检测与转换讲义.ppt

检测与转换技术;人与机器的机能对应关系;绪论;它直接将被测对象温度的变化转化为温度计液面示值，这中间没有电量的转换和分析处理电路，很简单，但测量精度底，同时也很难实现测量自动化。 ;现代检测技术的一个明显特点是采用电测法，即电测非电量。首先将被测物理量从研究对象中检出并转换成电量，然后再根据需要对变换后的电信号进行某些处理，最后以适当的形式输出。信号的这种传输过程决定了检测系统的基本组成和他们的相互关系。如图所示;因此，检测装置的方块图可表示如图所示 ;因此，检测装置的方块图可表示如图所示 ;因此，检测装置的方块图可表示如图所示 ;一般来说，输入装置、中间变换装置和输出装置是一个检测系统的三个基本组成部分，组成输入装置的关键部件是传感器 ;中间变换装置根据不同情况有很大的伸缩性。在简单的检测系统中可能完全???略，而将传感器的输出直接进行显示或记录（比如由热电偶和毫伏表组成的测温系统），但就大多数测试系统而言，中间变换环节是必不可少的。 信号的变换包括：放大，调制、解调、滤波等等。功能强大的检测系统往往还要将计算机作为一个中间变换环节，以实现诸如波形存储、数据采集、非线性校正和消除系统误差等功能。远距离测量时还需要数据传输装置。 ;二、学习本课程的意义;1、现代科学技术的基础 ;科学研究的先行官;2、国民经济建设的重要技术基础 ;磁性感生传感器的应用 ;电感式无触点开关的应用 ;涡流传感器的应用 ;光电传感器的应用 ;检测技术在工业生产领域的应用;在汽车、机床等设备和电机、发动机等零部件出厂时，必须对其性能质量进行测量和出厂检验。 ;检测技术在汽车中的应用日新月异;;下图是汽车制造厂发动机测试系统原理框图，发动机测量参数包括润滑油温度、冷却水温度、润滑油压力、燃油压力以及每分钟的转速等。 通过对抽取的发动机进行彻底的测试，工程师可以了解产品的质量。 ;设备运行状态监控系统 ;下面是某火力发电厂30MW汽轮发电机组的计算机设备运行状态监测系统原理框图。 ;3、日常生活也需要检测 ;检测技术在日常生活中的应用与日俱增;楼宇自动化 　　楼宇自动化系统，或称建筑物自动化系统是将建筑物(或建筑群)内的消防、安全、防盗、 电力系统、照明、空调、卫生、给排水、电梯等设备以集中监视、控制和管理为目的而构成的一个综合系统。它的目的是使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活环境和高效的工作环境，并能保证系统运行的经济性和管理的智能化。 　　下图是某公司总部的楼宇自动化系统。该系统分为七个子系统：电源管理、安全监测、照明控制、空调控制、停车管理、水/废水管理和电梯监控。 ;身份认证 　　Veridicom公司推出的固态指纹识别技术，包括固态指纹传感器芯片FPS110 和专用软件包。传感器芯片采用固态电容传感的方法来获得指纹图像，有300×300的传感单元阵列，分辨率为500dpi，表面有专利的超硬保护涂层，内 部集成8位带闪存的A/D转换器，还集成了温度传感器和电阻传感器，该芯片提供8位双向微处理器接口。该芯片的尺寸与邮票差不多，在27mm×27mm的 芯片上，图像捕捉面积为16mm×16mm。 　 　　下图是采用固态指纹传感器、IC卡和密码保护的三种具有身份认证功能的防盗锁。 ;检测技术在军事上的应用;检测技术在航天领域举足轻重;测试技术的发展概况 ;利用物质特性构成的传感器称为“物性型”传感器或“物性型”敏感元件。新的物理、化学、生物效应用于物性型传感器是传感技术的重要发展方向之一。每一种新 的物理效应的应用，都会出现一种新型的敏感元件能测量某种新的参数。例如，除常见的力敏、压敏、光敏、磁敏材料之外，还有声敏、湿敏、色敏、气敏、味敏、 化学敏、射线敏材料等。新材料与新元件的应用，有力地推动了传感器的发展，因为物性型敏感元件全赖于敏感功能材料，例如嗅（味）敏传感器、集成霍尔元件、 集成固态CCD图像传感器等。被开发的敏感功能材料有半导体、电介质（晶体或陶瓷）、高分子合成材料、磁性材料、超导材料、光导纤维、液晶、生物功能材 料、凝胶、稀土金属等。 ;检测技术正在向多功能、集成化、智能化发展，进行快变参数动态测量是自动化过程控制系统中的重要一环，其主要支柱是微电子与计算机技术。传感器与微计算机 结合，产生了智能传感器。它能自动选择量程和增益，自动校准与实时校准，进行非线性校正、漂移等误差补偿和复杂的计算处理，完成自动故障监控和过载保护等 ;2 测量信号处理方面 20世纪50年代以前，信号分析技术主要是模拟分析方法，进入20世纪50年代，大型通用数字计算机在信号分析中有了实际应用。当时曾经争论过模拟与数字分析方法的优缺点，争论的焦点是运算速度、精度与经济性。 进入20世纪60年代，人造卫星、宇航探测及通讯、雷达技术的发展