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一、概述 电量隔离传感器变送器是针对工程中的电量检测(监测),提高系统的整体抗干扰能力,而研制开发的一种小体积、高性能的电量测试部件(产品)。 电量隔离传感器变送器可以对现场的大电流、高电压、功率、频率、相角、电度等电参量进行隔离测量和变换,也可以对各种微弱信号(如各种桥路信号)进行隔离放大和变换,将其调理后,变换成符合国际通用标准的电压、电流、频率等模拟信号或变换成数字量、开关量状态等信号输出。这些输出信号可以和传统的指针式仪表相接,也与现代的数字式自控仪表、各种AD转换器以及计算机系统直接配接,从而可以形成一个高可靠的工业检测(监测)或控制系统。 由于电量隔离传感器在应用中,用户不需做二次开发工作,高电压或大电流信号可以直接接入产品,(通过端子、插针输入或穿孔方式输入),就可以得到相应的输出信号。因此电量隔离传感器作为信号调理、隔离和变换功能摸块,是工业控制和数据采集系统中比较理想的变送器产品。 随着科学技术的不断发展,工业控制或检测(监测)系统对电量隔离传感器的要求也越来越高,特别是在产品的稳定性、检测精度和功能方面。由于数字化产品不论其性能还是功能,如非线性校正和小信号处理方面,模拟产品是不可比拟的。因此,电量隔离传感器的数字化是一种必然趋势。 下面就电量隔离传感器的工作原理和其数字化技术问题作一个简述,供大家参考。 二、电量隔离传感器基本工作原理 由于电量隔离传感器产品的被检测对像主要是电流和电压信号,所以下面主要介绍电流和电压信号的检测原理。 1、交流信号检测原理 交流信号又分为交流电压和电流信号。图1为交流电流信号的检测原理框图,图2为交流电压信号的检测原理框图,由CT和PT对信号进行隔离,电流为穿孔输入方式,电压为端子接线输入方式。 [img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/12/200912291744_192765_1636985_3.gif[/img]图1 交流电流信号检测原理框图[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/12/200912291744_192766_1636985_3.gif[/img]图2 交流电压信号检测原理框图其中,CT为电流互感器,PT为电压互感器,输出一般为0~5V或4~20mA。
关于集成化与数字化传感器的应用集成传感器概述 集成传感器(integrated sensor)是在半导体集成技术、分子合成技术、微电子技术及计算机技术等基础上发展起来的。集成传感器的种类很多,可大致归为以下两种类型‘传感器本身的集成化和传感器与后续电路的集成化。 1.传感器本身的集成化 传感器本身的集成化可分为两种情况: 一种是具有同样功能的传感器的集成化。如电荷藕合器件(CCD)就是在一块半导体芯片上集成了许多光电传感器的集成化器件,又如将多个相同的光敏二极管“集成”在同一芯片上成为摄像仪中的光敏器件。这种集成化的特点是把对一个点的测量扩展成对一条线、一个平面或对空间的测量。 另一种是不同功能传感器的集成化,使一个传感器具有多种功能。如把温度变送器和湿度传感器集成在一起,可同时枪测温度和湿度。2.传感器与后续电路的集成化 此类集成化也可分为两种情况· ·一种是传感器和输出电路的集成化。如光电传感器和其放大电路集成在一起,可减少干扰.提高灵敏度;在硅片上制造薄膜传感器及放大器而构成的加速度传感器等。 另一种是将传感器和后续数据处理电路集成在一起.如微机化的传感器,既具备传感器的功能,又具有记忆及运算的功能、信息处理及非线性滤波的功能、多重翰人系统的构成一与同一数据的周期重复处理功能,以及系统的调节与控制的功能等。因此,这种传感器是一种多功能化的传感器. 总的来说,集成传感器具有如下特点: (”成本低.由于集成电路工艺已十分完善,利用这种技术可降低产品的成本。 (2)小型化.以硅技术为基础,将多个相同或不同的器件集成在一起,使许多引线变为芯片的内部连线,可使体积大大缩小. (3)性能改善。集成传感器可以把温度补偿、信号放大及处理电路做在同一块芯片上,这样就使环境沮度变化和电源波动等外界因素对输出信号的影响减至最小。 (4》可靠性提高.由于集成化的结果,使外引线变为内引线,器件的焊点大大减少,可靠性得以提高。 (5)接11灵活性增加。可在传感器芯片上设计阻抗变换电路、电平变换电路等,以适应不同的要求,便于与外电路连接。来源:中国仪器仪表网
[b][b][font=黑体][size=21px]振动监测历经百年发展终于迎来数字化转型[/size][/font][/b][/b][font=宋体] 振动传感技术的历史不到100年。[/font][font=宋体]呕心沥血,[/font][font=宋体]然而,在这段时间里,它已经成为[/font][font=宋体]工业,[/font][font=宋体]制造业、医疗保健、[/font][font=宋体]军工[/font][font=宋体]等领域的主要产品。检测振动的方向、严重程度和波动在我们的现代世界中很常见,在工业或商业领域更是如此,因为资产停机可能会导致生产损失或健康问题。就像上个世纪的技术一样,振动监控自早期以来,传感器已经有了很大的发展。[/font][font=宋体]但是目前世界振动监测德国依旧保持工业艺术霸主地位,世界各国因为工业核心技术问题极力对振动监测大力发展。我们国家近些年极力发展国产化,加上数字化转型趋势,国产替代呈现爆发式发展。[/font][align=center][img=,482,359]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2023/03/202303021353031409_8234_5927392_3.png!w482x359.jpg[/img][/align][font=宋体]传感器发展史:[/font][font=Calibri][size=14px][/size][/font][font=宋体] 从1920年到20世纪40年代初,振动传感技术还不存在。然而,对振动的科学探索正在进行中。第一个商业化加速传感器是由b .麦科勒姆和O.S .彼得斯于1924年设计的一种简单而笨重的乐器。一年后,工程师们将其应用于建筑、航空航天、地震记录和其他工业用途[/font][font=宋体]。[/font][font=宋体][/font][font=宋体] 虽然早期的加速度传感器找到了它们的用途,但更小、更精确的传感器的发展从未减弱。世纪中期压电式加速度表上市后,直到今天,它仍在继续革新振动检测技术。[/font][font=宋体][/font][font=宋体]工业振动检测器[/font][font=宋体][/font][font=宋体] 到20世纪50年代,企业开始大规模生产振动检测仪器。振动技术的早期先驱,如布鲁尔和克耶尔(B&K)、哥伦比亚研究实验室或古尔顿制造公司,发展了针对工业领域特定用途的加速度传感器技术。[/font][font=宋体][/font][font=宋体]在第二次世界大战最激烈的时候,佩尔v布鲁尔和维果克耶尔1创建了他们的公司(B&K)。他们开发了世界上第一台压电加速传感器由罗谢尔盐制成。这个概念很简单:通过将加速度传感器放在机器上,可以确定振动的方向、严重程度和频率,以及确定机器何时可能接近故障。[/font][font=宋体][/font][font=宋体]二战后的振动技术[/font][font=宋体][/font][font=宋体] 在60年代,可调模拟滤波器被添加到仪表中,以便用户可以区分频率。对具有连接组件的资产进行故障排除时很有价值。B&K也推出了他们的第一个手持电表,也是世界第一。[/font][font=宋体][/font][font=宋体]80年代后期,微处理器在个人和工业计算能力方面都出现了爆炸。随着科技的萎缩,它变得更加便携。在1998年的一篇题为“加速度计冲击和振动五十年历史(1940-1996)”的论文中,Patrick L. Walter的结论非常简洁:[/font][font=宋体][/font][font=宋体]“自诞生以来,加速度计市场已大幅扩张,微传感器和微电子领域当前的技术进步速度表明,加速度计制造商和能力的未来扩张速度将比过去更快。”[/font][font=宋体][/font][font=宋体]这是20多年前发表的。从那以后,振动监测技术已经获得了牵引力并进一步发展。[/font][font=宋体][/font][font=宋体] 目前全球十大传感器德国占有率达到60%,传感器作为现代科技的前沿技术,被认为是现代信息技术的三大支柱之一,也是国内外公认的最具有发展前途的高技术产业。传感器技术直接关系到我国自动化产业的发展形势,认为“传感器技术强,则自动化产业强”。由此可见传感器技术对自动化产业乃至整个国家工业建设的重要性。[/font][font=宋体][/font][align=center][font=宋体][img=图片9.png]https://www.cz-dianwoliu.com/Uploads/Editor/image/20230301/1677660929182613.png[/img][/font][/align][font=宋体] 国内传感器一方面表现为传感器在感知信息方面的落后,另一方面,则表现为传感器自身在智能化和网络化方面的技术落后。由于没有形成足够的规模化应用,导致国内的传感器不仅技术低,而且价格高,在市场上很难有竞争力。[/font][font=宋体]我国传感器发展差距的主要原因:[/font][font=宋体]1、[/font][font=宋体]核心制造技术严重滞后于国外,国内产品差强人意[/font][font=宋体]2、[/font][font=宋体]工艺装备落后,产品质量差[/font][font=宋体]3、[/font][font=宋体]人才资源匮乏,产业发展不足[/font][font=宋体]4、[/font][font=宋体]统筹规划不足,投资力度不够[/font][font=宋体][/font][font=宋体]我国传感器产业未来将遵循的五大方向:[/font][font=宋体]1、以工业控制、汽车、通讯信息业、环保为重点服务领域;[/font][font=宋体]2、以传感器、弹性元件、光学元件、专用电路为重点对象,发展具有自主知识产权的原创性技术和产品;[/font][font=宋体]3、以增加品种、提高质量和经济效益为主要目标,加速产业化,使国产传感器的品种占有率达到70%——80%,高档产品达60%以上;[/font][font=宋体]4、以MEMS(微机电系统)工艺为基础;[/font][font=宋体]5、[/font][font=宋体]以集成化、智能化和网络化技术为依托,加强制造工艺和新型传感器和仪表元器件的开发,使主导产品达到和接近国外同类产品的先进水平。[/font][font=宋体][/font][font=宋体] 随着国内物联网应用的深入,企业将物联网应用引入工业生产,以提高企业的数字化转型进度。作为工业4.0和现代制造业的核心,企业的数字化转型升级离不开科技的支持。能够在当前内忧外患环境下生存的企业,必须有坚实的数字基础。传感器收集数据到可视化数据的呈现,有助于管理者利用数据做出决策。企业通过传感器收集和分析数据,创造新的商业模式。[/font]