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1、現(xiàn)代檢測技術(shù)任課教師:林國余Tel:13512504727Email:Andrew.Lin@seu.edu.cn課程要求成績構(gòu)成1.課堂出勤2.平常作業(yè)3.實驗4.考試(閉卷)3第0章緒論0.1檢測的基本概念0.2檢測技術(shù)的地位和作用0.4檢測技術(shù)的分類0.5檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢0.3檢測系統(tǒng)的組成40.1檢測的基本概念神州6號50.1檢測的基本概念遠(yuǎn)望1號60.1檢測的基本概念此外,在人們?nèi)粘I钪校瑱z測技術(shù)和我們也是緊密相連。比如裝修后的空氣污染(檢測甲醛氣體含量等),電冰箱,空調(diào)(檢測溫度并控制),家庭紅外防盜等。可見,從上述檢測技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事國防、日常
2、生活等方面應(yīng)用,都不難看出檢測技術(shù)在現(xiàn)代社會中的重要地位與作用。70.1檢測的基本概念定義:檢測是指在各類生產(chǎn)、科研、試驗及服務(wù)等各個領(lǐng)域為及時獲得被測、被控對象的有關(guān)信息而實時或非實時地對一些參量進(jìn)行定性檢查和定量測量。定性檢查:如生產(chǎn)設(shè)備外殼是否帶電?定量測量:如工業(yè)熔爐內(nèi)的溫度是多少?80.1檢測的基本概念檢測與計量的區(qū)別:“計量”是指用精度等級更高的標(biāo)準(zhǔn)量具、器具或標(biāo)準(zhǔn)儀器,對被測樣品、樣機(jī)進(jìn)行考核性質(zhì)的測量;“檢測”通常是指在生產(chǎn)、實驗等現(xiàn)場,利用某種合適的檢測儀器或綜合測試系統(tǒng)對被測對象進(jìn)行在線、連續(xù)的測量。90.2檢測技術(shù)的地位與作用100.2檢測技術(shù)
3、的地位與作用110.3檢測系統(tǒng)的組成120.3檢測系統(tǒng)的組成(傳感器)0.3.1傳感器定義:傳感器是測試系統(tǒng)與被測對象直接發(fā)生聯(lián)系的器件或裝置。作用:感受被測對象指定被測參量的變化,并按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成一個相應(yīng)的便于傳遞的輸出信號。通常是將非電被測物理、化學(xué)成分參量轉(zhuǎn)換成電信號130.3檢測系統(tǒng)的組成(傳感器)傳感器特點:輸出量為電壓、電流、頻率信號;輸出的電信號一般較微弱;輸出信號與噪聲混雜在一起;傳感器的輸出特性呈線性或非線性;外界環(huán)境的變化會影響傳感器的輸出特性;140.3檢測系統(tǒng)的組成(傳感器)傳感器的分類如溫度傳感器、濕度傳感器、位移傳感器、加速度傳感器等
4、(檢測技術(shù)領(lǐng)域)傳感器的分類按被測參量分類按傳感器工作原理分類按輸出信號分類包括電阻式、電容式、電感式、壓電式、霍爾式等(傳感技術(shù)領(lǐng)域)模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器150.3檢測系統(tǒng)的組成(傳感器)傳感器的輸入、輸出的關(guān)系最好不隨時間和溫度而變化,受外界因素干擾影響要小,重復(fù)性要好準(zhǔn)確性穩(wěn)定性12其他4靈敏度3如低能耗、耐腐蝕性好、輸出阻抗小、經(jīng)濟(jì)性等因素傳感器的輸出信號必須準(zhǔn)確地反應(yīng)其輸入量,即被測量的變化即要求被測量較小的變化即可使傳感器獲得較大的輸出信號通常對傳感器有如下要求:160.3檢測系統(tǒng)的組成(信號調(diào)理)0.3.2信號調(diào)理作用:對傳感器輸出微弱信號進(jìn)行再
5、加工,包括檢波、轉(zhuǎn)換、濾波、放大等步驟,以便顯示或供進(jìn)一步處理。是最簡單的信號調(diào)理,比如對電壓信號進(jìn)行放大(或衰減)1針對傳感器的非線性特性的信號調(diào)理,其作用是盡可能擴(kuò)大傳感器響應(yīng)特性的線性范圍1線性化電平調(diào)整1濾除信號中的噪聲,減小由于傳感器內(nèi)阻或傳輸線阻抗等因素帶來的測量誤差,達(dá)到提高測量精度的目的濾波及阻抗調(diào)整信號形式變換指將傳感器輸出信號從一種形式變換為另一種形式,如電壓-電流變換、電流-電壓變換等170.3檢測系統(tǒng)的組成(信號調(diào)理)對信號調(diào)理電路的一般要求是:能準(zhǔn)確轉(zhuǎn)化、穩(wěn)定放大、可靠地傳輸信號;信噪比高(信噪比越高說明混在信號里的噪聲越?。?,抗干擾性能要
6、好。180.3檢測系統(tǒng)的組成(數(shù)據(jù)采集)0.3.3數(shù)據(jù)采集作用:對信號調(diào)理后的連續(xù)模擬信號離散化并轉(zhuǎn)換成與模擬信號電壓幅度相對應(yīng)的一系列數(shù)值信息,同時以一定的方式把這些轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)及時傳遞給微處理器或依次自動存儲。190.3檢測系統(tǒng)的組成(數(shù)據(jù)采集)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu):結(jié)構(gòu):數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常以各類模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器為核心,輔以模擬多路開關(guān)、采樣/保持器、輸入緩沖器、輸出鎖存器等組成。200.3檢測系統(tǒng)的組成(數(shù)據(jù)采集)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是:輸入模擬電壓信號范圍;轉(zhuǎn)換速率;分辨率;轉(zhuǎn)換誤差;210.3檢測系統(tǒng)的組成(數(shù)據(jù)處理)0.3.4數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理(信號處
7、理)模塊是現(xiàn)代測試儀表、測試系統(tǒng)和各類控制的中樞環(huán)節(jié),其作用和人的大腦相似。數(shù)據(jù)處理模塊通常以各種型號的單片機(jī)、微處理器為核心來構(gòu)建,對高頻信號和復(fù)雜信號的處理有時需增加數(shù)據(jù)傳輸和運算速度快、處理精度高的專用高速數(shù)據(jù)處理器(DSP)或直接采用工業(yè)控制計算機(jī)。220.3檢測系統(tǒng)的組成(數(shù)據(jù)處理)處理方法和要求方法:包括數(shù)字濾波、非線性校正、溫度補(bǔ)償、零位補(bǔ)償、標(biāo)度變換等要求:對測試信號處理環(huán)節(jié)只要能滿足用戶對信號處理的要求,則是愈簡單、愈可靠、成本愈低愈好。230.3檢測系統(tǒng)的組成(信號顯示)0.3.5信號顯示1指示式顯示數(shù)值大小由指示器或指針在標(biāo)尺上的相對位置來