现代检测技术--检测技术概述

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1、检测技术概述一、检测的基本概念1、检测与测量：测量：以确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作检测技术：检测过程：测量信号检出（极为重要）信息提取、信号转换存储与传输、显示记录、分析处理检测技术：检测方法、检测结构、检测信号处理2、检测的分类*按被测量值的物理属性分类：电量、非电量*按检测原理分类（物理的、化学的、生物学的）：*按检测方法分类：主动和被动、直接与间接、接触式与非接触式、动态和静态电磁法、光学法、微波法、超声法、核辐射法、电化学分析、色谱分析、质谱分析等检测是意义更为广泛的测量---综合性技术3、测量单位被测量基准量国际单位制（SI）长度质量时间电流热力学

2、温度物质的量光量实物单位----千克标准原器米----光在真空中1s时间内传播距离的1/299792485能量（J）=力距离大得多/小得多----词头：mm、m、nm（10-9m）；kHz、MHz（106Hz）、GHz（109Hz）单位测量：比较SI基本单位：倍数（结果）SI组合单位：七个物理量单位---相互独立由基本单位导出=质量加速度距离J=kg（m/s2）m=m2·kg/s2能量---焦（耳）：长度、质量、时间（m）（kg）（s）（A）（K）（mol）（cd）（科学家）1、产品检验和质量控制的重要手段二、检测技术的作用与意义被动检测主动检测（在线检测）质量

3、控制领域2、在大型设备安全经济运行监测中得到广泛应用故障监测系统动态监测保证设备和人员安全提高经济效益3、自动化系统中不可缺少的组成部分生产过程：“物流”“信息流”控制管理数量状态趋向检测获取信息分析判断自动控制自动化：信息获取、信息转换、信息处理、信息传送、信息执行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三、检测系统构成信息获取转换显示和处理（信号检出部分）（信号变换部分）（分析处理部分、通信接口及总线）1、信号检出部分传感器（Sensor）----检出功能的器件信号提取（被测量）、传输（信号

4、变换部分）特点：1）输出量为电压、电流、频率2）输出的电信号一般较微弱：电压----毫伏级、微伏级；电流----毫安级、纳安级3）输出信号与噪声混杂在一起----传感器内部噪声传感器的信噪比小、输出信号弱----信号淹没在噪声中4）传感器的输出特性呈线性或非线性选择：测量精度要求、被测量变化范围、被测对象所处的环境条件以及对传感器体积和整个检测系统的成本等的限制电阻、电容、电感两种：数字量、模拟量5）外界环境的变化会影响传感器的输出特性检测系统中形式最多样、与被测对象关联最密切的部分2、信号变换部分检出信号适合于分析和处理的信号信号调理电路阻抗变换----输出阻抗很高时

5、；电压/电流（V/A）转换----需要电流输出时；目的：4）简化后续系统的组成2）消除或抑制传感器输出量中的无用信号3）提高测量、分析的准确度信号放大----输出信号微弱时；噪声抑制----信号淹没在噪声中；模拟/数字（A/D）转换----需要输出数字信号时1）对传感器的输出量变换成易于处理或放大的量3、分析处理部分功能：管理不同系统之间的数据、状态和控制信息的传输和交换不断注入新内容----检测系统的研究中心通用标准接口---不同的系统尤其是不同厂家的产品能够互联4、通信接口与总线部分计算机系统----强大问题分析能力、复杂系统的实时控制自动化、智能化USB、IEEE

6、-488、RS-232（串行）、并行总线：传送数字信号的公共通道----信号线的集合RS-232C、VXI、Centronics（并行）（硬件系统）（规范、结构形式）接口---分系统和上位机之间/分系统之间交换信息四、检测方法选择：被测量的性质、特点和测量任务要求分类：（1）按测量手续：直接测量、间接测量（2）按测量值的获得方式：偏移法测量、零位法测量、差分式测量（3）按传感器与被测对象是否直接接触：接触式测量、非接触式测量（4）根据对象变化的特点：静态测量、动态测量1、直接测量与间接测量直接测量----与同类基准进行简单的比较以得到被测量线纹尺----物体尺寸、天平-

7、---物体重量间接测量----被测量无法或不易进行直接测量自变量目标变量负载电阻功率=电压电流（关系）（直接测量）2、偏移法与零位法测量1）偏移法---完全从被测量中获得信号转换所需能量例：弹簧秤2）零位法---不从信号源获得能量作用：测量原理线性化、提高灵敏度结构：对称结构的两个传感器，被测量反对称作用在两个传感器上（常见检测结构形式）高精度测量例：天平称量物体测量误差3、差分式测量消除干扰的影响24、随动跟踪测量---基于零位法的测量例：高精度电子秤、伺服加速度计、高精度压力传感器自学习能力---神经网络模拟某种非线性映射---智能