自动检测技术详解.pptx

第十一章 自动检测技术;    检测就是利用各种物理效应，选用合适的方法与装置，将生产、科研、生活中的有关信息通过检测与测量赋予定性或定量结果的过程。如能够自动完成整个检测处理过程的技术成为自动检测技术。 非电量转为电量测法：将非电量转换为对应的电量例如：电压、电流、频率等参数; 传感器：以一定精度将被测量转换为与其有确定关联的、便于处理的另一种物理量的测量器件。传感器有：敏感器件、传感元件、测量转换电路三部分组成。传感器的分类：1、被测对象分：位移、力、力矩、转速、振动、温度、流量、流速等；2、测量原理分：电阻、电容、电感、光栅、热电偶、放射线（核辐射）3、输入、输出特性分：线性、非线性;第一节 温度传感器 一、热敏电阻：把金属氧化物陶瓷半导体材料，经成形、烧结等工艺制成的测温元件叫热敏电阻。（一）热敏电阻的特性PTC热敏电阻为电阻/温度系数为正。线条3为线性型、线条4为突变型。NTC热敏电阻为电阻/温度系数为负。线条1为突变型，线条2为指数型;热敏电阻的优缺点; 二、热电阻 热电阻是利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度。;1、热电阻的应用2、两线制单臂、三线制双臂电桥（P288）的应用; 三、热电偶热电偶原理：基于物体的热电效应。两种不同的导体组成闭合回路，当两个节点温度不同，回路中就产生电势。 热电偶可用于测量-50－+28000C的温度.，产品已标准化，工业应用广泛。（一）热电偶的工作原理;（二）补偿导线与冷端补偿1、补偿导线补偿导线就是将热电偶的冷端与测量仪器、仪表之间的电气上的连接。;2、冷端补偿 当冷端温度发生变化时，确保热电偶产生的电势不变。;第二节 光电开关与光电断续器 光电开关与光电断续器从原理上分析，基本相同，从应用上有区别，光电开关可以检测几毫米－几百米的物体，而光电断续器可以检测几毫米－几十毫米。;2、光电开关的用途;二、光电断续器 1、光电断续器的结构 光电断续器的输入级一般是砷化镓 红外发光二极管；输出级根据不同的结构，有光电三极管、达林顿、集成电路三种。 同样有透射型、反射型两种 透射型 反射型; 第三节 接近开关接近开关是一种在一定距离内，检测物体有无的传感器。;一、电感式接近开关 电感式接近开关的组成：电感式接近开关由高频振荡、检波、放大、施密特整形及输出部分组成。 电感式接近开关的工作原理：高频振荡在开关工作面产生交变磁场，当有金属物体接近开关的工作面时，金属物体产生涡流吸收了振荡器的能量，使振荡器振荡减弱，以至停振。振荡及停振这两个信号由电路转换成开关信号，经放大后输出。 ;二、电容式接近开关 电容式接近开关的用途：不仅能检测金属零件，而且能检测纸张、橡胶、塑料、木材等非金属物体，另外，它还能检测液体。由于检测对象多样性，因此应用广泛。 电容式接近开关的结构与工作原理：电容式接近开关以电极为检测端并以静电感应方式工作。由高频振荡、检波、放大、整形及输出电路组成。接近开关的与大地构成一个电容器，参与振荡回路工作。当被测物体接近与开关的作用面时，回路的电容量发生变化，使高频振荡减弱直至停振，振荡器的振荡与停振这两个信号转换成开关信号，从而起到开关的作用。;第四节 压力传感器;二、压阻式压力传感器 利用半导体材料的压阻效应和集成电路工艺制成的传感器，由于它没有可动部分，所以，也称为固态传感器。它主要由外壳、硅杯和引线等组成。如下图所示。核心部分是一块方形的硅膜片。在硅膜片上，利用集成电路工艺制作了四个阻值相等的电阻，图中的虚线圆内是承受压力的区域，由于R2、R4距圆心较近所以承受的应变为正，而R1/R3处于膜片的边缘区，所以，承受的应变为负，四个电阻之间利用面积相对较大，阻值较小的扩散电阻引线连接，构成电桥。; 膜硅片的表面用SIO2薄膜加以保护，并用铝质导线作电桥的引线。硅膜片底部被加工成中间薄。周边厚（易产生应变），如图中的杯型，也称硅杯。硅杯在高温下用玻璃粘结剂粘在热胀冷缩系数相近的玻璃基板上，将硅杯和玻璃基板紧密地安装到壳体中，就制成了压力传感器。;第五节 放射线（核辐射）传感器 放射线传感器是利用放射线与物质相???作用并将其转变为电信号的元器件。放射线式检测仪表一般由放射源、传感器、电信号转换电路和显示装置四部分组