轧钢控制 输入传感器

1、2021-9-251第二节 输入传感器2021-9-2521）传感器的作用）传感器的作用用来将各种物理量信号转化成相应的电信号。用来将各种物理量信号转化成相应的电信号。是工业控制计算机系统的重要组成部分之一。是工业控制计算机系统的重要组成部分之一。是信号转换、信息处理等过程的前提。是信号转换、信息处理等过程的前提。是精确控制的保证。是精确控制的保证。2021-9-2532）传感器的一般组成类型）传感器的一般组成类型被测量敏感元件传感元件信息调节转换电路电路辅助电源 敏感元件敏感元件 应变式压力传感器的弹性膜片应变式压力传感器的弹性膜片-将力转换为膜片的变形将力转换为膜片的变形 磁弹性传感器磁弹

2、性传感器-将力转换为导磁率的变化。将力转换为导磁率的变化。传感器一般用来将各种物理量信传感器一般用来将各种物理量信号转化成相应的电信号。号转化成相应的电信号。2021-9-254传感元件：接受敏感元件的输出量。 应变式压力传感器的敏感元件-将膜片的变形转化为电阻值的变化。信号调节与转换电路：把传感元件输出的信号转换为便于显示、记录、处理和控制的有用电信号的电路，如电桥、放大器、阻抗变换器等。2021-9-255传感器的分类传感器的分类分类方法分类方法传感器种类传感器种类说明说明按输入量分类按输入量分类位移传感器、速度传感器、位移传感器、速度传感器、温度湿度传感器、压力传感温度湿度传感器、压力传

3、感器器传感器以被测量命名传感器以被测量命名按工作原理分类按工作原理分类应变式、电容式、电感式、应变式、电容式、电感式、电磁式、压电式、热电式电磁式、压电式、热电式传感器以工作原理命名传感器以工作原理命名按物理现象分类按物理现象分类结构型传感器结构型传感器物理型传感器物理型传感器传感器依赖其结构参数变化实现传感器依赖其结构参数变化实现信息转换信息转换传感器依赖其敏感元件物理特性传感器依赖其敏感元件物理特性的变化实现信息转换的变化实现信息转换按能量关系分类按能量关系分类能量转换型传感器能量转换型传感器能量控制型传感器能量控制型传感器传感器直接将被测量的能量转换传感器直接将被测量的能量转换为输出量的

4、能量为输出量的能量有外部供给传感器能量，由被测有外部供给传感器能量，由被测量来控制输出的能量量来控制输出的能量按输出信号分类按输出信号分类模拟式传感器模拟式传感器数字式传感器数字式传感器输出为模拟量输出为模拟量输出为数字量输出为数字量2021-9-256传感器的特性传感器的特性电器元件一般具有电器元件一般具有动态特性动态特性和和动态特性动态特性。传感器的静态特性：在稳态信号作用下，其输出传感器的静态特性：在稳态信号作用下，其输出- -输入关系称为静态特性。输入关系称为静态特性。 静态特性的重要指标是静态特性的重要指标是线性度、灵敏度、迟滞线性度、灵敏度、迟滞度、重复性。度、重复性。 传感器的动

5、态特性：传感器对输入的响应特性。传感器的动态特性：传感器对输入的响应特性。2021-9-257 1) 线性度线性度线性度线性度 理想输出理想输出-输入特性是线性的。但是现实是输入特性是线性的。但是现实是不可能做到的。不可能做到的。nnXaXaXaay.2210A1-A1-传感器的线性灵敏度。传感器的线性灵敏度。A0-A0-零位输出。零位输出。一般在输入量变化范围不大的条件下，可以用切线或割线一般在输入量变化范围不大的条件下，可以用切线或割线等直线来近似代表实际曲线的一段。此方法为传感器非线等直线来近似代表实际曲线的一段。此方法为传感器非线性特性的线性化性特性的线性化2021-9-258拟合曲线

6、实际特性曲线之间的偏差为传感器的非线拟合曲线实际特性曲线之间的偏差为传感器的非线性误差。性误差。1e2021-9-2592. 灵敏度灵敏度传感器在稳定状态下，输出变化对输入变化的比值传感器在稳定状态下，输出变化对输入变化的比值，用，用Sn来表示来表示一般希望传感器的灵敏度要高，且在满量程范围内一般希望传感器的灵敏度要高，且在满量程范围内是恒定的。是恒定的。dxdySn2021-9-25103.迟滞迟滞表征传感器在正反行程期间输出表征传感器在正反行程期间输出-输入特性曲线不输入特性曲线不重合的程度。重合的程度。迟滞的原因是传感器机械部分存在缺陷，如轴承摩迟滞的原因是传感器机械部分存在缺陷，如轴承

7、摩擦、间隙、紧固件松动、材料的内摩擦、积尘。擦、间隙、紧固件松动、材料的内摩擦、积尘。迟滞一般由实验方法确定。用最大输出差值对满量迟滞一般由实验方法确定。用最大输出差值对满量程输出程输出YFS百分率表示为：百分率表示为：%100maxFStYe2021-9-25114.重复性重复性表示传感器在输入量按同一方向做全量程多次测试表示传感器在输入量按同一方向做全量程多次测试时所得的特性曲线不一致的程度。时所得的特性曲线不一致的程度。重复性的好坏与传感器机械部分存在缺陷有关，如重复性的好坏与传感器机械部分存在缺陷有关，如轴承摩擦、间隙、紧固件松动、材料的内摩擦、轴承摩擦、间隙、紧固件松动、材料的内摩擦

8、、积尘。积尘。2021-9-2512传感器的动态持性传感器的动态持性 指传感器对指传感器对输入的响应输入的响应( (输出输出) )特性特性 在实际测量中，大量的被测信号是动态信号，传感在实际测量中，大量的被测信号是动态信号，传感器对动态信号的测量不仅需要精确地测量信号幅器对动态信号的测量不仅需要精确地测量信号幅值的大小，而且需要记录信号变化过程的波形。值的大小，而且需要记录信号变化过程的波形。这就要求传感器能迅速这就要求传感器能迅速准确地测出信号幅值的大准确地测出信号幅值的大小和无失真地再现小和无失真地再现被测信号随时间变化的波形。被测信号随时间变化的波形。 研究动态特性可以从时域和频域两方面

9、用瞬态响应研究动态特性可以从时域和频域两方面用瞬态响应法和频率响应法来分析。法和频率响应法来分析。 2021-9-2513五 传感器的选择 轧制过程计算机控制系统，特别是热连轧制过程计算机控制系统，特别是热连轧过程计算机控制系统，涉及到的传轧过程计算机控制系统，涉及到的传感器主要有感器主要有温度传感器温度传感器、压力传感器压力传感器、流量传感器、位置传感器流量传感器、位置传感器等等 2021-9-2514选择一种合适的传感器必须综合地考虑以下几方面选择一种合适的传感器必须综合地考虑以下几方面的因素：的因素： (1)(1)传感器的性能：包括测量的范围、精度、线性传感器的性能：包括测量的范围、精度

10、、线性度等。度等。(2)(2)传感器输出信号的等级：传感器输出信号的大传感器输出信号的等级：传感器输出信号的大小范围决定输入信号调理电路的复杂程度小范围决定输入信号调理电路的复杂程度. .(3)(3)传感器的封装形式。传感器的封装形式。 (4)(4)传感器及二次仪表的接口形式及特性。传感器及二次仪表的接口形式及特性。 (5)(5)传感器的价格和交货时间等。传感器的价格和交货时间等。2021-9-2515压电加速度传感器压电加速度传感器 LC09系列系列 应变压力传感器应变压力传感器为测为测量流体压强而专门设计，在石量流体压强而专门设计，在石油、化工、冶金、机械、车辆油、化工、冶金、机械、车辆等工业领域得到广泛应用。等工业领域得到广泛应用。 LC10系列产品精度高、漂移小、系列产品