1、第二章 智能儀器儀表主要檢測參數及傳感器z主要內容y2.1 智能儀器儀表主要檢測參數y2.2 常用傳感器介紹(）y(詳細）2.1 智能儀器儀表中主要檢測參數z主要內容（以智能儀器儀表在機車車輛中的應用為例）y1.2.1 智能儀器儀表應用實例y1.2.2 機車車輛參數檢測的分類與目的y1.2.3 機車車輛中常測量參數(）1.2.1智能設備在機車車輛領域的應用z設計加工領域（如智能化數字式量具、測試儀器與儀表、如數字示波器、萬用表、頻譜分析儀等等）運營領域（列車運行安全監控記錄裝置、列車軸溫監測報警裝置、列車運行質量狀態故障診斷記錄裝置、電氣線路檢測裝置、數字化機車信號，等等。）1.2.2機車車輛

2、參數檢測的分類與目的分類分類用途用途目的目的主要檢測參數主要檢測參數方式方式性能參數檢測性能分析、監視、保護、性能控制實現預期性能、保護監視機車，柴油機：T（水 油 排氣管）P（燃、機油、燃氣）n（曲軸、渦輪） ；傳動：I U(f d l ff)及 Pf；車輛：Uff Iff 空調 軸溫在線檢測運行參數檢測運行安全監控實現規定的運行方式、保安全走行：v s a t b f 及 Q 信號等在線檢測工作過程監測、分析、辯識記錄預測事故發展及潛在危險故障特征參數如：Y 油耗率、Pf n瞬、振動、噪聲、軸溫、鐵譜、煙度、明火等，記錄其變化情況在線檢測狀態監測綜合參數檢測設備狀態分析預防修理故障處理機車

3、車輛全面綜合檢測，如壓力、溫度、油耗、轉速、煙火、電量、磨耗等等離線進行1.2.3 機車車輛中常測參數z機車主要狀態參數z機車主要運行參數機車主要狀態參數z 主發軸承溫度 20150；z 牽引電機軸承溫度 -20150；z 增壓壓力 02.0Kgf/cm2 ；z 靜液壓馬達轉速 20000r/min；z 柴油機轉速 02000r/min;z 滑油壓力 08.0Kgf/cm2;z 燃油壓力 05.0Kgf/cm2;z 水溫 0150；z 油溫 0150；z 牽引電機電流 工作電壓075mV代表01000Az 總管溫度 01000；z 進油 027L/min;z 回油 025L/min;z 主發電

4、流 010A代表010000A OR 075mV代表08000A；z 主發電壓 01000V；z 火情報警 溫度、煙度、明火；z 時間 年、月、日、時、分、秒、1/100秒；機車主要運行參數z機車速度 0250公里/小時；z距離前方信號機距離 050000m；z列車管壓力 0500（600）Kpaz信號機顏色 紅、黃、綠、紅黃、雙黃、白 等z絕緣節信號z時間 年、月、日、時、分、秒、1/100秒； 2.2 傳感器技術z主要內容y 2.2.1 溫度傳感器 (）y 2.2.2 壓力傳感器y 2.2.3 轉速及線速度傳感器y 2.2.4 振動傳感器 (）y 2.2.5 煙度(氣敏)傳感器y2.2.6

5、 光電（明火）傳感器y2.2.7 電流、電壓傳感器 (）y2.2.8 流量傳感器y2.2.9 CCD圖像傳感器y(）重點2.2.1 溫度傳感器z熱電偶z熱電阻z半導體集成溫度傳感器z單總線數字式溫度傳感器DS1820 (）z其他溫度傳感器z(詳細）1-wire 數字式溫度傳感器DS1820zDS1820（DS18B20）是DALLAS公司的新一代數字式溫度傳感器，測溫范圍在-55125，DS1820的測量精度為 0 . 5 ， D S 1 8 B 2 0 的 測 量 精 度 為0.0625。其內部有集成的A/D轉換部分，輸出即為數字信號，無需增加A/D變換的芯片。其最大的優點是一線制結構，所有

6、的信號可以共用同一條總線。1 2 3圖2.3 DS1820管腳圖DS1820/B20DS1820/B20多點測溫原理多點測溫原理z多點測溫時，總線上同時掛接了多個DS1820（DS18B20），系統之所以能夠識別出每個DS1820（DS18B20），主要是根據每個DS1820（DS18B20）中存有的全球唯一的地址碼。在進行溫度測量時，先要啟動所有的DS1820（DS18B20）作溫度轉換，等其轉換完畢后，再向總線上發送某個DS1820（DS18B20）的地址碼，然后就可以從總線上讀出該DS1820（DS18B20）測量出的溫度值。因此，多點測溫時必須清楚每個測量點處DS1820（DS18B2

7、0）的地址碼，所以在測溫前一個很重要的工作就是對所有傳感器進行編碼。在DS1820的非易失RAM中寫入指定的位置代碼，上電時讀出此碼和64位碼，并確定一一對應關系。 (詳細）1-wire 單總線傳感器的編碼z JXJXJXJXJXJX主機DJZXBZHJJXJXJXJXJXJXZXDJBZ注注：1、JX接線盒；ZX軸箱；DJ電機；BZ抱軸；HJ環境溫度 2、3 個“O”代表：ZX，DJ，BZ；4 個“O”中增加一路 HJ 環境溫度測試點端端2 軸3 軸4 軸5 軸6 軸1 軸z 表 傳感器編碼對應表 位 軸 左 軸箱 左 電機 左 抱軸 右 軸箱 右 電機 右 抱軸 1 11 12 13 14

8、 15 16 2 21 22 23 24 25 26 3 31 32 33 34 35 36 4 41 42 43 44 45 46 5 51 52 53 54 55 56 6 61 62 63 64 65 66 注：兩路環境溫度分別編碼為10和20 自動尋碼與定位z 當多個DS18B20掛接在一條總線上時，它提供了自動尋碼算法，即可以通過“Search Rom”指令算法，自動尋出掛接在總線上的傳感器的個數及其各自全球唯一的64位地址碼，但此時單片機并不知道各個傳感器在機車上的安裝位置。z 當單片機自動尋出一個傳感器全球唯一的64位地址碼后，馬上向總線上發送此地址碼，用于選中該傳感器與單片機進

9、行通訊，讀出事先已寫入的傳感器編碼，即各傳感器所對應的機車軸溫安裝位置。 1-WIRE自動尋碼算法（searchrom)zRESETDOUBLEREAD(BIT)WRITE”1”CURRENTBIT=1 THEN RESERVEDzDOUBLEREAD(BIT):yFIRST READ BIT=ALL ORIGINALBITySECOND READ BIT=ALL NOT BITzIF DOUBLEREAD=“01” THEN CUR_BIT=0y 10 1y 00 CANT CONFIRMy 11 NO CENSOR z11011010.z10110001.z01011101.z001011

10、0 壓力傳感器z壓力單位 （）z機械式壓力計z電學式壓力傳感器z(詳細）幾種常用壓力單位的換算 z 一個標準大氣壓=760mmHg=1.01325105帕z一個工程大氣壓=0.980665105帕z=0.00980665 Kpa1100011122kg cmkPaMPaPaNm/.(/) 2.2.3 轉速及線速度傳感器z磁電式轉速傳感器z光電式轉速傳感器 （）y直射式光電轉速傳感器y反射式光電轉速傳感器z電渦輪式轉速傳感器z電動式速度傳感器 （）z霍爾式轉速傳感器 （）z電磁式速度傳感器 (詳細）磁電式轉速傳感器z 直射式光電轉速傳感器z 反射式光電轉速傳感器z 電渦流轉速傳感器

11、z 2.2.4 振動傳感器z機械方法z光學方法z電測法 （）z (詳細）振動傳感器電荷信號獲取前向通道z C130.1ufC120.1ufC110.1ufC100.1ufC41U FRF1GCF1n12348765IC3LF351X013X114X215X312X41X55X62X74INH6A11B10C9VE E7X3VC C16GND8U 54051CU 120.1ufCU 130.1uf12348765IC2A D 620R1R2R3R4R5R6R7R88467291153101712191516181420IC5MA X 275R1AR3AR4AR2AR1BR3BR4BR2BC1A0

12、.1uC2A4.7uC3AC4AGNDGNDGNDGND-+GNDVCCXHINGND-5VP2.7P2.6P2.5GND-5VVCCGNDCOMCOM0COM0COM-5VGNDMLLVCCMLLLPOALPOAACH0GNDGND-5VGNDVCC2.2.5 煙度(氣敏傳感器) （詳細）ff10V 50mARL VoutA AB B5V125140mA圖 2.15 QM-N5 型氣敏傳感器連接圖2.2.6 光電（明火）傳感器z光敏電阻z光敏二極管和光敏三極管 (詳細）2.2.7 電流、電壓傳感器z霍爾器件工作原理 (詳細）z LEM模塊原理框圖電流、電壓傳感器（續）zLEM電流模塊電流、電

13、壓傳感器（續）zLEM電壓模塊2.2.8 流量傳感器zLWGY型渦輪流量傳感器工作原理是：被測液體流經傳感器時，傳感器內葉輪借助于液體的動能而旋轉。此時，葉輪葉片使檢出裝置中的磁路磁阻發生周期性變化，因而在檢出線圈兩端就感應出與流量成正比的電脈沖信號，經前置放大器放大后送至顯示儀表。z在測量范圍內，傳感器的流量脈沖頻率與體積流量成正比，這個比值即為儀表系數。z例如：799.9 N/L 即每輸出799.9個脈沖表示流過液體體積為1L。z用K表示： z 或2.2.9 CCD圖像傳感器z CCD圖像傳感器工作示意圖（應用舉例）傳感器網站舉例zWWW.CENSOR.COM.CNzWWW.CENSORS