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現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù),,任課教師：林國余Tel：13512504727Email：Andrew.Lin@,課程要求,,,成績構(gòu)成,1.課堂出勤2.平常作業(yè)3.實(shí)驗(yàn)4.考試（閉卷）,3,第0章緒論,,,,4,0.1檢測(cè)的基本概念,神州6號(hào),5,0.1檢測(cè)的基本概念,遠(yuǎn)望1號(hào),6,0.1檢測(cè)的基本概念,此外，在人們?nèi)粘Ｉ钪?，檢測(cè)技術(shù)和我們也是緊密相連。比如裝修后的空氣污染（檢測(cè)甲醛氣體含量等），電冰箱，空調(diào)（檢測(cè)溫度并控制），家庭紅外防盜等。可見，從上述檢測(cè)技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事國防、日常生活等方面應(yīng)用，都不難看出檢測(cè)技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中的重要地位與作用。,7,0.1檢測(cè)的基本概念,定義：檢測(cè)是指在各類生產(chǎn)、科研、試驗(yàn)及服務(wù)等各個(gè)領(lǐng)域?yàn)榧皶r(shí)獲得被測(cè)、被控對(duì)象的有關(guān)信息而實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)地對(duì)一些參量進(jìn)行定性檢查和定量測(cè)量。定性檢查：如生產(chǎn)設(shè)備外殼是否帶電？定量測(cè)量：如工業(yè)熔爐內(nèi)的溫度是多少？,8,0.1檢測(cè)的基本概念,檢測(cè)與計(jì)量的區(qū)別:“計(jì)量”是指用精度等級(jí)更高的標(biāo)準(zhǔn)量具、器具或標(biāo)準(zhǔn)儀器，對(duì)被測(cè)樣品、樣機(jī)進(jìn)行考核性質(zhì)的測(cè)量；“檢測(cè)”通常是指在生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)等現(xiàn)場(chǎng)，利用某種合適的檢測(cè)儀器或綜合測(cè)試系統(tǒng)對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行在線、連續(xù)的測(cè)量。,,9,0.2檢測(cè)技術(shù)的地位與作用,10,0.2檢測(cè)技術(shù)的地位與作用,,11,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成,12,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成（傳感器）,0.3.1傳感器,定義：傳感器是測(cè)試系統(tǒng)與被測(cè)對(duì)象直接發(fā)生聯(lián)系的器件或裝置。作用：感受被測(cè)對(duì)象指定被測(cè)參量的變化，并按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成一個(gè)相應(yīng)的便于傳遞的輸出信號(hào)。通常是將非電被測(cè)物理、化學(xué)成分參量轉(zhuǎn)換成電信號(hào),13,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成（傳感器）,傳感器特點(diǎn)：輸出量為電壓、電流、頻率信號(hào)；輸出的電信號(hào)一般較微弱；輸出信號(hào)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(huì)影響傳感器的輸出特性；,14,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成（傳感器）,傳感器的分類,模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器,15,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成（傳感器）,通常對(duì)傳感器有如下要求：,16,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成（信號(hào)調(diào)理）,0.3.2信號(hào)調(diào)理作用：對(duì)傳感器輸出微弱信號(hào)進(jìn)行再加工，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。,17,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成（信號(hào)調(diào)理）,對(duì)信號(hào)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(hào)；信噪比高（信噪比越高說明混在信號(hào)里的噪聲越?。垢蓴_性能要好。,18,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成（數(shù)據(jù)采集）,0.3.3數(shù)據(jù)采集作用：對(duì)信號(hào)調(diào)理后的連續(xù)模擬信號(hào)離散化并轉(zhuǎn)換成與模擬信號(hào)電壓幅度相對(duì)應(yīng)的一系列數(shù)值信息，同時(shí)以一定的方式把這些轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)及時(shí)傳遞給微處理器或依次自動(dòng)存儲(chǔ)。,19,0.3檢測(cè)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。,20,0.3檢測(cè)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(hào)范圍；轉(zhuǎn)換速率；分辨率；轉(zhuǎn)換誤差；,21,0.3檢測(cè)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(hào)處理)模塊是現(xiàn)代測(cè)試儀表、測(cè)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(hào)的單片機(jī)、微處理器為核心來構(gòu)建，對(duì)高頻信號(hào)和復(fù)雜信號(hào)的處理有時(shí)需增加數(shù)據(jù)傳輸和運(yùn)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(jì)算機(jī)。,22,0.3檢測(cè)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(duì)測(cè)試信號(hào)處理環(huán)節(jié)只要能滿足用戶對(duì)信號(hào)處理的要求，則是愈簡單、愈可靠、成本愈低愈好。,23,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成（信號(hào)顯示）,0.3.5信號(hào)顯示,作用：顯示被測(cè)參量的瞬時(shí)值、累積值或隨時(shí)間的變化情況,24,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成（信號(hào)顯示）,指示式顯示（模擬式顯示）,25,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成（信號(hào)顯示）,數(shù)字式顯示,LED：亮度高、耐振動(dòng)LCD：耗電省、集成度高,26,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成（信號(hào)顯示）,屏幕顯示,27,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成（信號(hào)輸出）,0.3.6信號(hào)輸出,作用：把測(cè)量值及時(shí)傳送給控制計(jì)算機(jī)、可編程控制器（PLC）或其它執(zhí)行器、打印機(jī)、記錄儀等，從而構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)或?qū)崿F(xiàn)打?。ㄓ涗洠┹敵?。,測(cè)試系統(tǒng)常用的記錄設(shè)備有打印機(jī)、磁帶和記錄儀等。,28,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成（輸入設(shè)備）,0.3.7輸入設(shè)備作用：輸入設(shè)備是操作人員和測(cè)試儀表或測(cè)試系統(tǒng)聯(lián)系的另一主要環(huán)節(jié)，用于輸入設(shè)置參數(shù)、下達(dá)有關(guān)命令等。最常用的輸入設(shè)備是各種鍵盤、撥碼盤、條碼閱讀器等。最簡單的輸入設(shè)備是各種開關(guān)、按鈕，模擬量的輸入設(shè)置。,29,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成（穩(wěn)壓電源）,0.3.8穩(wěn)壓電源一個(gè)測(cè)試儀表或測(cè)試系統(tǒng)往往既有模擬電路部分，又有數(shù)字電路部分，通常需要多組幅值大小要求各異但均需穩(wěn)定的電源。測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者需要根據(jù)使用現(xiàn)場(chǎng)的供電電源情況及測(cè)試系統(tǒng)內(nèi)部的實(shí)際需要，統(tǒng)一設(shè)計(jì)各組穩(wěn)壓電源，給系統(tǒng)各部分電路和器件分別提供它們所需的穩(wěn)壓電源。,30,0.3檢測(cè)系統(tǒng)的組成,總結(jié)值得一提的是，以上8個(gè)部分不是所有檢測(cè)系統(tǒng)都必須具備的，而且對(duì)有些簡單的測(cè)試系統(tǒng)、其各環(huán)節(jié)之間的界線也不是十分清楚，需根據(jù)具體情況進(jìn)行分析。另外，在進(jìn)行測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于把以上各環(huán)節(jié)具體相連的傳輸通道，也應(yīng)給予足夠的重視。,,31,0.4檢測(cè)系統(tǒng)的分類,(1)按被測(cè)參量分類,電工量,熱工量,機(jī)械量,光學(xué)量,物性和成分量,狀態(tài)量,32,0.4檢測(cè)系統(tǒng)的分類,,33,0.4檢測(cè)系統(tǒng)的分類,,(3)按使用性質(zhì)分類,,工業(yè)用表是長期適用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試儀表與系統(tǒng),實(shí)驗(yàn)室表多用于各類實(shí)驗(yàn)室中,標(biāo)準(zhǔn)表是專門用于精確計(jì)量、校準(zhǔn)送驗(yàn)樣品和樣機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)儀器,,34,0.5測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì),,,不斷拓展測(cè)量范圍，努力提高測(cè)試精度和可靠性,1,,,傳感器逐漸向集成化、組合式、數(shù)字化方向發(fā)展,2,,,重視非接觸式測(cè)試技術(shù)研究,3,,,測(cè)試系統(tǒng)智能化、系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化,4,,,測(cè)試系統(tǒng)虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化,5,本章結(jié)束,