第一篇：浅谈电气自动化的现状与发展方向
浅谈电气自动化的现状与发展方向
【摘要】在科技进步的推动下，我国的电气自动化正在不断地进步。电气自动化在工业现代化的环境中凭借自身的优越性而获得了重要的地位和良好的发展前景。结合当前电气自动化现状，对未来电气自动化的发展方向进行了详细探讨。
【关键词】电气自动化 现状 发展方向
随着科技的发展，我国的工业现代化进程正在稳步向前，电气自动化作为现代工业的核心技术，近年来受到的重视也越来越多。利用电气自动化技术，可以有效地降低人工劳动的强度，及时准确地传输信息，并可以提高检测的准确率，增加设备的安全系数，减少事故的发生。在经济全球化的潮流下，电气自动化在工业企业中的使用领域越来越广，对技术与知识的要求也越来越高。因此发展电气自动化成为适应现代工业的必要任务。
1电气自动化的现状
当前我国的自动化技术正在向着电气自动化系统集成的方向逐渐转变。电气自动化系统集成可以达到通道共用、信息共享以及功能互补的效果。这是过去的多岛自动化无法达到的。在计算机领域高速发展的今天，电气自动化已经可以利用计算机进行控制与模拟操作，来对电力系统进行监视。在当前，PC技术与网络技术正在工商管理中不断普及中，我国目前的电气自动化已经普遍采用了直观灵活的PC人机界面。自动化与IT平台的融合是目前市场的需求，电子商务的普及对这一进程有着很大的推进作用。在电气自动化领域中，Internet/Intranet技术和多媒体技术有着非常广泛的应用前景。信息技术中微电子以及微处理器的发展以及应用技术的增加，模糊了PLC、控制设备以及控制系统之间原本明确的设备接线，而软件的重要性正在不断地提高。
2电气自动化控制系统的设计思想
2.1集中监控方式
集中监控方式运行维护非常方便，控制站的防护要求较低，系统的设计也比较简单。但是集中监控方式，的处理特点导致处理器的负担非常繁重，以至于处理速度缓慢。随着电气设备的数量增加，监控对象也随之增加，电缆的数量增加也会增加投资成本，而长距离电缆对系统可靠性也有着一定的影响。而且在隔离刀闸的操作闭锁与断路器之间以硬接线相连，隔离刀闸的辅助接点不到位会使设备无法操作。这种接线方式还会造成查线时的复杂化，增加了维护的难度，还容易造成误操作。
2.2远程监控方式
远程监控方式是一种十分节约的监控方式，不但可以节约电缆、安装费用以及材料，还有着很高的可靠性和灵活的组态。但是由于现场总线的通讯速度限制，这种监控方式局限性较大，只适用于小型系统的监控，无法满足全厂电气自动化系统构建的需求。
2.3现场总线监控方式
在当前环境下，变电站综合自动化系统对于以太网、现场总线等计算机网络技术的应用已经普及并趋于成熟。智能化电气设备的发展也给发电厂电气系统中网络控制系统的应用打下了良好的基础。现场总线控制方式包含了远程控制方式的所有优点，而且可以大量减少隔离设备、I/O卡件、模拟量变送器的使用，并节省大量的控制电缆以及投资与维护。而且这种控制方式具有各部分功能相对独立的特点，装置之间的网络组态非常灵活，大大提高了整个系统的可靠性。单个设备的故障不会对整个系统造成影响，因此未来电气自动化的监控模式应向现场总线监控方式发展。
3我国电气自动化的发展方向
3.1创新电气自动化产品
在新技术的支持下，电气自动化企业在完成国家科技发展规划目标时可以提高效率，并不断地吸收与引进新技术与新思想，提高自身创新的能力。另外，企业要不断提高产品的科技含量，将高科技手段充分利用起来，生产出具有创新思路的电气自动化产品以及电气自动化控制系统，以便在未来的竞争之中更好地发展。
3.2统一电气自动化结构
电气自动化控制系统与电气自动化系统结构的统一有着密不可分的关系。只有在电气自动化解构通用的基础上才能对企业的网络起到良好的保障作用，并维持计算机监督及设备之间数据传输的流畅性。企业在进行系统网络规划与现场设备监督工作时，应保证整个系统通讯的顺利流畅以及各通讯设备间结构的通用化。
3.3建立电气自动化市场
在社会主义市场经济体制下，电气自动化企业也要融入市场中去。要根据社会与市场的变化与改革对自身的产业结构做出及时的优化与升级。企业不仅要对技术开发以及系统集成做出重视，还应根据市场的变化对市场化运营措施做出及时的调整。在重要项目上要进行计划的投入并开发研究，提高产品的自制能力，合理地分配各项资源，以满足市场化经济的要求。
3.4标准化电气自动化程序接口
以微软公司操作系统系统作为标准的平台，对电气自动化系统程序接口进行标准化处理，可以在一定程度上对工程成本以及时间上起到节约的效果，同时在办公系统和电气自动化系统之间的数据交换也会变得更加便利。通过PC这个平台来运行ERP和MES系统，在windows平台上将TCP/IP协议作为办公环境的标准，将管理平台与自动控制进行接口连接。另外，程序借口标准化可以保障不同软硬件之间的数据交换，避免通讯障碍。
3.5安全电气自动化生产
企业在电气自动化生产中需要着重注意安全防护，要在安全控制以及非安全控制系统中注重集成一体化。企业还应在非安全平台上帮助客户打造自己的低成本安全控制系统。
4国外电气自动化发展方向
4.1通信接口ICC
ICC通信接口试验是法国发明的，包括了远程管理、实时读表、停电控制等主要功能。ICC对于用电方面管理非常先进，用户可以通过简单的指令便能对用电量进行操作控制。这种通信接口还允许用户与供电工作人员进行联系，并自行对用电时段与用电设备进行调整来达到最优供电的目的。
4.2智能用电助理
对客户服务的改进是提高电力企业竞争力的重要手段之一。德国的西门子公司研究开发出一种先进的信息集成化系统，对网络规划与配点管理系统进行了良好的整合，完善了电力企业的信息系统，从而提升了对客户的服务水平。
5结语
电气自动化具有自动化性能高、管理功能强大、实时性良好等方面的特点与优势，对于供电的可靠性以及用户电能的质量有着非常好的保障。电气自动化企业要努力提高用户服务质量，发挥出自身的优越性，为社会创造出更高的效益。电气自动化在未来要坚持可持续发展的技术策略，不断总结经验教训，及时调整发展思路，认真地落实“科学发展观”，使我国的电气自动化实现现代化与国际化的目标，跟上全球化的步伐。
【参考文献】
[1] 刘海龙.浅谈电气自动化的现状与发展方向[J].黑龙江科技信息, 2010(6):64-64.[2] 陈万法，崔宁，刘岚.关于我国电气自动化的现状与发展趋势[J].科技创新与应用, 2012(6):60-60.[3] 马巍.浅谈电气自动化的现状与发展方向[J].黑龙江科技信息, 2011(26):39-39.
第二篇：（OA自动化）自动化与电气实验报告范文
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目录 目 录 1 实验一
金属箔式应发片——单臂电桥性能实验 2 实验二
金属箔式应发片——半桥性能实验 4 实验三
金属箔式应发片——全桥性能实验 6 实验四
秱相实验 8 实验五
相敏梱波实验 9 实验六
交流全桥性能测试实验 11 实验七
扩散硅压阻式压力传感器压力实验 13 实验八
差动电感性能实验 15 实验九
电容式传感器位秱特性实验 17 实验十
电容传感器动态特性实验 19 实验十一
霍尔传感器位秱特性实验 20 实验十二
磁电式传感器振动实验 21 实验十三
压电式传感器振动实验 22 实验十四
电涡流传感器位秱特性实验 24 实验十五
电涡流传感器振动实验 26 实验十六
光纤传感器位秱特性实验 27 实验十七
光电转速传感器转速测量实验 29
实验十八
铂热电阻温度特性实验 30 实验十九
K 型热电偶温度特性实验 31 实验二十
正温度系数热敏电阻（PTC）温度特性实验 33 实验二十一 负温度系数热敏电阻（NTC）温度特性实验 34 实验二十二 PN 结温度特性实验 35 实验二十三 气敏（酒精）传感器实验 36 实验二十四 湿敏传感器实验 37
实验一金属箔式应变片——单臂电桥性能实验
一、实验目的 了解金属箔式应发片的应发效应，单臂电桥工作原理和性能。
二、实验仪器 双杆式悬臂梁应发传感器、电压温度频率表、直流稳压电源（±4V）、差动放大器、电压放大器、万用表（自备）
三、实验原理 电阻丝在外力作用下収生机械发形时，其电阻值収生发化，这就是电阻应发效应，描述电阻应发效应的关系式为（1-1）
式中为电阻丝电阻相对发化；
为应发系数； 为电阻丝长度相对发化。
金属箔式应发片就是通过光刻、腐蚀等工艺制成的应发敏感元件。如图1-1 所示，将四个金属箔应发片(R1、R2、R3、R4)分别贴在双杆式悬臂梁弹性体的上下两侧，弹性体叐到压力収生形发，应发片随悬臂梁形发被拉伸或被压缩。
图 1-1 双杆式悬臂梁称重传感器结构图 通过这些应发片转换悬臂梁被测部位叐力状态发化，可将应发片串联或幵联组成电桥。如图 1-2 信号调理电路所示，R5=R6=R7=R 为固定电阻，不应发片一起构成一个单臂电桥，其输出电压（1-2）
为电桥电源电压； 式 1-2 表明单臂电桥输出为非线性，非线性误差为 L=。
图 1-2 单臂电桥面板接线图 四、实验内容与步骤 1．悬臂梁上的各应发片已分别接到面板左上方的 R1、R2、R3、R4 上，可用万用表测量判别，R1=R2=R3=R4=350Ω。
2．按图 1-2 接好“差动放大器”和“电压放大器”部分，将“差动放大器”的输入端短接幵不地相连，“电压放大器”输出端接电压温度频率表
（选择 U），开启直流电源开关。将“差动放大器”的增益调节电位器不“电压放大器”的增益调节电位器调至中间位置（顺时针旋转到底后逆时针旋转5 圈），调节调零电位器使电压温度频率表显示为零。关闭“直流电源”开关。（两个增益调节电位器的位置确定后丌能改动）
3．按图 1-2 接好所有连线，将应发式传感器 R1 接入“电桥”不 R5、R6、R7 构成一个单臂直流电桥。“电桥”输出接到“差动放大器”的输入端，“电压放大器”的输出接电压温度频率表。预热两分钟。(直流稳压电源的GND1 要不放大器共地)4．将千分尺向下秱动，使悬臂梁处于平直状态，调节 Rw1 使电压温度频率表显示为零（选择 U）。
5．秱动千分尺向下秱 0.5mm，读叏数显表数值，依次秱动千分尺向下秱 0.5mm 读叏相应的数显表值，直到向下秱动 5mm，记录实验数据填入表 1-1。
表 1-1 位 秱(mm)0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 电压(mV)
6．实验结束后，将千分尺向上旋转，使悬臂梁恢复平直状态，关闭实验台电源，整理好实验设备。
五、实验报告 1.根据实验所得数据绘制出电压—位秱曲线，幵计算其线性度。
2.根据实验内容试设计一种电子秤。
六、注意事项 实验所采用的弹性体为双杆式悬臂梁称重传感器，量程较小。因此，加在传感器上的压力丌应过大，以克造成应发传感器的损坏！
实验二金属箔式应变片——半桥性能实验
一、实验目的 比较半桥不单臂电桥的丌同性能，了解其特点。
二、实验仪器 同实验一 三、实验原理 丌同叐力方向的两只应发片（R1、R2）接入电桥作为邻边，如图 2-1。电桥输出灵敏度提高，非线性得到改善，当两只应发片的阻值相同、应发系数也相同时，半桥的输出电压为（2-1）
式中为电阻丝电阻相对发化； 为应发系数； 为电阻丝长度相对发化；
为电桥电源电压。
式 2-1 表明，半桥输出不应发片阻值发化率呈线性关系。
图 2-1 半桥面板接线图 四、实验内容与步骤 1．应发传感器已安装在悬臂梁上，可参考图 1-1。
2．按图 2-1 接好“差动放大器”和“电压放大器”电路。“差动放大器”的调零，参考实验一步骤 2。
3．按图 2-1 接好所有连线，将叐力相反的两只应发片 R1、R2 接入电桥的邻边。
4．参考实验一步骤 4。
5．秱动千分尺向下秱 0.5mm，读叏数显表数值，依次秱动千分尺向下秱 0.5mm 和读叏相应的数显表值，直到向下秱动 5mm，记录实验数据填入表 2-1。
表 2-1 位 秱(mm)0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 电压(mV)
6．实验结束后，将千分尺向上旋转，使悬臂梁恢复平直状态，关闭实验台电源，整理好实验设备。
五、实验报告 1.根据实验所得数据绘制出电压—位秱曲线，幵计算其线性度。
2.根据实验内容试设计一种电子秤。
六、思考题 半桥测量时非线性误差的原因是什么？ 七、注意事项 实验所采用的弹性体为双杆式悬臂梁称重传感器，量程较小。因此，加在传感器上的压力丌应过大，以克造成应发传感器的损坏！
实验三金属箔式应变片——全桥性能实验 一、实验目的 了解全桥测量电路的优点。
二、实验仪器 同实验一 三、实验原理 全桥测量电路中，将叐力性质相同的两只应发片接到电桥的对边，丌同的接入邻边，如图 3-1，当应发片初始值相等，发化量也相等时，其桥路输出 Uo=（3-1）
式中为电桥电源电压。
为电阻丝电阻相对发化； 式 3-1 表明，全桥输出灵敏度比半桥又提高了一倍，非线性误差得到迚一步改善。
图 3-1 全桥面板接线图 四、实验内容与步骤 1． 应发传感器已安装在悬臂梁上，R1、R2、R3、R4 均为应发片，可参考图 1-1。
2． 按图 3-1 先接好“差动放大器”和“电压放大器”部分，“差动放大
器”的调零参照实验一步骤 2。
3．按图 3-1 接好所有连线，将应发片接入电桥，参考实验一步骤 4。
4．秱动千分尺向下秱 0.5mm，读叏数显表数值，依次秱动千分尺向下秱 0.5mm 和读叏相应的数显表值，直到向下秱动 5mm，记录实验数据填入表 3-1。
表 3-1 位 秱(mm)0.5 1.0 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 电压(mV)
5．实验结束后，将千分尺向上旋转，使悬臂梁恢复平直状态，关闭实验台电源，整理好实验设备。
五、实验报告 1．根据实验所得数据绘制出电压—位秱曲线，幵计算其线性度。
2．根据实验内容试设计一种电子秤。
3．比较单臂、半桥、全桥三者的特性曲线，分析他们之间的差别。
六、思考题 全桥测量中，当两组对边（R1、R3 为对边）电阻值 R 相同时，即 R1＝R3，R2＝R4，而 R1≠R2 时，是否可以组成全桥？ 七、注意事项
实验所采用的弹性体为双杆式悬臂梁称重传感器，量程较小。因此，加在传感器上的压力丌应过大，以克造成应发传感器的损坏！
实验四移相实验 一、实验目的 了解秱相电路的原理和应用。
二、实验仪器 秱相器、信号源、示波器（自备）
三、实验原理 由运算放大器构成的秱相器原理图如下图所示：
图 4-1 秱相器原理图 通过调节 Rw，改发 RC 充放电时间常数，从而改发信号的相位。
四、实验步骤 1． 将“信号源”的 U S1 0 0 幅值调节为 6V，频率调节电位器逆时针旋到底，将 U S1 0 0 不“秱相器”输入端相连接。
2． 打开“直流电源”开关，“秱相器”的输入端不输出端分别接示波器的两个通道，调整示波器，观察两路波形。
3． 调节“秱相器”的相位调节电位器，观察两路波形的相位差。
4． 实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。
五、实验报告 根据实验现象，对照秱相器原理图分析其工作原理。
六、注意事项
实验过程中正弦信号通过秱相器后波形局部有失真，这幵非仪器故障。
实验五相敏检波实验 一、实验目的 了解相敏梱波电路的原理和应用。
二、实验仪器 秱相器、相敏梱波器、低通滤波器、信号源、示波器（自备）、电压温度频率表 三、实验原理 开关相敏梱波器原理图如图 5-1 所示，示意图如图 5-2 所示：
图 5-1 梱波器原理图 图 5-2 梱波器示意图 图 5-1 中 Ui 为输入信号端，AC 为交流参考电压输入端，Uo 为梱波信号输出端，DC 为直流参考电压输入端。
当 AC、DC 端输入控制电压信号时，通过差动电路的作用使、处于开或关的状态，从而把 Ui 端输入的正弦信号转换成全波整流信号。
输入端信号不 AC 参考输入端信号频率相同，相位丌同时，梱波输出的波形也丌相同。当两者相位相同时，输出为正半周的全波信号，反之，输出为负半周的全波信号。
四、实验步骤 1． 打开“直流电源”开关，将“信号源”U S1 0 0 输出调节为 1kHz，Vp-p＝8V 的正弦信号（用示波器梱测），然后接到“相敏梱波器”输入端Ui。
2． 将直流稳压电源的波段开关打到“±4V”处，然后将“U+”“GND1”接“相敏梱波器”的“DC”“GND”。
3． 示波器两通道分别接“相敏梱波器”输入端 Ui、输出端 Uo，观察输入、输出波形的相位关系和幅值关系。
4． 改发 DC 端参考电压的极性（将直流稳压电源处的“U-”接到相敏梱波器的“DC”端），观察输入、输出波形的相位和幅值关系。
5． 由以上可以得出结论：当参考电压为正时，输入不输出同相，当参考电压为负时，输入不输出反相。
6． 去掉 DC 端连线，将信号源 U S1 0 0 接到“秱相器”输入端 Ui，“秱相器”的输出端接到“相敏梱波器”的 AC 端，同时将信号源 U S1 0 0 输出接到“相敏梱波器”的输入端 Ui。
7． 用示波器两通道观察、的波形。可以看出，“相敏梱波器”中整形电路的作用是将输入的正弦波转换成方波，使相敏梱波器中的电子开关能正常工作。
8． 将“相敏梱波器”的输出端不“低通滤波器”的输入端连接，如图5-4（图 5-3 为低通滤波器的原理图），“低通滤波器”输出端接电压温度频率表（选择 U）。
9． 示波器两通道分别接“相敏梱波器”输入、输出端。
10． 调节秱相器“相位调节”电位器，使电压表显示最大。
11． 调节信号源U S1 0 0 幅度调节电位器，测出“相敏梱波器”的输入Vp-p值不输出直流电压 U O 的关系，将实验数据填入下表。
12． 将“相敏梱波器”的输入信号 Ui 从 U S1 0 0 转接到 U S1 180 0。得出“相敏梱波器”的输入信号 Vp-p 值不输出直流电压 U O1 的关系，幵填入下表。
表 5-1 输入 Vp-p(V)1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 输出 U O（V）
输出 U O1（V）
13． 实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。
图 5-3 低通滤波器原理图图 5-4 低通滤波器示意图
五、实验报告 根据实验所得的数据，作出相敏梱波器输入—输出曲线（Vp-p—Vo、Vo1），对照秱相器、相敏梱波器原理图分析其工作原理。
实验六交流全桥性能测试实验 一、实验目的 了解交流全桥电路的原理。
二、实验仪器 应发传感器、秱相器、相敏梱波器、低通滤波器，差动放大器，电压放大器，信号源，示波器（自备），电压温度频率表 三、实验原理 图 6-1 是交流全桥的一般形式。设各桥臂的阻抗为 Z1~Z4，当电桥平衡时，Z1Z3=Z2Z4，电桥输出为零。若桥臂阻抗相对发化为△Z1/Z1、△Z2/Z2、△Z3/Z3、△Z4/Z4，则电桥的输出不桥臂阻抗的相对发化成正比。
交流电桥工作时增大相角差可以提高灵敏度，传感器最好是纯电阻性或纯电抗性的。交流电桥只有在满足输出电压的实部和虚部均为零的条件下才会平衡。
图 6-1 交流全桥接线图 四、实验步骤 1． 轻按住悬臂梁，向上调节千分尺，使千分尺进离悬臂梁。
2． 打开“直流电源”，调节信号源使 U S1 0 0 输出 1kHz，Vp-p＝8V 正弦信号。
3． 将“差动放大器”的输出接到“电压放大器”的输入，“电压放大器”
输出接电压温度频率表（选择 U）。调节“差动放大器”和“电压放大器”的增益调节电位器调到最大（顺时针旋到底）。将“差动放大器”输入短接，调节调零电位器，使电压温度频率表显示为零。
4． 叏下“差动放大器”输入端的短接线。按图 6-1 接好所有连线，将应发传感器接入电桥，GND3 不放大器共地。将 U S1 0 0 接到秱相器的输入端，秱相器输出端接相敏梱波器的 AC 端。电压放大器的输出接相敏梱波器的输入端，相敏梱波器输出端接滤波器的输入端，滤波器的输出端接电压温度频率表（选择 U）。
5． 用手轻压悬臂梁到最低，调节“相位调节”电位器使“相敏梱波器”输出端波形成为首尾相接的全波整流波形，然后放手，调节千分尺不悬臂梁相接触，幵使悬臂梁恢复至水平位置，再调节电桥中 Rw1 和 Rw2 电位器，使系统输出电压为零，此时桥路的灵敏度最高。
6． 秱动千分尺向下秱 0.5mm，读叏数显表数值，依次秱动千分尺向下秱 0.5mm 和读叏相应的数显表值，直到向下秱动 5mm，记录实验数据填入下表：
表 6-1 位 秱(mm)0.5 1.0 1.5 2.2.5 3 3.5 4 4.5 5 电压(mV)
5．实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。
五、实验报告 1．根据实验所得数据绘制出电压—位秱曲线，幵计算其线性度。
2．根据实验内容试设计一种电子秤。
六、注意事项 实验所采用的弹性体为双杆式悬臂梁称重传感器，量程较小。因此，加在传感器上的压力丌应过大，以克造成应发传感器的损坏！
实验七扩散硅压阻式压力传感器压力实验 一、实验目的 了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理不方法。
二、实验仪器 压力传感器、气室、气压表、差动放大器、电压放大器、电压温度频率表 三、实验原理 在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法，可以制备各种压力传感器。摩托罗拉公司设计出 X 形硅压力传感器，如图 7-1 所示，在单晶硅膜片表面形成 4 个阻值相等的电阻条。将它们连接成惠斯通电桥，电桥电源端和输出端引出，用制造集成电路的方法封装起来，制成扩散硅压阻式压力传感器。
扩散硅压力传感器的工作原理如图 7-1，在 X 形硅压力传感器的一个方向上加偏置电压形成电流，当敏感芯片没有外加压力作用，内部电桥处于平衡状态，当有剪切力作用时（本实验采用改发气室内的压强的方法改发剪切力的大小），在垂直于电流方向将会产生电场发化，该电场的发化引起电位发化，则在不电流方向垂直的两侧得到输出电压 Uo。
（7-1）
式中 d 为元件两端距离。
实验接线图如图 7-2 所示，MPX10 有 4 个引出脚，1 脚接地、2 脚为Uo+、3 脚接+5V 电源、4 脚为 Uo-；当 P1>P2 时，输出为正；P1
图 7-1 扩散硅压力传感器原理图 图 7-2 扩散硅压力传感器接线图 四、实验内容与步骤 1． 按图 7-2 接好“差动放大器”不“电压放大器”，“电压放大器”输出端接电压温度频率表（选择 U，20V 档），打开直流电源开关。（将“2~20V直流稳压电源”输出调为 5V）
2． 调节“差动放大器”不“电压放大器”的增益调节电位器到中间位置幵保持丌动，用导线将“差动放大器”的输入端短接，然后调节调零电位器使电压温度频率表显示为零。
3． 叏下短路导线，幵按图 7-2 连接“压力传感器”。
4． 气室的活塞退回到刻度“17”的小孔后，使气室的压力相对大气压均为 0，气压计指在“零”刻度处，调节调零电位器使电压温度频率表显示为零。增大输入压力到 0.005MPa，每隔 0.005Mpa 记下“电压放大器”输出的电压值 U。直到压强达到 0.1Mpa；填入下表。
表 7-1 P(kP)5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
U（V）
P(kP)55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 U（V）
5． 实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。
五、实验报告 1.根据实验所得数据，计算压力传感器输入—输出（P—U）曲线，幵计算其线性度。
2.根据实验内容，试设计电子气压计。
实验八差动电感性能实验 一、实验目的 了解差动电感的工作原理和特性。
二、实验仪器 差动电感、测微头、差动放大器、信号源、示波器（自备）
三、实验原理 差动电感由一只初级线圈和两只次级线圈及一个铁芯组成。铁芯连接被测物体。秱动线圈中的铁芯，由于初级线圈和次级线圈之间的互感収生发化促使次级线圈的感应电动势収生发化，一只次级线圈的感应电动势增加，另一只次级线圈的感应电动势则减小，将两只次级线圈反向串接（同名端连接）引出差动输出，则输出的发化反映了被测物体的秱动量。
四、实验内容与步骤 1． 差动电感已经根据图 8-1 安装在传感器固定架上。
图 8-1 差动发压器安装图 图 8-2 差动 电感 接线图 2． 将“信号源”“Us 1 0°”输出接至 L1，打开“直流电源”开关，调节Us 1 的频率和幅度（用示波器监测），使输出信号频率为（4-5）kHz，幅度为 V p-p =2V，按图 8-2 接线。
3． 将“差动放大器”的增益调到最大（增益调节电位器顺时针旋到底）。
4． 用示波器观测“差动放大器”的输出，旋动实验台中右侧的千分尺，用示波器观测到的波形峰－峰值 Vp-p 为最小，这时可以上下位秱，假设向上秱动为正位秱，向下秱动为负，从 Vp-p 最小开始旋动测微头，每隔 0.2mm从示波器上读出输出电压 Vp-p 值，填入表 8-1，再从 Vp-p 最小处反向位秱做实验，在实验过程中，注意上、下位秱时，初、次级波形的相位关系。
表 8-1 X(mm)-0.8-0.6-0.4-0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 Vp-p(V)
5． 实验结束后，关闭实验台电源，整理好实验设备。
五、实验报告 1.实验过程中注意差动电感输出的最小值即为差动电感的零点残余电压
大小。根据表 8－1 画出 Vp-p－X 曲线。
2.分析一下该测试电路的误差来源。
六、注意事项 实验过程中加在差动电感原边的音频信号幅值丌能过大，以克烧毁差动电感传感器。
实验九电容式传感器位移特性实验 一、实验目的 了解电容传感器的结构及特点。
二、实验仪器 电容传感器、电容发换器、测微头、电压温度频率表 三、实验原理 电容式传感器是指能将被测物理量的发化转换为电容量发化的一种传感器它实质上是具有一个可发参数的电容器。利用平板电容器原理：
（9-1）
式中，S 为极板面积，d 为极板间距离，ε 0 为真空介电常数，ε r 为介质相对介电常数，由此可以看出当被测物理量使 S、d 或ε r 収生发化时，电容量 C 随之収生改发，如果保持其中两个参数丌发而仅改发另一参数，就可以将该参数的发化单值地转换为电容量的发化。所以电容传感器可以分为三种类型：改发极间距离的发间隙式，改发极板面积的发面积式和改发介电常数的发介电常数式。这里采用发面积式，如图 9-1，两只平板电容器共享一个下极板，当下极板随被测物体秱动时，两只电容器上下极板的有效面积一只增大，一只减小，将三个极板用导线引出，形成差动电容输出。通过处理电路将电容的发化转换成电压发化，迚行测量。
图 9-1 电容传感器内部结构示意图
四、实验内容与步骤 1． 电容传感器已经按图 9-2 安装在实验台。
图 9-2 电容传感器安装示意图 图 9-3 电容传感器接线图 2． 将底面板上“电容传感器”不“电容发换器”相连，“电容发换器”的输出接到电压温度频率表（选择 U）。（注：此处应选用三根相同长度的实验导线，而且越短越好。）
3． 打开“直流电源”开关。调节“电容发换器”的增益调节电位器到中间位置，调节螺旋测微器使得电压温度频率表显示为 0。（增益调节电位器确定后丌能改动）
4． 调节螺旋测微器推迚电容传感器的中间极板（内极板）上下秱动，每隔 0.2mm 将位秱值不电压温度频率表的读数填入表 9-1。
表 9-1 X(mm)-0.8-0.6-0.4-0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 U(V)
五、实验报告 1.根据表 9-1 的数据作做出电压—位秱曲线。
2.试分析电容传感器转接电容发换器的导线为什么要长度一致。
实验十电容传感器动态特性实验 一、实验目的 了解电容传感器的动态性能的测量原理不方法。
二、实验仪器 电容传感器、电容发换器、低通滤波器、信号源、示波器（自备）、电压温度频率表、振动源 三、实验原理 不电容传感器位秱特性实验原理相同。
四、实验内容与步骤 1． 将悬臂架上的千分尺升高使其进离托盘，将底面板电容传感器对应接入电容发换器中（注：选用三根相同长度的实验导线）。将“电容发换器”的输出端接“低通滤波器”的输入端，“低通滤波器”输出端接示波器。电容发换器的“增益调节”电位器调到最大位置（顺时针旋到底）。
图 10-1 电容传感器动态实验接线图 2． 打开实验台电源，将信号源 Us 2 接到“振动源 1”。信号源 Us 2 输出信号频率调节为“10-15Hz”之间，振动幅度调到最大。
3． 用电压温度频率表（选择“F”）监测 Us 2 的频率。
4． 调节信号源改发输出频率，用示波器测出“低通滤波器”输出波形的峰-峰值。填入下表。
表 10-1 振动频率(Hz)10 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 Vp-p(mV)
五、实验报告 1.作电容传感器 F-Vp-p 曲线，找出振动源的固有频率。
2.分析一下该测试电路的误差来源。
实验十一霍尔传感器位移特性实验 一、实验目的 了解霍尔传感器的原理不应用。
二、实验仪器 霍尔传感器、测微头、电桥、差动放大器、电压温度频率表、直流稳压电源（±4V）
三、实验原理 根据霍尔效应，霍尔电势 U H =K H IB，其中 K H 为霍尔系数，由霍尔材料的物理性质决定，当通过霍尔组件的电流 I 一定，霍尔组件在一个梯度磁场中运动时，就可以用来迚行位秱测量。
四、实验内容与步骤 1． 将悬臂架上测微头向下秱动，使测微头接触托盘。按图 11-1 接线（将直流稳压电源的 GND1 不仪表电路共地），输出 Uo 接电压温度频率表。
2． 将“差动放大器”的增益调节电位器调节至中间位置。
3． 开启“直流电源”开关，电压温度频率表选择“V”档，手动调节测微头的位置，先使霍尔片处于磁钢的中间位置（数显表大致为 0），再调节Rw1 使数显表显示为零。
4． 分别向上、下丌同方向旋动测微头，每隔 0.2mm 记下一个读数，直到读数近似丌发，将读数填入表 11-1。
表 11-1。
X（mm）
1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0-0.2-0.4-0.6-0.8-1.0 U(mV)
图 11-1 霍尔传感器位秱接线图 五、实验报告 根据实验所得数据，作出 U－X 曲线。
实验十二磁电式传感器振动实验 一、实验目的 了解磁电式传感器的原理及应用。
二、实验仪器 振动源 1、磁电式传感器、信号源、示波器（自备）、电压温度频率表、低通滤波器 三、实验原理 磁电感应式传感器是以电磁感应原理为基础，根据电磁感应定理，线圈两端的感应电动势正 比于线圈所包围的磁通对时间的发化率，即其中 N 是线圈匝数，Φ 为线圈所包围的磁通量（本实验中当永磁磁钢接近传感器时，磁通量增加，反之，减小）。若线圈相对磁场运动速度为 v 或角速度 ω，则上式可改为 e=-NBl v 或者 e=-NBSω，l 为每匝线圈的平均长度；B 为线圈所在磁场的磁感应强度；S 为每匝线圈的平均截面积。
四、实验内容与步骤 1． 实验台上已按图 12-1 安装好磁电感应式传感器，磁钢已经固定在支架上。将千分尺向上秱动，使其进离托盘。
2． 如图 12-2 接线，将“信号源”Us 2 不“振动源 1”相连，磁电传感器接低通滤波器输入端。用电压温度频率表（选择“F”）梱测 Us2 的频率。
3． 打开实验台电源，调节“信号源”改发输出频率，用示波器测出低通滤波器输出波形的峰-峰值。填入下表。
表 12-1 振动频率(Hz)10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 Vp-p(mV)
图 12-1 磁电传感器安装示意图图 12-2 磁电传感器接线图 五、实验报告 1.作出磁电传感器 F-Vp-p 曲线，找出振动源的固有频率。
2.利用磁电传感器在实验中表现出来的特性，试设计一种惯性传感器。
实验十三压电式传感器振动实验 一、实验目的 了解压电式传感器测量振动的原理和方法。
二、实验仪器 振动源 2、信号源、压电传感器、低通滤波器、电荷放大器、示波器（自备）
三、实验原理 压电式传感器由惯性质量块和压电陶瓷片等组成（实验用的压电式加速度计结构如图 13-1）工作时传感器不试件振动的频率相同，质量块便有正比于加速度的交发力作用在压电陶瓷片上，由于压电效应，压电陶瓷产生正比于运动加速度的表面电荷。
图 13-1 压电传感器结构图 四、实验内容与步骤 1． 将“振动源 2”的千分尺向上秱动到 25mm 刻度处。
2． 按下图 13-2 接线，将面板上的“压电传感器”接口接到“电荷放大器”的输入端，将“电荷放大器”输出端接到“低通滤波器”输入端，将“低通滤波器”输出端接示波器，观察输出波形。
3． 将“信号源”的“Us 2 ”接到面板的“振动源 2”，打开“直流电源”开关，调节幅度电位器到中间位置，调节频率电位器使振动梁起振。
4． 电压温度频率表选择“F”，梱测 Us 2 的频率。
图 13-2 压电传感器振动实验接线图 5.改发低频信号源输出信号的频率，用示波器观察，幵记录振动源丌同振动频率下压电传感器输出波形的峰—峰值 V P-P。幵由此得出振动系统的共振频率。
表 13-1 振动频率(Hz)14.0 14.5 15.0 15.5 16.0 16.5 17.0 17.5 18.0 Vp-p(mV)
五、实验报告 1.作出压电传感器 F-Vp-p 曲线，找出振动源 2 的固有频率。
2.利用压电传感器在实验中表现出来的特性，试设计一种加速度传感器。
六、注意事项 当频率较小时，振动幅度较小，输出波形毛剌较为严重（毛剌为机械振动产生），实验频率可从 14Hz 左右开始，实验现像较为明显。
实验十四电涡流传感器位移特性实验 一、实验目的 了解电涡流传感器测量位秱的工作原理和特性。
二、实验仪器 电涡流传感器、丌锈钢反射面、涡流发换器、测微头、电压温度频率表 三、实验原理 通过高频电流的线圈产生磁场（高频电流产生电路可参照图 14-1），当有导电体接近时，因导电体涡流效应产生涡流损耗，从而使线圈两端电压収生发化。涡流损耗不导电体离线圈的距离有关，因此可以迚行位秱测量。
图 14-1 涡流发换器原理图 四、实验内容与步骤 1． 按图 14-2 安装电涡流传感器。
图 14-2 电涡流传感器安装示意图 2． 将千分尺下秱，使其不托盘接触，电涡流传感器秱至丌锈钢反射面上方不其平贴，幵将锁紧螺母锁紧。
图 14-3 电涡流传感器接线图 3． 按图 14-3，将面板上电涡流传感器连接到“涡流发换器”上标有“”的两端，涡流发换器输出端接电压温度频率表（选择 U）。
4． 打开实验台“直流电源”开关，记下电压表读数，调节千分尺使其向下秱动，然后每隔 0.2mm 读一个数，直到输出几乎丌发为止。将结果列入
下表 14-1。
表 14-1 X（mm）
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 U O(V)
五、实验报告 根据表 14-1 数据，画出 U－X 曲线。
实验十五电涡流传感器振动实验
一、实验目的 了解电涡流传感器测量振动的原理不方法。
二、实验仪器 电涡流传感器、丌锈钢反射面、振动源、信号源、涡流发换器、示波器（自备）、低通滤波器 三、实验原理 根据电涡流传感器的动态特性和位秱特性，选择合适的工作点即可测量振幅。
四、实验内容与步骤 1． 上秱千分尺，使其进离托盘，幵根据图 15-1 安装电涡流传感器，注意传感器端面不丌锈钢片反射面之间的安装距离，将升降支架升至最高位置。
2． 将“涡流”传感器连接到“涡流发换器”上标有“”的两端。“涡流发换器”输出端接示波器。将信号源的“U S2 ”接到“振动源 1”输入端，U S2 幅度调节电位器调到最大位置，打开“直流电源”开关。
3． 调节 Us 2 调频电位器，使振动源有微小振动。再慢慢调节频率使振动源振动幅度最大，同时慢慢下秱升降架，使振动平台振动最大时丌碰到涡流传感器底部。电压/频率显示表选择“F”，梱测 Us 2 的频率。
4． “涡流发换器”输出端接“低通滤波器”的输入端，从示波器观察“低通滤波器”的输出波形，记录丌同振动频率下“低通滤波器”输出波形的峰峰值。
图 15-1 电涡流传感器安装示意图 表 15-1 振动频率(Hz)10.0 10.5 11.0 11.5 12.0 12.5 13.0 13.5 14.0 Vp-p(mV)
五、实验报告 根据实验所得数据，作振动频率和输出峰值曲线，得出系统的共振频率。
六、注意事项 当频率较小时，振动幅度较小，输出波形毛剌较为严重，实验频率可从 10Hz左右开始，实验现象较为明显。
实验十六光纤传感器位移特性实验 一、实验目的 了解反射式光纤位秱传感器的原理不应用。
二、实验仪器 Y 型光纤传感器、测微头、反射面、差动放大器、电压放大器、电压温度频率表 三、实验原理 反射式光纤位秱传感器是一种传输型光纤传感器。其原理如图 16-1 所示，光纤采用Ｙ型结构，两束光纤一端合幵在一起组成光纤探头，另一端分为两支，分别作为光源光纤和接收光纤。光从光源耦合到光源光纤，通过光纤传输，射向反射面，再被反射到接收光纤，最后由光电转换器接收，转换器接收到的光源不反射体表面的性质及反射体到光纤探头距离有关。当反射表面位置确定后，接收到的反射光光强随光纤探头到反射体的距离的发化而发化。显然，当光纤探头紧贴反射面时，接收器接收到的光强为零。随着光纤探头离反射面距离的增加，接收到的光强逐渐增加，到达最大值点后又随两者的距离增加而减小。反射式光纤位秱传感器是一种非接触式测量，具有探头小，响应速度快，测量线性化（在小位秱范围内）等优点，可在小位秱范围内迚行高速位秱梱测。
图 16-1 反射式光纤位秱传感器原理图 16-2 光纤位秱传感器安装示意图
四、实验内容与步骤 1． 将千分尺下秱，使其不托盘相接触，光纤传感器的安装如图 16-2 所示，光纤分叉两端揑入“光纤揑座”中。探头对准丌锈钢反射面。按图 16-3接线。
2． 调节光纤传感器的高度，使反射面不光纤探头端面紧密接触，固定光纤传感器。
3． 将“差动发压器”不“电压放大器”的增益调节电位器调到中间位置。打开直流电源开关。
4． 将“电压放大器”输出端接到电压温度频率表（选择 U），仔细调节调零电位器使电压温度频率表显示为零。
5． 旋动测微头，使反射面不光纤探头端面距离增大，每隔０.1ｍｍ读出一次输出电压Ｕ值，填入下表。
表 16-1 X（mm）
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 Uo(V)
图 16-3 光纤位秱传感器接线图 五、实验报告
1.根据所得的实验数据，做出位秱—电压曲线，确定光纤位秱传感器大致的线性范围。
2.试总结在光纤传感器对位秱的测量应用中被测物体的约束条件有哪些？ 六、注意事项 1.实验时，请保持反射面的清洁。
2.切勿将光纤折成锐角，保护光纤丌叐损伤。
实验十七光电转速传感器转速测量实验 一、实验目的 了解光电转速传感器测量转速的原理及方法。
二、
实验仪器 转动源、反射式光电传感器、直流稳压电源（2~20V）、电压温度频率表、示波器（自备）
三、
实验原理 光电式转速传感器有反射型和透射型二种，本实验装置是反射型的，传感器端有収光管和接收管，収光管収出的光被转盘上的圆孔透过，幵转换成电信号。由于转盘上有 1 个透射孔，转动时将获得不转速有关的脉冲，用示波器观察频率即可得到转速值。
四、
实验内容与步骤
1．如图 17-1 所示，光电传感器已经安装在转动源上，将直流稳压电源“U+”“U-”调至±4V 幵对应接至“转动源”的“+”“-”端。将“光电”传感器接至电压温度频率表（选择 F）输入。
2．打开“直流电源”开关，调节直流稳压电源，用丌同的电压驱动转动源，待转速稳定后记录相应的转速，填入下表。
图 17-1 光电测转速安装示意图 表 17-1
驱动电压 V(V)±4V ±6V ±8V ±10V 频率(Hz)
五、实验报告 1.根据所得实验数据，绘制转速—驱动电压曲线。
2.试设计一种方案，使用对射式光电开关梱测转盘的转速。
实验十八铂热电阻温度特性实验 一、实验目的 了解铂热电阻的特性不应用。
二、
实验仪器 PT100、水银温度计、万用表（自备）、直流稳压电源（2~20V）
三、
实验原理 热电阻用于测量时，要求其材料电阻温度系数大，稳定性好，电阻率高，电阻不温度之间最好有线性关系。当温度发化时，感温元件的电阻值随温度而发化，这样就可将发化的电阻值通过测量电路转换电信号，即可得到被测温度。
四、
实验内容与步骤 1．打开“直流电源”开关，调节“2~20V 直流稳压电源”电位器，使“直流稳压电源”输出为 5V。
2．用万用表接至 PT100 两端，选择“欧姆”“200”档。
3．将“2~20V 直流稳压电源”接至“加热器”。
4．将水银温度计放至加热器表面（加热器已固定在平行梁的下悬臂梁背面），加热源温度慢慢上升。此时可用水银温度计测量加热源表面温度，同时观察 PT100 输出阻值的发化。
五、实验报告
1.观察 PT100 的阻值随温度发化而发化的觃律。
2.请根据 PT100 在实验中表现出来的特性设计一款温度计，画出电路原理图及各项参数。
六、注意事项 实验过程中温度计示数大于 72℃时，应马上拆掉加热电源。
实验十九 K 型热电偶温度特性实验 一、实验目的 了解 K 型热电偶的特性不应用。
二、实验仪器 加热器、K 型热电偶、差动放大器，电压放大器、电压温度频率表、直流稳压电源（2~20V）
三、实验原理 热电偶传感器的工作原理 热电偶是一种使用最多的温度传感器，它的原理是基于 1821 年収现的塞贝兊效应，即两种丌同的导体或半导体 A 或 B 组成一个回路，其两端相互连接，只要两节点处的温度丌同，一端温度为 T，另一端温度为 T 0，则回路中就有电流产生，见图 19-1（a），即回路中存在电动势，该电动势被称为热电势。
图 19-1（a）图 19-1（b）
两种丌同导体或半导体的组合被称为热电偶。
当回路断开时，在断开处 a，b 之间便有一电动势 E T，其极性和量值不回路中的热电势一致，见图 19-1（b），幵觃定在况端，当电流由 A 流向 B时，称 A 为正极，B 为负极。实验表明，当 E T 较小时，热电势 E T 不温度差（T-T 0）
成正比，即 E T =S AB（T-T 0）
（19-1）
S AB 为塞贝兊系数，又称为热电势率，它是热电偶的最重要的特征量，其符号和大小叏决于热电极材料的相对特性。
热电偶的基本定律：
（1）均质导体定律 由一种均质导体组成的闭合回路，丌论导体的截面积和长度如何，也丌论各处的温度分布如何，都丌能产生热电势。
（2）中间导体定律 用两种金属导体 A，B 组成热电偶测量时，在测温回路中必须通过连接导线接入仪表测量温差电势 E AB（T，T 0），而这些导体材料和热电偶导体 A，B 的材料往往幵丌相同。在这种引入了中间导体的情冴下，回路中的温差电势是否収生发化呢？热电偶中间导体定律指出：在热电偶回路中，只要中间导体 C 两端温度相同，那么接入中间导体 C 对热电偶回路总热电势 E AB（T，T 0）
没有影响。
（3）中间温度定律 如图 19-2 所示，热电偶的两个结点温度为 T 1，T 2 时，热电势为 E AB（T 1，T 2）
；两结点温度为 T 2，T 3 时，热电势为 E AB（T 2，T 3），那么当两结点温度为 T 1，T 3 时的热电势则为 E AB（T 1，T 2）+E AB（T 2，T 3）=E AB（T 1，T 3）
（19-2）
式（2）就是中间温度定律的表达式。譬如：
T 1 =100℃，T 2 =40℃，T 3 =0℃，则 E AB（100，40）+E AB（40，0）=E AB（100，0）
（19-3）
图 19-2 中间定律示意图 热电偶的分度号 热电偶的分度号是其分度表的代号（一般用大写字母 S、R、B、K、E、J、T、N 表示）。它是在热电偶的参考端为 0℃的条件下，以列表的形式表示热电势不测量端温度的关系。
四、实验内容与步骤 1． 按图 19-3 先接好“差动放大器”和“电压放大器”，将“电压放大器”的输出接至毫伏表（选择 100mV）。PT100 接电压温度频率表（选择 T）两端。
2． 打开“直流电源”开关，短接“差动放大器”的输入端，增益调节电位器都处于中间位置，调节调零电位器，使毫伏表显示为零。
3． 拿掉短路线，按图 19-3 接好所有连线。
图 19-3 热电偶测温接线图 4． 调节“2~20V 直流稳压电源”为 5V，将“2~20V 直流稳压电源”输出接入“加热器”电源输入端，加热源温度慢慢上升。
5． 观察毫伏表电压示数随温度的发化情冴。
五、实验报告 在热电偶测温原理中，其况端要置于冰水混合物中以保持零摄氏度状态，给具体应用带来很大丌便。试设计一种方案实现热电偶的况端补偿。
六、注意事项 实验过程中温度计示数大于 72℃时，应马上拆掉加热电源。
实验二十正温度系数热敏电阻（PTC）温度特性实验 一、实验目的 1． 了解正温度系数热敏电阻基本原理； 2． 学习正温度系数热敏电阻特性不应用。
二、实验仪器 加热器、直流稳压电源（2~20V）、PTC、万用表（自备）
三、实验原理 热敏电阻工作原理同金属热电阻一样，也是利用电阻随温度发化的特性测量温度。所丌同的是热敏电阻用半导体材料作为感温元件。热敏电阻的优
点是：灵敏度高、体积小、响应快、功耗低、价格低廉，但缺点是：电阻值随温度呈非线性发化、元件的稳定性及互换性差。
正温度系数的热敏电阻PTC通常是由在BaTiO 3 和SrTiO 3 为主的成分中加入少量 Y 2 O 3 和 Mn 2 O 3 构成的烧结体，其电阻随温度增加而增加。开关型的 PTC 在居里点附近阻值収生突发，有斜率最大的曲段，即电阻值突然迅速升高。PTC 适用的温度范围为-50～150℃，主要用于过热保护及作温度开关。PTC 电阻不温度的关系可近似表示为：
（20-1）
式中，——绝对温度为 T 时热敏电阻的阻值；——绝对温度为时热敏电阻的阻值； B——正温度系数热敏电阻的热敏指数。
四、实验内容与步骤 1． 万用表选择“欧姆”“200”档接于 PTC 两端，监测 PTC 电阻值的发化。PT100 接电压温度频率表（选择 T）两端。
2． 打开“直流电源”开关，调节“2~20V 直流稳压电源”为 5V，将“2~20V直流稳压电源”输出接入“加热器”电源输入端，加热源温度慢慢上升。
3． 观察 PTC 电阻值随温度的发化情冴。
五、实验报告 如果你手上有这样一个（PTC）热敏电阻，想用它制作一个温度报警电
路，你认为该怎样来实现？
六、注意事项 实验过程中温度计示数大于 72℃时，应马上拆掉加热电源。
实验二十一负温度系数热敏电阻（NTC）温度特性实验 一、实验目的 1． 了解负温度系数热敏电阻基本原理； 2． 学习负温度系数热敏电阻特性不应用。
二、实验仪器 加热器、直流稳压电源（2~20V）、NTC、万用表（自备）
三、实验原理 负温度系数热敏电阻 NTC 通常是一种氧化物的复合烧结体，其电阻随温度升高而降低，具有负的温度系数，特别适合-100～300℃之间的温度测量。通常将 NTC 称为热敏电阻。负温度系数热敏电阻器的电阻—温度特性，可表示为：
式中，——绝对温度为 T 时热敏电阻的阻值； ——绝对温度为时热敏电阻的阻值； B——负温度系数热敏电阻的热敏指数。
四、实验内容与步骤 1． 万用表选择“欧姆”“2k”档接于 NTC 两端，监测 NTC 电阻值的发
化。PT100 接电压温度频率表（选择 T）两端。
2． 打开“直流电源”开关，调节“2~20V 直流稳压电源”为 5V，将“2~20V直流稳压电源”输出接入“加热器”电源输入端，加热源温度慢慢上升。
3． 观察 NTC 电阻值随温度的发化情冴。
五、实验报告 1.PTC、NTC 的温度特性都是非线性发化的，你认为在实际应用中应如何利用这些特性？
2.PTC、NTC 温度特性参照曲线如图 21-1 显示。
图 21-1 热敏电阻温度特性曲线 六、注意事项 实验过程中温度计示数大于 72℃时，应马上拆掉加热电源。
实验二十二 PN 结温度特性实验 一、实验目的 了解 PN 结的温度特性。
二、实验仪器 加热器、直流稳压电源（2~20V）、PN 结温度传感器、万用表（自备）
三、实验原理 PN 结温度传感器采用半导体硅材料，当温度収生发化时，PN 结的导通率也会随之収生发化，根据此种特性可将 PN 结用于制作温度传感器。
四、实验步骤 1． 万用表（选择“二极管”档）的红黑表笔对应接到 PN 结的“+”“-”两端，监测 PN 结电阻值的发化。PT100 接电压温度频率表（选择 T）两端。
2． 打开“直流电源”开关，调节“2~20V 直流稳压电源”为 5V，将“2~20V直流稳压电源”输出接入“加热器”电源输入端，加热源温度慢慢上升。
3． 观察 PN 结电阻值随温度的发化情冴。
五、实验报告 如果现在要从 K 型热电偶、PTC、NTC、PT100 和 PN 结中挑出一种作为测温电路的探测元件，你会选择哪一种？请说明你的理由。
六、注意事项 实验过程中温度计示数大于 72℃时，应马上拆掉加热电源。
实验二十三气敏（酒精）传感器实验 一、实验目的 了解气敏传感器的原理及应用。
二、实验仪器 直流稳压电源（2~20V）、气敏传感器、酒精（自备）、梲球（自备）、电桥、电压温度频率表 三、实验原理 本实验所采用的 SnO 2（氧化锡）半导体气敏传感器属电阻型气敏元件；它是利用气体在半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值发化。如果使传感器的温度保持在 400℃的高温，在清洁的空气中，氧化锡的表面吸附氧，由于氧具有电子亲和力，自由电子被俘获，在粒界间形成势垒，其结果使得传感器的电阻值增加了；当有酒精气体迚入传感器时，酒精气体不处于吸附状态的氧収生反应，使得吸附的氧减少，其结果造成势垒高度的降低，电子的秱动发得容易，传感器的电阻值减小。
四、实验内容与步骤 1． 将气敏传感器按图 23-1 接线，两绿色接线端接 5V 电压加热（将2~20V 可调直流稳压电源输出调为 5V），红色接线端接+15V 电压、黑色接线端接 Rw2 左端，Rw2 两端接电压温度频率表（选择 U）。
2． 打开实验台“直流电源”开关，预热 3 分钟。
3． 用浸透酒精的小梲球，靠近传感器，幵吹 2 次气，使酒精挥収迚入传感器金属网内，观察电压温度频率表读数发化。
图 23-1 酒精传感器接线图 五、实验报告 1.酒精梱测报警，常用于交通警察梱查有否酒后开车，若要这样一种传感器还需考虑哪些环节不因素？ 2.根据你的理解，利用该传感器设计一种简单的酒精浓度报警电路。
六、注意事项 实验过程中温度计示数大于 42℃时，应马上拆掉加热电源。
实验二十四湿敏传感器实验 一、实验目的 了解湿敏传感器的原理及应用。
二、实验仪器 湿敏传感器、示波器（自备）、梲球（自备）、水（自备）、电桥、信号源 三、实验原理 湿度是指大气中水份的含量，通常采用绝对湿度和相对湿度两种方法表示，湿度是指单位体积中所含水蒸汽的含量或浓度，用符号 AH 表示，相对湿度是指被测气体中的水蒸汽压和该气体在相同温度下饱和水蒸汽压的百
分比，用符号％RH 表示。湿度给出大气的潮湿程度，因此它是一个无量纲的值。实验使用中多用相对湿度概念。湿敏传感器种类较多，根据水分子易于吸附在固体表面渗透到固体内部的这种特性（称水分子亲和力），湿敏传感器可以分为水分子亲和力型和非水分子亲和力型，本实验所采用的属水分子亲和力型中的高分子材料湿敏元件。高分子电阻式湿敏元件是利用元件的电阻值随湿度发化的原理。具有感湿功能的高分子聚合物，做成薄膜，来感觉空气湿度的发化。
四、实验内容与步骤 1． 湿敏传感器内部元件如图 24-1 所示，应用电路如图 24-2 所示，将“信号源”U s1 输出信号调节为 f=1kHz，Vp-p=2V 接入湿敏传感器 Rx 不电位器 RW1 两端，GND2 接 RW2 右端用示波器观察 RW1 两端的波形峰峰值。
2． 将湿梲球靠近湿敏传感器或用嘴对湿敏传感器轻吹一口气，观察此时示波器上显示的波形峰峰值的发化。
图 24-1 湿敏传感器内部结构图 24-2 湿敏传感器接线图 五、实验报告 根据湿敏传感器在实验中表现出的特性，试设计出其在生活中的一种具体应用方案。
第三篇：电气与自动化专业专业英语单词必备
电气与自动化专业专业英语单词必备
abscissa axis 横坐标
ac motor 交流环电动机
active(passive)circuit elements 有（无）源电路元件active component 有功分量
active in respect to 相对….呈阻性
admittance 导纳
air-gap flux distribution 气隙磁通分布
air-gap flux 气隙磁通
air-gap line 气隙磁化线
algebraic 代数的algorithmic 算法的alloy 合金
ampere-turns 安匝(数)
amplidyne 微场扩流发电机
Amplitude Modulation(AM 调幅
armature circuit 电枢电路
armature coil 电枢线圈
armature m.m.f.wave 电枢磁势波
attenuate 衰减
automatic station 无人值守电站
automatic Voltage regulator(AVR)自动电压调整器auxiliary motor 辅助电动机
bandwidth 带宽
base 基极
bilateral circuit 双向电路
bimotored 双马达的biphase 双相的bipolar junction transistor(BJT)双极性晶体管block diagram 方框图
boost 增压
boost-buck 升压去磁
breakaway force 起步阻力
breakdown torque 极限转矩
bronze 青铜
buck 补偿
capacitance effect 电容效应
carbon-filament lamp 碳丝灯泡
carrier 载波
Cartesian coordinates 笛卡儿坐标系
cast-aluminum rotor 铸铝转子
chopper circuit 斩波电路
circuit branch 支路
circuit components 电路元件
circuit diagram 电路图
circuit parameters 电路参数
coaxial 共轴的,同轴的coil winding 线圈绕组
coincide in phase with 与….同相
collector 集电极
commutation condition 换向状况
commutator-brush combination 换向器-电刷总线complex impedance 复数阻抗
complex number 复数
compound generator 复励发电机
compounded 复励
conductance 电导
conductor 导体
corridor 通路
coupling capacitor 结合电容
cumulatively compounded motor 积复励电动机dc generator 直流发电机
dc motor 直流电动机
de machine 直流电机
demodulator 解调器
differentiation 微分
direct axis transient time constant 直轴瞬变时间常数direct axis 直轴
direct-current 直流
displacement current 位移电流
dynamic response 动态响应
dynamic-state operation 动态运行
e.m.f = electromotive fore 电动势
eddy current 涡流
effective values 有效值
effects of saturation 饱和效应
electric energy 电能
electrical device 电气设备
electrode 电极 电焊条
electromagnetic torque 电磁转矩
emitter 发射管 放射器 发射极
end ring 端环
energy converter 电能转换器
epoch angle 初相角
equivalent T – circuit T型等值电路
error detector 误差检测器
error signal 误差信号
excitation system 励磁系统
excited by 励磁
exciting voltage 励磁电压
external armature circuit 电枢外电路external characteristic 外特性
feedback component 反馈元件
feedback loop 反馈回路
feedback signal 反馈信号
feedback system 反馈系统
fidelity 保真度
field coils 励磁线圈
field current 励磁电流
field effect transistor(FET)场效应管field winding 磁场绕组 励磁绕组
flux linkage 磁链
form-wound 模绕
forward transfer function 正向传递函数Frequency Shift Keying(FSK)移频键控frequency 频率
full load 满载
full-load torque 满载转矩
gain 增益
gain 增益
generating 发电
generator voltage 发电机电压
Geometrical position 几何位置
harmonic 谐波的heating appliance 电热器
high-gain 高增益
high-performance 高性能的horsepower 马力
horseshoe magnet 马蹄形磁铁
hydropower station 水电站
ideal source 理想电源
imaginary part 虚部
impedance 阻抗
incident 入射的induced current 感生电流
induction generator 感应发电机
induction machine 感应电机
induction machine 感应式电机
induction motor 感应电动机
infinite voltage gain 无穷大电压增益inrush current 涌流
instantaneous electric power 瞬时电功率
instantaneous mechanical power 瞬时机械功率insulation 绝缘
integration 积分下限
internal resistance 内阻
interoffice 局间的inverse 倒数
iron-loss 铁损
isolation 隔离 分离 绝缘 隔振
laminated core 叠片铁芯
lamination 叠片
leakage current 漏电流
leakage flux 漏磁通
leakage reactance 漏磁电抗
leakage 泄漏
left-hand rule 左手定则
light emitting diode 发光二极管
lightning shielding 避雷
limiter 限幅器
line trap 限波器
linear zone 线性区
line-to-neutral 线与中性点间的load characteristic 负载特性
load-saturation curve 负载饱和曲线locked-rotor torque 锁定转子转矩
locked-rotor 锁定转子
第四篇：电气与自动化工程学院2003~2004学工作总结
电气与自动化工程学院2003~2004学工作总结
2003~2004学电气与自动化工程学院在校党委和行政领导下，各项工作都取得了可喜的成绩，现将本学工作总结如下：
一、2003~2004学院党总支以“三个代表”重要思想为指导，认真贯彻党的十六大、第十二次全国高校党建工作会议和校第六次党代会精神，进一步加强党的建设，加强和改进思想政治工作，充分发挥党总支的政治核心和保证监督作用，为保证本学院教学、科研、实验和行政管理等工作的顺利进行，为学院的改革、建设和发展做出了积极的努力。
1、学院理论学习中心组按照校党委宣传部的统一布置，制定了详尽的理论学习计划，把学习党的十六大精神，学习贯彻全国高校第十二次党建工作会议和校第六次党代会精神及学校总体发展战略作为学习的主要内容，并在时间和人员方面作了明确的规定。同时坚持教职工双周三下午时政学习制度，使院、系、所、室领导班子及全体教职工对学习内容能深入领会，增进了学院上下对学校和学院发展目标的理解，增强了全体教职工的凝聚力。2、2003~2004学学院党总支为贯彻第十二次全国高校党建工作会议精神，进一步加强基层党组织建设。根据校党委的部署，制定和完善了在大学生中发展党员的三年规划。在2003年发展党员72人，2004年上半年发展党员58人（其中研究生7人，教职工2人），在本学期末还将发展党员120人，使基层党组织增加了新鲜血液，得到壮大。
同时，根据校党委要求和在学生中发展党员工作的需要，院党总支在教职工及高年级本科生、研究生中遴选了49位党龄较长、政治素质好的同志配备到本科生各班级任组织员，其中总组织员1名，组织员48名，使学生党建工作的力量得到充实和加强。
3、学院党总支还重视基层党支部的建设，完成了低年级本科生和研究生新生党支部的组建，以及电工电子中心实验室党支部的组建和支部选举工作，并结合学校第二轮人事制度改革后学院部分系、所人员变动情况调整了支部的组成，使每位党员在支部的学习、活动和组织生活得到了保证。
4、学院党总支一如继往地重视思想政治教育工作。为做好学生的思想政治教育工作，按学校要求，为各本科生班级共配备班导师9人，班主任22人，已较好地开展工作。有些班主任、班导师利用双休日给学生开设专题讲座，开展课外科技活动，结合学生的专业学习做学生的思想教育工作，取得了良好的效果。
5、学院党总支还特别重视稳定工作。在抗击“非典”及其它特殊时期，都及时按 学校要求，成立了“防非”工作领导小组和稳定工作领导小组，及时做好校园稳定工作，保证了良好的教学、实验等工作秩序。
6、学院党总支还注重做党外人士的政治工作，重视群众工作。加强与民主党派及无党派人士的沟通和联系，政治上关心和信任党外知识分子，工作中大胆使用，委以重任，并大力支持党外领导干部开展工作，充分发挥了党外知识分子在教学、科研和管理工作中的作用。群众工作方面，院党总支注重以多种渠道、多种形式向全院广大教职工宣传学校和学院的工作及有关政策，增进广大教职工关心学校和学院发展的热情。并积极支持院工会开展丰富多彩的各项活动，认真组织进行2003“三育人”评选工作，增强了学院教职工的凝聚力和团队精神。
二、行政工作方面，学院较好地完成了2003~2004学的工作目标，以学科学位建设为代表的各方面建设取得了较大成果。
1、学科学位建设
学院领导班子将学科学位建设作为提高学院整体水平的龙头来抓，组织申报了“电气工程”博士后流动站并获得批准，使学院初步形成了“国家重点学科——博士点——博士后流动站——部级工程研究中心（部级网上设计中心）——省级重点学科——硕士点”的学科建设框架；继续加大对优势学科的投入力度；在新的学科点申报方面也进行了积极的规划和组织工作。
学院目前学科建设情况：
国家重点学科：电力电子与电力传动 博士点：电力电子与电力传动 博士后流动站：电气工程 教育部光伏系统工程研究中心 教育部IC网上设计中心
省级重点学科：电力电子与电力传动，控制理论与控制工程
工学硕士点：电力电子与电力传动，电力系统自动化，电机电器及其控制，电工理论与新技术，控制理论与控制工程，检测技术与自动化装置
工程硕士点：电气工程，控制理论与控制工程
2、教学工作
（1）本招收本科新生496人，硕士研究生104人，工程硕士生36人，博士研究生12人。毕业本科生351人，毕业硕士研究生48人，毕业博士研究生5人。
（2）在研教学研究项目11项，其中省级重点2项，省级一般3项，校级项目 5项。
（3）继续推进了学科专业结构调整和内涵改造。根据学分制要求，全面修订了本科专业的学分制指导性教学计划，对专业选修课进行了模块化组合，拓宽了专业方向，增加了专业选修课程，加强了实践环节。
（4）组织各学科点对博士、硕博连读、硕士和工程硕士的培养计划进行了全面修订，规范和改进了研究生培养工作。
（5）为迎接本科教学国家评估，学院通过大会和专题讲座形式在全院范围进行了广泛的动员，学习评估文件，制定评估规划；成立了学院评估工作督导组，并安排相关工作人员参加了学校组织的培训。
（6）加强了教师队伍学历提升和人才引进工作。目前已有博士学位的教学科研人员达14人，另已签约在今年来学院工作具有博士学位人员4人。同时鼓励和支持在岗教师在职攻读博士学位，现有在读博士20人。本学年内还引进教师9人，另签约待引进教师7人。另外，还继续加强了对青年教师的培养，做好“传、帮、带”工作，开展了青年教师基本功讲课竞赛，以提高青年教师的讲课水平。青年教师张晨彧获得学校青年教师讲课竞赛二等奖。
3、科研工作和学术交流活动
本学院教师发表学术论文总数112篇，其中国家级核心刊物52篇，被EI检索6篇，ISSN/CN98篇，国内会议6篇，国际会议9篇；出版专著1本，教材3本；获发明专利3项；获省科技进步三等奖2项。运行的纵向课题24项，其中有属科技部国家“863”高科技计划项目的“集成电路IP核评测技术”、“大型光伏并网功率调节系统”；属教育部重点科研项目的“含绿色能源的分布式发电及其评价方法研究”；属国家自然科学基金项目的“基于平台的SOC设计方法及其关键技术研究”、“永磁多维机器人关节用球形电动机的研究”，合同总经费460万元；运行的横向课题28项，合同总经费600万元。
学院积极参加国际和国内学术会议和教学经验交流等学术活动；邀请了一批在控制理论与控制工程、电力系统自动化、生物医学工程等领域的国内外知名学者来院讲学；通过与国外著名公司的合作和交流，改善了教学科研设备条件，收到了很好的效果。
4、实验室建设
为改善实验室条件，优化资源配置，学院认真落实执行学校“十五”整体规划和学院“十五”整体规划，力争在“十五”末把学院教学实验室建设成国内先进的电气与自动化学科的教学实验中心。电工电子实验室在通过了安徽省教育厅组织的“双基”实验室评估的基础上，被安徽省教育厅批准为省级“双基”示范中心验收单位。为2005年通过省级“双基”示范中心验收评定，争取申报教育部电工电子基础课教学实验基地做了大量准备工作。
学院很好地执行了学校下达的基础课和专业基础课实验室建设的350万元经费，建设和完善了电工电子实验中心。其中，建成了面向全校学生的电工电子实验选课系统，新建电工原理实验室3个、模拟电子技术实验室3个、数字电子技术实验室3个、电工学实验室2个、创新实验室1个，使我校电工电子实验中心达到国内一流水平。
在已成立的电气与自动化工程学院专业中心实验室基础上，还充分发挥资源优化组合的作用，在提高实验设备利用率的同时，扩大了实验项目。
学院还很好地执行了学校下达的学科与实验室建设经费195万元。建成了“电力系统综合实验系统”、“DSP与信号处理实验系统”、“生物医学测量实验系统”。
学院完成了日本协力银行贷款实验设备申报工作，获准学校核准经费760万元；完成教育部老专业改造和新专业建设实验设备申报工作并获批准。
经过全院实验人员对设备的精心维护，实验仪器仪表工作正常，较好地完成了学生的实验、设计等实践环节的教学实验任务，保证了教学质量，提高了学生的动手能力。电工电子实验室完成了全校相关专业教学各项实验，专业教学各项实验开出率达100%，电气与自动化中心实验室完成自动化、电气工程、生物医学三个专业的专业课实验，实验开出率达95%。
5、学生工作
（1）认真做好03级新生入学教育和军训工作。主要针对学分制的实施做好大学生学习规律和学习方法的介绍，让学生了解所学专业，重点进行了法制、校纪校规、安全知识，心理健康知识的教育。同时配合人武部和参训部队做好学生军训工作。
（2）按照学校要求做好学生国家奖学金、学校奖学金、社会捐资奖学金的评定和发放工作；配合银行做好03级在校学生的国家助学贷款工作，做到97、98、99级（已毕业）学生的贷款回收工作。
（3）进一步加强学院00级、01级中走读生的管理，对他们进行了重新登记。（4）认真做好贫困学生档案的建立和和调整工作，完善对他们的资助和帮助措施。配合学校勤工助学中心做好有关工作。
（5）积极开展第二课堂活动，学生会、团总支分别在校内开展丰富多彩的活动，活跃校园文化，扩大了同学与社会的接触面。去年暑假学院选派的赴肥东和合肥少管所两支社会实践队分别被学校评为“优秀社会实践团队”，学院学生会被学校党委评为“A级达标学生会”；阳光社被学校评为“优秀青年志愿者组织”。
（6）做好毕业生就业工作。在去年99级一次就业率达到95.1%，院被学校评为就业工作“优秀单位”的基础上，今年我院进一步加强了对毕业生就业的指导工作，尤其是加强了就业形势分析和到基层，到艰苦地区，走尽快成才道路的教育，到目前，我院00级一次就业率已超过98%。
三、领导班子建设方面，通过学校第二轮人事制度改革，学院组建了新的领导班子。新老班子工作进行了顺利的交接。新的学院领导班子按照学校的要求，结合学院实际制定了积极和切实的任期目标。领导班子能认真贯彻民主集中制原则，同时，进行了严格的分工。各位成员都能在自身分管的工作范围内积极开展工作，并注重分工和协作相结合，互相尊重、互相配合。各位成员能做到勤政廉政，主动接受群众监督。学院继续实行院务公开，严格控制经费开支，注意勤俭节约，精打细算。在近期领导班子民主生活会前征集群众意见中，班子得到了群众的好评。
四、在2003~2004学，学院还不断加强内部管理。按照学校的布置，组织完成了全院各类人员竞聘上岗工作，遴选了学科带头人和学术骨干教师，进一步凝炼了学科方向，汇聚了学科队伍，学院机关也制定了岗位责任制，全院教职工的工作责任感和积极性得到了进一步加强和提高。同时根据竞聘上岗以后人员变动情况，调整、配备了系、所和实验室负责人及人员，使各项工作得到有条不紊的开展。
本学，学院还遵照学校统一安排，积极准备和组织了几次较大规模的搬迁工作。其中有，率先完成了学校对学院“逸夫科教楼”实验、办公用房9911平方米的规划和搬迁，改善了科研、实验和办公条件；完成了学校对学院新校区电工电子实验中心2975平方米的搬迁规划和新建工作；完成了电机楼3800平方米维修改造和科技楼7-9层科研用房的搬迁工作，并积极做好各种准备，迎接教育部对“光伏系统工程中心”的检查、验收。
本学，学院还积极完成学校布置的各项综合治理工作，并积极争取学校支持，努力为教职工创造良好的工作环境，保证了各项工作的顺利开展。
电气与自动化工程学院
2004年6月10日
第五篇：浅谈船舶电气自动化
浅谈船舶电气自 动化现状及发展 趋势
刘承民
都基盛
高
飞
刘
昆
（大连船舶重工集团有限公司）
前言
：船舶电气自动化（以下简称船舶自动化）就是通过采用计算机微处理装置，解决船舶手工操作所不能达到安全可靠的精细管理为目的，帮助船员频繁巡回检测机械设备运行状况和航行工况，并早期发现故障，避免船员在恶劣工作环境条件下的疲劳，使船舶安全、高效、可靠的营运。
关键词： 船舶
自动化
发展趋势
概述
船舶自动化的明显标志就是把自动控制技术、微电子技术、信号处理技术、电子计算机技术及其网路接口技术用于船舶通讯导航自动化、机舱自动化、干 / 液货装卸载自动化等系统的监测与控制。通讯导航自动化是指雷达、、卫星定位、自动舵、航迹跟踪等实现自动驾驶。机舱自动化是指主机和发电机各种参数和工况的自动监测、报警、控制，以及各种辅机的集中自动控制、自动调节，火警探测及自动灭火，实现“机舱周期无人值班”。干 / 液货装卸载自动化是指辅锅炉、惰气、货油泵、压寨泵、阀门、液位、船舶强度和浮态等自动监控系统。、船舶自动化的构成船舶自动电站（船舶馈电中枢系统 PMS）。
机舱集中报警监测装置（对主机及辅机的运行状态进行集中监控）。
主机遥控装置（对主机进行远距离控制，如在驾驶室、机舱集控室控制主机）。
船体应力监测（船舶货舱的剪力、弯矩力安全监测系统）。
干 / 液货装卸载自动化（液位测量、阀门控制、货油泵、压载泵、惰气系统、装载计算）。
通讯导航系统（雷达系统、电子海图、自动舵、电罗经、航行记录仪、GPS(DGPS)、自动识别系统等。通讯系统：卫通、VHF 电话、桥搂值班报警系统、GMDSS 等。按照 DNV 入级符号分为： NAUT-OC（大洋一人驾驶）、NAUT-AW（所有海域一人驾驶）、NAUT-OSV
海洋工程船一人驾驶）
冷藏集装箱监测报警（冷藏集装箱监测采用传统的四极监测系统或电力载波系统(PCT)）。、船舶自动化的作用
船舶自动化能够帮助船员在海上航行过程中 , 对机械场所的设备、航行设备的监测与控制，以及船舶实施装卸载过程中的监测管理与控制。船舶航运界在实践中不断认识到，船舶自动化能够帮助实现节能、降低成本、提高工作效率和保障船舶安全航行。另外，船舶自动化程度越高，越能使船舶的主要机电设备处于最佳运行状态，在机电设备出现异常时能及时发现预警并及时排除险情，而且船舶自动化系统能够根据险情的严重程度，控制船舶推进器降速、停车，控制船舶航行，从而降低船员的劳动强度和保障了船舶海上航行的人命安全，而且维修费用也大幅度下降。因此，提高船舶的自动化水平一直倍受航运界的关注和青睐。、船舶自动化的发展概况
自二十世纪 30 年代初至今，控制理论发展约有 80 年历程，专家学者认为“前 30 年历程为经典控制理论发展和成熟阶段，中间 30 年为现代控制理论形成与发展阶段”，后 20 年为智能控制理论的发展与成熟阶段。预测再经 20 年后是未来智能控制理论的行成与发展阶段。、船舶自动化的现状
4.1 随着数字化技术和总线技术的持续发展，船舶各设备、各系统的自动监测控制从单一的设备和单一的系统自动化已经成熟的发展成高度集成化、高度综合集成化自动监测与控制。目前的船舶自动化还是以有线网络技术为主，普遍应用的是现场总线和以太网并存的网格技术。不论是哪种技术，在中国，船舶自动化技术的现状凸显无力，不能满足本土船舶工业发展的需求。
4.2 我国的船舶自动化配套企业技术实力相当薄弱，在船舶制造企业中备尝辛酸地开拓船舶市场的准入，不能使船舶自动化产品快速有效获得市场实践经验的积累，来促进产品技术水平与质量的浅谈船舶电气自 动化现状及发展 趋势 刘承民
都基盛
高
飞
刘
昆
（大连船舶重工集团有限公司）
前言
：船舶电气自动化（以下简称船舶自动化）就是通过采用计算机微处理装置，解决船舶手工操作所不能达到安全可靠的精细管理为目的，帮助船员频繁巡回检测机械设备运行状况和航行工况，并早期发现故障，避免船员在恶劣工作环境条件下的疲劳，使船舶安全、高效、可靠的营运。
关键词： 船舶
自动化
发展趋势
概述
船舶自动化的明显标志就是把自动控制技术、微电子技术、信号处理技术、电子计算机技术及其网路接口技术用于船舶通讯导航自动化、机舱自动化、干 / 液货装卸载自动化等系统的监测与控制。通讯导航自动化是指雷达、、卫星定位、自动舵、航迹跟踪等实现自动驾驶。机舱自动化是指主机和发电机各种参数和工况的自动监测、报警、控制，以及各种辅机的集中自动控制、自动调节，火警探测及自动灭火，实现“机舱周期无人值班”。干 / 液货装卸载自动化是指辅锅炉、惰气、货油泵、压寨泵、阀门、液位、船舶强度和浮态等自动监控系统。、船舶自动化的构成
船舶自动电站（船舶馈电中枢系统 PMS）。
机舱集中报警监测装置（对主机及辅机的运行状态进行集中监控）。
主机遥控装置（对主机进行远距离控制，如在驾驶室、机舱集控室控制主机）。
船体应力监测（船舶货舱的剪力、弯矩力安全监测系统）。
干 / 液货装卸载自动化（液位测量、阀门控制、货油泵、压载泵、惰气系统、装载计算）。
通讯导航系统（雷达系统、电子海图、自动舵、电罗经、航行记录仪、GPS(DGPS)、自动识别系统等。通讯系统：卫通、VHF 电话、桥搂值班报警系统、GMDSS 等。按照 DNV 入级符号分为： NAUT-OC（大洋一人驾驶）、NAUT-AW（所有海域一人驾驶）、NAUT-OSV
海洋工程船一人驾驶）
冷藏集装箱监测报警（冷藏集装箱监测采用传统的四极监测系统或电力载波系统(PCT)）。、船舶自动化的作用 船舶自动化能够帮助船员在海上航行过程中 , 对机械场所的设备、航行设备的监测与控制，以及船舶实施装卸载过程中的监测管理与控制。船舶航运界在实践中不断认识到，船舶自动化能够帮助实现节能、降低成本、提高工作效率和保障船舶安全航行。另外，船舶自动化程度越高，越能使船舶的主要机电设备处于最佳运行状态，在机电设备出现异常时能及时发现预警并及时排除险情，而且船舶自动化系统能够根据险情的严重程度，控制船舶推进器降速、停车，控制船舶航行，从而降低船员的劳动强度和保障了船舶海上航行的人命安全，而且维修费用也大幅度下降。因此，提高船舶的自动化水平一直倍受航运界的关注和青睐。、船舶自动化的发展概况
自二十世纪30年代初至今，控制理论发展约有80年历程，专家学者认为“前30年历程为经典控制理论发展和成熟阶段，中间30年为现代控制理论形成与发展阶段”，后20年为智能控制理论的发展与成熟阶段。预测再经20年后是未来智能控制理论的行成与发展阶段。
4、船舶自动化的现状
4.1 随着数字化技术和总线技术的持续发展，船舶各设备、各系统的自动监测控制从单一的设备和单一的系统自动化已经成熟的发展成高度集成化、高度综合集成化自动监测与控制。目前的船舶自动化还是以有线网络技术为主，普遍应用的是现场总线和以太网并存的网格技术。不论是哪种技术，在中国，船舶自动化技术的现状凸显无力，不能满足本土船舶工业发展的需求。
4.2 我国的船舶自动化配套企业技术实力相当薄弱，在船舶制造企业中备尝辛酸地开拓船舶市场的准入，不能使船舶自动化产品快速有效获得市场实践经验的积累，来促进产品技术水平与质量的 4.8 我们自问，在中国能不能有船舶自动化配套企业自信地站出来，告诉船厂和航运界人士：“我国的船舶自动化设备不需从国外进口，国内的船舶设备配套企业完全有能力提供具有自主知识产权、高质量的船舶自动化产品，并且能够提供全球范围内的营销、技术服务从而代替进口船舶自动化产品”。就目前的现状可以肯定地回答“没有”。所以，中国的船舶配套业需要加快雄起的步伐。5、船舶自动化的发展趋势
5.1 应该清楚地看到各种类型的计算机被广泛应用到各个控制系统中，船舶自动化水平日益提高，使船舶自动化向规模集成化、高速化、和高新技术化方向发展的速度迅猛。通过信号处理技术进行控制、管理和数据通讯处理，在完成系统监控功能外，还能够按不同需求，不断升级，提供友好的人机界面。系统操作简单明了，使船舶控制、监测系统的传输数据技术不断更新，致使控制、监测系统的布线成本降低，大大简化船舶的日常维护工作，提高船舶管理水平，从而敦促船舶自动化设备的必然发展。
5.2 船舶自动化向规模集成化、高速化的发展，人机交换界面将不断的升级优化，在监测预报警、监测与控制、监测与管理、控制与管理的监测信号的采集、数据处理、存储、网格通讯接口简捷等大型集成化界面设计是船舶自动化广为普及和发展的方向。
5.3 根据照船舶自动化现状分析，未来的船舶自动化设备的发展趋势，必将会朝着智能控制与智能管理方向发展，必将成为船舶配套业中一门新兴的研究领域。“智能控制一词，读者千万不要认为智能控制技术是门新型技术或学科，其实早在20世纪60年代，计算机技术和人工智能技术跨越式发展中，控制学者已经将人工智能控制应用于控制系统。在70年代初，傅京孙等学者就提出了智能控制就是“人工智能与控制理论”的交叉思想。再到80年代，计算机技术到了飞速发展的阶段，促成智能控制取得较好的发展。
5.4 船舶智能控制与管理一个重要发展领域，就是无需在人的干预下能够自主地模拟操作者智能驱动机器实现其目标的自动控制。对于我国船舶行业来说，对“智能控制”一词，也并不陌生，已在21世纪初，在结构化或非结构化的，熟悉或陌生的环境条件下，自主地或与人交互执行人类规定的任务的一种智能机器“智能主机”悄然诞生，并在船舶市场中不断地推广应用，5.5 智能控制是在系统工程学、运筹学、信息学等学科相结合条件下，建立的适用于各种复杂系统控制理论和技术，也就是模拟人类的智能实施自动控制的研究范畴，是建立在传统的自动控制无法解决的问题和模型严重不确定性研究对象。也可以说基于模型传统自动控制很难解决的问题，现在得以实现，但必须具备足够的关于船舶操纵者的控制策略、受控对象和船舶环境条件及有关知识运用的能力。
5.6 船舶智能化控制与管理就是在传统自动化控制框架下，结合船员对船舶航行控制与管理的策略，实现运筹船舶航行和进出港所采取的对复杂任务自动模拟规划和决策能力控制。诸如：船员在进出港，船舶操纵者利用虚拟仿真技术，依据进出港口的环境条件，虚拟仿真规划进 出港口的数据信息输入计算机中，演示船舶进出港控制状态，确立虚拟仿真成立基础上，采用一键控制方式，向智能机器（推进器、舵浆发出前进、倒车，左舵、右舵、左右满舵等）发出指令，实现船舶进出港智能化控与管理；系统还可以通过船长的语音命令、手写命令实施船舶进出港智能控制。
5.7 当今的船舶自动化综合集成控制技术基础非常雄厚，无线电通讯技术在船舶自动化应用领域也非常广泛，专业人士已认识到无线电网络技术应用到船舶运营管理的重要性和可行性，国际上已有诸多企业已经将“船—岸”无线电网络技术走向成熟阶段（简称船岸信息网络技术）。船岸信息网络技术的功能主要是以船舶综合监测控制、管理决策为基础，建立船舶岸站管理信息数据库。将船舶的航行工况、营运管理自动模拟决策者智能及所有信息与岸站数据库共享，使船舶航行规划、装卸货规划，预警船舶性能（浮态、稳性）模拟与高效管理集成，实现“一键功能”。最终构成航运船舶、航运公司、港口监理一体化的“船岸信息网络技术”战略合作式的船舶管理发展前景，着眼本世纪实现全球一体化的船舶航运智能化管理。
5.8 船舶自动化设备已经历昨天和今天，明天将伴随新概念船型的开发和船舶自动化科学技术的进步，以及全球性的节能环保技术的要求不断提高，使船舶自动化、集成化、智能化技术不断升级，船舶推进系统和自动导航系统的集成和智能化控制与管理，来实现自动修正船舶偏离规划航线，减少机、浆、舵频繁启停和船舶尽最大限难度缩短航程和航行时间，实现船舶燃油低消耗、低排放（两 D）环保船型的目的已不是再梦想。、综述 6.1 据统计 2010 年某一船厂全年交工船舶 32 艘，在交工的船中，船舶自动化系统的设备 100% 进口。这些设备的合同总额最低约合美元 60 万元 / 每船，一年总计 32*60=1920 万美元。保守换算统计，中国每年有约有 4 0～50亿美元用于购买进口的船舶自动化设备。如果拿出全年购买进口船舶自动化设备总费用的 10% 来扶持国内船舶配套企业，研发生产具有竞争力的船舶自动化产品，打入国际市场，那将会带来多大的经济效益，更重要的是会产生巨大牵引力来拉动内需。
6.2 据分析，中国的船舶自动化设备配套业发展比较慢的原因有三：一是配套产业对产品开发缺少按照科学发展观的认识，不能有效组织起产、学、研信息共享的机制。二是每年的投入相对比较散乱，偏激性过强，资源不能有效的共享，不规范化的投入过大，有效的资源被占用，而船舶配套业的专业人才培养和扶持资金缺乏，使船舶自动化产业不能平衡的发展，不能使现有产、学、研及职能部门有效形成合力。三是缺少有组织，有计划走自主创新技术研发激励政策。
6.3 中国的船舶自动化行业发展潜力很大，对拉动中国的内需效益非常丰厚。急需有能够组织协调中国船舶工业南北两大集团的职能部门牵头，并取得中国船级社的服务支撑，共同规范掌控船舶配套设备的研发与制造和质量控制，同时均衡船舶配套业的分布和配套能力的培育，把握协调好有限资源，以市场为导向，产品技术开发以支撑国内船舶工业为纲要，面向世界创新发展，解决好产品研发的技术、设计和管理的问题，通过创新思路开发的新技术、新工艺、新应用不断促进船舶自动化配套业健康的发展。
6.4 从中国现有的船舶自动化产品看，其已具备一定的能力和条件，该是进入规范和加强船舶工业全方位的组织与管理的关键时期，机遇永远是留给有准备的企业，抓住机遇坚持可持续发展，前途无限风光。另外，加大船舶自动化设备的发展战略意义舆论的导向，使国内业界充分认识到，发展船舶自动化系统技术不仅是降低船员的劳动强度、船舶维修费用和保障船舶海上航行的人命安全，而且能够满足船舶节能环保的目的，政府部门会应着力激励国内船舶自动化配套业，高起点地开发船舶自动化技术前沿技术，使中国船舶自动化企业及早挤入全球领先企业。
6.5 船舶制造业的飞速可持续发展离从没有离开政府的扶持和社会化的合作，在规范化产业链构成和技术水平的提高，助长船舶自动化配套业自主创新能力。同时对我国的船舶自动化配套业提出更高要求，加快船舶自动化设备中长期发展规划，制定相应的政策和激励政策，遵循科学发展观，积极主动开发具有自主知识产权的产品，快速提升产品技术含量和质量，从而促进船舶配套业的整体水平。大力发展国内船舶配套行业会更好地促进造船业的发展，摘掉“船壳大国”的帽子，戴上“船舶强国”帽子。
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