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傳感器設計論文范文1
關鍵詞：測力傳感器，應力集中，精度，靈敏度
一、概述
對于電阻應變片式測力傳感器（以下簡稱“測力傳感器”）來說，彈性體的結構形狀與相關尺寸對測力傳感器性能的影響極大?？梢哉f，測力傳感器的性能主要取決于其彈性體的形狀及相關尺寸。如果測力傳感器的彈性體設計不合理，無論彈性體的加工精度多高、粘貼的電阻應變片的品質多好，測力傳感器都難以達到較高的測力性能。因此，在測力傳感器的設計過程中，對彈性體進行合理的設計至關重要。
彈性體的設計基本屬于機械結構設計的范圍，但因測力性能的需要，其結構上與普通的機械零件和構件有所不同。一般說來，普通的機械零件和構件只須滿足在足夠大的安全系數下的強度和剛度即可，對在受力條件下零件或構件上的應力分布情況不必嚴格要求。然而，對于彈性體來說，除了需要滿足機械強度和剛度要求以外，必須保證彈性體上粘貼電阻應變片部位（以下簡稱“貼片部位”）的應力（應變）與彈性體承受的載荷（被測力）保持嚴格的對應關系；同時，為了提高測力傳感器測力的靈敏度，還應使貼片部位達到較高的應力（應變）水平。
由此可見，在彈性體的設計過程中必須滿足以下兩項要求：
（1）貼片部位的應力（應變）應與被測力保持嚴格的對應關系；
（2）貼片部位應具有較高的應力（應變）水平。
為了滿足上述兩項要求，在測力傳感器的彈性體設計方面，經常應用“應力集中”的設計原則，確保貼片部位的應力（應變）水平較高，并與被測力保持嚴格的對應關系，以提高所設計測力傳感器的測力靈敏度和測力精度。
二、改善應力（應變）不規則分布的“應力集中”原則
在機械零件或構件的設計過程中，通常認為應力（應變）在零件或構件上是規則分布的，如果零件或構件的截面形狀不發生變化，不必考慮應力（應變）分布不規則的問題。其實，在機械零件或構件的設計中，對于應力（應變）不規則分布的問題并非不予考慮，而是通過強度計算中的安全系數將其包容在內了。
對于測力傳感器來說，它是通過電阻應變片測量彈性體上貼片部位的應變來測量被測力的大小。若要保證貼片部位的應力（應變）與被測力保持嚴格的對應關系，實際上就是保證在測力傳感器受力時，彈性體上貼片部位的應力（應變）要按照某一規律分布。在實際應用中，對于彈性體貼片部位應力（應變）分布影響較大的因素主要是彈性體受力條件的變化。
彈性體受力條件的變化是指當彈性體受力的大小不變時，力的作用點發生變化或彈性體與其相鄰的加載構件和承載構件的接觸條件發生變化。如果在彈性體結構設計時，未能考慮這一情況，就可能造成彈性體上應力（應變）分布的不規則變化。這方面最典型的實例是筒式測力傳感器（見圖1）。
當筒式測力傳感器上、下端面均勻受力時，在彈性體貼片部位的整個圓周上應力（應變）的分布是均勻的。當上、下兩個端面上受力情況發生變化后，力在兩個端面的作用情況不再是均勻分布的，這時彈性體貼片部位圓周上應力（應變）的分布情況就難以預料了。如果筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比足夠大，彈性體貼片部位圓周上的應力（應變）基本上還是均勻分布。但是，在實際應用中，通常很少能為測力傳感器提供較大的安裝空間位置，因而筒式測力傳感器彈性體的高度與直徑之比很難做到足夠大，彈性體貼片部位圓周上應力（應變）將不均勻分布，而且不均勻分布的情況隨彈性體受力情況的變化而改變。在這樣的條件下，彈性體貼片部位的應力（應變）與被測力不能保持嚴格的對應關系，將造成明顯的測力誤差。
為了減小由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差，有些傳感器設計者采取在筒式測力傳感器彈性體上增加貼片數量的方法，盡可能將彈性體上貼片部位圓周上應力（應變）分布不均勻的情況測量出來。這樣的處理方法有一定的效果，可以減小彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。但這種方法畢竟是一種被動的方法，增加的貼片數量總是有限的，還是很難把彈性體上貼片部位圓周上應力（應變）分布不均勻的情況全部測量出來，測力誤差減小的程度不夠顯著。
由于彈性體受力條件的變化引起的測力誤差的實質是彈性體貼片部位圓周上的應力（應變）的不規則分布，如果能使彈性體貼片部位圓周上的應力（應變）分布受到一定條件的約束，迫使貼片部位的應力（應變）按照某一規律分布，因而使得彈性體貼片部位的應力（應變）與被測力基本保持嚴格的對應關系，由此來減小因彈性體受力條件的變化引起的測力誤差。
對于筒式測力傳感器來說，在承載強度足夠的條件下，如果將彈性體貼片部位圓周上不貼片的部位挖空（見圖2），使得應力只能在未挖空的部位分布，大大改善了應力（應變）不規則分布的情況?；蛘哒f，應力（應變）的不規則分布僅僅限于未挖空的部位，并且其不規則分布的程度不會很大。因此，在未挖空的部位粘貼電阻應變片，就能使測得的應力（應變）與被測力基本保持嚴格的對應關系。
上述處理方法實際上出于這樣一個原理：通過某種措施，使彈性體上的應力（應變）集中分布在便于貼片檢測的部位，實現測得的應力（應變）與被測力基本保持嚴格的對應關系，以保證傳感器的測力精度。
作者曾用上述方法對筒式測力傳感器進行改進。改進前的普通筒式傳感器測力誤差大于1%F.S.，改進后（局部挖空）的筒式傳感器測力誤差為0.1~0.3%F.S.，測力精度明顯提高。
三、提高應力（應變）水平的應力集中原則
若要測力傳感器達到較高的靈敏度，通常應該使電阻應變片有較高的應變水平，即在彈性體上貼片部位應該有較高的應力（應變）水平。
實現彈性體上貼片部位達到較高應力（應變）水平有兩種常用的方法：
（1）整體減小彈性體的尺寸，全面提高彈性體上的應力（應變）水平；
（2）在貼片部位附近對彈性體進行局部削弱，使貼片部位局部應力（應變）水平提高，而彈性體其它部位的應力（應變）水平基本不變。
以上兩種方法都可以提高貼片部位的應力（應變）水平，但對彈性體整體性能而言，局部削弱彈性體的效果要遠好于整體減小彈性體尺寸。因為局部削弱彈性體既能提高貼片部位的應力（應變）水平，又使得彈性體整體保持較高的強度和剛度，有利于提高傳感器的性能和使用效果。
局部削弱彈性體提高貼片部位應力（應變）水平的原理是：通過局部削弱彈性體，造成局部的應力集中，使得應力集中部位的應力（應變）水平明顯高于彈性體其它部位的應力水平，將電阻應變片粘貼于應力集中部位，就可以測得較高的應變水平。
局部應力（應變）集中的方法在測力傳感器的設計中經常被采用，尤其在梁式測力傳感器（如彎曲梁式和剪切梁式測力傳感器）的彈性體設計中被廣泛應用。局部應力（應變）集中方法應用較為成功的當數剪切梁式測力傳感器。剪切梁式測力傳感器是通過檢測梁式彈性體上的剪應力（剪應變）實現測力的，其彈性體的結構如圖3所示（為了便于說明問題，這里僅以一簡支梁式的彈性體為例）。
由材料力學中有關梁的應力分布知識可知，當梁承受橫向（彎曲）載荷時，在梁的中性層處剪應力（剪應變）最大。如果要檢測梁上的剪應變，應該在梁的中性層處貼片。為了提高貼片處的剪應力（剪應變）水平，可將彈性體兩側各挖一個盲孔（見圖3的2處），盲孔的中心應在中性層處。電阻應變片應該粘貼在盲孔的底面上，即圖3中工字形斷面（A－A剖面）的腹板上。
對于梁形構件來說，其彎曲強度是主要矛盾。在一個梁滿足彎曲強度的情況下，剪切強度一般裕量較大。當在中性層附近挖盲孔后，該截面上腹板上的剪應力（剪應變）明顯提高，然而該截面上的彎曲應力提高很小。因此，剪切梁式彈性體應用局部應力集中方案后，被檢測的剪應變大大提高，使該測力傳感器的靈敏度顯著提高，而對整個梁的彎曲強度影響很小，使整個梁保持了良好的強度和剛度。
四、小結
在測力傳感器的設計過程中，如能自覺地按照上述兩種應力集中的原則，對彈性體進行結構設計，就能夠收到提高測力傳感器的測力精度和測力靈敏度的良好效果。靈活、恰當地運用應力集中的原則，對于設計和生產高性能的測力傳感器具有重要的實用意義。
參考文獻
[1].劉鴻文主編，《材料力學》，高等教育出版社，1979年
PrinciplesofConcentratingStressintheDesignofLoadCells
Abstract:Thispaperintroducestwoprinciplesofconcentratingstress,whichareusually
usedinthedesignofloadcells.Accordingtotheprinciplestheelasticbodiesofloadcells
傳感器設計論文范文2
關鍵詞：虛擬儀器，力傳感器，標定
1 引言
力傳感器是目前廣泛使用的傳感器，在長期使用過程中，由于使用環境、本身結構的變化，需要對其進行標定，以此保證測量的精度。近年來，隨著虛擬儀器技術的出現和發展，越來越多的技術人員開始基于該技術來開發自動化測量設備。博士論文，標定。虛擬儀器是基于計算機的儀器。計算機和儀器的密切結合是目前儀器發展的一個重要方向[1]。而在眾多的虛擬儀器開發平臺中，美國國家儀器公司（NI）的LabVIEW應用最為廣泛。本文主要介紹了基于LabVIEW的力傳感器標定程序的設計。
2 標定的原理
所謂標定（或現場校準）[2]就是指用相對標準的量來確定測試系統電輸出量與物理輸入量之間的函數關系的過程。標定是測試中極其重要的一環。標定除了能夠確定輸入量和輸出量之間的函數關系之外，還可以最大限度地消除測量系統中的系統誤差。
傳感器的校準采用靜態的方法，即在靜態標準條件下，采用一定標準等級（其精度等級為被較傳感器的3~5倍）的校準設備，對傳感器重復（不少于3次）進行全量程逐級加載和卸載測試，獲得各次校準數據，以確定傳感器的靜態基本性能指標和精度的過程。為簡化系統的設計，此處標準量采用砝碼加載的方式獲得。
3 系統組成
3.1硬件組成
系統的硬件組成如圖1所示：
圖1 系統硬件組成
由圖可以看出，系統主要包括計算機、力傳感器，數據采集卡、接線盒等。本系統中，力傳感器采用電阻應變式壓力傳感器，四個應變片采用全橋的工作方式。數據采集卡采用NI公司的PCI-6221，該采集卡的主要參數如下：它具有16個模擬輸入端口，2個模擬輸出端口，24個數字輸入輸出端口，采樣速率最高可達到250kS/s。接線盒采用NI公司的SC-2345，此接線盒直接與數據采集卡相連，接線盒上有SCC信號調理模塊插座。SCC模塊是NI公司提供的信號調理模塊，其上面包含信號調理電路，可以將傳感器處采集的信號轉換成適合數據采集卡讀取的信號。本系統所用的SCC模塊為SCC-SG04，此模塊適用于連接采用全橋工作方式的電阻應變式壓力傳感器。
3.2軟件組成
本系統軟件基于LabVIEW 8.2來開發。LabVIEW是一種圖形化的編程語言。博士論文，標定。博士論文，標定。與其他開發工具不同，用LabVIEW編程的過程不是寫代碼，而是畫“流程圖”。這樣可以使用戶從煩瑣的程序設計中解放出來，而將注意力集中在測量等物理問題本身。它主要針對各個領域的工程技術人員而設計，非計算機專業人員[1]。博士論文，標定。
因為所用的力傳感器屬于應變式電阻傳感器，其電阻變化率與應變可以保持很好的線性關系，即輸入與輸出量之間呈線性關系，所以可以用一條直線對校準數據進行擬合。此直線就稱為擬合直線，所求得的方程為擬合方程。圖2所示為傳感器標定程序的采樣頁面。
此程序采用LabVIEW的事件驅動編程技術進行編制的。事件[3]是對活動發生的異步通知。事件可以來自于用戶界面、外部I/O或程序的其它部分。在LabVIEW中使用用戶界面事件可使前面板用戶操作與程序框圖執行保持同步。事件允許用戶每當執行某個特定操作時執行特定的事件處理分支。
圖2 標定程序采樣頁面
圖3 采樣程序
直線擬合的方法[2]有很多種，比如最小二乘法、平均選點法、斷點法等等。其中，最小二乘法精度比較高，此處利用它進行直線擬合。根據最小二乘法，假定是一組測量值，是相應的擬合值，mse為均方差，則擬合目標可以表達為，期望mse最小。
LabVIEW中的分析軟件庫提供了多種線性和非線性的曲線擬合算法，例如線性擬合、指數擬合、通用多項式擬合等等。本程序選擇Linear Fit.Vi 來實現最小二乘法線性擬合。
標定子程序的工作流程如下：用戶先通過多次采樣，獲得各個輸入量對應的輸出量，通過While循環的移位寄存器保存這些值。博士論文，標定。采樣完成后，把這些值輸入Linear Fit.Vi進行擬合，擬合的曲線在Graph控件中顯示出來，同時該Vi自動求出方程y=ax+b中的斜率a和截距b，這樣，輸入輸出量之間的函數關系就可以確定下來了，如圖4所示。
圖4 標定程序擬合前面板
4 小結
基于虛擬儀器的力傳感器標定程序能夠方便地對力傳感器進行標定。博士論文，標定。該系統具有人機界面友好，靈活方便，自動化程度高等特點。
參考文獻：
【1】.候國屏;王珅;葉齊鑫.LabVIEW7.1編程與虛擬儀器設計[M].清華大學出版社.2005
【2】.張迎新等.非電量測量技術基礎[M].北京航空航天大學出版社，2001
【3】.NationalInstrumentsCorporation.LabVIEWHelp[CD].ni.com/china,2008
傳感器設計論文范文3
關鍵詞：虛擬儀器，地磁場監測，分布式測量，電子郵件
1、前言
地磁場的異常波動是發生地震的重要征兆，對地磁場異常的監測可以為地震預報研究提供重要的數據資料 [1]。
虛擬儀器技術是利用編程軟件，按照測量原理,采用適當的信號分析與處理技術,編制具有測量功能的程序就可以構成相應的測試儀器[2],降低了儀器的開發和維護費用,縮短了技術更新周期，顯著提高了儀器的柔性和性價比[3]。
2、硬件結構
分布式地磁場異常監測系統總體結構如圖1所示。磁場傳感器通過RS232串口將計算出的地磁場方位值前期數據發送給電腦1，電腦1上的虛擬儀器軟件完成對信號的讀取、計算、分析、顯示、存儲等并通過電子郵件將相關數據傳送給遠端的電腦2。
3、軟件設計
3.1、軟件的總體功能
如圖2所示，監測系統主要有數據采集模塊、顯示模塊、磁場異常報警模塊、數據處理模塊、數據保存模塊、電子郵件發送模塊等組成。
3.2、軟件前面板
前面板如圖3所示,主要分為3個模塊:通信參數設置模塊、監測結果顯示及保存模塊、異常報警模塊等。論文參考，電子郵件。論文參考，電子郵件。設置的通信參數主要有與傳感器通信時的波特率、數據位、數據文件保存的位置、軟件異常及地磁異常時發送電郵的收發件人電子信箱地址等。論文參考，電子郵件。論文參考，電子郵件。
圖2 軟件總體功能框圖
圖3 軟件前面板
3.3、地磁場方位值的計算
地磁場方位值計算模塊如圖4所示，將VISA讀取控件緩沖區中的字符串數組讀出，截取其中第9和第10個元素，進行數制、進制轉換得到地磁場方位值，接到前面板進行顯示。論文參考，電子郵件。論文參考，電子郵件。
圖4 方位值計算模塊
3.4異常報警
將當前時刻的方位值與正常方位值相比較，如果相差5度，即認為是地磁場的異常波動，報警指示燈亮，發出報警音，同時啟動郵件發送模塊。
3.5 數據保存模塊
調用日期/時間字符串控件，讀取windows日期時間，和地磁場方位值一起寫入指定目錄的txt文件中。當地磁場異常時，觸發磁場異常邏輯為真，寫入文件控件將從此時刻開始5秒內的時間值、地磁場方位值寫入txt文件中。
圖5 郵件發送第一幀
圖6 郵件發送第二幀
3.6 郵件發送
4.實驗
如圖7所示，實驗方法為:將傳感器與電腦1串口相連，通過虛擬儀器軟件監測地磁場的異常情況，當地磁發生異?；蚪邮諅鞲衅鲾祿惓r，電腦1上的監測軟件報警，并把異常數據記錄到數據文件中，同時通過電子郵件模塊向指定信箱發送指定格式郵件，監測者在電腦2上查看相關異常郵件。做法是轉動傳感器使其與地磁場磁北指向夾角為200°，用一塊磁鐵沿著與傳感器指向垂直的方向自遠及近靠近后又自近及遠離開傳感器，記錄下整個過程磁鐵與傳感器距離、地磁場方位值、異常情況及郵件接收情況。實驗結果如表1所示。
反復實驗表明，監測軟件準確地記錄下了磁鐵靠近傳感器的過程中該處磁場的變化情況，且當地磁異常時電腦2及時地接收到了相關異常數據郵件。
表 1模擬干擾地磁場實驗
傳感器設計論文范文4
一、傳感器教學的現狀
傳感器是測控技術與儀器、電子信息工程、自動化、應用電子技術、工業自動化等弱電專業的一門必修專業課程，如何讓學生學好這門課程，如何通過這門課程培養學生的動手能力、實踐能力、創新能力，一直都是我們高校相關教師在思索的一個課題。我校傳感器課程從開課至今歷經了幾次調整，但是在應用型人才培養方面的效果并不十分突出，究其原因主要有以下幾點：
（一）傳感器教學安排不夠合理
在教學中，過分強調理論的指導性，把實驗教學看成理論教學的附屬品，表現為重理論、輕實踐，重理論知識傳授、輕動手能力培養。理論教學與當今傳感器的實際應用聯系也較少，教學中教師主體地位太明顯，學生在實驗教學中基本上是被動地按老師的演示方法或實驗教材規定的步驟進行實驗結果的驗證，實驗教師在教學中基本上也是按部就班，很少去考慮專業培養的發展需要以及培養對象的個人興趣，致使學生基本處于一種被動學習的狀況，扼制了學生學習的積極性、主動性和創造性，難以實現學生在教學活動中的主體地位和個性差異，不利于應用技能以及創新精神、創造能力等綜合素質的培養。
（二）實驗條件還不夠完善，實驗內容應用性、創新性不夠
實驗室建設不足，存在實驗設備落后、實驗條件有限等困難，開設和開發綜合型和創新型實驗項目受到相應的制約。
目前，我校采用的傳感器實驗裝置是CSY3000型傳感器系統實驗儀，它所提供的實驗項目大多為驗證型實驗，缺乏設計型、綜合性；采用的傳感器實驗教材都是在廠家提供的儀器使用指南的基礎編寫的講義，缺乏創新性、拓展性。實驗模型基本確定，學生基本上是按教師和實驗講義要求的內容、步驟進行實驗，學生處于被動學習和機械操作的狀態，遏制了學生實驗的邏輯思維和創造性思維。
（三）課程考核太過傳統
我校該課程的考核主要傳統的考試為主，實驗部分也是以實驗報告的完成情況和教師的印象為依據。學生被動性學習現象嚴重。此種教學模式嚴重影響了學生的學習積極性，讓很多學生養成了一種上課混日子的現象。
二、傳感器教學改革的幾點思路
（一）優化理論課程教學
根據本課程的培養目標和培養定位，體現“工程應用型”人才培養的特點。
首先，建議對傳感器教材進行優選。教材的選擇對教學效果有著直接的影響。優選國內國家級規劃教材，緊跟信息技術領域變化及學科發展?！皞鞲衅鳌苯滩牡恼鹿澗幣欧椒ㄍǔＳ袃煞N：一種是按照工作原理；另一種是按照被測參數。前者適合于理論學習，后者適合于應用型學習，選擇時應以“應用型”培養為參照。
其次，優選內容和方法。教師講課時應合理安排章節內容，不能完全照本宣科地講，要利用課外研讀大量的相關參考書籍、應用類相關雜志，結合自己的理解，采取啟發式和探究式的研究性教學方法，通過提出問題、學生參與討論等互動方式，使學生融入課堂教學過程，培養其發現問題、解決問題的能力。
再次，增加實物展示環節及動畫展示。教師在講授理論知識的同時，展示相應的實物或者動畫，能讓學生的學習不那么空洞，增加其對知識的理解。
（二）優化實踐教學
1、實驗室基礎建設的切實跟進
根據課程教學計劃和課程教學大綱，加強傳感器實驗室建設。現有的設備大部分只能進行一些比較基礎的驗證型實驗，以及一些簡答的綜合型實驗。要引進一些符合目前傳感器應用的、能開展綜合型、設計型、拓展型實驗的設備。
2、實驗教材的切實跟進
作為實驗教學中不可缺少的一環，實驗教材體現了實驗課程的教學方式、教學內容、教學思想等多方面，其重要性不言而喻。前面講到目前使用的實驗教材是在廠家提供的儀器使用指南的基礎上所編寫的，在新穎性和實用性方面有所缺乏，應根據目前高校實驗教學狀況和該學科地不斷發展更新充實實驗教學內容和方法，做到實驗教材的切實跟進。
3、提升實驗內容的多樣性和設計性
目前我們沿用的基本上還是傳統的傳感器實驗教學內容和方式，而傳感器技術是一種綜合性應用技術，隨著新材料、新工藝以及各門類技術的發展，新型傳感器不斷涌現，為了體現實踐教學的作用，培養學生理論用于實踐的能力，原有基礎上的大量驗證型實驗應有所改變，一方面要保留必要的基礎驗證型實驗，如電阻式傳感器、電渦流傳感器、光電式傳感器實驗等，讓學生通過這些實驗，更進一步理解傳感器的基本原理和特性，進一步消化教學內容；另一方面增加些設計型實驗，如采用電容式傳感器設計成糧食水分監測傳感器，用電渦流式傳感器設計厚度檢測儀，以及用溫度傳感器測油溫等，還可以在此基礎上設計綜合性實驗，每學期提出幾個方向讓學生自主選擇，以設計論文的形式設計一套測試系統方案，包括：可能采用的方法；自己設計的方案；實現該設計方案需要進行的實驗內容及時間安排；希望得到的實驗結果及可能得到的結果預測等方面。如有條件鼓勵學生動手制作該測試系統的某些部分或者是全部。綜合型實驗比如有：變壓器油溫監控系統、居室環境舒適度監控系統、汽車安全氣囊測控系統等等。通過設計型實驗和綜合型實驗，可以培養學生的工程設計能力、解決實際問題能力，激發學生的學習熱情和創新意識，并且為將來寫論文打下基礎。
4、教學過程中注重對學生的引導
作為目前主要的一種驗證理論、應用理論、鍛煉學生動手能力的教學方式，實驗課應該具備引導學生、在教學中給學生啟發的特點，故在實驗教學的過程中，我們應該因材施教，采用啟發式教學方法，而不是灌入式地讓學生被動地進行試驗，每個實驗在任務給出后，讓學生獨立完成實驗乃至設計，教師在必要時才給予提示，為了活躍學生的思路，可以大部分實驗只提出實驗任務和要求，而不規定具體的實驗方法及步驟，這樣一來，讓每個學生都親自動手完成實驗的過程，這樣不僅有利于提高學生的獨立操作能力，更有利于增強實驗教學的效果。
（三）制定適合應用型人才培養模式的考核方案
成績是學生對該課程掌握情況的一個重要反饋，理論成績和實驗成績的評定方法關乎學生對待課程的態度，我們要充分利用學生的這一心理特征來促進我們的傳感器教學，既達到考察學生學習情況的目的，又能使學生強化自身的知識、實踐能力以及創新能力。成績的評定不應該僅僅是知識的掌握與否，還應該將操作過程情況和熟練程度、靈活運用知識程度、應用技能、創新性程度等納入評定范疇。同時還引導學生在創新性思維和創新型設計的基礎上，撰寫設計論文，可鍛煉學生的整體構想能力，為將來的科技論文打下基礎。
傳感器設計論文范文5
關鍵詞：SCADA系統，Sunwayland組態，Siemens，s7-300，PLC可編程控制器，變頻調速控制技術，語音電話報警
概述
一、系統介紹
SCADA(SupervisoryControl And Data Acquisition)系統，即數據采集與監視控制系統。SCADA系統的應用領域很廣，它可以應用于電力系統、給水系統、石油、化工等領域的數據采集與監視控制以及過程控制等諸多領域。SCADA系統是以計算機為基礎的生產過程控制與調度自動化系統。它可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。通過對上位機組態，根據中央空調系統制冷機房設備運行工藝流程對下位機進行程序編制，使制冷機房設備按照設計的工藝流程及精度要求自動運行，用戶通過INTERNET可以從IE瀏覽器上遠程訪問Sunwayland的工程畫面，實現24小時無人值守且保證中央空調科學節能運行，為客戶提供舒適可靠高品質的冷負荷需求。論文參考網。
二、系統構成
1、上位機選用研祥工控機，安裝國內知名組態軟件Sunwayland WWW網絡版6.1。
2、下位機控制核心選用多功能模塊化的可編程控制器Siemens s7-300,選用CPU314、CP340通訊處理器（R485接口）、通過通訊的方式控制Siemens變頻器MM430。
3、現場測量控制元件（如溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器、液位傳感器、電動閥門等等）選用國際知名品牌如Siemens、Honeywell、Danfoss，通過開關量和模擬量輸入模塊采集現場設備運行狀態及數據，通過開關量和模擬量輸出模塊控制現場執行設備。論文參考網。論文參考網。
4、SCADA系統結構共分四個層次如圖所示：
三、系統軟件、硬件部分清單
序號 監控中心設備名稱 品牌型號 數量 單位 備注 1 STEP V5.4 SIEMENS 1 套 含驅動協議硬件狗 2 Sunwayland6.1 Sunwayland 1 套 WWW網絡版 3 東進語音卡 DN081A 1 套
4 CPU314C-2DP SIEMENS 1 塊
5 PS307(10A) SIEMENS 1 塊
6 CP341(RS485) SIEMENS 2 塊
7 Rail SIEMENS 0.83 米
8 128k存儲器 SIEMENS 1 塊
9 SM331 SIEMENS 2 塊 8路 10 SM332 SIEMENS 1 塊 8路 11 SM321 SIEMENS 1 塊 32DI*24VDC 12 SM322 SIEMENS 1 塊 32DO*24VDC/0.5A 13 工控機910B EVOC 1 臺
14 MPI編程電纜 SIEMENS 2 件 USB口 15 打印機 HP 1 臺 激光 16 控制柜柜體 RITTAL 1 套 玻璃門2.2*0.8*0.6 序號 現場設備名稱 品牌型號 數量 單位 備注 1 冷水機組 YORK 2 臺 MODBUS RTU,RS485 2 冷凍水泵 凱泉 3 臺 變頻MM430 3 冷卻水泵 凱泉 3 臺
4 冷卻塔 聯豐 2 臺
5 冷凍定壓補水裝置 Flamac 1 臺
6 電動開關閥 Danfoss 6 個
7 電動調節閥 Danfoss 3 個
傳感器設計論文范文6
關鍵詞 平面渦流傳感器；提離值；機理分析
中圖分類號O59 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）101-0136-02
0 引言
20世紀80年代，電渦流傳感器在航空航天的快速發展中得到了廣泛應用，但是工程人員發現由于設備器件等的特殊結構，傳統的剛性傳感器無法得到安裝，因此傳統的剛性傳感器的應用也得到了極大限制。隨著傳感器技術的發展以及加工工藝技術水平的提高，柔性傳感器的研究越來越受到重視。
隨著傳感器技術的發展以及加工工藝水平的提高，為了實現大面積的位移測量，提高測量精度、測試速度和效率，電渦流傳感器陣列測試技術的研究和應用得到很大的發展。傳統的電渦流傳感器使用的敏感線圈形狀為螺旋漸開線型，在線圈的中心和外側引出兩根測量線進行測量。本文提出一種矩形電渦流傳感器，在相同的加工工藝水平下，與傳統的渦流傳感器線圈相比可以加工得更薄，靈敏度高、線性度更好。首先，設計并制作平面矩形并聯型渦流傳感器探頭；其次，機理分析，即推導提離值與線圈固有參數及外加電流、頻率的關系表達式；最后，搭建線圈測試平臺，測試并分析傳感器探頭的特性。
1 矩形渦流傳感器線圈設計
1.1 線圈的結構
矩形渦流傳感器線圈是在柔性基底上加工制成的，線圈如圖1所示，線圈的各圈為矩形，各圈之間為并聯關系，從線圈中心引出兩根測量線，制作工藝上較傳統螺旋漸開線形線圈要更為簡便。
1.2線圈制作
以多壁碳納米管作為導電相，硫化硅橡膠作為基體相，以正己烷作為有機溶劑，以硅酸作為催化劑，硅酸乙酯作為交聯劑，在機械攪拌作用下，輔以超聲波分散處理，控制恒定的溫度、超聲功率和攪拌速度，室溫保持24h以上，成型，得到碳納米管填充硅橡膠復合材料試樣，制作流程如圖2所示。
2 線圈內任意一點磁感應強度分析
選圈數分別為33 、25、 17 、9的線圈進行提離特性試驗，分別取不同的線圈圈數，測量其阻抗Z，阻抗提離特性如圖4所示。表1為圖4對應的分析表，由表1的分析可知隨線圈圈數增大，線圈的阻抗、平均靈敏度增大。
4 結論
為了進行復雜曲面間隙的無損測量，提出矩形平面電渦流傳感器線圈，從機理和實驗數據分析上研究了電渦流傳感器線圈的特性，論文的研究在工程應用上具有一定的指導意義。
參考文獻
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