傳感器與檢測技術基礎-第14章-參數(shù)檢測

1、第14章參數(shù)檢測14.1 概述概述n14.1.1 檢測技術在國民經濟中的地位和作用檢測技術在國民經濟中的地位和作用n測量科學已成為現(xiàn)代化生產的五大支柱之一，測量科學已成為現(xiàn)代化生產的五大支柱之一，也是整個科學技術和國民經濟的一項重要技術也是整個科學技術和國民經濟的一項重要技術基礎，它對促進生產力發(fā)展與社會進步起到舉基礎，它對促進生產力發(fā)展與社會進步起到舉足輕重的作用足輕重的作用 n以信息的獲取、轉換、顯示和處理為主要內容的傳感器與檢測技術已經發(fā)展成為一門完整的技術學科，在促進生產力發(fā)展和科技、社會進步的廣闊領域內發(fā)揮著重要作用 14.1.2 參數(shù)檢測的基本概念參數(shù)檢測的基本概念n測量：以確定被

2、檢測值為目的的一系列操作，即利用物質的物理的、化學的或生物的特性，對被測對象的信息進行提取、轉換以及處理，獲得定性或定量結果的過程 n測量通常包括兩個過程：一是轉換過程；二是比較過程測量結果n經測量過程所獲得的被測量的量值稱為測量結果n測量結果有多種表示方式，如數(shù)值、曲線或圖形等n測量結果應包括兩個部分：比值和測量單位 測量方法的分類測量方法的分類 n測量方法就是將被測量與標準量進行比較，從而得出比值的方法 n根據(jù)測量方式的不同可分為：直接測量、間接測量和組合測量 n根據(jù)測量方法的不同可分為：偏差式測量、零位式測量和微差式測量 n根據(jù)測量精度要求的不同可分為：等精度測量和非等精度測量 n根據(jù)被

3、測量變化的快慢可分為：靜態(tài)測量和動態(tài)測量 n根據(jù)測量敏感元件是否與被測介質接觸可分為：接觸式測量和非接觸式測量 測量系統(tǒng)測量系統(tǒng) 被測對象數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)顯示環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)傳感器被測量測量結果測量系統(tǒng)的類型n開環(huán)測量系統(tǒng)n閉環(huán)測量系統(tǒng)被測對象顯示放大傳感、變送x1x2x2knk1ky反饋fxx.14.1.3 工業(yè)檢測的主要內容工業(yè)檢測的主要內容14.2參數(shù)測量的一般方法 n力學法n熱學法n電學法n聲學法n光學法n磁學法n射線法n生物法14.2.1 過程參數(shù)檢測過程參數(shù)檢測（1）溫度檢測）溫度檢測（2）壓力檢測）壓力檢測（3）流量檢測）流量檢測n速度式流量檢測方法：通過測量流體在管路內已知截面

4、積流過的流速大小來實現(xiàn)流量的測量 n容積式流量測量法：根據(jù)已知容積的容室在單位時間內所排出流體的次數(shù)來測量流體的流量的 n質量式流量檢測方法有兩種，一種是根據(jù)質量流量與體積流量的關系，測出體積流量再乘被測流體的密度的間接質量流量檢測；另一種是直接測量流體質量流量的方法（4）物位檢測）物位檢測n直讀式：它根據(jù)流體的連通性原理來測量液位；n浮力式：它根據(jù)浮子高度隨液位高低而改變（恒浮力式）或液體對沉浸在其中的浮筒的浮力隨液位高度變化而變化（變浮力式）的原理來測量液位。n差壓式：它根據(jù)液柱或物料堆積高度變化對某點上產生的靜（差）壓力的變化的原理測量物位。n電學式：它根據(jù)把物位變化轉換成各種電量變化的

5、原理來測量物位，如電容式液位傳感器。n核輻射式：它根據(jù)同位素射線的核輻射透過物料時，其強度隨物質層的厚度變化而變化的原理來測量物位。n聲學式：它根據(jù)物位變化引起聲阻抗和反射距離變化來測量物位，如超聲波物位傳感器。n其它形式：其它形式的物位傳感器有微波式、超聲波式、激光式、射流式、光纖式等。（5）成分分析與物性檢測）成分分析與物性檢測 n成分分析一般針對氣體組成及含量n物性檢測則針對液體的濃度及空間的濕度 氣體成分檢測 濃度的檢測 n電導法是進行液體濃度測量的一種常用方法，它是基于電解質溶液的成分以及濃度的不同可引起不同的導電率的原理來進行測量的n對于一種確定成分的電解質溶液，其電導率跟濃度的關

6、系是：在低濃度區(qū)域，隨濃度的增大，溶液的電導率也增大，兩者近似為線性關系；在高濃度區(qū)域，隨濃度的增大，溶液的電導率減小，兩者也近似成線性關系n電導法較適合于低濃度或高濃度的測量，對中等濃度測量不太適合。濕度的檢測 14.2.2 機械量參數(shù)檢測機械量參數(shù)檢測n位移檢測位移檢測 n模擬式測量：常用的傳感器有電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、電渦流式傳感器、光電式傳感器及光導纖維傳感器、超聲波傳感器、激光及輻射式傳感器、薄膜傳感器等。將上述傳感器與相應的測量電路結合在一起，即組成工程中常用的測量儀器和儀表，如電阻式位移計、電感測微儀、電容測微儀、電容液位計等n數(shù)字式測量：主要是指在精密數(shù)控裝

7、置如數(shù)控機床和三坐標測量儀等設備中，將直線位移或角位移轉換為數(shù)字脈沖信號輸出的測量方法。常用的轉換裝置有感應同步器、旋轉變壓器、磁尺、光柵和各種脈沖編碼器等 轉速檢測轉速檢測 速度檢測速度檢測 n定義法n加速度積分法或位移微分法n利用物理參數(shù)測量速度n多普勒效應測速度振動檢測振動檢測 n差動變壓器法n電渦流法n應變片法n壓電效應法 厚度檢測厚度檢測 n厚度檢測屬于長度測量，很多情況下可以用測長度或測位移的方法或技術來實現(xiàn)，如直接利用厚度參數(shù)來調制傳感器的輸出信號，這是測絕對厚度，如低頻透射式電渦流測厚法、超聲波測厚法、微波測厚法、核輻射測厚法等n另一類測厚方法是相對測厚，采用如極距變化型電容傳感器，或利用高頻反射式渦流傳感器測量金屬板厚度的方法。14.2.3 其它參數(shù)檢測其它參數(shù)檢測n化學量檢測 n化學量檢測就是檢測儀器或設備按一定的化學規(guī)律或效應對被測量進行檢測，如化學反應原理等。n生物量