[工学]第1章检测系统的特征和性能指标11年2月.pptVIP

第1章 检测系统的特征与性能指标 1.1 检测系统的组成 检测技术几乎已应用于所有的行业，它是多学科知识的综合应用。它涉及到半导体技术、激光技术、光纤技术、声控技术、遥感技术、自动化技术、计算机应用技术、以及数理统计、控制论、信息论等近代新技术和新理论。其最终目的就是从测量对象中获取反映其变化规律的有用信息，为了实现此目的，一个广义的检测系统一般由激励装置、测试装置（传感器）、信号调理电路、信号分析与记录装置组成（如图1.1）。 第1章 检测系统的特征与性能指标 线性定常系统的这些主要性质，特别是叠加性和频率保持特性，在工程测试中具有重要意义。 例如当检测系统的输入信号是由多个信号叠加而成的复杂信号，根据叠加性就可以把复杂信号的作用看成若干简单信号的单独作用之和，就可以简化问题。 又例如已知线性系统的输入频率，根据频率保持特性，可确定该系统输出信号中只有与输入同频率的成分才可能是该输入信号引起的输出，其他频率成分的输出都是噪声干扰，所以可以采用相应的滤波技术，在很强的噪声干扰下，把有用的信息提取出来。 第1章 检测系统的特征与性能指标 1.2 检测系统的静态特性与性能指标 静态检测是指测量时，检测系统的输入、输出信号不随时间变化或变化很缓慢。静态检测时，系统所表现出的响应特性称为静态响应特性。通常用来描述静态响应特性的指标有测量范围、灵敏度、非线性度、回程误差等。一般用标定曲线来评定检测系统的静态特性，理想的线性装置的标定曲线是直线，而实际检测系统的标定曲线并非如此。通常采用静态测量的方法求取输入输出关系曲线，作为标定曲线。多数情况还需要按最小二乘法原理求出标定曲线的拟合直线。 静态测量 对缓慢变化的对象进行测量亦属于静态测量。 最高、最低 温度计 第1章 检测系统的特征与性能指标 1.2.1 测量范围 检测系统能正常测量的最小输入量和最大输入量之间的范围。 1.2.2 灵敏度 灵敏度指输出的增量与输入的增量之比，即： 第1章 检测系统的特征与性能指标 如图1.2所示，线性系统的灵敏度S为常数，即输入输出关系直线的斜率，斜率越大，其灵敏度就越高。 非线性系统的灵敏度S是变量，是输入输出关系曲线的斜率，输入量不同，灵敏度就不同，通常用拟合直线的斜率表示系统的平均灵敏度。要注意灵敏度越高，就越容易受外界干扰的影响，系统的稳定性就越差，测量范围相应就越小。 执 行 机 构 继电器插座 所谓执行机构通常是指各种继电器，电磁铁、电磁阀门、电磁调节阀、伺服电动机等，它们在电路中是起通断、控制、调节、保护等作用的电器设备。 电磁阀门的控制线圈 加上额定电压后， 电磁阀门导通， 被控对象可以是液体或气体。 电 磁 阀 门 电磁阀门只有通断两种状态。 流体 电磁调节阀 ——用于控制流量的大小 加上控制信号，电磁调节阀在电动机的控制下，可以逐渐开合 五、检测技术的发展趋势 ： 1. 不断提高检测系统的测量精度、量程范围、延长使用寿命、提高可靠性。 随着科学技术的不断发 展，人们对检测系统的测量精度要求也相应地在提高。近年来，人们研制出许多高精度和宽量程的检测仪器以满足各种需要。人们还对传感器的可靠性和故障率的数学模型进行了大量的研究，使得检测系统的可靠性及寿命大幅度的提高。现在，许多检测系统可以在极其恶劣的环境下连续工作数十万小时。目前，人们正在不断努力进一步提高检测系统的各项性能指标。 提高测量精度 [数字电压表 欧姆表] 分辨力10μV 提高可靠性 承受剧烈振动和 巨大的加速度 月球基地的仪器必须能承受巨大的温差和辐射 2.应用新技术和新的物理效应，扩大检测领域 月球车 火星车 “惠更斯”号登陆土卫六的效果图 土卫六表面 安全检查（缉毒） 3.发展集成化、功能化的传感器 可拍照的手机 4.采用计算机技术，使检测技术智能化 面部识别技术 5.发展网络化传感器及检测系统 直接测量 电子卡尺 六、常用测量方法介绍 间接测量 对多个被测量进行测量，经过计算求得被测量（阿基米德测量皇冠的比重）。 接触式测量 非接触式测量 例：雷达测速 车载电子狗 离线测量 产品质量检验 在线测量 在流水线上，边加工，边检验，可提高产品的一致性和加工精度。 * 第1章 检测系统的特征与性能指标 第1章 检测系统的特征与性能指标 1.1 检测系统的组成