现代化检测技术与传感器的发展课件.ppt

1、3.6 现代化检测技术与传感器的发展软测量技术的发展软测量技术的发展现代传感器技术的发展现代传感器技术的发展传感器技术n在国外，各发达国家都将传感器技术视为现代高技术发展的关键。从80年代起日本就将传感器技术列为应优先发展的十大技术之首，美国等西方国家也将此技术列为国家科技和国防技术发展的重点内容。n我国自80年代末以来也将传感器技术列入国家高新技术发展的重点，近十年来的投入不仅使我国在此方面得到飞速的发展，同时带动了测试与控制等多学科领域的发展，缩小了我国与发达国家在此方面的差距。并为我国跟上世界现代技术发展的大潮，进入信息化时代提供了必要的基础。软测量技术的发展软测量技术的发展n现代工业发

2、展的要求，单纯的参数测量不能满足要求。n解决的途径：沿袭传统的检测技术发展思路，通过研制新型的过程测量仪表，以硬件形式实现过程参数的直接在线测量；采用间接测量的思路，利用易于获取的其他测量信息，通过计算来实现被检测量的估计。“软测量技术”软测量技术n软测量技术也称为软仪表技术（Soft Sensor Technique）是利用易测过程变量（辅助变量或二次变量），依据这些易测过程变量与难以直接测量的待测过程变量（主导变量）之间的数学关系（软测量模型），通过各种数学计算和估计方法，实现对待测过程变量的测量。软测量技术的分类n机理建模n回归分析n状态估计n模式识别n人工神经网络n模糊数学n过程层析成

3、像n相关分析n现代非线性信息处理技术现代传感器技术的发展现代传感器技术的发展n现代传感器技术发展的显著特征：研究新材料开发利用新功能，使传感器多功能化、微型化、集成化、数字化、智能化。新材料、新功能的开发、新加工技术的使用n传感器材料是传感技术的重要基础。n陶瓷材料和有机材料是被称为“最有希望的敏感材料”。n检测元件的性能由其材料决定外，还与其加工技术有关，采用新的加工技术。多维、多功能化的传感器n一般的传感器主要是用来测量一个点的参数，但应用时往往需要测量一条线上或一个面上的参数，因此需要相应的研究二维乃至三维的传感器。（例如测量室的温度）n在某些场合，希望能在某一点同时测得两个或者更多的参

4、数，因此要求能有测量多参数的传感器。（例如SBE 37-SI MicroCAT温盐深传感器 ）SBE 37-SI MicroCAT温盐深传感器n能精确测量海水的温度、电导率、压力、深度、盐度、声速、密度等状态参数 。微型化、集成化、数据化和智能化n智能传感器是一种带有微处理器兼有检测信息和信息处理功能的传感器。n功能：自校零、自标定、自补偿；自动采集并预处理；自检验；自选量程、自寻故障；数据存储；双向通讯、标准化数字输出或符号输出功能；n特点：高精度、高可靠性、高稳定性、高信噪比与分辨力，强自适应性和高性价比。新型网络传感器的发展n现代信息技术三大核心技术：信息采集技术传感技术信息传递技术通讯

5、技术信息处理技术计算机技术 传感技术的发展历程n聋哑传感器：传统的传感器是模拟仪器仪表时代的产物。它的设计指导思想是把外部信息变换成模拟电压或电流信号。这类传感器的输出幅值小，灵敏度低，功能单一。n智能传感器：微处理器和传感器结合，具有一定数据处理能力，并能自检、自校、自补偿的新一代传感器智能传感器。是传感技术的一次革命，对传感器的发展产生了深远的影响。 n网络化传感器：将网络接口芯片与智能传感器集成起来并使通信协议固化到智能传感器的ROM中时，就产生子网络传感器；IEEEl4512工作组建立了智能传感器接口模块(STIM)标准，描述了传感器网络适配器或微处理器之间的硬件和软件接口。工业控制系

6、统n分类：模拟仪表控制系统集中式数字控制系统分布式控制系统分布式测量和控制系统DMCSn现场总线：是连接智能现场设备和自动化系统的全数字、双向、多站的通信系统。主要解决工业现场的智能化仪器仪表、控制器、执行机构等现场设备间的数字通信以及这些现场控制设备和高级控制系统之间的信息传递问题 。10种类型的现场总线。n2003年4月，IEC61158 Ed.3现场总线标准第3版正式成为国际标准，规定10种类型的现场总线：TS61158、ControlNet和Ethernet/IP、Profibus、P-NET、FF HSE、SwiftNet、World FIP、Interbus、FF H1、PROFInet。新型网络传感器的发展