1、自動檢測技術自動檢測技術第第6章章 自動檢測技術應用舉例自動檢測技術應用舉例n第一節第一節 電感式微位移測量儀電感式微位移測量儀n第二節第二節 檢測技術在智能樓宇中的應用檢測技術在智能樓宇中的應用n第三節第三節 檢測技術在全自動洗衣機中的應用檢測技術在全自動洗衣機中的應用n第四節第四節 檢測技術在環境檢測中的應用檢測技術在環境檢測中的應用n第五節第五節 檢測技術在數控機床中的應用檢測技術在數控機床中的應用n第六節第六節 布匹長度自動記錄與控制儀布匹長度自動記錄與控制儀自動檢測技術自動檢測技術第一節第一節 電感式微位移測量儀電感式微位移測量儀n測量儀的組成測量儀的組成n傳感器及其信號處理電路傳感

2、器及其信號處理電路n單片機及其擴展單片機及其擴展n鍵盤、顯示與打印鍵盤、顯示與打印n數字低通濾波與插值數字低通濾波與插值自動檢測技術自動檢測技術n測量儀由電源、單片機控制板、放大板、液晶顯示器、嵌入式微型打印機和鍵盤等組成。結構圖如圖6-1所示。圖6-1 測量儀結構圖自動檢測技術自動檢測技術二、傳感器及其信號處理電路n電感式傳感器的任務是將被測部件幾何尺寸的微小變換為電感L的變化。信號處理電路的作用是實現測量信號的變換、放大。n軸向式傳感器的基本結構如圖6-2所示，電感線圈呈管狀，連接測桿的磁心置于線圈的中部。圖6-2 軸向式電感傳感器自動檢測技術自動檢測技術當測桿接觸被測部件時，部件位置的變

3、化使磁芯在線圈內發生微小位移，此位移引起線圈電感量的變化。電感量變化的表達式為：式中： , , , 均為與線圈和磁芯幾何、物理參數有關的常數； 為磁芯在線圈內初始伸入深度； 為初始電感量。由此可見，線圈電感量的變化 正比于測桿位移量的變化量 ，也就正比于被測部件位置的變化量。020022201111turRthtLtruhuLrrhRr0u0t0LLt 自動檢測技術自動檢測技術圖6-3 轉換電路原理圖為了對傳感器給出的電感信號進行放大、處理和顯示，需將電感量的變化 轉換為電壓信號。該測量儀采用交流測量電橋完成這一任務，其原理如圖6-3所示。L電橋的兩臂 和 為電感傳感器中兩個線圈的阻抗（線圈電

4、感L與電阻r的等效阻抗），另外兩臂為電源變壓器次級線圈的兩半繞組（每半繞組的電勢為u）。輸出電壓 為：1Z2ZscuuZZZZusc2121自動檢測技術自動檢測技術n當電感傳感器的鐵芯處于中間位置時，兩線圈的阻抗相等，即, 則， 0，電橋處于平衡狀態，無輸出電壓。當測桿上升時，上線圈阻抗增加，即 ,下線圈阻抗減少，即 ，則有：n當測桿下降同樣位移時，上述變化相反，有：uZZusc21ZZ scuZZZ1ZZZ2uZZusc自動檢測技術自動檢測技術n由測量電橋輸出的測量信號是一個交流電壓信號，此信號經過交流放大器放大后，其幅度與傳感器測桿的位移成正比，但無法判斷測桿是上升還是下降，也就是無法知道

5、被測尺寸具有正偏差還是負偏差。為了判斷信號的相位（方向），在交放之后、直放之前加一級相敏檢波器輸出的直流緩變信號，再經一級直流放大，得到A/D轉換器所需的直流電壓。其原理框圖如圖6-4所示。圖6-4 信號電路框圖自動檢測技術自動檢測技術三、 單片機及其擴展n單片機內部雖然設置了一定容量的存儲器和若干并行I/O口，但這遠遠滿足不了實際需要。系統中采用74HC573作為鎖存器，GAL16V8提供片選信號，擴展了程序存儲器27512、外部數據存儲器62256、I/O口8155、時鐘芯片DS12887、模數轉換器AD574及與其相聯的八選一模擬開關CD4051，擴展電路如圖6-5所示。自動檢測技術自動

6、檢測技術四、鍵盤、顯示與打印n為了節省I/O口，本測量儀采用34的矩陣式鍵盤，它由行線和列線組成，按鍵位于行、列的交叉點上。采用函數char key(chart)實現對鍵盤的查詢與結果的返回。n顯示采用液晶圖形顯示器，它具有低壓、微功耗、壽命長、無輻射等特點，是目前流行的顯示方法。本測量儀選用香港精電公司的MGLS19264，液晶顯示驅動控制套件為HD61203U、HD61202U。n打印機采用榮達MP系列微型打印機，它具有串行/并行打印接口，并口采用26線針型扁平電纜插座，與標準并行口Centyonics兼容，可直接由單片機控制。自動檢測技術自動檢測技術五、數字低通濾波與插值n由于系統在使用

7、過程中將會受到各種干擾，且在A/D轉換中存在量化誤差，故需將A/D轉換結果進行低通濾波處理。低通濾波采用FIR系統比較簡單，易于實現線性相位，即輸出只對輸入有一段延時，不使信號發生畸變。理想的低通濾波器如圖6-6所示。圖6-6 理想低通濾波器自動檢測技術自動檢測技術n濾波器頻率響應如圖6-7所示。盡管測量頭的測量精度很高，但是，測量頭并不是線性的，它存在著一定的非線性，如果近似認為其為線性關系，那么在高精度測量中將會帶來非常大的誤差。所以我們先在標準儀器上按較小步長記錄下AD轉換器的結果，并列成表格。實踐表明采用擬合的方法不能取得較好效果。所以采用查表插值的方法。 圖6-7 濾波器頻率響應圖自

8、動檢測技術自動檢測技術n空調系統的監控n給排水系統n火災監視與控制系統n門禁與防盜系統n電梯的運行管理第二節 檢測技術在智能樓宇中的應用自動檢測技術自動檢測技術n智能樓宇包括5大主要特征：樓宇自動化（BA）、防火自動化（FA）、通信自動化（CA）、辦公自動化（OA）、信息管理自動化（MA）。n上述5A特征通過布線綜合化來實現。綜合布線系統猶如智能樓宇內的一條高速公路，人們可以在土建階段，將連接5A的線纜綜合布線到建筑物內，然后可根據用戶的需要及時代的發展，安裝或增設其他系統。自動檢測技術自動檢測技術一、空調系統的監控n空調系統監控的目的是：既要提供溫濕度適宜的環境，又要節約能源。其監控范圍為制

9、冷機、熱力站、空氣處理設備、送排風系統、變風量末端等，其原理框圖如圖6-8所示。現代空調系統均具有完整的制冷、制熱、通風功能，它們都在傳感器和計算機的監控下工作。圖9-2 虛擬電子秤系統構成自動檢測技術自動檢測技術二、給排水系統n給排水系統的監控和管理也是由現場監控站和管理中心來實現，其最終目的是實現管網的合理調度。也就是說，無論用戶水量怎樣變化，管網中各個水泵都能及時改變其運行方式，保持適當的水壓，實現泵房的最佳運行；監控系統還隨時監視大樓的排水系統，并自動排水； 當系統出現異常情況或需要維護時，系統將產生報警信號，通知管理人員處理。給排水系統的監控主要包括水泵的自動啟停控制、水位流量、壓力

10、的測量與調節；用水量和排水量的測量；污水處理設備運轉的監視、控制、水質檢測；節水程序控制；故障及異常狀況的記錄等，給排水系統監控的原理如圖6-9所示。現場監控站內的控制器按預先編制的軟件程序來滿足自動控制的要求，即根據水箱和水池的高、低水位信號來控制水泵的啟、停及進水控制閥的開關，并且進行溢水和停水的預警等。當水泵出現故障時，備用水泵自動投入工作，同時發出報警信號。自動檢測技術自動檢測技術圖6-9 給排水系統監控原理框圖自動檢測技術自動檢測技術三、火災監視與控制系統三、火災監視與控制系統n火情、火災報警傳感器主要有感煙傳感器、感溫傳感器以及此外線火焰傳感器。從物理作用上區分，可分為離子型、光電

11、型；從信號方式區分，可分為開關型，模擬型及智能型。在重點區域必須設置多種傳感器，同時對現場火情加以監測，以防誤報警，還應及時將現場數據經控制網絡向控制系統匯總。獲得火情后，系統就會采取必要的措施，經通信網絡向有關職能部門報告火情，并對樓宇內的防火卷簾門、電梯、滅火器、噴水頭、消防水泵、電動門等聯動設備下達起動或關閉命令，以使火災得到及時控制，還應起動公共廣播系統，引導人員疏散。自動檢測技術自動檢測技術四、門禁與防盜系統四、門禁與防盜系統n出入口控制系統又叫門禁管理系統，是對樓宇內外的出入通道進行智能管理的系統，門禁系統屬公共管理系統范疇。在樓宇內的主要管理區、出入口、電梯廳、主要設備控制中心機

12、房、貴重物品的庫房等重要部位的通道口，安裝門禁控制裝置，由中心控制室監控。n各門禁控制單元一般由門禁讀卡模塊、智能卡讀卡器、指紋識別器、電控鎖或電動閘門、開門按鈕等系統部件組成。人員通過受控制的門或通道時，必須在門禁讀卡器前出示代表其合法身分的授權卡、密碼后才能通行。n樓宇中應設置緊急按鈕或腳動開關報警裝置。當出現緊急情況，如當發生強行開門、非善意闖入、突發急病、遭遇持械匪徒威脅時，可實現緊急報警。當發生火警時，系統自動取消全部的門禁控制，并打開緊急疏散通道門。自動檢測技術自動檢測技術五、電梯的運行管理 電梯是智能樓宇的重要設備。電梯的使用對象是人，因此必須確保萬無一失。在電梯運行管理中，傳感

13、器起到十分重要的作用，下面簡要介紹傳感器在電梯中的應用。n電梯是機械、電氣緊密結合的產品，有垂直升降式和自動扶梯兩大類。n在電梯中，有很多檢測裝置用于電梯控制，如電梯的平層控制、選層控制、門系統控制等。下面就傳感器在電梯門入口處的安全保護和選層控制作簡單介紹。 電梯門有層門和轎門之分，層門設在每層的入口處，在層門旁有指示往上、往下的按鈕，轎門設在轎廂靠近層門的一側，供乘客或貨物進出。開門電動機通過帶輪和曲柄搖桿機構推動左右兩扇轎門完成開門行程。當電梯在預定的樓層平層停靠時，轎門通過門刀、門鎖等裝置帶動層門運動，從而實現轎門和層門的同步開關。層門和轎門的開啟和關閉是同步進行的，為保證乘客或貨物的

14、安全，在電梯門的入口處都帶有安全保護裝置。1.入口安全保護自動檢測技術自動檢測技術n(1)光電式保護裝置 光電式保護裝置是在轎門邊上安裝兩道水平光電裝置，選用對射式紅外光電并關，對整個開門寬度進行檢側，如圖6-10所示在轎門關閉的過程只要遮斷任一道光路，門都會重新開啟，待乘客進人或離開轎廂后才繼續完成關閉動作。 圖6-10 光電式保護裝置自動檢測技術自動檢測技術n (2)防夾條 當發生乘客的手或腳還未完全進入轎廂，光電、超聲傳感器未起作用時，手或腳就有被轎門夾住的危險，這時必須立即重新打開轎門。在兩扇轎門的邊沿，各安裝了一根防夾條。防夾條內部是有兩根距離很近帥金屬條，其長度與轎門相等，外面用柔

15、軟的橡膠包裹。 當乘客被夾時，兩根金屬條發生短路，向電梯的控制系統發出報警信號，轎門和層門立即微開一段距離，待報警消除后再重新關閉。自動檢測技術自動檢測技術2選層控制n乘客進入轎廂后，就要在控制面板上鍵入所要到達樓層的數字，控制電梯的電腦必須知道電梯所在的位置，才能正確指層，選擇減速點，正確平層。目前不少電梯采光電脈沖編碼器來實現測距，如圖6-11所示。圖6-11 安裝在曳引電動機上的光電編碼器 自動檢測技術自動檢測技術第三節 檢測技術在全自動洗衣機中的應用n全自動洗衣機單片機控制系統邏輯機構n模糊全自動洗衣機的模糊推理n洗衣機物理量檢測n控制軟件自動檢測技術自動檢測技術一、全自動洗衣機單片機

16、控制系統邏輯機構n單片機MC6805R3對洗衣機的控制系統邏輯結構如圖6-12所示。這個系統中包括電源電路、洗衣機狀態檢測電路、顯示電路和輸出控制電路。 圖6-12 控制系統邏輯結構圖自動檢測技術自動檢測技術自動檢測技術自動檢測技術n電源電路由變壓器TF、橋式整流器、濾波電容和集成穩壓電路7805組成。電源電路中還有二極管D1，它用于隔離濾波電容與橋式整流電路，使之進行過零檢測。7805輸出的士5V電壓和交流電源的一端相接，以組成雙向晶閘管的直接觸發電路。1電源電路2.洗衣機狀態檢測電路 狀態檢測電路一共有7個。它們分別是內桶平衡檢測電路、過零檢測電路、電源電壓檢測電路、溫度檢測電路、水位檢測

17、電路和渾濁度檢測電路。 (1)內桶平衡電路 由平衡開關K和電阻R35組成，它用于檢測內桶運行時的狀態是否平衡穩定。 (2)衣質、衣量檢測電路 由電動機，二極管D3, D4.電阻R21.光敏三極管Tr5,電阻Rl9和反相器7404組成，其中D4是發光二極管，它和Tr組成光電藕合管，用于隔離交直流信號以及產生衣質和衣量信號。自動檢測技術自動檢測技術n (3)過零檢測電路 由電阻R1， R2.晶體管Tr1和反相器7404組成。當橋式整流器產生全波整流信號輸出時，馬上通過R1送到晶體管Tr1的基極，當整流信號為正時，Tr1導通，整流信號為0時，Tr1截止；Tr1輸出的信號再由7404反相之后送到單片機

18、MC6805R3的INT端。很明顯，只要電源過零就會產生中斷請求信號。n（4）電源電壓檢測電路 由整流二極管D2、濾波電容C5和調整電位器W1組成。由于D2只是進行半波整流，所以當電源下降時，電位器W1的抽頭也會較靈敏地反映出電源下降的情況。電源電壓的變化情況由MC6805R3的AN0端進行檢測。n（5）水位檢測電路 由電位器W3和相應的機械部件組成，當水位變化時會使W3的中心抽頭產生位移。故送入到MCh805R3的AN2端的信號大小也產生變化。n（6）渾濁度檢測器電路 由紅外發光管D3、紅外接收管Tr3和有關電阻組成。被檢測的水從D3和Tr3之間流過，由于不同渾濁度的水從中流過，使紅外信號的

19、強弱變化不同，故送到MC6805RC的AN3端的信號大小反映了衣物的骯臟程度。自動檢測技術自動檢測技術n（7）溫度檢測電路 由MTS102、LN358和有關電阻、電容組成。其中MTS102是水溫檢測器。第一級LM358用作阻抗隔離器，第二級LM358用作放大器，檢查結果送入到MC6805R3的AN1端。 3 顯示電路 顯示電路由晶體管Tr10，Tr11，Tr12，Tr13，發光二極管D6D7，7段發光二極管顯示器LED1，LED2，LED3和相應的電阻組成。其中晶體管Tr10 Tr13是作為掃描開關管，用于選擇D6D7, LEDl, LED2或LED3；而LED1LED3用于顯示定時時間；D6

20、D7用于顯示洗衣機的現行工作狀態。自動檢測技術自動檢測技術n輸出控制電路由觸發電路和相應的雙向晶閘管組成，控制電路共有五路。L1是進水電磁閥，L2是排水電磁閥，M1是自動洗滌劑投入電機，M2是主電機。其中雙向晶閘管TAB，TA10用于控制主電機M2的正反轉；T A6用于控制洗滌劑投入電機；T A4從用于控制進水電磁閥；T A1用于控制排水電磁閥。所有的雙向晶閘管都采用第II，象限觸發。 除了上述電路以外，還有工作起停和狀態設定電路。N 1是洗衣機全自動工作的起停按鍵；N 2是功能選擇按鍵，它可以設定洗衣機從某個程序開始進行工作。n 所有的電路都在單片機MC6805R3控制下工作。由于MC680

21、5R3有較多的1/0端口，對洗衣機這種需要檢測和控制功能較多的家用電器是十分合適的，它可以使系統的邏輯結構達到十分簡潔的形式。4.輸出控制電路自動檢測技術自動檢測技術二、模糊全自動洗衣機的模糊推理 圖6-13 邏輯推理框圖在模糊推理中，需要考慮推理的前件和后件，也就是推理的輸人條件和愉出結果。在模糊洗衣機中，主要是考慮布質、布量、水溫和骯臟程度這幾個條件，從這些條件求取水位、洗滌時間、水流漂洗方式和脫水時間等。模糊洗衣機的推理如圖6-13所示。自動檢測技術自動檢測技術n考慮到洗衣過程中的兩種情況，一種是靜態的，即洗滌劑濃度；另一種是動態的，即洗衣水流及時間，故推理分兩大部分，也就是洗滌劑濃度推

22、理和洗衣推理。n 洗滌劑濃度推理規則如下：n 如果渾濁度高，則洗滌劑投入量大；n 如果渾蝕度偏高，則洗滌劑投入量偏大；n 如果渾濁度低，則洗滌劑投入量小。 洗衣推理規則如下：如果布量少，布質以化纖偏多，而且水溫高，則水流為特弱，洗滌時間特短；如果布量、布質以棉布偏多，而且水溫低，則把水流定為特強，洗滌時間定為特長；自動檢測技術自動檢測技術三、洗衣機物理量檢測三、洗衣機物理量檢測n1 1渾濁度的檢測渾濁度的檢測n 衣物的骯臟程度、骯臟性質和洗凈程度等都需要檢測，以便進行工作過程的整定和控制，渾濁度的檢測是采用紅外光電傳感器完成的。利用紅外線在水中的透光和時間的關系，通過模糊推理，以得出檢測結果，

23、而這個結果就可以用于控制推理。n渾濁度檢測器的結構安裝情況如圖6-15所示。紅外發射管和紅外接收管分別安裝在排水管的兩側，在紅外發射管中能以恒定電流使紅外線以一定的強度發射，紅外接收管中接收到的紅外線強度，反映了水的渾濁程度。自動檢測技術自動檢測技術圖6-15 渾濁度檢測器結構與安裝自動檢測技術自動檢測技術n根據紅外接收管所接收到的紅外線強度，就可以得出水的渾濁度。通過實驗，可知在洗滌過程中紅外線透光率的變化情況，以及有關因素的關系，這種關系如圖6-16所示。 圖 6-16 洗滌過程透光率變化曲線自動檢測技術自動檢測技術n布量和布質的檢測是在洗滌之前進行的。在水位為一定的時候，布量和布質的不同

24、就會產生不同的布阻抗。通過給定一定的水位，然后在這個給定水位和條件下使主電機進行間斷旋轉，則不同布阻抗就會使主電機制動的性能不同利用主電機在不同布阻抗時的制動特性，就可以推斷出布質和布量。不同布質和布量的布阻抗如圖6-17所示。從圖中可知，硬質布的布阻抗較高，軟質布的布阻抗較低，但兩者有同樣布阻抗區間。 2布質和布量的檢測布質和布量的檢測圖6-17 布阻抗曲線自動檢測技術自動檢測技術n 水溫檢側由溫度傳感器MTS102執行。由于MTS102有線性度好、對溫度敏感等特點故采用它對常溫檢測有較大的優點。在電路中，采用兩個運算放大器對MTS102的輸出信號進行處理，一個用于隔離阻抗，一個用于放大信號

25、。這個電路結構如圖6-12的AN；端所接的電路。水溫一般為4一40，在一些特殊的洗衣機中，有時會加入熱水，則水溫較高但水溫一般不會超過60，因為水溫太高對衣服有損壞。 3.水溫檢側自動檢測技術自動檢測技術四、控制軟件n 控制軟件由主程序、各種子程序和中斷服務程序組成。主控程序如圖6-18所示。所有模糊推理在洗滌之前都基本執行完畢，所以在程序判別出是起動之后，就開始進行一系列的檢測工作和推理工作。在推理工作完成之后，開始進行洗滌工作。在洗滌過程中若產生故障，則系統會自動報警。 圖6-18 主控程序框圖自動檢測技術自動檢測技術第四節 檢測技術在環境檢測中的應用n檢測電路nA/D模板n系統標定及數據

26、處理自動檢測技術自動檢測技術圖6-19主程序面板圖 根據前面有關氣敏傳感器內容，可以構成圖619所示的CO及碳氫化合物含量的計算機檢測系統框圖。自動檢測技術自動檢測技術n測CO氣體含量可用UL-281傳感器，對CO氣體有較高的靈敏度。測量電路可用圖620所示電路。測碳氫化合物氣體的含量可用接觸燃燒氣敏傳感器UL207，其測量電路如圖621所示。圖621(a)為2.2V串聯負反饋型穩壓電源，調整RP1，使其穩壓輸出為2.2V。圖5-21(b)為傳感器構成的電橋及放大電路(即測量電路)，傳感器的輸出信號經增益為l的差動放大器A1后，由放大器A2進行放大輸出。調整RP3可調整輸出。RP2為調零電位器

27、。一、 檢測電路自動檢測技術自動檢測技術圖6-20 一氧化碳傳感器應用電路自動檢測技術自動檢測技術圖6-21 碳氫化合物測量電路自動檢測技術自動檢測技術二、A/D模板n傳感器輸出信號經放大后，輸入AD模板，轉換成數字量后輸入PC進行處理。模板采用12位AD574模數轉換芯片構成具有8通道的基于PC總線的模數轉換板，直接插入PC機中的PC總線插槽中，使用方便可靠，如圖622所示。自動檢測技術自動檢測技術圖6-22 A/D模板原理圖自動檢測技術自動檢測技術n 1模擬開關及采樣保持器n 圖中AD7503是八選一模擬開關，根據數據總線D0、D1、D2的編碼，當EN1時，選擇八個開關中的一個接通；當EN

28、0時，禁止所有開關接通。上面兩種傳感器的輸出信號可按其中任兩通道，如CHl、CH2。n 考慮到A/D模板的通用性，設有放大器CA741，調整其中10k可變電阻，可調整其增益。當進入A/D板的信號量程已調整好，可使其增益調為1。n LF398為采樣保持器，腳6上接保持電容，腳8為采樣保持控制端，低電平時為保持狀態，高電平時為采樣狀態。自動檢測技術自動檢測技術n 2A/D轉換器n AD574是美國AD公司生產的可直接與8位或16位數據總線的微處理器接口的12位A/D轉換器。芯片內部帶基準電源和時鐘，轉換時間為25s，供電電源+5V，12V/15V，功耗為390mW，28腳雙列直插式封裝。芯片管腳及

29、原理如圖523所示。它由模擬與數字兩部分組成。模擬部分包括高性能的12位D/A轉換器AD565和參考電源，數字部分包括控制邏輯、時鐘、逐位逼近寄存器SAR、比較器和三態輸出緩沖器。自動檢測技術自動檢測技術圖6-23 AD574芯片管腳及原理圖自動檢測技術自動檢測技術nAD574有兩種模擬量輸入方式，每一種方式又有兩種電壓等級。n一種是單極性輸入。當芯片雙極性偏移端BIPOFF接地時，AD574為單級性輸入方式， 若將REFOUTl0V基準電壓接到REFIN，單極性輸入信號范圍，則10VIN端為010V，20IN端為020V。 圖624為單極性輸入方式的典型應用電路。 圖6-24 單極性輸入方式

30、自動檢測技術自動檢測技術n另一種是雙極性輸入。雙極性偏移端BIPOFF接到基準電壓REFOUT，將使輸入電壓發生偏移，10VIN端輸入范圍變成-5+5V，20VIN端輸入范圍變成-10+10V。對信號10VIN輸入來說，-5V輸入將轉換成000H，+5V輸入將轉換成FFFH，因此雙極性輸入方式屬偏移二進制編碼方式。典型應用如圖625所示。 圖6-25 雙極性輸入方式自動檢測技術自動檢測技術3、 A/D板端口及操作nA/D模板使用了PC總線的A0A11地址總線，D0D7數據總線，以及AEN、控制信號。總線緩沖與地址譯碼由三片集電極開路異或門74LSl36完成板選(即高付地址譯碼)。由一片74AL

31、Sl38實現板內端口(即低位地址譯碼)，由74ALS245實現雙向數據緩沖，此外還有一些與非門配合工作。圖626為模板地址譯碼電路，它采用集電極開路異或門和微型開關構成由用戶預置地址的譯碼電路。 圖6-26 模板地址譯碼自動檢測技術自動檢測技術三、系統標定及數據處理n上述系統設計好后，尚不能用來檢測，還需要對系統進行標定，確定被測氣體濃度與輸出之間的關系；同時還要進行零偏調整，當被測氣體濃度為零時，輸出量應盡可能小，當然為零最好：n PC機從A/D轉換器讀出的為數字量需要進行標度變換，轉化成數字量所對應的氣體濃度。同時還有必要進行數字濾波處理等。總之，根據需要，利用高級語言，這些都很容易做到，

32、而且可以具有良好的人機交互界面。 自動檢測技術自動檢測技術第五節 檢測技術在數控機床中的應用n各傳感器在加工過程中的作用n系統的報警、故障自診功能自動檢測技術自動檢測技術自動檢測技術自動檢測技術一、各種傳感器在加工過程中的作用n(1)轉子轉角的檢測與控制n 從圖627中可以看到汽輪機轉子毛坯正被工件托架支撐著，工件重幾十噸，沿軸向按一定規律分布著近二十個平行的葉輪，每個葉輪上要銑出幾十甚至一百多個葉根槽，用于鑲嵌葉片。圖628中示出了葉根槽的剖面圖。下面通過介紹汽輪機轉子葉根槽的加工過程來說明各傳感器的作用。 自動檢測技術自動檢測技術 (2)工件夾緊與托起的檢測 n該銑床允許工件的最大質量為8

33、0t。加工前，先用吊車將工件準確地放置在托架上，壓力油從圖627中的上夾具壓力油孔15壓入，上夾具在油壓的作用下往下夾緊工件，夾緊力由“壓力傳感器”檢測。當壓力等于設定值時，計算機發出指令停止增壓，并讓x、y、z軸解鎖，允許刀具加工工件。當發生故障，油壓小于設定值導致夾緊力不足時，工件可能松動，影響銑削幅度，這時計算機格發出報警信號。x、y、z方向停止走刀。n 當加工好一條槽后，計算機發出指令，夾具減壓、松開工件。接著，液壓油轉而從圖627中的下托架壓力油孔3壓入，使工件與托架間形成約0.01mm厚的油膜，工件被托起，處于懸浮狀態，所以只需要轉動力矩較小的交流伺服電動機(力矩電動機)就能轉動沉

34、重的工件。壓力傳感器檢測壓力油的壓力，只有確認工件處于懸浮狀態后才能啟動交流伺服電機。自動檢測技術自動檢測技術(3)刀具位置的檢測與控制 n刀具除了自旋外，還具有x、y、z三個方向的自由度，在走刀系統中裝有三個對應的直線型磁柵傳感器，它們的精度優于1m。刀具的運動是在磁柵傳感器監視下進行的，磁柵傳感器把代表刀具位置的信號傳送給計算機，該數值一方面在CRT上顯示出來，另一方面不斷地與設定值作比較，當刀具到達設定值時停止走刀。床鞍用于完成水平方向大行程的移動，它的位置由光電角編碼器通過蝸輪蝸桿來測定。n (4)溫度檢測n 整個系統有幾十個測溫點，主要是監視一些重要的軸溫、壓力油溫、潤滑油溫、冷卻空

35、氣的溫度、各個電動機繞組溫度等。多數測溫點采用銅熱電阻，少數采用熱電偶，這是因為熱電阻不需要冷端補償、成本較低的緣故。自動檢測技術自動檢測技術二、系統的報警、故障自珍功能n所謂報警，就是當被測量超過設定值的上下限時，微機向操作者提示聲、光信號以便操作者及時排除故障。n該銑床有很強的報警、自診功能。由于顯示終端配有CRT，所以不但可作一般的屏幕報警，還可作故障診斷用。以溫度故障為例，由于測溫點太多，所以多數測溫點只向微機提供超限信號，而不是具體的溫度值。微機收到這些超限信號后，在CRT的特定位置上顯示出超溫標志及設備編號，操作者要想進一步了解故障原因，就要進行人機對話。例如，由于某種原因，x軸無

36、法走刀，CRT可能會給操作者提示“A軸故障”的標志。操作者通過鍵盤輸入指令，CRT將進一步提示“伺服系統故障”的標志，進一步查詢，CRT可能會顯示“晶閘管故障”的標志。這樣一步步查詢就可以找到較確切的故障位置，大大縮減了排除故障的時間，所以可以說，微機的報警及故障自診功能是數控機床智能化的標志之一。自動檢測技術自動檢測技術第六節 布匹長度自動記錄與控制儀n測量原理n系統功能n軟件結構自動檢測技術自動檢測技術n布匹長度自動記錄與控制儀（簡稱“記錄儀”）能準確測量并實時地記錄各生產班組的生產狀況，為企業提高生產效率和管理水平發揮了積極作用。系統包括測量傳感器與記錄儀兩部分，傳感器與滾動輪同軸相聯，其輸出信號經四芯電纜與記錄儀相連，控制輸出信號為一常開/常閉接點。如圖6-30所示。圖6-30 記錄儀安裝示意圖自動檢測技術自動檢測技術一、測量原理n測量傳感器一側采用兩支霍爾元件，按照一定間隔固定在柱形槽內，其引腳（+5V、GND、 A/B ）通過軟線引至輸出插座；另一側轉動盤與轉軸通過軸承固定在圓柱外殼的軸線上。如圖6-31所示。 圖6-31 傳感器結構示意圖自動檢測技術自動檢測技術n轉動盤圓周上均勻嵌上4個圓形磁鋼。當轉動軸帶著轉動盤順時針或逆時針旋轉時，A