传感与检测技术 教学课件 刘传玺 第7章 自动检测系统的设计.pdfVIP

第七章 自动检测系统的设计 2015-6-7 山东科技大学 第七章 自动检测系统的设计  第一节 自动检测系统及设计原则  第二节 自动检测系统的设计步骤  第三节 加热炉温度测控系统设计 2015-6-7 山东科技大学 第一节 自动检测系统及设计原则  自动检测系统的首要环节就是获取原始被测量的传感器 或有关的敏感元件，实现一次变换（非电量到电量的变换）。 考虑到它们的敏感、变换原理或特性的限制以及外界影响， 一次变换后的信号通常满足不了测量与控制的要求。因此总 要经过一些中间环节进行处理，实现信号放大、阻抗匹配、 干扰抑制、滤波等功能。这样可以根据信号传输的方向构成 开环式和闭环式系统。 2015-6-7 山东科技大学 一、开环式检测系统  （1）系统框图和信号流图被检测量放大与调理  开环检测系统又称为直接变换检测系统，其特点是信号的流 动只沿着从输入到输出的一个方向进行。如图7-1所示。 被检测量 输出 传感检测 放大与调理 显示记录 x (s ) （一次变换） x (s) （二次变换） 仪器 y (s) 1 x (s) 2  传感检测（一次变换）部分通常是由不同传感器及基本转换电路组成， 把非电量的变化转化为电量；放大与调理（二次变换）部分通常由放大 电路或测量电路来担任，对电量进行放大与调理；显示、记录器为各种 仪表、记录仪器，更加直观表示被检测量的大小及变化。 2015-6-7 山东科技大学 （2 ）系统结构图  开环检测系统是由许多对信号进行单向运算的方框和一些信 号流向线组成，方框中写入各环节或系统的传递函数。传递 函数是各环节或系统输出与输入拉氏变换之比，是以代数式 的形式表征各环节式系统的传输、转换特性。因此，系统结 构图也是检测系统的一种数学模型。开环检测系统的结构图 如图7-2所示。 X (s) X (s) X (s) 1 2 Y(s) G (s) G (s) G (s) 1 2 3 2015-6-7 山东科技大学 G (s) G (s) G (s) 2 3  图中， ， ， 为各环节的传递函数，则该系统的传递 1 G (s)G (s)G (s) G(s) 1 2 3 函数为 Y (s) G (s) • G (s) • G (s) • X (s)  对于开环检测系统，其输出 = 1 2 3  二、闭环检测系统  （1）系统框图和信号流图  闭环检测系统又称平衡变换型测量系统，