《测量的基本概念》PPT课件

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1、《电气测试技术》任课教师：杨鹏1扬州大学—杨鹏复旦大学物理系的倪光炯教授是物理学界著名的学者,他退休后反思自己的教学经验,有一段话值得我们细读“我自己挣扎了50年,才真正懂得了封闭的教学只能培养出书呆子⋯⋯.假如现在有同学深入地与我讨论,在不少情况下,我会回答说‘我不懂’或‘我不知道’.现在我知道,这样的回答比那种把现有理论讲得天衣无缝,无懈可击的说法要正确得多。2扬州大学—杨鹏课程要求1、专业基础课、必修课；2、理论教学学时48、实验教学学时10；3、考试课程，考试时间13周；4、每周交一次作业；5、实验具体

2、时间另行安排；6、课堂纪律。3扬州大学—杨鹏课程要求1.上课认真听讲;2.每周上交一次作业;3.认真撰写小论文;4.完成各种设计课题。4扬州大学—杨鹏传感器教学的重点传感器教材的特点思路清晰，条理明确。基础好，易学。传感器教学的难点涉及到很多物理和化学概念，电路和电子的理论，机械知识等。5扬州大学—杨鹏6扬州大学—杨鹏7扬州大学—杨鹏本章主要内容一、检测的基本概念二、检测技术的作用与意义三、检测系统构成四、检测方法分类五、检测技术的发展趋势六、检测技术的应用8扬州大学—杨鹏一、检测的基本概念1、检测基本概念检测

3、：信息提取、信号存储与传输、显示记录、分析处理；信息提取是指用组成的测试系统，从被测量中提取出有用的信息。信息转换是将提取的有用信息，根据需要，在幅值、功率等方面进行转换。信息处理是视输出环节的需要，将变换后的电信号进行数字运算等处理。信息传输是在排除干扰的情况下进行传输。9扬州大学—杨鹏2、检测的分类根据被测量值的物理属性：电量、非电量；根据检测原理（物理的、化学的、生物学的）：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；根据检测方法：主动和被动、直接与间接、接触式与非接触式、

4、动态和静态。10扬州大学—杨鹏二、检测技术的作用与意义1、产品检验和产品质量控制的重要手段被动检测主动检测（在线检测）质量控制2、在大型设备安全经济运行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检测获取信息分析判断自动控制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11扬州大学—杨鹏三、检测系统构成1信号检出部分、2信号变换部分、3分析处理通信接口12扬州大学—杨鹏13扬

5、州大学—杨鹏14扬州大学—杨鹏15扬州大学—杨鹏16扬州大学—杨鹏1、信号检出部分传感器（Sensor）－信号获取功能器件（1）输出量为电量或电参数等；（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。（4）传感器的输出特性呈线性或非线性；（5）外界环境的变化会影响传感器的输出特性。17扬州大学—杨鹏2、信号变换部分变换信号适合于分析和处理的信号信号调理电路的任务：阻抗变换－输出阻抗很高时；信号放大－输出信号微弱时；噪声

6、抑制－信号淹没在噪声中；电压/电流（V/I）转换－需要电流输出时；模拟/数字（A/D）转换－需要输出数字信号时。信号调理电路的目的：对传感器的输出量变换成易于处理或放大的量；消除或抑制传感器输出量中的无用信号；提高测量、分析的准确度；简化后续系统的组成。18扬州大学—杨鹏3、分析处理部分计算机系统－强大问题分析能力、复杂系统的实时控制，实现自动化和智能化。19扬州大学—杨鹏4、通信接口与总线部分功能：管理不同系统之间的数据、状态和控制信息的传输和交换。接口：分系统和上位机之间、分系统和分系统之间交换信息通用标准

7、接口－不同的系统尤其是不同厂家的产品能够互联。USB、IEEE-488、RS-232（串行）、并行20扬州大学—杨鹏四、检测方法分类按测量手续：直接测量、间接测量按测量值的获得方式：偏移法测量、零位法测量、差分式测量按传感器与被测对象是否直接接触：接触式测量、非接触式测量根据对象变化的特点：静态测量、动态测量21扬州大学—杨鹏1、直接测量与间接测量（1）直接测量：与同类基准进行简单的比较得到被测量线纹尺－物体尺寸天平－物体重量电流表－电路电流压力表－压力（2）间接测量：被测量无法或不易进行直接测量功率=电压电

8、流22扬州大学—杨鹏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的高精度测量。例：天平称量物体23扬州大学—杨鹏3、差动变换型结构由三个回路组成。设三个组成回路的传递系数为k1，k2，k3，且k1和k2回路的组成结构要相同。设k1=k2=k。被测量x以+x和-x分别作用于k1和k2回路，可得y1=k1x，y2=-k2