搜索
2020/5/21第10章传感器在工业中的应用2020/5/22引言传感器作为获取信息的敏感元件，在现代信息社会中扮演着越来越重要的作用。如果把一台工业设备比拟做一个人的话，那么毫不夸张地说，传感器就应该是他的眼睛。信息的采集通过传感器来完成，传感器的正确使用与否直接关系到工业设备能否正常运行。传感器的精度、稳定性直接关系到系统的性能好坏。由此可见，作为现代信息技术的三大基础之一的传感器技术，与通信技术和计算机技术一样在信息社会中扮演者无可替代的作用。2020/5/23主要章节10.1传感器测试系统简介10.2传感器的选用原则10.3传感器在工业中的应用概述10.4传感器的应用电路设计2020/5/2410.1传感器测试系统简介传感器放大电路A/D变换接口电路CPU存储器显示电路信号处理传感器测试电路基本组成2020/5/2510.1传感器测试系统简介传感器滤波电路示意图放大电路A/D变换滤波电路2020/5/2610.1传感器测试系统简介1.A／D转换器(1)分辨率；(2)精度；(3)转换速度；(4)输入模拟电压范围。2020/5/2710.1传感器测试系统简介2.接口电路(1)USB接口；(2)串行口；(3)并行口；(4)GPIB接口。2020/5/2810.1传感器测试系统简介3.测试软件的编写便于测试数据的分析和显示，需要编写专门的软件读取测试系统采集的数据，并加以显示。测试软件中还可以加入信号处理模块，以便数据的分析和处理。(1)VisualBasic、VisualC++；(2)LabView；(3)CoolEdit、SpectraLab、Matlab.2020/5/2910.1传感器测试系统简介4.测试电路设计中的采样定理测试电路中，常常需要用ADC将模拟信号转换为数字信号，以便于后续的保存和处理。在ADC的采样频率上，必须满足采样定理，即只有在满足采样定理的前提下，才能从采样信号中不失真地恢复出原来的连续信号。2020/5/21010.2传感器的选用原则（1）与测量条件有关的因素。1）测量的目的；2)测试对象的选择；3)测量范围；4)输入信号的幅值5)频带宽度；6）精度要求；7）环境条件(湿度、温度、振动等)2020/5/21110.2传感器的选用原则（2）与传感器有关的技术指标。1）传感器的类型2)灵敏度、3)输入信号的幅值4)频带宽度5)精度；6）价格2020/5/21210.3传感器在工业中的应用概述随着电子计算机、生产自动化、航空、遥测、遥感等科学技术的发展，对传感器的需求量与日俱增，其应用领域已渗入到社会的各个领域，并起着巨大的作用。下面仅将传感器在一些主要领域中的应用作以简介。2020/5/21310.3.1传感器在航天工业中的应用概述2020/5/214火箭发动机推力和压力测试原理图2020/5/21510.3.2传感器在军事工业中的应用2020/5/21610.3.3传感器在汽车工业中的应用概述1.发动机控制用传感器（1）温度传感器（2）压力传感器（3）转速、角度和车速传感器（4）流量传感器2020/5/21710.3.3传感器在汽车工业中的应用概述2.底盘控制用传感器3.车身控制用传感器4.加速度传感器在汽车安全气囊中的应用2020/5/21810.3.3传感器在汽车工业中的应用概述5.转速测试与控制系统控制器转速传感器B转速传感器A转速传感器N转速传感器C轴B轴A轴N轴C执行机构A执行机构N执行机构C执行机构B2020/5/21910.3.4传感器在伺服控制系统中的应用概述伺服控制系统原理示意图传感器驱动器执行电动机控制对象控制命令控制器传感器输出量2020/5/22010.3.4传感器在伺服控制系统中的应用概述1.开环控制数控机床2020/5/22110.3.4传感器在伺服控制系统中的应用概述2.闭环控制数控机床2020/5/22210.3.5传感器在过程工业的应用概述1.过程工业控制用传感器的要求(1)智能化。(3)高精度和优异的动态特性。(2)高可靠性和稳定性。2020/5/22310.3.5传感器在过程工业的应用概述2.冶金工业中的应用实例1）选矿控制中传感器的应用2）汽化冷却控制系统中的传感器上位机控制器1信号调理板执行器传感器1浮选矿物RS-422控制器N信号调理板执行器传感器N工业控制计算机A/DD/AI/O水位传感器给水器压力传感器执行器报警器信号调理2020/5/22410.4传感器的应用电路设计10.4.1放大电路1、同相比例运算电路2、反相比例运算电路3、差动运算和仪表放大电路4、常用的滤波电路5、电荷放大器6、恒压源转恒流源电路2020/5/22510.4.2传感器信号的远距离传输(1)选用电流输出型传感器(适用于功耗较大的敏感元件)；传感器测电流测电压电源15~36V电源电阻地2020/5/22610.4.2传感器信号的远距离传输(2)采用高精度电流输出型模块，将电压信号转换成4～20mA电流信号输出；传感器测电流测电压电源15~36V电源电阻地信号转换模块-5V输出远距离传送2020/5/227安装有直线光栅的数控机床加工实况防护罩内为直线光栅光栅扫描头被加工工件切削刀具角编码器安装在夹具的端部