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检测与传感技术绪论 主讲： 宁耀斌 2007年4月 本课程的研究内容及性质 本课程的地位 传感器技术已成为现代信息技术的重要支柱之一。 什么是传感器？传感器是怎样发展的呢？ 传感器的发展和作用 人类从外界获取信息，必须借助于感觉器官。 使用传感器的历史可以追溯到远古时代 中国的指南针 古埃及的天平 16世纪利用液体膨胀测量温度 19世纪以电磁学为基础建立的物理测量法则 以电量作为输出的传感器，其发展历史最短，但发展最为迅猛。 铜壶滴漏 以电量作为传感器输出的优越性 可以灵活地改变测量仪器的灵敏度，有利于扩大量程。 较宽的频带 便于远距离传输。 便于信息的数字化、微型化、智能化。 传感器技术能够迅速发展的原因 电子工业和信息技术的促进。 政府的产业导向和扶植。 国防、空间技术和民用产品的市场需求。 许多高新技术为开发新型传感器提供了理论基础和生产工艺。 自动防空火力控制系统 什么是传感器 传感器是与人的感觉器官相对应的元件。 能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可输出信号的器件或装置。 传感器通常由敏感元件和转换元件组成。 传感器的数学描述 设测量信号为x ，传感器输出为 y , 比例系数为 k 则有： y=kx (理想状态） 考虑非线性、零位： y=f(x) 设环境因素为N 则：y=( x , N ) 由于环境对输出的影响为： 传感元件的输出形式 热电偶、pH电极等输出直流电压。 光电二极管输出直流电流。 差动变压器输出交流电压。 热敏电阻等输出电阻值。 电感式传感器输出电感量的变化。 晶体传感器输出为振动频率的变化。 电容式传感器输出电容值的变化。 而测量仪器输出要求为4~20mA或0~10V 检测系统的基本构成 信号处理（1）——差动法 信号处理（2）——零位法 信号处理（3）——信号放大 传感器的输出电压一般都很小，往往是毫伏级。 信号处理（4）——交流信号变为直流信号 信号处理（5）——数字式输出 ①计数器式A/D转换 信号处理（5）——数字式输出 ②双积分式A/D转换 信号处理（5）——数字式输出 ③逐次逼近式A/D转换 首先置最高位当前位 置当前位为1 后续位为0 若uoui ,则清零 若uo≤ui ,则保持 后移一位当前位 重复操作 对半有哪些信誉好的足球投注网站过程 信号处理（5）——数字式输出 ④并行A/D转换 处理速度快 在完成位数较多时器件数量急剧增加 价格高 现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器。 测量结果的成败，在很大程度上取决于传感器的选用是否合理。 传感器选用要点 1)根据测量对象与测量环境确定传感器的类型 2)灵敏度的选择 3)频率响应特性 4)线性范围 5)稳定性 6)精度 测量系统实例介绍 具有丰富科学内容的THz频段开发 电涡流位移传感器在空预器间隙控制系统中的应用 板形检测技术研究 红外测温在铸坯表面温度检测中的应用 绝缘子污秽度检测方法 电涡流位移传感器在空预器间隙控制系统中的应用 容克式空气预热器的漏风问题 径向漏风 上部径向漏风 下部径向漏风 周向漏风 携带漏风 间隙控制系统的结构 高温电涡流位移检测装置 空预器密封间隙控制系统中的关键问题是预热器变形量的测量问题。 它的难点在于发生变形的预热器转子是运动的而且空预器内的温度接近摄氏400度同时其内部还有大量的煤灰和腐蚀性气体。 由理工大学信控中心研制的高温型电涡流位移测量装置填补了国内在此领域的空白，在国外也未发现同类型的产品。其成果获国家三等奖。 间隙测量装置的主要性能指标： 1.间隙测量范围 0-10mm 2.分辨率 ≤0.1mm 3.频率响应 ≥50HZ 4.间隙测量探头耐温　≥420℃ 5.信号变送器耐温 ≥65℃ 6.输出信号标准 0-10mA与4-20mA 可设置 智能型间隙程控装置 1.高可靠性 系统内部设计了完善的故障自动诊断功能和故障报警功能。系统可以自动检测多种内部故障并将这些故障分为两类，对于危及系统安全的故障以闪光报警的方式提醒运行人员注意,同时在计算机屏幕以汉字显示故障种类。对于一般性的故障系统将其记录在故障报警画面里等待维护人员在条件许可时再处理。 2.高自动投入率 系统采用连续调节规律使密封间隙始终维持在最小值，消除了间歇式调节的“假自动”现象。同时系统可以自动修正测量探头的漂移，防止了信号漂移引起的自动解除，进一步提高了自动投入率。 3.简单的使用与维护 由于采用智能控制方法和良好的人机界面使使用户能够很方便地根据提示进行操作，而且系统的故障分析和记录功能使设备维护工作简单易行。 板形检测技术研究 板形