自动检测技术及仪表自动检测技术及仪表20201010年年2 2月月湖北工业大学电气与电子工程学院湖北工业大学电气与电子工程学院自动化系自动化系杨桦杨桦（一）（一）（一）（一）1-11-1：实现自动化的意义及主要内容：实现自动化的意义及主要内容：实现自动化的意义及主要内容：实现自动化的意义及主要内容1-21-2：自动化及仪表的发展及应用：自动化及仪表的发展及应用：自动化及仪表的发展及应用：自动化及仪表的发展及应用1-31-3：自动检测技术的发展及应用：自动检测技术的发展及应用：自动检测技术的发展及应用：自动检测技术的发展及应用1-41-4：学习自动化的意义：学习自动化的意义：学习自动化的意义：学习自动化的意义1-51-5：讨论、思考题、作业：讨论、思考题、作业：讨论、思考题、作业：讨论、思考题、作业目目 录录第一章：绪论第一章：绪论第一章第一章 绪论绪论主要内容：主要内容：主要内容：主要内容：自动化的发展与应用自动化的发展与应用自动化的发展与应用自动化的发展与应用 实现自动化的目的及主要内容实现自动化的目的及主要内容实现自动化的目的及主要内容实现自动化的目的及主要内容 自动检测技术的发展与应用自动检测技术的发展与应用自动检测技术的发展与应用自动检测技术的发展与应用 自动化仪表的发展与应用自动化仪表的发展与应用自动化仪表的发展与应用自动化仪表的发展与应用 课程学习的目的与要求课程学习的目的与要求课程学习的目的与要求课程学习的目的与要求11何为自动化？何为自动化？22如何来构筑一个控制系统如何来构筑一个控制系统 33自动化的主要内容自动化的主要内容44自动检测技术、自动化仪表的简要发展过程自动检测技术、自动化仪表的简要发展过程55自动检测技术的作用及发展自动检测技术的作用及发展66自动化仪表的作用及信号制自动化仪表的作用及信号制77本课程的主要知识点本课程的主要知识点第一章第一章 绪论绪论 1-1 实现自动化的意义及主要内容实现自动化的意义及主要内容一、日常生活中的自动控制模式一、日常生活中的自动控制模式一、日常生活中的自动控制模式一、日常生活中的自动控制模式 1. 1. 洗衣机的控制洗衣机的控制洗衣机的控制洗衣机的控制：如标准漂洗过程：如标准漂洗过程4545分钟分钟分钟分钟 ： 开始注水开始注水开始注水开始注水洗涤（洗涤（洗涤（洗涤（20min20min）排水排水排水排水脱水（脱水（脱水（脱水（4min4min） 漂洗漂洗漂洗漂洗1 1（6min6min） 排水排水排水排水脱水（脱水（脱水（脱水（4min4min） 漂洗漂洗漂洗漂洗2 2（6min6min）排水排水排水排水脱水（脱水（脱水（脱水（5min5min） 结束结束结束结束 漂洗过程说明：启动后按照漂洗过程说明：启动后按照预设先定好的步骤和时间预设先定好的步骤和时间预设先定好的步骤和时间预设先定好的步骤和时间， 逐项逐项逐项逐项自动进行（通常时间也是厂家设好的）。自动进行（通常时间也是厂家设好的）。 系统特点：系统特点：开环控制系统开环控制系统开环控制系统开环控制系统工作和生活中常有自动化一说，何为自动化？工作和生活中常有自动化一说，何为自动化？2. 普通空调的控制普通空调的控制 制冷过程说明：开机后，按照预设先定好的温度值，对环境温度进行循环制冷过程说明：开机后，按照预设先定好的温度值，对环境温度进行循环温度检测，比较检测结果和设定温度值，根据温度检测，比较检测结果和设定温度值，根据比较后的差比较后的差比较后的差比较后的差 值进行空调压缩机的开停调节值进行空调压缩机的开停调节值进行空调压缩机的开停调节值进行空调压缩机的开停调节，由此保证环境温度和设定，由此保证环境温度和设定 温度的一致。温度的一致。 系统特点：系统特点：位式调节位式调节位式调节位式调节 闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统3. 变频空调的控制变频空调的控制 制冷过程说明：开机后，按照预设先定好的温度值，对环境温度进行循环制冷过程说明：开机后，按照预设先定好的温度值，对环境温度进行循环温度检测，比较检测结果和设定温度值，根据温度检测，比较检测结果和设定温度值，根据比较后的差比较后的差比较后的差比较后的差 值进行控制空调压缩机的运转方向和速度值进行控制空调压缩机的运转方向和速度值进行控制空调压缩机的运转方向和速度值进行控制空调压缩机的运转方向和速度，由此保证环境，由此保证环境温度和设定温度的一致。温度和设定温度的一致。 系统特点：系统特点：连续调节连续调节连续调节连续调节 闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统4. 工业过程的控制工业过程的控制 控制过程说明：人工控制时通过眼、脑、手完成液位控制；采用了自动化控制过程说明：人工控制时通过眼、脑、手完成液位控制；采用了自动化仪表后，由自动化装置自动完成液位参数的仪表后，由自动化装置自动完成液位参数的自动检测、自自动检测、自自动检测、自自动检测、自 动比较分析动比较分析动比较分析动比较分析 、自动调节、自动调节、自动调节、自动调节等作用，自动的将液位控制在设工等作用，自动的将液位控制在设工 艺定值上。艺定值上。 系统特点：系统特点：连续调节连续调节连续调节连续调节 闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统闭环控制系统 5. 控制方式的比较控制方式的比较手动与自动手动与自动手动与自动手动与自动开环与闭环开环与闭环开环与闭环开环与闭环 开环系统：开环系统：开环系统：开环系统：自动机在操作时，一旦开机，就只能是按照预先规定好的程序自动机在操作时，一旦开机，就只能是按照预先规定好的程序周而复始地运转。这时被控变量如果发生了变化，自动机周而复始地运转。这时被控变量如果发生了变化，自动机不会不会不会不会 自动自动自动自动地根据被控变量的实际工况来地根据被控变量的实际工况来改变改变改变改变自己的操作。自己的操作。开环开环开环开环 系统的输出没有被反馈回输入端，执行器仅只根据输入信号进系统的输出没有被反馈回输入端，执行器仅只根据输入信号进系统的输出没有被反馈回输入端，执行器仅只根据输入信号进系统的输出没有被反馈回输入端，执行器仅只根据输入信号进 行行行行 控制的系统称为开环系统控制的系统称为开环系统控制的系统称为开环系统控制的系统称为开环系统，此时系统的输出与设定值与测量，此时系统的输出与设定值与测量值之间的偏差无关。值之间的偏差无关。 闭环系统：闭环系统：闭环系统：闭环系统：有针对性地有针对性地有针对性地有针对性地根据被控变量的变化情况而根据被控变量的变化情况而改变控制作用的大小和改变控制作用的大小和改变控制作用的大小和改变控制作用的大小和 方向方向方向方向，从而使系统的工作状态始终等于或接近于所希望的状态。，从而使系统的工作状态始终等于或接近于所希望的状态。闭环闭环闭环闭环 系统的输出被反馈到输入端并与设定值进行比较的系统称为闭环系系统的输出被反馈到输入端并与设定值进行比较的系统称为闭环系系统的输出被反馈到输入端并与设定值进行比较的系统称为闭环系系统的输出被反馈到输入端并与设定值进行比较的系统称为闭环系 统统统统，此时系统根据设定值与测量值的偏差进行控制，直至消除偏差，此时系统根据设定值与测量值的偏差进行控制，直至消除偏差二、自动化的定义二、自动化的定义 在工艺设备上，配备一些技术先进的设备（也称为自动化装置），在工艺设备上，配备一些技术先进的设备（也称为自动化装置），用它们来代替操作人员的（眼睛、大脑、手等）直接劳动，使生产用它们来代替操作人员的（眼睛、大脑、手等）直接劳动，使生产在不同程度上按照规定的要求自动地进行。在不同程度上按照规定的要求自动地进行。自动化即是：用自动化装置来管理和操纵设备（生产过程），自动化即是：用自动化装置来管理和操纵设备（生产过程）， 使之按要求正常运行。使之按要求正常运行。 从从工艺的角度工艺的角度工艺的角度工艺的角度上讲：所谓自动化是使工艺参数上讲：所谓自动化是使工艺参数保持在需要的值或状态上保持在需要的值或状态上保持在需要的值或状态上保持在需要的值或状态上； 从从控制的角度控制的角度控制的角度控制的角度上讲：所谓自动化是使生产过程按照一定的程序或步骤上讲：所谓自动化是使生产过程按照一定的程序或步骤运行，保证生产过程运行在运行，保证生产过程运行在最佳状态上最佳状态上最佳状态上最佳状态上（最高目标）。（最高目标）。三、实现自动化的目的三、实现自动化的目的1 1、 提高劳动效率、减轻劳动强度、改善劳动条件；提高劳动效率、减轻劳动强度、改善劳动条件；提高劳动效率、减轻劳动强度、改善劳动条件；提高劳动效率、减轻劳动强度、改善劳动条件； 表现在：自动化生产可以减轻操作人员的劳动强度，避免从事危险的操作，表现在：自动化生产可以减轻操作人员的劳动强度，避免从事危险的操作，特别是在易燃、易爆、有毒、腐蚀性、刺激性的生产过程中更是如此。特别是在易燃、易爆、有毒、腐蚀性、刺激性的生产过程中更是如此。2 2、提高产品质量、保证生产安全、延长设备的使用寿命等；提高产品质量、保证生产安全、延长设备的使用寿命等；提高产品质量、保证生产安全、延长设备的使用寿命等；提高产品质量、保证生产安全、延长设备的使用寿命等； 表现在：加快生产速度、减低成本、提高产量和质量、增加产品的附加值。表现在：加快生产速度、减低成本、提高产量和质量、增加产品的附加值。例如：聚合反应釜控制不当极易发生爆炸。例如：聚合反应釜控制不当极易发生爆炸。 3 3、满足现代工业规模化、速度化、精确化的要求。满足现代工业规模化、速度化、精确化的要求。满足现代工业规模化、速度化、精确化的要求。满足现代工业规模化、速度化、精确化的要求。 表现在：生产过程趋向于大型化、复杂化，没有自控系统将无法生产；先表现在：生产过程趋向于大型化、复杂化，没有自控系统将无法生产；先进生产工艺、环保等对自动化的要求日益提高。进生产工艺、环保等对自动化的要求日益提高。 总之：总之：自动控制技术已经成了现代工业生产实现安全、高效、优质、低耗自动控制技术已经成了现代工业生产实现安全、高效、优质、低耗自动控制技术已经成了现代工业生产实现安全、高效、优质、低耗自动控制技术已经成了现代工业生产实现安全、高效、优质、低耗 的基本条件和重要保证。的基本条件和重要保证。的基本条件和重要保证。的基本条件和重要保证。四、自动化的意义四、自动化的意义（1 1）自动化是提高社会生产力的有力工具之一；）自动化是提高社会生产力的有力工具之一；（2 2）自动化水平是衡量国家发达程度的重要标志；表现在：无人化生产、）自动化水平是衡量国家发达程度的重要标志；表现在：无人化生产、优越的生产环境、优秀的产品质量优越的生产环境、优秀的产品质量（3 3）“ “仪表、控制和自动化技术仪表、控制和自动化技术“ “决定现代企业的兴衰；决定现代企业的兴衰；（4 4）（计算机）控制系统是现代工业生产的神经中枢。表现在：控制数）（计算机）控制系统是现代工业生产的神经中枢。表现在：控制数量、控制速度、控制精度、复杂控制模式、算法等量、控制速度、控制精度、复杂控制模式、算法等.五、自动化的主要内容五、自动化的主要内容1 1、自动检测系统、自动检测系统、自动检测系统、自动检测系统 自动检测系统自动检测系统 利用各种检测仪表对工艺参数进行测量、指示或记录。利用各种检测仪表对工艺参数进行测量、指示或记录。 它代替了操作人员对工艺参数的不断观察与记录，起到人的眼睛的作用。它代替了操作人员对工艺参数的不断观察与记录，起到人的眼睛的作用。检测技术及仪表是完成对各种过程参数的测量，并实现必检测技术及仪表是完成对各种过程参数的测量，并实现必要的数据处理的功能单元。要的数据处理的功能单元。 自动检测系统特点：自动检测系统特点：开环系统开环系统开环系统开环系统 被测信号形式：多种（电量、非电量）被测信号形式：多种（电量、非电量） 工业生产过程中被测量为非电量（参量）信号形式，工业生产过程中被测量为非电量（参量）信号形式，工业生产过程中被测量为非电量（参量）信号形式，工业生产过程中被测量为非电量（参量）信号形式，如压力、温度、流量、物位、成份等。如压力、温度、流量、物位、成份等。如压力、温度、流量、物位、成份等。如压力、温度、流量、物位、成份等。 自动检测系统结构如下：自动检测系统结构如下：2、自动控制系统、自动控制系统 当被控制变量在受到外界干扰（扰动）的影响而偏离工艺要求的数值时，当被控制变量在受到外界干扰（扰动）的影响而偏离工艺要求的数值时，自动控制系统能克服干扰，自动地将被控变量控制回到工艺规定的数值范自动控制系统能克服干扰，自动地将被控变量控制回到工艺规定的数值范围内。围内。 控制技术及仪表则是实现各种控制作用的手段和条件控制技术及仪表则是实现各种控制作用的手段和条件控制技术及仪表则是实现各种控制作用的手段和条件控制技术及仪表则是实现各种控制作用的手段和条件，它将检测得到的，它将检测得到的数据进行运算处理，并通过相应的功能单元实现对被控变量的调节。数据进行运算处理，并通过相应的功能单元实现对被控变量的调节。 自动控制系统特点：自动控制系统特点：闭环负反馈控制系统闭环负反馈控制系统闭环负反馈控制系统闭环负反馈控制系统 被控变量的信号形式：多种（电量、非电量）被控变量的信号形式：多种（电量、非电量）工业生产过程中被控变量为非电量（参量）信号形式，如压力、工业生产过程中被控变量为非电量（参量）信号形式，如压力、工业生产过程中被控变量为非电量（参量）信号形式，如压力、工业生产过程中被控变量为非电量（参量）信号形式，如压力、温度、流量、物位、成份等。温度、流量、物位、成份等。温度、流量、物位、成份等。温度、流量、物位、成份等。 系统结构如下：系统结构如下： 要实现自动控制，系统必须闭环。要实现自动控制，系统必须闭环。 闭环控制系统稳定运行的必要条件是负反馈。闭环控制系统稳定运行的必要条件是负反馈。闭环控制系统稳定运行的必要条件是负反馈。闭环控制系统稳定运行的必要条件是负反馈。 3 3、自动信号联锁保护系统、自动信号联锁保护系统、自动信号联锁保护系统、自动信号联锁保护系统 当工艺参数当工艺参数超过了允许范围超过了允许范围超过了允许范围超过了允许范围，在事故即将发生以前，信号系统就自动地发出声光，在事故即将发生以前，信号系统就自动地发出声光信号，提醒操作人员注意，并及时采取措施。如工况已到达危险状态时，信号，提醒操作人员注意，并及时采取措施。如工况已到达危险状态时，联锁系联锁系联锁系联锁系统统统统立即自动采取立即自动采取紧急措施紧急措施紧急措施紧急措施，打开安全阀或切断某些通路，必要时紧急停车，以，打开安全阀或切断某些通路，必要时紧急停车，以防防防防止事故的发生和扩大止事故的发生和扩大止事故的发生和扩大止事故的发生和扩大。它是生产过程中的一种。它是生产过程中的一种安全装置安全装置安全装置安全装置。 系统特点：系统特点：电气控制电气控制电气控制电气控制系统系统开关量开关量开关量开关量信号形式信号形式 4. 自动操纵及自动开、停车系统自动操纵及自动开、停车系统 自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周自动操纵系统可以根据预先规定的步骤自动地对生产设备进行某种周期性操作。期性操作。 自动开停车系统可以自动开停车系统可以按照预先规定好的步骤按照预先规定好的步骤按照预先规定好的步骤按照预先规定好的步骤，将生产过程自动地投入，将生产过程自动地投入运行或自动停车。运行或自动停车。 系统特点：系统特点：电气控制电气控制电气控制电气控制系统系统开关量开关量开关量开关量信号形式信号形式 1-2 自动化及仪表的发展及应用自动化及仪表的发展及应用 自动控制的本质：自动控制的本质：自动控制的本质：自动控制的本质：是指应用自动化仪器仪表、自动控制装置代替人，自动地对仪器是指应用自动化仪器仪表、自动控制装置代替人，自动地对仪器设备或工业生产过程进行控制，使之有目的地修正被控对象的动力学行为，以达到设备或工业生产过程进行控制，使之有目的地修正被控对象的动力学行为，以达到预期的状态或满足预期的性能要求。预期的状态或满足预期的性能要求。 控制问题的本质：控制问题的本质：控制问题的本质：控制问题的本质：就是要求基于对象内在的动力学本质和规律，运用适当的数学工就是要求基于对象内在的动力学本质和规律，运用适当的数学工具求取问题的解。具求取问题的解。 “ “控制控制控制控制” ”这一概念本身即反映了人们对征服自然与外在的渴望，作为自动控制科学这一概念本身即反映了人们对征服自然与外在的渴望，作为自动控制科学的的核心核心核心核心的控制理论与技术也自然而然地在人们征服自然与改造自然的历史中发展起的控制理论与技术也自然而然地在人们征服自然与改造自然的历史中发展起来。来。 一、控制理论的简要发展过程一、控制理论的简要发展过程主要分为主要分为2 2大类：大类：经典控制理论经典控制理论现代控制理论现代控制理论1 1 1 1、经典控制理论、经典控制理论、经典控制理论、经典控制理论 （4040年代末到年代末到年代末到年代末到5050年代年代年代年代 ） 经经典典控控制制理理论论建建立立在在传传递递函函数数基基础础上上的的，主主要要针针对对线线性性定定常常、单单输输入入单单输输出出对对象象，基基于于反反馈馈控控制制的的主主导导思思想想，完完成成控控制制系系统统的的稳稳定定定定任任务务。实实现现了了：单单单单机机机机自自自自动动动动化化化化；局局局局部部部部自自自自动动动动化化化化；单单单单变变变变量量量量控控控控制制制制；自自自自动动动动调调调调节节节节器器器器；伺伺伺伺服服服服系系系系统统统统的应用与发展。的应用与发展。 经经典典控控制制理理论论最最辉辉煌煌的的成成果果首首推推PIDPID控控控控制制制制规规规规律律律律，直直到到目目前前，在在工工业业过过程控制中仍然被广泛应用。（程控制中仍然被广泛应用。（9090以上）以上）2 2、现代控制理论现代控制理论现代控制理论现代控制理论 6060年代，年代，年代，年代，由于工业生产过程向着大型化、连续化的方向发展，由于工业生产过程向着大型化、连续化的方向发展，经典控经典控经典控经典控制理论已无法满足解决多变量、非线性、不确定性以及最佳性能要求等问题制理论已无法满足解决多变量、非线性、不确定性以及最佳性能要求等问题制理论已无法满足解决多变量、非线性、不确定性以及最佳性能要求等问题制理论已无法满足解决多变量、非线性、不确定性以及最佳性能要求等问题的需要。的需要。的需要。的需要。此时控制理论上出现了此时控制理论上出现了以状态空间法为基础，以极小值原理和动态以状态空间法为基础，以极小值原理和动态以状态空间法为基础，以极小值原理和动态以状态空间法为基础，以极小值原理和动态规划等最优控制理论为基本特征的现代控制理论规划等最优控制理论为基本特征的现代控制理论规划等最优控制理论为基本特征的现代控制理论规划等最优控制理论为基本特征的现代控制理论。 现代控制理论发展的基础：现代控制理论发展的基础： PontryaginPontryagin提出的提出的“ “极大值原理极大值原理BellmanBellman提出的动态规划理论提出的动态规划理论KalmanKalman滤波及其能控、能观和反馈镇定理论滤波及其能控、能观和反馈镇定理论LyapunovLyapunov稳定性理论稳定性理论 实现了：实现了：传统的单输入单输出系统发展到多输入多输出的多变量控制系统传统的单输入单输出系统发展到多输入多输出的多变量控制系统传统的单输入单输出系统发展到多输入多输出的多变量控制系统传统的单输入单输出系统发展到多输入多输出的多变量控制系统；最优控制；多种变化因素；航天系统；导弹系统；人造卫星等的应用与发展。最优控制；多种变化因素；航天系统；导弹系统；人造卫星等的应用与发展。 现代控制理论主要研究分支有：自适应控制现代控制理论主要研究分支有：自适应控制 鲁棒控制鲁棒控制 非线性控制非线性控制 大系统理论大系统理论 模糊控制模糊控制 神经网络控制神经网络控制 预测控制预测控制 7070年代是大系统理论时期，随着工业生产过程向着大型化、连续化的方向发展，年代是大系统理论时期，随着工业生产过程向着大型化、连续化的方向发展，逐步实现了：规模庞大、结构复杂、变量参数多、目标不单一、生物系统、社逐步实现了：规模庞大、结构复杂、变量参数多、目标不单一、生物系统、社会系统、机器人等多方面的控制系统的开发和应用，以满足社会对控制越来越会系统、机器人等多方面的控制系统的开发和应用，以满足社会对控制越来越高要求。高要求。控制系统的渐趋复杂在在整体结构上，表现为非线性、时变性、无穷维、多层控制系统的渐趋复杂在在整体结构上，表现为非线性、时变性、无穷维、多层次等；在处理信息上，表现为不确定性、随机性、不完全性等。次等；在处理信息上，表现为不确定性、随机性、不完全性等。对控制的要求是：对控制的要求是：稳定控制最优控制。稳定控制最优控制。稳定控制最优控制。稳定控制最优控制。发展前景：向大系统理论发展发展前景：向大系统理论发展-规模庞大规模庞大 结构复杂结构复杂 功能综合功能综合 因数众多因数众多向智能控制系统发展向智能控制系统发展-自组织自组织 自学习自学习 自修复自修复 自繁殖自繁殖经典控制理论和现代控制理论二者的关系经典控制理论和现代控制理论二者的关系 对于经典控制理论和现代控制理论而言，并非意味着相互的否定和对于经典控制理论和现代控制理论而言，并非意味着相互的否定和排斥，它们之间有着共同发展、互相渗透、相互结合的发展关系。排斥，它们之间有着共同发展、互相渗透、相互结合的发展关系。 需要提出的是，在当今的过程控制领域中，几乎有需要提出的是，在当今的过程控制领域中，几乎有9090以上的以上的控制回控制回控制回控制回路仍然沿用经典的路仍然沿用经典的路仍然沿用经典的路仍然沿用经典的PIDPID控制算法或控制算法或控制算法或控制算法或PIDPID控制算法的变形控制算法的变形控制算法的变形控制算法的变形，并能够获取比较，并能够获取比较满意的控制效果。满意的控制效果。 控制论的基本概念和方法是人类认识史上的一个飞跃，开辟了认识世界的新途径。控制论的基本概念和方法是人类认识史上的一个飞跃，开辟了认识世界的新途径。控制理论已形成了以理论控制论为中心的四大分支（也有不同分法）：控制理论已形成了以理论控制论为中心的四大分支（也有不同分法）： 工程控制论：技术系统工程控制论：技术系统 工程系统工程系统 生物控制论：生物系统生物控制论：生物系统 社会控制论：社会系统社会控制论：社会系统 智能控制论：思维系统智能控制论：思维系统2020世纪世纪4040年代以前基本上属于年代以前基本上属于手工操作状态手工操作状态手工操作状态手工操作状态，只有少量的检测仪表用于，只有少量的检测仪表用于生产过程，操作人员主要根据观测到的反映生产过程的关键参数，用人生产过程，操作人员主要根据观测到的反映生产过程的关键参数，用人工来改变操作条件，凭经验去控制生产过程。工来改变操作条件，凭经验去控制生产过程。2020世纪世纪4040年代末年代末5050年代：基地仪表与年代：基地仪表与局部自动化阶段局部自动化阶段局部自动化阶段局部自动化阶段，其特点是：，其特点是： 自动化仪表自动化仪表自动化仪表自动化仪表：采用的是基地式仪表和部分单元组合仪表（气动：采用的是基地式仪表和部分单元组合仪表（气动QDZ-QDZ-型型和电动和电动DDZ-DDZ-型）。型）。DDZ-DDZ-型型仪表核心器件：仪表核心器件：仪表核心器件：仪表核心器件： 电子管电子管电子管电子管作为主要放大元件。作为主要放大元件。 控制方案控制方案控制方案控制方案：多为单输入、单输出简单控制系统：多为单输入、单输出简单控制系统 控制理论控制理论控制理论控制理论：以反馈为中心的经典控制理论：以反馈为中心的经典控制理论二、仪表及自动化的发展过程二、仪表及自动化的发展过程2020世纪世纪6060年代：仪表自动化阶段年代：仪表自动化阶段 自动化仪表自动化仪表自动化仪表自动化仪表：单元组合仪表（：单元组合仪表（QDZ-QDZ-型和型和DDZ-DDZ-型）成为主流产品。型）成为主流产品。DDZ-DDZ-型型仪表核心器件：仪表核心器件：仪表核心器件：仪表核心器件： 晶体管晶体管晶体管晶体管作为主要放大元作为主要放大元 件。件。6060年代后年代后 期，出现了专门用于过程控制的小型计算机，直接数字控期，出现了专门用于过程控制的小型计算机，直接数字控制系统和监督计算机控制系统开始应用于过程控制领域。制系统和监督计算机控制系统开始应用于过程控制领域。 控制方案控制方案控制方案控制方案：串级、比值、均匀、前馈和选择性等多种复杂控制系统。：串级、比值、均匀、前馈和选择性等多种复杂控制系统。 控制目的：控制目的：控制目的：控制目的：是保持工业生产的连续性和稳定性，减少扰动，实现了对生产是保持工业生产的连续性和稳定性，减少扰动，实现了对生产 过程的集中控制。以单回路过程的集中控制。以单回路PIDPID（比例、积分、微分）控制策（比例、积分、微分）控制策略为主，同时针对不同的对象与要求，制造一些专门的控制略为主，同时针对不同的对象与要求，制造一些专门的控制器，如物料按比例配置的比值器，如物料按比例配置的比值 控制；克服大滞后的控制；克服大滞后的SmithSmith预估预估器；克服特定干扰的前馈控制器等。器；克服特定干扰的前馈控制器等。 控制理论控制理论控制理论控制理论：现代控制理论：现代控制理论2020世纪世纪70708080年代：计算机、年代：计算机、DCSDCS控制控制 全盘自动化阶段全盘自动化阶段 自动化仪表自动化仪表自动化仪表自动化仪表：核心器件：核心器件：核心器件：核心器件： 线性集成电路、微处理器线性集成电路、微处理器线性集成电路、微处理器线性集成电路、微处理器 QDZ-QDZ-型和型和DDZ-DDZ-型、型、 以微处理器为主要构成单元的智能控制装置、以微处理器为主要构成单元的智能控制装置、 集散控制系统（集散控制系统（DCSDCS）、）、 可编程逻辑控制器（可编程逻辑控制器（PLCPLC） 、 工业工业PCPC机、机、 和数字控制器等，已成为控制装置的主流。和数字控制器等，已成为控制装置的主流。 控制方案控制方案控制方案控制方案： 最优控制、非线性分布式参数控制、解耦控制、模糊控制。最优控制、非线性分布式参数控制、解耦控制、模糊控制。 控制理论控制理论控制理论控制理论：大系统理论、智能控制理论、模糊控制、专家系统控制、：大系统理论、智能控制理论、模糊控制、专家系统控制、模式识别技术。模式识别技术。2020世纪世纪9090年代至今：现场总线、计算机集成过程系统年代至今：现场总线、计算机集成过程系统 自动化仪表自动化仪表自动化仪表自动化仪表：核心器件：高性能微处理器核心器件：高性能微处理器核心器件：高性能微处理器核心器件：高性能微处理器 总线控制系统的出现，引起过程控制系统体系结构和功能结构上的重大总线控制系统的出现，引起过程控制系统体系结构和功能结构上的重大变革。变革。 现场仪表的数字化和智能化，形成了真正意义上的全数字过程控制系统。现场仪表的数字化和智能化，形成了真正意义上的全数字过程控制系统。出现各种智能仪表、变送器、无纸纪录仪。出现各种智能仪表、变送器、无纸纪录仪。 控制方案控制方案控制方案控制方案：管控一体化现场，综合自动化是当今生产过程控制的发展方向。：管控一体化现场，综合自动化是当今生产过程控制的发展方向。 控制理论控制理论控制理论控制理论：人工智能、神经网络控制。：人工智能、神经网络控制。50多年来，中国控制仪表和控制系统在经历了气动基地式仪表、电动（气动）单元组合仪表、智能数字调节器几代控制仪表的发展过程后，进入了DCS、PLC、FCS、PCBCS控制系统并存的时代。在工业生产过程中，在工业生产过程中，19691969年问世的年问世的PLCPLC可编程控制器和可编程控制器和19751975年问世的年问世的DCSDCS集散控制系统可能是两类影响最为深远的计算机控制系统。集散控制系统可能是两类影响最为深远的计算机控制系统。 PLCPLC 的问世取代了继电器之类的器件，实现了开关量的连锁控制、程序的问世取代了继电器之类的器件，实现了开关量的连锁控制、程序控制；控制； DCSDCS的问世取代了显示仪、调节器之类的仪表，实现了模拟量的指示、的问世取代了显示仪、调节器之类的仪表，实现了模拟量的指示、记录和记录和PIDPID回路调节等功能。回路调节等功能。2020世纪世纪8080年代末期，随着计算机技术、通信技术、集成电路技术、智能年代末期，随着计算机技术、通信技术、集成电路技术、智能传感器技术的发展而出现的传感器技术的发展而出现的现场总线控制系统现场总线控制系统现场总线控制系统现场总线控制系统（FieldbusControlFieldbusControlSystem,FCSSystem,FCS）改变了原有控制系统的结构，使）改变了原有控制系统的结构，使控制系统由封闭向开放控制系统由封闭向开放控制系统由封闭向开放控制系统由封闭向开放走出了重要的一步。走出了重要的一步。2020世纪世纪9090年代中期，以年代中期，以PCPC为基础的控制系统（为基础的控制系统（PC-BasedControlPC-BasedControlSystemSystem，PCBCSPCBCS）开始出现，不少学者认为它将是工业自动化领域）开始出现，不少学者认为它将是工业自动化领域最具发展潜力的新技术，他们将最具发展潜力的新技术，他们将PCBCS PCBCS 与与与与PLC PLC 、DCSDCS、 ( (或者再加或者再加上上FCSFCS) )并称为工业生产过程三大（或并称为工业生产过程三大（或四大四大四大四大）控制系统控制系统控制系统控制系统。 PCBCSPCBCS控制系统主要由以三部分组成控制系统主要由以三部分组成控制系统主要由以三部分组成控制系统主要由以三部分组成：PCPC机；机；机；机；I/OI/O组件及其连接件；组件及其连接件；组件及其连接件；组件及其连接件；操作系统软件和应用软件。操作系统软件和应用软件。操作系统软件和应用软件。操作系统软件和应用软件。 PCBCSPCBCS是将经过加固的是将经过加固的PCPC机硬件与控制机硬件与控制软件相结合，实施通常由专用软件相结合，实施通常由专用PLCPLC、 DCSDCS执行的控制功能，或者说执行的控制功能，或者说将将PLCPLC的控制功能的控制功能 封装在封装在 软件内，运行在软件内，运行在PCPC的环境中。的环境中。PCPC机将以机将以往往PLCPLC、DCSDCS控制系统中的操作站、控制站溶为一体，同时具备实施控制系统中的操作站、控制站溶为一体，同时具备实施控制、通信及操作显示等多项功能。控制、通信及操作显示等多项功能。第一章 绪论 目前应用最多的检测仪表主要是目前应用最多的检测仪表主要是DDZDDZ型模拟仪表和部分智能型仪表。型模拟仪表和部分智能型仪表。 考虑到控制系统逐渐向考虑到控制系统逐渐向FCSFCS方向发展，因此现场总线技术和现场总线仪表的应用方向发展，因此现场总线技术和现场总线仪表的应用将日渐广泛。将日渐广泛。 当采用常规检测和控制仪表时，控制系统的结构是由各仪表单元组合而成和各自当采用常规检测和控制仪表时，控制系统的结构是由各仪表单元组合而成和各自独立的控制系统，各环节之间采用的是点对点联接的方法。独立的控制系统，各环节之间采用的是点对点联接的方法。 当采用计算机或数字控制器作为控制单元时，系统的结构就可能是多样的，但其当采用计算机或数字控制器作为控制单元时，系统的结构就可能是多样的，但其基本控制原理差别不大。例如：有直接数字控制系统基本控制原理差别不大。例如：有直接数字控制系统DDCDDC、集散控制系统、集散控制系统DCSDCS、现场总线控制系统现场总线控制系统FCSFCS。 在网络化的控制回路系统中，多数检测和仪表单元均是通过网络相互联接和传送在网络化的控制回路系统中，多数检测和仪表单元均是通过网络相互联接和传送信息的。信息的。 科技的进步，促使自动化仪表的不断更新与完善，从而又进一步拓展了自动化仪科技的进步，促使自动化仪表的不断更新与完善，从而又进一步拓展了自动化仪表的应用领域，构成各种不同功能的自动化装置，推动了控制系统的变革与发展，表的应用领域，构成各种不同功能的自动化装置，推动了控制系统的变革与发展，使控制系统由原来的常规控制系统到直接数字控制系统使控制系统由原来的常规控制系统到直接数字控制系统DDCDDC、集散控制系统、集散控制系统DCSDCS、现场总线控制系统现场总线控制系统FCSFCS等，以满足社会生产力的不同需要。等，以满足社会生产力的不同需要。 从控制系统的发展来说，集散型控制系统从控制系统的发展来说，集散型控制系统DCSDCS、可编程序控制器、可编程序控制器PLCPLC是近年来应用最多的系统，而现场总线控制系统是近年来应用最多的系统，而现场总线控制系统FCSFCS、基于、基于PCPC的控的控制系统制系统PCBCSPCBCS无疑是发展最快的控制系统。无疑是发展最快的控制系统。 在人类的各项生产活动和科学实验中，为了了解和掌握整个过程在人类的各项生产活动和科学实验中，为了了解和掌握整个过程 的进展及其最后结果，经常需要对各种基本参数或物理量进行检查和的进展及其最后结果，经常需要对各种基本参数或物理量进行检查和 测量，从而获得必要的信息，并以之作为分析判断和决策的依据。测量，从而获得必要的信息，并以之作为分析判断和决策的依据。 检测技术就是人们为了对被测对象所包含的信息进行定检测技术就是人们为了对被测对象所包含的信息进行定性的了解和定量的掌握所采取的一系列技术措施。性的了解和定量的掌握所采取的一系列技术措施。 随着人类社会进入信息时代，以信息的获取、转换显示和处理为主随着人类社会进入信息时代，以信息的获取、转换显示和处理为主要内容的检测技术已经发展成为一门完整的技术学科，在促进生产发展要内容的检测技术已经发展成为一门完整的技术学科，在促进生产发展和进步的广阔领域内发挥着重要作用。和进步的广阔领域内发挥着重要作用。第一章 绪论1-3：自动检测技术的发展及应用：自动检测技术的发展及应用一、自动检测技术的作用自动检测技术的作用 现代信息技术主要有现代信息技术主要有三大支柱三大支柱三大支柱三大支柱：一是信息的采集技术（检测技术）：一是信息的采集技术（检测技术）二是信息的传输技术（通信技术）二是信息的传输技术（通信技术）三是信息的处理技术（计算机技术）三是信息的处理技术（计算机技术） 所谓信息的采集就是指从自然界中、生产过程中或科学实验中获取人们所谓信息的采集就是指从自然界中、生产过程中或科学实验中获取人们所需的信息，而所需的信息，而信息的采集就通过检测技术实现的，因此检测技术实质信息的采集就通过检测技术实现的，因此检测技术实质信息的采集就通过检测技术实现的，因此检测技术实质信息的采集就通过检测技术实现的，因此检测技术实质上就是信息采集技术。上就是信息采集技术。上就是信息采集技术。上就是信息采集技术。可见检测技术在自动化领域里是有着非常重要的可见检测技术在自动化领域里是有着非常重要的地位。地位。 检测技术及仪表是人们认识世界和改造世界必不可少的重要手段检测技术及仪表是人们认识世界和改造世界必不可少的重要手段检测技术及仪表是人们认识世界和改造世界必不可少的重要手段检测技术及仪表是人们认识世界和改造世界必不可少的重要手段。 在现代新技术的不断发展和引入下，特别是先进的检测技术、现代的传感器技术、在现代新技术的不断发展和引入下，特别是先进的检测技术、现代的传感器技术、计算机技术、网络技术、多媒体技术的不断发展与更新给现代仪表工业生产行业计算机技术、网络技术、多媒体技术的不断发展与更新给现代仪表工业生产行业带来了深刻的变革，为适应不断发展的现代工业自动化的要求，世界各国一直未带来了深刻的变革，为适应不断发展的现代工业自动化的要求，世界各国一直未停止进行新的技术革命和探索，其停止进行新的技术革命和探索，其基础就是信息技术的革命基础就是信息技术的革命基础就是信息技术的革命基础就是信息技术的革命，它的发展给人类社，它的发展给人类社会的各个领域都带来了巨大的、广泛的、深刻的的变化，并正在改变着传统工业会的各个领域都带来了巨大的、广泛的、深刻的的变化，并正在改变着传统工业的生产方式，以及其它新兴产业的更新和变革，是人类社会发展的强大动力。的生产方式，以及其它新兴产业的更新和变革，是人类社会发展的强大动力。 宇宙中信息的种类很多，除了工业生产、生活中的一些常用的电量和非电量之外，宇宙中信息的种类很多，除了工业生产、生活中的一些常用的电量和非电量之外，军事国防、航空航天、海洋开发、生物工程、医疗保健、商检质检、环境保护、军事国防、航空航天、海洋开发、生物工程、医疗保健、商检质检、环境保护、安全防范、家用电器等等，几乎每一个现代化项目都离不开自动检测技术，其检安全防范、家用电器等等，几乎每一个现代化项目都离不开自动检测技术，其检测技术的体现即主要是在测技术的体现即主要是在“ “传感器传感器传感器传感器” ” 技术及装置上。技术及装置上。 应用于工业过程中的自动检测和自动控制系统，其结构中都有与自动检测技术相应用于工业过程中的自动检测和自动控制系统，其结构中都有与自动检测技术相关的关的“ “传感器传感器传感器传感器” ”环节环节环节环节，它是，它是实现自动化的重要支柱实现自动化的重要支柱实现自动化的重要支柱实现自动化的重要支柱。 检测手段水平决定科学研究的深度和广度；检测手段水平决定科学研究的深度和广度；检测手段水平决定科学研究的深度和广度；检测手段水平决定科学研究的深度和广度； 理论研究成果离不开必要的检测手段。理论研究成果离不开必要的检测手段。理论研究成果离不开必要的检测手段。理论研究成果离不开必要的检测手段。1 1、产品检验和质量控制的重要手段、产品检验和质量控制的重要手段 在科学技术的发展过程中，人们通过对客观事物所做的大量试验和测量，在科学技术的发展过程中，人们通过对客观事物所做的大量试验和测量，形成定性和定量的认识，总结出客观世界的规律，并利用这些规律来促进形成定性和定量的认识，总结出客观世界的规律，并利用这些规律来促进科技的发展。科技的发展。2 2、在大型设备安全经济运行监测中得到广泛应用、在大型设备安全经济运行监测中得到广泛应用 科学的发展和突破就是以检测技术水平为基础的。特别是在工业生产中，科学的发展和突破就是以检测技术水平为基础的。特别是在工业生产中，采用自动化技术是提高劳动生产率和经济效益最有效的措施。采用自动化技术是提高劳动生产率和经济效益最有效的措施。3 3、自动化系统中不可缺少的组成部分、自动化系统中不可缺少的组成部分 自动化：信息获取、信息转换、自动化：信息获取、信息转换、 信息处理、信息传送、信息执行信息处理、信息传送、信息执行 采用自动检测系统进行实时测量及分析产品性能，采用自动控制系统对采用自动检测系统进行实时测量及分析产品性能，采用自动控制系统对产品加工过程进行实时控制，则是提高产品质量的现代化方法。可以说，产品加工过程进行实时控制，则是提高产品质量的现代化方法。可以说，一个国家现代化水平是用自动化水平来衡量的，而在自动化技术中，现一个国家现代化水平是用自动化水平来衡量的，而在自动化技术中，现代检测技术是有着非常重要的地位和作用的。代检测技术是有着非常重要的地位和作用的。4 4、检测技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步、检测技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步随着新技术的不断涌现，特别是先进的检测技术、现代传感器技随着新技术的不断涌现，特别是先进的检测技术、现代传感器技术、计算机技术、网络技术和多媒体技术的出现，使传统的检测技术术、计算机技术、网络技术和多媒体技术的出现，使传统的检测技术及仪表系统发生了很大的变化，其变化又促使其自身得到了不断的更及仪表系统发生了很大的变化，其变化又促使其自身得到了不断的更新和完善新和完善 。 新技术新技术新技术新技术的不断涌现，促进检测技术和仪表方面的发展和创新的不断涌现，促进检测技术和仪表方面的发展和创新-比如：成组传感比如：成组传感器的复合检测技术、微机械量的检测技术、检测信息的融合处理技术、智能传感器的复合检测技术、微机械量的检测技术、检测信息的融合处理技术、智能传感器和仪表的发展、计算机多媒体化的虚拟仪表以及各种检测单元和仪表的网络化器和仪表的发展、计算机多媒体化的虚拟仪表以及各种检测单元和仪表的网络化产品等等。产品等等。 新型的新型的检测技术和仪表的发展检测技术和仪表的发展检测技术和仪表的发展检测技术和仪表的发展更深层次的引导了更深层次的引导了工业自动控制系统的发展与变革工业自动控制系统的发展与变革工业自动控制系统的发展与变革工业自动控制系统的发展与变革-比如：控制系统的控制网络化；控制系统的系统扁平化；控制系统的组织重比如：控制系统的控制网络化；控制系统的系统扁平化；控制系统的组织重构化；控制系统的工作协调化等。从而扩大和巩固了自动化的应用领域，并提出构化；控制系统的工作协调化等。从而扩大和巩固了自动化的应用领域，并提出了新的亟待解决的问题。了新的亟待解决的问题。 自动控制系统的发展，自动控制系统的发展，自动控制系统的发展，自动控制系统的发展，又进一步拓展了自动检测技术的应用场所和应用范围，并又进一步拓展了自动检测技术的应用场所和应用范围，并促使检测技术及仪表的不断更新与完善，以满足社会生产力的需求。促使检测技术及仪表的不断更新与完善，以满足社会生产力的需求。 自动检测技术的发展标志着一个国家的自动化水平的高度，自动检测技术的具体自动检测技术的发展标志着一个国家的自动化水平的高度，自动检测技术的具体自动检测技术的发展标志着一个国家的自动化水平的高度，自动检测技术的具体自动检测技术的发展标志着一个国家的自动化水平的高度，自动检测技术的具体体现则是由传感器来完成的。体现则是由传感器来完成的。体现则是由传感器来完成的。体现则是由传感器来完成的。二、传感器的发展趋势二、传感器的发展趋势1 1、传感器的作用传感器的作用传感器的作用传感器的作用 传感器传感器传感器传感器-是对象与系统之间实现信息交换的是对象与系统之间实现信息交换的“ “接口接口” ”，它，它为系统提供进为系统提供进为系统提供进为系统提供进行行行行 处理和决策所需的对象的信息处理和决策所需的对象的信息处理和决策所需的对象的信息处理和决策所需的对象的信息，是，是高度自动化系统及至现代高度自动化系统及至现代高度自动化系统及至现代高度自动化系统及至现代 尖端技术必不可少的关键组成部分尖端技术必不可少的关键组成部分尖端技术必不可少的关键组成部分尖端技术必不可少的关键组成部分。 传感器传感器传感器传感器-不仅用于工业自动化、军事国防和宇宙开发、海洋开发等为不仅用于工业自动化、军事国防和宇宙开发、海洋开发等为代表的尖端科学与工程等重要领域，还渗透于与人们生活密切代表的尖端科学与工程等重要领域，还渗透于与人们生活密切 相关的如生物工程、医疗卫生、环境保护、安全防范、家用电相关的如生物工程、医疗卫生、环境保护、安全防范、家用电器等等方面，并且正日新月异地发展。器等等方面，并且正日新月异地发展。 传感器传感器传感器传感器-可以解决和处理人的感官和一般的电子设备无能为力的一些可以解决和处理人的感官和一般的电子设备无能为力的一些极端巨微的信息。因此某些极端巨微的信息。因此某些传感器的发展是一些边缘科学研究传感器的发展是一些边缘科学研究传感器的发展是一些边缘科学研究传感器的发展是一些边缘科学研究 和高、新技术开发的先驱和高、新技术开发的先驱和高、新技术开发的先驱和高、新技术开发的先驱。总之：无论是何种复杂的工程系统，还是日常生活的衣食住行，几乎每一个总之：无论是何种复杂的工程系统，还是日常生活的衣食住行，几乎每一个 现代化项目，都离不开各种各样的传感器，现代化项目，都离不开各种各样的传感器，今后的社会将充满传感器。今后的社会将充满传感器。今后的社会将充满传感器。今后的社会将充满传感器。2 2、传感器的发展趋势、传感器的发展趋势、传感器的发展趋势、传感器的发展趋势 在现实世界里，很多信息都是通过传感器获得的，而且与我们的生活在现实世界里，很多信息都是通过传感器获得的，而且与我们的生活息息相关。而息息相关。而信息的生成、获取、存储、传输、处理及其应用是现代信息的生成、获取、存储、传输、处理及其应用是现代信息的生成、获取、存储、传输、处理及其应用是现代信息的生成、获取、存储、传输、处理及其应用是现代信息科学的六大组成部分信息科学的六大组成部分信息科学的六大组成部分信息科学的六大组成部分，其中信息的获取是信息技术产业链上重要，其中信息的获取是信息技术产业链上重要的环节之一，没有它就没有信息的传输、处理和应用。的环节之一，没有它就没有信息的传输、处理和应用。 传感器从测试物理参数、无智能、扁平结构的传感器发展到着重于应传感器从测试物理参数、无智能、扁平结构的传感器发展到着重于应用的智能型传感器再到今天的网络智能传感器，其用的智能型传感器再到今天的网络智能传感器，其最大的特点就是在最大的特点就是在最大的特点就是在最大的特点就是在信息交换上的高度自由信息交换上的高度自由信息交换上的高度自由信息交换上的高度自由。从目前传感器的产品方向来看，它一方面向。从目前传感器的产品方向来看，它一方面向小型化高精度的方向发展，一方面向网络化发展，而且更小型化高精度的方向发展，一方面向网络化发展，而且更着重在与控着重在与控着重在与控着重在与控制系统进行双向通信方面制系统进行双向通信方面制系统进行双向通信方面制系统进行双向通信方面。 随着无线通信技术、计算机网络技术等的进步以及互联网的迅猛发展，随着无线通信技术、计算机网络技术等的进步以及互联网的迅猛发展，传统的传感器信息获取技术从独立的单一化模式向传统的传感器信息获取技术从独立的单一化模式向集成化、微型化集成化、微型化集成化、微型化集成化、微型化，进，进而向而向智能化、网络化智能化、网络化智能化、网络化智能化、网络化方向发展，成为信息获取最重要和最基本的技术之方向发展，成为信息获取最重要和最基本的技术之一。现代的计算机技术和通信技术由于超大规模集成电路的飞速发展而一。现代的计算机技术和通信技术由于超大规模集成电路的飞速发展而已经充分发达后，不仅对传感器的精度、可靠性、响应速度、获取的信已经充分发达后，不仅对传感器的精度、可靠性、响应速度、获取的信息量要求越来越高，还要求其成本低廉且使用方便。显然传统传感器因息量要求越来越高，还要求其成本低廉且使用方便。显然传统传感器因功能、特性、体积、成本等已难以满足要求而逐渐被淘汰。世界许多发功能、特性、体积、成本等已难以满足要求而逐渐被淘汰。世界许多发达国家都在加快对传感器新技术的研究与开发，并且都已取得极大的突达国家都在加快对传感器新技术的研究与开发，并且都已取得极大的突破。破。 传感器的开发趋势将传感器的开发趋势将包含着社会对传感器的新需求包含着社会对传感器的新需求包含着社会对传感器的新需求包含着社会对传感器的新需求和和传感器新技术的发传感器新技术的发传感器新技术的发传感器新技术的发展展展展这两个方面。我们主要从以下几点这两个方面。我们主要从以下几点考虑：考虑：考虑：考虑：1 1）发现并利用新现象，开发新型传感器）发现并利用新现象，开发新型传感器）发现并利用新现象，开发新型传感器）发现并利用新现象，开发新型传感器 由于传感器的工作原理是基于各种效应和定律，因此启发人们进一步探索由于传感器的工作原理是基于各种效应和定律，因此启发人们进一步探索具有新效应的敏感功能材料，具有新效应的敏感功能材料，利用物理现象、化学反应、生物效应作为传利用物理现象、化学反应、生物效应作为传利用物理现象、化学反应、生物效应作为传利用物理现象、化学反应、生物效应作为传感器原理，以此研制出具有新原理、高性能、多功能、低成本和小型化的感器原理，以此研制出具有新原理、高性能、多功能、低成本和小型化的感器原理，以此研制出具有新原理、高性能、多功能、低成本和小型化的感器原理，以此研制出具有新原理、高性能、多功能、低成本和小型化的新型物性型传感器件新型物性型传感器件新型物性型传感器件新型物性型传感器件，来满足新领域、新需求。例如：，来满足新领域、新需求。例如： 利用利用量子力学诸效应量子力学诸效应量子力学诸效应量子力学诸效应研制的高灵敏阈传感器，用来检测极微弱的信号；研制的高灵敏阈传感器，用来检测极微弱的信号； 利用利用核磁共振吸收效应核磁共振吸收效应核磁共振吸收效应核磁共振吸收效应的磁敏传感器，将检测限扩展到地磁强度的的磁敏传感器，将检测限扩展到地磁强度的1010-7-7； 利用利用约瑟夫逊效应约瑟夫逊效应约瑟夫逊效应约瑟夫逊效应的热噪声温度传感器，可以测量的热噪声温度传感器，可以测量1010-6-6K K的超低温；的超低温； 利用利用光子滞后效应光子滞后效应光子滞后效应光子滞后效应，制造出响应速度极快的红外传感器等等。，制造出响应速度极快的红外传感器等等。 利用利用抗体和抗原在电极表面上相遇复合时，会引起电极电位的变化抗体和抗原在电极表面上相遇复合时，会引起电极电位的变化抗体和抗原在电极表面上相遇复合时，会引起电极电位的变化抗体和抗原在电极表面上相遇复合时，会引起电极电位的变化，利用，利用这一现象可制出免疫传感器。用这种抗体制成的免疫传感器可对某生物体这一现象可制出免疫传感器。用这种抗体制成的免疫传感器可对某生物体内是否有这种抗原作检查。如用肝炎病毒抗体可检查某人是否患有肝炎，内是否有这种抗原作检查。如用肝炎病毒抗体可检查某人是否患有肝炎，起到快速、准确作用。美国加州大学巳研制出这类传感器。起到快速、准确作用。美国加州大学巳研制出这类传感器。传感器材料传感器材料传感器材料传感器材料是传感器技术的重要基础，由于是传感器技术的重要基础，由于材料科学进步材料科学进步材料科学进步材料科学进步，人们可制，人们可制造出各种新型传感器。例如造出各种新型传感器。例如 用用高分子聚合物薄膜高分子聚合物薄膜高分子聚合物薄膜高分子聚合物薄膜制成温度传感器：制成温度传感器：因为高分子聚合物能随周围环境的相对湿度大小成比例地吸附和因为高分子聚合物能随周围环境的相对湿度大小成比例地吸附和释放水分子。高分子电介常数小，水分子能提高聚合物的介电常数。释放水分子。高分子电介常数小，水分子能提高聚合物的介电常数。将高分子电介质做成电容器，测定电容容量的变化，即可得出相对湿将高分子电介质做成电容器，测定电容容量的变化，即可得出相对湿度。度。利用这个原理制成等离子聚合法聚苯乙烯薄膜温度传感器，其有利用这个原理制成等离子聚合法聚苯乙烯薄膜温度传感器，其有以下特点：测湿范围宽（可达以下特点：测湿范围宽（可达 -400-400+1500+1500）；响应速度快，小）；响应速度快，小于于1S1S；尺寸小，可用于小空间测湿；温度系数小。；尺寸小，可用于小空间测湿；温度系数小。 用用用用光导纤维制成压力、流量、温度、位移等多种传感器光导纤维制成压力、流量、温度、位移等多种传感器光导纤维制成压力、流量、温度、位移等多种传感器光导纤维制成压力、流量、温度、位移等多种传感器：光导纤维的应用是传感材料的重大突破，光导纤维最早用于光通光导纤维的应用是传感材料的重大突破，光导纤维最早用于光通信技术，在光通信利用中发现信技术，在光通信利用中发现当温度、压力、电场、磁场等环境条件当温度、压力、电场、磁场等环境条件当温度、压力、电场、磁场等环境条件当温度、压力、电场、磁场等环境条件变化时，引起光纤传输的光波强度、相位、频率、偏振态等变化，测变化时，引起光纤传输的光波强度、相位、频率、偏振态等变化，测变化时，引起光纤传输的光波强度、相位、频率、偏振态等变化，测变化时，引起光纤传输的光波强度、相位、频率、偏振态等变化，测量光波量的变化，就可知道导致这些光波量变化的温度、压力、电场、量光波量的变化，就可知道导致这些光波量变化的温度、压力、电场、量光波量的变化，就可知道导致这些光波量变化的温度、压力、电场、量光波量的变化，就可知道导致这些光波量变化的温度、压力、电场、磁场等物理量的大小磁场等物理量的大小磁场等物理量的大小磁场等物理量的大小。利用这些原理研制出利用这些原理研制出光导纤维传感器光导纤维传感器光导纤维传感器光导纤维传感器，它，它与传统传感器相比有许与传统传感器相比有许多特点：灵敏度高，结构简单、体积小、耐腐蚀、电绝缘性好、光路多特点：灵敏度高，结构简单、体积小、耐腐蚀、电绝缘性好、光路可弯曲、便于实现遥测等。可弯曲、便于实现遥测等。光纤传感受器与集成光路技术相结合，加速光纤传感器技术的发光纤传感受器与集成光路技术相结合，加速光纤传感器技术的发展。将集成光路器件代替原有光学元件和无源光器件，使光纤传感器展。将集成光路器件代替原有光学元件和无源光器件，使光纤传感器有高的带宽、低的信号处理电压，可靠性高，成本低。有高的带宽、低的信号处理电压，可靠性高，成本低。 用陶瓷制成压力传感器：用陶瓷制成压力传感器：用陶瓷制成压力传感器：用陶瓷制成压力传感器：陶瓷电容式压力传感器是一种无中介液的干式陶瓷电容式压力传感器是一种无中介液的干式压力传感器。采用先进的陶瓷技术，厚膜电子技术，其技术性能稳定，压力传感器。采用先进的陶瓷技术，厚膜电子技术，其技术性能稳定，年漂移量小于年漂移量小于0.1%F.S0.1%F.S，温漂小于，温漂小于0.15%/10K0.15%/10K，抗过载强，可达量程的，抗过载强，可达量程的数百倍。测量范围可从数百倍。测量范围可从0 0到到60MPa60MPa。 用高分子有机材料为敏感元件制成光纤传感器、液晶传感器、压敏传感用高分子有机材料为敏感元件制成光纤传感器、液晶传感器、压敏传感用高分子有机材料为敏感元件制成光纤传感器、液晶传感器、压敏传感用高分子有机材料为敏感元件制成光纤传感器、液晶传感器、压敏传感器；器；器；器； 利用化学效应和生物效应开发的利用化学效应和生物效应开发的利用化学效应和生物效应开发的利用化学效应和生物效应开发的代替视觉、嗅觉、味觉和听觉的代替视觉、嗅觉、味觉和听觉的化学传化学传化学传化学传感器、微生物传感器、仿生传感器；感器、微生物传感器、仿生传感器；感器、微生物传感器、仿生传感器；感器、微生物传感器、仿生传感器；它是一个全新的领域。它是一个全新的领域。 以及检测超高温、超高压、超低温和超高真空等极端参数的新型传感器。以及检测超高温、超高压、超低温和超高真空等极端参数的新型传感器。总之：研究发现新现象与新效应、新材料是传感器技术发展的总之：研究发现新现象与新效应、新材料是传感器技术发展的总之：研究发现新现象与新效应、新材料是传感器技术发展的总之：研究发现新现象与新效应、新材料是传感器技术发展的重要工作，是研究开发新型传感器的基础。重要工作，是研究开发新型传感器的基础。重要工作，是研究开发新型传感器的基础。重要工作，是研究开发新型传感器的基础。2 2）传感器的高精度小型化、集成化和多功能化）传感器的高精度小型化、集成化和多功能化）传感器的高精度小型化、集成化和多功能化）传感器的高精度小型化、集成化和多功能化半导体技术中的加工方法有氧化、光刻、扩散、沉积、平面电子工艺，半导体技术中的加工方法有氧化、光刻、扩散、沉积、平面电子工艺，各向导性腐蚀及蒸镀，溅射薄膜等，这些都已引进到传感器制造，因而各向导性腐蚀及蒸镀，溅射薄膜等，这些都已引进到传感器制造，因而产生了各种新型传感器。例如：产生了各种新型传感器。例如： 日本横河公司利用各向导性腐蚀技术进行高精度三维加工，制日本横河公司利用各向导性腐蚀技术进行高精度三维加工，制成全硅谐振成全硅谐振成全硅谐振成全硅谐振 式压力传感器式压力传感器式压力传感器式压力传感器：其核心部分由感压硅膜片和硅膜片上面制作的两个谐振梁：其核心部分由感压硅膜片和硅膜片上面制作的两个谐振梁 结成，两个谐振梁的频差对应不同的压力，用频率差的方法测压力，可消结成，两个谐振梁的频差对应不同的压力，用频率差的方法测压力，可消除环境温度等因素带来的误差。当环境温度变化时，两个谐振梁频率和幅除环境温度等因素带来的误差。当环境温度变化时，两个谐振梁频率和幅度变化相同，将两个频率差后，其相同变化量就能够相互抵消。其测量最度变化相同，将两个频率差后，其相同变化量就能够相互抵消。其测量最高精度可达高精度可达0.01%FS0.01%FS。美国美国(SMI)(SMI)公司开发一系列低价位公司开发一系列低价位, ,线性度在线性度在0.1%0.1%到到0.65%0.65%范围内的硅微压力范围内的硅微压力传感器传感器, ,最低满量程为最低满量程为0.15psi(1KPa)0.15psi(1KPa)，其以硅为材料制成，其以硅为材料制成, ,具有独特的三维具有独特的三维结构，轻细微机械加工，和多次蚀刻制成惠斯登电桥于硅膜片上，当硅片结构，轻细微机械加工，和多次蚀刻制成惠斯登电桥于硅膜片上，当硅片上方受力时，其产生变形，电阻产生压阻效应而失去电桥平衡，输出与压上方受力时，其产生变形，电阻产生压阻效应而失去电桥平衡，输出与压力成比例的电信号。力成比例的电信号。 总之，总之，利用半导体技术制造出硅微传感器利用半导体技术制造出硅微传感器利用半导体技术制造出硅微传感器利用半导体技术制造出硅微传感器，它是当今传感器发展的，它是当今传感器发展的前沿技前沿技前沿技前沿技术术术术，其基本特点是敏感元件体积为微米量级，是传统传感器的几十、几百，其基本特点是敏感元件体积为微米量级，是传统传感器的几十、几百分之一。另外还有利用薄膜工艺制造出快速响应的气敏、湿敏传感器，利分之一。另外还有利用薄膜工艺制造出快速响应的气敏、湿敏传感器，利用溅射薄膜工艺制压力传感器等。用溅射薄膜工艺制压力传感器等。 新工艺、新技术、新材料的开发和利用，可以生产出精度高、体积小、重新工艺、新技术、新材料的开发和利用，可以生产出精度高、体积小、重量轻、可靠稳定的、适用于各种不同领域要求的新型传感器。量轻、可靠稳定的、适用于各种不同领域要求的新型传感器。 新工艺新技术构成的固态功能材料新工艺新技术构成的固态功能材料新工艺新技术构成的固态功能材料新工艺新技术构成的固态功能材料半导体、电介质、强半导体、电介质、强半导体、电介质、强半导体、电介质、强 磁体磁体磁体磁体的的进一进一 步开发和集成技术的不断发展，为步开发和集成技术的不断发展，为传感器集成化传感器集成化传感器集成化传感器集成化开辟了广阔的开辟了广阔的前景。前景。随着微电子机械系统（随着微电子机械系统（MEMSMEMS）技术的发展，采用微机电系统）技术的发展，采用微机电系统(MEMS)(MEMS)技术制造的各种微型新型传感器、执行器和微系统的巨大潜技术制造的各种微型新型传感器、执行器和微系统的巨大潜力日益显现。这项研发在工业、农业、国防、航空航天、航海、医学、力日益显现。这项研发在工业、农业、国防、航空航天、航海、医学、生物工程、交通、家庭服务等各个领域都有巨大的应用前景。采用微生物工程、交通、家庭服务等各个领域都有巨大的应用前景。采用微机电系统（机电系统（MEMSMEMS）技术开发的微传感器（尺寸从几微米到几毫米的）技术开发的微传感器（尺寸从几微米到几毫米的传感器总称）是今后发展的重点之一。微系统研究已处于突破前夜，传感器总称）是今后发展的重点之一。微系统研究已处于突破前夜，创新的空间很大，已成为竞争研究开发的重点领域。创新的空间很大，已成为竞争研究开发的重点领域。 集成化传感器集成化传感器集成化传感器集成化传感器：就是采用微电子技术将辅助电路中的元件与传感元件同时：就是采用微电子技术将辅助电路中的元件与传感元件同时集成在集成在 同一芯片上，或将众多同一类型的单个传感器件集成一个芯片或同一芯片上，或将众多同一类型的单个传感器件集成一个芯片或阵列上，形成一维线型、二维阵列（面）的传感器。阵列上，形成一维线型、二维阵列（面）的传感器。 特点：可使传感器的检测参数由特点：可使传感器的检测参数由“ “点点线线面面体体” ”多维图象化，甚至能多维图象化，甚至能加上时序，变单参数检测为多参数检测，从而进行点测量加上时序，变单参数检测为多参数检测，从而进行点测量 、以及平面、以及平面、空间测量。并具有校准、补偿、自诊断和网络通信的功能。它可降低成本、空间测量。并具有校准、补偿、自诊断和网络通信的功能。它可降低成本、增加产量。增加产量。 例：电荷耦合器件（例：电荷耦合器件（CCDCCD）-光敏元阵列光敏元阵列数码相机；数码相机； 一体化：一体化：一体化：一体化：在同一芯片上，将传感器件与调理、补偿等处理电路集成一体。在同一芯片上，将传感器件与调理、补偿等处理电路集成一体。 特点：减少干扰，提高灵敏度，方便使用；特点：减少干扰，提高灵敏度，方便使用； 可实现实时数据处理（传感器和数据处理电路集成）可实现实时数据处理（传感器和数据处理电路集成）微型化：微型化：微型化：微型化：微米微米/ /纳米技术、微机电系统纳米技术、微机电系统MEMSMEMS技术技术体积微小、体积微小、重量轻微。重量轻微。例如：目前例如：目前MEMSMEMS器件主要分为惯性测量、压力测量、微流量、光器件主要分为惯性测量、压力测量、微流量、光MEMSMEMS、 射频射频MEMSMEMS以及其它以及其它MEMSMEMS器件等多种类型及品种，器件等多种类型及品种，而市售的而市售的MEMSMEMS器件主要有器件主要有5 5种：压力传感器、加速度传感器、种：压力传感器、加速度传感器、微型陀螺、喷墨头、硬盘驱动头。销售最多的是微型陀螺、喷墨头、硬盘驱动头。销售最多的是ITIT领域的喷墨头、领域的喷墨头、硬盘驱动头和汽车领域中的压力传感器、加速度传感器、微型陀硬盘驱动头和汽车领域中的压力传感器、加速度传感器、微型陀螺。而用于生物、化学测试系统的螺。而用于生物、化学测试系统的Lab-onchip(Lab-onchip(实验室实验室- -芯片芯片) )和其和其他类型生物芯片则刚刚显露出巨大的潜力。他类型生物芯片则刚刚显露出巨大的潜力。 多功能传感：多功能传感：多功能传感：多功能传感：不同功能的传感器集成化。不同功能的传感器集成化。 特点：一个传感器可以同时测量不同种类的多个参数。特点：一个传感器可以同时测量不同种类的多个参数。 例：测量血液中各种成分的多功能传感器。例：测量血液中各种成分的多功能传感器。总之：总之：这种集成化可使传感器由单一的信号变换功能扩展为兼有放大、这种集成化可使传感器由单一的信号变换功能扩展为兼有放大、这种集成化可使传感器由单一的信号变换功能扩展为兼有放大、这种集成化可使传感器由单一的信号变换功能扩展为兼有放大、运算、干扰补偿等多功能。实现了横向和纵向的多功能化。运算、干扰补偿等多功能。实现了横向和纵向的多功能化。运算、干扰补偿等多功能。实现了横向和纵向的多功能化。运算、干扰补偿等多功能。实现了横向和纵向的多功能化。3 3）传感器的智能化）传感器的智能化）传感器的智能化）传感器的智能化 智能化传感器智能化传感器 -是一种是一种带微处理器的传感器带微处理器的传感器带微处理器的传感器带微处理器的传感器，是微型计算机和传感器相结，是微型计算机和传感器相结合的成果，它兼有检测、判断和信息处理等功能。合的成果，它兼有检测、判断和信息处理等功能。与传统传感器相比有很多与传统传感器相比有很多特点：特点：特点：特点： 具有判断和信息处理功能，能对测量值进行修正、误差补偿，因而提高测具有判断和信息处理功能，能对测量值进行修正、误差补偿，因而提高测量精度；量精度； 可实现多传感器多参数测量；可实现多传感器多参数测量； 有自诊断和自校准功能，提高可靠性；有自诊断和自校准功能，提高可靠性； 测量数据可存取，使用方便；测量数据可存取，使用方便； 有数据通信接口，能与微型计算机直接通信。有数据通信接口，能与微型计算机直接通信。 高级智能传感器高级智能传感器 -是是把传感器、信号调节电路、单片机集成在一把传感器、信号调节电路、单片机集成在一把传感器、信号调节电路、单片机集成在一把传感器、信号调节电路、单片机集成在一 芯片芯片芯片芯片上，形成超大规模集成化的高级智能传感器。上，形成超大规模集成化的高级智能传感器。 其特点：其特点： 高精度；高可靠性、高稳定性、强自适应性；高精度；高可靠性、高稳定性、强自适应性；高信噪比、高分辨率；高性能价格比。高信噪比、高分辨率；高性能价格比。例如：例如： 美国霍尼维尔公司美国霍尼维尔公司ST-3000ST-3000型智能传感器，芯片尺寸仅有型智能传感器，芯片尺寸仅有 342mm342mm3 3，采用半导体工艺，在同一芯片上制成，采用半导体工艺，在同一芯片上制成CPUCPU、EPROMEPROM、静压、静压、压差、温度等三种敏感元件。压差、温度等三种敏感元件。 智能化传感器的研究与开发，美国处于领先地位。美国宇航局在开发智能化传感器的研究与开发，美国处于领先地位。美国宇航局在开发宇宙宇宙 飞船时称这种传感器为灵巧传感器（飞船时称这种传感器为灵巧传感器（SmartSensorSmartSensor），在宇宙飞船），在宇宙飞船上这种传感器是非常重要的。我国在这方面的研究与开发还很落后，主上这种传感器是非常重要的。我国在这方面的研究与开发还很落后，主要是因为我国半导体集成电路工艺水平有限。要是因为我国半导体集成电路工艺水平有限。4 4）研究生物感官，开发仿生传感器）研究生物感官，开发仿生传感器）研究生物感官，开发仿生传感器）研究生物感官，开发仿生传感器在大千世界里，大自然是生物传感器的优秀设计者，它经过漫长的在大千世界里，大自然是生物传感器的优秀设计者，它经过漫长的岁月，创造了集多种感官于一体的人类本身，而且还设计了许多功能奇岁月，创造了集多种感官于一体的人类本身，而且还设计了许多功能奇特、性能高超的生物传感器。例如：特、性能高超的生物传感器。例如： 狗的嗅觉（灵敏阈为人的狗的嗅觉（灵敏阈为人的106106倍）；倍）； 鸟的视觉（视力为人的鸟的视觉（视力为人的850850倍）；倍）； 蝙蝙 蝠、飞蛾、海豚的听觉（主动型生物雷达蝠、飞蛾、海豚的听觉（主动型生物雷达超生波的传感器）；超生波的传感器）； 蛇的接近觉（分辨力达蛇的接近觉（分辨力达0.0010.001的红外测温传感器）等等。的红外测温传感器）等等。 这些动物的感官性能是当今传感器技术望尘莫及的。研究它们的机理，这些动物的感官性能是当今传感器技术望尘莫及的。研究它们的机理，开发仿生传感器将是引人注目的方向。开发仿生传感器将是引人注目的方向。 总之，传感器的研究、开发和利用是未来世界科技发展的一个重要方向。总之，传感器的研究、开发和利用是未来世界科技发展的一个重要方向。总之，传感器的研究、开发和利用是未来世界科技发展的一个重要方向。总之，传感器的研究、开发和利用是未来世界科技发展的一个重要方向。注意：注意：注意：注意：只有传感器并不等于已具有了完备的检测技术或方法，除传感只有传感器并不等于已具有了完备的检测技术或方法，除传感器外还需要有一定的检测结构，用于有选择地实现信号转换。器外还需要有一定的检测结构，用于有选择地实现信号转换。由此构成一个完整的检测系统。由此构成一个完整的检测系统。5 5）检测系统由模拟式、数字式向智能化方向发展）检测系统由模拟式、数字式向智能化方向发展）检测系统由模拟式、数字式向智能化方向发展）检测系统由模拟式、数字式向智能化方向发展随着传感器技术的发展和计算机技术的发展，检测系统已由模拟式、随着传感器技术的发展和计算机技术的发展，检测系统已由模拟式、数字式向智能化方向发展。在以计算机为中心的检测系统中，可以进数字式向智能化方向发展。在以计算机为中心的检测系统中，可以进行复杂对象或系统的多路、多参数检测；数据存贮、传输、处理或复行复杂对象或系统的多路、多参数检测；数据存贮、传输、处理或复杂分析加工；故障诊断等等。杂分析加工；故障诊断等等。总之：检测技术理论就是针对复杂问题的检测方法总之：检测技术理论就是针对复杂问题的检测方法总之：检测技术理论就是针对复杂问题的检测方法总之：检测技术理论就是针对复杂问题的检测方法 、检测结构以及检、检测结构以及检、检测结构以及检、检测结构以及检测信号处理等方面进行研究的一门综合性的科学。测信号处理等方面进行研究的一门综合性的科学。测信号处理等方面进行研究的一门综合性的科学。测信号处理等方面进行研究的一门综合性的科学。目前传感器无论在数量上、质量上、功能上都还远远地不能适应于社目前传感器无论在数量上、质量上、功能上都还远远地不能适应于社会多方面的发展需求，人们正在充分地利用先进的电子技术条件，研会多方面的发展需求，人们正在充分地利用先进的电子技术条件，研究和采用合适的外部电路，以及最大限度地提高现有传感器的性能价究和采用合适的外部电路，以及最大限度地提高现有传感器的性能价格比的同时，寻求着传感器技术发展的新途径。格比的同时，寻求着传感器技术发展的新途径。1-4：课程学习的意义：课程学习的意义1 1、课程学习的意义、课程学习的意义 典型的工业生产过程生产工艺生产设备自动控制；典型的工业生产过程生产工艺生产设备自动控制； 自控与工艺的关系：自控为工艺服务；自控与工艺的关系：自控为工艺服务； 自控人员必须深入了解和熟悉生产工艺和设备；自控人员必须深入了解和熟悉生产工艺和设备； 了解生产对象的基本特性及其对控制的影响；根据工艺要求选择合理的自控方案；了解生产对象的基本特性及其对控制的影响；根据工艺要求选择合理的自控方案； 综合考虑工艺与自控双方面的因素，掌握准确的工艺条件和数据；综合考虑工艺与自控双方面的因素，掌握准确的工艺条件和数据； 了解基本测控参数的测量原理、要求，便于确定合适的测控参数、选择合适的测控了解基本测控参数的测量原理、要求，便于确定合适的测控参数、选择合适的测控点等；点等；2 2、本课程的知识点、本课程的知识点 本课程就是将传感器技术、自动检测技术、电子测量技术、计算机技术等有机地整本课程就是将传感器技术、自动检测技术、电子测量技术、计算机技术等有机地整合而成的一门专业基础课。重点突出地学习应用于工业生产过程中的各种检测技术合而成的一门专业基础课。重点突出地学习应用于工业生产过程中的各种检测技术和仪表单元的结构原理；掌握检测方法的应用知识和检测系统的设计思想；和仪表单元的结构原理；掌握检测方法的应用知识和检测系统的设计思想； 结合新技术发展的需要，了解多元化检测技术和检测信息融合技术的应用和发展；结合新技术发展的需要，了解多元化检测技术和检测信息融合技术的应用和发展；从系统的角度出发，将新技术的发展系统地、有机地融合到典型的自动检测和自动从系统的角度出发，将新技术的发展系统地、有机地融合到典型的自动检测和自动控制系统中。控制系统中。 1-5：讨论、思考题、作业：讨论、思考题、作业：1.1.实现自动化的目的和方法是什么？实现自动化的目的和方法是什么？2.2.自动化的主要内容有哪些？自动化的主要内容有哪些？3.3.自动化仪表的发展过程中，我国仪表经历了哪几个自动化仪表的发展过程中，我国仪表经历了哪几个阶段？阶段？4.4.自动检测技术的发展趋势是什么？自动检测技术的发展趋势是什么？5.5.自动检测系统的基本构成是什么？各环节的作用是自动检测系统的基本构成是什么？各环节的作用是什么？什么？课后作业课后作业好好学习！天天向上！好好学习！天天向上！天生我才必有用！天生我才必有用！hbgydxzdh163.com zdh1239、静夜四无邻，荒居旧业贫。2024/9/222024/9/22Sunday,September22,202410、雨中黄叶树，灯下白头人。2024/9/222024/9/222024/9/229/22/20247:01:59AM11、以我独沈久，愧君相见频。2024/9/222024/9/222024/9/22Sep-2422-Sep-2412、故人江海别，几度隔山川。2024/9/222024/9/222024/9/22Sunday,September22,202413、乍见翻疑梦，相悲各问年。2024/9/222024/9/222024/9/222024/9/229/22/202414、他乡生白发，旧国见青山。22九月20242024/9/222024/9/222024/9/2215、比不了得就不比，得不到的就不要。九月242024/9/222024/9/222024/9/229/22/202416、行动出成果，工作出财富。2024/9/222024/9/2222September202417、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2024/9/222024/9/222024/9/222024/9/229、没有失败，只有暂时停止成功！。2024/9/222024/9/22Sunday,September22,202410、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2024/9/222024/9/222024/9/229/22/20247:02:00AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2024/9/222024/9/222024/9/22Sep-2422-Sep-2412、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。2024/9/222024/9/222024/9/22Sunday,September22,202413、不知香积寺，数里入云峰。2024/9/222024/9/222024/9/222024/9/229/22/202414、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。22九月20242024/9/222024/9/222024/9/2215、楚塞三湘接，荆门九派通。九月242024/9/222024/9/222024/9/229/22/202416、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2024/9/222024/9/2222September202417、空山新雨后，天气晚来秋。2024/9/222024/9/222024/9/222024/9/229、杨柳散和风，青山澹吾虑。2024/9/222024/9/22Sunday,September22,202410、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2024/9/222024/9/222024/9/229/22/20247:02:00AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2024/9/222024/9/222024/9/22Sep-2422-Sep-2412、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。2024/9/222024/9/222024/9/22Sunday,September22,202413、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2024/9/222024/9/222024/9/222024/9/229/22/202414、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。22九月20242024/9/222024/9/222024/9/2215、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。九月242024/9/222024/9/222024/9/229/22/202416、业余生活要有意义，不要越轨。2024/9/222024/9/2222September202417、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2024/9/222024/9/222024/9/222024/9/22MOMODA 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