能量愈集中，聲波1、超生波反射定律：入射角α的正弦與反射角θ的正弦之比等于入射波所處介質(zhì)的波速c與反射波所處介質(zhì)的波速c1之比。2、超生波反射定律：入射角α的正弦與折射角β的正弦之比等于入射波所處介質(zhì)的波速c與反射波所處介質(zhì)的波速c2之比。3、超生波投射率：當(dāng)超聲波從第一個介質(zhì)垂直入射到第二個介質(zhì)傳播時，透射聲壓與入射聲壓之比。4、超生波反射率：而反射聲壓與入射聲壓之比。當(dāng)入射波和反射波的波形、波速一樣時，入射角等于反射角。當(dāng)超生波從密度小的介質(zhì)入射到密度大的介質(zhì)時，透射率和反射率都較大。活動1：認(rèn)識超聲波（3）

2022/11/161、超生波反射定律：入射角α的正弦與反射角θ的正弦之活動1：認(rèn)識超聲波（4）

1、縱波：波源質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向一致的波。2、橫波：波源質(zhì)點(diǎn)振動方向垂直于波的傳播方向的波。3、表面波：波源的質(zhì)點(diǎn)的振動介于縱波和橫波之間且沿著表面?zhèn)鞑?，隨深度的增加而振幅迅速衰減的波。4、蘭姆波：波源質(zhì)點(diǎn)將以縱波分量或橫波分量形式振動，以特定頻率被封閉在特定有限空間時產(chǎn)生的制導(dǎo)波。橫波、表面波和蘭姆波只能在固體中傳播，縱波可以在固體、液體和氣體中傳播?？v波、橫波、表面波及蘭姆波的傳播速度取決于介質(zhì)的彈性常數(shù)和介質(zhì)密度，同種介質(zhì)不同波形或同一波形不同介質(zhì)，其傳播波速度都是不相同。超生波形主要分為：縱波、橫波、表面波和蘭姆波2022/11/16活動1：認(rèn)識超聲波（4）超生波形主要分為：縱波、橫波活動2、認(rèn)識超聲波轉(zhuǎn)換元件（1）

超聲波探頭的分類：以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波，完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器轉(zhuǎn)換元件，習(xí)慣上稱為超聲波探頭或換能器。它可以分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）和雙探頭（一個探頭反射、一個探頭接收）。

2022/11/16活動2、認(rèn)識超聲波轉(zhuǎn)換元件（1）超聲波探頭的分類：以超活動2、認(rèn)識超聲波轉(zhuǎn)換元件（2）

超聲波的工作原理：超聲波由換能器（交變電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換）產(chǎn)生的，換能器有壓電式、磁致伸縮式、電磁式幾種。我們僅以壓電式換能器為例說明其工作原理。壓電式是利用壓電晶體的諧振來工作的，超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)有并聯(lián)的兩個壓電晶片和一個共振板，當(dāng)壓電晶片的兩個極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動，便產(chǎn)生超聲波。反之，如果兩電極間未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號，這時它就成為超聲波接收器了。2022/11/16活動2、認(rèn)識超聲波轉(zhuǎn)換元件（2） 超聲波的工作原理超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度，一般約為340m/s。根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離s，即：

活動3、研究超聲波傳感器測距的工作原理

2022/11/16超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻

超聲波液位檢測

2022/11/16

超聲波液位檢測2022/11/9超聲波傳感器的測量電路：一般由處理單元、輸出電路組成，處理單元控制超聲波信號的發(fā)送和接收、串行數(shù)據(jù)發(fā)送、計算出測距的數(shù)值和溫度校正。輸出電路對物體反射超聲波回波信號進(jìn)行放大、整形和輸出數(shù)據(jù)。超聲波傳感器的顯示儀表：一般由LED數(shù)字電路組成，LED上直接顯示被測距離。超聲波傳感器系統(tǒng)：由換能器和處理單元、輸出、顯示電路組成。

活動4：電容式傳感器的測量電路及顯示儀表

2022/11/16超聲波傳感器的測量電路：一般由處理單元、輸出電路組成，處理單活動1、觀察和了解超聲波傳感器測距測溫控制器

超聲波數(shù)字顯示測距測溫控制器,利用了超聲波在空氣中傳播特性,檢測物體距離時不接觸被測物體。因此，可以測量各種物體（包括固體和液體）的距離。實(shí)現(xiàn)了測距的自動化控制。它可以校正溫度對超聲波在空氣中的傳播速度的影響，還可以顯示其環(huán)境的溫度值。任務(wù)二、超聲波傳感器檢測距離的應(yīng)用訓(xùn)練2022/11/16活動1、觀察和了解超聲波傳感器測距測溫控制器超聲波數(shù)

活動2、超聲波傳感器檢測距離實(shí)用訓(xùn)練的內(nèi)容和方法

1）實(shí)訓(xùn)目的2)實(shí)訓(xùn)原理3)準(zhǔn)備工具、儀表和器材4)主要技術(shù)指標(biāo)5)根據(jù)使用要求選型6)安裝與調(diào)試方法2022/11/16活動2、超聲波傳感器1）實(shí)訓(xùn)目的2022一、實(shí)訓(xùn)目的

緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，理論聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行超聲波傳感器檢測距離系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)，進(jìn)一步提高現(xiàn)場的分析判斷能力、動手能力和操作技能，掌握超聲波傳感器檢測距離系統(tǒng)安裝工藝、調(diào)試步驟和維修方法。2022/11/16一、實(shí)訓(xùn)目的緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，理論聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行超聲二、實(shí)訓(xùn)原理

單片機(jī)PLCB20控制的超聲波測距測溫控制器原理圖2022/11/16二、實(shí)訓(xùn)原理單片機(jī)PLCB20控制的超聲波測距測溫IC1（PLCB20）芯片是鍵盤掃描和顯示驅(qū)動功能的微處理器,該芯片控制超聲波信號的發(fā)送和接收，串行數(shù)據(jù)發(fā)送和溫度校正及采樣頻率的輸入。并通過運(yùn)算后轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)據(jù),校正不同溫度下距離誤差,再在LED上顯示檢測物體距離的厘米數(shù)值。同時和已輸入的預(yù)置數(shù)進(jìn)行比較，若達(dá)到預(yù)置值則進(jìn)行開關(guān)量信號的輸出。IC2（7404反相驅(qū)動器）集成電路芯片，在電路中驅(qū)動LED。IC3（NE555時基）集成電路芯片，在本電路中作為溫控頻率振蕩器使用。IC4（CXA20106A接收電路）集成電路芯片,它的內(nèi)部包括了前置放大、限幅、整形、輸出等功能。它接收物體反射超聲波回波信號,提供給IC1檢測。通過本控制器鍵盤預(yù)置輸入開啟或關(guān)閉的測距控制數(shù)值，可輸出1200BIT串行數(shù)據(jù)信號。2022/11/16IC1（PLCB20）芯片是鍵盤掃描和顯示驅(qū)動功能三、準(zhǔn)備工具、儀器儀表和器材1、實(shí)訓(xùn)工具：尖嘴鉗、螺絲刀和電烙鐵（20W~35W）等電工工具一套；2、實(shí)訓(xùn)儀表：萬用表、示波器各一臺；3、實(shí)訓(xùn)器材：見圖4－12超聲波數(shù)字顯示測距測溫控制器電路一套。

2022/11/16三、準(zhǔn)備工具、儀器儀表和器材1、實(shí)訓(xùn)工具：尖嘴鉗、螺絲刀和電四、主要技術(shù)指標(biāo)1、測距量程：30cm～1000cm；測溫范圍：-20℃～+60℃；

2、測試精度：空氣中測距精度≤0.5％±1cm；測溫精度≤1％；3、數(shù)據(jù)顯示：LED顯示：距離單位為cm，溫度單位為℃；設(shè)置；4、鍵盤輸入：開啟值和關(guān)閉值都為30～1000cm；

5、工作環(huán)境：干電池或可充電池供電,直流電壓為12V,工作電流為50毫安，

2022/11/16四、主要技術(shù)指標(biāo)1、測距量程：30cm～1000五、根據(jù)使用要求選型

1、根據(jù)現(xiàn)場液位灌的材料和高度來選擇傳感器的探頭長度。我們選用非金屬液位灌，測量液位高度不超過0.5米，故選用同軸探頭。超過2.5米應(yīng)選用輕型纜式探頭。其探頭長度應(yīng)稍短于料倉高度。

2、本次訓(xùn)練的使用要求：介質(zhì)常溫P、常壓、標(biāo)準(zhǔn)安裝B（見圖4－4）、電源D(DC24V)、同軸式探頭T(長0.5米)，故選用對應(yīng)型號為：CTS-DLQ-P-B-D-T-500。2022/11/16五、根據(jù)使用要求選型1、根據(jù)現(xiàn)場液位灌的材料和高度來

（一）電氣安裝1、嚴(yán)格按使用說明書進(jìn)行正確的電氣連接，接收電路應(yīng)用鐵皮屏蔽以增加抗干擾的性能；

2、超聲波探頭表面嚴(yán)禁用手及其它物體觸摸，以免產(chǎn)生信號滯后性及損壞。

（二）調(diào)試與檢測1、在測距中應(yīng)保證測距儀與被測物體距離為定值，要和被測物體成一條直線，使測得距離讀數(shù)的準(zhǔn)確性；

2、把K1撥到測溫檔LED應(yīng)顯示溫度值,使LED顯示值與水銀溫度計一致即可。六、安裝與調(diào)試方法2022/11/16（一）電氣安裝六、安裝與調(diào)試方法2022/11/9觀察LED讀數(shù)與物體距離之間的變化關(guān)系，記錄數(shù)據(jù)，繪出關(guān)系曲線。并且計算出該傳感器檢測系統(tǒng)的靈敏度K=ΔL’/ΔL。（三）記錄測量數(shù)據(jù)LED讀數(shù)L’（cm）物體距離L（cm）2022/11/16觀察LED讀數(shù)與物體距離之間的變化關(guān)系，記錄數(shù)據(jù)，繪單元三、流量的檢測方法單元目標(biāo)：通過本單元的訓(xùn)練，達(dá)到熟悉常用超生波傳感器檢測組件的外形和基本原理；掌握工業(yè)常用的流量檢測方法；學(xué)會超生波流量傳感器檢測系統(tǒng)安裝和調(diào)試。2022/11/16單元三、流量的檢測方法單元目標(biāo)：通過本單元的訓(xùn)練，達(dá)到熟悉常任務(wù)一、了解流量檢測的意義及常見方法

活動1：流量的檢測意義流量的檢測對于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的自動化，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，保障安全生產(chǎn)，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，都具有十分重要的意義。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事工程、航天技術(shù)和日常生活中，流量檢測在占有重要地位。

目前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，流量檢測引入超聲波、激光、電磁、核技術(shù)及微計算機(jī)等新技術(shù)，使得無接觸無活動部件的間接測量技術(shù)迅速發(fā)展，為流量檢測開拓新的領(lǐng)域。

2022/11/16任務(wù)一、了解流量檢測的意義及常見方法活動1：流量的檢測

流量是指流體在單位時間內(nèi)通過某一截面的體積數(shù)或質(zhì)量數(shù)，分別稱為體積流量和質(zhì)量流量。若將瞬時流量對時間進(jìn)行積分，求出累計體積或階級質(zhì)量的總和，稱為累計流量，也稱之為總量。即:體積流量:單位：m3/h；質(zhì)量流量:單位：t/h；累計流量:單位：t/h。影響流量測量有很多外部和內(nèi)部的因素。因此，要準(zhǔn)確的檢測流量，就必須研究不同流體在不同條件下的流量檢測方法。超聲波流量計可以做成非接觸式傳感器，常用于強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量?；顒?：液體流量的常用檢測方法2022/11/16流量是指流體在單位時間內(nèi)通過某一截面的體積數(shù)

1.容積式方法

水表齒輪（腰輪）流量計2022/11/16

1.容積式方法水表齒輪（腰輪）流量計2022/11/9

2.流速式方法

氣體流過電熱絲探頭時會使探頭冷卻，其冷卻呈度與氣體的流速成正比，則電熱絲出現(xiàn)電阻的變化，電阻變化量與氣體流速成正比，通過電橋作用轉(zhuǎn)換成電壓的變化。2022/11/16

2.流速式方法氣體流過電熱絲探頭時會使探頭冷卻，其冷卻呈

3.差壓式方法

2022/11/16

3.差壓式方法2022/11/9

4.電磁流量計

2022/11/16

4.電磁流量計2022/11/9活動3：起聲波流量計檢測液體流量的方法根據(jù)檢測的方式，超聲波流量計可分為傳播速度差法、多普勒法、波束偏移法、噪聲法和相關(guān)法等。按照換能器的配置方法不同，超聲波流量計又可分為Z法(透過法)、V法(反射法)和X法(交叉法)等，Z法(透過法)V法(反射法)X法(交叉法)2022/11/16活動3：起聲波流量計檢測液體流量的方法根據(jù)檢測的方式一、傳播速度差法傳播速度差法是檢測超聲波在流體順流和逆流的速度之差反映其流量的，根據(jù)兩束超聲波速度之差，檢測出液體的平均速度和流量。它又可以分為時間差、相位差和頻率差等檢測方法。2022/11/16一、傳播速度差法傳播速度差法是檢測超聲波在流體順流和逆流1、時間差式設(shè)超聲波的傳播方向與液體的流動方向的夾角為α，液體在管道內(nèi)平均速度為v，在靜止液體中聲速為c，管道的內(nèi)徑為d。則超聲波的順流與逆流傳播時間差為：

則：體積流量約為：

當(dāng)管道條件、換能器安裝位置和聲速確定以后，c、d、α即為常數(shù)，流體流速和時間差Δt成正比，通過測量時間差就可得到流體流速，進(jìn)而求得流體流量。2022/11/161、時間差式設(shè)超聲波的傳播方向與液體的流動方向的夾角2、相位差式相位差式超聲波流量計的換能器加正弦波信號電源。超聲波的順流與逆流傳播相位差為：

則：體積流量約為：

當(dāng)管道條件、換能器安裝位置、發(fā)射頻率和聲速確定以后，其ω、c、d、α即為常數(shù)，流體流速和相位差Δφ成正比，通過測量相位差就可得到流體流速，進(jìn)而求得流體流量。

2022/11/162、相位差式相位差式超聲波流量計的換能器加正弦波信號3、頻率差式超聲波的順流與逆流傳播頻率差為：則：體積流量約為：

當(dāng)管道條件、換能器安裝位置確定以后，其d、α即為常數(shù)，流體流速和頻率差Δf成正比，通過測量頻率差就可得到流體流速，進(jìn)而求得流體流量。2022/11/163、頻率差式超聲波的順流與逆流傳播頻率差為：2022/

換能器F1發(fā)射頻率為f1的超聲波，經(jīng)過管道內(nèi)液體中的懸浮顆?；驓馀萜漕l率將發(fā)生偏移，以f2的頻率反射到換能器F2，這種現(xiàn)象就是多譜勒效應(yīng)。f2與f1的頻差之差，即為多譜勒頻差Δf。

二、多譜勒式超聲波流量傳感器1、多譜勒效應(yīng)2022/11/16換能器F1發(fā)射頻率為f1的超聲波，經(jīng)過管道內(nèi)2、多譜勒式超聲波流量傳感器的原理設(shè)流體流速為v，超聲波聲速為c，多譜勒頻移Δf正比于流體流速v，即：則：體積流量約為：當(dāng)管道條件、超聲波換能器安裝位置、發(fā)射頻率和聲速確定以后，參數(shù)c、d、f1、α即為常數(shù)，其流體流速和超聲波多譜勒頻移成正比。通過檢測多譜勒頻移就可得到流體流速，進(jìn)而求得流體的流量。2022/11/162、多譜勒式超聲波流量傳感器的原理設(shè)流體流速為v，超項目四訓(xùn)練1、根據(jù)所檢測液體高度和電流的變化，能判斷出它是什么液體嗎？2、電容式物位傳感器除了檢測液位外，可以檢測粘液和粒狀、粉末狀材料（如倉儲的糧食、洗衣粉、砂、水泥和煤粉等物質(zhì)）的物面嗎？3、電容式物位傳感器檢測液位，是否要求被測材料的介電常數(shù)保持恒定？4、根據(jù)檢測液體的密度和體積流量的變化，能計算出它的質(zhì)量密度變化嗎？任務(wù)一、思維訓(xùn)練2022/11/16項目四訓(xùn)練1、根據(jù)所檢測液體高度和電流的變化，能判斷

5、超聲波傳感器除了檢測純凈液體的流量外，能否檢測混合液體的流量？可以檢測氣體、粒狀和粉末狀材料（如有害的氣體、倉儲的糧食、洗衣粉、砂、水泥和煤粉等物質(zhì)）的流量？6、為了消除與超生波速度有關(guān)的溫度漂移，應(yīng)選用那種檢測方式的超聲波傳感器？7、根據(jù)檢測液體的密度和體積流量的變化，你能計算出它的質(zhì)量密度變化嗎？8、超聲波傳感器除了檢測純凈液體的流量外，能否檢測混合液體的流量？可以檢測氣體、粒狀和粉末狀材料（如有害的氣體、倉儲的糧食、洗衣粉、砂、水泥和煤粉等物質(zhì)）的流量？9、為了消除與超生波速度有關(guān)的溫度漂移，應(yīng)選用那種檢測方式的超聲波傳感器？2022/11/165、超聲波傳感器除了檢測純凈液體的流量外，能否檢測混項目四訓(xùn)練通過查閱有關(guān)物位傳感器的技術(shù)資料，進(jìn)一步了解其檢測工作方式、工作原理和主要特性參數(shù)，拓寬知識面?？梢詮南旅鎺追矫孢M(jìn)行查詢：1、電容式、超聲波傳感器的其他方面的實(shí)際應(yīng)用；2、各種液位、流量傳感器的基本原理和使用范圍；3、各種液位、流量傳感器的特性參數(shù)；4、各種液位、流量傳感器在實(shí)際中的應(yīng)用；5、有關(guān)液位、流量傳感器的安裝、調(diào)試方法；

6、液位、流量傳感器的發(fā)展趨勢。任務(wù)二、查閱有關(guān)物位和液位傳感器的技術(shù)資料2022/11/16項目四訓(xùn)練通過查閱有關(guān)物位傳感器的技術(shù)資料，進(jìn)一步了項目四結(jié)束，謝謝使用！2022/11/16項目四結(jié)束，謝謝使用！2022/11/9單元三、流量的檢測方法單元二、超聲波傳感器單元一、電容式傳感器測量液位項目四、液位和流量的檢測2022/11/16單元三、流量的檢測方法單元二、超聲波傳感器單元一、電容

液位測量實(shí)例——連通器2022/11/16

液位測量實(shí)例——連通器2022/11/9單元一、

電容式傳感器測量液位單元目標(biāo)：通過電容式傳感器的液位檢測應(yīng)用訓(xùn)練，達(dá)到了解常用電容式傳感器檢測組件的外形和基本原理；熟悉工業(yè)常用的液位檢測方法；掌握電容傳感器與測量電路和顯示儀表的連接方法；學(xué)會電容式液位傳感器檢測系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和維修方法的目的。2022/11/16單元一、電容式傳感器測量液位單元目標(biāo)：通過電容式傳感器的液任務(wù)一、認(rèn)識電容式傳感器

活動1：認(rèn)識電容式傳感器的轉(zhuǎn)換元件

電容式傳感器轉(zhuǎn)換元件的工作原理可以用來說明。當(dāng)忽略邊緣效應(yīng)時，其電容量為:

2022/11/16任務(wù)一、認(rèn)識電容式傳感器活動1：認(rèn)識電容式傳感器的轉(zhuǎn)換元件活動2：認(rèn)識電容式傳感器的測量電路及儀表常用典型的測量電路有以下幾種:1）交流電橋電路2)

調(diào)頻電路3)

脈沖寬度調(diào)制電路4)運(yùn)算式電路

2022/11/16活動2：認(rèn)識電容式傳感器的測量電路及儀表常用典型的測量電路有一、交流橋式測量電路

電容C1、C2、C3、CX構(gòu)成交流單臂橋式電路。由高頻電源經(jīng)變壓器接到電容橋的一個對角線上，另一個對角線上接有交流電壓表。

1、單臂橋式電路2022/11/16一、交流橋式測量電路電容C1、C2、C3、CX構(gòu)成2、差分式橋式電路

電容Cx1和Cx2為差分式電容式傳感元件。由高頻電源經(jīng)變壓器副邊接到差分式電容式傳感元件上。輸出電壓端接有交流電壓表。輸出電壓為：2022/11/162、差分式橋式電路電容Cx1和Cx2為差分式電容式二、調(diào)頻測量電路電容式傳感元件作為LC振蕩器諧振回路的一部分，當(dāng)電容傳感器工作時，電容CX發(fā)生變化，使振蕩器的頻率f發(fā)生相應(yīng)的變化。調(diào)頻振蕩器的頻率為:

2022/11/16二、調(diào)頻測量電路電容式傳感元件作為LC振蕩器諧振回路

三、脈沖寬度調(diào)制測量電路利用傳感元件電容C1、C2的慢充電和快放電的過程，使輸出脈沖的寬度隨電容傳感元件的電容量變化而改變，通過低通濾波器得到對應(yīng)于被測量變化的直流信號。2022/11/16三、脈沖寬度調(diào)制測量電路利用傳感元件電容C1、C2

四、運(yùn)算式測量電路當(dāng)放大器的開環(huán)增益Av和輸入阻抗Zi足夠大時，輸出電壓與傳感元件的電容變化成線性關(guān)系,即:

2022/11/16四、運(yùn)算式測量電路當(dāng)放大器的開環(huán)增益Av和輸入阻抗活動1、觀察和了解電容式液位傳感器系統(tǒng)

探頭(轉(zhuǎn)換元件)的兩個極(也可以探頭是一個極，金屬液體灌壁是另一個極)有空氣間隙，且液體相互絕緣安裝于液體灌頂。當(dāng)液體進(jìn)入空氣隙后，探頭的電容值因介電常數(shù)改變而發(fā)生變化。傳感器的測量電路，將液位改變引起電容量的變化轉(zhuǎn)換為電量的變化，送給顯示儀表顯示出來，實(shí)現(xiàn)了液位的連續(xù)測量。

任務(wù)二、電容式傳感器的液位檢測應(yīng)用訓(xùn)練

2022/11/16活動1、觀察和了解電容式液位傳感器系統(tǒng)探頭(轉(zhuǎn)換

活動2、電容式傳感器檢測液位實(shí)用訓(xùn)練的內(nèi)容和方法

1）實(shí)訓(xùn)目的2)實(shí)訓(xùn)原理3)準(zhǔn)備工具、儀表和器材4)主要技術(shù)指標(biāo)5)根據(jù)使用要求選型6)安裝與調(diào)試方法2022/11/16活動2、電容式傳感器1）實(shí)訓(xùn)目的2022一、實(shí)訓(xùn)目的

緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行電容式傳感器檢測系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)，可以理論聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生現(xiàn)場的分析判斷能力、動手能力和操作技能，掌握電容式液位傳感器系統(tǒng)的安裝工藝和調(diào)試方法。二、實(shí)訓(xùn)原理

我們選擇水的液位檢測，其電容傳感元件（探頭）是有一定距離且相互絕緣的同軸式探頭。檢測時，探頭的上部隔著空氣（εr＝1），下部充滿水（εr＝80），它將水位h變化引起的介電常數(shù)的變化換成對應(yīng)的電容量變化。測量電路（變送器）是集成轉(zhuǎn)換電路，它將電容量的變化再轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的4～20mA輸出電信號，可以遠(yuǎn)距離用電流表顯示出水位。2022/11/16一、實(shí)訓(xùn)目的緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行電容式傳感電容式傳感器測量物位原理示意圖2022/11/16電容式傳感器測量物位原理示意圖2022/11/9三、準(zhǔn)備工具、儀表和器材1、實(shí)訓(xùn)工具：尖嘴鉗、螺絲刀和電烙鐵（20W~35W）等電工工具一套；2、實(shí)訓(xùn)儀表：萬用表、兆歐表、電流毫安表等各一塊；3、實(shí)訓(xùn)器材：選定的CTS-DLQ型電容式液位傳感器系統(tǒng)一套。2022/11/16三、準(zhǔn)備工具、儀表和器材1、實(shí)訓(xùn)工具：尖嘴鉗、螺絲刀和電四、主要技術(shù)指標(biāo)

1、工作電源：AC220V±10%或DC24V；2、功耗：<3W；

3、響應(yīng)延時：<2～3秒。

4、儀表工作環(huán)境溫度：-20～45℃。

5、探極工作（介質(zhì)）溫度：(普通型D：-20～60℃），（中溫型Z：-40～200℃），（高溫型H：-40～800℃），（常溫型P：-20～60℃）；

6、介質(zhì)壓力：壓力型Y≤3MPa（其余型號為常壓）；

7、輸出方式：4～20mA變送信號；

8、負(fù)載能力：≤600歐姆；

9、檢測范圍：≤11000p；

10、傳感器防護(hù)等級：IP65；

11、精度：±1%F.S。2022/11/16四、主要技術(shù)指標(biāo)1、工作電源：AC220V±10%五、根據(jù)使用要求選型

1、根據(jù)現(xiàn)場液位灌的材料和高度來選擇傳感器的探頭長度。我們選用非金屬液位灌，測量液位高度不超過0.5米，故選用同軸探頭。超過2.5米應(yīng)選用輕型纜式探頭。其探頭長度應(yīng)稍短于料倉高度。

2、本次訓(xùn)練的使用要求：介質(zhì)常溫P、常壓、標(biāo)準(zhǔn)安裝B（見圖4－4）、電源D(DC24V)、同軸式探頭T(長0.5米)，故選用對應(yīng)型號為：CTS-DLQ-P-B-D-T-500。2022/11/16五、根據(jù)使用要求選型1、根據(jù)現(xiàn)場液位灌的材料和高度來選（一）、機(jī)械和電氣安裝1、嚴(yán)格按使用說明書進(jìn)行正確機(jī)械安裝；

2、嚴(yán)格按使用說明書進(jìn)行正確的電氣安裝。六、安裝與調(diào)試方法標(biāo)準(zhǔn)法蘭圖探極操作盤和接線端子

2022/11/16（一）、機(jī)械和電氣安裝六、安裝與調(diào)試方法標(biāo)準(zhǔn)法蘭圖探極操作1、滿倉鍵（MH）；2、空倉鍵（ML）；3、運(yùn)行/標(biāo)定狀態(tài)指示燈（DY、綠色），4、電源指示燈（DE、紅色）；5、接線端子；6、空倉標(biāo)定指示燈（DL、綠色），

7、滿倉標(biāo)定指示燈（DH、綠色），

8、清除鍵（MO），與空倉、滿倉鍵配合使用。（二）、操作盤的功能2022/11/161、滿倉鍵（MH）；（二）、操作盤的功能2022/11/91、檢驗方法；2、調(diào)試方法；3、記錄測量數(shù)據(jù)。（三）、正確的檢驗與調(diào)試輸出電流I0（mA）水位高度H（cm）2022/11/161、檢驗方法；2、調(diào)試方法；3、記錄測量數(shù)據(jù)。（三）、正確的

用壓力傳感器測量液位

p=ρgH

2022/11/16

用壓力傳感器測量液位p=ρgH2022/11/9

差壓式液位計原理

△p=pB-pA=pA+ρgH－pA=ρgH

2022/11/16

差壓式液位計原理2022/11/9

應(yīng)用實(shí)例——電容式油量表2022/11/16

應(yīng)用實(shí)例——電容式油量表2022/11/9單元二、超聲波傳感器單元目標(biāo)：通過本單元的訓(xùn)練，達(dá)到熟悉常用超聲波傳感器檢測組件的外形和基本原理；掌握工業(yè)常用測距的檢測方法；學(xué)會超聲波測距傳感器檢測系統(tǒng)安裝和調(diào)試。2022/11/16單元二、超聲波傳感器單元目標(biāo)：通過本單元的訓(xùn)練，達(dá)到熟悉常用任務(wù)一、認(rèn)識超生波傳感器活動1：認(rèn)識超生波（1）

聲波是指人耳能感受到的一種縱波，其頻率范圍為16Hz－2KHz。當(dāng)聲波的頻率低于16Hz時就叫做次聲波，高于2KHz則稱為超聲波。一般把頻率在2KHz到25MHz范圍的聲波叫做超聲波。超聲波傳感器頻率超過20KHZ，它是一種機(jī)械波。2022/11/16任務(wù)一、認(rèn)識超生波傳感器活動1：認(rèn)識超生波（1）超聲波的頻率愈高，聲場的方向性愈好，能量愈集中，聲波越接近光波的某些特性（如反射、折射定律）。當(dāng)超聲波向兩個不同的介質(zhì)傳播時。入射波以α角從第一種界面?zhèn)鞑サ降诙N介質(zhì)時，在介質(zhì)分界面會有部分能量反射回原介質(zhì)中的波，我們稱為反射波；剩余的能量透過介質(zhì)分界面在第二種介質(zhì)內(nèi)繼續(xù)傳播，又稱為折射波?；顒?：認(rèn)識超聲波（2）2022/11/16超聲波的頻率愈高，聲場的方向性愈好，能量愈集中，聲波1、超生波反射定律：入射角α的正弦與反射角θ的正弦之比等于入射波所處介質(zhì)的波速c與反射波所處介質(zhì)的波速c1之比。2、超生波反射定律：入射角α的正弦與折射角β的正弦之比等于入射波所處介質(zhì)的波速c與反射波所處介質(zhì)的波速c2之比。3、超生波投射率：當(dāng)超聲波從第一個介質(zhì)垂直入射到第二個介質(zhì)傳播時，透射聲壓與入射聲壓之比。4、超生波反射率：而反射聲壓與入射聲壓之比。當(dāng)入射波和反射波的波形、波速一樣時，入射角等于反射角。當(dāng)超生波從密度小的介質(zhì)入射到密度大的介質(zhì)時，透射率和反射率都較大?；顒?：認(rèn)識超聲波（3）

2022/11/161、超生波反射定律：入射角α的正弦與反射角θ的正弦之活動1：認(rèn)識超聲波（4）

1、縱波：波源質(zhì)點(diǎn)振動方向與波的傳播方向一致的波。2、橫波：波源質(zhì)點(diǎn)振動方向垂直于波的傳播方向的波。3、表面波：波源的質(zhì)點(diǎn)的振動介于縱波和橫波之間且沿著表面?zhèn)鞑?，隨深度的增加而振幅迅速衰減的波。4、蘭姆波：波源質(zhì)點(diǎn)將以縱波分量或橫波分量形式振動，以特定頻率被封閉在特定有限空間時產(chǎn)生的制導(dǎo)波。橫波、表面波和蘭姆波只能在固體中傳播，縱波可以在固體、液體和氣體中傳播?？v波、橫波、表面波及蘭姆波的傳播速度取決于介質(zhì)的彈性常數(shù)和介質(zhì)密度，同種介質(zhì)不同波形或同一波形不同介質(zhì)，其傳播波速度都是不相同。超生波形主要分為：縱波、橫波、表面波和蘭姆波2022/11/16活動1：認(rèn)識超聲波（4）超生波形主要分為：縱波、橫波活動2、認(rèn)識超聲波轉(zhuǎn)換元件（1）

超聲波探頭的分類：以超聲波作為檢測手段，必須產(chǎn)生超聲波和接收超聲波，完成這種功能的裝置就是超聲波傳感器轉(zhuǎn)換元件，習(xí)慣上稱為超聲波探頭或換能器。它可以分直探頭（縱波）、斜探頭（橫波）、表面波探頭（表面波）、蘭姆波探頭（蘭姆波）和雙探頭（一個探頭反射、一個探頭接收）。

2022/11/16活動2、認(rèn)識超聲波轉(zhuǎn)換元件（1）超聲波探頭的分類：以超活動2、認(rèn)識超聲波轉(zhuǎn)換元件（2）

超聲波的工作原理：超聲波由換能器（交變電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)換）產(chǎn)生的，換能器有壓電式、磁致伸縮式、電磁式幾種。我們僅以壓電式換能器為例說明其工作原理。壓電式是利用壓電晶體的諧振來工作的，超聲波發(fā)生器內(nèi)部結(jié)構(gòu)有并聯(lián)的兩個壓電晶片和一個共振板，當(dāng)壓電晶片的兩個極外加脈沖信號，其頻率等于壓電晶片的固有振蕩頻率時，壓電晶片將會發(fā)生共振，并帶動共振板振動，便產(chǎn)生超聲波。反之，如果兩電極間未外加電壓，當(dāng)共振板接收到超聲波時，將壓迫壓電晶片作振動，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電信號，這時它就成為超聲波接收器了。2022/11/16活動2、認(rèn)識超聲波轉(zhuǎn)換元件（2） 超聲波的工作原理超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻的同時開始計時，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來，超聲波接收器收到反射波就立即停止計時。超聲波在空氣中的傳播速度，一般約為340m/s。根據(jù)計時器記錄的時間t，就可以計算出發(fā)射點(diǎn)距障礙物的距離s，即：

活動3、研究超聲波傳感器測距的工作原理

2022/11/16超聲波發(fā)射器向某一方向發(fā)射超聲波，在發(fā)射時刻

超聲波液位檢測

2022/11/16

超聲波液位檢測2022/11/9超聲波傳感器的測量電路：一般由處理單元、輸出電路組成，處理單元控制超聲波信號的發(fā)送和接收、串行數(shù)據(jù)發(fā)送、計算出測距的數(shù)值和溫度校正。輸出電路對物體反射超聲波回波信號進(jìn)行放大、整形和輸出數(shù)據(jù)。超聲波傳感器的顯示儀表：一般由LED數(shù)字電路組成，LED上直接顯示被測距離。超聲波傳感器系統(tǒng)：由換能器和處理單元、輸出、顯示電路組成。

活動4：電容式傳感器的測量電路及顯示儀表

2022/11/16超聲波傳感器的測量電路：一般由處理單元、輸出電路組成，處理單活動1、觀察和了解超聲波傳感器測距測溫控制器

超聲波數(shù)字顯示測距測溫控制器,利用了超聲波在空氣中傳播特性,檢測物體距離時不接觸被測物體。因此，可以測量各種物體（包括固體和液體）的距離。實(shí)現(xiàn)了測距的自動化控制。它可以校正溫度對超聲波在空氣中的傳播速度的影響，還可以顯示其環(huán)境的溫度值。任務(wù)二、超聲波傳感器檢測距離的應(yīng)用訓(xùn)練2022/11/16活動1、觀察和了解超聲波傳感器測距測溫控制器超聲波數(shù)

活動2、超聲波傳感器檢測距離實(shí)用訓(xùn)練的內(nèi)容和方法

1）實(shí)訓(xùn)目的2)實(shí)訓(xùn)原理3)準(zhǔn)備工具、儀表和器材4)主要技術(shù)指標(biāo)5)根據(jù)使用要求選型6)安裝與調(diào)試方法2022/11/16活動2、超聲波傳感器1）實(shí)訓(xùn)目的2022一、實(shí)訓(xùn)目的

緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，理論聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行超聲波傳感器檢測距離系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)，進(jìn)一步提高現(xiàn)場的分析判斷能力、動手能力和操作技能，掌握超聲波傳感器檢測距離系統(tǒng)安裝工藝、調(diào)試步驟和維修方法。2022/11/16一、實(shí)訓(xùn)目的緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，理論聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行超聲二、實(shí)訓(xùn)原理

單片機(jī)PLCB20控制的超聲波測距測溫控制器原理圖2022/11/16二、實(shí)訓(xùn)原理單片機(jī)PLCB20控制的超聲波測距測溫IC1（PLCB20）芯片是鍵盤掃描和顯示驅(qū)動功能的微處理器,該芯片控制超聲波信號的發(fā)送和接收，串行數(shù)據(jù)發(fā)送和溫度校正及采樣頻率的輸入。并通過運(yùn)算后轉(zhuǎn)換成溫度數(shù)據(jù),校正不同溫度下距離誤差,再在LED上顯示檢測物體距離的厘米數(shù)值。同時和已輸入的預(yù)置數(shù)進(jìn)行比較，若達(dá)到預(yù)置值則進(jìn)行開關(guān)量信號的輸出。IC2（7404反相驅(qū)動器）集成電路芯片，在電路中驅(qū)動LED。IC3（NE555時基）集成電路芯片，在本電路中作為溫控頻率振蕩器使用。IC4（CXA20106A接收電路）集成電路芯片,它的內(nèi)部包括了前置放大、限幅、整形、輸出等功能。它接收物體反射超聲波回波信號,提供給IC1檢測。通過本控制器鍵盤預(yù)置輸入開啟或關(guān)閉的測距控制數(shù)值，可輸出1200BIT串行數(shù)據(jù)信號。2022/11/16IC1（PLCB20）芯片是鍵盤掃描和顯示驅(qū)動功能三、準(zhǔn)備工具、儀器儀表和器材1、實(shí)訓(xùn)工具：尖嘴鉗、螺絲刀和電烙鐵（20W~35W）等電工工具一套；2、實(shí)訓(xùn)儀表：萬用表、示波器各一臺；3、實(shí)訓(xùn)器材：見圖4－12超聲波數(shù)字顯示測距測溫控制器電路一套。

2022/11/16三、準(zhǔn)備工具、儀器儀表和器材1、實(shí)訓(xùn)工具：尖嘴鉗、螺絲刀和電四、主要技術(shù)指標(biāo)1、測距量程：30cm～1000cm；測溫范圍：-20℃～+60℃；

2、測試精度：空氣中測距精度≤0.5％±1cm；測溫精度≤1％；3、數(shù)據(jù)顯示：LED顯示：距離單位為cm，溫度單位為℃；設(shè)置；4、鍵盤輸入：開啟值和關(guān)閉值都為30～1000cm；

5、工作環(huán)境：干電池或可充電池供電,直流電壓為12V,工作電流為50毫安，

2022/11/16四、主要技術(shù)指標(biāo)1、測距量程：30cm～1000五、根據(jù)使用要求選型

1、根據(jù)現(xiàn)場液位灌的材料和高度來選擇傳感器的探頭長度。我們選用非金屬液位灌，測量液位高度不超過0.5米，故選用同軸探頭。超過2.5米應(yīng)選用輕型纜式探頭。其探頭長度應(yīng)稍短于料倉高度。

2、本次訓(xùn)練的使用要求：介質(zhì)常溫P、常壓、標(biāo)準(zhǔn)安裝B（見圖4－4）、電源D(DC24V)、同軸式探頭T(長0.5米)，故選用對應(yīng)型號為：CTS-DLQ-P-B-D-T-500。2022/11/16五、根據(jù)使用要求選型1、根據(jù)現(xiàn)場液位灌的材料和高度來

（一）電氣安裝1、嚴(yán)格按使用說明書進(jìn)行正確的電氣連接，接收電路應(yīng)用鐵皮屏蔽以增加抗干擾的性能；

2、超聲波探頭表面嚴(yán)禁用手及其它物體觸摸，以免產(chǎn)生信號滯后性及損壞。

（二）調(diào)試與檢測1、在測距中應(yīng)保證測距儀與被測物體距離為定值，要和被測物體成一條直線，使測得距離讀數(shù)的準(zhǔn)確性；

2、把K1撥到測溫檔LED應(yīng)顯示溫度值,使LED顯示值與水銀溫度計一致即可。六、安裝與調(diào)試方法2022/11/16（一）電氣安裝六、安裝與調(diào)試方法2022/11/9觀察LED讀數(shù)與物體距離之間的變化關(guān)系，記錄數(shù)據(jù)，繪出關(guān)系曲線。并且計算出該傳感器檢測系統(tǒng)的靈敏度K=ΔL’/ΔL。（三）記錄測量數(shù)據(jù)LED讀數(shù)L’（cm）物體距離L（cm）2022/11/16觀察LED讀數(shù)與物體距離之間的變化關(guān)系，記錄數(shù)據(jù)，繪單元三、流量的檢測方法單元目標(biāo)：通過本單元的訓(xùn)練，達(dá)到熟悉常用超生波傳感器檢測組件的外形和基本原理；掌握工業(yè)常用的流量檢測方法；學(xué)會超生波流量傳感器檢測系統(tǒng)安裝和調(diào)試。2022/11/16單元三、流量的檢測方法單元目標(biāo)：通過本單元的訓(xùn)練，達(dá)到熟悉常任務(wù)一、了解流量檢測的意義及常見方法

活動1：流量的檢測意義流量的檢測對于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的自動化，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量，保障安全生產(chǎn)，促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，都具有十分重要的意義。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事工程、航天技術(shù)和日常生活中，流量檢測在占有重要地位。

目前，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，流量檢測引入超聲波、激光、電磁、核技術(shù)及微計算機(jī)等新技術(shù)，使得無接觸無活動部件的間接測量技術(shù)迅速發(fā)展，為流量檢測開拓新的領(lǐng)域。

2022/11/16任務(wù)一、了解流量檢測的意義及常見方法活動1：流量的檢測

流量是指流體在單位時間內(nèi)通過某一截面的體積數(shù)或質(zhì)量數(shù)，分別稱為體積流量和質(zhì)量流量。若將瞬時流量對時間進(jìn)行積分，求出累計體積或階級質(zhì)量的總和，稱為累計流量，也稱之為總量。即:體積流量:單位：m3/h；質(zhì)量流量:單位：t/h；累計流量:單位：t/h。影響流量測量有很多外部和內(nèi)部的因素。因此，要準(zhǔn)確的檢測流量，就必須研究不同流體在不同條件下的流量檢測方法。超聲波流量計可以做成非接觸式傳感器，常用于強(qiáng)腐蝕性、非導(dǎo)電性、放射性及易燃易爆介質(zhì)的流量測量?；顒?：液體流量的常用檢測方法2022/11/16流量是指流體在單位時間內(nèi)通過某一截面的體積數(shù)

1.容積式方法

水表齒輪（腰輪）流量計2022/11/16

1.容積式方法水表齒輪（腰輪）流量計2022/11/9

2.流速式方法

氣體流過電熱絲探頭時會使探頭冷卻，其冷卻呈度與氣體的流速成正比，則電熱絲出現(xiàn)電阻的變化，電阻變化量與氣體流速成正比，通過電橋作用轉(zhuǎn)換成電壓的變化。2022/11/16

2.流速式方法氣體流過電熱絲探頭時會使探頭冷卻，其冷卻呈

3.差壓式方法

2022/11/16

3.差壓式方法2022/11/9

4.電磁流量計

2022/11/16

4.電磁流量計2022/11/9活動3：起聲波流量計檢測液體流量的方法根據(jù)檢測的方式，