传感器概况.ppt

传感器与检测技术;一、人机系统的机能对应关系;性能凌驾于人的感官之上：;二、传感器技术在国民经济中的地位和作用。;重力感应器 光电传感器 距离传感器 电子罗盘 三轴陀螺仪;;8;5、传感器在机器人上的应用;智能机器人：判断能力;《泰坦尼克》中用于水下探测的“邓肯”号机器人;2003年9月，全球现场直播埃及金字塔世界最古老石棺的考古挖掘进程，可能揭开古埃及金字塔内部结构之谜。;6、传感器在医疗及人体医学上的应用;7、传感器与环境保护;温湿度、露点探头、CO2探头、大气压力传感器;微波;9、传感器在军事技术领域的应用;9、传感器在军事技术领域的应用;三、地位及发展状况;3、现代信息产业的三大支柱;日本科学技术厅把传感器技术列为六大核心技术（计算机、通讯、激光、半导体、超导和传感器）之一。日本政府还在21世纪技术预测中将传感器列为首位。;四、发展方向;4、微型化;5、新型功能材料的开发;传感器(Sensor/Transducer): 能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成 ;例：曹冲称象;检测（Detection):利用各种物理、化学效应，选择合适的装置(传感器)与方法，将生产、科研和生活等各方面的有关信息通过测量并进行相应处理从而赋予定性或定量结果的过程称为检测技术。 前者是基础，后者是目的与延伸; 仪表单元：实现各种控制作用的手段和条件，它将检测到的数据进行运算处理，并通过相应的单元实现对被控变量的调节 目的：监测、控制 (监控，monitoring) 检测和仪表单元都是控制系统的重要基础，两者紧密相关，相辅相成;1 绪论;1.1 检测仪表控制系统; 脱硫塔压力调节控制(PC);流量调节控制子系统(FC); 可见：在无特殊条件要求下，常规工业检测仪表控制系统的构成基本相同，而与具体采用的仪表类型无关。;被控（被测）对象(plant)：是控制系统的核心，它可以是单输入单输出对象，也可以是多输入多输出。 检测单元(detecting unit)：是控制系统实现控制调节作用的基础，它完成对所有被测变量的直接或间接测量。 变送单元(transducing unit)：完成对被测变量信号的转换和传输。 调节单元(regulating unit)：完成调节控制规律的运算。 执行单元(actuating unit)：是实现控制的执行机构，接收控制信号驱动执行机构调节被控变量。 显示单元(display unit)：是控制系统的附属单元。 ;1.2.1 测量范围、上下限、量程;例1： 一个温度测量仪表的下限值是 -50℃，上限值是150℃ ，则其测量范围可表示为-50～150℃，量程为200℃。 由此可见，给出仪表的测量范围便知其上下限及量程，反之，如果只给出仪表的量程，却无法确定其上下限及测量范围。;仪表的零点：指测量下限。 仪表测量范围的另一种常用的表示方法：是给出仪表的零点和量程。 零点迁移：通常将零点的变化称为零点迁移； 量程迁移：量程的变化称为量程迁移。 标尺特性曲线X-Y： 令被测量为x，输出仪表指针位置为y。则： 横坐标X=(x/量程)×100% 纵坐标Y=(y/标尺长度)×100%;零点迁移(zero transfer)：仪表零点变为-2mm，其量程不变，则其测量范围为-2~8mm。其标尺特性曲线由原线段1平移至线段2。 量程迁移(range transfer)：仪表零点不变，量程改变， 量程变小：变为8mm，则其测量范围为0~8mm。其标尺特性曲线移至线段3。 量程变大：变为15mm，则其测量范围为0~15mm。其标尺特性曲线移至线段4。;结论： 单纯零点的标尺特性曲线的斜率不变。 单纯量程迁移的标尺特性的斜率有所变化，量程变小，斜率变大，超量程会损坏仪表（线段3）。量程变大，斜率变小，欠量程没有充分利用仪表的标尺显示（线段4）。 零点迁移与量程迁移并存的情况较多，可扩大仪表的通用性。 ;1.2.3 灵敏度和分辨率;灵敏度表征传感器对输入量变化的反应能力;;1.2.4 误 差 (error);例如：测量L1=10mm的尺寸，误差δ1=±8μm T2=80℃的温度,误差δ2=±0.005℃ 比较两次测量精度的高低。（不可用绝对误差表示） 解：;引用误差;误 差  误差=基本误差+附加误差;1.2.5 精确度;例题:;1.2.6 滞环、死区和回差;死区： dead band 死区效应，例如传动机构 的摩擦和间隙。 实际上升曲线和实际 下降曲线不重合。 仪表输入小到一定范围后不 足以引起输出的任何变化。;综合效应： 既有储能效应，也具有 死区效应。 各种情况下，实际上升曲 线和