11检测技术概述

传感器与现代检测技术勤朴忠实课程内容•现代检测系统的构成、检测技术基本理论•常用传感器的基本原理•典型检测技术与系统测试系统的特性、误差分析等测量电路以及应用，新型传感器常见检测方法，电路及现代检测系统课程安排授课方式（总学时32）：30学时实验为独立授课方式，16学时考核方式与成绩考试60%，作业15%，出勤15％讨论10%教师联系方式e-mail:[e-mail]工程学院209答疑时间地点周一上午1.2节工程学院209[1]仪表技术与传感器[2]传感器资讯网[3]传感器世界[4]中国传感器[5]传感器技术[6]21IC中国电子网[7]传感技术学报网传感器与检测技术概论传感器基本概念现代测试技术的发展趋势重要性工业生产倍增器科学研究先行官社会物化法官军事战斗力1.1.1传感器与检测技术的地位与应用应用举例检测技术与传感技术是信息技术三大支柱（传感技术、通信技术和计算机技术）之一，与通信技术、计算机技术一起分别构成信息技术系统的“感官”、“神经”和“大脑”。检测（Detection）是利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。检测的基本任务：获取有用的信息，即借助专门的设备、仪器、设计合理的实验方法与必需的信号分析及数据处理，获得与被测对象有关的信息，最后将结果进行显示或输入到其它信息处理装置、控制系统。完整的测试过程包括：被测对象、测试方法、数值和计量单位、测量误差等。1.1.2检测技术基本概念静态测量：对不随时间变化的（静止）被测量进行测量。动态测量：对随时间变化的被测量进行测量，需确定被测量的瞬时值及其随时间变化的规律。直接测量法和间接测量法接触式测量和非接触式测量静态测量和动态测量（1）检测方法分类直接测量：用已标定的仪器，直接地测量出某一待测未知量的量值。间接测量：对与未知待测量y有确切函数关系的其他变量x(或n个变量)进行直接测量，然后再通过函数，计算出待测量y。非接触式测量——避免了对被测对象的影响。（2）现代检测系统基本结构及组成SCXI1140SCXI1140SCXI1140SCXI1140SCXI-1001MAINFRAMESCXISCXI1100ControlPanelFlowPressureAlarmConditionsSTOPTemperatureGPIBSerialDAQ传感器单元VXI图象采集运动控制PXI硬件应用软件驱动软件传感器1传感器2传感器n信号调理数据采集卡信号调理信号调理计算机输出、绘图显示、打印参量1参量2参量n.........信号获取信号放大、预滤波量程切换、分时采样、A/D转换等控制中枢智能传感器集成仪器1.基本型力位移速度加速度压力流量温度电阻式电容式电感式压电式热电式光电式磁电式电桥放大器滤波器调制器解调器运算器阻抗变换器笔式记录仪光线示波器磁带记录仪电子示波器半导体存储器显示器磁卡数据处理器频谱分析仪FFT实时信号分析仪电子计算机被测对象传感器中间变换测量装置显示及记录装置实验结果处理装置激励装置2、广义型一般由激励装置、被测对象、敏感元件、调理电路与输出单元组成。3、闭环控制型:实时数据采集，实时判断决策，实时控制对象感知器件信号调理模数转换控制器执行机构功率放大数模转换通信接口•1)高精度和高分辨率；•2)高速实时数据分析处理；•3)高可靠性和稳定性；•4)多功能扩展；•5)自校准和自动故障诊断；•6)多种形式输出和存储结果。现代测试系统特点：1.1.3传感器的定义与组成（1）传感器的定义与组成（2）传感器的分类敏感元件将被测信号转换为中间变量，如膜片、环的变形等；变换器（在辅助电源作用下）将中间变量转换为电量变化，如应变式电阻变换器。结构型敏感元件或弹性元件＋变换器物性型无中间转换机构，如热敏电阻、水银温度计能量转换型（自源型）能量控制型（外源型）(5)按传感器输出量分为电量型、电参数型：电量－电压、电流、电荷；电参数－电阻、电感、电容、互感2）高精度、高可靠性、无迟滞性、工作寿命长（耐用性）3）高响应速率、可重复性、抗老化、抗环境影响（热、振动、酸、碱、空气、水、尘埃）的能力4）选择性、安全性（传感器应是无污染的）、互换性、低成本5）宽测量范围、小尺寸、重量轻和高强度、宽工作温度范围1）高灵敏度、线性、抗干扰的稳定性（对噪声不敏感）、容易调节（校准简易）（3）传感器性能的基本要求1、传感器向新型、微型、智能型方向发展利用新材料（半导体、陶瓷、有机材料等）、新原理（生物、物理、化学效应等）、新工艺开发出的新型传感器。1.1.4现代测试技术的发展趋势2、测试仪器向高精度、集成化、多功能、在线监测、性能标准化和低价格发展3、测量数据处理以计算机为核心，使测量、分析处理、显示及故障预报向自动化、网络化发展勤朴忠实