檢測(cè)系統(tǒng)的傳感器

傳感器是檢測(cè)系統(tǒng)與被測(cè)對(duì)象直接發(fā)生聯(lián)系的器件或裝置。 它的作用是感受規(guī)定被測(cè)參量的變化并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成一個(gè)相應(yīng)的便于傳遞的輸出信號(hào)。 傳感器通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換部分組成； 其中， 敏感元件為傳感器直接感受被測(cè)參量變化的部分， 轉(zhuǎn)換部分作用通常是將敏感元件輸出轉(zhuǎn)換為便于傳輸和后續(xù)處理的電信號(hào)。例如，半導(dǎo)體應(yīng)變片式傳感器能把被測(cè)對(duì)象受力后微小的變形感受出來， 通過一定的橋路轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號(hào)輸出。 這樣， 通過測(cè)量傳感器輸出電壓便可知道被測(cè)對(duì)象的受力情況。 這里應(yīng)該說明， 并不是所有的傳感器均可清楚、 明晰地區(qū)分敏感和轉(zhuǎn)換兩部分； 有的傳感器已將兩部分合二為一，也有的僅有敏感元件（如熱電阻、熱電偶） 、無轉(zhuǎn)換部分，但人們?nèi)粤?xí)慣稱其為傳感器（如人們習(xí)慣稱熱電阻、熱電偶為溫度傳感器）。

傳感器作為檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)源

傳感器作為檢測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)源， 其性能的好壞將直接影響檢測(cè)系統(tǒng)的精度和其它指標(biāo)， 是檢測(cè)系統(tǒng)中十分重要的環(huán)節(jié)。 本書主要介紹工程上涉及面較廣、 應(yīng)用較多、 需求量大的各種物理量、化學(xué)成份量常用和先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)與實(shí)現(xiàn)方法以及如何選用合適的傳感器， 對(duì)傳感器要求了解其工作原理、 應(yīng)用特點(diǎn)， 而對(duì)如何提高現(xiàn)有各種傳感器本身的技術(shù)性能、 以及設(shè)計(jì)開發(fā)新的傳感器則不作深入研究。通常檢測(cè)儀器、檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師對(duì)傳感器有如下要求：

(1) 準(zhǔn)確性：傳感器的輸出信號(hào)必須準(zhǔn)確地反應(yīng)其輸入量，即被測(cè)量變化。因此，傳感器的輸出與輸入關(guān)系必須是嚴(yán)格的單值函數(shù)關(guān)系，盡量是線性關(guān)系；

(2) 穩(wěn)定性：傳感器的輸入、輸出的單值函數(shù)關(guān)系盡量不隨時(shí)間和溫度而變化，受外界其它因素的干擾影響亦應(yīng)很小，重復(fù)性要好；

(3) 靈敏度：即要求被測(cè)參量較小的變化就可使傳感器獲得較大的輸出信號(hào)；

(4) 其他：如耐腐蝕性好、低能耗、輸出阻抗小和售價(jià)相對(duì)較低等。各種傳感器輸出信號(hào)形式也不盡相同， 通常有電荷、 電壓、 電流、 頻率等； 在設(shè)計(jì)檢測(cè)系統(tǒng)、　選擇傳感器時(shí)對(duì)此也應(yīng)給予重視。

檢測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集 （系統(tǒng)） 在檢測(cè)系統(tǒng)中的作用是對(duì)信號(hào)調(diào)理后的連續(xù)模擬信號(hào)離散化并轉(zhuǎn)換成與模擬信號(hào)電壓幅度相對(duì)應(yīng)的一系列數(shù)值信息， 同時(shí)以一定的方式把這些轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)及時(shí)傳遞給微處理器或依次自動(dòng)存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常以各類模 / 數(shù)（ A/D）轉(zhuǎn)換器為主要，輔以模擬多路開關(guān)、采樣 / 保持器、輸入緩沖器、輸出鎖存器等組成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要性能指標(biāo)是：

(1) 輸入模擬電壓信號(hào)范圍，單位為V ；

(2) 轉(zhuǎn)換速度（率） ，單位為次 / 秒；

(3) 分辨率，通常以模擬信號(hào)輸入為滿度時(shí)的轉(zhuǎn)換值的倒數(shù)來表征；

(4) 轉(zhuǎn)換誤差，通常指實(shí)際轉(zhuǎn)換數(shù)值與理想 A/D 轉(zhuǎn)換器理論轉(zhuǎn)換值之差。

檢測(cè)系統(tǒng)的輸入設(shè)備

輸入設(shè)備是操作人員和檢測(cè)儀表或檢測(cè)系統(tǒng)聯(lián)系的另一主要環(huán)節(jié)， 用于輸入設(shè)置參數(shù)、 下達(dá)有關(guān)命令等。 常用的輸入設(shè)備是各種鍵盤、 撥碼盤、 條碼閱讀器等。近年來， 隨著工業(yè)自動(dòng)化、辦公自動(dòng)化和信息化程度不斷提高，通過網(wǎng)絡(luò)或各種通訊總線利用其它計(jì)算機(jī)或數(shù)字化智能終端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程信息和數(shù)據(jù)輸入方式愈來愈普遍。簡單的輸入設(shè)備是各種開關(guān)、 按鈕；模擬量輸入、設(shè)置，往往借助電位器進(jìn)行。