现代检测技术ppt课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
镍（E）
快速消耗微型热电偶：铂铑30--铂铑6
热电偶结构：由热电极、绝缘子、保护管、接线盒
与热电偶配套的测量仪表：用高精度数字电压表直接测量其 输出，通过查分度表得到温度值。现在多采用一体化的温 度变送器处理后，直接送到普通显示记录仪。
热电阻传感器
电阻温度计:将温度的变化转化为电阻值的变化，通过 测量电桥转换成电压信号，然后送到显示仪表指示或 记录被测温度。
压磁元件受力作用后，磁弹性体的磁阻（或磁导率）发生与 作用力成正比的变化，测出磁阻变化即间接测定了力值。
压磁元件及工作原理：
由若干形状相同的硅钢片叠合而成,孔1、2间的绕组 W12为励磁绕组，用于接入励磁电源；孔3、4间的 绕组W34用于产生感应电势。当压磁元件无外力作 用时，由于铁心磁性的各相同性，四个区域的磁导 率相同，磁力线呈轴对称分布，绕1、2孔闭合，不 与绕组W34交链， W34不会产生感应电动势，输出 为零。当压磁元件受外力F作用时，A、B区域受到 较大应压力，磁导率下降，磁阻增大；C、D区域
电炉控制系统
电
炉
TS
加热器
控制用计算 机系统
加热器控制 装置
显 示屏 绘图 机
检测与控制系统框图
测 传感器
控
对
测量电路
单
片
微
显示器 记录器
象
执行器
机 控制电路
报警器
框图各部分作用
传感器：直接感受被测物理量，并把其转换成与被测 物理量有一定函数关系的电压、电流或电路参量（电 阻、电容、电感）再输出给其他仪表。
体温计测温精度为±0.01~±1℃；工业ICT 2、开发集成化、一体化、多功能的传感器 传感器与信号调节电路集成化一体化,日本产多离
子传感器.用一滴血液可同时快速检测出Na、K、 H的浓度。 3、非接触测量技术 红外线测温、电涡流测金属材料厚度
4、利用计算机使测量智能化 完成自校准、自调零、自动测试、修正测试结果
测量电路：也称检测电路。分为模拟检测电路和数字 检测电路。
模拟检测电路：
传感器
放大器
解调
滤波
运算
变换
数字检测电路
传感 器
信号调理ห้องสมุดไป่ตู้
多路开关
主 放大 器
模/数转换器
采样保持器
1检、不测断扩技大测术量范的围发，提展高可趋靠性势和精度
用热电偶场时间连续测量高温介质的温度达 2500℃~3000℃
热电偶炉温控制系统
Mv定值 器
μv放大 器
热电偶
控制信号
~220V 接触器
XCT
PID调节 器
触发器
执行器
电阻炉
电 ~3动80V 机保护器24V电路图
KM1~KM3
KM4 k1
S1 KM S2
k
VD1~VD3
R4
R3
VT1
VS2
c1
R5
RT3
压力传感器
弹性式压力传感器：当被测压力作用于弹性元件时， 弹性元件就产生相应变形，根据变形的大小，可以知 道被测压力的数值。如：弹簧管式压力表。霍尔片式 远传压力传感器。
现代检测技术
非电量测量技术：将除电量以外的物理量（化学 量）如；温度、压力、振动、化学成分、位移等 用各种手段变换为电量，从而进行准确测量的技 术。
现代检测技术近50年发展起来，具有很多技术上 的优点（1）它的反应速度快（2）可以测量微弱 信号，并将转换的电信号进行长距离传输，便于 远距离操作与控制。（3）测量精度高，能自动连 续地进行测量（4）可输出的电信号易与计算机连 接、记录和处理数据。
温度系数）（2）CTR热敏电阻（负）（3）PTC热敏 电阻（正）
集成温度传感器：在一块极小的半导体芯片上集成了 包括敏感器件、信号放大电路、温度补偿电路、基准 电源电路等在内的各个单元它使传感器和集成电路融 为一体。
热电偶、热电阻的典型应用
金属表面温度的测量 热电偶炉温控制系统 钢水漏钢预报系统 采用集成温度传感器的数字式温度计 电动机保护器
温度传感器
1、热电偶温度传感器 热电偶：将温度变化转换为电势变化的传感器。
由两种不同材料的导体（或半导体）焊接而成， 焊接端为热端，与导线连接端为冷端。
热电偶的工作原理：两种不同的导体（或半导体) 成闭合回路，两接点温度分别为T、T0（T＞T0） 回路中就会产生电动势，接在回路中的毫伏计就 会偏转。两接点温差越大指针偏转越大。
基本处于自由状态，磁导率基本不变，此时部分磁
力线不再通过A、B区域，而是绕过C、D区域闭合， 并与绕组W34交链，从而在二次侧绕组中感应出电 动势E。作用力F越大。转移磁通越多，E也越大， F和电流I或电压U呈线性关系
液位测量
超生波式液位计：利用回声测距的方法对液位进行连 续测量。
容 器
探头
探头既可发出超声波又可接收超声波，当超声 波达到液体与气体的分界面时，由于两种介质 的密度相差悬殊，声波几乎全部被反射，如果 H 超声波探头从发射到接收超声波所经过时间T， 超声波在介质中传播速度为v，则探头到液面 的距离为H=(1/2)vt
热电偶分度表：使热电偶冷端温度保持不变，将另一端与 被测物体接触，可以通过测量热电势来确定温度数值，把 热电偶的热电势与工作端温度之间的关系制成表格。
常用热电偶种类
贵短金期属可测（温1）16铂0铑0℃10---铂热电偶（S）长期测温可测1300℃， （2）铂铑13—铂（R）（3）铂铑30—铂铑6 廉金属：1、铜—康铜（T）2、铁—康铜（J）3、镍铬—铜
应变片式压力传感器：当弹性敏感元件受压力作用产 生变形，贴在上面的应变片也随着发生相应变形，从 而使应变片阻值也随着变化，将应变片接入电桥电路 中，就可将阻值变化转变为电压或电流的变化，由此 反映压力变化。
压磁式测力传感器
压磁效应：某些铁磁材料受机械力F作用后，内部产生机械力， 引起其磁导率（或磁阻）发生变化。受压缩时，沿应力方向 其磁导率下降，沿着与应力垂直的方向则增加；若受拉，磁 导率变化正好相反。
热电阻测温线路：工业热电阻多采用三线制接法。热 电阻RT构成电桥一臂，当被测
介 质 温 度 变 化 时，热 电 阻
E
R2
R1 RT 阻 值 随着 变 化，使 测 量电 桥 失 去 平 衡，电 桥输 出 端 则
R3
有 信 号 输 出，此 信 号 反 映了
R
R 温 度 变 化。
R
RT
半导体热敏电阻
特点：灵敏度高、体积小、反应快 半导体热敏电阻分为三种类型（1）NTC热敏电阻（负
快速消耗微型热电偶：铂铑30--铂铑6
热电偶结构：由热电极、绝缘子、保护管、接线盒
与热电偶配套的测量仪表：用高精度数字电压表直接测量其 输出，通过查分度表得到温度值。现在多采用一体化的温 度变送器处理后，直接送到普通显示记录仪。
热电阻传感器
电阻温度计:将温度的变化转化为电阻值的变化，通过 测量电桥转换成电压信号，然后送到显示仪表指示或 记录被测温度。
压磁元件受力作用后，磁弹性体的磁阻（或磁导率）发生与 作用力成正比的变化，测出磁阻变化即间接测定了力值。
压磁元件及工作原理：
由若干形状相同的硅钢片叠合而成,孔1、2间的绕组 W12为励磁绕组，用于接入励磁电源；孔3、4间的 绕组W34用于产生感应电势。当压磁元件无外力作 用时，由于铁心磁性的各相同性，四个区域的磁导 率相同，磁力线呈轴对称分布，绕1、2孔闭合，不 与绕组W34交链， W34不会产生感应电动势，输出 为零。当压磁元件受外力F作用时，A、B区域受到 较大应压力，磁导率下降，磁阻增大；C、D区域
电炉控制系统
电
炉
TS
加热器
控制用计算 机系统
加热器控制 装置
显 示屏 绘图 机
检测与控制系统框图
测 传感器
控
对
测量电路
单
片
微
显示器 记录器
象
执行器
机 控制电路
报警器
框图各部分作用
传感器：直接感受被测物理量，并把其转换成与被测 物理量有一定函数关系的电压、电流或电路参量（电 阻、电容、电感）再输出给其他仪表。
体温计测温精度为±0.01~±1℃；工业ICT 2、开发集成化、一体化、多功能的传感器 传感器与信号调节电路集成化一体化,日本产多离
子传感器.用一滴血液可同时快速检测出Na、K、 H的浓度。 3、非接触测量技术 红外线测温、电涡流测金属材料厚度
4、利用计算机使测量智能化 完成自校准、自调零、自动测试、修正测试结果
测量电路：也称检测电路。分为模拟检测电路和数字 检测电路。
模拟检测电路：
传感器
放大器
解调
滤波
运算
变换
数字检测电路
传感 器
信号调理ห้องสมุดไป่ตู้
多路开关
主 放大 器
模/数转换器
采样保持器
1检、不测断扩技大测术量范的围发，提展高可趋靠性势和精度
用热电偶场时间连续测量高温介质的温度达 2500℃~3000℃
热电偶炉温控制系统
Mv定值 器
μv放大 器
热电偶
控制信号
~220V 接触器
XCT
PID调节 器
触发器
执行器
电阻炉
电 ~3动80V 机保护器24V电路图
KM1~KM3
KM4 k1
S1 KM S2
k
VD1~VD3
R4
R3
VT1
VS2
c1
R5
RT3
压力传感器
弹性式压力传感器：当被测压力作用于弹性元件时， 弹性元件就产生相应变形，根据变形的大小，可以知 道被测压力的数值。如：弹簧管式压力表。霍尔片式 远传压力传感器。
现代检测技术
非电量测量技术：将除电量以外的物理量（化学 量）如；温度、压力、振动、化学成分、位移等 用各种手段变换为电量，从而进行准确测量的技 术。
现代检测技术近50年发展起来，具有很多技术上 的优点（1）它的反应速度快（2）可以测量微弱 信号，并将转换的电信号进行长距离传输，便于 远距离操作与控制。（3）测量精度高，能自动连 续地进行测量（4）可输出的电信号易与计算机连 接、记录和处理数据。
温度系数）（2）CTR热敏电阻（负）（3）PTC热敏 电阻（正）
集成温度传感器：在一块极小的半导体芯片上集成了 包括敏感器件、信号放大电路、温度补偿电路、基准 电源电路等在内的各个单元它使传感器和集成电路融 为一体。
热电偶、热电阻的典型应用
金属表面温度的测量 热电偶炉温控制系统 钢水漏钢预报系统 采用集成温度传感器的数字式温度计 电动机保护器
温度传感器
1、热电偶温度传感器 热电偶：将温度变化转换为电势变化的传感器。
由两种不同材料的导体（或半导体）焊接而成， 焊接端为热端，与导线连接端为冷端。
热电偶的工作原理：两种不同的导体（或半导体) 成闭合回路，两接点温度分别为T、T0（T＞T0） 回路中就会产生电动势，接在回路中的毫伏计就 会偏转。两接点温差越大指针偏转越大。
基本处于自由状态，磁导率基本不变，此时部分磁
力线不再通过A、B区域，而是绕过C、D区域闭合， 并与绕组W34交链，从而在二次侧绕组中感应出电 动势E。作用力F越大。转移磁通越多，E也越大， F和电流I或电压U呈线性关系
液位测量
超生波式液位计：利用回声测距的方法对液位进行连 续测量。
容 器
探头
探头既可发出超声波又可接收超声波，当超声 波达到液体与气体的分界面时，由于两种介质 的密度相差悬殊，声波几乎全部被反射，如果 H 超声波探头从发射到接收超声波所经过时间T， 超声波在介质中传播速度为v，则探头到液面 的距离为H=(1/2)vt
热电偶分度表：使热电偶冷端温度保持不变，将另一端与 被测物体接触，可以通过测量热电势来确定温度数值，把 热电偶的热电势与工作端温度之间的关系制成表格。
常用热电偶种类
贵短金期属可测（温1）16铂0铑0℃10---铂热电偶（S）长期测温可测1300℃， （2）铂铑13—铂（R）（3）铂铑30—铂铑6 廉金属：1、铜—康铜（T）2、铁—康铜（J）3、镍铬—铜
应变片式压力传感器：当弹性敏感元件受压力作用产 生变形，贴在上面的应变片也随着发生相应变形，从 而使应变片阻值也随着变化，将应变片接入电桥电路 中，就可将阻值变化转变为电压或电流的变化，由此 反映压力变化。
压磁式测力传感器
压磁效应：某些铁磁材料受机械力F作用后，内部产生机械力， 引起其磁导率（或磁阻）发生变化。受压缩时，沿应力方向 其磁导率下降，沿着与应力垂直的方向则增加；若受拉，磁 导率变化正好相反。
热电阻测温线路：工业热电阻多采用三线制接法。热 电阻RT构成电桥一臂，当被测
介 质 温 度 变 化 时，热 电 阻
E
R2
R1 RT 阻 值 随着 变 化，使 测 量电 桥 失 去 平 衡，电 桥输 出 端 则
R3
有 信 号 输 出，此 信 号 反 映了
R
R 温 度 变 化。
R
RT
半导体热敏电阻
特点：灵敏度高、体积小、反应快 半导体热敏电阻分为三种类型（1）NTC热敏电阻（负