第1章-檢測技術(shù)與檢測系統(tǒng)概述課件

第一章檢測技術(shù)與檢測系統(tǒng)概述第一章主要內(nèi)容：1.1檢測技術(shù)的基本概念1.2檢測技術(shù)的作用與地位1.3檢測系統(tǒng)及其構(gòu)成1.4檢測方法分類1.5現(xiàn)代檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢主要內(nèi)容：1.1檢測技術(shù)的基本概念檢測技術(shù)：也稱測試技術(shù)，是具有試驗(yàn)性質(zhì)的測量，它包含測量和試驗(yàn)兩個內(nèi)容。1.1檢測技術(shù)的基本概念檢測技術(shù)：也稱測試技術(shù)，是具有試驗(yàn)性質(zhì)的測量，它包含測量和試全部操作：被測量:被測對象的屬性量值一個完整的檢測過程包括信息的提取、信號的轉(zhuǎn)換存儲與傳輸、信號的顯示記錄、信號處理和分析。物理量（光、電、力、熱、磁、聲、…）被測對象：宇宙萬物（固液氣體、動物、植物、天體……）化學(xué)量（PH、成份…）生物量（酶、葡萄糖、…）……全部操作：被測量:一個完整的檢測過程包括信息的提取、信號的轉(zhuǎn)測量：也就是將被測量與同種性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較,確定被測量對標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù)的過程。它可由下式表示:

式中：

x——被測量；

q——標(biāo)準(zhǔn)量，即測量單位；

n——比值（純數(shù)）

比值和單位結(jié)合在一起稱為量值?；颍?/p>

確定某人的身高測量：也就是將被測量與同種性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較,確定被測量物理量名稱?單位名稱?單位符號?長度?米?m?質(zhì)量?千克（公斤）?kg?時(shí)間?秒?s?電流?安【培】?A?熱力學(xué)溫度?開【爾文】K?發(fā)光強(qiáng)度?坎【德拉】?cd?物質(zhì)的量?摩【爾】?mol

國際單位制（SI）的基本單位SI導(dǎo)出單位是由SI基本單位按定義式導(dǎo)出的。物理量名稱?單位名稱?單位符號?長度?米?m?質(zhì)量?千克（公試驗(yàn)：是通過某種人為的方法，把被測對象所包含的某種信息，通過專門的裝置，人為地把它激發(fā)出來并加以測量。

例二、汽車乘坐舒適性的臺架試驗(yàn)

試驗(yàn)：是通過某種人為的方法，把被測對象所包含的某種信息，通過檢測技術(shù)研究的主要內(nèi)容：1.1檢測技術(shù)的基本概念1、發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用新的測量原理，從事相應(yīng)傳感器的開發(fā)研究；2、選擇合適的測量原理，確定測量方法；電測法和非電測法、直接測量與間接測量、絕對測量與相對測量、開環(huán)測量與閉環(huán)測量等。3、設(shè)計(jì)或選用各類裝置組成測試系統(tǒng)；4、測量數(shù)據(jù)的分析處理，得出符合客觀實(shí)際的結(jié)論。檢測技術(shù)研究的主要內(nèi)容：1.1檢測技術(shù)的基本概念1、發(fā)現(xiàn)和測量原理：實(shí)現(xiàn)測量所依據(jù)的物理、化學(xué)、生物等現(xiàn)象及有關(guān)定律的總體。測量方法：是指測量原理確定后，根據(jù)測量任務(wù)的具體要求所采用的不同策略。測試系統(tǒng)：包含對被測量進(jìn)行檢出、變換、傳輸、分析、處理、判斷和顯示等不同功能環(huán)節(jié)所構(gòu)成的一個總體。

簡單的測試系統(tǒng)可以只有一個模塊，如玻璃管溫度計(jì)。它直接將被溫度變化轉(zhuǎn)化液面示值。測量原理：實(shí)現(xiàn)測量所依據(jù)的物理、化學(xué)、生物等現(xiàn)象及有關(guān)定律1.2檢測技術(shù)的作用與地位

檢測技術(shù)是應(yīng)人類文明生活的需求而產(chǎn)生，起著人類的感官的作用。1、檢測技術(shù)的出現(xiàn)是人類社會發(fā)展的必然……社會發(fā)展歷程：手工化機(jī)械化自動化信息化對應(yīng)生產(chǎn)方式：人與簡單工具動力機(jī)與機(jī)械自動測量控制智能機(jī)電裝置1.2檢測技術(shù)的作用與地位檢測技術(shù)是應(yīng)人類文明生活的需2.檢測技術(shù)是科學(xué)研究的耳目和先行官基礎(chǔ)科學(xué)尖端技術(shù)體積：大---上千光年的宇宙小---10-3cm的粒子時(shí)間：長---數(shù)十億年天體演化短---10-24s的瞬間反應(yīng)溫度：高---104~108°C的高溫低---0.01K的超低溫磁場：強(qiáng)---25T的超強(qiáng)磁場弱---10-11T的超弱磁場科學(xué)僅僅是在人們懂得了測量才開始的。

——門捷列夫結(jié)論：檢測技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)科學(xué)/高新技術(shù)進(jìn)步2.檢測技術(shù)是科學(xué)研究的耳目和先行官基礎(chǔ)科學(xué)體積：大---

1991年海灣戰(zhàn)爭精確制導(dǎo)炸彈和導(dǎo)彈占8%2003年伊拉克戰(zhàn)爭90%“阿波羅10”：火箭部分---2077個傳感器飛船部分---1218個傳感器航天測控網(wǎng)是完成運(yùn)載火箭、航天器跟蹤測軌、遙測信號接收與處理、遙控信號發(fā)送任務(wù)的綜合電子系統(tǒng)。在軍事上，儀器儀表是“戰(zhàn)斗力”。儀器儀表的測量控制精度決定了武器系統(tǒng)的打擊精度，儀器儀表的測試速度、診斷能力決定了武器的反應(yīng)能力?，F(xiàn)代武器裝備幾乎都配備相關(guān)的測量控制儀器儀表。神州5號：185套科學(xué)儀器1991年海灣戰(zhàn)爭精確制導(dǎo)炸彈和導(dǎo)彈占8%“阿波羅10在電力、冶金、石油、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系到整個生產(chǎn)線流程。通常建立24小時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)。

基于設(shè)備的檢查和檢測，通過計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)，掌握和評估設(shè)備狀態(tài)、預(yù)測故障。4.檢測技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用4.1工業(yè)過程監(jiān)測

在電力、冶金、石油、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)

在產(chǎn)品出廠時(shí)，必須對其性能質(zhì)量進(jìn)行測量和出廠檢驗(yàn)。

圖示為汽車出廠檢驗(yàn)原理框圖，測量參數(shù)包括潤滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等。通過對抽樣汽車的測試，工程師可以了解產(chǎn)品質(zhì)量。汽車扭距測量4.檢測技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用4.2產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)

在產(chǎn)品出廠時(shí)，必須對其性能質(zhì)量進(jìn)行測量和出廠檢驗(yàn)。5、檢測技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用與日俱增在家電產(chǎn)品和辦公自動化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，大量的應(yīng)用了傳感器和測試技術(shù)來提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量。

家用電器：數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)：自動對焦---紅外測距傳感器數(shù)字體溫計(jì)：接觸式---熱敏電阻，非接觸式---紅外傳感器自動感應(yīng)燈：亮度檢測---光敏電阻空調(diào)、冰箱、電飯煲：溫度檢測---熱敏電阻、熱電偶電話、麥克風(fēng)：話音轉(zhuǎn)換---駐極電容傳感器遙控接收：紅外檢測---光敏二極管、光敏三極管辦公商務(wù)：可視對講、可視電話：圖像獲取---面陣CCD掃描儀：文檔掃描---線陣CCD紅外傳輸數(shù)據(jù)：紅外檢測---光敏二極管、光敏三極管醫(yī)療衛(wèi)生：電子血壓計(jì)：血壓檢測---壓力傳感器血糖測試儀、膽固醇檢測儀---離子傳感器5、檢測技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用與日俱增在家電產(chǎn)品和辦公自動化

檢測技術(shù)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、航空航天、交通運(yùn)輸、醫(yī)療衛(wèi)生及日常生活的每一個領(lǐng)域，是人類科學(xué)地認(rèn)知客觀世界必不可少的手段，起著人的感官的作用。1.2檢測技術(shù)的作用與地位

檢測技術(shù)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、航空航天、交通1.3檢測系統(tǒng)的構(gòu)成

檢測過程：一個完整的檢測過程一般包括信息的提取、信號的轉(zhuǎn)換存儲與傳輸、信號的顯示記錄和信號的分析處理。

檢測系統(tǒng)：包含對被測量進(jìn)行檢出、變換、傳輸、分析、處理、判斷和顯示等不同功能環(huán)節(jié)所構(gòu)成的一個總體。1.3檢測系統(tǒng)的構(gòu)成檢測過程：一個完整的檢測過程一般包信息提取信號轉(zhuǎn)換顯示和處理（信號檢出部分）（分析處理部分）傳輸

檢測系統(tǒng)的一般構(gòu)成信息提取信號轉(zhuǎn)換顯示和處理（信號檢出部分）（分析處理部分）1.3.1信號檢出部分傳感器（Sensor）----具有檢出功能的器件，能把被測信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件或裝置。作用：負(fù)責(zé)把被測量作為信號提取出來并傳輸?shù)叫盘栕儞Q部分。敏感元件(sensingelement)：直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量的元件；轉(zhuǎn)換元件(transductionelement)：將敏感元件的輸出轉(zhuǎn)換成電路參量。

傳感器的組成：1.3.1信號檢出部分傳感器（Sensor）----具有氣體壓力傳感器氣體壓力傳感器傳感器輸出信號的特點(diǎn)：（1）輸出量為電壓、電流、頻率的變化（2）輸出的電信號一般較微弱：電壓----毫伏級、微伏級；電流----毫安級、納安級電阻、電容、電感

兩種：數(shù)字量、模擬量（3）輸出信號與噪聲混雜在一起----傳感器內(nèi)部噪聲傳感器的信噪比小、輸出信號弱----信號淹沒在噪聲中；（4）傳感器的輸出特性呈線性或非線性；（5）外界環(huán)境的變化會影響傳感器的輸出特性；傳感器輸出信號的特點(diǎn)：（1）輸出量為電壓、電流、頻率的變化傳感器的選擇：根據(jù)測量精度要求、被測量變化范圍、被測對象所處的環(huán)境條件以及對傳感器體積和整個檢測系統(tǒng)的成本等因素來選擇。檢出部分是檢測系統(tǒng)中形式最多樣、與被測對象關(guān)聯(lián)最密切的部分。傳感器的選擇：檢出部分是檢測系統(tǒng)中形式最多樣、與被測對象1.3.2信號變換部分信號調(diào)理電路類型：阻抗變換----輸出阻抗很高時(shí)；電壓/電流（V/A）轉(zhuǎn)換----需要電流輸出時(shí)；目的：4）簡化后續(xù)系統(tǒng)的組成。2）消除或抑制傳感器輸出量中的無用信號;3）提高測量、分析的準(zhǔn)確度;信號放大----輸出信號微弱時(shí)；噪聲抑制----信號淹沒在噪聲中；模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換----需要輸出數(shù)字信號時(shí)。1）將傳感器的輸出量變換成易于處理或放大的量;檢出信號適合于分析和處理的信號作用：1.3.2信號變換部分信號調(diào)理電路類型：阻抗變換---不斷注入新內(nèi)容----現(xiàn)代檢測理論要解決的問題計(jì)算機(jī)系統(tǒng)----強(qiáng)大問題分析能力、復(fù)雜系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制真正實(shí)現(xiàn)檢測的自動化、智能化1.3.3分析處理部分功能：管理不同系統(tǒng)或模塊之間的數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制信息的傳輸和交換；通用標(biāo)準(zhǔn)接口---不同的系統(tǒng)尤其是不同廠家的產(chǎn)品能夠互聯(lián)USB、RS-232（串行）總線：傳送數(shù)字信號的公共通道，是各種信號線的集合。RS-232C、VXI、PXI、GPIB總線標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）更多的是指一種規(guī)范、一種結(jié)構(gòu)形式，接口多指完成通信的硬件系統(tǒng)。接口---分系統(tǒng)和上位機(jī)之間或分系統(tǒng)之間交換信息的硬件系統(tǒng)；1.3.4通信接口與總線部分（硬件系統(tǒng)）不斷注入新內(nèi)容----現(xiàn)代檢測理論要解決的問題計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.4測量方法的分類

選擇：被測量的性質(zhì)、特點(diǎn)和測量任務(wù)要求分類：（1）按測量手續(xù)：直接測量、間接測量（2）按測量值的獲得方式：偏差法測量、零位法測量、微差法測量（3）按測量結(jié)果的性質(zhì)：絕對測量和相對測量（4）根據(jù)對象變化的特點(diǎn)：靜態(tài)測量、動態(tài)測量（5）測量系統(tǒng)的構(gòu)成：開環(huán)測量、反饋測量1.4測量方法的分類選擇：被測量的性質(zhì)、特點(diǎn)和測量任務(wù)（關(guān)系）

直接測量----與同類基準(zhǔn)進(jìn)行簡單的比較以得到被測量線紋尺----物體尺寸、天平----物體重量

間接測量----被測量無法或不易進(jìn)行直接測量自變量目標(biāo)變量負(fù)載電阻功率=電壓電流（直接測量）1.4.1直接測量與間接測量比較：直接測量的優(yōu)點(diǎn)是測量過程簡單而快速，缺點(diǎn)是測量精度一般不是很高。間接測量比較復(fù)雜，花費(fèi)時(shí)間較長，但其測量精度一般要比直接測量高。（關(guān)系）直接測量----與同類基準(zhǔn)進(jìn)行簡單的比較以得到偏移法：零位法：利用測量儀表的指針相對于刻度的偏差位移直接表示測量的數(shù)值。利用指零機(jī)構(gòu)的作用，使用被測量和已知標(biāo)準(zhǔn)量兩者達(dá)到平衡，根據(jù)指零機(jī)構(gòu)示值為零來確定被測量等于標(biāo)準(zhǔn)量值。微差法：

它是將被測量與已知的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較得到差值后，再用偏差法測得該差值。用不平衡電橋測量電阻就是用微差法測量的例子。偏差法和零位法的結(jié)合被測量與標(biāo)準(zhǔn)量的余數(shù)被測量大值與標(biāo)準(zhǔn)量大體平衡1.4.2偏移法、零位法、微差法測量偏移法：零位法：利用測量儀表的指針相對于刻度的偏差位移直接表偏移法非平衡電橋微差法測電阻偏移法非平衡電橋微差法測電阻

用偏移法測量過程簡單、迅速，但測量結(jié)果的精度較低。

零位法測量的優(yōu)點(diǎn)是可以獲得比較高的測量精度，但測量過程長而且復(fù)雜，所以不適用于測量快速變化的信號。

反應(yīng)快、測量精度高是微差法測量的主要優(yōu)點(diǎn)，特別適用于在線控制參數(shù)的測量。比較：用偏移法測量過程簡單、迅速，但測量結(jié)果的精度較低。零位法絕對測量：采用儀器、設(shè)備、手段測量被測量，直接得到測量值測量結(jié)果：20.1mm相對測量：將被測量直接與基準(zhǔn)量比較，得到偏差值特點(diǎn)：簡單、直觀、明了；測量精度不高基準(zhǔn)量：20.00mm測量值：+0.08mm結(jié)果：20.08mm特點(diǎn)：精度高、復(fù)雜、成本高、要求高1.4.3絕對測量與相對測量絕對測量：采用儀器、設(shè)備、手段測量被測量，直接得到測量值測量開環(huán)測量：反饋測量：基于零位法的測量，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)負(fù)反饋的作用特點(diǎn)：簡單、直觀、明了；測量精度不高特點(diǎn)：精度高；復(fù)雜、成本高、要求高測試系統(tǒng)輸入量x輸出量y傳感器輸入量x輸出量y放大反饋傳感器1.4.4開環(huán)測量與反饋測量開環(huán)測量：反饋測量：基于零位法的測量，強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)負(fù)反饋的作用特力平衡式荷重測量系統(tǒng)力平衡式荷重測量系統(tǒng)原理：對稱結(jié)構(gòu)的兩個傳感器，被測量反對稱作用在兩個傳感器上，干擾量則以同樣方式作用在兩傳感器上。

作用：測量原理線性化提高靈敏度（常見的檢測結(jié)構(gòu)形式）消除干擾的影響1.4.5差分式測量差分結(jié)構(gòu)原理：對稱結(jié)構(gòu)的兩個傳感器，被測量反對稱作用在兩個傳感器上，1.5現(xiàn)代檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

提高檢測系統(tǒng)的分辨率、精度、穩(wěn)定性和可靠性；微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)與傳感器技術(shù)相結(jié)合可以構(gòu)成新一代的智能化自動檢測系統(tǒng)，具有自校準(zhǔn)、自診斷、自動量程切換能力；利用新技術(shù)新原理研制新型傳感器，以組成新型的自動檢測系統(tǒng)和填補(bǔ)自動檢測系統(tǒng)的空白，如納米技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)、仿生技術(shù)等。精密化、智能化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、微型化1.5現(xiàn)代檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢提高檢測系統(tǒng)的分辨率、虛擬測試系統(tǒng)：基于PC機(jī)的自動化測試系統(tǒng)?！败浖磧x器”的概念逐漸得到認(rèn)同和采用，獲得實(shí)時(shí)的原始數(shù)據(jù)后，利用軟件來設(shè)計(jì)自己的用戶界面并自定義測量任務(wù)，獲得所需的測量結(jié)果。網(wǎng)絡(luò)化測試系統(tǒng)：通過嵌入式TCP/IP協(xié)議軟件，使智能化儀器成為網(wǎng)絡(luò)中的獨(dú)立節(jié)點(diǎn)，在局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下對分布于網(wǎng)絡(luò)各端口的數(shù)據(jù)或信息在任何時(shí)間任何地點(diǎn)均能加以采集的測量系統(tǒng)。1.5現(xiàn)代檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

虛擬測試系統(tǒng)：基于PC機(jī)的自動化測試系統(tǒng)?！败浖磧x器”的第1章-檢測技術(shù)與檢測系統(tǒng)概述課件第1章-檢測技術(shù)與檢測系統(tǒng)概述課件本章結(jié)束語：通過本課程的學(xué)習(xí)，希望同學(xué)們能做到：（1）掌握測試技術(shù)的基本概念；（2）掌握各種常見物理量的檢測原理和方法；（3）掌握測試系統(tǒng)的特性，具有測試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)能力；（4）具有測試數(shù)據(jù)處理和誤差計(jì)算能力。

第1章-檢測技術(shù)與檢測系統(tǒng)概述課件第一章檢測技術(shù)與檢測系統(tǒng)概述第一章主要內(nèi)容：1.1檢測技術(shù)的基本概念1.2檢測技術(shù)的作用與地位1.3檢測系統(tǒng)及其構(gòu)成1.4檢測方法分類1.5現(xiàn)代檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢主要內(nèi)容：1.1檢測技術(shù)的基本概念檢測技術(shù)：也稱測試技術(shù)，是具有試驗(yàn)性質(zhì)的測量，它包含測量和試驗(yàn)兩個內(nèi)容。1.1檢測技術(shù)的基本概念檢測技術(shù)：也稱測試技術(shù)，是具有試驗(yàn)性質(zhì)的測量，它包含測量和試全部操作：被測量:被測對象的屬性量值一個完整的檢測過程包括信息的提取、信號的轉(zhuǎn)換存儲與傳輸、信號的顯示記錄、信號處理和分析。物理量（光、電、力、熱、磁、聲、…）被測對象：宇宙萬物（固液氣體、動物、植物、天體……）化學(xué)量（PH、成份…）生物量（酶、葡萄糖、…）……全部操作：被測量:一個完整的檢測過程包括信息的提取、信號的轉(zhuǎn)測量：也就是將被測量與同種性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較,確定被測量對標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù)的過程。它可由下式表示:

式中：

x——被測量；

q——標(biāo)準(zhǔn)量，即測量單位；

n——比值（純數(shù)）

比值和單位結(jié)合在一起稱為量值?；颍?/p>

確定某人的身高測量：也就是將被測量與同種性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較,確定被測量物理量名稱?單位名稱?單位符號?長度?米?m?質(zhì)量?千克（公斤）?kg?時(shí)間?秒?s?電流?安【培】?A?熱力學(xué)溫度?開【爾文】K?發(fā)光強(qiáng)度?坎【德拉】?cd?物質(zhì)的量?摩【爾】?mol

國際單位制（SI）的基本單位SI導(dǎo)出單位是由SI基本單位按定義式導(dǎo)出的。物理量名稱?單位名稱?單位符號?長度?米?m?質(zhì)量?千克（公試驗(yàn)：是通過某種人為的方法，把被測對象所包含的某種信息，通過專門的裝置，人為地把它激發(fā)出來并加以測量。

例二、汽車乘坐舒適性的臺架試驗(yàn)

試驗(yàn)：是通過某種人為的方法，把被測對象所包含的某種信息，通過檢測技術(shù)研究的主要內(nèi)容：1.1檢測技術(shù)的基本概念1、發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用新的測量原理，從事相應(yīng)傳感器的開發(fā)研究；2、選擇合適的測量原理，確定測量方法；電測法和非電測法、直接測量與間接測量、絕對測量與相對測量、開環(huán)測量與閉環(huán)測量等。3、設(shè)計(jì)或選用各類裝置組成測試系統(tǒng)；4、測量數(shù)據(jù)的分析處理，得出符合客觀實(shí)際的結(jié)論。檢測技術(shù)研究的主要內(nèi)容：1.1檢測技術(shù)的基本概念1、發(fā)現(xiàn)和測量原理：實(shí)現(xiàn)測量所依據(jù)的物理、化學(xué)、生物等現(xiàn)象及有關(guān)定律的總體。測量方法：是指測量原理確定后，根據(jù)測量任務(wù)的具體要求所采用的不同策略。測試系統(tǒng)：包含對被測量進(jìn)行檢出、變換、傳輸、分析、處理、判斷和顯示等不同功能環(huán)節(jié)所構(gòu)成的一個總體。

簡單的測試系統(tǒng)可以只有一個模塊，如玻璃管溫度計(jì)。它直接將被溫度變化轉(zhuǎn)化液面示值。測量原理：實(shí)現(xiàn)測量所依據(jù)的物理、化學(xué)、生物等現(xiàn)象及有關(guān)定律1.2檢測技術(shù)的作用與地位

檢測技術(shù)是應(yīng)人類文明生活的需求而產(chǎn)生，起著人類的感官的作用。1、檢測技術(shù)的出現(xiàn)是人類社會發(fā)展的必然……社會發(fā)展歷程：手工化機(jī)械化自動化信息化對應(yīng)生產(chǎn)方式：人與簡單工具動力機(jī)與機(jī)械自動測量控制智能機(jī)電裝置1.2檢測技術(shù)的作用與地位檢測技術(shù)是應(yīng)人類文明生活的需2.檢測技術(shù)是科學(xué)研究的耳目和先行官基礎(chǔ)科學(xué)尖端技術(shù)體積：大---上千光年的宇宙小---10-3cm的粒子時(shí)間：長---數(shù)十億年天體演化短---10-24s的瞬間反應(yīng)溫度：高---104~108°C的高溫低---0.01K的超低溫磁場：強(qiáng)---25T的超強(qiáng)磁場弱---10-11T的超弱磁場科學(xué)僅僅是在人們懂得了測量才開始的。

——門捷列夫結(jié)論：檢測技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)科學(xué)/高新技術(shù)進(jìn)步2.檢測技術(shù)是科學(xué)研究的耳目和先行官基礎(chǔ)科學(xué)體積：大---

1991年海灣戰(zhàn)爭精確制導(dǎo)炸彈和導(dǎo)彈占8%2003年伊拉克戰(zhàn)爭90%“阿波羅10”：火箭部分---2077個傳感器飛船部分---1218個傳感器航天測控網(wǎng)是完成運(yùn)載火箭、航天器跟蹤測軌、遙測信號接收與處理、遙控信號發(fā)送任務(wù)的綜合電子系統(tǒng)。在軍事上，儀器儀表是“戰(zhàn)斗力”。儀器儀表的測量控制精度決定了武器系統(tǒng)的打擊精度，儀器儀表的測試速度、診斷能力決定了武器的反應(yīng)能力?，F(xiàn)代武器裝備幾乎都配備相關(guān)的測量控制儀器儀表。神州5號：185套科學(xué)儀器1991年海灣戰(zhàn)爭精確制導(dǎo)炸彈和導(dǎo)彈占8%“阿波羅10在電力、冶金、石油、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系到整個生產(chǎn)線流程。通常建立24小時(shí)在線監(jiān)測系統(tǒng)。

基于設(shè)備的檢查和檢測，通過計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)，掌握和評估設(shè)備狀態(tài)、預(yù)測故障。4.檢測技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用4.1工業(yè)過程監(jiān)測

在電力、冶金、石油、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)

在產(chǎn)品出廠時(shí)，必須對其性能質(zhì)量進(jìn)行測量和出廠檢驗(yàn)。

圖示為汽車出廠檢驗(yàn)原理框圖，測量參數(shù)包括潤滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等。通過對抽樣汽車的測試，工程師可以了解產(chǎn)品質(zhì)量。汽車扭距測量4.檢測技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用4.2產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)

在產(chǎn)品出廠時(shí)，必須對其性能質(zhì)量進(jìn)行測量和出廠檢驗(yàn)。5、檢測技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用與日俱增在家電產(chǎn)品和辦公自動化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，大量的應(yīng)用了傳感器和測試技術(shù)來提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量。

家用電器：數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)：自動對焦---紅外測距傳感器數(shù)字體溫計(jì)：接觸式---熱敏電阻，非接觸式---紅外傳感器自動感應(yīng)燈：亮度檢測---光敏電阻空調(diào)、冰箱、電飯煲：溫度檢測---熱敏電阻、熱電偶電話、麥克風(fēng)：話音轉(zhuǎn)換---駐極電容傳感器遙控接收：紅外檢測---光敏二極管、光敏三極管辦公商務(wù)：可視對講、可視電話：圖像獲取---面陣CCD掃描儀：文檔掃描---線陣CCD紅外傳輸數(shù)據(jù)：紅外檢測---光敏二極管、光敏三極管醫(yī)療衛(wèi)生：電子血壓計(jì)：血壓檢測---壓力傳感器血糖測試儀、膽固醇檢測儀---離子傳感器5、檢測技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用與日俱增在家電產(chǎn)品和辦公自動化

檢測技術(shù)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、航空航天、交通運(yùn)輸、醫(yī)療衛(wèi)生及日常生活的每一個領(lǐng)域，是人類科學(xué)地認(rèn)知客觀世界必不可少的手段，起著人的感官的作用。1.2檢測技術(shù)的作用與地位

檢測技術(shù)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究、航空航天、交通1.3檢測系統(tǒng)的構(gòu)成

檢測過程：一個完整的檢測過程一般包括信息的提取、信號的轉(zhuǎn)換存儲與傳輸、信號的顯示記錄和信號的分析處理。

檢測系統(tǒng)：包含對被測量進(jìn)行檢出、變換、傳輸、分析、處理、判斷和顯示等不同功能環(huán)節(jié)所構(gòu)成的一個總體。1.3檢測系統(tǒng)的構(gòu)成檢測過程：一個完整的檢測過程一般包信息提取信號轉(zhuǎn)換顯示和處理（信號檢出部分）（分析處理部分）傳輸

檢測系統(tǒng)的一般構(gòu)成信息提取信號轉(zhuǎn)換顯示和處理（信號檢出部分）（分析處理部分）1.3.1信號檢出部分傳感器（Sensor）----具有檢出功能的器件，能把被測信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號輸出的器件或裝置。作用：負(fù)責(zé)把被測量作為信號提取出來并傳輸?shù)叫盘栕儞Q部分。敏感元件(sensingelement)：直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量的元件；轉(zhuǎn)換元件(transductionelement)：將敏感元件的輸出轉(zhuǎn)換成電路參量。

傳感器的組成：1.3.1信號檢出部分傳感器（Sensor）----具有氣體壓力傳感器氣體壓力傳感器傳感器輸出信號的特點(diǎn)：（1）輸出量為電壓、電流、頻率的變化（2）輸出的電信號一般較微弱：電壓----毫伏級、微伏級；電流----毫安級、納安級電阻、電容、電感

兩種：數(shù)字量、模擬量（3）輸出信號與噪聲混雜在一起----傳感器內(nèi)部噪聲傳感器的信噪比小、輸出信號弱----信號淹沒在噪聲中；（4）傳感器的輸出特性呈線性或非線性；（5）外界環(huán)境的變化會影響傳感器的輸出特性；傳感器輸出信號的特點(diǎn)：（1）輸出量為電壓、電流、頻率的變化傳感器的選擇：根據(jù)測量精度要求、被測量變化范圍、被測對象所處的環(huán)境條件以及對傳感器體積和整個檢測系統(tǒng)的成本等因素來選擇。檢出部分是檢測系統(tǒng)中形式最多樣、與被測對象關(guān)聯(lián)最密切的部分。傳感器的選擇：檢出部分是檢測系統(tǒng)中形式最多樣、與被測對象1.3.2信號變換部分信號調(diào)理電路類型：阻抗變換----輸出阻抗很高時(shí)；電壓/電流（V/A）轉(zhuǎn)換----需要電流輸出時(shí)；目的：4）簡化后續(xù)系統(tǒng)的組成。2）消除或抑制傳感器輸出量中的無用信號;3）提高測量、分析的準(zhǔn)確度;信號放大----輸出信號微弱時(shí)；噪聲抑制----信號淹沒在噪聲中；模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換----需要輸出數(shù)字信號時(shí)。1）將傳感器的輸出量變換成易于處理或放大的量;檢出信號適合于分析和處理的信號作用：1.3.2信號變換部分信號調(diào)理電路類型：阻抗變換---不斷注入新內(nèi)容----現(xiàn)代檢測理論要解決的問題計(jì)算機(jī)系統(tǒng)----強(qiáng)大問題分析能力、復(fù)雜系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制真正實(shí)現(xiàn)檢測的自動化、智能化1.3.3分析處理部分功能：管理不同系統(tǒng)或模塊之間的數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制信息的傳輸和交換；通用標(biāo)準(zhǔn)接口---不同的系統(tǒng)尤其是不同廠家的產(chǎn)品能夠互聯(lián)USB、RS-232（串行）總線：傳送數(shù)字信號的公共通道，是各種信號線的集合。RS-232C、VXI、PXI、GPIB總線標(biāo)準(zhǔn)（技術(shù)規(guī)范）更多的是指一種規(guī)范、一種結(jié)構(gòu)形式，接口多指完成通信的硬件系統(tǒng)。接口---分系統(tǒng)和上位機(jī)之間或分系統(tǒng)之間交換信息的硬件系統(tǒng)；1.3.4通信接口與總線部分（硬件系統(tǒng)）不斷注入新內(nèi)容----現(xiàn)代檢測理論要解決的問題計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.4測量方法的分類

選擇：被測量的性質(zhì)、特點(diǎn)和測量任務(wù)要求分類：（1）按測量手續(xù)：直接測量、間接測量（2）按測量值的獲得方式：偏差法測量、零位法測量、微差法測量（3）按測量結(jié)果的性質(zhì)：絕對測量和相對測量（4）根據(jù)對象變化的特點(diǎn)：靜態(tài)測量、動態(tài)測量（5）測量系統(tǒng)的構(gòu)成：開環(huán)測量、反饋測量1.4測量方法的分類選擇：被測量的性質(zhì)、特點(diǎn)和測量任務(wù)（關(guān)系）

直接測量----與同類基準(zhǔn)進(jìn)行簡單的比較以得到被測量線紋尺----物體尺寸、天平----物體重量

間接測量----被測量無法或不易進(jìn)行直接測量自變量目標(biāo)變量負(fù)載電阻功率=電壓電流（直接測量）1.4.1直接測量與間接測量比較：直接測量的優(yōu)點(diǎn)是測量過程簡單而快速，缺點(diǎn)是測量精度一般不是很高。間接測量比較復(fù)雜，花費(fèi)時(shí)間較長，但其測量精度一般要比直接測量高。（關(guān)系）直接測量----與同類基準(zhǔn)進(jìn)行簡單的比較以得到偏移法：零位法：利用測量儀表的指針相對于刻度的偏差位移直接表示測量的數(shù)值。利用指零機(jī)構(gòu)的作用，使用被測量和已知標(biāo)準(zhǔn)量兩者達(dá)到平衡，根據(jù)指零機(jī)構(gòu)示值為零來確定被測量等于標(biāo)準(zhǔn)量值。微差法：

它是將被測量與已知的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較得到差值后，再用偏差法測得該差值。用不平衡電橋測量電阻就是用微差法測量的例子。偏差法和零位法的結(jié)合被測量與標(biāo)準(zhǔn)量的余數(shù)被測量大值與標(biāo)準(zhǔn)量大體平衡1.4.2偏移法、零位法、微差法測量偏移法：零位法：利用測量儀表的指針相對于刻度的偏差位移直接表偏移法非平衡電橋微差法測電阻偏移法非平衡電橋微差法測電阻

用偏移法測