L08.检测技术

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1、自动检测技术及仪表Test&MeasurementTechnologyandAutomaticInstrumentationCIST@BUCT2011第①部分基础知识第二章　检测元件与检测技术一般检测变换方法简单变换电路M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置信号变换方法简单变换、差动变换、参比变换、平衡／反馈变换M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置检测装置的误差来源检测元件灵敏度、测量范围、输入输出特性、稳定性等等。其它组成部分通过误差分析，进行针对性的设计，可以大大减小各部分的误差。M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置检测装置

2、的误差来源检测元件内部产生的噪声以及电源产生的噪声。如光电真空管放射不规则电子，半导体载流子扩散等产生的噪声。降低元件的温度可减小热噪声，对电源变压器采用静电屏蔽可减小交流脉动噪声等。从外部混入的躁声，按其产生原因可分为机械噪声（如振动，冲击）、音响噪声、电磁噪声和化学噪声等。M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置检测装置的误差来源检测元件内部产生的噪声以及电源产生的噪声。从外部混入的躁声，按其产生原因可分为机械噪声（如振动，冲击）、音响噪声、电磁噪声和化学噪声等。对振动等机械噪声可采用防振台或将传感器固定在质量很大的基础台上加以抑制

3、；消除音响噪声的有效办法是把传感器放入隔音器中或放在真空容器里；消除电磁噪声的有效办法是屏蔽和接地或使传感器远离电源线，或使输出线屏蔽，输出线绞在一起等。M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置改善检测装置的技术途径结构、材料与参数的合理选择差动技术、平均技术稳定性处理屏蔽、隔离与干扰抑制零示法、微差法与闭环技术补偿与校正集成化、智能化与信息融合M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置一般信号变换结构简单变换差动变换参比变换平衡／反馈变换M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置简单变换直接式：敏感元件直接将被测量转换为电信号。间接式：敏感

4、元件先将被测量转换为可利用的中间参量，通过转换元件再将其转换为电信号。M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置简单变换直接式间接式常用到的中间参量及转化元件被　测　量中间参量转　换　元　件压力、温度、流速、力、加速度、扭矩等位移应变片、电感、电容、霍尔元件气体成分、位移、浓度等光学光电器件温度、流速等热量热电偶、热敏电阻M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置简单变换属于串联型仪表。由误差合成理论，仪表的误差是各个环节误差之和。环节越多，仪表的准确度越低。当组成仪表的环节中有一个是非线性的，则仪表也具有非线性特性，若多个环节具有非

5、线性特性，一般情况下将使仪表的非线性更严重。信息能量传递效率低，需要考虑阻抗匹配。结构简单、工作可靠、价格低廉、应用广泛。M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置差动变换使用两个性能相同的转换元件，感受敏感元件的输出量，将其转换为性质相同、但方向相反的两个物理量。M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置差动变换若两个转换元件的输出为其中，x1为被测量，x2为干扰量。计算差动输出的变化量，略去二次以上的高阶量，有M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置差动变换对于简单变换的情况，有（略去了二次以上的高阶量）M&T,AI››检

6、测元件与检测技术检测装置差动变换差动变换与简单直接式变换相比有效输出信号提高了一倍，信噪比提高了非线性特性有所改善，解决非零输出初始值问题若转换元件的特性可表示为干扰量的影响可以完全消除M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置差动变换差动变换的转换元件内部噪声略有增加但由电源引入的噪声无法得到改善（始终同方向、相关）敏感元件的非线性特性无法得到改善（属于串联型仪表）如果转换元件的特性为其非线性特性也得不到改善差动敏感元件在大多数情况下难以实现M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置参比变换使用两个性能相同的敏感元件，其中一个感受被测

7、量和干扰量，另一个仅感受干扰量。M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置参比变换两个转换元件的输出为若敏感元件的特性可表示为则M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置参比变换两个转换元件的输出为若敏感元件的特性可表示为则M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置参比变换要根据干扰量对被测量的作用效果，来确定处理形式，以达到完全消除干扰量的目的。对于敏感元件、转换元件的非线性没有任何削弱作用，属于串联型仪表。M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置平衡（反馈）变换信号变换环节为闭环结构具有平衡式变换环节的仪表称

8、为平衡式仪表力平衡、力矩平衡、电压平衡、电流平衡等…M&T,AI››检测元件与检测技术检测装置