测控技术外文文献.docx

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1、DevelopmentofSensorNewTechnologySensorisonekindcomponentwhichcantransformthephysicalquantity,chemistryquantityandthebiomassintoelectricalsignal.Theoutputsignalhasthedifferentformslikethevoltage,theelectriccurrent,thefrequency,thepulseandsoon,whichcansatisfythesignaltransmission,processing,recording,

2、anddemonstrationandcontroldemands.Soitistheautomaticdetectionsystemandintheautomaticcontrolindustry.IfautomaticTechnologyisusedwider,thensensorismoreimportant.Althoughthereareexceptionzmostsensorconsistofasensingelementdiaphragms,bellows,straintubesandrings,ourdontubes,andcantileversaresensingelemen

3、tswhichrespondtochangesinpressureorforceandconvertthesephysicalquantitiesintoadisplacement.Thisdisplacementmaythenbeusedtochangeanelectricalparametersuchasvoltagezresistance,capacitance,orinductance.SuchcombinationofmechanicalandelectricalIementsformelectromechanicaltransducingdevicesorsensor.Simila

4、rcombinationcanbemadeforotherenergyinputsuchasthermal.ThePhoto,themagneticandthechemical,givingthermoelectric,photoelectriczelectromaaneticzandelectrochemicalsensorrespectively.Therelationshipbetweenthemeasuredandthesensoroutputsignalisusuallyobtainedbycalibrationtestsandisreferredtoasthesensorsensi

5、tivityincrementmeasuredincrement.Inpractice,thesensorsensitivityisusuallyknown,and,bymeasuringtheoutputsignal,theinputquantityisdeterminedfromincrementKl.Ininformationage,theinformationindustryincludesinformationgathering,transmission,processthreeparts,namelysensortechnology,communication,computerte

6、chnology.BecauseofultralargescaleintegratedcircuitsrapiddevelopmentafterhavingbeendevelopedModerncomputertechnologyandcommunication,notonlyrequestssensorprecisionreliability,speedofresponseandgaininformationcontentrequestmoreandmorehighbutalsorequestsitscosttobeinexpensive.Theobvioustraditionalsenso

7、riseliminatedgraduallybecauseofthefunction,thecharacteristic,thevolume,thecostandsoon.Asworlddevelopmanycountriesarespeedinguptothesensornewtechnologysresearchandthedevelopment,andallhasobtainedtheenormousbreakthrough.Nowthesensornewtechnologydevelopmentmainlyhasfollowingseveralaspects.Usingthephysi

8、calphenomenon,thechemicalreaction,thebiologicaleffectasthesensorprinciplethereforetheresearcheswhichdiscoveredthenewphenomenonandtheneweffectarethesensortechnologicalimprovingways.itisimportantstudiestodevelopednewsensorsthefoundation.JapaneseSharpCorporationusesthesuperconductivitytechnologytodevel

9、opsuccessfullythehightemperaturesuperconductivitymagneticsensorandgetthesensortechnologysignificantbreakthrough.Itssensitivityissohighandonlyinferiorinthesuperconductivityquantuminterferencecomponent.ItsmanufacturecraftisfarSimplerthanthesuperconductivityquantuminterferencecomponent.Mayuseinmagnetis

10、mimageformationtechnology.Soithasthewidespreadpromotedvalue.Usingtheimmunebodyandtheantigenmeetsoneanothercompoundwhentheelectrodesurface.Itcancausetheelectrodepotentialchangeandusethisphenomenontobepossibletogeneratetheimmunitysensor.Theimmunitysensormakeswiththiskindofimmunebodymaytosomeorganismin

11、whetherhasthiskindofantoriginalworkinspection.Likemayinspectsomebodywiththehepatitisvirusimmunebodywhethercontractsthehepatitis,playstoisfast,theaccuraterole.TheUSUCsixthbranchhasdevelopedthiskindofsensor.Thesensormaterialistheimportantfoundationforsensortechnology,becausethematerialsscienceisprogre

12、ssiveandthepeoplemaymakeeachkindofnewsensorForexamplemakingthetemperaturesensorwiththehighpolymerthinfilm;Theopticalfibercanmakethepressure,thecurrentcapacity,thetemperature,thedisplacementandsoonthemanykindsofsensors;Makingthepressuretransmitterwiththeceramics.Thehighpolymercanbecometheproportionad

13、sorptionandthereleasehydrogenalongwiththeenvironmentrelativehumiditysize.Thehighpolymerelectricityliesbetweentheconstanttobesmall,thehydrogencanenhancethepolymerthecoefficientofdialecticalloss.Makingthecapacitorthehighpolymerdielectricmedium,determinestheelectriccapacitycapecitythechange,thenobtains

14、therelativehumidity.Makingtheplasmausingthisprincipletogatherthelegitimatepolystyrenefilmtemperaturesensorbelow,ithasthecharacteristic.Theceramicelectriccapacitytypepressuretransmitterisonekinddoesnothavetheintermediaryfluidthedrytypepressuretransmitter.Usestheadvancedceramictechnology,theheavyfilme

15、lectronictechnology,itstechnicalperformanceisstable,theyeardriftingquantityisSmallerthanO.1%F.S,warmfloatsissmallerthan0.15%10K,anti-overloadsstrongly,mayreachthemeasuringrangeseveralhundredtimes.Thesurveyscopemayfrom0to60mpa.GermanE+HCorporationandtheAmericanKahloCorporationproductisattheleadingpos

16、ition.Theopticalfiberapplicationissendthematerialsignificantbreakthrough,itsusesinmostearlytheopticalcommunicationtechniques.Intheopticalcommunicationusediscoveredworksasenvironmentalconditionchangeandsoonthetemperature,pres-sure,electricfield,magneticfield,causesthefiberoptictransmissionlightwavein

17、tensity,thephase,thefrequency,changeandsoonthepolarizationcondition,thesurveylightwavequantitychange,mayknowcausestheselightwavephysicalquantitytheandsoonquantitativechangetemperature,pressure,electricfield,magneticfieldsize,usestheseprinciplestobepossibletodeveloptheopticalfibersensor.Theopticalfib

18、ersensorandthetraditionalsensorcomparehasmanycharacteristics:Sensitivityhigh,thestructuresimple,thevolumesmall,anti-corrosive,theelectricinsulationgood,thepathofraysmaybecurving,beadvantageousfortherealizationtelemeterandsoon.OpticalfibersensorJapanisintheadvancedlevel.LikeIdecIzumiCorporationandSun

19、xCorporation.Theopticalfibersendreceiverandtheintegratedpathofraystechnologyunify,acceleratestheopticalfibersensortechnologydevelopment.Willintegratethepathofray,scomponenttoreplacetheoriginalopticspartandthepassivelightcomponent;enabletheopticalfibersensortohavethehighbandwidth,thelowsignalprocessi

20、ngvoltage,thereliabilityhigh,thecostwillbelow.Thesensor/sdevelopmentischangingdayafterdaysinceespeciallythe80shumanitieshaveenteredintothehighindustrializationtheinformationage,sensortechno-logytorenewal,highertechnologicaldevelopment.US,Japanandsoondevelopedcountrysensortechnologicaldevelopmentquic

21、kest,ourcountrybecausethefoundationisweak,thesensortechnologycompareswiththesedevelopedcountrieshasthebigdisparity.Therefore,weshouldenlargetothesensorengineeringresearch,thedevelopmentinvestment,causesourcountrysensortechnologyandtheforeigndisparityreduces,promotesourcountryinstrumentmeasuringappli

22、anceindustryandfromthetechnicaldevelopment.传感器新技术的发展传感器是一种能将物理量、化学量、生物量等转换成电信号的器件。输出信号有不同形式，如电压、电流、频率、脉冲等，能满足信息传输、处理、记录、显示、控制要求，是自动检测系统和自动控制系统中不可缺少的元件。如果把计算机比作大脑，那么传感器则相当于五官，传感器能正确感受被测量并转换成相鸟输出量，对系统的质量起决定性作用。自动化程度越高，系统对传感器要求越RJo除特例外，大多数的传感器都由敏感元件、转换元件或控制元件组成。如振动膜、波纹管、应力管和应力环、低音管和悬臂都是敏感元件，它们对压力和力作出响应

23、把物理量转变成位移。然后位移可以改变电参数，如电压、电阻、电容或者感应系数。机械式和电子式元件合并形成机电式传感设备或传感器。这样的组合可用来输入能量信号。热的，光的，磁的和化学的相互结合产生的热电式、光电式、电磁式和电化学式传感器。我们在各种场合看到了继电器连接的控制，那已经是时代的过去，如今的继电器只能作为低端的基层控制模块或者简单的设备中使用到，而PLC的出现也成为了划时代的主题。通过极其稳定的硬件穿插灵活的软件控制，使得自动化走向了新的高潮。通过校正测量系统获得的被测物理量和传感器输出信号的关系叫做传感器灵敏度KL也就是Kl=输出信号增量/测量增量。实际中，传感器的灵敏度是已知的，并且

24、通过测量输出信号，输入量由下式决定，输入量=输出信号增量/K1。PLC的内部包含了具有中央处理器的CPU并带有外部I/O口扩展的I/O接口地址和存储器三大块组成CPU的核心是由一个或者多个累加器组成，它们具有逻辑的数学运算能力，并能读取程序存储器的内容通过计算后去驱动相应的存储器和I/O接口I/O口将内部累加器和外部的输入和输出系统连接起来，并将相关的数据存入程序存储器或者数据存储器中，存储器可以将I/O口输入的数据存入存储器中，并在工作时调转到累加器和I/O接口上，存储器分程序存储器ROM和数据存储器RAM,ROM可以将数据永久的存入存储器中而RAM只能作为CPU计算时临时计算使用的缓冲空间

25、。PLC的抗干扰是极其优秀的，我们根本不用去关心它的使用寿命和工作场合的恶劣，这些所有的问题已不再成为我们失败的主题，而留给我们的是关心如何来利用PLC的内部资源为我们加强设备的控制能力，使我们设备更加柔性。PLC的语言并不是我们所想象的汇编语言或C语言来进行编程，而是采用原有的继电器控制的梯形图，使得电气工程师在编写程序时很容易就理解了PLC的语言。而且很多的非电气专业人士也对PLC很快认识并深入。以上仅仅是PLC的优点之一，这也是人们比较容易理解的一部分。在很多的设备中人们已不再希望看到太多的控制按钮，它们不但容易损坏而且极易产生人为的失误。小的并不是主要的失误也许你还能够接受，但过大的甚

26、至是致命的失误是我们无法容忍的。新的技术总是为了给我们带来更安全和便捷的操作使得我们面临的一大堆问题一扫而光。你有了解过HMI吗？这里说HMI你根本不清楚它是什么，也没有兴趣了解，换一个中文把它说明为触摸屏或者人机界面你就知道了，它和PLC的结合给了我们更大的空间。HMI控制不仅仅是减少了控制按钮，增加控制的灵活性，更主要的它是可顺序性的，而且在能够改变数据输入和数据输出反馈。在温度控制曲线的模拟也能直观的显示出来。并且能够通过编写功能帮助程序来提供各种力所能及的帮助,使得操作者减少不必要的失误。HMI的厂商目前也越来越多，功能也越来越强，价格也越来越低，使用的面越来越广。HMI的前景可以说十

27、分的看好。在很多场合，单靠单机的控制是无法保证设备的顺畅运行。而通过设备与设备的信息交流达到我们想要的效果。比如在前包装和后工序的检测，我们就要将包装的信息反馈到检测处，而检测处的信息也要反馈到包装来。这样通过信息共享来使得两者之间链接起来，形成一个共体,从而使的两者间的配合更加的紧密，在彼此间达到映影相挥的效果。PLC的发展己经从单一的模式进入了通信的网络时代，并同其它的工控网板和I/O卡板轻易的进行共享。组态软件可以将所有的这些硬件连接起来，通过更直观的动画图片来进行控制，并可以通过互联网在异地进行控制，像神舟五号的发射就是采用这种办法来使飞船升空。更高层次的发展需要我们不断的努力来取得。

28、PLC的出现已经足足影响了几代人。我们也从上一辈的经验中获取了更多的知识和教训来不断的发展PLC技术将它推向更高浪潮。了解可用的PLC网络的最佳选择，其应用将确保有效率和灵活的控制系统设计。可编程逻辑控制器PLC的能够支持多种通信方法的范围，使之成为一个理想的控制和工业自动化和控制应用各种设施数据采集装置。然而有一些混乱，因为这么多的可能性存在。为了帮助消除这种混乱，让我们的通讯名单什么时候他们会是最好的应用。主机电脑联系也可连接的PLC与计算机或其他智能设备。事实上，大多数的PLC从小到非常大的，可直接连接到电脑或下降一个多主机通过RS232C或RS422端口的计算机网络的一部分。这种电脑组

29、合最大限度的控制功能的PLC控制和数据采集，以及计算机数据处理文件和操作界面。在一个PLC/计算机网络，所有通信都是由主机电脑控制，它是连接在一个菊花链方式对所有的PLCo这台计算机的网络地址单独的PLC和每一个具体的信息要求。该处理的PLC然后发送该信息的存储和进一步分析的计算机。这个周期发生每秒数百次。主机电脑也可以帮助编程的PLC；强大的编程和文档软件方案可供开发。然后程序可以写在接力阶梯逻辑的PLC电脑并下载。这样你可以创建，修改，调试并通过计算机终端显示器PLC程序。除了主机PLC的接口往往必须与其他设备如大型建筑物的安全和管理系统操作界面终端。虽然很多智能设备可以通过传统的RS23

30、2C通信端口和串行ASCII码的PLC直接一些没有能力的软件接口与个人的PLC型号。相反它们通常在固定的传送和接收的数据格式。它的PLC程序员有责任提供必要的软件接口。最简单的方法来提供这种接口的固定格式的智能设备是使用PLC的一个ASQI/基本模块。这个模块基本上是一个小型计算机插入PLC的巴士。配有RS232端口和基本程序，该模块可以很容易处理与周边设备的ASQl通讯数据采集功能,编程序歹旷数字运算报告生成和显示和其他要求。访问，协议和调制功能的局域网通过使用标准的接口和协议，允许局域网的设备组合（可编程控制器，个人电脑，电脑主机，操作界面终端等），从许多不同的供应商进行通信与网络上的其他

31、人。调制：调制是指网络邮件的方式传输编码的电缆进行测试。两种最常见的类型是宽带和基带。网络传输接口PLC的通信绝大部分都是通过RS232C及双绞线电缆。大多数的PLC有一个RS232端口并处理与东道国电脑打印机终端通信能力以及其他设备。最大传输速度为19.2KbpSo距离和数据传输率是各种接口标准。他们的实际表现是传动装置制造商之间的功能和显着变化。因此你应该征询实际距离和数据传输速率能力的制造商的规格唯的限制是真正的RS232C50英尺的距离设备之间的建议。虽然RS232C装置往往可以达到比，这更大的布线距离的不平衡在更大的敏感性结果的界面设计周围的电噪音和降低数据完整性。尤其是这样的地方电

32、磁干扰EMI和射频干扰RFI是已知的存在。当传输距离更长，还需要的RS422是一个更好的选择。不过不同的却是RS422接口是“平衡。其主要方面包括各信号的信号地面两条电线是在相反的逻辑电平始终。因此，该接口可以实现更长的传输距离4000英尺和更高的数据90KbPS的传输速率。运行在较短少于50英尺，数据传输可以达到IoMbPS的。光纤通信正在赢得更多人的接受，并正在越来越多的设备使用。光纤电缆是几乎不受恶劣的环境条件和电气噪声。此外，这些链接可以跨越很长的距离和传输数据非常高的速度。例如，在一些局域网系统中，这些链接可以在相对高的传输速度和范围之前需要一个中继距离长。当中继器的使用几乎无限的距

33、离可以达到。在今天的信息时代里，信息产业包括信息采集、传输、处理三部分，即传感技术、通信技术、计算机技术。现代的计算机技术和通信技术由于超大规模集成电路的飞速发展，而已经充分发达后，不仅对传感器的精度、可靠性、响应速度、获取的信息量要求越来越高，还要求其成本低廉且使用方便。显然传统传感器因功能、特性、体积、成本等已难以满足而逐渐被淘汰。世界许多发达国家都在加快对传感器新技术的研究与开发，并且都已取得极大的突破。如今传感器新技术的发展，主要有以下几个方面：利用物理现象、化学反应、生物效应作为传感器原理，所以研究发现新现象与新效应是传感器技术发展的重要工作，是研究开发新型传感器的基础。日本夏普公司

34、利用超导技术研制成功高温超导磁性传感器，是传感器技术的重大突破,其灵敏度高，仅次于超导量子干涉器件。它的制造工艺远比超导量子干涉器件简单。可用于磁成像技术，有广泛推广价值。利用抗体和抗原在电极表面上相遇复合时，会引起电极电位的变化，利用这一现象可制出免疫传感器。用这种抗体制成的免疫传感器可对某生物体内是否有这种抗原作检查。如用肝炎病毒抗体可检查某人是否患有肝炎，起到快速、准确作用。美国加州大学巳研制出这类传感器。传感器材料是传感器技术的重要基础，由于材料科学进步，人们可制造出各种新型传感器。例如用高分子聚合物薄膜制成温度传感器；光导纤维能制成压力、流量、温度、位移等多种传感器；用陶瓷制成压力传

35、感器。高分子聚合物能随周围环境的相对湿度大小成比例地吸附和释放水分子。高分子电介常数小，水分子能提高聚合物的介电常数。将高分子电介质做成电容器，测定电容容量的变化,即可得出相对湿度。利用这个原理制成等离子聚合法聚苯乙烯薄膜温度传感器,其有以下特点：测湿范围宽；温度范围宽，可达-400团+1500团；响应速度快，小于1S；尺寸小，可用于小空间测试；温度系数小。光导纤维的应用是传感材料的重大突破，其最早用于光通信技术。在光通信利用中发现当温度、压力、电场、磁场等环境条件变化时，引起光纤传输的光波强度、相位、频率、偏振态等变化，测量光波量的变化，就可知道导致这些光波量变化的温度、压力、电场、磁场等物

36、理量的大小，利用这些原理可研制出光导纤维传感器。光纤传感器与传统传感器相比有许多特点：灵敏度高，结构简单、体积小、耐腐蚀、电绝缘性好、光路可弯曲、便于实现遥测等。光纤传感器日本处于先进水平。如IdeClZUmi公司和SUnS公司。光纤传感受器与集成光路技术相结合，加速光纤传感器技术的发展。将集成光路器件代替原有光学元件和无源光器件，使光纤传感器有高的带宽、低的信号处理电压，可靠性高，成本低。传感器的发展日新月异，特别是80年代人类由高度工业化进入信息时代以来，传感器技术向更新、更高的技术发展。美国、日本等发达国家的传感器技术发展最快，我国由于基础薄弱，传感器技术与这些发达国家相比有较大的差距。因此，我们应该加大对传感器技术研究、开发的投入，使我国传感器技术与外国差距缩短，促进我国仪器仪表工业和自化化技术的发展。