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传感器及相关检测系统的基本组成

发布时间:2019-06-27人气:107

 传感器及相关检测系统的基本组成 

   一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录装置等部分组成,分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。

 传感器检测系统的组成框图

传感器及相关检测系统的基本组成
 

1、传感器
    传感器是把被测量(如物理量、化学量等)转换成电学量的装置,显然,传感器是检测系统与被测对象直接发生联系的部件,是检测系统最重要的环节,检测系统获取信息的质量往往是由传感器的性能一次性确定的,因为检测系统的其它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。检测技术中使用的传感器种类繁多,分类的方法也各不相同。从传感器应用的目的出发,可以按被测量的性质将传感器分为:机械量传感器,如位移传感器、力传感器、速度传感器、加速度传感器等;热工量传感器,如温度传感器、压力传感器、流量传感器等;化学量传感器;生物量传感器等。
    从传感器研究的目的出发,着眼于变换过程的特征可以将传感器按输出量的性质分为:
    参量型传感器 它的输出是电阻、电感、电容等无源电参量,相应的有电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器等。
    发电型传感器 它的输出是电压或电流,相应的有热电隅传感器、光电传感器、磁电传感器、压电传感器等。
    2、测量电路
    测量电路的作用是将传恕器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传感器输出信号是微弱的,就需要由测量电路加以放大,以满足显示记录装置的要求。根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。
    应当指出测量电路的种类和构成是由传感器的类型决定的,不同的传感器所要求配用的测量电路经常具有自己的特色。
    3、显示记录装置
    显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节,主要作用是使人们了解检测数值的大小或变化的过程。目前常用的有模拟显示、数字显示和图像显示三种。
    模拟式显示是利用指针对标尺的相对位置表示被测量数值的大小。如各种指针式电气测量仪表、其特点是读数方便、直观,结构简单、价格低廉,在检测系统中一直被大量应用。但这种显示方式的精度受标尺最小分度限制,而且读数时易引入主观误差。
    数字式显示则直接以十进制数字形式来显示读数,实际上是专用的数字电压表,它可以附加打印机,打印记录测量数值.并且易于和计算机联机?使数据处理更加方便。这种方式有利于消除读数的主观误差。
    图像显示,如果被测量处于动态变化之中,用显示仪表读数就十分困难,这时可以将输出信号送至记录仪,从而描绘出被测量随时间变化的曲线,作为检测结果,供分析使用。常用的自动记录仪器有笔式记录仪、光线示波器、磁带记录仪等。

非电量电测法的特点
    从检测系统的组成可以看出,对各种被测量的测量通常的做法是通过传感器将其转换为电量,从而使我们能够使用丰富、成熟的电子测量手段对传感器输出的电信号进行各种处理和显示记录。因此这种非电量电测法构成了检测技术中最重要的内容,利用这种方法几乎可以测量各种非电量参数。因此,电子技术的发展和在检测中的应用大大促进了检测技术的发展,为电子计算机技术进入检测领域创造了条件。
    非电量电测法的主要优点如下:
    能够连续、自动地对被测量进行测量和记录。
    电子装置精度高、频率响应好,不仅能适用于静态测量,选用适当的传感器和记录装置还可以进行动态测量甚至瞬态测量。
    电信号可以远距离传输,便于实现远距离测量和集中控制。
    电子测量装置能方便地改变量程,因此测量的范围广。
    可以方便地与计算机相联,进行数据的自动运算、分析和处理。


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