自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng)總結(jié)
自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng)總結(jié)
靜態(tài)特性---檢測系統(tǒng)在被測量處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸入輸出關(guān)系。靈敏度---測量系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下輸出量的增量與輸入量的增量之比。檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):補償結(jié)構(gòu)和差分結(jié)構(gòu)。
溫度----表征物體或系統(tǒng)的冷熱程度的物理量,給冷熱程度以數(shù)值的表示稱為溫度。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量。
溫標----溫度的一種數(shù)值表示方法,并給出了溫度數(shù)值化的一套規(guī)則和方法,同時明確了溫度的起點和基
本單位,
線性度----是檢測系統(tǒng)輸入與輸出的曲線與理想直線的偏差程度,理想直線過端點連線法、最佳直線法和最小二乘法擬合而得。
用光學(xué)高溫計讀出的物體溫度的量度少于物體的實際溫度。測量-----是根據(jù)一個約定的一個單位給研究對象賦予一定的性質(zhì)。輻射測溫的常用方法:亮度法、全輻射法、比色法、多色法。半導(dǎo)體氣敏傳感器有哪幾種類型?電阻型和非電阻型。
壓力檢測的主要方法:重力平衡方法、機械平衡方法、彈性力平衡方法、物性平衡方法。三種標準節(jié)流型件:孔板、噴嘴、文丘里管。
孔板通常取壓方式有角接取壓法、理論取壓法、徑距取壓法、法蘭取壓法成分分析的方法有:定期取樣和自動分析儀表。
質(zhì)量流量檢測方法分為:間接式質(zhì)量流量測量方法和直接式質(zhì)量流量計。儀表線性化過程主要有哪幾種方式?串聯(lián)式連接和反饋式連接、儀表系統(tǒng)的模型可分為時域模型、頻域模型和離散模型。儀表系統(tǒng)時域分析指標:衰減率、靜態(tài)誤差、過渡過程時間。
頻域信號選擇的方法:濾波放大和調(diào)頻放大方法、陷波放大方法、鎖定放大方法。測量不確定度的表示方法:標準不確定度、合成標準不確定度、擴展不確定度。物位檢測儀表有:直讀式、靜壓式、浮力式、機械接觸式、電氣式。物位開關(guān)分類有:浮球式、電導(dǎo)式、振動叉式。
壓力的概念和壓力的表示方法
壓力---垂直均勻的作用單位面積的力。單位:帕斯卡。表示方法:(1)絕對壓力;(2)大氣壓力(3)表壓力;(4)真空度;(5)差壓
差壓節(jié)流式流量計的工作原理
差壓是流量計基于在流通管道上設(shè)置流動阻力件,流體通過阻力件時將產(chǎn)生壓力差,此壓力差與流體流量之間有確定的數(shù)值關(guān)系,通過測量差壓值可以求得流體流量。節(jié)流式流量計測量原理是以能量守恒定律和流動連續(xù)性定律為基礎(chǔ)的。穩(wěn)定流動的流體沿水平管道流經(jīng)孔板,在其前后產(chǎn)生壓力和速度的變化。流束在孔板前前開始收縮,位于邊緣的流體向中心加速,流束中央的壓力開始下降。在截面2出流速最大,壓力最小,之后流束開始擴張,流速逐漸減慢靜壓逐漸恢復(fù)。
渦街流量計的工作原理
渦街流量計是里利用流體振蕩的原理進行測量的。當(dāng)流體流過非流線型阻力件時會產(chǎn)生穩(wěn)定的漩渦列。漩渦的產(chǎn)生頻率與流體流速有著確定的對應(yīng)關(guān)系,通過測量頻率的變化,就可以得知流體的流量。
電解質(zhì)系濕敏傳感器的工作原理
典型的是氯化鉀濕敏元件。氯化鋰是潮解性鹽類,吸潮后電阻變小,在干燥環(huán)境中又會脫潮而電阻增大。通過檢測電阻的大小,即可知相對濕度。
紅外線氣體分析器的工作原理
它利用不同波長的紅外線具有選擇性吸收的特性來進行分析。從紅外光源發(fā)出強度為I的平行紅外線,被測組分選擇吸收其特征波長的輻射能,紅外線強度將減弱了。通過測量紅外線的透過強度就可以確定被測組分濃度的大小。
熱導(dǎo)池的工作原理
熱導(dǎo)池的熱絲的熱平衡溫度將隨被測氣體的熱導(dǎo)率變化而改變。熱絲溫度的變化使其電阻值亦發(fā)生變化。通過電阻的變化可知氣體組分的變化,。
應(yīng)變式壓力傳感器的工作原理
應(yīng)變元件與彈性元件結(jié)合,組成應(yīng)變式傳感器,應(yīng)變元件的工作原理基于導(dǎo)體和半導(dǎo)體的“應(yīng)變效應(yīng)”,即當(dāng)導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料發(fā)生機械變形時,其電阻值將發(fā)生變化。
彈性壓力計的工作原理
彈性壓力計利用彈性元件受壓變形的原理,彈性元件在彈性限度內(nèi)受壓變形,其變形大小與外力成正比,外作用力消失后,元件將恢復(fù)原有形狀,。利用變形與外力的關(guān)系,對彈性元件的變形大小進行測量,可以求得被測壓力。
多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)
傳感器相互之間的工作方式主要分為:1》互補方式;2》競爭方式;3》協(xié)同方式
多傳感器數(shù)據(jù)融合---是一種針對單一傳感器或多傳感器數(shù)據(jù)或信息的處理技術(shù)。通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、相關(guān)和結(jié)合等方式以獲得對被測環(huán)境或?qū)ο蟮母泳_的定位,身份識別及對著當(dāng)前態(tài)勢和威脅的全面而及時的評估。
與傳統(tǒng)的單一傳感器技術(shù)相比,其優(yōu)點:1.增加檢測的可信度;2.降低不確定度;
3.改善信噪比,增加測量精度;4.增加系統(tǒng)的魯棒性;
5.增加對被檢測量的時間和空間覆蓋程度;6.降低成本。
軟測量技術(shù)
軟測量技術(shù)是一種間接測量技術(shù)。它通過檢測某些可以直接獲取的過程變量,并根據(jù)其和待檢測變量之間的相互關(guān)系,來估計用儀表較難直接測量的變量。與傳統(tǒng)的儀表和測量方法相比,其優(yōu)點:1.2.
軟測量不僅能夠解決許多用傳統(tǒng)儀表和檢測手段無法解決的難題;而且在成本,維護和靈活性等方面更具有巨大優(yōu)勢。
建模方法和技術(shù)
回歸分析、狀態(tài)估計、模式識別、模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)軟測量技術(shù)的分類1.2.3.
基于機理分析的軟測量方法基于統(tǒng)計分析的軟測量方法基于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的軟測量方法
科里奧利質(zhì)量流量計的工作原理
它是利用流體在振蕩管中流動時,將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力的測量原理,。U形管中的流體在沿管道流動的同時又隨管道作垂直運動,此時流體將產(chǎn)生以科里奧利加速度,并以科里奧利反作用于U形管。由于流體在U形管兩側(cè)的流動方向相反,所以作用于U形管兩側(cè)的力大小相等,方向相反,從而形成一個作用力矩。U形管在此例句的作用下發(fā)生扭曲,U形管的扭角與通過的流體質(zhì)量流量相關(guān)。在U形管兩側(cè)中心平面安裝兩個電磁傳感器,可以測出扭曲量-扭角的大小,就可以得到質(zhì)量流量。
輻射測溫的優(yōu)點:
輻射測溫時,輻射感溫元件不會與被測介質(zhì)接觸,不會破壞被測溫度場,可實現(xiàn)遙測;測量元件不必達到與被測對象相同的溫度,測量上限可以很高;在檢測過程中傳感器不必和被測對象達到熱平衡,故檢測速度快,響應(yīng)時間短,適于快速測溫。
數(shù)字式顯示儀表的特點
數(shù)字式顯示儀表在保留模擬儀表顯示直觀特性的同時。用微計算機取代了常規(guī)自動顯示及紀律儀表的測量電路,從而大大減少了儀表的機械機構(gòu),使新一代的顯示儀表變得小巧、精確、靈活和可靠。功能:1》數(shù)據(jù)和曲線打印2》數(shù)字線束3》多種設(shè)定功能4》故障診斷及報警5》斷電保護。
超聲流量計的原理
超聲流量計利用超聲波在流體中的傳播特性實現(xiàn)流量測量。超聲波在流體中傳播,將受到流體速度的影響,檢測接受的超聲波信號可以測知流速,從而求得流體流量。
超聲波測量的方法:傳播速度差法、多普勒效應(yīng)法、聲束偏移法、相關(guān)法。特點:
超聲流量計可夾裝在管道外表面,儀表阻力損失極小,還可以做成便攜式儀表,探頭安裝方便,通用性好。這種儀表可以測量各種液體的流量,尤其適用于大口徑管道測量,多探頭設(shè)置時最大徑口可達幾米,缺點:超聲流量計的范圍度一般為20:1,誤差為+-2%~=-3%。但由于測量電路復(fù)雜,價格昂貴。
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靜態(tài)特性---檢測系統(tǒng)在被測量處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸入輸出關(guān)系。靈敏度---測量系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下輸出量的增量與輸入量的增量之比。檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):補償結(jié)構(gòu)和差分結(jié)構(gòu)。
溫度----表征物體或系統(tǒng)的冷熱程度的物理量,給冷熱程度以數(shù)值的表示稱為溫度。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量。
溫標----溫度的一種數(shù)值表示方法,并給出了溫度數(shù)值化的一套規(guī)則和方法,同時明確了溫度的起點和基
本單位,
線性度----是檢測系統(tǒng)輸入與輸出的曲線與理想直線的偏差程度,理想直線過端點連線法、最佳直線法和最小二乘法擬合而得。
用光學(xué)高溫計讀出的物體溫度的量度少于物體的實際溫度。測量-----是根據(jù)一個約定的一個單位給研究對象賦予一定的性質(zhì)。輻射測溫的常用方法:亮度法、全輻射法、比色法、多色法。半導(dǎo)體氣敏傳感器有哪幾種類型?電阻型和非電阻型。
壓力檢測的主要方法:重力平衡方法、機械平衡方法、彈性力平衡方法、物性平衡方法。三種標準節(jié)流型件:孔板、噴嘴、文丘里管。
孔板通常取壓方式有角接取壓法、理論取壓法、徑距取壓法、法蘭取壓法成分分析的方法有:定期取樣和自動分析儀表。
質(zhì)量流量檢測方法分為:間接式質(zhì)量流量測量方法和直接式質(zhì)量流量計。儀表線性化過程主要有哪幾種方式?串聯(lián)式連接和反饋式連接、儀表系統(tǒng)的模型可分為時域模型、頻域模型和離散模型。儀表系統(tǒng)時域分析指標:衰減率、靜態(tài)誤差、過渡過程時間。
頻域信號選擇的方法:濾波放大和調(diào)頻放大方法、陷波放大方法、鎖定放大方法。測量不確定度的表示方法:標準不確定度、合成標準不確定度、擴展不確定度。物位檢測儀表有:直讀式、靜壓式、浮力式、機械接觸式、電氣式。物位開關(guān)分類有:浮球式、電導(dǎo)式、振動叉式。
壓力的概念和壓力的表示方法
壓力---垂直均勻的作用單位面積的力。單位:帕斯卡。表示方法:(1)絕對壓力;(2)大氣壓力(3)表壓力;(4)真空度;(5)差壓
差壓節(jié)流式流量計的工作原理
差壓是流量計基于在流通管道上設(shè)置流動阻力件,流體通過阻力件時將產(chǎn)生壓力差,此壓力差與流體流量之間有確定的數(shù)值關(guān)系,通過測量差壓值可以求得流體流量。節(jié)流式流量計測量原理是以能量守恒定律和流動連續(xù)性定律為基礎(chǔ)的。穩(wěn)定流動的流體沿水平管道流經(jīng)孔板,在其前后產(chǎn)生壓力和速度的變化。流束在孔板前前開始收縮,位于邊緣的流體向中心加速,流束中央的壓力開始下降。在截面2出流速最大,壓力最小,之后流束開始擴張,流速逐漸減慢靜壓逐漸恢復(fù)。
渦街流量計的工作原理
渦街流量計是里利用流體振蕩的原理進行測量的。當(dāng)流體流過非流線型阻力件時會產(chǎn)生穩(wěn)定的漩渦列。漩渦的產(chǎn)生頻率與流體流速有著確定的對應(yīng)關(guān)系,通過測量頻率的變化,就可以得知流體的流量。
電解質(zhì)系濕敏傳感器的工作原理
典型的是氯化鉀濕敏元件。氯化鋰是潮解性鹽類,吸潮后電阻變小,在干燥環(huán)境中又會脫潮而電阻增大。通過檢測電阻的大小,即可知相對濕度。
紅外線氣體分析器的工作原理
它利用不同波長的紅外線具有選擇性吸收的特性來進行分析。從紅外光源發(fā)出強度為I的平行紅外線,被測組分選擇吸收其特征波長的輻射能,紅外線強度將減弱了。通過測量紅外線的透過強度就可以確定被測組分濃度的大小。
熱導(dǎo)池的工作原理
熱導(dǎo)池的熱絲的熱平衡溫度將隨被測氣體的熱導(dǎo)率變化而改變。熱絲溫度的變化使其電阻值亦發(fā)生變化。通過電阻的變化可知氣體組分的變化,。
應(yīng)變式壓力傳感器的工作原理
應(yīng)變元件與彈性元件結(jié)合,組成應(yīng)變式傳感器,應(yīng)變元件的工作原理基于導(dǎo)體和半導(dǎo)體的“應(yīng)變效應(yīng)”,即當(dāng)導(dǎo)體和半導(dǎo)體材料發(fā)生機械變形時,其電阻值將發(fā)生變化。
彈性壓力計的工作原理
彈性壓力計利用彈性元件受壓變形的原理,彈性元件在彈性限度內(nèi)受壓變形,其變形大小與外力成正比,外作用力消失后,元件將恢復(fù)原有形狀,。利用變形與外力的關(guān)系,對彈性元件的變形大小進行測量,可以求得被測壓力。
多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)
傳感器相互之間的工作方式主要分為:1》互補方式;2》競爭方式;3》協(xié)同方式
多傳感器數(shù)據(jù)融合---是一種針對單一傳感器或多傳感器數(shù)據(jù)或信息的處理技術(shù)。通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、相關(guān)和結(jié)合等方式以獲得對被測環(huán)境或?qū)ο蟮母泳_的定位,身份識別及對著當(dāng)前態(tài)勢和威脅的全面而及時的評估。
與傳統(tǒng)的單一傳感器技術(shù)相比,其優(yōu)點:1.增加檢測的可信度;2.降低不確定度;
3.改善信噪比,增加測量精度;4.增加系統(tǒng)的魯棒性;
5.增加對被檢測量的時間和空間覆蓋程度;6.降低成本。
軟測量技術(shù)
軟測量技術(shù)是一種間接測量技術(shù)。它通過檢測某些可以直接獲取的過程變量,并根據(jù)其和待檢測變量之間的相互關(guān)系,來估計用儀表較難直接測量的變量。與傳統(tǒng)的儀表和測量方法相比,其優(yōu)點:1.2.
軟測量不僅能夠解決許多用傳統(tǒng)儀表和檢測手段無法解決的難題;而且在成本,維護和靈活性等方面更具有巨大優(yōu)勢。
建模方法和技術(shù)
回歸分析、狀態(tài)估計、模式識別、模糊數(shù)學(xué)、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)軟測量技術(shù)的分類1.2.
基于機理分析的軟測量方法基于統(tǒng)計分析的軟測量方法3.基于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的軟測量方法
科里奧利質(zhì)量流量計的工作原理
它是利用流體在振蕩管中流動時,將產(chǎn)生與質(zhì)量流量成正比的科里奧利力的測量原理,。U形管中的流體在沿管道流動的同時又隨管道作垂直運動,此時流體將產(chǎn)生以科里奧利加速度,并以科里奧利反作用于U形管。由于流體在U形管兩側(cè)的流動方向相反,所以作用于U形管兩側(cè)的力大小相等,方向相反,從而形成一個作用力矩。U形管在此例句的作用下發(fā)生扭曲,U形管的扭角與通過的流體質(zhì)量流量相關(guān)。在U形管兩側(cè)中心平面安裝兩個電磁傳感器,可以測出扭曲量-扭角的大小,就可以得到質(zhì)量流量。
輻射測溫的優(yōu)點:
輻射測溫時,輻射感溫元件不會與被測介質(zhì)接觸,不會破壞被測溫度場,可實現(xiàn)遙測;測量元件不必達到與被測對象相同的溫度,測量上限可以很高;在檢測過程中傳感器不必和被測對象達到熱平衡,故檢測速度快,響應(yīng)時間短,適于快速測溫。
數(shù)字式顯示儀表的特點
數(shù)字式顯示儀表在保留模擬儀表顯示直觀特性的同時。用微計算機取代了常規(guī)自動顯示及紀律儀表的測量電路,從而大大減少了儀表的機械機構(gòu),使新一代的顯示儀表變得小巧、精確、靈活和可靠。功能:1》數(shù)據(jù)和曲線打印2》數(shù)字線束3》多種設(shè)定功能4》故障診斷及報警5》斷電保護。
超聲流量計的原理
超聲流量計利用超聲波在流體中的傳播特性實現(xiàn)流量測量。超聲波在流體中傳播,將受到流體速度的影響,檢測接受的超聲波信號可以測知流速,從而求得流體流量。
超聲波測量的方法:傳播速度差法、多普勒效應(yīng)法、聲束偏移法、相關(guān)法。特點:
超聲流量計可夾裝在管道外表面,儀表阻力損失極小,還可以做成便攜式儀表,探頭安裝方便,通用性好。這種儀表可以測量各種液體的流量,尤其適用于大口徑管道測量,多探頭設(shè)置時最大徑口可達幾米,缺點:超聲流量計的范圍度一般為20:1,誤差為+-2%~=-3%。但由于測量電路復(fù)雜,價格昂貴。
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