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现代检测技术,任课教师：林国余 TelEmail：Andrew.L,课程要求,成绩构成,1.课堂出勤 2.平常作业 3.实验 4.考试（闭卷）,3,第0章 绪论,4,0.1 检测的基本概念,神州6号,5,0.1 检测的基本概念,远望1号,6,0.1 检测的基本概念,此外，在人们日常生活中，检测技术和我们也是紧密相连。比如装修后的空气污染（检测甲醛气体含量等），电冰箱，空调（检测温度并控制），家庭红外防盗等。 可见，从上述检测技术在工农业生产、军事国防、日常生活等方面应用，都不难看出检测技术在现代社会中的重要地位与作用。,7,0.1 检测的基本概念,定义：检测是指在各类生产、科研、试验及服务等各个领域为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时或非实时地对一些参量进行定性检查和定量测量。 定性检查：如生产设备外壳是否带电？ 定量测量：如工业熔炉内的温度是多少？,8,0.1 检测的基本概念,检测与计量的区别: “计量”是指用精度等级更高的标准量具、器具或标准仪器，对被测样品、样机进行考核性质的测量； “检测”通常是指在生产、实验等现场，利用某种合适的检测仪器或综合测试系统对被测对象进行在线、连续的测量。,9,0.2 检测技术的地位与作用,10,0.2 检测技术的地位与作用,11,0.3 检测系统的组成,12,0.3 检测系统的组成（传感器）,0.3.1 传感器,定义：传感器是测试系统与被测对象直接发生 联系的器件或装置。 作用：感受被测对象指定被测参量的变化，并 按一定的规律转换成一个相应的便于传 递的输出信号。 通常是将非电被测物理、化学成分参量 转换成电信号,13,0.3 检测系统的组成（传感器）,传感器特点： 输出量为电压、电流、频率信号； 输出的电信号一般较微弱； 输出信号与噪声混杂在一起； 传感器的输出特性呈线性或非线性； 外界环境的变化会影响传感器的输出特性；,14,0.3 检测系统的组成（传感器）,传感器的分类,模拟式传感器和数字式传感器,15,0.3 检测系统的组成（传感器）,通常对传感器有如下要求：,16,0.3 检测系统的组成（信号调理）,0.3.2 信号调理 作用：对传感器输出微弱信号进行再加工，包括检波、转 换、滤波、放大等步骤，以便显示或供进一步处理。,17,0.3 检测系统的组成（信号调理）,对信号调理电路的一般要求是： 能准确转化、稳定放大、可靠地传输信号； 信噪比高（信噪比越高说明混在信号里的噪声越小），抗干扰性能要好。,18,0.3 检测系统的组成（数据采集）,0.3.3 数据采集 作用：对信号调理后的连续模拟信号离散化并转换成与模拟信号电压幅度相对应的一系列数值信息，同时以一定的方式把这些转换数据及时传递给微处理器或依次自动存储。,19,0.3 检测系统的组成（数据采集）,数据采集系统的结构： 结构：数据采集系统通常以各类模/数（A/D）转换器为核心，辅以模拟多路开关、采样/保持器、输入缓冲器、输出锁存器等组成。,20,0.3 检测系统的组成（数据采集）,数据采集系统的主要性能指标是： 输入模拟电压信号范围； 转换速率； 分辨率； 转换误差；,21,0.3 检测系统的组成（数据处理）,0.3.4 数据处理 数据处理（信号处理)模块是现代测试仪表、测试系统和各类控制的中枢环节，其作用和人的大脑相似。 数据处理模块通常以各种型号的单片机、微处理器为核心来构建，对高频信号和复杂信号的处理有时需增加数据传输和运算速度快、处理精度高的专用高速数据处理器（DSP）或直接采用工业控制计算机。,22,0.3 检测系统的组成（数据处理）,处理方法和要求 方法：包括数字滤波、非线性校正、温度补偿、零位补偿、标度变换等 要求：对测试信号处理环节只要能满足用户对信号处理的要求，则是愈简单、愈可靠、成本愈低愈好。,23,0.3 检测系统的组成（信号显示）,0.3.5 信号显示,作用：显示被测参量的瞬时值、累积值或随时间的变化情况,24,0.3 检测系统的组成（信号显示）,指示式显示（模拟式显示）,25,0.3 检测系统的组成（信号显示）,数字式显示,LED：亮度高、耐振动 LCD：耗电省、集成度高,26,0.3 检测系统的组成（信号显示）,屏幕显示,27,0.3 检测系统的组成（信号输出）,0.3.6 信号输出,作用：把测量值及时传送给控制计算机、可编程控制器（PLC）或其它执行器、打印机、记录仪等，从而构成闭环控制系统或实现打印（记录）输出。,测试系统常用的记录设备有打印机、磁带和记录仪等。,28,0.3 检测系统的组成（输入设备）,0.3.7 输入设备 作用：输入设备是操作人员和测试仪表或测试系统联系的另一主要环节，用于输入设置参数、下达有关命令等。 最常用的输入设备是各种键盘、拨码盘、条码阅读器等。最简单的输入设备是各种开关、按钮，模拟量的输入设置。,29,0.3 检测系统的组成（稳压电源）,0.3.8 稳压电源 一个测试仪表或测试系统往往既有模拟电路部分，又有数字电路部分，通常需要多组幅值大小要求各异但均需稳定的电源。 测试系统的设计者需要根据使用现场的供电电源情况及测试系统内部的实际需要，统一设计各组稳压电源，给系统各部分电路和器件分别提供它们所需的稳压电源。,30,0.3 检测系统的组成,总结 值得一提的是，以上8个部分不是所有检测系统都必须具备的，而且对有些简单的测试系统、其各环节之间的界线也不是十分清楚，需根据具体情况进行分析。另外，在进行测试系统设计时，对于把以上各环节具体相连的传输通道，也应给予足够的重视。,31,0.4 检测系统的分类,(1)按被测参量分类,电工量,热工量,机械量,光学量,物性和成分量,状态量,32,0.4 检测系统的分类,33,0.4 检测系统的分类,(3)按使用性质分类,工业用表 是长期适用于实际工业生产现场的测试仪表与系统,实验室表 多用于各类实验室中,标准表 是专门用于精确计量、校准