機、電類

《傳感器與檢測技術項目教程》

夫）前言《傳感器與檢測技術項目教程》共10個模塊。模塊一是認識傳感器與檢測技術；模塊二~模塊十：按檢測對象，從易到難，逐一介紹：“重量檢測”、“溫度檢測”、“壓力檢測”、“流量檢測”、“液位檢測”、“振動檢測”、“光學檢測”、“小位移檢測”、“數字式位移檢測”。模塊二~模塊十均有“知識鏈接”、“項目”、“任務”及“知識拓展”的安排。現在時間是：

*建議教學課時分配表

（各學校可根據專業與具體情況作適當調整）

模塊順序與名稱課時模塊順序與名稱課時模塊一認識檢測技術與傳感器12模塊九小位移檢測3模塊二重量檢測3模塊十數字式位置檢測3模塊三溫度檢測4理論課時32模塊四壓力檢測4實驗6模塊五流量檢測3實訓6模塊六液位檢測3討論課、習題課2模塊七振動檢測3考試（建議開卷）2模塊八光學量檢測4合計48本模塊介紹傳感器及檢測技術的定義、檢測技術涉及的領域、檢測系統的組成、檢測技術的發展、傳感器的組成、基本原理、傳感器的特性、制圖法求取靈敏度、線性度、滯差等參數的方法。簡要介紹了測量誤差及處理。主要內容介紹項目一、認識檢測技術項目二、認識傳感器項目三、測量方法及測量誤差模塊一、認識傳感器與檢測技術(上)目錄進入進入項目一、認識傳感器與檢測技術【項目教學目標】?知識目標1）熟悉檢測技術涉及的領域。2）熟悉檢測系統的組成。?技能目標1）掌握繪制檢測系統原理框圖的方法。2）掌握靈敏度、線性度的作圖法。

一、檢測技術的定義利用各種物理、化學效應，選擇合適的方法與裝置，將生產、科研、生活等各方面的有關信息通過檢查與測量的方法，賦予定性或定量結果的過程，稱為檢測技術。能夠自動地完成整個檢測處理過程的技術稱為自動檢測技術。例：曹沖稱象方法：比較法；裝置：船、石頭、小秤；檢查、測量，從而得到：定性、定量的結果。二、檢測技術在國民經濟中的地位和作用。神舟飛船回收過程的測控技術檢測技術在衛星中的應用紅外掃描區域人造衛星北京天安門金水橋北京天安門金水橋金水橋、檢測技術在海嘯預報中的應用海浪振動檢測系統浮標深海地溝生命探測儀在地震中的應用生命探測儀原理雷達信號發送器連續發射電磁信號，對一定空間進行掃描.，接收器不斷接收反射信號。如果被探測者保持靜止,返回信號頻率不變。如果目標在動,則產生多普勒信號。通過接收的信號進行算法處理，就可以判斷目標是否有心跳、呼吸和移動。檢測技術在飛機安全檢查中的應用三、工業檢測技術涉及的內容熱工量（t、p、q、h）：溫度t（℃、K、℉）例：0℃相當于32℉，20℃相當于68℉，

100℃相當于212℉

壓力（壓強）p（Pa）、壓差Δp

、真空度、流速v（m/s）、流量q（t、m3

）、物位、液位h（m）工業檢測技術涉及的內容（續）機械量：直線位移x（m）、角位移α、速度、加速度a（m/s2）、振動、噪聲、轉速n（r/min）、力F、力矩T（Nm）、應變ε（

m/m）、質量（重量）m（kg、t）幾何量：長度、厚度、角度、直徑、間距、形狀、粗糙度、硬度、材料缺陷等工業檢測涉及的內容（續）物體的性質和成分量：空氣的濕度（絕對、相對）、氣體的化學成分、濃度、液體的粘度、濁度、透明度、物體的顏色狀態量：工作機械的運動狀態（啟停等）、生產設備的異常狀態（超溫、過載、泄漏、變形、磨損、堵塞、斷裂、振動等）電工量：

U、I、f、R、Z、E、B……

絕大多數已在電工、電子等課程中講授，不屬于本課程的范圍，僅介紹霍爾電流、電壓傳感器。四、自動檢測系統的組成

不帶微處理器時圖1-4

自動檢測技術系統原理框圖所謂系統原理框圖，就是將系統中的主要功能或電路的名稱畫在方框內，按信號的流程，將幾個方框用箭頭聯系起來，有時還可以在箭頭上方標出信號的名稱。

人體信息測控過程與自動檢測系統的比較演示自動檢測系統與人體信息測控過程的比較航天服與傳感器檢測技術在車輛碰撞預防系統中的應用汽車ASV（整套汽車安全平臺）傳感器：在本教材中是指一個能將被測的非電量變換成電量的器件

玻璃溫度計是一種傳感器，但不屬于本教材所講授的傳感器范圍。

能將溫度轉換為電壓的傳感器—熱電偶

目前常用的顯示器：模擬顯示、數字顯示、圖象顯示及記錄儀等

模擬顯示的特點：直觀、穩定，但不夠準確。光柱也屬于模擬顯示光柱顯示的特點：直觀101線/240°車用光柱儀表顯示既能用光柱顯示被測值，也有數字顯示光柱直觀地指示出儲液罐中的液位設定值實際值（分辨力較高）數字式儀表

數字式儀表的特點：1）準確；2）但最后一位可能會跳動不止。熱敏電阻LED亮度高、耐振動LED、LCD顯示的比較LCD耗電省、集成度高，但不利于夜間觀察。帶背光板的LCD儀器可以在夜間觀看

圖像顯示

特點——

能顯示復雜的圖形和曲線，

但價格比數碼顯示昂貴，可能丟失數據。數字萬用表通過USB接口連接到PC上能將采集到的波形及數據傳送到計算機中，可隨時重放。記錄儀用來記錄被檢測對象的動態變化過程。無紙記錄儀

（動畫演示）重現歷史數據和歷史曲線。

存儲硬盤可達幾十個T。數據處理裝置

數據處理裝置主要是指計算機。可以對振動進行頻譜分析等。執行機構可拔插繼電器所謂執行機構通常是指：各種繼電器，電磁鐵、電磁閥門、電磁調節閥、伺服電動機等，它們在電路中起通斷、控制、調節、保護等作用。繼電器結構圖1-5

電磁繼電器1－電磁線圈2－鐵心3－鐵扼4－簧片5－動觸點6－動斷觸點（常閉觸點）7－動合觸點（常開觸點）8－安全試驗標記各種繼電器汽車繼電器（可拔插）中間繼電器焊接型繼電器

可靠性強，但更換困難中間繼電器及插座固態繼電器

特點：控制功率小、體積小、無火花；但易因過流、過壓燒毀，需設置可靠的保護電路。固態繼電器（續）

電磁鐵——能產生

可控機械力

電磁閥門

電磁線圈通電前，閥芯堵塞管道。通電后，產生電磁力，克服彈簧的彈力，吸引閥芯向上動作，流體回路導通。

流體電磁閥門的控制線圈

加上額定電壓后，電磁閥門的鐵心被吸向上，帶動閥芯向上拉，管路導通。被控對象可以是液體或氣體。

電動調節閥——用于控制流量的大小電動機旋轉，電動調節閥在電動機的控制下，可以逐漸開合，開合角度可控，但不會超過90°。小型電動調節閥

單向使用電動球閥的解剖及工作原理

利用電動力，減速后，調節球閥的角度，從而控制閥門的通流能力。出水口球閥電動調節閥的工作過程在計算機控制下，與電動調節閥同軸的電動機緩慢旋轉，從而控制電動