检测技术与仪表第一章.ppt
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第1章绪论检测技术的地位与作用检测技术的地位与作用简单的测试系统可以只有一个模块，如玻璃管温度计。
它直接将被温度变化转化液面示值。
没有电量转换和分析电路，很简单，但精度低，无法实现测量自动化。
为提高测量精度和自动化程度，以便于和其它环节一起构成自动化装置，通常先将被测物理量转换为电量，再对电信号进行处理和输出。
检测技术的地位与作用检测技术的地位与作用在工程领域，科学实验、产品开发、生产监督、质量控制等，都离不开测试技术。
测试技术应用涉及到航天、机械、电力、石化和海洋运输等每一个工程领域。
检测技术的地位与作用检测技术的地位与作用机械手、机器人中的传感器机械手、机器人中的传感器转动/移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉传感器、接近距离传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器。
机械手装配模型机器狗检测技术的地位与作用检测技术的地位与作用AGV（AutomatedGuidedVehicle）自动送货车自动送货车超声波测距传感器、判断建筑物内人和物所在位置；红外线色彩传感器运动轨迹和AGV小车位置识别；条形码传感器，货品识别。
AGV模型模型检测技术的地位与作用检测技术的地位与作用石化企业输油管道、储油罐等压力容器的破损和泄露检测。
流程工业设备运行状态监控流程工业设备运行状态监控图示为汽车出厂检验原理框图，测量参数包括润滑油温度、冷却水温度、燃油压力及发动机转速等。
通过对抽样汽车的测试，工程师可以了解产品质量。
汽车扭距测量机床加工精度测量检测技术的地位与作用检测技术的地位与作用产品质量测量产品质量测量为使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活、工作环境，并能保证系统运行的经济性和管理的智能化。
在楼宇中应用了许多测试技术，如闯入监测、空气监测、温度监测、电梯运行状况。
图示为某公司楼宇自动化系统。
该系统分为：
电源管理、安全监测、照明控制、空调控制、停车管理、水/废水管理和电梯监控。
烟雾传感器亮度传感器红外人体探测器楼宇控制与安全防护楼宇控制与安全防护检测技术的地位与作用检测技术的地位与作用家庭与办公自动化家庭与办公自动化全自动洗衣机中的传感器：
衣物重量传感器，水温传感器，水质传感器，液位传感器，湿度传感器（衣物烘干检测）。
检测技术的地位与作用检测技术的地位与作用神州6号成功发射远望号舰艇课程分三大部分课程分三大部分:
11、介绍检测技术用到的误差理论和数据处理的一些、介绍检测技术用到的误差理论和数据处理的一些基本知识基本知识;22、介绍检测对象过程参数所需用到的传感器及检测、介绍检测对象过程参数所需用到的传感器及检测方法；方法；33、介绍仪表系统及仪表控制技术、介绍仪表系统及仪表控制技术1-1、检测仪表控制系统、检测仪表控制系统：
任何一个任何一个工业控制系统都工业控制系统都必然要必然要应用一定的应用一定的检测检测技术技术和和相应的仪表单元相应的仪表单元。
检测单元完成对各种过程参数的测量，并实现必检测单元完成对各种过程参数的测量，并实现必要的数据处理；要的数据处理；仪表单元则是实现各种控制作用的手段和条件，仪表单元则是实现各种控制作用的手段和条件，它将检测得到的数据进行运算处理，并通过相应的单它将检测得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。
元实现对被控变量的调节。
随着新技术的不断出现，二者趋向融合随着新技术的不断出现，二者趋向融合,相辅相相辅相成的，它们是控制系统的重要基础。
成的，它们是控制系统的重要基础。
1-1、检测仪表控制系统、检测仪表控制系统：
11、典型仪表控制系统实例：
、典型仪表控制系统实例：
用用天然气天然气做原料生产做原料生产合成氨合成氨的控制系统为例。
的控制系统为例。
需对天然气脱硫处理需对天然气脱硫处理在脱硫塔中进行在脱硫塔中进行下面以一典型工业仪表控制系统实例为分析对象，下面以一典型工业仪表控制系统实例为分析对象，给出常规检测仪表系统的组成及结构给出常规检测仪表系统的组成及结构,并介绍有关并介绍有关检测和仪表相关技术必需的基本要领和名词术语。
检测和仪表相关技术必需的基本要领和名词术语。
.脱硫塔控制流程图：
脱硫塔控制流程图：
由三个单参数由三个单参数压力、压力、液位和流量液位和流量调节控制调节控制系统组成。
系统组成。
压力控制：
压力控制：
PCPC液位控制：
液位控制：
LCLC流量控制：
流量控制：
FCFC1-1、检测仪表控制系统、检测仪表控制系统：
11、典型仪表控制系统实例：
、典型仪表控制系统实例：
.压力调节控制（压力调节控制（PCPC）的单参数控制子系统介绍：
）的单参数控制子系统介绍：
控制过程：
控制过程：
首先测量进入脱硫塔首先测量进入脱硫塔的天然气压力，检测到的的天然气压力，检测到的信号经转换后，以标准信信号经转换后，以标准信号制式传输到实现调节运号制式传输到实现调节运算调节单元；算调节单元；1-1、检测仪表控制系统、检测仪表控制系统：
11、典型仪表控制系统实例：
、典型仪表控制系统实例：
调节单元在接受到测量信号后，即与给定单元的设定调节单元在接受到测量信号后，即与给定单元的设定压力值进行比较，并根据设定的控制规律计算出实现控制压力值进行比较，并根据设定的控制规律计算出实现控制调节作用所需的控制信号；调节作用所需的控制信号；调节单元输出的控制信号经执行单元转换后，驱动相调节单元输出的控制信号经执行单元转换后，驱动相应的设备实现对被控变量的调节。
应的设备实现对被控变量的调节。
.压力调节控制（压力调节控制（PCPC）的单参数控制子系统介绍：
）的单参数控制子系统介绍：
控制过程：
控制过程：
1-1、检测仪表控制系统、检测仪表控制系统：
11、典型仪表控制系统实例：
、典型仪表控制系统实例：
1-1、检测仪表控制系统、检测仪表控制系统：
11、典型仪表控制系统实例：
、典型仪表控制系统实例：
常规工业检测仪表控制系统的构成基本相同，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。
而与具体采用的仪表类型无关。
基本构成包括基本构成包括被控对象、变送器、显示仪表、被控对象、变送器、显示仪表、调节器、给定器和执行器调节器、给定器和执行器等。
由于各控制子系统被等。
由于各控制子系统被控变量的不同，各子系统采用的变送器和调节器的控变量的不同，各子系统采用的变送器和调节器的控制规律因而有所不同。
控制规律因而有所不同。
22、检测仪表控制系统结构分析：
、检测仪表控制系统结构分析：
说明：
说明：
.闭环回路控制系统。
闭环回路控制系统。
.检测单元：
检测单元：
实现控制调节作用的基础，它实现控制调节作用的基础，它完成对所有被控完成对所有被控变量的直接测量变量的直接测量，包括温度、压力、流量、液位、，包括温度、压力、流量、液位、成分等成分等1-1、检测仪表控制系统、检测仪表控制系统：
22、检测仪表控制系统结构分析：
、检测仪表控制系统结构分析：
说明：
说明：
1-1、检测仪表控制系统、检测仪表控制系统：
.显示单元：
显示单元：
是控制系统的附属单元是控制系统的附属单元.调节单元：
调节单元：
完成调节控制规律的运算完成调节控制规律的运算。
它将变送它将变送器传输来的测量信号与给定值进行比较，并对比较结器传输来的测量信号与给定值进行比较，并对比较结果进行调节运算，以输出作为控制信号。
调节单元采果进行调节运算，以输出作为控制信号。
调节单元采用的常规控制规律包括位式调节和用的常规控制规律包括位式调节和PIDPID调节调节22、检测仪表控制系统结构分析：
、检测仪表控制系统结构分析：
说明：
说明：
1-1、检测仪表控制系统、检测仪表控制系统：
.显示单元：
显示单元：
是控制系统的附属单元是控制系统的附属单元.调节单元：
调节单元：
完成调节控制规律的运算。
完成调节控制规律的运算。
调节单元调节单元采用的常规控制规律包括位式调节和采用的常规控制规律包括位式调节和PIDPID调节调节.执行单元：
执行单元：
实施控制策略的执行机构，有电动、实施控制策略的执行机构，有电动、气动、液动等方式气动、液动等方式33现代检测系统的组成现代检测系统的组成1-1、检测仪表控制系统、检测仪表控制系统：
44检测技术的发展趋势检测技术的发展趋势-智能化检测仪器智能化检测仪器不断拓展测量范围，努力提高检测精度和可靠性传感器逐渐向集成化、组合式、数字化方向发展重视非接触式检测技术研究检测系统智能化1-1、检测仪表控制系统、检测仪表控制系统：
1-2、基本概念、基本概念：
一、测量范围、上下限、量程：
一、测量范围、上下限、量程：
11、测量范围：
、测量范围：
仪表按规定的精度进行测量的被测变量的范围。
用其上、仪表按规定的精度进行测量的被测变量的范围。
用其上、下限来表示，每个测量仪表都有测量范围。
下限来表示，每个测量仪表都有测量范围。
22、上、下限：
、上、下限：
测量范围的最小值和最大值分别称为测量下限和测量上测量范围的最小值和最大值分别称为测量下限和测量上限，简称下限和上限。
下限又趁称为限，简称下限和上限。
下限又趁称为零点零点33、量程：
、量程：
测量上限值测量下限值测量上限值测量下限值1-2、基本概念、基本概念：
二、二、零点迁移和量程迁移零点迁移和量程迁移：
在实际使用中，由于测量要求或测量条件的变在实际使用中，由于测量要求或测量条件的变化，需要改变仪表的测量范围，即化，需要改变仪表的测量范围，即改变仪表的零点改变仪表的零点或量程或量程，为此需要对仪表进行零点和量程的调整。
，为此需要对仪表进行零点和量程的调整。
通常将通常将零点的变化称为零点迁移，而量程的变化则零点的变化称为零点迁移，而量程的变化则称为量程迁移。
称为量程迁移。
通过迁移可以扩大仪表的通用性。
但是，在何通过迁移可以扩大仪表的通用性。
但是，在何种条件下迁移，以及能够有多大的迁移量，还需视种条件下迁移，以及能够有多大的迁移量，还需视具体仪表的结构和性能而定。
具体仪表的结构和性能而定。
零点迁移和量程迁移可通过仪表的标尺特性来零点迁移和量程迁移可通过仪表的标尺特性来反映。
反映。
1-2、基本概念、基本概念：
二、二、零点迁移和量程迁移零点迁移和量程迁移：
22、标尺特性：
、标尺特性：
以被测变量值相对于量程的百分数为横坐标记为以被测变量值相对于量程的百分数为横坐标记为XX，以仪，以仪表指针位移或转角相对于标尺长度的百分数为纵坐标记为表指针位移或转角相对于标尺长度的百分数为纵坐标记为YY，可得到仪表的标可得到仪表的标尺特性曲线尺特性曲线XXY.Y.33、实例说明、实例说明：
1-2、基本概念、基本概念：
二、二、零点迁移和量程迁移零点迁移和量程迁移：
33、实例说明、实例说明：
此时仪表量程不变，其此时仪表量程不变，其斜率亦保持不变斜率亦保持不变，线段，线段22只是线段只是线段11的平移，理论上零点迁移到了原输入值的的平移，理论上零点迁移到了原输入值的-25%-25%，终点迁移到了，终点迁移到了原输入值的原输入值的75%75%，而量程则仍为，而量程则仍为100%100%。
但由于标尺特性受限于输入通道对信号的限制（不能为负但由于标尺特性受限于输入通道对信号的限制（不能为负值），所以实际标尺有效使用范围（纵坐标值），所以实际标尺有效使用范围（纵坐标YY）迁移到原来的）迁移到原来的25%-100%25%-100%，测量范围（横坐标，测量范围（横坐标XX）迁移到原来的）迁移到原来的0-75%0-75%。
线段线段2:
单纯的零点迁移时的标尺特性单纯的零点迁移时的标尺特性1-2、基本概念、基本概念：
二、二、零点迁移和量程迁移零点迁移和量程迁移：
33、实例说明、实例说明：
线段线段33、单纯的量程迁移时的标尺特性。
单纯的量程迁移时的标尺特性。
线段线段4:
4:
此时零点不变，线段仍过坐标系原点，但此时零点不变，线段仍过坐标系原点，但斜率发生了变化斜率发生了变化。
线段线段33：
理论上量程迁移到了原来的理论上量程迁移到了原来的70%70%。
由于受仪表标尺长度。
由于受仪表标尺长度的限制，实际标尺将仍保持到原来有效范围（纵坐标）的的限制，实际标尺将仍保持到原来有效范围（纵坐标）的0-0-100%100%，而不
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