電氣測(cè)量與檢測(cè)課件

電氣測(cè)量與檢測(cè)第六章1第一節(jié)儀器儀表的技術(shù)進(jìn)展第二節(jié)傳感器第三節(jié)執(zhí)行器第四節(jié)虛擬儀器第五節(jié)智能儀器儀表第六節(jié)多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)2第一節(jié)儀器儀表的技術(shù)進(jìn)展儀器儀表分類(lèi)儀器儀表的發(fā)展32．傳感器技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域

第二節(jié)傳感器5工、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化化應(yīng)用領(lǐng)域第二節(jié)傳感器6航天技術(shù)軍事領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域第二節(jié)傳感器7環(huán)境監(jiān)測(cè)海洋探測(cè)安全保衛(wèi)應(yīng)用領(lǐng)域第二節(jié)傳感器9醫(yī)療診斷交通運(yùn)輸家用電器應(yīng)用領(lǐng)域第二節(jié)傳感器10傳感器的定義及構(gòu)成

被測(cè)信息敏感元件轉(zhuǎn)換元件輔助電路信號(hào)調(diào)理電路輸出信息傳感器構(gòu)成框圖傳感器(Transducer/Sensor)的定義傳感器的組成部分第二節(jié)傳感器11壓力傳感器

壓力傳感器的發(fā)展歷史壓力傳感器的發(fā)展趨勢(shì)

第二節(jié)傳感器13壓力測(cè)量的理論基礎(chǔ)簡(jiǎn)述壓力的定義氣體和液體的壓力壓力的單位壓力的形式第二節(jié)傳感器14敏感元件和轉(zhuǎn)換元件

壓

力

作

用

膜片形變（應(yīng)變）

應(yīng)變片電阻改變

敏感元件轉(zhuǎn)換元件A、基本測(cè)量原理第二節(jié)傳感器15常用Ⅲ型兩線制壓力變送器電原理圖

第二節(jié)傳感器17

(a)絕對(duì)壓力測(cè)量(b)表壓力測(cè)量

(c)差壓測(cè)量

B、壓力傳感器三種測(cè)量方式的結(jié)構(gòu)第二節(jié)傳感器18C、各種壓力傳感器第二節(jié)傳感器19A、基本測(cè)量原理熱電效應(yīng)

鎧裝熱電偶熱電偶原理圖EAB（T，T0）=fAB（Δt）第二節(jié)傳感器21幾種常用熱電偶的熱電極分度號(hào)正極（Grade）負(fù)極（Grade）N鎳鉻硅（Ni-Cr-Si）鎳硅（Ni-Si）K鎳鉻（Ni-Cr）鎳鉻（鋁）（Ni-Cr

（AI））E鎳鉻

（Ni-Cr）銅鎳（康銅）（Cu-Ni（Constantan））J鐵（Fe）銅鎳（康銅）（Cu-Ni（Constantan））T銅（Cu）銅鎳(康銅)（Cu-Ni(Constantan)）S鉑銠（Pt（Rh10））鉑（Pt）R鉑銠（Pt（Rh13））鉑（Pt）B鉑銠（Pt（Rh30））鉑（Pt（Rh10））第二節(jié)傳感器22測(cè)溫?zé)犭娮鑲鞲衅鳠崦綦娮璨牧蠝囟?t/℃)電阻率ρ/(10-8Ωm)電阻溫度系數(shù)α0/℃-1銀201.5860.0038(20℃)銅201.6780.00393(20℃)金202.400.00324(20℃)鎳206.840.0069(0~100℃)鉑2010.60.00324(0~100℃)第二節(jié)傳感器23利用熱電偶測(cè)量溫度的典型電路第二節(jié)傳感器25在線式紅外測(cè)溫儀熱敏電阻

C、溫度測(cè)量傳感器

紅外體溫儀空調(diào)溫度傳感器

微小的溫度傳感器

鎧裝熱電偶熱電阻第二節(jié)傳感器26物位傳感器超聲波檢測(cè)技術(shù)測(cè)量原理特點(diǎn)適用范圍第二節(jié)傳感器29第二節(jié)傳感器30超聲波物體檢測(cè)器電路板和探頭B、實(shí)際應(yīng)用電路第二節(jié)傳感器31測(cè)厚儀物位檢測(cè)儀無(wú)損探測(cè)測(cè)距儀液位儀B超接近開(kāi)關(guān)C、各種應(yīng)用第二節(jié)傳感器32雷達(dá)檢測(cè)技術(shù)時(shí)域發(fā)射技術(shù)第二節(jié)傳感器33調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)頻率控制回路原理方框圖FMCW雷達(dá)測(cè)量原理圖第二節(jié)傳感器34流量傳感器流量測(cè)量方法節(jié)流裝置文丘里噴嘴在管道中的位置第二節(jié)傳感器35浮子流量計(jì)浮子流量計(jì)

圖3金屬管浮子流量計(jì)結(jié)構(gòu)1-轉(zhuǎn)換部分；2-傳感器部分；3-導(dǎo)桿；4-浮子；5-錐形管部分；第二節(jié)傳感器36浮子流量計(jì)工作原理浮子流量計(jì)工作原理1-錐形管2-浮子3-流通環(huán)隙第二節(jié)傳感器37橢圓齒輪流量計(jì)工作原理容積式流量計(jì)的工作原理第二節(jié)傳感器38結(jié)構(gòu)圖

齒輪流量計(jì)

第二節(jié)傳感器39渦輪流量計(jì)第二節(jié)傳感器40內(nèi)部結(jié)構(gòu)渦輪流量計(jì)第二節(jié)傳感器41超聲波流量計(jì)測(cè)量原理測(cè)量流量原理分類(lèi)超聲波流量計(jì)

第二節(jié)傳感器42時(shí)間差法測(cè)量流量原理

第二節(jié)傳感器43頻率差法測(cè)量流量原理圖a）異側(cè)b）同側(cè)第二節(jié)傳感器44光纖傳感器流量計(jì)光纖傳感器檢測(cè)透明的有色物體第二節(jié)傳感器45電磁流量計(jì)

測(cè)量原理電磁流量計(jì)

第二節(jié)傳感器46其它常用的流量計(jì)渦街流量計(jì)差壓式流量計(jì)明渠流量?jī)x刮板流量計(jì)第二節(jié)傳感器47電磁傳感器

磁傳感器是最古老的傳感器，指南針是磁傳感器的最早的一種應(yīng)用。磁旋轉(zhuǎn)傳感器主要組成部分。第二節(jié)傳感器48一款電磁傳感器的外形電磁接近開(kāi)關(guān)指南針第二節(jié)傳感器49霍爾轉(zhuǎn)速表霍爾轉(zhuǎn)速表原理a)齒未對(duì)準(zhǔn)霍爾元件時(shí)磁力線分散的情況b)齒對(duì)準(zhǔn)霍爾元件時(shí)磁力線集中的情況第二節(jié)傳感器50接近開(kāi)關(guān)常用的接近開(kāi)關(guān)分類(lèi)接近開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)的主要性能指標(biāo)第二節(jié)傳感器51電渦流接近開(kāi)關(guān)原理框圖第二節(jié)傳感器52電磁傳感器的應(yīng)用（一）第二節(jié)傳感器53電磁傳感器的應(yīng)用（二）第二節(jié)傳感器54磁光效應(yīng)傳感器的原理

光電效應(yīng)

外光電效應(yīng)磁光效應(yīng)傳感器第二節(jié)傳感器55磁光效應(yīng)傳感器的結(jié)構(gòu)第二節(jié)傳感器56常用磁光傳感器光敏晶體管內(nèi)部結(jié)構(gòu)a)

內(nèi)部組成b)管芯結(jié)構(gòu)c）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化圖1－集電極引腳2－管芯3－外殼4－玻璃聚光鏡5－發(fā)射極引腳6－N+襯底7－N型集電區(qū)8－SiO2保護(hù)圈9－集電結(jié)10－P型基區(qū)11－N型發(fā)射區(qū)12－發(fā)射結(jié)第二節(jié)傳感器57（8）激光傳感器

激光智能感測(cè)器是激光學(xué)領(lǐng)域地最新成果，采用功率安全可靠且不足以引爆任何油晶介質(zhì)的激光作為探測(cè)光源，應(yīng)用國(guó)際先進(jìn)的激光傳感技術(shù)而可廣泛適用于石油、化工、冶金、鍋爐等行業(yè)、領(lǐng)域的一種新型的非接觸式智能測(cè)量?jī)x表。它徹底解決了以前所應(yīng)用的各種液位監(jiān)測(cè)儀表之不足，不受介質(zhì)溫度、密度、壓力等物理、化學(xué)性質(zhì)的影響，可以測(cè)量本產(chǎn)晶溫度范圍內(nèi)的所有的液體介質(zhì)液位，其輸出的數(shù)字信號(hào)可直接進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)。第二節(jié)傳感器58激光傳感器測(cè)量原理圖

激光傳感器第二節(jié)傳感器59電量變送器

電量變送器的用途、分類(lèi)霍爾元件的原理第二節(jié)傳感器60B、應(yīng)用UZJG型激光智能液位感測(cè)器

區(qū)域檢測(cè)傳感器能穩(wěn)定且高精度地檢測(cè)檢測(cè)光亮背景前的瓶子第二節(jié)傳感器61（9）其他傳感器紅外傳感系統(tǒng)分類(lèi)紅外傳感器工作原理第二節(jié)傳感器62仿生傳感器仿生傳感器，是一種采用新的檢測(cè)原理的新型傳感器。仿生傳感器原理仿生傳感器分類(lèi)第二節(jié)傳感器63各種仿生傳感器在圖中我們可以看到，仿生傳感器和生物學(xué)理論的方方面面都有密切的聯(lián)系，是生物學(xué)理論發(fā)展的直接成果。第二節(jié)傳感器64

執(zhí)行器按其能源形式分為氣動(dòng)，電動(dòng)和液動(dòng)三大類(lèi)，它們各有特點(diǎn)，適用于不同的場(chǎng)合。氣動(dòng)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器角行程直行程液動(dòng)執(zhí)行器第三節(jié)執(zhí)行器第三節(jié)執(zhí)行器65A、氣動(dòng)執(zhí)行器工作原理氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)第三節(jié)執(zhí)行器66執(zhí)行機(jī)構(gòu)

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類(lèi)正作用形式

反作用形式薄膜式活塞式第三節(jié)執(zhí)行器67B、電動(dòng)執(zhí)行器工作原理第三節(jié)執(zhí)行器電動(dòng)執(zhí)行器組成方塊圖68C、電-氣轉(zhuǎn)換器電-氣轉(zhuǎn)換器的作用第三節(jié)執(zhí)行器69電-氣轉(zhuǎn)換器原理結(jié)構(gòu)圖1-噴嘴擋板；2-調(diào)零彈簧；3-負(fù)反饋波紋管；4-十字彈簧；5-正反饋波紋管；6-杠桿；7-測(cè)量線圈；8-磁鋼；9-鐵芯；10-放大器第三節(jié)執(zhí)行器70電-氣轉(zhuǎn)換器工作過(guò)程第三節(jié)執(zhí)行器71電-氣閥門(mén)定位器原理結(jié)構(gòu)圖1-力矩馬達(dá);2-主杠桿;3-平衡彈簧;4-反饋凸輪支點(diǎn);5-反饋凸輪;6-負(fù)杠桿;7-負(fù)杠桿支點(diǎn);8-薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu);9-反饋桿;10-滾輪;11-反饋彈簧;12-調(diào)零彈簧;13-擋板;14-噴嘴;15-主杠桿支點(diǎn)

第三節(jié)執(zhí)行器72電-氣閥門(mén)定位器工作過(guò)程第三節(jié)執(zhí)行器73第四節(jié)虛擬儀器一、概述虛擬儀器中“虛擬”兩字的含義第四節(jié)虛擬儀器74儀器和測(cè)試技術(shù)發(fā)展第四節(jié)虛擬儀器虛擬儀器傳統(tǒng)儀器開(kāi)放性、靈活，可與計(jì)算機(jī)技術(shù)保持同步發(fā)展封閉性、儀器間配合較差關(guān)鍵是軟件，系統(tǒng)性能升級(jí)方便，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下載升級(jí)程序即可關(guān)鍵是硬件，升級(jí)成本較高，且升級(jí)必須上門(mén)服務(wù)價(jià)格低廉，儀器間資源可重復(fù)利用率高價(jià)格昂貴，儀器間一般無(wú)法相互利用用戶可定義儀器功能只有廠家能定義儀器功能可以與網(wǎng)絡(luò)及周邊設(shè)備方便連接功能單一，只能連接有限的獨(dú)立設(shè)備開(kāi)發(fā)與維護(hù)費(fèi)用降至最低開(kāi)發(fā)與維護(hù)開(kāi)銷(xiāo)高技術(shù)更新周期短（1～2年）技術(shù)更新周期長(zhǎng)（5～10年）75客戶定義的基于PC的測(cè)試測(cè)量和自動(dòng)化的最終解決方案?jìng)鹘y(tǒng)的儀器廠商所定義的儀器處理器RAMROM顯示器電源硬盤(pán)第四節(jié)虛擬儀器76虛擬儀器VirtualInstrumentation二、構(gòu)成

硬件軟件第四節(jié)虛擬儀器77三、基于計(jì)算機(jī)的測(cè)試系統(tǒng)第四節(jié)虛擬儀器虛擬儀器測(cè)試系統(tǒng)工作流程78LabVIEW－圖形化編程語(yǔ)言? 可以編譯的圖形化編程語(yǔ)言環(huán)境

? 提高開(kāi)發(fā)效率第四節(jié)虛擬儀器79Demo:

LabVIEWVI第四節(jié)虛擬儀器80LabVIEW開(kāi)發(fā)測(cè)試系統(tǒng)采集分析顯示第四節(jié)虛擬儀器81儀器控制架構(gòu)GPIBExtenders2km1Hub2GPIB/SerialEnettoGPIB/Serial3Ethernet-basedInstrument4第四節(jié)虛擬儀器82數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)采集卡信號(hào)調(diào)理連接附件傳感器第四節(jié)虛擬儀器83數(shù)據(jù)采集卡MultifunctionAnalogI/O,DigitalI/O,Counter/Timer第四節(jié)虛擬儀器84視頻和運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)組件MotorDrive/AmplifierMotororActuatorandFeedbackIMAQCameraMotionControllerIMAQBoard第四節(jié)虛擬儀器85圖像分析軟件圖像開(kāi)發(fā)模塊配置軟件(VisionBuilder)QuicklyprototypevisionapplicationsCreateLabVIEW

VIs可編程軟件(IMAQVision)Morethan150imageprocessingfunctionsFunctionscompatiblewithLabVIEW,C,C++,andVisualBasicReducedDevelopmentTime第四節(jié)虛擬儀器86運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)反饋信號(hào)Limit/Home/Index開(kāi)關(guān),I/O運(yùn)動(dòng)控制卡運(yùn)動(dòng)控制軟件驅(qū)動(dòng)器/放大器馬達(dá)第四節(jié)虛擬儀器87