第1章 认识传感器与自动检测系统（课件）-《传感器检测技术》同步教学（中国铁道出版社）

本 章 小 结 1.2 认识传感器 1.1 认识自动检测系统 第1章 认识传感器与自动检测系统 1.1 认识自动检测系统 1.1 认识自动检测系统 1.1.1自动检测系统基本概念 检测是指在各类生产、生活、科研等各个领域为获得被测对象的有关信息而实时或非实时地对一些参量进行定性检查和定量测量。 自动检测就是在测量和检查过程中完全不需要或仅需要很少的人工干预而自动进行并完成的。 实现自动检测可以提高自动化水平和程度，减少人为干扰因素和人为差错，可以提高生产过程或设备的可靠性及运行效率。 1.1.2自动检测系统组成 尽管现代检测系统的种类繁多，但它们作用都是用于各种物理或化学成分等参量检测，检测过程通常先通过各种传感器获得被测量的信息，把它变换成电量，然后经信号调理、数据采集、信号处理后显示并输出。传感检测系统的组成框图如图1-1所示。 第1章 认识传感器与自动检测系统 1.1 认识自动检测系统 图1-1 检测系统组成框图 （1）传感器 传感器是把被测的非电量变换成电量的装置. （2）信号调理电路 信号调理电路是传感器输出的微弱信号进行检波、转换、滤波和放大等，以方便检测系统后续环节进行处理或显示。 （3）数据采集 数据采集是对信号调理后的连续模拟信号进行离散化并转换成与模拟信号电压幅度相对应的一系列数值信息，同时以一定的方式把这些转换数据及时传递给微处理器或依次自动存储。 （4）信号处理 信号处理模块通常以单片机、微处理器为核心，或直接采用工业控制计算机，对检测的结果进行处理、运算、分析，对动态测试结果作频谱分析、幅值谱分析、能量谱分析等。 （5）信号输出 信号显示是把转换来的信号显示出来，便于人机对话。 （6）输入设备 输入设备主要用于输入设置参数、有关命令等。 第1章 认识传感器与自动检测系统 1.2 认识传感器 1.2.1传感器的组成及其分类 传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号（一般为的电信号）的器件或装置。 1．传感器的组成 传感器一般由敏感元件、转换元件、基本转换电路和辅助电源组成，如图1-2所示。 1.2 认识传感器 图1-2 传感器的基本组成 第1章 认识传感器与自动检测系统 2．传感器的分类 （1）按照被测量（传感器用途）分类 可分为位移传感器、压力传感器、速度传感器、温度传感器、流量传感器、气敏传感器、湿度传感器等。 （2）按照传感器工作原理分类 可分为电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、压电式传感器、霍尔式传感器、光电式传感器、光纤式传感器、热电式传感器等。 （3）按照输出信号的性质分类 可分为数字传感器、模拟式传感器等。 1.2 认识传感器 第1章 认识传感器与自动检测系统 1.2 认识传感器 （1）线性度 线性度是以一定的拟合直线作基准与校准曲线作比较，用其不一致的最大偏差ΔLmax与理论输出值Y=ymax-ymin的百分比进行计算，即 1.2.2传感器的特性与指标 传感器的特性主要是指传感器的输入与输出之间的关系，有静态特性和动态特性之分。 1．传感器的静态特性 传感器在稳态信号作用下，其输出-输入关系称为传感器的静态特性。 图1-3 传感器的实际特性曲线与理想特性曲线 第1章 认识传感器与自动检测系统 （2）灵敏度 灵敏度是指传感器输出量的变化量ΔY与引起此变化的输入量的变化量ΔX之比，用K表示，即 对于线性传感器来说，它的灵敏度K是个常数。 1.2 认识传感器 第1章 认识传感器与自动检测系统 （3）迟滞 迟滞是指在相同的工作条件下，传感器正行程特性曲线和反行程特性曲线的不一致程度，如图1-4所示。 迟滞大小一般要由实验方法确定，其值用正反行程输出值间最大偏差ΔLmax对满量程输出ym的百分比表示： 1.2 认识传感器 图1-4 迟滞特性 第1章 认识传感器与自动检测系统 （4）重复性 重复性是衡量在同一工作条件下，对同一被测量进行多次连续测量所得结果之间的不一致程度的指标，如图1-5所示。产生不一致的原因与产生迟滞现象的原因相同。多次重复测试的曲线越重合，说明该传感器重复性好，使用时误差越小。 1.2 认识传感器 图1-5 重复性 第1章 认识传感器与自动检测系统 2．传感器的