现代化检测技术与传感器的发展

工业控制系统

分类：

模拟仪表控制系统 集中式数字控制系统 分布式控制系统 分布式测量和控制系统DMCS

现场总线：是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、 双向、多站的通信系统。主要解决工业现场的智能化仪器 仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这 些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题 。

多维、多功能化的传感器
一般的传感器主要是用来测量一个点的参 数，但应用时往往需要测量一条线上或一 个面上的参数，因此需要相应的研究二维 乃至三维的传感器。（例如测量室的温度） 在某些场合，希望能在某一点同时测得两 个或者更多的参数，因此要求能有测量多 参数的传感器。（例如SBE 37-SI MicroCAT温盐深传感器 ）

软测量技术也称为软仪表技术（Soft Sensor Technique）是利用易测过程变量 （辅助变量或二次变量），依据这些易测 过程变量与难以直接测量的待测过程变量 （主导变量）之间的数学关系（软测量模 型），通过各种数学计算和估计方法，实 现对待测过程变量的测量。
软测量技术的分类





新型网络传感器的发展

现代信息技术三大核心技术：
信息采集技术——传感技术 信息传递技术——通讯技术 信息处理技术——计算机技术
传感技术的发展历程



聋哑传感器：传统的传感器是模拟仪器仪表时代的产物。它 的设计指导思想是把外部信息变换成模拟电压或电流信号。 这类传感器的输出幅值小，灵敏度低，功能单一。 智能传感器：微处理器和传感器结合，具有一定数据处理能 力，并能自检、自校、自补偿的新一代传感器——智能传感 器。是传感技术的一次革命，对传感器的发展产生了深远的 影响。 网络化传感器：将网络接口芯片与智能传感器集成起来并使 通信协议固化到智能传感器的ROM中时，就产生子网络传 感器；IEEEl451．2工作组建立了智能传感器接口模块 (STIM)标准，描述了传感器网络适配器或微处理器之间的硬 件和软件接口。
机理建模 回归分析 状态估计 模式识别 人工神经网络 模糊数学 过程层析成像 相关分析 现代非线性信息处理技术
现代传感器技术的发展

现代传感器技术发展的显著特征：
研究新材料开发利用新功能，使传感器多功能
化、微型化、集成化、数字化、智能化。
新材料、新功能的开发、新加工 技术的使用
传感器材料是传感技术的重要基础。 陶瓷材料和有机材料是被称为“最有希望的 敏感材料”。 检测元件的性能由其材料决定外，还与其加 工技术有关，采用新的加工技术。

10种类型的现场总线。

2003年4月，IEC61158 Ed.3现场总线标准 第3版正式成为国际标准，规定10种类型的 现场总线：
TS61158、ControlNet和Ethernet/IP、Profibus、
P-NET、FF HSE、SwiftNet、World FIP、 Interbus、FF H1、PROFInet。
软测量技术的发展
现代工业发展的要求，单纯的参数测量不能 满足要求。 解决的途径：

沿袭传统的检Βιβλιοθήκη Baidu技术发展思路，通过研制新型的
过程测量仪表，以硬件形式实现过程参数的直接 在线测量； 采用间接测量的思路，利用易于获取的其他测量 信息，通过计算来实现被检测量的估计。“软测 量技术”
软测量技术
新型网络传感器的发展
3.6 现代化检测技术与 传感器的发展
软测量技术的发展 现代传感器技术的发展
传感器技术


在国外，各发达国家都将传感器技术视为现代高技 术发展的关键。从80年代起日本就将传感器技术列 为应优先发展的十大技术之首，美国等西方国家也 将此技术列为国家科技和国防技术发展的重点内容。 我国自80年代末以来也将传感器技术列入国家高新 技术发展的重点，近十年来的投入不仅使我国在此 方面得到飞速的发展，同时带动了测试与控制等多 学科领域的发展，缩小了我国与发达国家在此方面 的差距。并为我国跟上世界现代技术发展的大潮， 进入信息化时代提供了必要的基础。

SBE 37-SI MicroCAT温盐深传感器

能精确测量海水的温度、电导率、压力、 深度、盐度、声速、密度等状态参数 。
微型化、集成化、数据化和智能化
智能传感器是一种带有微处理器兼有检测 信息和信息处理功能的传感器。 功能：自校零、自标定、自补偿；自动采 集并预处理；自检验；自选量程、自寻故 障；数据存储；双向通讯、标准化数字输 出或符号输出功能； 特点：高精度、高可靠性、高稳定性、高 信噪比与分辨力，强自适应性和高性价比。