自动检测技术总结.docx

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自动检测技术总结

自动检测技术总结

时光飞逝，一学期转眼即逝。

短暂的岁月，让我们变得成熟了，对学习也有了新的认识、新的了解。

对于这门自动检测技术课程，从初始的了解，到现在已有了深成的探知，这就是学习的过程。

检测是利用各种物理，化学效应，选择合适的方法与装置，将产生，科研，生活等各方面的有关信息与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。

能自动地完成整个检查处理过程的技术称为自动检测技术

自动检测技术是自动化科学技术的一个重要分支科学，是在仪器仪表的使用、研制、生产、的基础上发展起来的一门综合性技术。

自动检测就是在测量和检验过程中完全不需要或仅需要很少的人工干预而自动进行并完成的。

实现自动检测可以提高自动化水平和程度，减少人为干扰因素和人为差错，可以提高生产过程或设备的可靠性及运行效率，是以传感器为核心的检测系统。

对于自动检测技术这门课程，本学期主要了解与学习一下内容：

一、检测技术的基础知识

检测技术是以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换、以及信息处理的理论和技术为主要内容的一们应用技术学科。

然

而，自动检测系统是自动测量、自动计量、自动保护、自动诊断、自动信号等处理系统的总称。

二、传感器

（一）传感器的标定

在使用传感器之前必须对其进行标定，以保证使用过程中所测信号的准确、有用。

用实验的方法，找出其输入输出的关系，已确定传感器的性能指标。

对不同的情况。

不同的要求以及不同的传感器有不同种类的标定方法。

按传感器输入信号是随时间变化，可分为静态标定和动态标定。

（二）传感器的选用

选用传感器的要求可归纳为三个方面：

第一、测量条件要求，主要包括测量目的、被测量的选择、测量范围、超标准过大的输入信号产生的频率、输入信号的频率以及测量精度、测量所需的时间等。

第二、是传感器自身性能要求，主要包括精度、稳定性、响应速度、输出量类别、对被测对象产生的负载效应、校正周期、输入端保护等。

第三、是使用条件要求，主要包括设置场地的环境条件、所需功率容量、与其它设备的连接匹配、备件与维修服务等。

（三）传感器的分类

1、电阻应变式传感器

电阻应变式传感器以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。

电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成，可根据具体测量要求设计成多种结构形式。

弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变计一起变形。

电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化，从而可以测量力、压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。

传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应，即在外力作用

下产生机械形变，从而使电阻值随之发生相应的变化。

电阻应变片主要有金属和半导体两类，金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。

半导体应变片具有灵敏度高（通常是丝式、箔式的几十倍）、横向效应小等优点。

2、电感式传感器

电感式传感器电感式传感器是利用电磁感应把被测的物理量如位移，压力，流量，振动等转换成线圈的自感系数和互感系数的变化，再由电路转换为电压或电流的变化量输出，实现非电量到电量的转换。

由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的传感器，又称电感式位移传感器。

这种传感器的线圈匝数和材料导磁系数都是一定的，其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。

当把线

圈接入测量电路并接通激励电源时，就可获得正比于位移输入量

的电压或电流输出。

电感式传感器种类很多，常见的有自感式，

互感式和涡流式三种。

3、电容式传感器

把被测的机械量，如位移、压力等转换为电容量变化的传感

器。

它的敏感部分就是具有可变参数的电容器。

其最常用的形式

是由两个平行电极组成、极间以空气为介质的电容器（见图）。

若

忽略边缘效应，平板电容器的电容为£A/3,式中£为极间介

质的介电常数，A为两电极互相覆盖的有效面积，5为两电极之间的距离。

5、A、£三个参数中任一个的变化都将引起电容量变化，并可用于测量。

因此电容式传感器可分为极距变化型、面积变化型、介质变化型三类。

（1）工作原理

电容式传感器也常常被人们称为电容式物位计，电容式物位

计的电容检测元件是根据圆筒形电容器原理进行工作的，电容器

由两个绝缘的同轴圆柱极板内电极和外电极组成，在两筒之间充以介电常数为e的电解质时，两圆筒间的电容量C=2!

eL/lnD/d,式中L为两筒相互重合部分的长度；D为外筒电极的直径；d为内

筒电极的直径；e为中间介质的电介常数。

在实际测量中Dd、e

是基本不变的，故测得C即可知道液位的高低，这也是电容式传

感器具有使用方便，结构简单和灵敏度高，价格便宜等特点的原

4、霍尔传感

（1）、霍尔效应

在半导体薄片两端通以控制电流I，并在薄片的垂直方向施加

磁感应强度为B的匀强磁场，则在垂直于电流和磁场的方向上，将产生电势差为UH的霍尔电压。

（2）、霍尔元件

根据霍尔效应，人们用半导体材料制成的元件叫霍尔元件

它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点，因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。

注意事项：

（1）激励电压不能过大，以免损坏霍尔。

（2）霍尔传感器的线性范围较小，所以砝码和重物不应太重、

5、光电式传感器

光电式传感器基于光电效应的传感器，在受到可见光照射后即产生光电效应，将光信号转换成电信号输出。

它除能测量光强之外，

还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量，如尺寸、位移、速度、温度等，因而是一种应用极广泛的重要敏感器件。

光电测量时不与被测对象直接接触，光束的质量又近似为零，在测量中不存在摩擦和对被测对象几乎不施加压力。

因此在许多应用场合，光电

式传感器比其他传感器有明显的优越性。

其缺点是在某些应用方面，光学器件和电子器件价格较贵，并且对测量的环境条件要求较高。

（1）、光电效应

它是光照射到某些物质上，使该物质的导电特性发生变化的一种物理现象，可分为外光电效应和内光电效应和光生伏特效应三类。

外光电效应是指，在光线作用下物体内的电子逸出物体表面向外发射的物理现象。

光子是以量子化“粒子”的形式对可见光波段内电磁波的描述。

光子具有能量hv,h为普朗克常数，v

为光频。

光子通量则相应于光强。

外光电效应由爱因斯坦光电效

应方程描述：

Ek=hv-W

6、压电式传感器

压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的

传感器。

所谓压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变（包括弯曲和伸缩形变）时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象。

压电材料它可分为压电单晶、

压电多晶和有机压电材料。

压电式传感器中用得最多的是属于压

电多晶的各类压电陶瓷和压电单晶中的石英晶体。

其他压电单晶还有适用于高温辐射环境的铌酸锂以及钽酸锂、镓酸锂、错酸铋等。

压电式传感器的应用：

压电传感器结构简单、体积小、质量累世、功耗小、寿命长，特别是它具有良好的动态特性，因此适合有很宽频带的周期作用力和高速变化的冲击力。

7、电涡流传感器

电涡流效应：

金属导体置身于变化的磁场中，导体的表面会有电流产生，电流的流线在金属体内自行闭合，这种由电磁感应原理产生的旋涡状感应电流称为电流，这种现象称为电涡流效应

（1）、电涡流传感器的基本原理

根据法拉第电磁感应原理，块状金属导体置于变化的磁场中或在磁场中作切割磁力线运动时（与金属是否块状无关，且切割不变化的磁场时无涡流），导体内将产生呈涡旋状的感应电流，电流叫电涡流，以上现象称为电涡流效应。

而根据电涡流效应制成的传感器称为电涡流式传感器。

通过实训，加深理解课本所学知识：

通过实训，加深学生对传感器测量电路的认识：

学习运用传感器组成实际测量的方法、步骤。

培养学生分析问题、解决问题的能力。

这是一种工学结合的教育模式，目的是学会工作。

学生只有亲自完成一项或多项工作任务后才有可能学会工作在接下来的日子我会努力学习工作内容。