《测量元件概述》PPT课件

《《测量元件概述》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、自动控制元件及线路-测量元件目录测量元件的作用测量元件的定义、组成和分类测量元件的特性选择测量元件时的注意事项测量元件的发展小结1.测量元件的作用1．执行元件：功能是驱动被控对象，控制或改变被控量。2．放大元件：提供能量，将微弱控制信号放大驱动执行元件。3．校正元件：作用是改善系统的性能，使系统能正常可靠地工作并达到规定的性能指标。4．测量元件：功能是将检测被控量，并转换成系统希望的另一种容易处理和使用的量。1.测量元件的作用1.测量元件的作用1.测量元件的作用1.测量元件的作用1.测量元件的作用1.测量元件的作用伺服控制器(硬件)---人的大脑、小脑

2、的生理组织控制结构与策略(软件)---人的控制意识、策略结构与材料子系统---骨骼系统/皮肤系统功放与执行器子系统---肌肉系统传感子系统---五官等神经感知系统能源子系统---消化、呼吸系统电气/液连接子系统---循环系统控制系统实例分析控制系统中为什么需要反馈（测量元件）？1.测量元件的作用1.测量元件的作用控制系统中存在各种不确定性1.模型结构不确定性（假设、降阶、近似）2.模型参数不确定性（老化、温度、工况、工艺）3.各种外部扰动1.测量元件的作用所有不确定性的影响，在输出上都有体现，我们可以通过测量元件获取被控量的信息，采取相应的控制方法对不

3、确定性的影响进行有效的抑制。控制系统要有效抑制各种不确定性，保证一定的控制性能，就必须测量元件实现闭环控制。执行元件和测量元件哪个更重要？1.测量元件的作用没有执行元件就谈不上控制没有测量元件只是开环控制1.测量元件的作用两种元件相互依赖一些测量元件中用到执行元件一些执行元件中用到测量元件在检测与控制系统中，传感器和检测电路用于信息的提取、转换与处理，是整个系统的基础，整个系统的精度、性能往往取决于测量元件的精度和性能。测量元件是控制系统的感觉器官，只有能知道生产过程的具体情况才能进行自动控制。起“眼、耳、鼻、触觉”的作用。1.测量元件的作用自动化过程

4、与控制系统，大量使用传感器。传感器与传感器技术是现代工业自动检测与控制系统的主要环节。传感器与传感器技术是现代信息社会信息技术（传感器技术、通信技术和计算机技术）的三大支柱之一，是信息系统的“源头”。1.测量元件的作用2测量元件的定义、组成、分类测量元件:检测一种物理量，（按照一定的对应关系/精确度）转换成容易处理的另一种物理量。功能：检测和转换。处理：放大、加减、积分、微分、滤波、存储和传送。容易处理的物理量：主要指的是电信号。物理量电量传感器的组成把物理量转化成电路参量感受或响应被测量并转化成另一种物理量将电路参数量转换成特定形式的电量，（信号调节

5、、转换、放大、运算、调制）2测量元件的定义、组成、分类例：气体压力传感器转换电路—将电感转换成电压转换元件—可变电感3，把位移量转换成电感敏感元件—膜盒，把气压转换成位移2测量元件的定义、组成、分类例：气体压力传感器压力位移电感电压敏感元件转换元件转换电路2测量元件的定义、组成、分类例子：其它传感器2测量元件的定义、组成、分类变送器:输出标准信号的传感器。将一种量变换成标准信号（另一种量）并把它送出去。常用的标准信号：物理量的形式和数值范围电压：-10～+10V，0～10V；电流：4～20mA、0～10mA；气压20～100kPa标准信号与非标准信号以

6、及标准信号之间也可以用转换器进行相互转换（气/电）。物理量的形式和数值范围都符合国际标准的信号，兼容性好、互换性好。2测量元件的定义、组成、分类根据被测量的性质：位移（角位移、线位移）、速度、加速度、温度、力矩、压力等根据工作原理:电磁式（旋转变压器、感应同步器、测速发电机等）、电阻式、电容式、电感式、变压器式、应变式、热电式、光电式传感器等2测量元件的定义、组成、分类根据结构可分为结构型、物性型和复合型传感器。物性型传感器是依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换，如：热电偶、应变片。结构型传感器是依靠传感器结构参数的变化实现信号变换，如：电

7、容式、电感式传感器。根据输出信号形式2测量元件的定义、组成、分类计数型（二次型+计数型）电压，电流型（热电偶,Cds电池）有接点型(微动开关，接触开关，行程开关)传感器电阻型（电位器，电阻应变片）非电量型二值型电量无接点型(光电开关，接近开关)模拟型数字型代码型（旋转编码器，磁尺）电感，电容型（可变电容）2测量元件的定义、组成、分类例：气体压力传感器属于哪一类传感器？压力传感器电磁感应原理结构型模拟型2测量元件的定义、组成、分类理想特性：输入和输出一一对应。静态特性：输入量和输出量都为常量，或变化极慢时，输出和输入之间的关系。数学关系式中无变量对时间的

8、微分。动态特性：输入量和输出量都随时间变化时的关系。数学关系式中有变量对时间的微分。3测量元件