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      傳感器及相關檢測系統的基本組成

      傳感器及相關檢測系統的基本組成 

         一個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、化學量等)轉換成電學量的裝置,顯然,傳感器是檢測系統與被測對象直接發生聯系的部件,是檢測系統最重要的環節,檢測系統獲取信息的質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節無法添加新的檢測信息并且不易消除傳感器所引入的誤差。檢測技術中使用的傳感器種類繁多,分類的方法也各不相同。從傳感器應用的目的出發,可以按被測量的性質將傳感器分為: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;化學量傳感器;生物量傳感器等。
          從傳感器研究的目的出發,著眼于變換過程的特征可以將傳感器按輸出量的性質分為:
          參量型傳感器 它的輸出是電阻、電感、電容等無源電參量,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,以滿足顯示記錄裝置的要求。根據需要測量電路還能進行阻抗匹配、微分、積分、線性化補償等信號處理工作。
          應當指出測量電路的種類和構成是由傳感器的類型決定的,不同的傳感器所要求配用的測量電路經常具有自己的特色。
          3、顯示記錄裝置
          顯示記錄裝置是檢測人員和檢測系統聯系的主要環節,主要作用是使人們了解檢測數值的大小或變化的過程。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儀表、其特點是讀數方便、直觀,結構簡單、價格低廉,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,而且讀數時易引入主觀誤差。
          數字式顯示則直接以十進制數字形式來顯示讀數,實際上是專用的數字電壓表,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機?使數據處理更加方便。這種方式有利于消除讀數的主觀誤差。
          圖像顯示,如果被測量處于動態變化之中,用顯示儀表讀數就十分困難,這時可以將輸出信號送至記錄儀,從而描繪出被測量隨時間變化的曲線,作為檢測結果,供分析使用。常用的自動記錄儀器有筆式記錄儀、光線示波器、磁帶記錄儀等。

      非電量電測法的特點
          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,電子技術的發展和在檢測中的應用大大促進了檢測技術的發展,為電子計算機技術進入檢測領域創造了條件。
          非電量電測法的主要優點如下:
          能夠連續、自動地對被測量進行測量和記錄。
          電子裝置精度高、頻率響應好,不僅能適用于靜態測量,選用適當的傳感器和記錄裝置還可以進行動態測量甚至瞬態測量。
          電信號可以遠距離傳輸,便于實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,進行數據的自動運算、分析和處理。



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