智能化感烟式火灾探测器设计
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中华人民共和国国家标准火灾自动报警系统设计规范Code for design of automatic fire alarm systemGB 50116-2013主编部门:中华人民共和国公安部批准部门:中华人民共和国住房和城乡建设部施行日期:2014年5月1日中华人民共和国住房和城乡建设部公告第149号住房城乡建设部关于发布国家标准《火灾自动报警系统设计规范》的公告现批准《火灾自动报警系统设计规范》为国家标准,编号为GB 50116-2013,自2014年5月1日起实施。
其中,第3.1.6、3.1.7、3.4.1、3.4.4、3.4.6、4.1.1、4.1.3、4.1.4、4.1.6、4.8.1、4.8.4、4.8.5、4.8.7、4.8.12、6.5.2、6.7.1、6.7.5、6.8.2、6.8.3、10.1.1、11.2.2、11.2.5、12.1.11、12.2.3条为强制性条文,必须严格执行。
原《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116-98同时废止。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部2013年9月6日前言本规范是根据原建设部《关于印发<2006年工程建设标准规范制订、修订计划(第一批)>的通知》(建标[2006]77号)的要求,由公安部沈阳消防研究所会同有关单位对原国家标准《火灾自动报警系统设计规范》GB 50116-98进行全面修订的基础上编制而成。
本规范在修订过程中,修订组遵循国家有关法律、法规和技术标准,进行了广泛深入的调查研究,认真总结了火灾事故教训和我国火灾自动报警系统工程的实践经验,参考了国内外相关标准规范,吸取了先进的科研成果,广泛征求了设计、监理、施工、产品制造、消防监督等各有关单位的意见,最后经审查定稿。
本规范共分12章和7个附录。
主要内容包括:总则、术语、基本规定、消防联动控制设计、火灾探测器的选择、系统设备的设置、住宅建筑火灾自动报警系统、可燃气体探测报警系统、电气火灾监控系统、系统供电、布线、典型场所的火灾自动报警系统等。
《火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013》解读--吸气式感烟火灾探测器部分在经过了多年的深思熟虑和不断修改之后,正式版《火灾自动报警系统设计规范GB50116-2013》终于在万众期盼中发布了。
根据近几年来市场对于火灾报警的需求和火灾报警技术的不断进步,新版的火灾自动报警系统设计规范对上一版GB50116-98版做出了较大改动。
GB50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》(以下简称《规范》)在探测器选择方面除了传统的感烟探测器、感温探测器、缆式感温探测器和线型感烟探测器外,针对特定场合还新增了光纤光栅测温系统、火焰探测器、图像型探测器、一氧化碳火灾探测器、吸气式感烟火灾探测器等的选择和相关标准。
其中在某些章节单独列出了吸气式感烟火灾探测器的选择和设计标准,这肯定了目前此类产品在火灾报警领域所起到的作用。
对于特殊场所和具有特殊建筑特点的区域,原先普遍使用的点式烟感早已不能满足火灾探测的需要。
其实早在多年前,吸气式感烟火灾探测器已经开始陆续地运用在一些特殊场所,但是因为缺少相关的法律法规,市场上的产品质量层次不齐,设计时也只能参考国外的一些标准或相近项目。
所以现在新《规范》出台后,不仅为消防/电气设计和应用提出了指导方向,也对整个吸气式感烟火灾探测器领域的规范起到了很好的推进作用。
下面我们就来解析新《规范》中吸气式感烟火灾探测器的相关内容:吸气式感烟火灾探测器的选择下列场所宜选择吸气式感烟火灾探测器(摘自规范第节,22页):1.具有高速气流的场所;解读:如通信机房、计算机房、无尘室等任何通过空气调节作用而保持正压的场所。
在这些场所中,烟雾通常被气流稀释,这给点型感烟探测技术的可靠性带来了困难。
而吸气式感烟火灾探测器由于采用主动的吸气式采样方式,并且系统通常具有很高的灵敏度,加之布管灵活,所以成功地解决了气流对于烟雾探测的影响。
(图1:吸气式感烟火灾探测器的工作原理)2.点型感烟、感温火灾探测器不适宜的大空间、舞台上方、建筑高度超过12m或有特殊要求的场所;解读:如机场航站楼、火车候车大厅、酒店中庭、大型物流中心等场所,空间跨度较大,高度往往超过12m,气流易分层和横向扩散,安装点型感烟、感温火灾探测器完全无法发挥作用。
独立式光电感烟火灾探测报警器独立式光电感烟火灾探测报警器是一种用于探测并报警火灾的安全设备。
本文将详细介绍独立式光电感烟火灾探测报警器的原理、工作方式、应用场景以及优势等方面。
一、原理独立式光电感烟火灾探测报警器采用光电探测的原理进行火灾的探测。
其原理是利用物质燃烧时产生的烟雾颗粒对光的散射特性进行检测。
当有烟雾颗粒进入探测器内部时,烟雾颗粒会散射光线,触发探测器发出警报信号。
二、工作方式独立式光电感烟火灾探测报警器通常由探测器主体、电池、报警器组成。
它是一种独立工作的设备,不需要外部的控制系统或供电系统。
当火灾发生时,独立式光电感烟火灾探测报警器会自动发出响亮的声音和闪烁的警示灯,以提醒人们注意火灾的发生,并及时采取逃生措施。
三、应用场景独立式光电感烟火灾探测报警器适用于各种场景中对火灾进行监测和报警的需求,如家庭、商铺、办公场所、工厂、学校等。
由于其独立工作的特点,它可以被广泛应用于各种不同的场所,为人们的生命财产安全提供有效的保障。
四、优势独立式光电感烟火灾探测报警器相比传统的火灾报警设备具有以下几个显著的优势:1. 独立工作:独立式光电感烟火灾探测报警器不需要外部的控制系统或供电系统支持,可以独立地工作。
这使得它可以灵活地布设在各种场所,满足不同场所的需求。
2. 可靠性高:采用光电感烟探测技术,能够较为精确地检测到火灾的发生。
它对烟雾的敏感度高,能够迅速地响应并发出警报。
3. 易于安装:独立式光电感烟火灾探测报警器的安装非常简单,只需将其固定在合适的位置即可。
无需复杂的布线和调试过程,节省了时间和人力成本。
4. 低功耗:独立式光电感烟火灾探测报警器通常使用电池供电,能够保持较长时间的工作。
在电池电量低时,报警器会发出低电量警报,提醒用户及时更换电池。
5. 多种报警方式:独立式光电感烟火灾探测报警器不仅可以通过声音报警,还可以通过闪烁的警示灯进行报警,提高了火灾发生时的警示效果。
光电感烟火灾探测报警器的应用已经得到了广泛认可,并在许多国家和地区进行了推广。
探讨现代建筑消防系统的智能化设计【摘要】针对现代建筑消防用电设备多、功能复杂的特点,并结合建筑电气中消防设计的重要性,详细介绍了建筑中火灾自动报警及智能化系统的联动设计、消防设备配电的设计,以确保建筑的消防安全。
【关键词】建筑工程;消防设计;自动报警系统1 工程概况某建筑地上1层为机房、商场,2-4层为商场,5-12层为宾馆,电梯机房、风机房设置在屋面。
消防控制中心设在1层,1层设置消防泵2台,喷淋泵2台。
消防设备如表1所示。
1.1 报警输入设计分析1.1.1 探测器的布置设计本建筑1层的配电室、柴油发电机房、水泵房通常选用差定温的温感探测器,机房层高4.5m,每个感温探测器的有效保护面积为30m2,共用探测器45个。
1层的商场面积约3800m2,吊顶标高4.0m,选用光电感烟探测器,每个感烟探测器的有效保护面积为50m2,共用探测器78个。
火灾探测器的安装位置、方向首先要考虑功能需要,探测器至墙壁、梁边的水平距离不应小于0.5m,周围0.5m内不应有遮挡物。
探测器应靠回风口安装,探测器至空调送风口边的水平距离不应小于1.5m。
在宽度小于3m的内走道顶棚上设置探测器时,居中布置。
感温探测器的安装间距不应超过10m;烟感探测器的安装间距不应超过15m。
探测器距端墙的距离不应大于探测器安装间距的一半。
1.1.2 手动报警按钮设计1层共有4个入口,4个楼梯口,共安装8个手动报警按钮,手动报警按钮带电话插口,构成一体化手动报警按钮。
安装在墙上距地面高度为1.3m。
每个防火分区设置一只手动火灾报警按钮。
从防火分区内的任何位置到最邻近的另一个手动火灾报警按钮的步行距离小于30m。
信号线采用rvs双绞线,导线截面≥1.0mm2,直接接到控制器总线上。
1.1.3 消火栓按钮设计消火栓按钮安装在消火栓箱内,1层设有8个消火栓箱,构成8个报警点。
消火栓按钮直接接入控制器总线。
按钮还带有一对输出控制触点,可用来作直接启泵开关。
感烟探测器简介一般的火灾系统分为探测与控制系统,水系统,广播系统。
灭火系统其结构图可以由下面的简图加以说明:其中M代表模块 ,D代表探测器。
目前常用的感烟探测器大致分为离子型和光电型两种。
目录感烟探测器的简介工艺生产,具有灵敏度高、稳定可靠、低功耗、美观耐用、使用方便等特点。
电路和电源可自检,可进行模拟报警测试。
该产品适用于家居、商店、歌舞厅、仓库等场所的火灾报警。
火灾的起火过程一般情况下伴有烟、热、光三种燃烧产物。
在火灾初期,由于温度较低,物质多处于阴燃阶段,所以产生大量烟雾。
烟雾是早期火灾的重要特征之一,感烟式火灾探测器就是利用这种特征而开发的,能够对可见的或不可见的烟雾粒子响应的火灾探测器。
它是将探测部位烟雾浓度的变化转换为电信号实现报警目的一种器件。
感烟探测器分类感烟式火灾探测器分为点型与线型,点型分为离子型感烟和光电型感烟,线型分为激光感烟分离式红外光束感烟。
离子感烟式探测器是点型探测器它是在电离室内含有少量放射性物质,可使电离室内空气成为导体,允许一定电流在两个电极之间的空气中通过,射线使局部空气成电离状态,经电压作用形成离子流,这就给电离室一个有效的导电性。
当烟粒子进入电离化区域时,它们由于与离子相接合而降低了空气的导电性,形成离子移动的减弱。
当导电性低于预定值时,探测器发出警报。
光电感烟探测器也是点型探测器它是利用起火时产生的烟雾能够改变光的传播特性这一基本性质而研制的。
根据烟粒子对光线的吸收和散射作用。
光电感烟探测器又分为遮光型和散光型两种。
根据接入方式和电池供电方式等的不同,又可分为联网型烟感,独立型烟感,无线型烟感。
红外光束感烟探测器是线型探测器它是对警戒范围内某一线状窄条周围烟气参数响应的火灾探测器。
它同前面两种点型感烟探测器的主要区别在于线型感烟探测器将光束发射器和光电接受器分为两个独立的部分,使用时分装相对的两处,中间用光束连接起来。
红外光束感烟探测器又分为对射型和反射型两种。
- 143 -生 产 与 安 全 技 术0 引言目前为止,除了独立式感烟或者感温火灾探测器,常用的火灾自动报警系统基本上都是需要架设线路才可使用,其没有很好的灵活度,智能自动报警功能也没有,而且因其架设线路所以不适用铺设在范围较大的地方。
因此,设计出具有很强的灵活度,并且在维护工作上更加便捷、低成本的无线智能火灾自动报警系统是当前急需要解决的问题。
如今是高新技术发展的时代,无线通信技术已经广泛被应用,无线传感器网络技术也已经应用在各个领域中,这两项无线技术有效的运用在传统的火灾报警系统中,既能够把该系统存在的问题有效的解决,还增加了火灾报警系统的智能性能及灵活性能,无线智能火灾自动报警系统就这样形成了。
这个系统对火灾防护区域可以进行大范围以及各个角度的24小时监控,对火灾信息处理采用的是专门分析方法,并且火灾只要刚发生就能够有报警信号发出,此外还能够对灭火设施进行联动控制,进行预灭火处理。
1 总体设计方案(1)居住区、商业圈、森林保护区等是无线智能火灾自动报警系统通常用到的区域。
通过结点火情信息采集节点间无通信与集中式信息处理,实现对火情的报警功能。
结构可以被分为2层,第一层是总结的内部控制网络,其主要是收集汇总各个节点的火灾信息情况。
第二层是无线通信控制系统,可以智能分析火情的所有信息,并实现节点间无架设线的无线通信。
(2)无线智能火灾报警系统由以下部分组成:终端火灾信息采集装置,主要功能是通过气体火灾探测器或火焰探测器进行感知和收集。
分布式无线通信节点的作用,实现了控制节点与处理器之间无线连接。
集中式中央火情处理器是对各探测节点的信息采用集中转换及数据分析处理。
联动控制装置和PC 端可以发出对应的控制信号。
2 分布式无线通信节点设计2.1 分布式无线通信节点的设计需求无限智能火灾报警系统有着独特的特点,应根据需求选择相应的无线通信技术。
(1)设计需求实时性。
在对区域进行火情监控时,发现起火点,应将火情信息快速传达到系统的每个接收点,使整个系统具备高灵敏度。
目录1 绪论 (1)家用防火防盗报警系统的现状 (1)本文研究的目的和意义 (2)本文研究的内容 (2)2系统总体设计方案 (3)防火防盗报警系统的总体构成 (3)防火防盗报警系统的功能及工作原理 (5)3 智能防火防盗系统的硬件设计 (5)防火探测器的设计 (5)防盗探测器的设计 (7)主控单元电路设计 (9)自动拨号报警电路设计 (9)语音报警电路设计 (10)键盘接口及显示电路设计 (11)4 智能防火防盗系统的软件设计 (11)系统主程序设计 (11)检测报警模块程序设计 (11)拨号模块程序设计 (14)语音模块程序设计 (14)按键模块程序设计 (14)显示模块程序设计 (16)5 结束语 (17)参考文献 (18)致谢 (19)1 绪论随着社会经济的快速发展以及人们生活水平的日益提高,在家庭中液化石油气、管道煤气、天然气进入了大多数家庭,各种家用电器也得到了广泛的使用,人们在享受这些现化设施所带来便利的同时,却也增加了火灾隐患和有害气体中毒等的危险。
与此同时,经济的飞速发展伴随着城市流动人口的急剧增加,给城市的社会治安增加了新的难题,盗窃、入室抢劫等刑事案件也呈现出不断增长的趋势,人们越来越渴望有一个安全舒适的生活空间。
现在一般居民住宅的主要防盗措施仅限于传统的防盗窗、防盗网等机械式家居防卫设备,其虽具有一定的防盗作用,但在实际使用中不仅影响市容的美观,更带来了很多安全隐患。
因此人们迫切需要一种智能型的多功能家庭防火防盗报警系统,使其能可靠进行日常安全防范工作,及时发现各种警情并做出相应处理,以便将警情消灭在萌芽状态,保障居民生命和财产的安全。
但是因经济、技术等原因,目前防火防盗报警系统设计不尽合理的情况比较普遍,在信号检测、信号处理上还存在一定问题,致使一些系统经常出现误报或者漏报,以及报警系统不动作。
人们希望住宅不仅更便利、舒适而且更安全,家庭防火防盗问题就成为人们极为关心的问题。
智能化感烟式火灾探测器设计河南工程学院毕业设计(论文)智能化感烟式火灾探测器设计学生姓名__________________________ 系(部)__________________________ 专业__________________________ 指导教师__________________________年月日目录绪论 (2)第一部分传感器的简介 (6)1.1.1传感器的基本概念 (6)1.2传感器的基本特性 (7)第二部分火灾探测器的分类 (9)2.1.1 根据感应元件的结构不同分为:92.1.2根据火灾探测器类型分为: (10)第三部分光电感烟火灾探测器 (13)3.1.1光电感烟火灾探测器分类: (13)第四部分光电感烟火灾探测器的电路模块分析 (15)4.1.1倒相电路(图5) (16)4.1.2稳压、限流电路(图6) (16)4.1.3振荡电路(图8) (18)4.1.4接收放大电路(图10) (20)4.1.5抗干扰电路(图11) (21)4.1.6报警接口电路(图12) (22)4.1.7光电感烟火灾探测器总电路图如图13。
(23)4.1.8光电感烟火灾探测器的电路原理:22结论 (25)致谢 (26)参考资料 (27)绪论随着经济的发展、大量楼宇的建成与使用,用于保障人身和财产安全的火灾自动报警系统显得越来越必要。
世界上火灾监控系统的使用已有100多年的历史了。
在我国,随着建筑防火规范的实施,火灾监控系统在消防工程中已得到了广泛的应用,火灾监控技术也有了很大的发展。
近些年来,我国的建筑市场非常活跃,高层建筑特别是智能建筑的兴起,对建筑物火灾监控系统提出了越来越高的要求。
火灾探测器可以形象的比喻为现代建筑消防系统中的哨兵,在火灾自动报警系统正常运行状态下,“哨兵”的执勤状态不能有—丝倦怠,稍微的疏忽和大意都会给整个系统带来无法想象的恶果,最终导致自动报警系统所保卫的整座建筑毁灭在一个“生病”的“哨兵”身上。
火灾探测器是传感器大家族中的一个特殊分支,现在使用较多的有烟雾传感器(分离子感烟式和光电感烟式两类)、红外感光传感器和感温传感器。
其中烟雾传感器应用数量最多,应用场合最为广泛,约占比例在90%以上,是我们将之比喻为“哨兵部队”的主要组成分.火灾自动报警系统经历了从无到有、从低级到高级的发展过程。
尤其在近二十年中,火灾自动报警系统在技术上取得了长足的发展,其产品已相当成熟和实用。
这些火灾报警产品的使用有效地预防和减小了火灾造成的损失。
许多国家制定了相关法律来保证建筑物正确地安装火灾自动报警产品。
而火灾报警探测器也正在从开关量模式、模拟量模式发展到现在的本地分布式智能化探测器,同时,探测器也从单个探测源独当一面发展到先进的二复合、三复合源。
火灾的探测是以物质燃烧过程中产生的各种现象为依据,实现早期发现火灾。
感烟式火灾探测器是目前世界上应用最普遍、数量最多的探测器。
据了解,感烟式火灾探测器可以探测70%以上的火灾。
感应式火灾探测器又可分为离子感烟式和光感烟式两种,从发展趋势来看,光电感烟式已越来越受到用户的欢迎,它已广泛用于图书馆、档案资料馆及高层的民用建筑上,同时也用于航空、航天飞行与空间站上。
本文对光电感烟式火灾探测器进行了分析,重点介绍该探测器的电路设计。
火灾探测就是监视火情可能引起的烟雾、温度上升、火焰等物理现象,达到一定条件后发出报警信号。
针对不同的监视对象、火情阶段和不同的场合,常用的火灾探测器有以下6种:离子感烟探测器、差定温探测器、光电感烟探测器、红外对射探测器、线缆式感温探测器和火焰探测器。
在当前火灾探测传感方法中最常用的有两大类,即感温探测和感烟探测。
感烟探测有利于早期发现火警,而这个"早"就是火灾预防追求的核心,所以在火灾监控系统中,感烟探测器的使用占绝大多数。
感烟探测器又分为离子型和光电型两大类。
早期广泛使用的以离子型居多,光电型则使用较少。
似乎原因之一是相比较而言,离子型更敏感于"早期阴燃烟"(烟粒径更小)。
仅就灵敏度这点来说,完全可以从灵敏度设置来解决,它并不是早期人们热衷于离子型感烟探测器的主要原因。
其实人们对离子型中的放射源的隐忧是一直存在的,然而由于离子型探头的标定技术易于掌握,实现很容易,产品灵敏度易于保持一致。
而光电型探头,起先是环境及杂散光的干扰问题,当光源及光电对管和光迷宫解决之后,干扰问题就基本得到解决。
当前一般厂家多困扰于标定技术,较之离子感烟探测器的标定,光电探测器的标定,实施起来相对要难得多,如果方法不当,往往使产品的灵敏度很分散,成品率亦受影响。
所以很多厂家仍弃光电型而开发生产离子型。
由于经济的发展,社会财富的迅速增长,火灾预防愈受重视。
这使得探测器的使用数量急剧增长,离子型探头中放射源的后处理,就成为受到人们关心的一大环保潜在问题。
因此,当光电型感烟探头质量有保证,而价格相当时,人们将更愿意选用光电感烟探测器。
所以形势正迫使离子型退出霸主地位而让位于光电型探头。
尤其今后发展模拟量火灾报警技术,以取代开关量报警技术或"准"(伪)模拟量探测技术,已是大势所趋。
生产出灵敏度一致性合乎要求的光电探头,增加产品合格率,掌握生产中最后一关--高精度的标定技术,就成为必须解决的问题了。
随着科学技术的进步,尤其是半导体技术、计算机网络与信息技术的发展以及人工智能与模式识别理论的实用化,为开发新一代智能化火灾监控系统提供了有力的技术支持。
这里所说的火灾监控系统的智能,是指应用现代半导体技术、计算机技术和人工智能技术,根据实际应用的需要,解决传统火灾监控系统中存在的问题或增加新的功能。
火灾监控系统通常由火灾探测器、报警控制器、联动控制装置以及信号传输线路等组成。
就目前来看,对火灾监控系统的智能化主要表现在:火灾探测一报警、火灾信号传输和火灾监控系统的网络化管理等方面。
火灾自动报警系统是由触发器件、火灾报警装置、火灾警报装置,以及具有其他辅助功能的装置组成的火灾报警系统。
它是人们为了早期发现和通报火灾,并及时采取有效措施,控制和扑灭火灾,而设置在建筑中或其他场所的一种自动消防设施,是人们同火灾作斗争的有力工具但火灾自动报警系统设置后,往往会发觉系统有些不尽如人意的地方。
如:火灾探测器经常失效或损坏,维护费用增大;探测器经常误报警,使得消防值班人员饱受困扰。
排除了设备质量不过关等情况后,我们发现这些情况往往是由于探测设备受到干扰而造成的。
下面将从火灾探测器的工作原理入手,逐步分析探测器的部分和主要干扰来源,并对此提出一些改进的方法。
第一篇智能化感烟式火灾探测器设计第一部分传感器的简介传感器是现代检测和控制装置的重要组成部分,在现代科学技术领域中的地位越来越重要。
各类传感器的研制、推广和使用飞速发展,作为现代信息技术三大支柱之一的传感器技术将是二十一世纪人们在高新技术发展方面争夺的一个至高点。
实际应用中,人们通常把将非电量信号转换成电量信号的装置叫做传感器1.1.1传感器的基本概念传感器实质上是一种功能块,其作用就是把非电量信号的被测量(如力、热、声、磁和光等物理量)转换成与之成比例的电量信号(如电压和电流),然后再经过适当的测量电路处理后,送至指示器以发出指示或送至记录仪进行记录。
它是系统信号获取、转换和传输的器件,为系统进行处理和决策提供所需要的信息。
1.1.2 传感器的组成传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路三部分组成。
敏感元件:其作用是直接“感知”被测量,并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
转换元件:作用是将敏感元件的输出转换成电路参量。
基本转换电路:作用是将上述的电路参数转换成电量输出。
实际上,有些传感器很简单,有些较复杂。
最简单的由一个敏感元件组成,它直接将“感知”的被测量转换成电量输出。
1.1.3传感器的分类传感器的分类方法很多。
按传感器构成原理分为:结构型与物性型两大类。
结构型:主要是通过机械结构的几何形状或尺寸的变化将外界被测量转换为相应电阻、电感、电容等物理量的变化,从而检测出被测量信号,目前此种传感器应用较广泛。
物性型:利用某些材料本身物理性质的变化而实现测量。
还可按传感器工作机理分为:物理型、化学型、生物型等。
按其工作原理分为:电学式传感器、磁学式传感器、光电式传感器、化学式传感器、半导体传感器等。
按被测物理量划分为:温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、力传感器等。
按输出形式分为:数字传感器、模拟传感器。
按电源型分为:有源传感器、无源传感器。
1.1.4 传感器的作用传感器是人类五官的延长,又形象地称之为“电五官”。
在科学研究中,人类需要获取大量人类感官无法直接获得的信息。
作为模拟人体感官的传感器,是感知、获取、监测和转换信息的窗口,处于研究对象与传输处理系统的接口位置,为系统进行处理和决策提供着所必需的信息。
目前,大多数的传感器都是依照各种物理原理和效应来设计的,获取的信号也大都转变成电学量。
这种由非电量至电量的转换是利用了不同物质的某些电学性质与被测量之间的特定关系来实现的。
例如热电效应、磁电效应、光电效应和压电效应等。
利用这些独特的物理效应,可以设计和制造出适用于各种场合与不同用途的传感器。
1.2传感器的基本特性传感器的基本特性分为静态特性和动态特性两种。
1.2.1 传感器的静态特性所谓静态特性是指输入不随时间变化的情况下的输出特性。
即在被测量数值稳定时,输出与输入量之间所形成的对应关系。
人们总是希望输出量能不失真的反映输入量,理想情况下应是线性关系,但在实际应用中,由于诸多因素的影响(如迟滞、蠕变、摩擦等),输入量与输出量之间并不是线性关系。
衡量传感器静态特性的主要指标是线性度、灵敏度、迟滞性和重复性。
①线性度(非线性误差)线性度是指输入(理想)与输出关系对于线性比例关系的偏差程度。
静态特性曲线可通过实际测量获得,但为方便标定和数据处理,希望得到线性关系,可采用各种办法进行线性化处理。
一般采用直线拟合的方法来线性化。
采用直线拟合线性化时,线性度就定义为:输出输入的校正曲线与某拟合直线之间的最大偏差。
线性度也称为非线性误差,通常用相对值来表示。
非线性偏差的大小是以一定的拟合直线为基准直线而得。
拟合直线不同、非线性误差也不同。
目前常用的直线拟合法有“端点拟合法”、“端点连线平移拟合法”、“切线拟合法”及“最小二乘法拟合”等。
选择拟合直线的原则,应保证获得尽量小的非线性误差,并考虑使用与计算的方便。
②灵敏度灵敏度Sn定义为:在稳定线性区输出变化量与输入变化量之比。
Sn = dy / dx可见:传感器输出曲线的斜率就是其灵敏度。
对于线性非常好的传感器,Sn为一常数。
③迟滞性迟滞性是指在相同工作条件下作全测量范围校准时,在同一次校准中对应同一输入量的正行程和反行程其输出值间的最大偏差。