现代检测技术 1检测技术基本知识

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1、检测技术的基本知识1.1检测技术概述1.2检测系统1.3检测技术的发展趋势1.1检测技术概述检测技术是以研究检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论与技术为主要内容的一门应用技术学科。检测技术属于信息科学的范畴，与计算机技术、自动控制技术和通讯技术构成完整的信息技术学科。检测技术研究的主要内容是测量原理、测量方法、测量系统和数据处理四个方面。被测量类型被测量被测量类型被测量热工量温度、热量、比热容、热流、热分布、压力（压强）、压差、真空度、流量、流速、物位、液位、界面物体的性质和成分量气体、液体、固体的化学成分

2、、浓度、粘度、湿度、密度、酸碱度、浊度、透明度、颜色机械量直线位移、角位移、速度、加速度、转速、应力、应变、力矩、振动、噪声、质量（重量）状态量工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）几何量长度、厚度、角度、直径、间距、形状、平行度、同轴度、粗糙度、硬度、材料缺陷电工量电压、电流、功率、电阻、阻抗、频率、脉宽、相位、波形、频谱、磁场强度、电场强度、材料的磁性能表1-1工业检测涉及的内容1.2检测系统1.2检测系统图1-1检测系统结构框图12345如果测试系统由于多个

3、环节组成，各环节的灵敏度分别为s1、s2、s3，而且各环节以下图所示的那样串联的方式相连接，则整个系统的灵敏度可用下式表示s=s1s2s3提高灵敏度，可得到较高测量精度，但应当注意，灵敏度越高，测量范围往往越窄，稳定性往往越差。xy0y2y1s1s2s3串联系统示意图51.2检测系统传感器传感器是将外界信息按一定规律转换成电量的装置，它是实现自动检测和自动控制的首要环节。传感器命名与代号（1）传感器的命名：由主题词加四级修饰语构成。I.主题词——传感器；II.第一级修饰语——被测量；III.第二级修饰语——转换原理；I

4、V.第三级修饰语——特征描述；V.第四级修饰语——主要技术指标。7（2）传感器的代号依次为主称（传感器）被测量—转换原理—序号I.主称——传感器，代号C；II.被测量—用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记。III.转换原理——用一个或两个汉语拼音的第一个大写字母标记；IV.序号——用数字标记，厂家自定。例：应变式位移传感器：CWY-YB-20；光纤压力传感器：CY-GQ-2。红外测温传感器应变式加速度传感器81.灵敏度灵敏度是指传感器或检测系统在稳态下输出量变化和引起此变化的输入量变化的比值。可表示为它是输入与输出

5、特性曲线的斜率。如果系统的输出和输入之间有线性关系，则灵敏度是一个常数。否则，它将随输入量的大小而变化。一般希望灵敏度s在整个测量范围内保持为常数。这样，可得均匀刻度的标尺，使读数方便，也便于分析和处理测量结果。x0ydydx9传感器特性主要是指输出与输入之间的关系。主要技术指标：2.1.2传感器的特性2.分辨率分辨率是指检测仪表能够精确检测出被测量的最小变化的能力。输入量从某个任意值(非零值)缓慢增加，直到可以测量到输出的变化为止，此时的输入量就是分辨率。它可以用绝对值，也可以用量程的百分数来表示。它说明了检测仪表响

6、应与分辨输入量微小变化的能力。灵敏度愈高，分辨率愈好。一般模拟式仪表的分辨率规定为最小刻度分格值的一半。数字式仪表的分辨率是最后一位的一个字。103.线性度与非线性误差通常，将测出的输出-输入校准曲线与某一选定拟合直线不吻合的程度称为传感器的“非线性误差”，或称为“线性度”。线性度是用实测的输入-输出特性曲线与拟合直线之间最大偏差绝对值与满量程输出的百分比来表示的。Ef——非线性误差(线性度)；

7、Δm

8、——输出平均值与拟合直线间的最大偏差绝对值；YFS——满量程输出。F．S．是英文Full Scale(满量程)的缩写。

9、114.迟滞0yx⊿HmaxyFS迟滞特性式中△Hmax—正反行程间输出的最大差值。迟滞误差的另一名称叫回程误差。回程误差常用绝对误差表示。检测回程误差时，可选择几个测试点。对应于每一输入信号，传感器正行程及反行程中输出信号差值的最大者即为回程误差。传感器在正(输入量增大)反（输入量减小）行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。迟滞特性如图所示，它一般是由实验方法测得。迟滞误差一般以满量程输出的百分数表示,即121.2传感器的性能要求无论何种传感器，尽管它们的原理、结构不同，使用环境、条件、目的不同，其技术指标也不尽相同，但

10、有基本要求却是相同的。这就是：灵敏度高，输入和输出之间应具有较好的线性关系；噪声小，并且具有抗外部噪声的性能；滞后、漂移误差小；动态特性良好；在接入测量系统时，对被测量不产生影响；功耗小，复现性好，有互换性；防水及抗腐蚀等性能好，能长期使用；结构简单，容易维修和校正；低成本、通用性强；13信号调理环节信号调理环节是对传感器输出的电