光电直读表的原理及优缺点

光电直读表的原理及优缺点
光电直读表的原理及优缺点

光电直读表的原理及优缺点

随着自来水用户表改造工程的逐步展开,抄表收费工作量不断的增加,传统的人工抄表方式已经越来越不能适应发展的需要。近些年来,自动抄表技术被大力倡导及应用。自动抄表技术也经历着一个从无到有,技术日趋成熟的一个过程。

光电直读表是我公司推出的一款新产品,目前已销售近几个省。在市场上如贵州、怀化、延吉、北京等部分小区就是这款水表,可以说市场前景非常乐观。今天我就将光电直读表的工作原理,优缺点以及我厂生产的规格型号作一个简单的阐述,希望对大家的以后的工作有所帮助。

一)直读表的工作原理

目前市场上推出的直读表以采信方式加以区分有两大类,即对射式直读表和反射式直读表。对射式字轮上留有过光孔,在字轮一侧面安装发光管,另一侧安装光敏管。发光管通电后发出的光线通过过光孔照射到光敏管上,由光敏管进行光电转换,获取相应的信号电位。过光孔与每组光管的数量是经过严格计算后进行设计的,转动字轮,在读数0-9各个位置上,获取光线的光敏管位置及数量都不相同,由此进行编码。反射式直读表工作原理相同,所不同的是字轮上不制作过光孔,而是在字轮外圈印刷反射条码,发光管发出的光线不是直接照射到光敏管上,而是通过反射条码反射到光敏管上。

二)直读表的特点及优势,以及与传统的卡表代码表相比有那些优势。

直读抄表系统的特点

1:采用光电技术,直接读取码盘数字;

2:智能模块与计数系统没有机械接触;

3:直读装置只在瞬间加电工作,功耗极低。

4:表计具有唯一地址,并且可以根据需要设置或更改。

5:水表,具有压力损失小、流量大、精度高,使用寿命长等优点。计数器真空密封,读数永久保持清晰。可拆式结构,使水表不必从管道拆下,机芯便可。

直读抄表系统的优势

1:没有脉冲累积,不存在累积误差,

2:智能模块不参与计量,也不会影响计量精度,其工作精度完全由表计本身决定;

3:允许抄表系统间歇性工作,对系统性能要求低;

4:功耗低,适应电池供电模式的长效供电;

5:唯一地址,为表计确定一个准确的身份标识。

6:抄读数据准确率100%

相比对情况下其他水表难点问题:

1:入户抄表困难,抄表人员多,管理困难。

2、抄表不准

3、24小时供电,停电后数据丢失,后备电池寿命短。

4、销售系统不同厂家表计不能在同一系统下运行

产品特征:

远程抄表

需求-效益问题:

避免因入户而产生的矛盾,减少抄表人员数量,降低抄表成本,防止IC卡私自充值,防止表计自动关阀而给用户带来的损失避免矛盾,收费及时避免更换电池,防止再次入户抄表

缺点:

布线复杂,采集器数量多,维护量大,需要外供电源。

光电直读MBUS 645水表下行通讯规约

深圳会一电子水电表远程集抄 系统 集中器下行通信规约 版本号:V2.0 编制人: 审核人: 批准人:

第一部分集中器---水电表下行通信规约 1 、前言 该通信规约是参照《中华人民共和国电力行业标准(DL/T 645—1997)》多功能电能表通信规约(1998—02—10 发布,1998—06—01 实施)而制定的。同时也借鉴了《CJ/T 188-2004 户用计量仪表数据传输技术条件》中的部分内容,是深圳会一电子水电表远程集抄系统中用于规范集中器与表具等计量单元之间通信的规范性约定。本规约未指明之处,参照 DL/T 645-1997 标准执行。 2 、传输特性 2.1 本协议为主-从结构的半双工通信方式。集中器、手持单元或其它数据终端为主站,通信链路的建立与解除均由主站发出的信息帧来控制。每帧有帧起始符、从站地址域、控制码、数据长度、帧信息纵向校验码和帧结束符等7 个部分组成。每部分由若干字节组成。 2.2 物理接口:集中器至表具等计量单元之间的通信主要采用 RS485/MBUS 总线方式传输。可根据现场情况进行 GPRS、载波等传输方式的补充。仪表的通信接口说明详见《CJ/T 188-2004 户用计量仪表数据传输技术条件》之附录B、C、D、E。 2.3 电气接口:本规约采用 RS-485/MBUS 标准电气接口,使多点连接成为可能。RS-485/MBUS 接口的一般性能应符合国标要求。集中器输出原则上 RS485 总线电压为 DC9 伏,共模输入电压:-7V~+12V,差模输入电压:大于 0.2V,变动范围为 DC9—15 伏;MBUS 总线电压为DC24 伏,变动范围为DC24—42 伏。 2.4 半双工通讯方式波特率:默认1200bps,可根据实际在1200---9600bps 之间调整。 传输速率的变更,首先由主站向从站发变更速率请求,从站发确认应答帧或否认应答帧。收到从站确认帧后,双方以确认的新速率进行以后的通信。每次通信结束后,根据传 输速率的特征字 Z 中的Bit0决定速率是否变更,为“0”恢复到初始速率,为“1”则保持更改速率不变。若在 500ms 内未建立起通信链路,则双方均恢复至初始速率。每次通信中只允许改变一次通信速率。

远传水表解决方案

远传水表解决方案 一.系统建设概述 1. 项目背景 根据国家节能减排总体要求,在确保用户正常供应使用的同时,通过管理措施、技术措施、经济措施、再生资源的综合利用等手段,不断加强人民群众用能节能管理,通过节能监管体系建设,逐步推进指标化管理和节能改造。采用我司的远程集中抄表系统进行管理,对小区住户用水进行实时监控,可以及时了解住户用水情况,对用水故障进行及时的排查,提高用水效率。 2.系统概述 远程集中抄表系统是一个由远传水表、数据采集终端和服务器构成的计算机应用系统。其中,水表与数据采集终端通过有线(M-bus)通讯方式相连;数据采集终端与服务器一般通过无线(GPRS/CDMA)方式相连。 整个系统可实现对住户用水数据的自动抄读、设备的监测巡检等功能,并能对数据进行存储、处理、分析、发布,实现居民用水监测、用水统计分析、阶梯水价管理、漏损分析等功能。该系统的实施与应用将有助于提高自来水公司管理水平和服务质量,同时也为整个社会的能源管理自动化提供有力支撑。

3. 建设效益 ●消除估抄率、根治错抄率、避免漏抄率,提高抄表数据的准确性、可靠性、实 时性; ●费用的通知与收取:通常执行现场逐户抄表的抄表员在抄表的同时还兼有通知 或收取费用的任务。实行自动抄表后,此类任务可由强大的银行联网系统或会 计电算化系统和银行卡工程承担,同时可以辅以电话语音查询系统、电话短信 自动催费系统等辅助手段; ●用水价格调整实行联动机制,同时可实行阶梯水价,促进水资源的合理、节约 利用; ●节约了人工成本。以前抄表需要大量人力,时间,现在采用远程抄表系统,每 月统计一次只需要不到半天时间,提高了抄表工作效率,且准确率达到了 100%; ●管理水平明显提高。由于实行微机管理,避免了人工抄表造成的人为误差因素, 提高了计量的准确率;能及时对用水情况进行综合分析,制定有针对性的工作 措施;避免上门抄表收缴费用的困难和打扰居民的现象,同时可以对欠费的用 户随时分户关断。 二.系统总体设计 1. 系统整体架构 远程抄表工作站采用B/S架构系统结构,系统具有表计数据抄读、集抄设备维护、用水营销管理等功能。 ◆方案-有线远传抄表: 系统由水表、集中器和管理中心计算机组成了三级网络,并进行计量数据的三级储存,系统结构拓扑图如下:

(完整word版)传感器原理及应用复习题.docx

《传感器原理及应用》复习题 1.静态特性指标其中的线性度的定义是指 2.传感器的差动测量方法的优点是减小了非线性误差、提高了测量灵敏度。 3.对于等臂半桥电路为了减小或消除非线性误差的方法可以采用提高桥臂 比,采用差动电桥的方法。 4.高频反射式电涡流传感器实际是由线圈和被测体或导体两个部分组成的系统,两者之间通过电磁感应相互作用,因此,在能够构成电涡 流传感器的应用场合中必须存在金属材料。 5.霍尔元件需要进行温度补偿的原因是因为其霍尔系数和材料电阻 受温度影响大。使用霍尔传感器测量位移时,需要构造一个磁场。 6.热电阻最常用的材料是铂和铜,工业上被广泛用来测量中低温 区的温度,在测量温度要求不高且温度较低的场合,铜热电阻得 到了广泛应用。 7.现有霍尔式、电涡流式和光电式三种传感器,设计传送带上塑料零件的计数 系统时,应选其中的光电传感器。需要测量某设备的外壳温度,已知其 范围是300~400℃,要求实现高精度测量,应该在铂铑- 铂热电偶、铂电阻和热 敏电阻中选择铂电阻。 8.一个二进制光学码盘式传感器,为了达到1″左右的分辨力,需要采用 或位码盘。一个刻划直径为400 mm的 20 位码盘,其外圈分别间隔 为稍大于μm。 9.非功能型光纤传感器中的光纤仅仅起传输光信息的作用,功能型光纤传感器 是把光纤作为敏感元件。光纤的 NA 值大表明集光能力强。 11.光照使半导体电阻率变化的现象称为内光电效应,基于此效应的器件除光敏 电阻外还有处于反向偏置工作状态的光敏二极管。光敏器件的灵敏度可 用光照特性表征,它反映光电器件的输入光量与输出光电流(电压 )之间 的关系。选择光电传感器的光源与光敏器件时主要依据器件的光谱特性。 12. 传感器一般由敏感元件 _ 、转换元件 ___ 、测量电路及辅助电 源四个部分组成。 13.传感器的灵敏度是指稳态标准条件下,输出变化量与输入变化 量的比值。对线性传感器来说,其灵敏度是一常数。

传感器原理及应用

温度传感器的应用及原理 温度测量应用非常广泛,不仅生产工艺需要温度控制,有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量,如计算机要监控CPU的温度,马达控制器要知道功率驱动IC的温度等等,下面介绍几种常用的温度传感器。 温度是实际应用中经常需要测试的参数,从钢铁制造到半导体生产,很多工艺都要依靠温度来实现,温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。本文对不同的温度传感器进行简要概述,并介绍与电路系统之间的接口。 热敏电阻器 用来测量温度的传感器种类很多,热敏电阻器就是其中之一。许多热敏电阻具有负温度系数(NTC),也就是说温度下降时它的电阻值会升高。在所有被动式温度传感器中,热敏电阻的灵敏度(即温度每变化一度时电阻的变化)最高,但热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性的。表1是一个典型的NTC热敏电阻器性能参数。 这些数据是对Vishay-Dale热敏电阻进行量测得到的,但它也代表了NTC热敏电阻的总体情况。其中电阻值以一个比率形式给出(R/R25),该比率表示当前温度下的阻值与25℃时的阻值之比,通常同一系列的热敏电阻器具有类似的特性和相同电阻/温度曲线。以表1中的热敏电阻系列为例,25℃时阻值为10KΩ的电阻,在0℃时电阻为28.1KΩ,60℃时电阻为4.086KΩ;与此类似,25℃时电阻为5KΩ的热敏电阻在0℃时电阻则为 14.050KΩ。 图1是热敏电阻的温度曲线,可以看到电阻/温度曲线是非线性的。

虽然这里的热敏电阻数据以10℃为增量,但有些热敏电阻可以以5℃甚至1℃为增量。如果想要知道两点之间某一温度下的阻值,可以用这个曲线来估计,也可以直接计算出电阻值,计算公式如下: 这里T指开氏绝对温度,A、B、C、D是常数,根据热敏电阻的特性而各有不同,这些参数由热敏电阻的制造商提供。 热敏电阻一般有一个误差范围,用来规定样品之间的一致性。根据使用的材料不同,误差值通常在1%至10%之间。有些热敏电阻设计成应用时可以互换,用于不能进行现场调节的场合,例如一台仪器,用户或现场工程师只能更换热敏电阻而无法进行校准,这种热敏电阻比普通的精度要高很多,也要贵得多。 图2是利用热敏电阻测量温度的典型电路。电阻R1将热敏电阻的电压拉升到参考电压,一般它与ADC的参考电压一致,因此如果ADC的参考电压是5V,Vref 也将是5V。热敏电阻和电阻串联产生分压,其阻值变化使得节点处的电压也产生变化,该电路的精度取决于热敏电阻和电阻的误差以及参考电压的精度。

光电传感器在生活中的应用-

光电传感器在生活中的应用 ——CCD图像传感器 摘要: 在科学技术高速发展的现代社会中,人类已经入瞬息万变的信息时代,人们在日常生活,生产过程中,主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输,来实现制动控制,自动调节,目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。由于微电子技术,光电半导体技术,光导纤维技术以及光栅技术的发展,使得光电传感器的应用与日俱增。这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点,在自动检测技术中得到了广泛应用,它一种是以光电效应为理论基础,由光电材料构成的器件。 光电传感器由于反应速度快,能实现非接触测量,而且精度高、分辨力高、可靠性好,加之半导体光敏器件具有体积小、重量轻、功耗低、便于集成等优点,因而广泛应用于军事、宇航、通信、检测与工业自动化控制等多种领域中。当前,世界上光电传感领域的发展可分为两大方向:原理性研究与应用开发。随着光电技术的日趋成熟,对光电传感器实用化的开发成为整个领域发展的热点和关键。 关键字:光电传感器;CCD图像传感器 正文 一、CCD的工作方式 ?CCD和传统底片相比,CCD 更接近于人眼对视觉的工作方式。只不过,人眼 的视网膜是由负责光强度感应的杆细胞和色彩感应的锥细胞,分工合作组成视觉感应。 CCD经过长达35年的发展,大致的形状和运作方式都已经定型。 CCD 的组成主要是由一个类似马赛克的网格、聚光镜片以及垫于最底下的电子线路矩阵所组成。 ?CCD(Charge Coupled Devices,CCD)由大量独立光敏元件组成,每个光敏元 件也叫—个像素。这些光敏元件通常是按矩阵排列的,光线透过镜头照射到光电二极管上,并被转换成电荷。每个元件上的电荷量取决于它所受到的光照强度,图像光信号转换为电信号。当CCD工作时,CCD将各个像素的信息经过模傲转换器处理后变成数字信号,数字信号以一一定格式压缩后存入缓存内,然后图像数据根据不间的需要以数字信号和视频信号的方式输出。

光电直读式远传水表

光电直读式远传水表简介 光电直读表是在普通水表的计数器字轮印刷0-9位置的外缘印刷特定标记,在其外围固定光电传感器及相关电路。外部供电读表时,通过光电传感器判断特定标记“有”和“无“的状态 光电直读式远传水表原理 通过对字轮建立数学模型,经过组合计算,从中求出唯一正确的解,然后再在字轮的0-9的相应位置上按照数学规律印刷特定的标记,在其周围按照数学规律再安装固定光电传感器,这样就把一个数学问题通过电子电路方法来实现。同时考虑各种冗错、纠错的算法,就可以得出唯一正确的解——即字轮上的唯一数据。目前采用这种方式的直读表主要有光电对射(透射)式和光电反射式两种,主要的区别在于机械结构和数学算法的不同。 光电直读式远传水表特点 1)、直接读取表具的计数器码盘数字即“窗口值”,表内不需设置表底数、表常数等 参数,无需存储数据,不存在累计误差,真正实现了“读表”,结束了累计脉冲、换算数值的历史。直读表具电子部分与表具内的计数器等装置没有机械接触完全分离,不影响计量精度。 2)、直读远传表直接传送数据,而非脉冲信号。它不仅不受机械震动影响,同时对电 磁干扰也具有极高的抗干扰性,所以在复杂的使用环境下能稳定、准确、可靠地实现计量。 3)、直读远传表日常工作无需供电,这是具有革命意义的技术进步,避免了由于供电 不稳定或故障引起的计量误差及大量的维护工作。 4)、由于直读远传表采集的是机械计数器字轮的位置(而非脉冲),因此表具发生倒 转情况时,抄表数据仍然与一次表具的读数保持一致 光电直读式远传水表优点 1)、计量性能方面:由于光电传感器是固定在表内的非转动部位,与任何机械转动 部分均不接触,只通过发光、反光来采集信号,与电阻式直读表相比没有任何阻尼,不影响表计的计量性能。因此不会产生计量方面的纠纷。 2)、制造工艺方面:由于采用在字轮周围分布光电传感器的方案,这一部分可以独立 制作,然后在不影响表计结构的前提下,安装在表内。生产过程简单,组装容易,适合大批量生产。而且该部分可以单独测试,保证了产品的可靠性。 3)、长期运行方面:由于和表计的机械转动部分不接触,不会对表计的常年运行造 成影响。同时,光电传感器平时不工作也不通电,因此寿命大大延长。电子部分的可靠工作时间远远大于机械表计的使用寿命。所以,适合长期运行和重复使用。 4)、模块通用性方面:光电式直读表的字轮直读部分可以制作成为总成,其中包括印 有特殊标记的字轮、表盘上夹板、电子部分。该总成可有专门的生产厂家一次制成,可适应国内大多干式和液封式水表。因此,通用性好、可加工性强、适应能力强。 光电直读式远传水表应用

有线远传水表集抄解决方案@201400918

有线远传水表集抄系统 解决方案 (全面支持中国城镇阶梯水价快速实施) 2014年9月 威胜集团/湖南威铭能源科技有限公司

目录 1.系统建设概述 (3) 1.1. 项目背景 (3) 1.2. 设计要求 (3) 1.3. 系统概述 (3) 1.4. 建设效益 (4) 1.5. 经济效益 (4) 1.6. 产品对比 (6) 2.系统总体设计 (7) 2.1. 系统整体架构 (7) 2.2. 系统软件建设 (8) 2.2.1.软件架构 (8) 2.2.2.系统特点 (9) 2.2.3.系统功能 (10) 3.方案产品简介 (15) 3.1. LXZD-Y4光电直读水表 (15) 3.2. WMJZ-8000U集中器 (18) 4.系统配置清单 (20)

1.系统建设概述 1.1.项目背景 根据国家节能减排总体要求,在确保学校水电正常供应使用的同时,通过管理措施、技术措施、经济措施、再生资源的综合利用等手段,不断加强学校用能节能管理,通过节能监管体系建设,逐步推进指标化管理和节能改造,确保学校的节能降耗工作取得实质性的进展。采用我司的远程集中抄表系统进行管理,对学生公寓用水进行实时监控,可以及时了解学生用水情况,对用水故障进行及时的排查,提高用水效率。通过节能监管平台的应用,逐步提高对学生宿舍的管理水平,保障学校用水的安全。 1.2.设计要求 按照住房和城乡建设部制定的《国家机关办公建筑和大型公共建筑能耗监测系统》、《教育部直属高等学校节能监管系统建设工作方案》、《高等学校校园建筑能耗统计审计公示办法》、《高等学校校园设施节能运行管理办法》、《高等学校节约型校园指标体系及考核评价办法》及《高等学校校园建筑节能监管系统建设技术导则》等要求执行。 1.3.系统概述 远程集中抄表系统是一个由远传水表、数据采集终端和主站软件构成的计算机应用系统。其中,水表与数据采集终端通过有线(M-bus)通讯方式相连;数据采集终端与主站软件一般通过无线(GPRS/CDMA)方式相连。 整个系统可实现对学生用水数据的自动抄读、设备的监测巡检等功能,并能对数据进行存储、处理、分析、发布,实现居民用水监测、用水统计分析、阶梯水价管理、

常用传感器的工作原理及应用

常用传感器的工作原理及应用

3.1.1电阻式传感器的工作原理 应变:物体在外部压力或拉力作用下发生形变的现象 弹性应变:当外力去除后,物体能够完全恢复其尺寸和形状的应变 弹性元件:具有弹性应变特性的物体 3.1.3电阻应变式传感器 电阻应变式传感器利用电阻应变片将应变转换为电阻值变化的传感器。 工作原理:当被测物理量作用于弹性元件上,弹性元件在力、力矩或压力等的作用下发生变形,产生相应的应变或位移,然后传递给与之相连的应变片,引起应变片的电阻值变化,通过测量电路变成电量输出。输出的电量大小反映被测量的大小。 结构:应变式传感器由弹性元件上粘贴电阻应变片构成。 应用:广泛用于力、力矩、压力、加速度、重量等参数的测量。 1.电阻应变效应 ○

电阻应变片的工作原理是基于应变效应,即导体或半导体材料在外界力的作用下产生机械变形时,其电阻值相应发生变化,这种现象称为“应变效应”。 2.电阻应变片的结构 基片 b l 电阻丝式敏感栅 金属电阻应变片的结构 4.电阻应变式传感器的应用 (1)应变式力传感器 被测物理量:荷重或力 一

二 主要用途:作为各种电子称与材料试验机的 测力元件、 发动机的推力测试、水坝坝体承载状况监测等。 力传感器的弹性元件:柱式、筒式、环式、悬臂式等 (2)应变式压力传感器 主要用来测量流动介质的动态或静态压力 应变片压力传感器大多采用膜片式或筒式 弹性元件。 (3)应变式容器内液体重量传感器 感压膜感受上面液体的压力。 (4)应变式加速度传感器 用于物体加速度的测量。 依据:a =F/m 。 3.2电容式传感器 3.2.1电容式传感器的工作原理 由绝缘介质分开的两个平行金属板组成的 平板电容器,如果不考虑边缘效应,其电容量为 当被测参数变化使得S 、d 或ε发生变化时, 电容量C 也随之变化。 d S C ε=

光电传感器的原理及应用

光电传感器的原理及应用 作者:2011级 应用物理 向舟望 摘要:光电传感器,基于光电效应的传感器,在受到可见光照射后即产生光电效应,将光信号转换成电信号输出。它除能测量光强之外,还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量,如尺寸、位移、速度、温度等,因而是一种应用极广泛的重要敏感器件。 关键词:光电传感器、光电效应、敏感器件。 正文 引言:在科学技术高速发展的现代社会中,人类已经入瞬息万变的信息时代,人们在日常生活,生产过程中,主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输,来实现制动控制,自动调节,目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。由于微电子技术,光电半导体技术,光导纤维技术以及光栅技术的发展,使得光电传感器的应用与日俱增。这种传感器具有结构简单、非接触、高可靠性、高精度、可测参数多、反应快以及结构简单,形式灵活多样等优点,在自动检测技术中得到了广泛应用。 原理: 1、光电效应 光电效应一般有外光电效应、光导效应、光生伏特效应。 光照在照在光电材料上,材料表面的电子吸收的能量,若电子吸收的能量足够大是,电子会克服束缚脱离材料表面而进入外界空间,从而改变光电子材料的导电性,这种现象成为外光电效应 根据爱因斯坦的光电子效应,光子是运动着的粒子流,每种光子的能量为hv(v 为光波频率,h 为普朗克常数,h =6.63*10-34 J/HZ),由此可见不同频率的光子具有不同的能量,光波频率越高,光子能量越大。假设光子的全部能量交给光子,电子能量将会增加,增加的能量一部分用于克服正离子的束缚,另一部分转换成电子能量。根据能量守恒定律: 式中,m 为电子质量,v 为电子逸出的初速度,A 微电子所做的功。 A -h m 2 12νν=

光电直读水表-中文版

LXSZ型直读远传水表 一、概述. LXSZ型直读远传水表(以下简称直读远传水表)是针对日常用水的实际需要,自行研制的一款便于远程抄表及控制的直读远传水表。它采用M-BUS∕RS485总线方式通讯,实现水表使用水量的远程直读,有效地避免了管理部门上门抄表。本产品还具备阀门控制功能(可选),方便管理部门对直读远传水表的用水情况进行控制,使得远程抄表及控制变得更便捷、可靠,在节约人力、物力和财力的同时,有效地提高了生产力。 本直读远传水表,符合GB/T778-2007《封闭满管道中水流量的测量饮用冷水水表和热水水表》和CJ/T224-2012《电子远传水表》的技术要求。通信规约遵循CJ/T188-2004《户用计量仪表数据传输技术条件》或DL/T645-1997《多功能电能表通信协议》的要求,也可根据客户需求定制通信协议。 二、性能特点 1.由于直接读取字轮数据,因此跟传统脉冲远传水表相比,不需设置表底数、表常数等参数,没有累计读数误差,机械读数和电子读数保持完全一致,不存在因累计误差或水表倒转而引起两者读数不一致的情况; 2.采用低功耗设计,只有读数时才需供电。 3.采用先进的数据编码及校验方式,通讯可靠性高。 4.与上位机系统相结合,建立远程自动抄表管理系统,真正实现抄表及管理自动化。 5.电子读数装置不影响原来一次仪表的计量精度。 6.每个表有唯一的地址编码,总线制连接,布线简单。 7.带阀控的直读远传水表还可以通过管理软件远程控制水表阀门的开、关。 三、电气参数 工作电源:a)DC12V(RS485接口)、b)DC36V(MBUS接口); 电流:静态电流0.8~1.0mA;工作电流:<20mA。 工作环境:温度:0.1~+45℃(冷水)、0.1~+90℃(热水)湿度:0~95%RH; 与上位机通信接口方式:RS-485总线接口或MBUS总线接口; 通讯协议:DL645-97/CJ188-2004或者客户定制协议。

各种温度传感器分类及其原理.

各种温度传感器分类及其原理.

各种温度传感器分类及其原理 温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。众所周知,日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化, 在此我们暂时介绍最常用的热电阻和热电偶两类产品。 1. 热电偶的工作原理 当有两种不同的导体和半导体 A 和 B 组成一个回路,其两端相互连接时,只要两结点处的温度不同,一端温度为 T ,称为工作端或热端,另一端温度为 TO ,称为自由端 (也称参考端 或冷端,则回路中就有电流产生,如图 2-1(a所示,即回路中存在的电动势称为热电 动势。这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。 与塞贝克有关的效应有两个:其一, 当有电流流过两个不同导体的连接处时, 此处便吸收或放出热量 (取决于电流的方向 , 称为珀尔帖效应;其二,当有电流流过存在温度梯度的导体时,导体吸收或放出热量(取决 于电流相对于温度梯度的方向 ,称为汤姆逊效应。两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。热电偶的热电势 EAB(T, T0 是由接触电势和温差电势合成的。接触电势是指两种不同 的导体或半导体在接触处产生的电势, 此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。 温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势, 此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关, 而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。 无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势, 热电偶测量的热电势是二者的合成。当回路断开时,在断开处 a , b 之间便有一电动势差△ V ,其极性和大小与回路中的热电势一致,如图 2-1(b所示。并规定在冷端,当电流由 A 流向 B 时, 称 A 为正极, B 为负极。实验表明,当△ V 很小时,△ V 与△ T 成正比关系。定义△ V 对△ T

光电直读光谱仪原理与结构图

光电直读光谱仪为发射光谱仪,主要通过测量样品被激发时发出代表各元素的特征光谱光(发射光谱)的强度而对样品进行定量分析的仪器。 一、原理简介: 直读光谱仪采用原子发射光谱学的分析原理,样品经过电弧或火花放电激发成原子蒸汽,蒸汽中原子或离子被激发后产生发射光谱,发射光谱经光导纤维进入光谱仪分光室色散成各光谱波段,根据每个元素发射波长范围,通过光电管测量每个元素的最佳谱线,每种元素发射光谱谱线强度正比于样品中该元素含量,通过内部预制校正曲线可以测定含量,直接以百分比浓度显示。 主要领域几乎涵盖所有金属行业。 目前无论国内还是国外的光电直读光谱仪,基本可按照功能分为4个模块,即: 1、激发系统:任务是通过各种方式使固态样品充分原子化,并放出各元素的发射光谱光。 2、光学系统:对激发系统产生出的复杂光信号进行处理(整理、分离、筛选、捕捉)。 3、测控系统:测量代表各元素的特征谱线强度,通过各种手段,将谱线的光强信号转化为电脑能够识别的数字电信号。控制整个仪器正常运作

4、计算机中的软件数据处理系统:对电脑接收到的各通道的光强数据,进行各种算法运算,得到稳定,准确的样品含量。 二、光电直读光谱仪4个模块的种类和特点: 1、激发系统: (1)高能预燃低压火花激发光源+高纯氩气激发气氛:采用高能预燃,大幅降低了样品组织结构对原子化结果的影响 (2)高压火花激发光源+高纯氩气激发气氛:采集光强不稳定 (3)低压火花激发光源+高纯氩气激发气氛:对同一样品光强稳定,但是对于样品组织结构对原子化的影响无能为力 (4)直流电弧激发光源+高纯氩气激发气氛:对样品中的痕量元素光谱分辨率和检出限有好效果。 5)数控激发光源+高纯氩气激发气氛:按照样品中各元素的光谱特性,把激发过程分为灵活可调的几个时间段,每段时间只针对某几个情况相近的元素给出最佳的激发状态进行激发,并仅采集这几个元素。把各元素的激发状态按照试验情况进行分类讨论) 2、光学系统: (1)帕邢-龙格光学系统(固定光路,凹面光栅及排列在罗兰轨道上的固定出射狭缝阵列):光学系统结构稳定,笨重,体积大。 (2)中阶梯光栅交叉色散光学系统(采用双单色器交叉色散技术,达到了高级次同级的高分辨率,同时又用二次色散解决了光谱的级次重叠问题):体积小,分辨率高,一般采集接固体成像系统。 3、测控系统: (一)测量系统:

光电传感器工作原理

光电传感器工作原理-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

工作原理 摘要: 光电传感器是利用光电子应用技术,将光信号转换成电信号从而检测被测目标的一种装置。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成。光电检测方法具有精度高,反应快,非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,体积小。它可用于检测直接引起光量变化的非电量,如光强、光照度、辐射测温和气体成分等;也可用来检测能转换成光量的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度和加速度,以及物体形状、工作状态等。光电式传感器具有非接触,响应快,性能可靠等特点,因此在工业自动化装置和机器人中获得广泛应用。近年来,新的光电器件不断涌现,特别是CCD图像传感器的诞生,为光电传感器的进一步应用开创了新的一页。 关键字:光电元件、检测技术、传感器、应用 一、光电传感器工作原理 光电式传感器的物理基础是光电效应,即半导体材料的许多电学特性都因受到光的照射而发生变化。光电效应通常分为两大类,即外光电效应和内光电效应。外光电效应是指物质吸收光子并激发出自由电子的行为。当金属表面在特定的光辐照作用下,金属会吸收光子并发射电子,发射出来的电子叫做光电子。光的波长需小于某一临界值 (相等于光的频率高于某一临界值)时方能发射电子,其临界值即极限频率和极限波长。由E =hn-W如果入射光子的能量hn大于逸出功W,那么有些光电子在脱离金属表面后还有剩余的能量,也就是说有些光电子具有一定的动能。因为不同的电子脱离某种金属所需的功不一样, 所以它们就吸收了光子的能量并从这种金属逸出之后剩余的动能也不一样。由于逸出功W是使电子脱离金属所要做功的最小值,所以如果用E 表示动能最大的光电子所具有的动能,那么就有下面的关系式E =hn-W (其中,h表示普兰克常量,n表示入射光的频率),这个关系式通常叫做爱因斯坦光电效应方程。

远传水表的分类与发展

远传水表分类概述 中国远传水表大体分为脉冲式和直读式两大类,由于没有现成的技术可以借鉴,两种方式的远传水表在各自的发展历程中,经历了数不尽的曲折与艰辛。脉冲式远传水表的初期产品,由于难度大、缺陷多,曾出现过许多失败工程和瘫痪现场,人们甚至对脉冲式远传水表能否最终成功产生了怀疑。 中国远传水表大概诞生在20多年前,1987年开始研制,之后干簧管的、霍尔的、光电的陆续产生并得到一定的应用,因为当时住宅自动抄表没有普及,这些技术应用的也是局部和少数的,1996年后自动抄表有了一定的市场后,逐渐开始暴露出不稳定和不准确的缺陷,后期随着技术层次的不断提高,各项问题也都得到一定的解决,不过直到现在各类产品都还处于不断更新和突破的过程中。 脉冲式远传水表主流代表是干簧管与霍尔感应两类, 干簧管工作原理:普通机械水表加上干簧管和磁针,干簧管固定安装在技术转盘附近,磁针安装在计数盘位上,转盘每转一圈,干簧管在信号端产生一个计量脉冲。 干簧管缺点: 1,由于干簧管感应灵敏度的限制,会出现磁力弱了丢失数据,磁力强了重复感应的问题,容易受外界干扰,使用周期一般只有12个月。 2,水表正反转时候产生累计误差。 3,需要外界供电,断电后会有影响。 霍尔元件型基本原理:普通机械水表加上霍尔元件和磁针,构成磁电转换的传感器,霍尔元件固定在计数器附近,磁针安装在计数盘位上,转盘每转一圈,霍尔元件在信号端产生一个计量脉冲。 缺点: 1,必须外部供电,供电不足会影响计量准确性。 2,管网受压力波动,水表反转时同样会产生脉冲信号,导致计量误差。 3,初始使用和断电后必须重新置入水表数据,工作量大。 市场上常见的远传水表大部分是有源表,有源表,就是指其工作时,必须一直供电,包括早期的“干簧管表”和“霍尔元件表”。从实际的运行的情况来看,有源表不尽如人意,存在两大问题:一、必须不间断供电,当电源断电时间过长

直读光谱分析准确度和精密度

光电直读发射光谱分析精密度和准确度的简要阐述 在化学成分分析检测中,精密度和准确度是评价和表述分析检测方法与结果的两个最重要的术语。这两个术语有着不同的概念,也有着十分密切的关系。下面将结合光电直读发射光谱分析和实际工作的应用,对精密度和准确度的定义、关系、影响因素和应用做简要的阐述。 一、几个术语的解释 在阐述之前,首先对几个术语的定义和关系做一下必要的解释。 1、(测量)误差、偏差、公差、超差 误差——测量值与被测量真值之差。 偏差——测量值与多次测量值的平均值间的差。 公差——生产部门对允许误差的一种表示方法,公差范围的大小是根据生产需要和实际可能确定的。 (1)误差和偏差是两个不同的概念,误差是以真实值作标准,偏差是以多次测量值的平均值为标准。 (2)真实值是无法准确知道的,故通常以多次测量值的平均值代替真实值进行计算。显然,这样算出来的还是偏差。正因为如此,在生产部门就不再强调误差与偏差这两个概念的区别,一般笼统地称为误差,并且用公差范围来表示允许误差的大小。 (3)对于每一类物质的具体分析工作,各主管部门都规定了具体的公差范围。如果测试结果超出允许的公差范围,就叫做超差。 2、系统误差、随机误差 测量误差分为系统误差和随机误差: 系统误差——在重复性条件下,对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量真值之差称为系统误差。 随机误差——测量结果与在重复性条件下对同一被测量进行无限多次测量

所得结果的平均值之差称为随机误差。 (1)测量误差的主要来源有对测量理论认识不足引起的误差、测量方法误差、测量器具误差、环境条件影响引起的误差和操作人员引起的误差等。 (2)由于无限多次是不可能实现的,所以在实际工作中人们认为系统误差是对同一被测量的多次测量过程中,保持恒定或以可以预知的方式变化的测量误差。系统误差确定后可以进行修正。系统误差与测量次数无关,不能通过增加测量次数的方法加以消除或减小。 (3)同样的,在实际工作中,由于无限多次是不可能实现的,一般认为,在对同一被测量的多次测量过程中,以不可预知的方式变化的测量误差称为随机误差。随机误差是由未被认识和掌握的规律或因素导致的,无法修正或消除,但可以根据其自身的规律用增加测量次数的方法加以限制和减小。 随机误差最常用表示方法是标准差。标准差用贝塞尔公式来计算。 对同一量(X )进行有限(n )次测量,其测得值(x i )间的离散性可用标准差(s )来表示: ∑=--= n i i x x n x s 1 2 1 1 ) ()( 式中:n —独立重复测量次数; x i —测量值(i =1,2,…n ); x —n 次测量的算术平均值。 一组测量结果平均值x 的标准差:n s s x = 若测量次数足够大,则该组测量的总体标准差σ为:∑=-= N i i x x N σ1 2 1 ) ( 标准差是每个测得值的函数,对一系列测得值中大小误差的反映都很灵敏,是表示测量随机误差的较好方式。 3、(测量方法与结果的)准确度、精密度、灵敏度 比较明确和常用的提法是:测量方法与结果的准确度、测量方法或一组重复测量数据的精密度、测量方法或测量仪器的灵敏度。 教科书和学习资料中常使用的定义:

《传感器原理及应用》课后答案

第1章传感器基础理论思考题与习题答案 什么是传感器(传感器定义) 解:能够感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路组成。 传感器特性在检测系统中起到什么作用 解:传感器的特性是指传感器的输入量和输出量之间的对应关系,所以它在检测系统中的作用非常重要。通常把传感器的特性分为两种:静态特性和动态特性。静态特性是指输入不随时间而变化的特性,它表示传感器在被测量各个值处于稳定状态下输入输出的关系。动态特性是指输入随时间而变化的特性,它表示传感器对随时间变化的输入量的响应特性。 传感器由哪几部分组成说明各部分的作用。 解:传感器通常由敏感元件、转换元件和调节转换电路三部分组成。其中,敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分,转换元件是指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成电信号的部分,调节转换电路是指将非适合电量进一步转换成适合电量的部分,如书中图所示。 传感器的性能参数反映了传感器的什么关系静态参数有哪些各种参数代表什么意义动态参数有那些应如何选择 解:在生产过程和科学实验中,要对各种各样的参数进行检测和控制,就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量,这取决于传感器的基本特性,即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度,迟滞和重复性等。意义略(见书中)。动态参数有最大超调量、延迟时间、上升时间、响应时间等,应根据被测非电量的测量要求进行选择。 某位移传感器,在输入量变化5mm时,输出电压变化为300mV,求其灵敏度。 解:其灵敏度 3 3 30010 60 510 U k X - - ?? === ?? 某测量系统由传感器、放大器和记录仪组成,各环节的灵敏度为:S1=℃、S2=mV、S3=V,求系统的总的灵敏度。 某线性位移测量仪,当被测位移由变到时,位移测量仪的输出电压由减至,求该仪器的灵敏度。

光电传感器的原理及应用

光电传感器的原理及应用

光电传感器的原理与应用 学院: 班级: 学号: 姓名: 指导老师:

电感式传感器的原理及应用 摘要:将被测量变化转换成电感量变化的传感器,称为电感式传感器。电感它利用电磁感应原理将被测非电量(位移、压力、流量、振动等)转换为线圈自感系数L 或互感系数M 的变化,再由测量电路转换为电压或电流的变化量输出。其工作流程图如下所示: 关键字:电感测微仪、原理、应用,发展 正文: 1.电感式传感器的原理、组成及特点 电感式传感器由三大部分组成:振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场,并达到感应距离时,在金属目标内产生涡流,从而导致振荡衰减,以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号,触发驱动控制器件,从而达到非接触式之检测目的。 电感式传感器具有以下特点:(1)结构简单,传感器无活动电触点,因此工作可靠寿命长。(2)灵敏度和分辨力高,能测出0.01微米的位移变化。传感器的输出信号强,电压灵敏度一般每毫米的位移可达数百毫伏的输出。 (3)线性度和重复性都比较好,在一定位移范围(几十微米至数毫米)内,传感器非线性误差可达0.05%-0.1%。同时,这种传感器能实现信息的远距离传输、记录、显示和控制,它在工业自动控制系统中广泛被采用。但不足的是,它有频率响应较低,不宜快速动态测控等缺点。 2.电感式传感器的类别及其在实际生活中的应用 常用电感式传感器有变间隙型、变面积型和螺管插铁型。在实际应用中,这三种传感器多制成差动式,以便提高线性度和减小电磁吸力所造成的附加误差。 1、变间隙型电感传感器 这种传感器的气隙δ随被测量的变化而改变,从而改变磁阻。原理图如下所示: 输入量(温度、 压力等) LC 振荡 电路 测量电路 输出(电压、电 流的变化量)

直读远传水表及系统介绍

光电直读式远传水表及抄表系统 一. 概述 随着城市化进程的加快、物业管理智能化的推进普及,城市的供水单位越来越需要一款技术先进,计量准确,性能稳定,操作便利的新型智能远传水表。但由于种种因素,绝大多数自动抄表系统却都未能得到正常推广运行,安装了自动抄表系统的小区,却仍采用人工抄表的现象也较为普遍。如果这种情况不能得到有效改变,自动抄表行业必将受到严重影响,其负面影响将波及到房地产行业、自来水行业、智能化产业以及广大居民的日常生活。影响自动抄表系统正常开通运行主要有两个方面问题: (1)技术层面因素:许多系统未能真正把握自动抄表的核心技术,造成系统计量准确性低,系统可靠性差,维护、维修工作量大。 (2)社会方面因素:有关各方(房地产开发商、物业公司、系统集成商等)未能很好地协调各自的责、权、利关系,导致过了质保期后,由于维护资金无从落实,往往使系统得不到及时的维护保养,从而影响系统的正常运行。本文在此主要讨论技术问题,而社会问题有赖于政府有关部门的协调。 影响自动抄表系统可靠、准确运行的技术问题主要有两个: (1)远传水表能否可靠、准确地送出采样数据; (2)小区内的传输网络(包括向专业公司的传输)建立是否达到技术标准(硬件结构、组网方式、通讯协议等诸方面),从而使数据传输稳定可靠。目前许多自动抄表系统不能很好运行,都在于未能有效解决好这两个核心问题。至于抄表系统通过公共媒介(电话、Internet)向自来水公司抄表中心电脑传输数据是成熟的技术运用问题,相应的硬件、网络都是现成的、完善的,只要进行相应的软件开发即可。就上述两个核心技术而言,传输网络的问题对于有较强开发实力的企业来说应当不成问题。目前一般采用RS485、M-bus技术来构建传输网络平台,其技术本身是完全成熟的,开发单位只要正确组网并制定出完善的通讯协议就能确保网络传输的稳定可靠。因此最关键的技术问题是远传水表计量的准确性和可靠性。

光电传感器的原理、功能特点等应用

光电传感器的原理、功能特点等应用 光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。光电传感器一般由处理通路和处理元件两部分组成。其基本原理是以光电效应为基础,把被测量的变化转换成光信号的变化,然后借助光电元件进一步将非电信号转换成电信号。 其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时,物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。光电效应是指用光照射某一物体,可以看作是一连串带有一定能量为的光子轰击在这个物体上,此时光子能量就传递给电子,并且是一个光子的全部能量一次性地被一个电子所吸收,电子得到光子传递的能量后其状态就会发生变化,从而使受光照射的物体产生相应的电效应。光电传感器因为采用光学原理,因此其采集结果更精准、快速。 特点: 光电检测方法具有精度高、反应快、非接触等优点,而且可测参数多,传感器的结构简单,形式灵活多样,因此,光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。光电传感器是各种光电检测系统中实现光电转换的关键元件,它是把光信号(可见及紫外镭射光)转变成为电信号的器件。光电式传感器是以光电器件作为转换元件的传感器。它可用于检测直接引起光量变化的非电物理量,如光强、光照度、辐射测温、

气体成分分析等;也可用来检测能转换成光量变化的其他非电量,如零件直径、表面粗糙度、应变、位移、振动、速度、加速度,以及物体的形状、工作状态的识别等。光电式传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点,因此应用广泛。 工作原理: 由光通量对光电元件的作用原理不同所制成的光学测控系统是多种多样的,按光电元件(光学测控系统)输出量性质可分二类,即模拟式光电传感器和脉冲(开关)式光电传感器。模拟式光电传感器是将被测量转换 光电式传感器分类: ⑴反光板型光电开关 把发光器和收光器装入同一个装置内,在前方装一块反光板,利用反射原理完成光电控制作用,称为反光板反射式(或反射镜反射式)光电开关。正常情况下,发光器发出的光源被反光板反射回来再被收光器收到;一旦被检测物挡住光路,收光器收不到光时,光电开关就动作,输出一个开关控制信号。 ⑵对射型光电传感器,若把发光器和收光器分离开,就可使检测距离加大,一个发光器和一个收光器组成对射分离式光电开关,简称对射

直读远传光电水表系统及使用方法

直读远传光电水表系统及使用方法 今天为大家介绍一项国家发明授权专利——一种直读远传光电水表系统及使用方法。该专利由江苏丙辰电子有限公司申请,并于2017年12月15日获得授权公告。内容说明本发明涉及水表技术领域,具体地说,是一种直读远传光电水表系统。 发明背景水表是常用的一种仪表设备,广泛应用于工业和家庭。随着用水户的不断增多和用户对供水服务要求的不断提高,传统的水表及抄表方式已经不能满足城市供水的发展需要。随着现代化科技的发展,在智能家居中对水表的抄表方式也提出了新的要求,即智能家居中要求水表及电表的抄表方式具有更高的可靠性、实时性和数据处理方便性。为保证抄表员抄表的准确、快捷、高效,抄表工作进入现代化、智能化的管理模式,使用智能抄表器、远传抄表替代传统的记录本手工抄写已成趋势。 发明内容本发明的目的是提供一种直读远传光电水表系统,采用红外发光二极管和红外光敏元件形成水表数据,同时采用M-Bus进行数据通讯,克服了现有技术的水表普遍存在的结构复杂、容易受到外界光线干扰、相邻透射管之间相互干扰、总线式抄表系统容易出现故障、抄表速度慢等问题。 本发明提供了一种直读远传光电水表系统,包括水表、水表通讯系统和水表数据收集系统,水表包括字轮、光电发射装置、光电接收装置和单片机,字轮设于光电发射装置和光电接收装置中部,单片机采集字轮与光电发射装置和光电接收装置形成的光电信号并转化为数据;水表通讯系统采用M-Bus总线通讯,M-Bus总线通讯核对通讯地址码后将数据传递到水表数据收集系统;水表数据收集系统进行数据的查询,核查和备份。本发明直读远传光电水表系统,相对于传统的脉冲计数型远传水表,光电直读远传水表可以始终保持机械码盘示数与抄表数据一致,不存在累计误差。 光电直读远传水表直接传送数据而非脉冲信号,它不仅不受机械震动的影响同时对电磁干扰也具有极高的抗干扰性,所以在复杂的使用环境下能够稳定准确可靠地实现计量。由于是基于M-Bus抄表系统,从而不再需要工人去逐家抄表,节省人力成本,节约时间。

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