自动检测技术实用教程 教学课件 ppt 作者 周征 第1章 检测技术的基本知识.ppt

自动检测技术实用教程 教学基本要求 了解检测和传感器的基本知识 掌握各类传感器的基本特性和工作原理、典型测量电路 了解各类传感器的典型应用 了解微机自动检测技术 了解检测技术的抗干扰技术 第一章 检测技术的基本知识 1.1 检测的目的、意义 1.2 检测与计量的区别 1.3 自动检测技术概述 1.4 传感器与变送器的基本知识 1.5 测量误差及其处理方法 1.6 检测系统或仪表的性能评价 内容提要 本章介绍自动检测技术、传感器和变送器的基本知识、测量误差及其处理方法和检测系统的性能评价。通过本章学习，了解检测的目的、意义和检测技术的发展趋势；掌握自动检测系统的基本组成、测量方法及其选择；掌握传感器的定义、分类和命名方法，了解变送器的作用；学会误差的表示方法和基本处理手段；对检测系统的性能评价指标有一定的理解。 1.1 检测的目的和意义 检测是指在各类生产、科研、试验及服务等各个领域为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时或非实时地对一些参量进行定性检查和定量测量的技术措施。 1.1 检测的目的和意义 1.2 检测与计量的区别 “检测”是测量，“计量”也是测量，两者有什么区别呢？ 一般说来，“计量”是指用精度等级更高的标准量具、器具或标准仪器，对被测样品、样机进行考核性质的测量； 这种测量，通常具有非实时及离线和标定的性质，一般在规定的具有良好环境条件的计量室、实验室采用比对被测样品、样机、更高精度并按有关计量法规经定期校准的标准量具、器具或标准仪器进行。 “检测”通常是指在生产、实验等现场，利用某种合适的检测仪器或综合测试系统对被测对象进行在线、连续的测量。 非电量电测技术 非电量电测法的特点： 使测量仪器统一化，规格化。不同的非电量转换成相同的电量，使后继仪器标准化。 便于信号长距离传输、远程监测及控制。 对参数进行动态测量（信号随时间变化），可测量其瞬时值及变化过程。 可测微小信号及瞬变信号（作用时间很短）。 易于与计算机联接，分析处理方便。 非电量电测系统的组成 1.3 自动检测技术概述 自动检测技术是研究自动检测系统中的信息提取、信息转换及信息处理的理论和技术，其核心是“测量＋信号检出”，是检测方法、检测结构、检测信号处理的综合性技术。 在生产过程中，完成信息提取、信号转换存储与传输、显示记录、分析处理处理的仪表，称为检测仪表。 利用各种检测仪表对生产过程中的各种工艺变量自动、连续地进行测量、显示或记录，以供操作者观察或直接自动监督生产情况的系统，称为自动检测系统。 1.3.1 自动检测系统的组成和分类 1. 自动检测系统的组成 一般自动检测系统的基本组成如图1-1所示。 各部分的作用如下。 （1）传感器 传感器处于被测对象与测试系统的接口位置，是一个信号变换器。 它直接从被测对象中提取被测量的信息，感受其变化并变换成便于测量的其他量。 例如将速度变换成电压，将流量变换成压力等。 （2）信号调理器或变送器 信号调理器又称中间转换器，它的作用是将传感器的输出信号进行放大、转换和传输等，使其适合于显示、记录、数据处理或控制。 例如测量电桥、滤波器、放大器、电压/频率变换器（V/F）、电压/电流变换器（V/I）、交流/直流变换器等。 （3）一次仪表或二次仪表 一次仪表指现场测量仪表或基地控制仪表； 二次仪表指利用一次仪表的信号来完成诸如控制、显示等功能的仪表。 2. 自动检测系统或仪表的分类 按被测量值的物理属性分有：电量、非电量； 按检测原理（物理的、化学的、生物学的）分有：电磁法、光学法、微波法、超声法、核辐射法、电化学分析、色谱分析、质谱分析等； 按检测方法分有：主动和被动、直接与间接、接触式与非接触式、动态和静态等。 按仪表的使用性质分有：标准表、实验室表和工业用表等三种。 1.3.3 测量方法的分类与选择 1. 测量方法的分类 1.3.3 测量方法的分类与选择 1. 测量方法的分类 1.3.3 测量方法的分类与选择 1. 测量方法的分类 2. 测量方法的选择 在选择测量方法时，要综合考虑下列主要因素： （1）从被测量本身的特点来考虑。被测量的性质不同，采用的测量仪器和测量方法当然不同。 （2）从测量的精确度和灵敏度来考虑。工程测量和精密测量对这两者的要求有所不同，要注意选择仪器、仪表的准确度等级，还要选择满足测量误差要求的测量技术。如果属于精密测量，还要按照误差理论的要求进行比较严格的数据处理。 （3）考虑测量环境是否符合测量设备和测量技术的要求，尽量减少仪器、仪表对被测电路状态的影响。 （4）测量方法简单可靠，测量原理科学，尽量减少原理性误差。 1.3.4 自动检测技术的发展趋势 1. 传感器水平的提高 人们研究新原理、新材料和新工艺所取得的成果将产生更多品质优良的新型传感器。 另外，代替视觉