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傳感器及相關(guān)檢測系統的基本組成

傳感器及相關(guān)檢測系統的基本組成 

   一個(gè)完整的檢測系統或檢測裝置通常是由傳感器、測量電路和顯示記錄裝置等部分組成,分別完成信息獲取、轉換、顯示和處理等功能。當然其中還包括電源和傳輸通道等不可缺少的部分。

 傳感器檢測系統的組成框圖

傳感器及相關(guān)檢測系統的基本組成
 

1、傳感器
    傳感器是把被測量(如物理量、化學(xué)量等)轉換成電學(xué)量的裝置,顯然,傳感器是檢測系統與被測對象直接發(fā)生聯(lián)系的部件,是檢測系統最重要的環(huán)節,檢測系統獲取信息的質(zhì)量往往是由傳感器的性能一次性確定的,因為檢測系統的其它環(huán)節無(wú)法添加新的檢測信息并且不易消除傳感器所引入的誤差。檢測技術(shù)中使用的傳感器種類(lèi)繁多,分類(lèi)的方法也各不相同。從傳感器應用的目的出發(fā),可以按被測量的性質(zhì)將傳感器分為:機械量傳感器,如
位移傳感器、力傳感器、速度傳感器、加速度傳感器等;熱工量傳感器,如溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等;化學(xué)量傳感器;生物量傳感器等。
    從傳感器研究的目的出發(fā),著(zhù)眼于變換過(guò)程的特征可以將傳感器按輸出量的性質(zhì)分為:
    參量型傳感器 它的輸出是電阻、電感、電容等無(wú)源電參量,相應的有電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器等。
    發(fā)電型傳感器 它的輸出是電壓或電流,相應的有熱電隅傳感器、光電傳感器、磁電傳感器、壓電傳感器等。
    2、測量電路
    測量電路的作用是將傳恕器的輸出信號轉換成易于測量的電壓或電流信號。通常傳感器輸出信號是微弱的,就需要由測量電路加以放大,以滿(mǎn)足顯示記錄裝置的要求。根據需要測量電路還能進(jìn)行阻抗匹配、微分、積分、線(xiàn)性化補償等信號處理工作。
    應當指出測量電路的種類(lèi)和構成是由傳感器的類(lèi)型決定的,不同的傳感器所要求配用的測量電路經(jīng)常具有自己的特色。
    3、顯示記錄裝置
    顯示記錄裝置是檢測人員和檢測系統聯(lián)系的主要環(huán)節,主要作用是使人們了解檢測數值的大小或變化的過(guò)程。目前常用的有模擬顯示、數字顯示和圖像顯示三種。
    模擬式顯示是利用指針對標尺的相對位置表示被測量數值的大小。如各種指針式電氣測量?jì)x表、其特點(diǎn)是讀數方便、直觀(guān),結構簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉,在檢測系統中一直被大量應用。但這種顯示方式的精度受標尺最小分度限制,而且讀數時(shí)易引入主觀(guān)誤差。
    數字式顯示則直接以十進(jìn)制數字形式來(lái)顯示讀數,實(shí)際上是專(zhuān)用的數字電壓表,它可以附加打印機,打印記錄測量數值.并且易于和計算機聯(lián)機?使數據處理更加方便。這種方式有利于消除讀數的主觀(guān)誤差。
    圖像顯示,如果被測量處于動(dòng)態(tài)變化之中,用顯示儀表讀數就十分困難,這時(shí)可以將輸出信號送至記錄儀,從而描繪出被測量隨時(shí)間變化的曲線(xiàn),作為檢測結果,供分析使用。常用的自動(dòng)記錄儀器有筆式記錄儀、光線(xiàn)示波器、磁帶記錄儀等。

非電量電測法的特點(diǎn)
    從檢測系統的組成可以看出,對各種被測量的測量通常的做法是通過(guò)傳感器將其轉換為電量,從而使我們能夠使用豐富、成熟的電子測量手段對傳感器輸出的電信號進(jìn)行各種處理和顯示記錄。因此這種非電量電測法構成了檢測技術(shù)中最重要的內容,利用這種方法幾乎可以測量各種非電量參數。因此,電子技術(shù)的發(fā)展和在檢測中的應用大大促進(jìn)了檢測技術(shù)的發(fā)展,為電子計算機技術(shù)進(jìn)入檢測領(lǐng)域創(chuàng )造了條件。
    非電量電測法的主要優(yōu)點(diǎn)如下:
    能夠連續、自動(dòng)地對被測量進(jìn)行測量和記錄。
    電子裝置精度高、頻率響應好,不僅能適用于靜態(tài)測量,選用適當的傳感器和記錄裝置還可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量甚至瞬態(tài)測量。
    電信號可以遠距離傳輸,便于實(shí)現遠距離測量和集中控制。
    電子測量裝置能方便地改變量程,因此測量的范圍廣。
    可以方便地與計算機相聯(lián),進(jìn)行數據的自動(dòng)運算、分析和處理。



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