一、甲烷传感器的设置
1、甲烷传感器应垂直悬挂距顶板（顶梁、屋顶）不得大于300mm，距巷道壁（墙壁）不得小于200mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。
采煤工作面回风隅角甲烷传感器吊挂示意图
其他地点的甲烷传感器吊挂示意图
2、甲烷传感器的报警浓度、断电浓度、复电浓度和断电范围
注：黑色的报警值、断电值和复电值为《安全规程》和AQ1029-2007的规定，红色的是江苏煤矿瓦斯防治暂行规定中的值
目录 摘要 (1) 一课程设计任务和功能要求 (1) 二设计应用背景 (1) 三系统分析 (1) 1．总体设计方案 (1) 2. 硬件设计 (2) … 3. 软件设计 (2) 4. 难点分析 (3) 四实施方案 (4) 1. 传感器模块设计 (4) 风速传感器模块 (4) 温度传感器模块 (5) 湿度传感器模块 (7) 2. 优缺点分析及成本 (9) > 五设计总结 (10) 六参考文献 (10) 七成员及分工情况 (10)
摘要 介绍一个小型多功能气象监测系统，该气象监测系统通过各类风速、风向、温度、湿度传感器将检测到的数据自动进行汇总分析并通过LCD显示。 关键词：风速风向传感器；单片机；温湿度传感器 一课程设计任务和功能要求 现通过传感器设计一款既能测量温湿度也可同时测量风速风向的设备，可服务于生产、生活的众多领域。 二设计应用背景 现在社会高度发达，气象状况变化万千，气象监测和灾害预警工程对于保障社会经济发展和人民生产生活有重要意义，气候状况对经济活动的影响也越累越显著，人们需要实时了解当前的气象状况。风速、风向以及温度湿度测量是气象监测的一项重要内容。 该气象监测系统通过各类风速风向温度湿度传感器将检测到的数据自动进行汇总分析，并传输到终端平台。可以达到无人监管，数据自动传输，更加省时省力方便快捷。 三系统分析 1．总体设计方案 小型自动气象站主要由三大功能模块组成，分别为主控模块、信号采集模块、显示模块。小型自动气象站的组成框图如图1所示
图1 小型气象系统框图 2. 硬件设计 小型多功能气象监测系统其工作原理如图2所示，它以C8051F020单片机为 核心，通过风速、温度、湿度传感器将检测到的数据进行汇总分析，单片机驱动LCD 显示屏将风速、温度、湿度显示出来，以便于气象分析人员分析气象数据得出当前的气象特征，进而对气象可能影响到的事物做出规划，起到预防作用，减少不必要的损失。 图2 硬件连接图 3. 软件设计 单片机软件设计程序主要包括里初始化程序；输出实时风力风向、温度湿度 温度传感器 数 据 风速传感器 湿度传感器 单片机 电源电路 按键控制 LCD 显示
1． 属于传感器动态特性指标的是（D ） A 重复性 B 线性度 C 灵敏度 D 固有频率 2 误差分类，下列不属于的是（B ） A 系统误差 B 绝对误差 C 随机误差 D 粗大误差 3、非线性度是表示校准（B ）的程度。 A 、接近真值 B 、偏离拟合直线 C 、正反行程不重合 D 、重复性 4、传感器的组成成分中，直接感受被侧物理量的是（B ） A 、转换元件 B 、敏感元件 C 、转换电路 D 、放大电路 5、传感器的灵敏度高，表示该传感器（C ） A 工作频率宽 B 线性范围宽 C 单位输入量引起的输出量大 D 允许输入量大 6 下列不属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是（B ） A 应变式传感器 B 化学型传感器 C 压电式传感器 D 热电式传感器 7 传感器主要完成两个方面的功能：检测和（D ） A 测量 B 感知 C 信号调节 D 转换 8 回程误差表明的是在（C ）期间输出输入特性曲线不重合的程度 A 多次测量 B 同次测量 C 正反行程 D 不同测量 9、仪表的精度等级是用仪表的（C ）来表示的。 A 相对误差 B 绝对误差 C 引用误差 D 粗大误差 二、判断 1.在同一测量条件下，多次测量被测量时，绝对值和符号保持不变，或在改变条件时，按 一定规律变化的误差称为系统误差。（√） 2 系统误差可消除，那么随机误差也可消除。 （×） 3 对于具体的测量，精密度高的准确度不一定高，准确度高的精密度不一定高，所以精确度 高的准确度不一定高 （×） 4 平均值就是真值。（×） 5 在n 次等精度测量中，算术平均值的标准差为单次测量的1/n 。（×） 6.线性度就是非线性误差.（×） 7.传感器由被测量，敏感元件，转换元件，信号调理转换电路，输出电源组成.（√） 8.传感器的被测量一定就是非电量（×） 9.测量不确定度是随机误差与系统误差的综合。（√） 10传感器（或测试仪表）在第一次使用前和长时间使用后需要进行标定工作，是为了确定 传感器静态特性指标和动态特性参数（√） 二、简答题：（50分） 1、什么是传感器动态特性和静态特性，简述在什么频域条件下只研究静态特性就能够满足 通常的需要，而在什么频域条件下一般要研究传感器的动态特性？ 答：传感器的动态特性是指当输入量随时间变化时传感器的输入—输出特性。静态特性是指 当输入量为常量或变化极慢时传感器输入—输出特性。在时域条件下只研究静态特性就能够 满足通常的需要，而在频域条件下一般要研究传感器的动态特性。 2、绘图并说明在使用传感器进行测量时，相对真值、测量值、测量误差、传感器输入、输 出特性的概念以及它们之间的关系。 答：框图如下： 测量值是通过直接或间接通过仪表测量出来的数值。 测量误差是指测量结果的测量值与被测量的真实值之间的差值。 当测量误差很小时，可以忽略，此时测量值可称为相对真值。 输入 输出 相对真值 测量误差 测量值
环境监测传感器的工作原理及设计 今天为大家介绍一项国家发明授权专利——基于拉曼效应的环境监测传感器以及环境检测方法。该专利由青岛中一监测有限公司申请，并于2018年8月24日获得授权公告。 内容说明本发明属于环境监测传感器技术领域，具体涉及一种基于拉曼效应的环境监测传感器以及一种环境检测方法。 发明背景随着工业的迅速发展，环境污染也在日趋严重。在环境监测过程中，人们发现环境中的污染物对环境中的微生物生存和代谢都产生了很大的影响。由于微生物的多样性、敏感性，决定了微生物能够对环境中多种污染情况做出多种反应，同时也能反映出环境污染的历史状况。因此，对环境中微生物进行检测，对于监测环境污染情况、评价环境质量状况具有很重要的意义。这种环境监测主要是对环境液体中的微生物进行检测，尤其是水体的质量。例如：用大肠菌群的数量作为水体质量的指标，利用鼠伤寒沙门氏杆菌的组氨酸缺陷变株的回复突变（即“艾姆氏试验法”）检测水体的污染状况以及食品、饮料、药物中是否含有致癌变、致畸变、致突变毒物等。 但是，在现有的环境监测过程中，对环境中微生物检测采取的是现场采样、实验室培养、实验室鉴定分析的方法，存在检测时间长、成本高、效率低等问题，而且由于没有及时检测样品，中途发生的变化以及样品传输过程中的污染都会影响到检测结果的客观性。因此，开发出快速检测环境中微生物的方法以及仪器显得尤为重要。 现有的高精密拉曼光谱传感系统主要采用显微镜、激光系统、单色系统、检测系统等部分组成，结构复杂，设备庞大，不利于现场检测。手持式拉曼光谱仪精度不高，稳定性不够，只能对少量表面无污染的固体大分子材料进行定性分析，特别是一些能够产生荧光的物质及微生物样品，容易受到背景荧光的严重干扰，无法进行测试。共振拉曼光谱虽然能够提高拉曼光谱灵敏度，但是仅能在少数分子和特定波长的激光上具有相匹配的电子吸收能级，也容易干扰特征物的拉曼光谱。此外，现有的拉曼光谱仪都是将激光发射模块与接收模块做成一体式，也就是激光发射通道与接收通道共同，这样容易造成干扰。因此，对于
打印机传感器造成的故障与检测 随着现代办公自动化程度的提高，打印机已经成为一个不可缺少的角色，并且智能化程度也越来越高。其实，之所以能够实现打印智能化，一方面靠的是主控芯片，另一方面分布打印机各个重要部位的传感器也起到至关重要的作用，这些传感器负责向打印机及电脑反馈当前打印机的工作状态及错误信息，从而保证了打印机的正常工作。 传感器作为打印机的一个重要部件，由于它所配合的机构需要频繁地动作，加之打印机工作时产生的振动、不规范的操作、灰尘和打印过程中产生碎屑等的影响，常常会导致打印机内部传感器失效，使之不能正常传感打印机当前的工作状态，造成打印异常。 下面我们就以hp3748打印机为例，来给大家讲解一下打印机内部各种传感器的作用及其常见故障现象。 “工欲善其事，必先利其器”，先准备好工具：一把小内六角扳手，梅花口螺丝刀(图1)。准备好后就可以正式开工了！Let's Go! 图1一、门限传感器 门限传感器（图2）说通俗点就是一个弹簧开关，其作用是检查打印机上盖的开合状态。当打印机上盖关闭时，上盖的重量就会通过一根传动杆迫使传感器开关闭合，打印机进入正常工作状态。上盖打开时，在弹簧弹力作用下，传感器开关断开，同时其状态也被发送给打印机，打印机接收到信息后驱动喷头电机，
使之移动到更换墨盒的位置。因为这个传感器属于机械传感器，自身有一定的寿命，所以频繁地开合上盖，可能会导致传感器出现开路而损坏，从而使喷头始终处于墨盒更换位置，电源灯闪烁，电脑提示打印机上盖未关闭，引发打印机不能正常工作。如果传感器出现短路故障的话，虽然打印机能正常工作，但是我们打开上盖想更换墨盒时，喷头就不会移动，导致无法更换墨盒。
PLC与传感器连接方案选型参考 传感器模拟信号数据采集与PLC系统匹配方案选型 概述 在工业现场中，压力、位移、温度、流量、转速等各类模拟量传感器因设计使用的技术方法不同。传感器工作配电的方式主要分为两线制和四线制，其输出的模拟信号也各有差异，而常见的有0-20mA/4-20mA电流信号和0-75mV/0-5V/1-5V电压信号。要把各类传感器模拟信号成功采集到PLC/DCS/FCS/MCU/FA/PC系统，就要根据传感器与数据采集系统的功能和技术特点进行匹配选型，同时也要考虑到工业现场传感器与PLC等数据采集系统的供电差异及各种EMC干扰的影响，通常把传感器输出的模拟信号隔离、放大、转换后送到PLC等数据采集系统。PLC通过信号线采集传感器的模拟或数字信号，然后进行处理，如果传感器是模拟输出，PLC就要接模拟输入接口，如果传感器是数字信号输出，PLC就要接数字输入接口。 开关量传感器就是一个无触点的开关 ，开关量传感器可作为PLC的开关量输入信号。一般 用于开关量控制的设备，机床，机器等。模拟量传感器是把不同的物理量(如 压力、流量、温度) 转换成模拟量(4-20MA的电流或1-5V的电压)。模拟量传感器作为PLC的模拟量输入模块的输入信 号。一般用于过程控制。 数字传感器是指将传统的模拟式传感器经过加装或改造A/D转换模块， 使之输出信号为数字量(或数字编码)的传感器，主要包括：放大器、A/D转换器、微处理器（CPU）、 存储器、通讯接口电路等。 常用的模拟量传感器分为两线制和四线制，两线制和四线制都只有两根信号线，它们之间的 主要区别在于：两线制的两根信号线既要给传感器或者变送器供电，又要提供电流电压信号；而四 线制的两根信号线只提供电流信号。因此，通常提供两线制电流电压信号的传感器或者变送器是无 源的；而提供四线制电流信号的传感器或者变送器是有源的。因此，当PLC等数据采集系统的模板 输入通道设定为连接四线制传感器时，PLC只从模板通道的端子上采集模拟信号，而当PLC等数据 采集系统的模板输入通道设定为连接二线制传感器时，PLC的模拟输入模板的通道上还要向外输出 一个直流24V的电源，以驱动两线制传感器工作。 4-20mA和电工标准有关,4-20mA信号制 是国际电工委员会(IEC)过程控制系统用模拟信号标准。我国从DDZ-Ⅲ型电动仪表开始采用这一国 际标准信号制，仪表传输信号采用4-20mA,联络信号采用1-5VDC,即采用电流传输、电压接收的信 号系统。因为信号起点电流为4mA,为变送器提供了静态工作电流，同时仪表电气零点为4mA，不与 机械零点重合，这种活零点有利于识别断电和断线等故障。 IC封装和标准DIN 35导轨安装的产品图片展示
基于系统集成技术的节点类型和特点 在节点的功能设计和实现方面，目前常用的节点均为采用分立元器件的系统集成技术。已出现的多种节点的设计和平台套件，在体系结构上有相似性，主要区别在于采用了不同的微处理器，如AVR系列和MSP430系列等；或者采用了不同的射频芯片或通信协议，比如采用自定义协议、802.11协议、ZigBee[1]协议、蓝牙协议以及UWB通信方式等。典型的节点包括Berkeley Motes [2，3], Sensoria WINS[4], MIT μAMPs [5], Intel iMote [6], Intel XScale nodes [7], CSRIO研究室的CSRIO节点[8]、Tmote [9]、ShockFish公司的TinyNode[10]、耶鲁大学的XYZ节点[11] 、smart-its BTNodes[12]等。国内也出现诸多研究开发平台套件，包括中科院计算所的EASI系列[13-14]，中科院软件所、清华大学、中科大、哈工大、大连海事大学等单位也都已经开发出了节点平台支持网络研究和应用开发。 这些由不同公司以及研究机构研制的无线节点在硬件结构上基本相同，包括处理器单元、存储器单元、射频单元，扩展接口单元、传感器以及电源模块。其中，核心部分为处理器模块以及射频通信模块。处理器决定了节点的数据处理能力和运行速度等，射频通信模块决定了节点的工作频率和无线传输距离，它们的选型能在很大程度上影响节点的功能、整体能耗和工作寿命。 目前问世的传感节点（负责通过传感器采集数据的节点）大多使用如下几种处理器：ATMEL公司AVR系列的ATMega128L处理器，TI公司生产的MSP430系列处理器，而汇聚节点（负责会聚数据的节点）则采用了功能强大的ARM处理器、8051内核处理器、ML67Q500x系列或PXA270处理器。这些处理器的性能综合比较见表1。 表1、无线传感器网络节点中采用的处理器性能比较
避雷器在线监测传感器 技术领域 本发明属于防雷器件技术领域，具体是一种避雷器在线监测传感器。 背景技术 现有的避雷器漏电流传感器采用光纤传输数据时，采用电压信号传输的方式，传输的电压信号和漏电流成比例，由于信号幅值不恒定，存在传输距离短、效率低等问题。同时，现有的电子式避雷器漏电流传感器一般采用外供电源方式，外供电源方式当雷电进入时会有被打坏的可能；采用电池供电时，由于电池有一定寿命，需要定时更换。 发明内容 本发明所要解决的技术问题在于提供一种适合光纤传输的，达到一定距离、一定效率、无需外供电源的避雷器漏电流传感器。 为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现： 一种避雷器漏电流传感器，包括全电流回路输入接口IN+/IN-、自取电源电路、漏电流取样电路、精密积分电路、电压比较电路和电光转换器；所述自取电源电路直接和输入接口IN+和IN-相连，串接在全电流回路中，IN+和IN-之间没有电流即避雷器没有漏电流时，不产生电源，有漏电流时，有电源电压；所述漏电流取样电路的取样电阻串接在全电流回路中；所述取样电阻的电流经精密积分电路后作为电压比较电路的一个输入端电压，电压比较电路的电源连接自取电源电路的输出电源；电压比较器的输出端经过驱动电路连接光电转换器的输入端。 是所述自取电源电路的核心电路包括串接的精密稳压管Q1和Q2；Q2的阴极通过电阻连接IN+，Q1的阳极连接IN-，取样电阻串接在Q1的阳极连接IN-之间；Q2的阴极端为自取电源电路的输出电源端。 所述精密积分电路包括精密电阻R3、精密可调电阻R4、比较器和电容C5；所述R3和R4并联后连接在比较器的反相输入端与IN-之间；比较器的同相输入端连接在Q1阳极端；C5连接在比较器的反相输入端与输出端之间。 所述电压比较电路包括运算放大器U1B，U1B的反相输入端连接在Q2的阳极端，U1B的同相输入端连接比较器的输出端，U1B的输出端即为电压比较电路的输出端。 所述光电转换器是发光二级管LED；驱动电路是NMOS管Q3，Q3的栅极G连接电压比较电路的输出端，漏极D连接LED的阴极端，源极S连接Q1阳极端；LED的阳极端连接比较器的输出端。 LED两端并接一个电感L1和二极管D3；D3的阳极端与LED的阴极端连接，D3的阴极端与LED的阳极端连接。
煤矿监控常用传感器设计 第一节 GJ40A型甲烷传感器 一、产品用途 GJ40A型甲烷传感器能用于煤矿井下或其他有甲烷气体的场所，监测环境甲烷浓度，并连续自动地将甲烷浓度值转换成标准电信号传送给关联设备。该传感器可与国内各类型监测系统及断电仪、风电瓦斯闭锁装置等配套，适宜在煤矿采掘工作面、机电硐室，回风巷道等地点固定使用。传感器结构设计充分考虑了恶劣的环境条件,在结构强度和防水性能方面都采取了有效的措施，同时还特别加大了接口连接器的尺寸，保证传感器能稳定可靠地工作。 二、技术特征 1、适用条件 环境温度：0℃～40℃ 相对湿度：≤98% 大气压力：80kPa～110kPa(相对海拔高度-1000m～1500m) 风速：0m/s～8m/s 矿井环境中H2S气体小于6×10-6 2、主要技术指标： 测量范围：0.00%CH4～40.0%CH4 基本测量误差: 0.00%CH4～1.00%CH4≤±0.10%CH4 1.00%CH4～ 2.00%CH4≤±0.20%CH4 2.00%CH4～4.00%CH4≤±0.30%CH4 4.00%CH4～10.0%CH4 ≤±1.00%CH4 10.00%CH4～40.00%CH4 ≤±10.0%(相对误差) 显示方式：四位红色数码管显示 第一位：功能显示; 1-热催化调零 2-调热催化灵敏度 3-热导调零 4-调热导灵敏度
5-调报警点 6-调断电点 7-调复电点 8-自检 后三位：测量数值显示;(％CH4) 信号输出：低浓度段200Hz～1000Hz 线性对应0%CH4～4.00%CH4 高浓度段1200Hz～2000Hz线性对应4.00%CH4～40.0%CH4 信号有效带负载能力：0Ω～500Ω 报警方式：二级间歇式声光报警 声强≥85dB 光强：能见度>20m 采样方式：扩散式 元件检测反应速度：≤30S 热催化元件寿命：一年以上 整机工作电压：8V.DC～24V.DC 整机工作电流：≤100mA（18V.DC） 防爆等级：ExibdⅠ矿用本质安全兼隔爆型 三、工作原理 该传感器以多功能超低功耗单片机MSP430为中央处理单元,由放大电路、数字显示、声光报警、信号输出等单元电路组成，框图如下： 图 1. 传感器电路原理框图 传感器电路采用单片机设计，能就地检测显示甲烷浓度值，同时输出频率信号(电流信号、485通讯)，供远程采集；能遥控调校零点和灵敏度，并具备故障自检功能，给使用和
1 系统结构概述 本文设计的WSN硬件平台，由若干传感器节点，具有无线接收功能的汇聚节点，以及一台PC机组成。 根据无线传感器网络的应用需求以及功能要求，节点的设计主要包括如下几个基本部分：传感器单元、处理器单元、A/D单元、射频单元、供电单元以及扩展接口单元。节点的硬件体系结构框架如图1-1 所示。 图1-1 传感器单元负责对所关心的物理量进行测量并采集数据，提供给处理器单元进行处理；处理器单元负责数据处理及控制整个节点的正常工作；射频天线单元负责与其他节点进行无线通信，交换控制信息和相关数据；供电单元负责为节点提供运行所需的能量；扩展接口可以实现节点平台的功能拓展，以适应不同的应用需求。 2 节点核心模块设计： 2-1电源模块设计： 电源是设计中的关键部分，电源稳定工作是整个节点正常工作的保证，设计合理的电源电路至关重要。节点包含模拟器件和数字器件，模拟器件的抗干扰能力较差，且数字器件常常为模拟器件的噪声源，故为了 图2-1-1 提高电路的抗干扰能力，模拟器件接模拟地并采用数字地与模拟地单点共地。电源可选用电池或干电池，电源芯片可选用XC6209、XC6221系列的LDO电源芯片，分别提供3.3V和1.8V的数字与模拟电压，电路如图2-1-1所示。 2-2传感器 模块设计： 温度传感器设 计：本设计采用 LM75DM-33R2串行 可编程温度传感 器，这种传感器在 环境温度超出用户 变成设置时通知主 控制器。滞后也是 可以编程解决。它 采用2线总线方式，允许读入当前温度，并可配置器件。它是数字型温度传感器，直接从
寄存器读出温度参数，并可实现编程设置INT/CMPTR输出极性。 图2-2-1是其功能图，因为设计中只是简单的监测环境的温度，故只需一片 LM75，所以地址线A0、A1、A2置地，INT/CMPTR悬空，设计的接口电路如图2-2-2所示。 图2-2-1 图2-2-2 因为cc2431本身带有A/D模块，也可采用温度传感器AD590测量温度，其接口电路如图2-2-3。
传感器技术在交通检测中的应用 传感器技术在交通检测领域的应用交通信息是城市交通规划和交通管理的重要基础信息，通过全面、丰富、实时的交通信息不但可以把握城市道路交通的发展现状，而且可以对未来发展进行预测。因此，交通信息采集与处理技术无论对城市的规划、路网建设、交通管理，还是对未来智能交通系统功能的实现都非常重要。 动态交通信息采集系统的目标是全面、自动、连续地从路网上获得不同地点和路段上的交通流信息。而要实现这一目标，就离不开信息传感器。 一、传感器的涵义及组成国家标准（GB7665—1987）对传感器下的定义是：能感受到规定的被测量的量，并依据一定的规律转换成可用于输出信号的器件或装置。在现代科学技术的发展过程中，非电量（例如压力、力矩、应变、位移、速度、流量、液位等）的测量技术（传感技术）已经成为各领域的重要组成部分，但传感技术最主要的应用领域是自动检测和自动控制，它将诸如温度、压力、流量等非电量变化为电量，然后通过电的方法进行测量和控制。因此，传感器是一种获得信息的手段，它获得的信息正确与否，关系到整个测量系统的精度。传感器一般是利用物理、化学、生物等学科的某些反应或原理，按照一定的制造工艺研制出来的。因此，传感器的组成将随不同的情况而有较大
差异。但是，总的来说，传感器是由敏感元件、传感元件、信号调节与转换电路和辅助电路组成。敏感元件是直接感受非电量，并按一定规律转换成与被测量有确定关系的其他量（一般仍为非电量）的元件。传感元件又称变换器，一般情况下，它不直接感受被测量，而是将敏感元件输出的量转换成为电量输出。这种划分并无严格的界限，并不是所有的传感器都必须包含敏感元件和传感元件。如果敏感元件直接输出的是电量，它同时兼作为传感元件。信号调节与转换电路一般是指把传感元件输出的电信号转换成为便于显示、记录、处理和控制的有用信号的电路。辅助电路通常包括电源，有些传感器系统采用电池供电。 二、交通检测中常见的传感器技术 1、红外线传感器红外传感器是波束检测装置的一种，有主动和被动两种形式。主动式发射器和接收器分别为半导体激光器和光电二极管，将两者对中，水平安装在车道旁边。无车通过时，接收器接收细束线状红外光，有信号输出；车辆通过时，遮断光束，接收器无输出，通-断转换是对车辆的检测信号。新型主动反射式红外检测器的原理为：在相同的红外光辐射下，反射物的大小、材料和结构不同，反射能量就不一样。 被动式红外检测没有发射器，只有接收器。接收器感受路面和车辆以红外波长为主的辐射能量。路面和车体的材料温度和表面光洁度都不一样，它们的辐射能量也必然不相等。现代红外测温的分辨率已达到0、1%℃，因此区分道路和车辆己不存在困难。
机器人的位置检测传感器 测量可变位置和角度，即测量机器人关节线位移和角位移的传感器是机器人位置反馈控制中必不可少的元件。常用的有电位器、旋转变压器、编码器等。其中编码器既可以检测直线位移，又可以检测角位移。下面是几种常用的位置检测传感器。1、光电开关2、编码器3、旋转变压器。二、机器人速度、角速度传感器：1、编码器对任意给定的角位移，编码器将产生确定数量的脉冲信号，通过统计指定时间（dt）内脉冲信号的数量，就能计算出相应的角速度。dt越短，得到的速度值就越准确，越接近实际的瞬时速度。但是，如果编码器的转动很缓慢，则测出的速度可能不准。通过对控制器的编程，将指定时间内脉冲信号的个数转化为速度信息就可以计算出速度。2、测速发电机测速发电机是一种把输入的转速信号转换成输出的电压信号的机电式信号元件，它可以作为测速、校正和解算元件，广泛应用于机器人的关节测速中。3、位置信号微分如果位置信号中噪音较小，那么对他进行微分来求取速度信号不仅可行，而且很简单。为此，位置信号应尽可能连续，以免在速度信号中产生大的脉动。所以，建议使用薄膜式电位器测量位置，因为绕线式电位器的输出时分段的，不适合微分。然而，信号的微分总是会有噪音的，应该仔细处理。三、机器人接触觉传感器：机器人接触觉传感器是用来判断机器人是否接触物体的测量传感器。传感器输出信号常为0或1,最经济适用的形式是各种微动开关。常用的微动开
关由滑柱、弹簧、基板和引线构成，具有性能可靠、成本低、使用方便等特点。接触觉传感器不仅可以判断是否接触物体，而且还可以大致判断物体的形状。一般传感器装在末端的执行器上，除了微动开关外，接触觉传感器还采用碳素纤维及聚氨基甲酸脂为基本材料构成触觉传感器。机器人与物体接触，通过碳素纤维与金属针之间建立导通电路，与微动开关相比，碳素纤维具有更高触电安装密度、更好的柔性、可以安装在机器手的曲面手掌上。四、机器人接近觉传感器、机器人接近觉传感器能感知相距几毫米到几时厘米内对象物或障碍物的距离、对象物的便面性质等的传感器，其目的是在接触对象前得到必要的信息，以便后续动作。接近觉传感器有许多不同的类型，如电磁式、涡流式、霍尔效应式、光学式、超声波式、电感式和电容式等等。五、机器人姿态传感器：姿态传感器是用来检测机器人与地面相对关系的传感器，当机器人被限制在工厂的地面时，没有必要安装这种传感器，如大部分工业机器人。但当机器人脱离了这个限制，并且能够自由的移动，如移动机器人，安装姿态传感器就成必要了。典型的姿态传感器是陀螺仪，他利用高速旋转物体（转子）经常保持一定姿态的性质。转子通过一个支撑它的，被称为万向接头的自由支持机构，安装在机器人上。机器人围绕着输入轴仅转过一个角度。在速率陀螺仪中，加装了弹簧。卸掉这个弹簧后的陀螺仪成为速率积分陀螺仪，此时输出轴以角速度旋转，且此角速度与围绕输入轴的转角速度成正比。姿态传感器设置在机器人的躯干部分，它用来检测移动中的躯干部分，它用来你
液位检测光纤传感器系 统设计 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
北京化工大学 检测技术及仪器 题目：液位检测光纤传感器系统设计 专业：测控技术与仪器 班级：测控1303 姓名：孙应贵 学号： 1检测系统构成 光纤液位传感器的结构如图所示传感器的主要组成部分有：双膜盒光纤位移探头和防水支撑结构。双膜盒是水压变化的敏感组件膜盒中央为光滑平面近似反射平面，为提高反射光强度可以在膜盒中央粘贴一个小反射镜水压变化时双膜盒的1个膜片均发生形变 : 状态。在实验装置中，光纤采用多光束光纤。光纤分布呈半圆状、投射光纤输出端和接受光纤接收端纤芯直径为1mm膜盒内部为低真空状态。测量时调整探头位置，将探头
位置设置在输出特性曲线中较为灵敏的位置上。当水面升高引起压力增加时，膜盒压缩、间隔增大,若压力减小时，膜盒膨胀，间隔减小。 光纤液位传感器的系统框如图3所示。主要包括：光纤位移探头、双膜盒检测器、 LED的光功率进行控制. 由脉冲发生模块产生较为稳定的脉冲信号通过比较放大模块和激光管驱动电路驱动 LD背向光检测器接收的光功率并将其转化为电信号。此信号通过调理电路处理后送到比较放大模块，与脉冲信号进行比较放大，并再次送入激光管驱动电路，完成对LD 光功率的稳定控制，使LD的光功率在一个很小的范围内波动。 激光器的驱动电路采用射极偏置电路。它是交流放大电路中最常见的一种基本电路。电路设计如图5所示。 信号调理电路 信号调理电路包括光电流的ＩＶ及前置放大电路（图７）．带通滤波电路真值转换电路和后置放大电路．从出射光纤接受的信号中含有背景光噪声．经过前置放大后，需要从其中得到可用信号．所以在前置放大后需要带通滤波电路将其中有用信号提取出来．考虑到前置放大器工作的稳定性，放大器的电流电压转换系数不宜太大．在光信号较弱的情况下，前置输出的信号较小．因此，调理电路中的带通滤波器采用带增益的有源滤波器．如图８所示．
无线传感器网络的特点 大规模网络 为了获取精确信息，在监测区域通常部署大量传感器节点，传感器节点数量可能达到成千上万，甚至更多。传感器网络的大规模性包括两方面的含义：一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内，如在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测，需要部署大量的传感器节点；另一方面，传感器节点部署很密集，在一个面积不是很大的空间内，密集部署了大量的传感器节点。 传感器网络的大规模性具有如下优点：通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比；通过分布式处理大量的采集信息能够提高监测的精确度，降低对单个节点传感器的精度要求；大量冗余节点的存在，使得系统具有很强的容错性能；大量节点能够增大覆盖的监测区域，减少洞穴或者盲区。 自组织网络在 传感器网络应用中，通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方。传感器节点的位置不能预先精确设定，节点之间的相互邻居关系预先也不知道，如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的原始森林中，或随意放置到人不可到达或危险的区域。这样就要求传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。在传
感器网络使用过程中，部分传感器节点由于能量耗尽或环境因素造成失效，也有一些节点为了弥补失效节点、增加监测精度而补充到网络中，这样在传感器网络中的节点个数就动态地增加或减少，从而使网络的拓扑结构随之动态地变化。传感器网络的自组织性要能够适应这种网络拓扑结构的动态变化。动态性网络传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变：①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点出现故障或失效；②环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化，甚至时断时通；③传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性；④新节点的加入。这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化，具有动态的系统可重构性。 可靠的网络 传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域，传感器节点可能工作在露天环境中，遭受太阳的暴晒或风吹雨淋，甚至遭到无关人员或动物的破坏。传感器节点往往采用随机部署，如通过飞机撒播或发射炮弹到指定区域进行部署。这些都要求传感器节点非常坚固，不易损坏，适应各种恶劣环境条件。由于监测区域环境的限制以及传感器节点数目巨大，不可能人工“照顾每个传感器节点，网络的维护十分困难甚至不可维护。传感器网络的通信保密性和安全性也十分重要，要防止监测数据被盗取和获取伪造的监测信息。因此，传感器网络的软硬件必须具有鲁棒性和容错性。 应用相关的网络
磁通量传感器索力监测系统 设计使用指南 柳州欧维姆结构检测技术有限公司
目录 前言 (3) 1. 磁通量传感器原理 (4) 2. 磁量传感器的技术特点 (4) 3. 主要技术指标 (5) 4. 磁通量传感器的应用 (5) 5、磁通量传感器索力监测系统 (8) 6. 索力监测系统的配置 (10) 7. 传感器选型与安装 (12) 8. 磁通量传感器监测系统建立过程及注意事项 (14) 9. 主要工程业绩 (15)
前言 拉索是缆索支承型桥梁的核心构件之一，素有“生命线”之称，其服役状况直接关系到桥梁的安全运营与使用寿命。因此，对桥梁拉索进行安全监测，及时了解拉索和桥梁的服役状态是十分必要的。拉索的安全监测，主要是通过监测拉索的索力，来判断其使用状况，评定其安全性。一方面，一根拉索的损伤变化会在其本身的索力变化和相邻索力的变化上表现出来，在外部则表现为主梁挠度发生变化；另一方面，主梁或塔的损伤变化也会引起索力的变化。通过对索力的监测，不仅能为总体评价其技术状况提供依据，同时也可以在一定程度上发现拉索锚固系统、防护系统是否完好，也可以更好地理解桥梁结构机理，验证设计理论从而指导设计。 索力监测所应用的传感器技术主要有：振动频率法、压力传感器（振弦式、应变片、液压式、光纤光栅）、磁通量传感器（EM sensor）等。各种索力测量方法，各有其特点，振动频率法是通过建立拉索的简化模型，实测拉索的振动频率，经过计算间接得出索力，因为受减震器、拉索实际长度、外护套等影响，其测量精度比较差。压力型传感器是比较传统的传感器技术，需要串接在受力结构中，将传递到传感器上面的力直接测量出来，短期精度高、动态性好，但由于受荷载长期作用、材料徐变、形变传递失真等方面的影响，耐久性和长期精度很难保证，在受力状态下无法重新校准，无法更换，因此压力型的传感器用于长期监测有一定的局限性，只能在桥梁建设或换索时预装。 针对传统的传感器技术的局限，磁通量传感器（EM Sensor）较好地解决了这些问题： 1、通过非接触式测量解决传感器受力疲劳影响寿命问题； 2、用模拟标定来实现运营状态的数据校准； 3、可以设计成哈弗式传感器，直接在已受力的拉索上制作及安装，实现运 营中桥梁拉索的索力监测。 4、可以实现体内预应力（有粘结）多截面应力监测。
习题一概论p16 1.测试系统一般是怎样构成的？ ①传感器将被测物理量转换成以电量为主要形式的电信号； ②信号变换部分是对传感器所送出的信号进行加工； ③显示与记录部分将所测信号变为一种能为人们所理解的形式，以供人们观测和分析。 2.什么是测量误差？测量误差有几种表示方法？ 测量误差：人们在进行各种实际测量时，尽管被测量在理论上存在真值，但由于客观实验条件的限制，被测量的真值实际上是测不到的，因而测量结果只能是真值的近似值，这就不可避免地存在着测量误差。 测量误差有：绝对误差、相对误差、引用误差。 3.测量误差按出现规律可分为几种？它们与准确度与精密度有什么关系？ ①按出现规律可分为：系统误差、随机误差、粗大误差 ②准确度表示测量结果中系统误差的大小。系统误差越小，准确度越高，即真一民实际 值符合的程度越高。 精密度表示测量结果中随机误差大小的程度。随机误差越小，测量值越集中，表示精密度越高。 精确度是测量结果系统误差与随机误差的综合。表示测量结果与真值的一致程度。精确度用来反映系统误差和随机误差的综合影响。精确度越高，表示正确度和精密度越高，意味着系统误差和随机误差都小。 4.产生系统误差的常见原因有哪些？常用的减小系统误差的方法有哪些？ ①产生系统误差的主要原因： ●仪器的制造、安装或使用方法不正确； ●环境因素影响（温度、湿度、电源等）； ●测量原理中使用近似计算公式；
●测量人员不良读数习惯 ②减小系统误差的方法： ●发现判断：实验对比、残余误差观察、准则检测 ●减少消除：修正、特殊测量法（替代、差值、误差补偿、对称观察） 5.传感器有哪些几部分组成？ 敏感元件、转换元件、转换电路 6.按传感器的工作机理、能量转换方式、输入量及测量原理四种方法，传感器分别是如何分 类的？ ①按工作机理分： ●电参数式传感器（如电阻式、电感式和电容式）； ●压电式传感器； ●光电式传感器； ●热电式传感器。 ②按能量转换方式分： ●能量控制型传感器（如电阻、电感、电容式） ●能量转换型传感器（如基于压电效应、热电效应传感器） ③按输入量分： 力传感器、位移传感器、温度传感器 ④按测量原理分： ●电路参量式传感器（包括电阻式、电感式、电容式） ●电动势式传感器（包括磁电感应式、霍尔式、压电式） ●光电式传感器（包括一般光电式、光栅式、激光式、光电码盘式、光导纤维式） ●半导体式传感器 习题二温度检测p35 7.温度检测主要有哪几种方法及它们是怎样分类的？ 温度检测方法分为：接触测量法，非接触测量法。 接触式包括：热膨胀式（如水银、双金属、液体或气体压力）； 热电偶； 热电阻（铂电阻、铜电阻、半导体热敏电阻）。
自动化监测系统 SL3-1型降水传感器 技术指标 （1）测量范围： 0～1000 mm （2）测量准确度：±1 mm （3）电源电压： DC 15V （4）传感器尺寸：φ210×520 mm （7）传感器材料：不锈钢 （8）使用环境温度：0 ～ 60 ℃ YZY4-3型温盐传感器 技术指标 1．测量范围和准确度： 温度：0℃～ 40℃±0.5℃ 盐度： 8 ～ 36 ±0.5 2．电源电压：12V DC 工作电流：≤60 mA 3.传感器壳体材料: ABS和聚甲醛塑料。 4.传感器尺寸和重量： 尺寸：Φ56 X 330mm 重量： 1.7Kg（空气中） 5.使用水深：≤50m 6.信号输出： RS232接口 7.数据格式[[[[SST￤WT=±XX.XX￤SL=XX.XX]]]] WT—温度数据 SL—盐度数据 8.传输速率:9600 9.工作方式: 上位机向传感器供电后10秒, 传感器向上位 机连续传输数据,每秒一组,断电停止传输。 10.信号电缆：五芯水密电缆线 1号线—12V DC 2号线—GND 3号线—TXD 4号线—RXD 5号线—GND
YZY5-1型温湿度传感器 技术指标 （1）测量范围和准确度 温度：-50 ~ 50 ℃±0.5 ℃ 相对湿度: 0 ~ 100 %±5 % （2）电源电压：DC 12V （3）电源功耗：20Ma （4）传感器探头部分尺寸：190×150×90 mm 储水盒尺寸：Ф80×100 mm 储水量：70ml （5）电路板尺寸：155×90 mm （6）电路板信号输出： 温度：DC 0 ~ 2 V 相对湿度: DC0 ~ 2 V （7）材料：塑料 （8）使用环境温度：0 ~ 60 ℃ 手机模块 型号：ETPROⅢ GSM MODEM 供电：5V/700MA DC 接口：RS232、 485及TTL电平 状态：状态指示灯使您便于了解模块工作状态 命令：标准的AT命令界面，方便程序设计 (0 360)° 10° 0.5 ℃ (0 100) (850 1050)hPa (0 360)° 10°（主波向）
第一章 1．什么是传感器？它由哪几个部分组成？分别起到什么作用？ 解：传感器是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置，能完成检测任务；传感器由敏感元件，转换元件，转换电路组成。敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量；转换元件把敏感元件的输出作为它的输入，转换成电路参量；上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出。2．传感器技术的发展动向表现在哪几个方面？ 解：（1）开发新的敏感、传感材料：在发现力、热、光、磁、气体等物理量都会使半导体硅材料的性能改变，从而制成力敏、热敏、光敏、磁敏和气敏等敏感元件后，寻找发现具有新原理、新效应的敏感元件和传感元件。 （2）开发研制新型传感器及组成新型测试系统 ①MEMS技术要求研制微型传感器。如用于微型侦察机的CCD传感器、用于管道爬壁机器人的力敏、视觉传感器。 ②研制仿生传感器 ③研制海洋探测用传感器 ④研制成分分析用传感器 ⑤研制微弱信号检测传感器 （3）研究新一代的智能化传感器及测试系统：如电子血压计，智能水、电、煤气、热量表。它们的特点是传感器与微型计算机有机结合，构成智能传感器。系统功能最大程度地用软件实现。 （4）传感器发展集成化：固体功能材料的进一步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化开辟了广阔的前景。 （5）多功能与多参数传感器的研究：如同时检测压力、温度和液位的传感器已逐步走向市场。 3．传感器的性能参数反映了传感器的什么关系？静态参数有哪些？各种参数代表什么意义？动态参数有那些？应如何选择？ 解：在生产过程和科学实验中，要对各种各样的参数进行检测和控制，就要求传感器能感受被测非电量的变化并将其不失真地变换成相应的电量，这取决于传感器的基本特性，即输出—输入特性。衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度，迟滞和重复性等。 1）传感器的线性度是指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度； 2）传感器的灵敏度S是指传感器的输出量增量Δy与引起输出量增量Δy的输入量增量Δx 的比值； 3）传感器的迟滞是指传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程期间其输出-输入特性曲线不重合的现象；
复习 题型：共计38～39题，计算题较少，原理题很多 （1）选择题15’ （2）填空题10’ （3）名词解释3’x5 （4）作图题10’x1 （5）问答题20’x1（根据原理应用自主进行选择作答） 第1章 1.P3 图1.1无线网络的分类 2.无线传感器的定义P3 无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户。 无线传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户； 无线传感器网络的基本功能：协作式的感知、采集、处理和发布感知信息。
3.P4 图1.2现代信息技术与无线传感器网络之间的关系 无线传感器网络三个功能：数据采集、处理和传输； 对应的现代信息科技的三大基础技术：传感器技术、计算机技术和通信技术；对应的构成了信息系统的“感管”、“大脑”和“神经”。 4.P5P6 ★图1.3无线传感器网络的宏观架构 传感器网络网关原理是什么？
无线传感器通常包括传感器节点（sensor node），汇聚节点（sink node）和管理节点（manager node）。汇聚节点有时也称网关节点、信宿节点。 传感器节点见后2要点介绍。 Sink node：网关节点通过无线方式接收各传感器节点的数据并以互联网、移动通信网等有线的或无线的方式将数据传送给最终用户计算机。网关汇聚节点只需要具有处理器模块和射频模块、通过无线方式接收探测终端发送来的数据信息，再传输给有线网络的PC或服务器。汇聚节点通常具有较强的处理能力、存储能力和通信能力，它既可以是一个具有足够能量供给和更多内存资源与计算能力的增强型传感器节点，也可以是一个带有无线通信接口的特殊网关设备。汇聚节点连接传感器网络和外部网络。通过协议转换实现管理节点与传感器网络之间的通信，把收集到的数据信息转发到外部网络上，同时发布管理节点提交的任务。 5.传感器网络节点的组成P5 图1.4传感器网络节点的功能模块组成 传感器网络节点由哪些模块组成？－－－作图、简答 传感器模块负责探测目标的物理特征和现象，计算机模块负责处理数据和系统管理，存储模块负责存放程序和数据，通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发布和接受，电源模块负责节点供电，节点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。 6.传感器网络的协议分层P5 1.5传感器网络的协议分层 每一层的作用是什么？－－－作图、简单
监测传感器调校制度(最新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0234
监测传感器调校制度(最新版) 一、监测传感器的调校工作应由专业监测维修人员担任。 二、调校人员应了解、掌握设备性能和传感器的调校程序，在调校过程中按各传感器的调校步骤逐一进行调校。 三、监测传感器敏感元件在使用中其输出信号会逐渐衰减，致使测量精度下降，各种不同类型的传感器调校周期必须严格按照有关规定进行。 四、甲烷传感器、一氧化碳传感器的调校，应使用相应的标准气样和空气样，按产品使用说明书的要求进行调校，并佩带与其相适应的流量计等器具；温度传感器、风速传感器调校应使用相应器具，按产品使用说明书的要求进行调校。 五、调校前，调校人员应用毛刷将传感器探头进行清扫，保持
传感器清洁，以免影响调校数据。 六、在调校过程中，调校值如超过允许误差，应使用万用表对电位器进行调校，合格后在通入标气进行二次调校合格为止，但不得改变电器元件的电器参数。 七、传感器调校失效时，应立即更换，并升井检修。 八、在调校过程中，应有使用单位的电工配合整个调校过程，调校合格后，调校人员通知有关人员后，使用单位的电工方可按规定对电气设备复电。 九、调校前后应与地面中心站保持联系，并校对中心站系统与现场的数据是否一致，保证系统的传输数据的准确性。 十、调校中应及时记录调校中有关数据，调校人员必须如实填写记录表并签字。 XXX图文设计 本文档文字均可以自由修改