检测技术与自动化仪表
自动检测技术及仪表 第1章 检测技术及仪表概述
五、检测技术及仪表的研究内容
（1）研究传感原理方法及相应器件设备。 （2）研究信息处理（如信号放大、滤波等）与变换的方法。
【克服干扰；从间接信号中恢复目标信息。】 （3）研究检测问题中信息传输、接收、存储、显示的方法与技术。 （4）研究抗干扰技术和故障检测、诊断的功能。 （5）研究检测方法、检测仪表及检测系统的理论分析方法、参数及结 构的最优化设计技术。 （6）研究智能仪表的设计与集成方法。
2023年8月14日
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第1章第7页
二、检测技术及仪表的应用
工业生产 医疗卫生 日常生活 军工武器 ……
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第1章第8页
三、检测技术及仪表的地位和作用
人类正在走出机械化的过程，进入以物质手段扩展人的感官神经系统
及脑力智力的时代，而这种物质手段的首要方面正是检测技术及仪器仪表。
测。
2023年8月14日
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第1章第17页
二、直接检测、间接检测与联立检测
联立测量（也称组合测量）
其中： x1, x2, …, xm：被测量 y1，y2，…， yn：直接测得值
20第18页
二、直接检测、间接检测与联立检测
检测刻线0、1、2、3间的距离，要求每个刻线间隔测 量3次：
自动检测技术：能够自动地完成整
个检测过程的技术，以信息的获取、 转换、显示和处理的自动化为主要研 究内容。
研究新的检测方法
仪表技术 利用新的检测技术
开发现代化的检测系统
自动检测技术 检测技术
检测仪表技术
获取分辨率、准 确度、稳定性和 可靠性都很高的 对象信息
2023年8月14日
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第1章第12页
检测技术与仪表智慧树知到答案章节测试2023年临沂大学
第一章测试1.下面属于典型的自动化装置的是哪个选项（）。
A:控制器B:执行器C:测量仪表D:测量变送器答案:ABD2.下面哪项是检测技术的新的发展方向（）。
A:传感器、变送器的网络化产品B:智能传感器的发展C:微机械量检测技术D:成组传感器的复合检测答案:ABCD3.检测的目的就是获取被测对象的定量检测结果。
（）A:错B:对答案:A4.检测技术的发展能够推动科学技术的发展，同样，科学技术的发展也能推动检测技术的发展。
（）A:对B:错答案:A5.如果把人看做一个自动控制系统，人的大脑相当于系统中的（）。
A:传感器B:控制器C:执行器D:计算器答案:B第二章测试1.下面不属于电学法测量方法的是（）。
A:热电偶测温B:热电阻测温C:电容传感器测位移D:超声波测速答案:D2.利用弹簧秤称物体的重量属于（）。
A:闭环检测B:比较检测C:偏差法D:间接检测答案:C3.用光电池作为传感器，是属于能量变换型检测.（）A:错B:对答案:B4.对于一个物理量的检测，可以采用不同的敏感元件来实现。
（）A:对B:错答案:A5.用天平秤物体的重量，属于偏位式测量。
（）A:对B:错答案:B第三章测试1.要测量一个长度为1米的木板，小明用米尺测得长度为1.02米，相对误差为（）。
A:2%B:-2%C:0.02%D:-0.02%答案:A2.仪表精度等级越高，测量结果越准确。
（）A:错B:对答案:A3.下面对仪表的说法错误的是（）。
A:精度高的仪表重复性好B:再现性数值越小，仪表质量越高C:有效度越大，仪表可靠度高D:重复性好的仪表精度高答案:A4.一台测温仪表，其零点为-200℃，量程为500℃，它能测量的最高温度为（）。
A:500℃B:700℃C:-200℃D:300℃答案:D5.仪表的零点迁移后，其量程也随之迁移。
（）A:对B:错答案:B第四章测试1.一个温度为40℃的物体，其温度在华氏温度下为（）。
A:40℉B:94℉C:104℉D:72℉答案:C2.膨胀式温度计是利用液体的热胀冷缩特性做成的。
毕业论文自动检测仪表的设计与实施
摘要现代工业控制系统中，自动化仪表检测技术和仪表控制系统是实现自动控制的基础。
在过程自动化中要通过检测元件获取生产工艺变量，最常见变量是温度、压力、流量、物位（四大参数）。
检测元件又称为敏感元件、传感器，它直接响应工艺变量，并转化成一个与之成对应关系的输出信号。
这些输出信号包括位移、电压、电流、电阻、频率、气压等。
随着新技术的不断涌现，特别是先进检测技术、现代传感器技术、计算机技术、网络技术和多媒体技术的出现，给传统的自动控制系统带来了新的挑战，并由此引出许多新的发展，如虚拟仪器、软测量技术、数据融合理论与方法以及最新发展的传感器网络技术等。
全文以典型工业过程控制系统的构成为基础，以应用自动控制理论设计过程控制系统为主线，重点介绍了自动化检测仪表、全刻度指示 PID 连续调节仪表、数字控制仪表、执行器和防爆栅、智能仪表与虚拟仪器以及自动化仪表应用实例。
关键词：仪表、DCS组态、安装第一章序言 (3)1-1设计背景 (3)1-2设计内容及规划 (3)1-3设计意义 (3)第二章自动化检测技术及部分检测仪表原理介绍 (3)2-1自动化检测技术简介 (3)2-2 PID调节规律及方法 (3)第三章仪表选型及一些仪表介绍 (3)3-1转子流量计 (3)3-2 FIELDVUE DVC2000系列数字式阀门控制器 (3)3-2 SITRANS压力变送器 (3)第四章DCS系统简介 (3)4-1 霍尼韦尔DCS系统简介 (3)4-2 霍尼韦尔DCS软、硬件简介 (3)4-3 DCS系统软硬件的组态与连接 (3)4-4 DCS在压缩机上的应用 (3)结论 (3)参考文献 (3)第一章序言1-1设计背景半个多世纪以来，自动化仪表经历了从气动液动仪表、电动仪表、电子式模拟仪表、数字智能仪表，到计算机集散控制系统(DCS)等发展阶段，为各行各业的现代化大规模生产提供了强大的支持。
近年来，随着网络通信等相关技术的快速发展，自动化仪表正处于一场意义重大的变革中，以仪表的全数字化、开放化、网络化为特征的现场总线控制系统(FCS)正在迅猛发展。
检测技术与自动化仪表课程设计指导书
《传感器与检测技术》课程设计一．课程设计目的课程设计的目的是使学生能够将《传感器与检测技术》课程的内容有机的联系起来，形成系统的概念，培养学生综合应用知识的能力，掌握智能检测（或仪表）系统设计的基本思想和方法。
二．设计方法（一）智能化测量控制仪表的总体设计在设计一台智能化测量控制仪表时，首先要进行仪表的总体设计。
在课程设计中要考虑以下两点。
1．从整体到局部(自顶向下)的设计原则开始时，根据仪表功能和设计要求提出仪表设计的总任务，分别并绘制硬件和软件总框图，然后将总任务分解成一批可以独立表征的子任务，这些子任务再向下分，直到每个低级的子任务足够的简单，可以直接而且容易实现为止。
这些低级子任务可用模块化的方法来实现，有些子任务可以采用某些通用化的模块（模件）实现。
2．经济性要求为了获得较高的性能价格比，设计仪表时不应盲目地追求复杂高级的方案。
在满足性能指标的前提下，应尽可能采用简单的方案，因为方案简单意味着元器件少，可靠性高，从而也比较经济。
在进行实际的产品设计时，还应考虑仪表的可靠性要求、操作和维护的要求等。
（二）智能化测量控制仪表的硬件电路设计1．单片机芯片的选择课题中指定在MCS-51系列单片机中选择机种。
选择时，应考虑单片机的时钟频率、内部程序存储器和数据存储器容量、片内功能部件，以及相关的技术支持等因素。
2．存储器设计如果仪表中所涉及的程序或者数据量使单片机内部存储器难以满足要求时，应设计片外存储器。
3．输入/输出接口的设计单片机从测量环节或者说前向通道（包括A/D转换器和输入电路）输入测量信息、从键盘输入仪表需要的各种数据和信息（如功能选择，量程范围、阈值等）以及向显示器输出测量结果、仪表的工作状态（如报警信息）都需要通过接口电路实现，因此要设计相应的接口电路。
4．测量部分的设计测量部分通常由两大部分组成，即模拟测量部分和A/D转换器。
模拟测量部分如传感器、传感器测量电路、信号放大电路、滤波电路以及其它的信号调理电路都是一些独立的模块或组件，如果已有相应的模块芯片出售，设计时只要选用合适（符合技术要求）的芯片即可；如果没有相应的模块供应，则在设计时要根据仪表的技术指标，自行设计这些组件。
仪器仪表自动化检测技术
仪器仪表自动化检测技术1. 前言仪器仪表自动化检测技术是指利用电子技术、计算机技术、通信技术、自动控制技术等多种学科知识，将检测设备与自动化装置集成在一起，实现自动化检测、控制和管理。
该技术已经在制造业、化工、电力、交通等领域得到广泛应用，具有检测精度高、自动化水平高、效率高和节省人力、物力、财力等优点。
2. 仪器仪表自动化检测技术的原理仪器仪表自动化检测技术的原理是将被检测对象的信号通过传感器采集并传输给检测设备，经过数据处理、分析、计算、判断后，将结果反馈到执行机构，实现自动化控制。
该过程中采用了多种技术手段，如数字信号处理、MID和CAN总线通信、控制算法等，实现对被检测对象的自动化检测、控制和管理。
3. 仪器仪表自动化检测技术的应用仪器仪表自动化检测技术广泛应用于各种工业生产过程的自动化控制和检测中。
例如，在冶金工业中，该技术可用于高炉煤气、热风炉煤气的自动化检测和控制，以保证冶炼工艺的稳定性和高效性。
在石油化工领域，该技术可应用于各种化学反应参数的自动化控制和监测，以提高工艺流程的控制精度和效率。
在电力行业中，该技术可用于电气设备的自动化巡检和故障监测，以确保电力系统的安全和稳定。
4. 仪器仪表自动化检测技术的发展趋势随着现代工业的发展和技术的进步，仪器仪表自动化检测技术将会得到越来越广泛的应用和深入的发展。
未来，该领域的发展趋势主要包括以下几个方面：4.1 多传感器技术的应用传感器是仪器仪表自动化检测技术的重要组成部分，而多传感器技术的应用将可以提高检测精度和可靠性。
通过将多个传感器的信号进行综合分析，可以提高被检测对象的检测精度和可靠性。
4.2 智能化技术的发展随着计算机技术和人工智能技术的发展，智能化技术将成为仪器仪表自动化检测技术的发展趋势之一。
利用智能化技术，可以实现对被检测对象的智能化识别、判断和控制，进一步提高检测精度和效率。
4.3 云计算技术的应用云计算技术已经成为现代工业的一种趋势，而该技术的应用将对仪器仪表自动化检测技术的发展产生深刻影响。
自动化《检测技术及仪表》习题知识讲解
自动化《检测技术及仪表》习题1.按仪表工业规定，仪表的精确度可划分为若干等级，精度数字越小，其精度越高。
2.传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
3.仪表的精度不仅与绝对误差有关，还与仪表的测量范围有关。
4. 金属电阻应变式传感器是一种利用金属电阻应变片将应变转换成电阻变化的传感器。
5.半导体应变片原理是半导体材料的电阻率随作用应力而变化的现象称为半导体材料的压阻效应。
6. 电感式传感器 分为自感式和互感式两种传感器，互感式传感器又分为差动变压器和电涡流式传感器。
7. 采用差动变间隙式结构的电感传感器是为了改善传感器的灵敏度和线性度。
8.平板电容传感器电容量dSC ε=，柱形电容器电容量dD LC ln2πε=。
9.压电晶体压电效应的产生是由于晶格结构在机械力的作用下发生变形所引起的。
10.主要的压电晶体有两种：石英和水溶性压电晶体。
11.磁电式传感器基于电磁感应原理。
12.半导体热敏电阻分为：正温度系数PTC 、负温度系数NTC 、临界温度系数CTR 三种。
临界温度系数的热敏电阻通常用于开关元件。
13.负温度系数热敏电阻的电阻-温度特性是：14.热敏电阻的伏安特性是：在稳态下，通过热敏电阻的电流I 与其两端之间的电压U 的关系，称为热敏电阻的伏-安特性。
15. 热电偶测量温度的原理是基于热电效应 。
16.热电阻测量线路采用直流电桥线路，主要考虑其引线电阻和接触电阻影响，常采用三线接法和四线接法（一般为实验室用）。
17. 热电偶连接补偿导线时，一定要注意在一定的温度范围内，补偿导线与配对的热电偶具有相同或相近的热电特性。
18.光电转速计主要有反射式和直射式两种基本类型。
19.光纤传感器一般由光源、敏感元件、光纤、光敏元件（光电接收）和信号处理系统组成。
20.光纤传感器按工作原理分为功能型光纤传感器和传光型光纤传感器。
21.莫尔条纹：光栅常数相同的两块光栅相互叠合在一起时，若两光栅刻线之间保持很小的夹角θ，由于遮光效应，在近于垂直栅线方向出现若干明暗相间的条纹，即莫尔条纹。
工业自动化中的自动化仪表与计量技术
是指对各种物理量进行测量、记录、分析和管理的技术，在工业自动化中，计 量技术是实现精确控制和高效生产的重要手段。
工业自动化的发展历程
01
萌芽阶段
工业自动化最早可以追溯到蒸汽机的发明和应用，但真正的工业自动化
萌芽是在20世纪初，随着电气技术和控制理论的发展，人们开始尝试将
各种自动化元件应用到工业生产中。
集成化和微型化
为了满足现代工业生产 的需求，计量技术将趋 向于集成化和微型化， 实现多参数、多功能的 综合测量，同时减小设 备体积和重量，降低成
本和能耗。
无线化和远程化
无线通信技术和物联网 技术的不断发展，使得 计量技术趋向于无线化 和远程化，实现远程数 据采集、传输和处理， 提高了测量的灵活性和
可靠性。
工业自动化中的自动 化仪表与计量技术
目 录
• 工业自动化概述 • 自动化仪表的种类与功能 • 计量技术在工业自动化中的应用 • 自动化仪表与计量技术的发展趋势与展望
01
工业自动化概述
工业自动化的定义与特点
自动化仪表
是指在工业自动化中使用的各种仪表，如压力仪表、温度仪表、流量仪表、物 位仪表等，用于检测和控制系统中的各种参数，保证生产过程的稳定和安全。
04
自动化仪表与计量技术 的发展趋势与展望
自动化仪表的发展趋势
智能化
集成化
随着人工智能和物联网技术的不断发展， 自动化仪表将更加智能化，能够自主完成 更复杂的操作和控制任务。
为了提高生产效率和降低成本，自动化仪 表将趋向于集成化，实现多功能的综合控 制。
无线化
高精度和高可靠性
无线通信技术的广泛应用使得自动化仪表 趋向于无线化，降低了布线成本和难度， 提高了系统的灵活性和可靠性。
自动化仪表培训(全)
自动化仪表培训（全）一、引言随着我国经济的快速发展和科技的不断进步，自动化仪表在各行各业中的应用越来越广泛。
自动化仪表是一种利用传感器、执行器、计算机等技术实现自动检测、控制、调节和监控的设备。
为了提高自动化仪表的使用效果和维护水平，对相关人员进行专业培训显得尤为重要。
本文将详细介绍自动化仪表培训的内容、目的、方法和效果评估。
二、培训内容1.自动化仪表基础知识（1）自动化仪表的定义、分类及特点（2）自动化仪表的组成及工作原理（3）常用自动化仪表的选型与应用2.自动化仪表安装与调试（1）自动化仪表的安装方法及注意事项（2）自动化仪表的调试步骤及方法（3）自动化仪表的校准与标定3.自动化仪表维护与故障处理（1）自动化仪表的日常维护与保养（2）自动化仪表的故障诊断与处理方法（3）自动化仪表的维修技巧与注意事项4.自动化仪表管理与技术发展（1）自动化仪表的管理制度与规范（2）自动化仪表的技术发展趋势与创新（3）自动化仪表在行业中的应用案例与经验分享三、培训目的1.提高参训人员对自动化仪表的认识和了解，掌握自动化仪表的基本知识和应用技能。
2.培养参训人员具备自动化仪表安装、调试、维护和故障处理的能力，提高工作效率。
3.传播自动化仪表管理与技术发展方面的知识，促进参训人员综合素质的提升。
4.加强企业内部技术交流，提升企业整体自动化水平。
四、培训方法1.理论讲授：邀请具有丰富实践经验和理论水平的专家进行授课，确保培训内容的科学性和实用性。
2.实践操作：组织参训人员进行现场操作，使理论与实践相结合，提高动手能力。
3.案例分析：通过分析典型自动化仪表应用案例，使参训人员更好地理解自动化仪表在实际工作中的运用。
4.互动交流：鼓励参训人员提问、分享经验，促进知识共享和技能提升。
五、效果评估1.考试考核：培训结束后，对参训人员进行书面考试，检验培训效果。
2.实践操作考核：组织参训人员进行实际操作考核，评估动手能力。
3.问卷调查：收集参训人员对培训内容、教学方法、组织安排等方面的意见和建议，不断优化培训方案。
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一、名词解释（本大题共5小题，每小题3分，共20分）
1.满度相对误差：
2.重复性（传感器特性）：
3.光生伏特效应：
4.霍尔效应：
5.共模干扰：
二、填空题（本大题共20空，每空1分，共20分）
请将答案填写在题中横线上。
1.按照误差出现的规律可分为，，。
2.任何测量机构都必须包括四个基本部分，分别为，，和指示装置。
3.任何电位差计，都可划分为三个基本回路，分别为，，。
4.各种仪表中，用来测直流量时，多选用磁电系或。
5.根据技术要求，规定某一器具误差不应超出的最大范围称为。
6.按热电阻的性质分，可分为和两大类，前者通常称为热电阻，后者称为热敏电阻。
7.对于以微处理器为核心的现代检测系统，其设计内容应包括、、、。
8.压电晶体在受到外加电场作用时，也会产生变形，这种现象称为。
9.由于霍尔电动势极不在同一位面上，而产生的，是霍尔元件的一个主要零位误差。
10.射线探伤的基本原理是利用了。
三、简答题（本大题共7小题，每小题5分。
本大题满分共35分）。
1、仪表的准确度以什么来划分？它是否代表测量的准确度？为什么？
答：
2、画出传感器一般组成框图，简要说明各部分的作用。
答：
3、什么是差动变压器的零点残余电压？给出两种补偿方法。
4、光栅是根据莫尔条纹来测量位移的，简述莫尔条纹测量位移的特点。
答：莫尔条纹测量位移的特点：
5、简述红外探伤的基本原理及两种测试方法。
6、简述霍尔元件中寄生直流电动势的形成原因。
7、指示仪表的测量机构中，根据阻尼装置的阻尼力矩系数P的大小，可使活动部分呈现三种状态。
简要分析这三种状态。
四、综合题（本大题共2小题，每小题15分。
本大题满分共30分）。
1、热电偶的测量电路中，可接入仪表测量电动势的理论依据是什么定律？定律的内容是什么？试用热电偶基本原理证明该定律。
热电偶测量电路中，可接入仪表测量电动势的理论依据是中间导体定律。
（5分）证明如下：
2、画出差动电感传感器的带相敏整流的电桥电路，并分析当衔铁不动而外加电源U极性发生改变时，输出电压Uo的极性是否变化及其原因。