第1章 检测系统的特征与性能指标解析.ppt

第1章 检测系统的特征与性能指标 1.1检测技术概论 1.2传感器概论 1.3检测系统的静态特性与性能指标 1.4检测系统的静态特性与性能指标 1.1检测技术概论 1.1.1检测技术的定义： 检测就是利用各种物理、化学、生物等效应。选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性和定量结果的过程。 1.1.2检测技术的作用： · 仪器仪表是科学研究和工业技术的“耳目”。 我国著名科学家、光学仪器和测试技术的老前辈、两院院士王大珩先生强调，“仪器仪表是人们认识世界的工具。”没有这个工具我们就无法去探索自然界新的奥秘。 在近一个世纪以来，在诺贝尔物理学和化学奖中大约有1/4是属于在测试方法和测量仪器上有所发明、有所创新而获奖的。 “工欲善其事，必先利其器”，科研工作是要对未知进行探索，则必然要借助实验方法和仪器设备，往往科研的创新工作都是从研究新的测试方法和实验仪器开始的。 著名科学家钱学森院士在对新技术革命的论述中讲到：“新技术革命的关键是信息技术，信息技术由测量技术、计算机技术和通信技术三部分组成，测量技术则是关键和基础。” 检测是科学研究的基础。 “测量是技术生命的神经系统。” ——英国科学家库克 “Whatever exists, exists in some amount.” “I often say that when you can measure what you are speaking about and express it in numbers, you know something about it, and when you cannot measure it, when you cannot express it in numbers, your knowledge is of meager and unsatisfactory kind. It may be the beginning of knowledge, but you have scarcely, in your thought, advanced to the stage whatever the matter be.” ——William Thomson “凡存在之物，必以一定的量存在。” “我经常说，当你能测量你所谈及的事物并用数字表达它时，你对它便是有所了解的；但当你不能测量它，不能将它用数字表达时，你的知识便是贫瘠的、不能令人满意的。这也许是知识的开始，但无论情况怎样，在你的思想中，你却几乎还没有上升到这一阶段。” ——开尔文勋爵 检测技术和仪器仪表的发展代表着科技进步的前沿，是科技发展的支柱。 现以分析仪器为例： 1922年阿斯通(Aston)发明了质谱技术，产生了质谱仪，可用来测定同位素。 1952年马丁(Martin)发明了分配色谱法，产生了色谱仪，它可以对复杂的有机物进行多组分、快速的定性定量分析。 1979年荷马克(Cormark)发明了计算机控制的扫描层析诊断法，产生了医用和工业用的CT扫描仪，它能够深入人体和物体内部进行观察。 1991年埃伦斯特(Ernst)发明了高分辨率的核磁共振法，产生了核磁共振波谱仪，它可完成分子成像，为分子结构和分子运动的研究创造了条件。 检测技术和仪器仪表除在科学研究中的重要作用外，在工农业生产、环境保护和能源节约中都发挥着重要的作用。它担负着对生产过程的监测和控制，是保证生产连续、高效、安全和无污染运行的关键。 此外，在产品质量评估、计量标准实施中则起着技术监督的“物质法官”的作用。 仪器仪表工业还是国民经济的“倍增器”。 应用仪器仪表是使生产从“粗放型”转变为“集约型”的必然条件，是改造传统产业的重要手段。 检测技术和仪器仪表在国民经济的各个领域都具有重大的影响。以美国为例，根据美国国家标准技术研究院(NIST)的统计，美国为了完成质量认证、工业控制和流程分析，每天要完成2.5亿个检测，这需要大量的种类繁多的检测及分析仪器。 美国商业部国家标准局(NBS)于20世纪90年代初在评估仪器仪表工业对美国国民生产总值的影响作用时所提出的报告中称，虽然仪器仪表工业总产值约占工业总产值的4%，但它对国民经济的影响却达到66%。 各发达国家高度重视测量技术和仪器仪表技术及产业的发展。 除美国外，日本科技厅将测量技术列为21世纪首先发展技术之一。 欧盟在其第三个科技发展规划中将测量与检测技术列为15个专项之一。