第二章非电量电测法一、“非电量电测法的含义和工作原理1、含义具体地讲：先将待测的非电量转换为电量，通过测量该电量来达到间接测量非电量的一种测量方法称为非电量电测法。简单地讲：用电子仪器来测量非电量的一种方法。简称“电测法”2、“电测法”的基本工作原理用传感器将所需测定的非电量转换为电量，然后通过一定的测量电路及仪表对此电量进行测量，测得了电量，就可知与之成比例的非电量。3、对非电量的测量采用非电测量法的局限性1）准确度、灵敏度低，反应速度慢，测量范围窄；2）无法进行动态，尤其是瞬态测量：3）无法实现运距离、集中测量：4）测量信号（数据）无法自动保存，无法实现自动化测量：5）对环境的适应性差，如在高温、腐蚀性、有毒环境下无法进行测量。二、非电量电测系统的组成完成非电信号的检测与转换以及对信号的各种处理，最后显示出被测量数值的系统称为非电量电测系统（自动检测系统）。热电偶、导线、毫伏电压表就构成了一个最简单的温度测试系统。一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、调理电路和显示记录装置等部分组成，分别完成信息获取，转换，显示和处理等功能。当然其中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。1、三个环节结果非电信号电信号电信号检测单元转换单元输出单元三个功能模块结果非电信号电信号电信号传感器调理电路显示记录仪
第二章 非电量电测法 一、"非电量电测法"的含义和工作原理 1、含义 具体地讲：先将待测的非电量转换为电量，通过测量该电量来达到间接测量 非电量的一种测量方法称为非电量电测法。 简单地讲：用电子仪器来测量非电量的一种方法。简称“电测法” 2、“电测法”的基本工作原理 用传感器将所需测定的非电量转换为电量，然后通过一定的测量电路及仪表 对此电量进行测量，测得了电量，就可知与之成比例的非电量。 3、对非电量的测量采用非电测量法的局限性 1）准确度、灵敏度低，反应速度慢，测量范围窄； 2）无法进行动态，尤其是瞬态测量； 3）无法实现运距离、集中测量； 4）测量信号（数据）无法自动保存，无法实现自动化测量； 5）对环境的适应性差，如在高温、腐蚀性、有毒环境下无法进行测量。 二、非电量电测系统的组成 完成非电信号的检测与转换以及对信号的各种处理，最后显示出被测量数值 的系统称为非电量电测系统（自动检测系统）。 热电偶、导线、毫伏电压表就构成了一个最简单的温度测试系统。 一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、调理电路和显示记录装置 等部分组成，分别完成信息获取，转换，显示和处理等功能。当然其中还包括电 源和传输通道等不可缺少的部分。 1、三个环节 三个功能模块 检测单元 转换单元 输出单元 非电信号 电信号 电信号 结果 传感器 调理电路 显示记录仪 非电信号 电信号 电信号 结果
2、电测系统各部分的作用1）传感器：从广义上讲，传感器就是能感受外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置：从狭义上讲，传感器就是能将外界信息转换成电信号的装置。作用：实现信号的检测与转换。功能：（a）能感受非电量：（b）可将非电量转换为电量：有人把计算机比喻为人的大脑的延续，称之为电脑：而把传感器比喻为人的感觉器官的延续，称之为“电五官”（视、听、味、膜、触）。一个国家的现代化水平是用自动化水平来衡量的，而自动化水平是用采用传感器的种类多少和数量来衡量的。由此可见传感器的重要地位和作用。2）信号调理电路作用：对传感器输出的电信号进行加工和处理，转换成便于输送、显示和记录的电信号（电压或电流）。常见的信号调理（转换）电路有：电桥电路、调制、解调电路、滤波电路、放大电路、线性化电路、A/D转换电路等。3）显示记录仪：作用：显示所测量的参数数值及变化的波形，记录动态测试过程中的变化信号，供人们观测和分析。显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解检测数值的大小或变化的过程。常用的显示记录方式及相应的仪器a）模拟（指针）式；b）数字式：c）图像、图形显示记录；d）磁记录方式；e）其他形式3、几种电测系统对于电测系统，输出环节（单元）不同，则构成不同的系统：如果输出单元是显示器或记录器，则该系统叫做自动测量系统；如果输出单元是计数器或累加器，则该系统叫做自动计量系统；如果输出单元是声、光报警器，则该系统叫做自动保护系统或自动诊断系统如果输出单元是处理电路（如计算机），：则该系统叫做自动控制系统
2、电测系统各部分的作用 1）传感器： 从广义上讲，传感器就是能感受外界信息并能按一定规律将这些信息转换成 可用信号的装置；从狭义上讲，传感器就是能将外界信息转换成电信号的装置。 作用：实现信号的检测与转换。 功能：（a）能感受非电量；（b）可将非电量转换为电量； 有人把计算机比喻为人的大脑的延续，称之为电脑；而把传感器比喻为人的 感觉器官的延续，称之为“电五官”（视、听、味、嗅、触）。 一个国家的现代化水平是用自动化水平来衡量的，而自动化水平是用采用传 感器的种类多少和数量来衡量的。由此可见传感器的重要地位和作用。 2）信号调理电路 作用：对传感器输出的电信号进行加工和处理，转换成便于输送、显示和记 录的电信号（电压或电流）。 常见的信号调理（转换）电路有：电桥电路、调制、解调电路、滤波电路、 放大电路、线性化电路、A/D 转换电路等。 3）显示记录仪： 作用：显示所测量的参数数值及变化的波形，记录动态测试过程中的变化信 号，供人们观测和分析。 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了 解检测数值的大小或变化的过程。 常用的显示记录方式及相应的仪器 a）模拟（指针）式； b）数字式； c）图像、图形显示记录； d）磁记录方式； e）其他形式 3、几种电测系统 对于电测系统，输出环节（单元）不同，则构成不同的系统： 如果输出单元是显示器或记录器，则该系统叫做自动测量系统； 如果输出单元是计数器或累加器，则该系统叫做自动计量系统； 如果输出单元是声、光报警器，则该系统叫做自动保护系统或自动诊断系统； 如果输出单元是处理电路（如计算机），则该系统叫做自动控制系统
同样，若采用不同的检测单元（传感器），对于报警系统来说，又可分别组成温度报警系统、压力报警系统、有害气体报警系统等。4、三个环节所遵循的基本原则理想的测试系统应该具有单值的、确定的输入一一输出关系。即对应每一输入量，都应只有单一的输出量与之对应。知道其中的一个量就可确定另一个量。其中以输出与输入成线性关系为最佳。应该指出：一些实际的测试装置无法在较大的工作范围内满足这种要求，而只能在较小工作范围内和在一定误差充许范围内满足这项要求。原则：电测系统各环节的输出量与输入量之间应保持一一对应和尽量不失真的关系，并尽可能地减小或消除各种干扰。三、非电量电测法的优点电测法就是把非电量转换为电量来测量，同非电的方法相比，电测法具有无可比拟的优越性：1、电子仪器具有较高的灵敏度和精确度，测量范围广。2、电子装置频率响应好，可进行动态、瞬态测量。3、把非电量变成电信号后，易于传递、放大，可遥测，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量和集中监控；4、把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，可实现自动测量，数据存储、自动处理，生产过程的自动监控，从而实现测量的微机化和智能化。5、电测传感器的尺寸小，重量轻，这在测量技术上有着突出的优越性6、便于多线测量，同步多参数测量，连续测量，以利分析比较。7、环境适应性强。四、非电量电测技术的发展1、人们研究新原理、新材料和新工艺所取得的成果将产生更多品质优良的新型传感器。2、参数测量与数据处理向自动化发展3、测量仪器向高精度、智能化发展
同样，若采用不同的检测单元（传感器），对于报警系统来说，又可分别组成 温度报警系统、压力报警系统、有害气体报警系统等。 4、三个环节所遵循的基本原则 理想的测试系统应该具有单值的、确定的输入——输出关系。即对应每一输 入量，都应只有单一的输出量与之对应。知道其中的一个量就可确定另一个量。 其中以输出与输入成线性关系为最佳。 应该指出：一些实际的测试装置无法在较大的工作范围内满足这种要求，而 只能在较小工作范围内和在一定误差允许范围内满足这项要求。 原则：电测系统各环节的输出量与输入量之间应保持一一对应和尽量不失真 的关系，并尽可能地减小或消除各种干扰。 三、非电量电测法的优点 电测法就是把非电量转换为电量来测量，同非电的方法相比，电测法具有无 可比拟的优越性： 1、电子仪器具有较高的灵敏度和精确度，测量范围广。 2、电子装置频率响应好，可进行动态、瞬态测量。 3、把非电量变成电信号后，易于传递、放大，可遥测，便于远距离传送和 控制，这样就可实现远距离的自动测量和集中监控； 4、把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更 重要的是能与计算机技术相结合，可实现自动测量，数据存储、自动处理，生产 过程的自动监控，从而实现测量的微机化和智能化。 5、电测传感器的尺寸小，重量轻，这在测量技术上有着突出的优越性 6、便于多线测量，同步多参数测量，连续测量，以利分析比较。 7、环境适应性强。 四、非电量电测技术的发展 1、人们研究新原理、新材料和新工艺所取得的成果将产生更多品质优良的 新型传感器。 2、 参数测量与数据处理向自动化发展 3、测量仪器向高精度、智能化发展
五、非电量电测技术在各个领域的应用1、在机械工程领域中的应用（1）机械加工自动化与传统机械工业的自动化改造（2）典型机电一体化产品：数控机床（3）典型智能化机电产品：机器人（4）其它应用：（a）零部件性能试验研究；（b）产品的质量检验；2、在工业生产过程中的应用（1）生产过程监测；（2）生产过程控制；（3）机器故障诊断；（4）生产安全保护等。3、在现代农业中的应用（1）对农田小气候参量的观测，如温室大棚、工厂式育苗对温湿度的测定：（2）在农副产品储藏中温度，湿度测定，如大型粮仓、水果蔬菜冷藏（3）现代化农业机械，如精密播种机中对排种的监测、藩茄收获机对颜色的识别等；（4）遥感技术用于测定作物分布、植物生长情况、受灾情况和主壤条件等：（5）在农业科学中，许多生物学和化学实验要在一定的温、湿条件下进行这就要求对温，湿等进行自动控制。4、在家电领域中的应用（1）电话、麦克风等的拾音器：（2）冰箱、空调、计算机CPU等对温湿度的检测控制：（3）抽油烟机、燃气热水器等对煤气泄漏的监测：（4）录音、录像机等对声音、图像的录制；（5）楼道电灯的光控开关：5、在安全保护、防盗报警、环境保护中的应用（1）火灾报警：（2）汽车防盗、电子开关（司机酗酒监测）；（3）交警用于对汽车司机饮酒、汽车尾气的检测（4）重要场所如博物馆、银行的安全保卫；（5）环保部门对噪音、大气污染的监测：
五、 非电量电测技术在各个领域的应用 1、在机械工程领域中的应用 （1）机械加工自动化与传统机械工业的自动化改造 （2）典型机电一体化产品：数控机床 （3）典型智能化机电产品：机器人 （4）其它应用：（a）零部件性能试验研究；（b）产品的质量检验； 2、在工业生产过程中的应用 （1）生产过程监测； （2）生产过程控制； （3）机器故障诊断； （4）生产安全保护等。 3、在现代农业中的应用 （1）对农田小气候参量的观测，如温室大棚、工厂式育苗对温湿度的测定； （2）在农副产品储藏中温度，湿度测定，如大型粮仓、水果蔬菜冷藏； （3）现代化农业机械，如精密播种机中对排种的监测、藩茄收获机对颜色 的识别等； （4）遥感技术用于测定作物分布、植物生长情况、受灾情况和土壤条件等； （5）在农业科学中，许多生物学和化学实验要在一定的温、湿条件下进行， 这就要求对温，湿等进行自动控制。 4、在家电领域中的应用 （1）电话、麦克风等的拾音器； （2）冰箱、空调、计算机 CPU 等对温湿度的检测控制； （3）抽油烟机、燃气热水器等对煤气泄漏的监测； （4）录音、录像机等对声音、图像的录制； （5）楼道电灯的光控开关； 5、在安全保护、防盗报警、环境保护中的应用 （1）火灾报警； （2）汽车防盗、电子开关（司机酗酒监测）； （3）交警用于对汽车司机饮酒、汽车尾气的检测； （4）重要场所如博物馆、银行的安全保卫； （5）环保部门对噪音、大气污染的监测；