第1章传感器与检测技术基本概论2015.pptVIP

自动检测技术与仪表 高 群 gaoqun06@163.com 人用手取书的反馈控制系统 自动检测系统的总体框图 2006全国大学生电子设计竞赛题目－－液位自动控制装置 基本要求 通过键盘可以设定B瓶里的液位（0-25cm内的任意值），并通过控制电磁阀使B瓶的液位达到设定值。 液位误差不超过±0.3cm。 液位超过25cm或液位低于2cm时发出警报。 显示器能实时显示当前液位状态和瓶内液体重量，以及阀门状态。 液位传感器采用无补偿型压力传感器MPX10，它是一种离子注入式X型硅压力传感器，压力测量范围为0-10KPa，线性度是±1%，满量程电压35mv，零点偏移量（Offset）为0～35mV，灵敏度3.5mv/kPa，破碎压力100KPa，不带温度补偿。它能提供一个精确的、直接与外加压力成正比的线性电压输出，是标准的无补偿型压力传感器. 2010山东省大学生电子设计竞赛题目－－ F题 宿舍智能防盗防火报警系统 【本科组】 一、任务 设计一个报警系统（低成本），系统应用于学生宿舍，能自动监视宿舍内的安全情况，有异常情况发生时能立即发出报警和求助信息。 二、要求 1.基本要求 （1）实现人体检测与声光报警功能。 （2）实现烟雾检测与声光报警功能。 （3）用键盘输入密码完成报警系统的解警等工作状况。 （4）实现异地监控。 （5）能反映宿舍内人员的进出情况及人数的记录。 （6）宿舍无人时提示锁门。 2.发挥部分 （1）人体检测范围5米左右。 （2）能记录最近几天的宿舍安防情况。 （3）实现网络控制，可在监控点监控多个宿舍。 （4）能检测本宿舍贵重物品的进出情况。 “飞思卡尔杯”全国大学生智能车竞赛 “飞思卡尔杯”全国大学生智能车竞赛 “飞思卡尔杯”全国大学生智能车竞赛 “飞思卡尔杯”全国大学生智能车竞赛 第1章 传感器与检测技术基本概论 1.0 绪言 1.1 传感器的基本概论 1.2 检测系统的静态特性与性能指标 1.3 检测系统的动态特性与性能指标 检测技术在生活、生产中的应用 检测技术这门学科涉及的内容 必须弄清楚物理原理（传感器的传感原理），被测量的一般是非电量： 热工参数中的温度、压力、流量、液位等； 机械量参数中的尺寸、位移、速度、加速度等； 物性参数中的酸碱度、湿度、成分含量等。 进行非电量?电量的转换。 对转换的信号进行调理，便于传输和处理。 研究在终端的接受方式和显示方式。 对整个系统的误差进行分析。 1.1.1 传感器的定义 1.1.2 传感器及检测系统的组成 1.1.3 传感器的分类 1.1.4 传感器技术的发展方向 1、线性度（非线性误差） 非线性误差是衡量实际特性偏离线性程度的指标，它取实际值与理论值之间的绝对误差的最大值和仪表量程之比的百分数。 5、精确度（精度） 相关的概念： 精密度：测量仪表输出值的分散性，是随机误差大小的标志。 正确度：它说明仪表输出值与真值的偏离程度，是系统误差大小的标志。 精确度：它是精密度和准确度两者的总和，精确度高表示精密度准确度都比较高。 以射击为例，加深对三个概念的理解。 6、分辨力 能引起输出变化的输入量的最小变化量，表示检测系统或仪表装置分辨输入量微小变化的能力。当被测量变化量小于分辩力时，检测系统对输入量的变换没有任何反应。 7、漂移 漂移指检测系统随时间的慢变化。在规定条件下，对于一个恒定的输入在规定时间内的输出在标称范围最低值处的变化，称为零点漂移，简称零漂。温度变化引起的漂移叫温漂。 输入阶跃信号 ξ1（过阻尼状态） 图3-8 二阶系统单位阶跃响应 ④响应时间ts (如图3-8） ——单位阶跃响应曲线达到并保持在响应曲线终值允许的误差范围内所需的时间。 ⑤超调量Ｍ％ ——单位阶跃响应曲线的最大值与响应曲线终值的差值对终值之比的百分数。 ２.频率响应 １）一阶系统 输入正弦信号x(t)=x0sinωt，频率响应函数 特点： ①当ωτ0.3时，|H(jω)|接近于1，输出与输 入幅值几乎相等，如图3-9。 ②当ω增大时，|H(jω)|减小，φ(ω)增大。 ③当ω=1/τ时，H(jω)|=0.707（-3dB），φ=-45°。ω=1/τ点称为转折频率。 ④τ越小，工作频率范围越宽，响应速度越快。 ２）二阶系统 输入正弦信号x(t)=x0sinωt，频率响应函数 y(t)= A0x(t-τ0)的傅立叶变换 1.3 传感器与检测系统的基本特性 一、传感器的数学模型概述（参考《自控原理》的知识） 1、静态模型 输入信号不随时间变化情况下，传感器