第2章 微机测控系统主要检测参数及及传感器

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1、第2章微机测控系统主要检测参数及传感器主要内容§2.1微机测控系统中主要检测参数§2.2传感器技术§2.1微机测控系统中主要检测参数1.机车车辆参数检测的分类与目的2.机车车辆中常测量参数1.机车车辆参数检测的分类与目的分类用途目的主要检测参数方式性能参数检测性能分析、监视、保护、性能控制实现预期性能，保护监视机车，柴油机：温度（水、油、排气管）、压力（燃油、机油、燃气）、转速（曲轴、涡轮）；传动：电流、电压(牵引发电机、励磁机、辅助发电机等)及主整功率；车辆：发电机电流、电压，轴温在线检测运行参数检测运行安全监控实现规定的运行方式、保证安全走行：

2、速度、距离、加速度、时分、制动力、牵引力及区间信号等在线检测状态监测工作过程监测、分析、辩识记录预测事故发展及潜在危险故障特征参数，如油耗率、主发电机功率、振动、噪声、轴温、铁谱、烟度、明火等，记录其变化情况在线检测综合参数检测设备状态分析预防修理故障处理机车车辆全面综合检测，如压力、温度、油耗、转速、烟火、电量、磨耗等等离线进行智能故障诊断判断设备状态找出故障原因及部位预测寿命状态修理综合参数检测、信号分析、专家知识、故障机理，状态信息处理、知识信息处理等智能诊断方法离线进行2.机车车辆中常测量参数（1）机车状态参数主发电机轴承温度–20℃～15

3、0℃；牵引电机轴承温度-20℃～150℃；增压压力0～2.0kgf/cm2；静液压马达转速20000r/min；柴油机转速0～2000r/min;滑油压力0～8.0kgf/cm2;燃油压力0～5.0kgf/cm2;水温0～150℃；2.机车车辆中常测量参数油温0～150℃；牵引电机电流工作电压0～75mV代表0～1000A总管温度0～1000℃；进油0～27L/min;回油0～25L/min;主发电机电流0～10A代表0～10000A或0～75mV代表0～8000A；主发电机电压0～1000V；火情报警温度、烟度、明火；时间年、月、日、时、分、秒、

4、1/100秒；（2）机车运行参数机车速度0～250km/h；距离前方信号机距离0～50000m；列车管压力0～500（600）kPa信号机颜色红、黄、绿、红黄、双黄、白等时间年、月、日、时、分、秒、1/100秒；§2.2传感器技术在测控系统中，被控对象的状态信息经由输入通道进入单片机系统，在单片机作必要处理之后，通过输出通道送至外部控制元件，实现对被控对象的控制作用和外部显示等处理。许多状态信息参量，如流量、压力、温度、位移、速度、气体成份、声音和光谱等都是非电参量，而目前单片机内部只能处理电参量。因此，将这些非电参量转换成电参量就成为单片机测控系

5、统运作之必需。将非电参量转换成电参量是一个非常重要的技术课题。完成这种转换的器件就是我们要讨论的传感器。§2.2传感器技术传感器亦称换能器或变换器，它能将被测的某一物理量按一定规律转换成与其对应的另一种（或同种）物理量。通常所指的传感器是指能将被测量的非电物理量如压力、温度、流量、转速等转换成与之对应的、易于精确处理的电量或电参量（如电流、电压、电阻、频率等）的一种输出装置。§2.2传感器技术2.2.1温度传感器2.2.2压力传感器2.2.3转速及线速度传感器2.2.4振动传感器2.2.5烟度（气敏）传感器2.2.6光电（明火）传感器2.2.7电流

6、、电压传感器2.2.8流量传感器2.2.9CCD图像传感器2.2.10倾角传感器2.2.11位移传感器2.2.12激光测距传感器2.2.1温度传感器1.热电偶2.热电阻3.半导体集成温度传感器4.单总线数字式温度传感器DS18205.其他温度传感器1.热电偶热电偶是温度测量领域应用最广泛的传感器之一，测量温区宽，在-180℃～2800℃范围内均可使用；测量的精确度和灵敏度都较高，尤其在高温区范围内使用，有比其他类型传感器更高的测量精度。在一般的测量和控制系统中，常用热电偶作为中高温区的测温传感器。1.热电偶（1）热电效应两种不同导体构成一个闭合回路

7、时，如果两节点a、b存在温差，则回路中就会有电流产生，如图2-1-A所示。这种由于温度不同而产生电势的现象称为热电效应（赛贝克效应），这两种不同导体的组合称为热电偶，其中节点a通常焊在一起，置于被测温区，称测温端或工作端；另一端如节点b则要求恒定在某一温度，称参考端或自由端。当热电偶的自由端和工作端温度相同时，其热电势为零。1.热电偶（2）基本定律1）均质导体定律：由一种均质导体组成的闭合回路，不论导体的截面和长度如何，均不产生热电势。2）中间导体定律：如果中间导体两端温度相等，则不会改变回路总电势。3）连接导体定律和中间温度定律。1.热电偶（3）

8、常用热电偶常见的热电偶其形状一般为棒形，整体主要由热电极、绝缘管、保护管、接线盒等各部分组成，其中热电极是测温的敏感器件，