第六章自動檢測技術(shù)應(yīng)用舉例

1、自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)第第6章章 自動檢測技術(shù)應(yīng)用舉例自動檢測技術(shù)應(yīng)用舉例n第一節(jié)第一節(jié) 電感式微位移測量儀電感式微位移測量儀n第二節(jié)第二節(jié) 檢測技術(shù)在智能樓宇中的應(yīng)用檢測技術(shù)在智能樓宇中的應(yīng)用n第三節(jié)第三節(jié) 檢測技術(shù)在全自動洗衣機(jī)中的應(yīng)用檢測技術(shù)在全自動洗衣機(jī)中的應(yīng)用n第四節(jié)第四節(jié) 檢測技術(shù)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用檢測技術(shù)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用n第五節(jié)第五節(jié) 檢測技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用檢測技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用n第六節(jié)第六節(jié) 布匹長度自動記錄與控制儀布匹長度自動記錄與控制儀自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)第一節(jié)第一節(jié) 電感式微位移測量儀電感式微位移測量儀n測量儀的組成測量儀的組成n傳感器及其信號處理電路傳感

2、器及其信號處理電路n單片機(jī)及其擴(kuò)展單片機(jī)及其擴(kuò)展n鍵盤、顯示與打印鍵盤、顯示與打印n數(shù)字低通濾波與插值數(shù)字低通濾波與插值自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n測量儀由電源、單片機(jī)控制板、放大板、液晶顯示器、嵌入式微型打印機(jī)和鍵盤等組成。結(jié)構(gòu)圖如圖6-1所示。圖6-1 測量儀結(jié)構(gòu)圖自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)二、傳感器及其信號處理電路n電感式傳感器的任務(wù)是將被測部件幾何尺寸的微小變換為電感L的變化。信號處理電路的作用是實(shí)現(xiàn)測量信號的變換、放大。n軸向式傳感器的基本結(jié)構(gòu)如圖6-2所示，電感線圈呈管狀，連接測桿的磁心置于線圈的中部。圖6-2 軸向式電感傳感器自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)當(dāng)測桿接觸被測部件時，部件位置的變

3、化使磁芯在線圈內(nèi)發(fā)生微小位移，此位移引起線圈電感量的變化。電感量變化的表達(dá)式為：式中： , , , 均為與線圈和磁芯幾何、物理參數(shù)有關(guān)的常數(shù)； 為磁芯在線圈內(nèi)初始伸入深度； 為初始電感量。由此可見，線圈電感量的變化 正比于測桿位移量的變化量 ，也就正比于被測部件位置的變化量。020022201111turRthtLtruhuLrrhRr0u0t0LLt 自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)圖6-3 轉(zhuǎn)換電路原理圖為了對傳感器給出的電感信號進(jìn)行放大、處理和顯示，需將電感量的變化 轉(zhuǎn)換為電壓信號。該測量儀采用交流測量電橋完成這一任務(wù)，其原理如圖6-3所示。L電橋的兩臂 和 為電感傳感器中兩個線圈的阻抗（線圈電

4、感L與電阻r的等效阻抗），另外兩臂為電源變壓器次級線圈的兩半繞組（每半繞組的電勢為u）。輸出電壓 為：1Z2ZscuuZZZZusc2121自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n當(dāng)電感傳感器的鐵芯處于中間位置時，兩線圈的阻抗相等，即, 則， 0，電橋處于平衡狀態(tài)，無輸出電壓。當(dāng)測桿上升時，上線圈阻抗增加，即 ,下線圈阻抗減少，即 ，則有：n當(dāng)測桿下降同樣位移時，上述變化相反，有：uZZusc21ZZ scuZZZ1ZZZ2uZZusc自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n由測量電橋輸出的測量信號是一個交流電壓信號，此信號經(jīng)過交流放大器放大后，其幅度與傳感器測桿的位移成正比，但無法判斷測桿是上升還是下降，也就是無法知道

5、被測尺寸具有正偏差還是負(fù)偏差。為了判斷信號的相位（方向），在交放之后、直放之前加一級相敏檢波器輸出的直流緩變信號，再經(jīng)一級直流放大，得到A/D轉(zhuǎn)換器所需的直流電壓。其原理框圖如圖6-4所示。圖6-4 信號電路框圖自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)三、 單片機(jī)及其擴(kuò)展n單片機(jī)內(nèi)部雖然設(shè)置了一定容量的存儲器和若干并行I/O口，但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了實(shí)際需要。系統(tǒng)中采用74HC573作為鎖存器，GAL16V8提供片選信號，擴(kuò)展了程序存儲器27512、外部數(shù)據(jù)存儲器62256、I/O口8155、時鐘芯片DS12887、模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD574及與其相聯(lián)的八選一模擬開關(guān)CD4051，擴(kuò)展電路如圖6-5所示。自動檢測技術(shù)自動

6、檢測技術(shù)四、鍵盤、顯示與打印n為了節(jié)省I/O口，本測量儀采用34的矩陣式鍵盤，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點(diǎn)上。采用函數(shù)char key(chart)實(shí)現(xiàn)對鍵盤的查詢與結(jié)果的返回。n顯示采用液晶圖形顯示器，它具有低壓、微功耗、壽命長、無輻射等特點(diǎn)，是目前流行的顯示方法。本測量儀選用香港精電公司的MGLS19264，液晶顯示驅(qū)動控制套件為HD61203U、HD61202U。n打印機(jī)采用榮達(dá)MP系列微型打印機(jī)，它具有串行/并行打印接口，并口采用26線針型扁平電纜插座，與標(biāo)準(zhǔn)并行口Centyonics兼容，可直接由單片機(jī)控制。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)五、數(shù)字低通濾波與插值n由于系統(tǒng)在使用

7、過程中將會受到各種干擾，且在A/D轉(zhuǎn)換中存在量化誤差，故需將A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行低通濾波處理。低通濾波采用FIR系統(tǒng)比較簡單，易于實(shí)現(xiàn)線性相位，即輸出只對輸入有一段延時，不使信號發(fā)生畸變。理想的低通濾波器如圖6-6所示。圖6-6 理想低通濾波器自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n濾波器頻率響應(yīng)如圖6-7所示。盡管測量頭的測量精度很高，但是，測量頭并不是線性的，它存在著一定的非線性，如果近似認(rèn)為其為線性關(guān)系，那么在高精度測量中將會帶來非常大的誤差。所以我們先在標(biāo)準(zhǔn)儀器上按較小步長記錄下AD轉(zhuǎn)換器的結(jié)果，并列成表格。實(shí)踐表明采用擬合的方法不能取得較好效果。所以采用查表插值的方法。 圖6-7 濾波器頻率響應(yīng)圖自

8、動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控n給排水系統(tǒng)n火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)n門禁與防盜系統(tǒng)n電梯的運(yùn)行管理第二節(jié) 檢測技術(shù)在智能樓宇中的應(yīng)用自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n智能樓宇包括5大主要特征：樓宇自動化（BA）、防火自動化（FA）、通信自動化（CA）、辦公自動化（OA）、信息管理自動化（MA）。n上述5A特征通過布線綜合化來實(shí)現(xiàn)。綜合布線系統(tǒng)猶如智能樓宇內(nèi)的一條高速公路，人們可以在土建階段，將連接5A的線纜綜合布線到建筑物內(nèi)，然后可根據(jù)用戶的需要及時代的發(fā)展，安裝或增設(shè)其他系統(tǒng)。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)一、空調(diào)系統(tǒng)的監(jiān)控n空調(diào)系統(tǒng)監(jiān)控的目的是：既要提供溫濕度適宜的環(huán)境，又要節(jié)約能源。其監(jiān)控范圍為制

9、冷機(jī)、熱力站、空氣處理設(shè)備、送排風(fēng)系統(tǒng)、變風(fēng)量末端等，其原理框圖如圖6-8所示?，F(xiàn)代空調(diào)系統(tǒng)均具有完整的制冷、制熱、通風(fēng)功能，它們都在傳感器和計算機(jī)的監(jiān)控下工作。圖9-2 虛擬電子秤系統(tǒng)構(gòu)成自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)二、給排水系統(tǒng)n給排水系統(tǒng)的監(jiān)控和管理也是由現(xiàn)場監(jiān)控站和管理中心來實(shí)現(xiàn)，其最終目的是實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)的合理調(diào)度。也就是說，無論用戶水量怎樣變化，管網(wǎng)中各個水泵都能及時改變其運(yùn)行方式，保持適當(dāng)?shù)乃畨?，?shí)現(xiàn)泵房的最佳運(yùn)行；監(jiān)控系統(tǒng)還隨時監(jiān)視大樓的排水系統(tǒng)，并自動排水； 當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況或需要維護(hù)時，系統(tǒng)將產(chǎn)生報警信號，通知管理人員處理。給排水系統(tǒng)的監(jiān)控主要包括水泵的自動啟停控制、水位流量、壓力

10、的測量與調(diào)節(jié)；用水量和排水量的測量；污水處理設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的監(jiān)視、控制、水質(zhì)檢測；節(jié)水程序控制；故障及異常狀況的記錄等，給排水系統(tǒng)監(jiān)控的原理如圖6-9所示。現(xiàn)場監(jiān)控站內(nèi)的控制器按預(yù)先編制的軟件程序來滿足自動控制的要求，即根據(jù)水箱和水池的高、低水位信號來控制水泵的啟、停及進(jìn)水控制閥的開關(guān)，并且進(jìn)行溢水和停水的預(yù)警等。當(dāng)水泵出現(xiàn)故障時，備用水泵自動投入工作，同時發(fā)出報警信號。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)圖6-9 給排水系統(tǒng)監(jiān)控原理框圖自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)三、火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)三、火災(zāi)監(jiān)視與控制系統(tǒng)n火情、火災(zāi)報警傳感器主要有感煙傳感器、感溫傳感器以及此外線火焰?zhèn)鞲衅?。從物理作用上區(qū)分，可分為離子型、光電

11、型；從信號方式區(qū)分，可分為開關(guān)型，模擬型及智能型。在重點(diǎn)區(qū)域必須設(shè)置多種傳感器，同時對現(xiàn)場火情加以監(jiān)測，以防誤報警，還應(yīng)及時將現(xiàn)場數(shù)據(jù)經(jīng)控制網(wǎng)絡(luò)向控制系統(tǒng)匯總。獲得火情后，系統(tǒng)就會采取必要的措施，經(jīng)通信網(wǎng)絡(luò)向有關(guān)職能部門報告火情，并對樓宇內(nèi)的防火卷簾門、電梯、滅火器、噴水頭、消防水泵、電動門等聯(lián)動設(shè)備下達(dá)起動或關(guān)閉命令，以使火災(zāi)得到及時控制，還應(yīng)起動公共廣播系統(tǒng)，引導(dǎo)人員疏散。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)四、門禁與防盜系統(tǒng)四、門禁與防盜系統(tǒng)n出入口控制系統(tǒng)又叫門禁管理系統(tǒng)，是對樓宇內(nèi)外的出入通道進(jìn)行智能管理的系統(tǒng)，門禁系統(tǒng)屬公共管理系統(tǒng)范疇。在樓宇內(nèi)的主要管理區(qū)、出入口、電梯廳、主要設(shè)備控制中心機(jī)

12、房、貴重物品的庫房等重要部位的通道口，安裝門禁控制裝置，由中心控制室監(jiān)控。n各門禁控制單元一般由門禁讀卡模塊、智能卡讀卡器、指紋識別器、電控鎖或電動閘門、開門按鈕等系統(tǒng)部件組成。人員通過受控制的門或通道時，必須在門禁讀卡器前出示代表其合法身分的授權(quán)卡、密碼后才能通行。n樓宇中應(yīng)設(shè)置緊急按鈕或腳動開關(guān)報警裝置。當(dāng)出現(xiàn)緊急情況，如當(dāng)發(fā)生強(qiáng)行開門、非善意闖入、突發(fā)急病、遭遇持械匪徒威脅時，可實(shí)現(xiàn)緊急報警。當(dāng)發(fā)生火警時，系統(tǒng)自動取消全部的門禁控制，并打開緊急疏散通道門。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)五、電梯的運(yùn)行管理 電梯是智能樓宇的重要設(shè)備。電梯的使用對象是人，因此必須確保萬無一失。在電梯運(yùn)行管理中，傳感

13、器起到十分重要的作用，下面簡要介紹傳感器在電梯中的應(yīng)用。n電梯是機(jī)械、電氣緊密結(jié)合的產(chǎn)品，有垂直升降式和自動扶梯兩大類。n在電梯中，有很多檢測裝置用于電梯控制，如電梯的平層控制、選層控制、門系統(tǒng)控制等。下面就傳感器在電梯門入口處的安全保護(hù)和選層控制作簡單介紹。 電梯門有層門和轎門之分，層門設(shè)在每層的入口處，在層門旁有指示往上、往下的按鈕，轎門設(shè)在轎廂靠近層門的一側(cè)，供乘客或貨物進(jìn)出。開門電動機(jī)通過帶輪和曲柄搖桿機(jī)構(gòu)推動左右兩扇轎門完成開門行程。當(dāng)電梯在預(yù)定的樓層平層?？繒r，轎門通過門刀、門鎖等裝置帶動層門運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)轎門和層門的同步開關(guān)。層門和轎門的開啟和關(guān)閉是同步進(jìn)行的，為保證乘客或貨物的

14、安全，在電梯門的入口處都帶有安全保護(hù)裝置。1.入口安全保護(hù)自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n(1)光電式保護(hù)裝置 光電式保護(hù)裝置是在轎門邊上安裝兩道水平光電裝置，選用對射式紅外光電并關(guān)，對整個開門寬度進(jìn)行檢側(cè)，如圖6-10所示在轎門關(guān)閉的過程只要遮斷任一道光路，門都會重新開啟，待乘客進(jìn)人或離開轎廂后才繼續(xù)完成關(guān)閉動作。 圖6-10 光電式保護(hù)裝置自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n (2)防夾條 當(dāng)發(fā)生乘客的手或腳還未完全進(jìn)入轎廂，光電、超聲傳感器未起作用時，手或腳就有被轎門夾住的危險，這時必須立即重新打開轎門。在兩扇轎門的邊沿，各安裝了一根防夾條。防夾條內(nèi)部是有兩根距離很近帥金屬條，其長度與轎門相等，外面用柔

15、軟的橡膠包裹。 當(dāng)乘客被夾時，兩根金屬條發(fā)生短路，向電梯的控制系統(tǒng)發(fā)出報警信號，轎門和層門立即微開一段距離，待報警消除后再重新關(guān)閉。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)2選層控制n乘客進(jìn)入轎廂后，就要在控制面板上鍵入所要到達(dá)樓層的數(shù)字，控制電梯的電腦必須知道電梯所在的位置，才能正確指層，選擇減速點(diǎn)，正確平層。目前不少電梯采光電脈沖編碼器來實(shí)現(xiàn)測距，如圖6-11所示。圖6-11 安裝在曳引電動機(jī)上的光電編碼器 自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)第三節(jié) 檢測技術(shù)在全自動洗衣機(jī)中的應(yīng)用n全自動洗衣機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)邏輯機(jī)構(gòu)n模糊全自動洗衣機(jī)的模糊推理n洗衣機(jī)物理量檢測n控制軟件自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)一、全自動洗衣機(jī)單片機(jī)

16、控制系統(tǒng)邏輯機(jī)構(gòu)n單片機(jī)MC6805R3對洗衣機(jī)的控制系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖6-12所示。這個系統(tǒng)中包括電源電路、洗衣機(jī)狀態(tài)檢測電路、顯示電路和輸出控制電路。 圖6-12 控制系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n電源電路由變壓器TF、橋式整流器、濾波電容和集成穩(wěn)壓電路7805組成。電源電路中還有二極管D1，它用于隔離濾波電容與橋式整流電路，使之進(jìn)行過零檢測。7805輸出的士5V電壓和交流電源的一端相接，以組成雙向晶閘管的直接觸發(fā)電路。1電源電路2.洗衣機(jī)狀態(tài)檢測電路 狀態(tài)檢測電路一共有7個。它們分別是內(nèi)桶平衡檢測電路、過零檢測電路、電源電壓檢測電路、溫度檢測電路、水位檢測

17、電路和渾濁度檢測電路。 (1)內(nèi)桶平衡電路 由平衡開關(guān)K和電阻R35組成，它用于檢測內(nèi)桶運(yùn)行時的狀態(tài)是否平衡穩(wěn)定。 (2)衣質(zhì)、衣量檢測電路 由電動機(jī)，二極管D3, D4.電阻R21.光敏三極管Tr5,電阻Rl9和反相器7404組成，其中D4是發(fā)光二極管，它和Tr組成光電藕合管，用于隔離交直流信號以及產(chǎn)生衣質(zhì)和衣量信號。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n (3)過零檢測電路 由電阻R1， R2.晶體管Tr1和反相器7404組成。當(dāng)橋式整流器產(chǎn)生全波整流信號輸出時，馬上通過R1送到晶體管Tr1的基極，當(dāng)整流信號為正時，Tr1導(dǎo)通，整流信號為0時，Tr1截止；Tr1輸出的信號再由7404反相之后送到單片機(jī)

18、MC6805R3的INT端。很明顯，只要電源過零就會產(chǎn)生中斷請求信號。n（4）電源電壓檢測電路 由整流二極管D2、濾波電容C5和調(diào)整電位器W1組成。由于D2只是進(jìn)行半波整流，所以當(dāng)電源下降時，電位器W1的抽頭也會較靈敏地反映出電源下降的情況。電源電壓的變化情況由MC6805R3的AN0端進(jìn)行檢測。n（5）水位檢測電路 由電位器W3和相應(yīng)的機(jī)械部件組成，當(dāng)水位變化時會使W3的中心抽頭產(chǎn)生位移。故送入到MCh805R3的AN2端的信號大小也產(chǎn)生變化。n（6）渾濁度檢測器電路 由紅外發(fā)光管D3、紅外接收管Tr3和有關(guān)電阻組成。被檢測的水從D3和Tr3之間流過，由于不同渾濁度的水從中流過，使紅外信號的

19、強(qiáng)弱變化不同，故送到MC6805RC的AN3端的信號大小反映了衣物的骯臟程度。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n（7）溫度檢測電路 由MTS102、LN358和有關(guān)電阻、電容組成。其中MTS102是水溫檢測器。第一級LM358用作阻抗隔離器，第二級LM358用作放大器，檢查結(jié)果送入到MC6805R3的AN1端。 3 顯示電路 顯示電路由晶體管Tr10，Tr11，Tr12，Tr13，發(fā)光二極管D6D7，7段發(fā)光二極管顯示器LED1，LED2，LED3和相應(yīng)的電阻組成。其中晶體管Tr10 Tr13是作為掃描開關(guān)管，用于選擇D6D7, LEDl, LED2或LED3；而LED1LED3用于顯示定時時間；D6

20、D7用于顯示洗衣機(jī)的現(xiàn)行工作狀態(tài)。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n輸出控制電路由觸發(fā)電路和相應(yīng)的雙向晶閘管組成，控制電路共有五路。L1是進(jìn)水電磁閥，L2是排水電磁閥，M1是自動洗滌劑投入電機(jī)，M2是主電機(jī)。其中雙向晶閘管TAB，TA10用于控制主電機(jī)M2的正反轉(zhuǎn)；T A6用于控制洗滌劑投入電機(jī)；T A4從用于控制進(jìn)水電磁閥；T A1用于控制排水電磁閥。所有的雙向晶閘管都采用第II，象限觸發(fā)。 除了上述電路以外，還有工作起停和狀態(tài)設(shè)定電路。N 1是洗衣機(jī)全自動工作的起停按鍵；N 2是功能選擇按鍵，它可以設(shè)定洗衣機(jī)從某個程序開始進(jìn)行工作。n 所有的電路都在單片機(jī)MC6805R3控制下工作。由于MC680

21、5R3有較多的1/0端口，對洗衣機(jī)這種需要檢測和控制功能較多的家用電器是十分合適的，它可以使系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)達(dá)到十分簡潔的形式。4.輸出控制電路自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)二、模糊全自動洗衣機(jī)的模糊推理 圖6-13 邏輯推理框圖在模糊推理中，需要考慮推理的前件和后件，也就是推理的輸人條件和愉出結(jié)果。在模糊洗衣機(jī)中，主要是考慮布質(zhì)、布量、水溫和骯臟程度這幾個條件，從這些條件求取水位、洗滌時間、水流漂洗方式和脫水時間等。模糊洗衣機(jī)的推理如圖6-13所示。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n考慮到洗衣過程中的兩種情況，一種是靜態(tài)的，即洗滌劑濃度；另一種是動態(tài)的，即洗衣水流及時間，故推理分兩大部分，也就是洗滌劑濃度推

22、理和洗衣推理。n 洗滌劑濃度推理規(guī)則如下：n 如果渾濁度高，則洗滌劑投入量大；n 如果渾蝕度偏高，則洗滌劑投入量偏大；n 如果渾濁度低，則洗滌劑投入量小。 洗衣推理規(guī)則如下：如果布量少，布質(zhì)以化纖偏多，而且水溫高，則水流為特弱，洗滌時間特短；如果布量、布質(zhì)以棉布偏多，而且水溫低，則把水流定為特強(qiáng)，洗滌時間定為特長；自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)三、洗衣機(jī)物理量檢測三、洗衣機(jī)物理量檢測n1 1渾濁度的檢測渾濁度的檢測n 衣物的骯臟程度、骯臟性質(zhì)和洗凈程度等都需要檢測，以便進(jìn)行工作過程的整定和控制，渾濁度的檢測是采用紅外光電傳感器完成的。利用紅外線在水中的透光和時間的關(guān)系，通過模糊推理，以得出檢測結(jié)果，

23、而這個結(jié)果就可以用于控制推理。n渾濁度檢測器的結(jié)構(gòu)安裝情況如圖6-15所示。紅外發(fā)射管和紅外接收管分別安裝在排水管的兩側(cè)，在紅外發(fā)射管中能以恒定電流使紅外線以一定的強(qiáng)度發(fā)射，紅外接收管中接收到的紅外線強(qiáng)度，反映了水的渾濁程度。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)圖6-15 渾濁度檢測器結(jié)構(gòu)與安裝自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n根據(jù)紅外接收管所接收到的紅外線強(qiáng)度，就可以得出水的渾濁度。通過實(shí)驗(yàn)，可知在洗滌過程中紅外線透光率的變化情況，以及有關(guān)因素的關(guān)系，這種關(guān)系如圖6-16所示。 圖 6-16 洗滌過程透光率變化曲線自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n布量和布質(zhì)的檢測是在洗滌之前進(jìn)行的。在水位為一定的時候，布量和布質(zhì)的不同

24、就會產(chǎn)生不同的布阻抗。通過給定一定的水位，然后在這個給定水位和條件下使主電機(jī)進(jìn)行間斷旋轉(zhuǎn)，則不同布阻抗就會使主電機(jī)制動的性能不同利用主電機(jī)在不同布阻抗時的制動特性，就可以推斷出布質(zhì)和布量。不同布質(zhì)和布量的布阻抗如圖6-17所示。從圖中可知，硬質(zhì)布的布阻抗較高，軟質(zhì)布的布阻抗較低，但兩者有同樣布阻抗區(qū)間。 2布質(zhì)和布量的檢測布質(zhì)和布量的檢測圖6-17 布阻抗曲線自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n 水溫檢側(cè)由溫度傳感器MTS102執(zhí)行。由于MTS102有線性度好、對溫度敏感等特點(diǎn)故采用它對常溫檢測有較大的優(yōu)點(diǎn)。在電路中，采用兩個運(yùn)算放大器對MTS102的輸出信號進(jìn)行處理，一個用于隔離阻抗，一個用于放大信號

25、。這個電路結(jié)構(gòu)如圖6-12的AN；端所接的電路。水溫一般為4一40，在一些特殊的洗衣機(jī)中，有時會加入熱水，則水溫較高但水溫一般不會超過60，因?yàn)樗疁靥邔σ路袚p壞。 3.水溫檢側(cè)自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)四、控制軟件n 控制軟件由主程序、各種子程序和中斷服務(wù)程序組成。主控程序如圖6-18所示。所有模糊推理在洗滌之前都基本執(zhí)行完畢，所以在程序判別出是起動之后，就開始進(jìn)行一系列的檢測工作和推理工作。在推理工作完成之后，開始進(jìn)行洗滌工作。在洗滌過程中若產(chǎn)生故障，則系統(tǒng)會自動報警。 圖6-18 主控程序框圖自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)第四節(jié) 檢測技術(shù)在環(huán)境檢測中的應(yīng)用n檢測電路nA/D模板n系統(tǒng)標(biāo)定及數(shù)據(jù)

26、處理自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)圖6-19主程序面板圖 根據(jù)前面有關(guān)氣敏傳感器內(nèi)容，可以構(gòu)成圖619所示的CO及碳?xì)浠衔锖康挠嬎銠C(jī)檢測系統(tǒng)框圖。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n測CO氣體含量可用UL-281傳感器，對CO氣體有較高的靈敏度。測量電路可用圖620所示電路。測碳?xì)浠衔餁怏w的含量可用接觸燃燒氣敏傳感器UL207，其測量電路如圖621所示。圖621(a)為2.2V串聯(lián)負(fù)反饋型穩(wěn)壓電源，調(diào)整RP1，使其穩(wěn)壓輸出為2.2V。圖5-21(b)為傳感器構(gòu)成的電橋及放大電路(即測量電路)，傳感器的輸出信號經(jīng)增益為l的差動放大器A1后，由放大器A2進(jìn)行放大輸出。調(diào)整RP3可調(diào)整輸出。RP2為調(diào)零電位器

27、。一、 檢測電路自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)圖6-20 一氧化碳傳感器應(yīng)用電路自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)圖6-21 碳?xì)浠衔餃y量電路自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)二、A/D模板n傳感器輸出信號經(jīng)放大后，輸入AD模板，轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后輸入PC進(jìn)行處理。模板采用12位AD574模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片構(gòu)成具有8通道的基于PC總線的模數(shù)轉(zhuǎn)換板，直接插入PC機(jī)中的PC總線插槽中，使用方便可靠，如圖622所示。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)圖6-22 A/D模板原理圖自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n 1模擬開關(guān)及采樣保持器n 圖中AD7503是八選一模擬開關(guān)，根據(jù)數(shù)據(jù)總線D0、D1、D2的編碼，當(dāng)EN1時，選擇八個開關(guān)中的一個接通；當(dāng)EN

28、0時，禁止所有開關(guān)接通。上面兩種傳感器的輸出信號可按其中任兩通道，如CHl、CH2。n 考慮到A/D模板的通用性，設(shè)有放大器CA741，調(diào)整其中10k可變電阻，可調(diào)整其增益。當(dāng)進(jìn)入A/D板的信號量程已調(diào)整好，可使其增益調(diào)為1。n LF398為采樣保持器，腳6上接保持電容，腳8為采樣保持控制端，低電平時為保持狀態(tài)，高電平時為采樣狀態(tài)。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n 2A/D轉(zhuǎn)換器n AD574是美國AD公司生產(chǎn)的可直接與8位或16位數(shù)據(jù)總線的微處理器接口的12位A/D轉(zhuǎn)換器。芯片內(nèi)部帶基準(zhǔn)電源和時鐘，轉(zhuǎn)換時間為25s，供電電源+5V，12V/15V，功耗為390mW，28腳雙列直插式封裝。芯片管腳及

29、原理如圖523所示。它由模擬與數(shù)字兩部分組成。模擬部分包括高性能的12位D/A轉(zhuǎn)換器AD565和參考電源，數(shù)字部分包括控制邏輯、時鐘、逐位逼近寄存器SAR、比較器和三態(tài)輸出緩沖器。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)圖6-23 AD574芯片管腳及原理圖自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)nAD574有兩種模擬量輸入方式，每一種方式又有兩種電壓等級。n一種是單極性輸入。當(dāng)芯片雙極性偏移端BIPOFF接地時，AD574為單級性輸入方式， 若將REFOUTl0V基準(zhǔn)電壓接到REFIN，單極性輸入信號范圍，則10VIN端為010V，20IN端為020V。 圖624為單極性輸入方式的典型應(yīng)用電路。 圖6-24 單極性輸入方式

30、自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n另一種是雙極性輸入。雙極性偏移端BIPOFF接到基準(zhǔn)電壓REFOUT，將使輸入電壓發(fā)生偏移，10VIN端輸入范圍變成-5+5V，20VIN端輸入范圍變成-10+10V。對信號10VIN輸入來說，-5V輸入將轉(zhuǎn)換成000H，+5V輸入將轉(zhuǎn)換成FFFH，因此雙極性輸入方式屬偏移二進(jìn)制編碼方式。典型應(yīng)用如圖625所示。 圖6-25 雙極性輸入方式自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)3、 A/D板端口及操作nA/D模板使用了PC總線的A0A11地址總線，D0D7數(shù)據(jù)總線，以及AEN、控制信號。總線緩沖與地址譯碼由三片集電極開路異或門74LSl36完成板選(即高付地址譯碼)。由一片74AL

31、Sl38實(shí)現(xiàn)板內(nèi)端口(即低位地址譯碼)，由74ALS245實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)緩沖，此外還有一些與非門配合工作。圖626為模板地址譯碼電路，它采用集電極開路異或門和微型開關(guān)構(gòu)成由用戶預(yù)置地址的譯碼電路。 圖6-26 模板地址譯碼自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)三、系統(tǒng)標(biāo)定及數(shù)據(jù)處理n上述系統(tǒng)設(shè)計好后，尚不能用來檢測，還需要對系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定，確定被測氣體濃度與輸出之間的關(guān)系；同時還要進(jìn)行零偏調(diào)整，當(dāng)被測氣體濃度為零時，輸出量應(yīng)盡可能小，當(dāng)然為零最好：n PC機(jī)從A/D轉(zhuǎn)換器讀出的為數(shù)字量需要進(jìn)行標(biāo)度變換，轉(zhuǎn)化成數(shù)字量所對應(yīng)的氣體濃度。同時還有必要進(jìn)行數(shù)字濾波處理等。總之，根據(jù)需要，利用高級語言，這些都很容易做到，

32、而且可以具有良好的人機(jī)交互界面。 自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)第五節(jié) 檢測技術(shù)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用n各傳感器在加工過程中的作用n系統(tǒng)的報警、故障自診功能自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)一、各種傳感器在加工過程中的作用n(1)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角的檢測與控制n 從圖627中可以看到汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子毛坯正被工件托架支撐著，工件重幾十噸，沿軸向按一定規(guī)律分布著近二十個平行的葉輪，每個葉輪上要銑出幾十甚至一百多個葉根槽，用于鑲嵌葉片。圖628中示出了葉根槽的剖面圖。下面通過介紹汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉根槽的加工過程來說明各傳感器的作用。 自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù) (2)工件夾緊與托起的檢測 n該銑床允許工件的最大質(zhì)量為8

33、0t。加工前，先用吊車將工件準(zhǔn)確地放置在托架上，壓力油從圖627中的上夾具壓力油孔15壓入，上夾具在油壓的作用下往下夾緊工件，夾緊力由“壓力傳感器”檢測。當(dāng)壓力等于設(shè)定值時，計算機(jī)發(fā)出指令停止增壓，并讓x、y、z軸解鎖，允許刀具加工工件。當(dāng)發(fā)生故障，油壓小于設(shè)定值導(dǎo)致夾緊力不足時，工件可能松動，影響銑削幅度，這時計算機(jī)格發(fā)出報警信號。x、y、z方向停止走刀。n 當(dāng)加工好一條槽后，計算機(jī)發(fā)出指令，夾具減壓、松開工件。接著，液壓油轉(zhuǎn)而從圖627中的下托架壓力油孔3壓入，使工件與托架間形成約0.01mm厚的油膜，工件被托起，處于懸浮狀態(tài)，所以只需要轉(zhuǎn)動力矩較小的交流伺服電動機(jī)(力矩電動機(jī))就能轉(zhuǎn)動沉

34、重的工件。壓力傳感器檢測壓力油的壓力，只有確認(rèn)工件處于懸浮狀態(tài)后才能啟動交流伺服電機(jī)。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)(3)刀具位置的檢測與控制 n刀具除了自旋外，還具有x、y、z三個方向的自由度，在走刀系統(tǒng)中裝有三個對應(yīng)的直線型磁柵傳感器，它們的精度優(yōu)于1m。刀具的運(yùn)動是在磁柵傳感器監(jiān)視下進(jìn)行的，磁柵傳感器把代表刀具位置的信號傳送給計算機(jī)，該數(shù)值一方面在CRT上顯示出來，另一方面不斷地與設(shè)定值作比較，當(dāng)?shù)毒叩竭_(dá)設(shè)定值時停止走刀。床鞍用于完成水平方向大行程的移動，它的位置由光電角編碼器通過蝸輪蝸桿來測定。n (4)溫度檢測n 整個系統(tǒng)有幾十個測溫點(diǎn)，主要是監(jiān)視一些重要的軸溫、壓力油溫、潤滑油溫、冷卻空

35、氣的溫度、各個電動機(jī)繞組溫度等。多數(shù)測溫點(diǎn)采用銅熱電阻，少數(shù)采用熱電偶，這是因?yàn)闊犭娮璨恍枰涠搜a(bǔ)償、成本較低的緣故。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)二、系統(tǒng)的報警、故障自珍功能n所謂報警，就是當(dāng)被測量超過設(shè)定值的上下限時，微機(jī)向操作者提示聲、光信號以便操作者及時排除故障。n該銑床有很強(qiáng)的報警、自診功能。由于顯示終端配有CRT，所以不但可作一般的屏幕報警，還可作故障診斷用。以溫度故障為例，由于測溫點(diǎn)太多，所以多數(shù)測溫點(diǎn)只向微機(jī)提供超限信號，而不是具體的溫度值。微機(jī)收到這些超限信號后，在CRT的特定位置上顯示出超溫標(biāo)志及設(shè)備編號，操作者要想進(jìn)一步了解故障原因，就要進(jìn)行人機(jī)對話。例如，由于某種原因，x軸無

36、法走刀，CRT可能會給操作者提示“A軸故障”的標(biāo)志。操作者通過鍵盤輸入指令，CRT將進(jìn)一步提示“伺服系統(tǒng)故障”的標(biāo)志，進(jìn)一步查詢，CRT可能會顯示“晶閘管故障”的標(biāo)志。這樣一步步查詢就可以找到較確切的故障位置，大大縮減了排除故障的時間，所以可以說，微機(jī)的報警及故障自診功能是數(shù)控機(jī)床智能化的標(biāo)志之一。自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)第六節(jié) 布匹長度自動記錄與控制儀n測量原理n系統(tǒng)功能n軟件結(jié)構(gòu)自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n布匹長度自動記錄與控制儀（簡稱“記錄儀”）能準(zhǔn)確測量并實(shí)時地記錄各生產(chǎn)班組的生產(chǎn)狀況，為企業(yè)提高生產(chǎn)效率和管理水平發(fā)揮了積極作用。系統(tǒng)包括測量傳感器與記錄儀兩部分，傳感器與滾動輪同軸相聯(lián)，其輸出信號經(jīng)四芯電纜與記錄儀相連，控制輸出信號為一常開/常閉接點(diǎn)。如圖6-30所示。圖6-30 記錄儀安裝示意圖自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)一、測量原理n測量傳感器一側(cè)采用兩支霍爾元件，按照一定間隔固定在柱形槽內(nèi)，其引腳（+5V、GND、 A/B ）通過軟線引至輸出插座；另一側(cè)轉(zhuǎn)動盤與轉(zhuǎn)軸通過軸承固定在圓柱外殼的軸線上。如圖6-31所示。 圖6-31 傳感器結(jié)構(gòu)示意圖自動檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)n轉(zhuǎn)動盤圓周上均勻嵌上4個圓形磁鋼。當(dāng)轉(zhuǎn)動軸帶著轉(zhuǎn)動盤順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)時，A