检测讲义(精简版).ppt

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1、检测与转换技术福州大学电气工程系自动化教研室张学颖绪论一、研究内容检测与转换技术是自动检测技术和自动转换技术的总称，是研究自动检测系统中的信息提取，信息转换，信息处理，以及传输的理论和技术为主要内容的一门应用技术。检测技术是实验科学的一部分，主要研究各种物理量的测量原理和测量信号的分析处理方法。检测技术是进行各种科学实验研究和生产过程参数检测等必不可少的手段，它起着类似人的感觉器官的作用。简单的检测系统可以只有一个模块，如下图所示的玻璃管温度计。它直接将被测对象温度的变化转化为温度计液面示值，这中间没有电量的转换和分析处理电路，很简单，但测量精度底，同时也很难

2、实现测量自动化。现代检测技术的一个明显特点是采用电测法，即电测非电量。首先将被测物理量从研究对象中检出并转换成电量，然后再根据需要对变换后的电信号进行某些处理，最后以适当的形式输出。信号的这种传输过程决定了检测系统的基本组成和他们的相互关系。如图所示为提高测量精度、增加信号传输、处理、存储、显示的灵活性和提高检测系统的自动化程度，以利于和其它控制环节一起构成自动化测控系统，在测试中通常先将被测对象输出的物理量转换为电量，然后再根据需要对变换后的电信号进行处理，最后以适当的形式显示、输出。根据测试任务复杂程度的不同，测试系统中传感器、中间变换装置和显示记录装置等

3、每个环节又可由多个模块组成。例如，如图所示的机床轴承故障监测系统中的中间变换装置就由带通滤波器、A/D变换和计算机中的FFT分析软件三部分组成。测试系统中传感器为加速度计，它负责将机床轴承振动信号转换为电信号；带通滤波器用于滤除传感器测量信号中的高、低频干扰信号和对信号进行放大，A/D信号采集卡用于对放大后的测量信号进行采样，将其转换为数字量；FFT（快速傅里叶变换）分析软件则对转换后的数字信号进行FFT变换，计算出信号的频谱；最后由计算机显示器对频谱进行显示。另外，测试系统的测量分析结果还可以和生产过程相连，当机床振动信号超标时发出报警信号，防止加工废品的产

4、生。因此，检测装置的方块图可表示如图所示传感器直接与被测对象发生联系，它的功能是将被测参数直接或间接转换成电信号。它的好坏直接影响检测装置的质量，是检测装置的重要部件；传感器往往也被称为敏感元件或一次元件。因此，检测装置的方块图可表示如图所示电子测量电路。它的作用是将传感器的输出信号进行变换（包括放大、线性化等），根据传感器要求不同而异，通常分为模拟电路（相敏电路、测量放大器等）和数字逻辑电路（门电路、电压频率变换、A／D、D／A等）。因此，检测装置的方块图可表示如图所示显示器的作用是将被测的非电量用电参数指示或记录出来。可以是瞬时值的显示、累积值的显示及越限

5、报警显示。对于变化缓慢均参数可用模拟式显示，而对变化迅速的动态参量可用光线示波器或数字式显示。使用显示器既可提高读数精度，还可与计算机连接（包括打印数据和曲线）一般来说，输入装置、中间变换装置和输出装置是一个检测系统的三个基本组成部分，组成输入装置的关键部件是传感器传感器是将诸如力、加速度、压力、流量、温度、噪声等非电量转换成电量的装置。简单的传感器只由一个敏感元件组成（如热电偶）。复杂的传感器可能包括敏感元件、弹性元件、甚至变换电路。有些智能传感器还包括微处理器。传感器与被测对象直接连接，它位于整个测量系统的最前沿，是信号直接采集者。因此，传感器性能的好坏对

6、检测结果的影响非同小可。中间变换装置根据不同情况有很大的伸缩性。在简单的检测系统中可能完全省略，而将传感器的输出直接进行显示或记录（比如由热电偶和毫伏表组成的测温系统），但就大多数测试系统而言，中间变换环节是必不可少的。信号的变换包括：放大，调制、解调、滤波等等。功能强大的检测系统往往还要将计算机作为一个中间变换环节，以实现诸如波形存储、数据采集、非线性校正和消除系统误差等功能。远距离测量时还需要数据传输装置。二、学习本课程的意义1、现代科学技术的基础2、国民经济建设的重要技术基础3、日常生活的需要在工程技术领域，工程研究、产品开发、生产监督、质量控制和性能实

7、验等，都离不开测试技术。特别是近代自动控制技术已越来越多地运用检测技术，检测装置已成为控制系统的重要组成部分。1、现代科学技术的基础科学技术可以说是由测量开始到测量结束。其测量目的是要获得关于研究对象的物理或化学性质的信息。对于许多基础科学研究的障碍，首先就在于信息的获取存在着困难。而一些新机理和高灵敏度检测传感器的出现，就会导致该领域内技术上的突破。2、国民经济建设的重要技术基础力传感器的应用磁性感生传感器的应用电感式无触点开关的应用涡流传感器的应用光电传感器的应用在汽车、机床等设备和电机、发动机等零部件出厂时，必须对其性能质量进行测量和出厂检验。下图是汽车

8、制造厂发动机测试系统原理框图，发动机测