生活中的测控之传感器

1、 传感器报告姓名：曾树川班级：测控13-1院系 ：电气信息工程学院指导教师：薛航学号：201316020131生活中的测控之传感器传感器能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。 传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段传感器早已渗透到诸如生活、工业生产、宇宙开发、海洋探测、环境保护、资源调查、医学诊断、生物工程、甚至文物保护等等

2、极其之泛的领域。各种不同形式的传感器： 压力传感器 霍尔传感器光传感器 水位传感器一般情况下传感器产生的电压（流）等物理量的信号值都是相当弱的，难以带动执行机构去实现控制动作，所以一般都是与将传感器各种门电路、放大电路结合在一起使用。传感器的一般模式： 传感器在生活中的应用：1、测温仪温度传感器的应用温度传感器可以把温度转换为电信号，测温元件可以是热敏电阻、金属热电阻、热电偶、红外线敏感元件等。电信号可以远距离传出，因此温度传感器可以远距离读取温度。 其实，日常使用的材料和电子元件大部分特性都是随着温度而改变的，这也就使的温度传感器有着极其广泛的使用。比如汽车内的电喷发动系统，自动空调系统中，

3、温度是需测量和控制的重要参数之一。发动机热状态的测量，气体和液体温度的测量都需要温度传感器来完成。再比如家用电器中的微波炉，空调，洗衣机，消毒柜等等都用到了温度传感器。2.电子秤压力传感器的应用应变片能够把物体形变这个力学量转化为电压这个电学量（输出应变片上下表面的电压值）应变片多用半导体材料制成，当应变片的表面拉伸时，其阻值变大，反之变小，所以外力越大，输出的电压差值越大，根据电压的差值与被成物体的对应的重量关系，就可测出物体的重量。我们知道，晶体是各向异性的非晶体是各向同性的。某些晶体介质，当沿着一定方向受到机械力而发生形变时，就产生了极化效应；当机械力撤掉以后又恢复到不带电的状态，也就是

4、说当受到压力的时候，某些晶体产生出电的效应，这就是所谓的极化效应，也就是压力传感器的理论依据。3、鼠标光传感器的应用鼠标中的红外接收管就是光传感器。鼠标移动时带动x、y方向两个码盘转动，红外管接收到一个个红外脉冲信号，计算机分别统计x、y两个方向上的脉冲信号，就能确定鼠标位置。可以毫不夸张地说，从茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各种复杂的工程系统，几乎每一个现代化项目，都离不开各种各样的传感器。就这样，测控技术从方方面面深入我们的日常生活，为我们的现代化生活提供了足够的方便。相信，完美的测控技术会带我们进入更加完美的现代化生活！ 参考文献 1、 周祥才、朱兆武主编：检测技术及

5、应用 M，北京：中国计量出版社，2009年1月。 2、 张朝晖主编：检测技术及应用M，北京：中国计量出版社.2005年10月。 3、 施文康、余晓芬主编：检测技术M，北京：机械工业出版社，2003版。 4、纪宗南、鲍育新：新型传感器及其应用 J, 集成电路应用，1998年，第1期： 实例节流式差压流量计测量蒸汽流量摘要:结合差压式流量计和涡街流量计的数学模型，对差压式流量计和涡街流量计测量蒸汽流量主要影响因素进行分析，根据其测量原理分析，给出差压式流量计和涡街流量计在测不同状态蒸汽时的系统图。总结两种测量方式的优点

6、和不足。0 前言 蒸汽是各生产企业的重要的二次能源之一，有的直接参与化学反应，但多数是用其热能。蒸汽根据压力和温度对各种蒸汽的分类为：饱和蒸汽，过热蒸汽。在工厂生产中因不同蒸汽的特性，往往要使用到不同状态的蒸汽。不同状态的蒸汽其蒸汽度与压力、温度的关系模型是有根本区别的。在应用中，由于忽略了蒸汽状态对流量计配套选型的要求，因而带来很大的计量误差，也因此引发了许多计量纠纷1。目前对蒸汽计量最常用的是差压式流量计和涡街流量计，并配以蒸汽密度补偿。在实际的蒸汽流量的测量中，要根据蒸汽类型和所需的测量精度，仪器仪表成本等，选择合适的测量装置。1蒸汽流量的测量原理1.1差压式流量计测蒸汽流量差压式流量计

7、是由安装于管道中的流量检测件(即产生差压装置，简称一次仪表)产生的差压，已知的流体条件和一次仪表与管道的几何尺寸来计算流量的仪表，由差压装置、引压管和差压计三部分组成。这种以孔板流量计为代表的差压式流量计应用历史悠久、标准化程度高，应用十分普遍，可不必实流标定、差压显示仪表的标准化以及系列化和通用化程度高、理论精度高、应用范围广和适应性强、初始投资费用低。节流式差压流量计的一般表达式为 (1)式中：质量流量，kg/s；C流出系数；节流件正端取压口平面上的可膨胀系数；d工作条件下节流件的开孔直径，m；差压，Pa；节流件正端取压口平面上的流体密度，kg/；直径比，=d/D；D管道内径，m； 在式（

8、1）中，和d为常数，C和在一定的流量范围内也可以看作常数，因此式（1）可简化为 (2) 从式2中可以看出，仪表示值同密切相关。而蒸汽工况（温度t，压力p）的变化，必然使产生相应的变化。因此，差压式流量计必须与用以求取蒸汽密度的工况测量仪表配合，并同计算部分一起组成推导式质量流量计，才能保证测量精确度。在实际应用系统中，常用测量点附近的流体温度、压力，经过计算后求得相应的密度，再经演算求得瞬时质量流量，通常称作温度、压力补偿。由于水蒸气的性质和特点，在过热和饱和状态时可有不同的补偿方法。 (1)过热蒸汽质量流量测量 当流体为过热蒸汽时，取决于流体压力p1和流体温度t1。图1所示为测量系统图。 (

9、2)饱和蒸汽质量流量测量 饱和蒸汽的压力和温度是密切相关的，临界饱和状态的蒸汽从其压力查得的密度同从其温度查得的密度是相等的，所以推导式质量流量计测量流量时，既可采用压力补偿也可采用温度补偿。采用压力补偿时，是利用 = f(p1) 的关系获得1；采用温度补偿时，是利用 = f (t1)的关系获得。两种方法中以压力补偿较宜，可以得到更高的系统准确度。 图2(a)所示为压力补偿法，图2(b)所示为温度补偿法。 2 差压流量计与涡街流量计测流量的优缺蒸汽由于其特有的特性，如高温，蒸汽气体干度不饱和等原因，其测量受温度，密度，压力等方面的影响因素大，在应用中，根据蒸汽计量所需的精度，蒸汽状态，测量成本

10、等因素影响，要充分考虑差压型流量计的优势和缺陷，综合考虑选定蒸汽测量装置，下面对差压流量计的优缺进行分析。2.1节流式差压流量计的优势和不足压式流量计是一类应用最广泛的流量计,在各类流量仪表中其使用量占居首位。差压式流量计应用范围特别广泛,在封闭管道的流量测量中各种对象都有应用,如流体方面:单相、混相、洁净、脏污、粘性流等;工作状态方面:常压、高压、真空、常温、高温、低温等;管径方面:从几mm到几m;流动条件方面:亚音速、音速、脉动流等。它在各工业部门的用量约占流量计全部用量的1/41 /3。近年来,由于各种新型流量计的问世,它的使用量百分数逐渐下降,但目前仍是最重要的一类流量计。在实际使用中

11、，节流差压流量计有如下优势5：(1).节流式差压流量计中的标准孔板结构易于复制，简单牢固，性能稳定可靠，价格低廉。无需实流校准就可使用，这在流量计中是少有的。(2).适用范围广泛。既适用于全部单相流体，也可测量部分混相流，如气固、汽液、固液等。(3).高温高压大口径和小流量均适用。(4).对振动不敏感，抗干扰能力特别优越。流动脉动对差压式流量计的影响是通过三个途径，即平方根误差；惯性影响；对流出系数的影响，三个因素共同作用，使节流式差压流量计的示值升高，其脉动附加不确定度的估算可查阅有关文献6。但其影响程度要比涡街流量计轻得多。 (5).差压式流量计后续检定方便容易。节流式差压流量计也存在如下

12、的局限性：（1）.测量精确度在流量计中属中等水平。由于众多因素的影响错综复杂，精确度难以提高。（2）.范围度窄，由于仪表信号（差压）与流量为平方关系，一般范围度仅3：14：1。（3）.现场安装条件要求较高，如需较长的直管段（指孔板、喷嘴），一般难以满足。（4）.节流装置与差压显示仪表之间引压管线为薄弱环节，易产生泄露、堵塞及冻结、信号失真等故障。 （5）.最近几年发展起来的一体型节流式差压流量计，虽然仍有引压管线，但长度不足1m，因而减小了这方面的缺陷。（6）.压损大（指孔板、喷嘴）。近年来，为充分发挥差压流量计的优势，改进其不足，在工业上会采用用双量程节流式差压流量计测量蒸汽质量流量。双量程节流式差压流量计，由于量程低端的差压值很小，差压变送器和节流装置之间如果采用传统的分离式布置，由于多少要产生一定的差压信号传递失真，由此带来的误差将是可观的。为此，研究者开发了一体化双量程节流式差压流量计。 现场实际使用结果表明，如果合理选定流量的高低量程和差压变送器上限，合理选择差压变送器，避免每一个环节可能引起的差压信号传递失真，流量上限的1%就能可靠测量，流量上限的3%就能保证精度。 3 参考文献（1）王云红，李云华.蒸汽流量测量存在的问题及改进J.世界仪表与自动化，2007（5）：66-67（2）纪纲.流量测量仪表应用技巧2版.北京：化学工业出版社，2009.5:16-17（3