智能楼宇技术 教学课件 作者 王用伦 第2章 楼宇智能化的关键技术.ppt

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1、第2章楼宇智能化的关键技术传感器技术及应用2.1智能楼宇中的典型执行机构2.2智能楼宇的检测技术2.32.1传感器技术及应用传感器技术是利用各种功能材料实现现代信息检测的一门应用技术，它是检测（传感）原理、材料科学和工艺加工三个要素的最佳结合。1．传感器的定义2.1.1传感器概述国家标准GB7665—87对传感器（transducer或者sensor）下的定义是：“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按

2、一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，即把各种非电量（包括物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成便于处理和传输的另一种物理量（一般为电量），以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。2．传感器的组成传感器一般由敏感元件、转换元件和测量电路三部分组成，有时还需要加辅助电源，如图2-2所示。图2-2传感器组成（1）敏感元件。在完成非电量到电量的变换时，并非所有的非电量都能利用现有手段直接变换成电量，往往是将被测非电量预先变换为另一种易于变换成电量的非电量，然后变换为电

3、量。能够完成预变换的器件称为敏感元件，又称为预变换器。（2）转换元件。将感受到的非电量直接转换为电量的器件称为转换元件，如压电晶体、热电偶等。（3）测量电路。将转换元件输出的电量变成便于显示、记录、控制和处理的有用电信号的电路称为测量电路。3．传感器的分类及命名最常用的分类方法有两种，第一种是按工作原理分类，如应变式、光电式、电动式、电热式、压电式、压阻式、电感式、电容式、电化学式等；第二种是按被测量分类，如位移传感器、加速度传感器、温度传感器、流量传感器、压力传感器等。传感器的命名由四部分构成：主题词（传感器，代号C）、被测

4、量（用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记）、转换原理（用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记）、特征描述（用一个阿拉伯数字标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品系列等）。例如，序号为10的电涡流位移传感器CWY-WL-10；序号为2A的压阻式压力传感器CY-YZ-2A。1．温度传感器2.1.2智能楼宇中的典型传感器温度传感器是检测温度的器件，用于测量水管或风管中介质的温度，以此来控制相应的水泵、风机、阀门和风门等执行元件的开度。火灾报警系统中所用到的传感器有感温式、感光式、感烟式、可燃气体探测器等几种，而温

5、感探测器是对监视范围内某一点或某一段周围的温度参数敏感响应的一种火灾探测器。（1）定温式探测器。定温式探测器是温度达到或超过预定值时响应的感温式探测器，定温式探测器利用双金属片、易熔合金、热电偶、热敏电阻等元件，在规定的温度值上产生火灾报警信号。（2）差温式探测器。差温式探测器是在规定时间内，火灾引起的温度上升速率超过某个规定值时启动报警的火灾探测器。（3）差定温式探测器。顾名思义，这是一种兼有差温和定温两种功能的感温探测器，当其中某一种功能失效时，另一种功能仍能起作用，因而大大提高了可靠性。差定温式探测器一般多为空气膜盒式或

6、热敏电阻等点型的组合式感温探测器。热敏电阻，它是敏感元件的一类，其电阻值会随着热敏电阻本体温度的变化呈现出阶跃性的变化，具有半导体特性。热敏电阻按照温度系数的不同分为正温度系数热敏电阻（简称PTC热敏电阻）和负温度系数热敏电阻（简称NTC热敏电阻）。正温度系数热敏电阻其电阻值随着PTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的增加，温度越高，电阻值越大。负温度系数热敏电阻其电阻值随着NTC热敏电阻本体温度的升高呈现出阶跃性的减小，温度越高，电阻值越小。负温度系数的热敏电阻常用于空调系统的温度测定。2．湿度传感器湿度传感器主要用来检测

7、现场的湿度，一般由湿敏元件、控制电路、信号输出三部分组成。湿敏元件利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化的原理而制成。在楼宇控制中，湿度传感器主要用于室内的湿度检测，用以控制加湿阀启停。湿度传感器依据所使用的材料不同，分为电解质型、陶瓷型、高分子型和半导体型等湿度传感器。（1）电解质型。以氯化锂为例，它在绝缘基板上制作一对电极，涂上氯化锂盐胶膜。氯化锂极易潮解，并产生离子电导，随湿度升高而电阻减小。（2）陶瓷型。一般以金属氧化物为原料，通过陶瓷工艺，制成一种多孔陶瓷，利用多孔陶瓷的阻值对空气中水蒸气的敏感特性而制

8、成。（3）高分子型。先在玻璃等绝缘基板上蒸发梳状电极，通过浸渍或涂覆，使其在基板上附着一层有机高分子感湿膜。有机高分子的材料种类也很多，工作原理各不相同。（4）半导体型。所用材料主要是硅单晶，利用半导体工艺制成二极管湿敏器件和MOSFET湿敏器件等。其特点是易于和半导体电路集