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现代测试技术ppt课件

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现代测试技术课件

现代测试技术课件

由于化学传感器转换机理复杂，目前半导体式化学传感器 远不及电参数式物理量和其它传感器成熟。
半导体传感器
半导体电化学传感器
现代测试技术
湿敏 元件
气 敏 元 件
湿敏传感器
半导体传感器
气敏传感器 测量
一氧化碳（ CO ） 二氧化碳（ CO2） 二氧化硫（ SO2 ）
现代测试技术
湿度测试仪
纯水测试仪 测量水质
气敏传感器特点
半导体传感器
现代测试技术
不同气体需采用各种不同气敏传感器的检测仪器
• 天然气、煤气等易燃易爆的安全监测 • 酒后驾车的乙醇浓度检测
一氧化碳（ CO ） 矿用气体检测仪
半导体传感器
• 容器或管道泄漏的检漏
现代测试技术
二氧化碳 （ CO 2） 检测仪
二氧化硫 （ SO2 ） 测试仪 氩气（ Ar2 ） 检测分析仪
第5章
传感器
半导体传感器
半导体传感器
现代测试技术
主要内容： 1 2 3 气敏传感器 湿敏传感器 离子敏传感器
半导体传感器
概述
现代测试技术
凡是用半导体材料制作的传感器都属于半导体传感器。 半导体式传感器种类很多，其中包括：集成温度传感器、 光敏电阻、霍尔元件等。 半导体传感器是典型的物理型传感器，它是利用某些材 料的电特征的变化实现被测量的直接转换，如改变半导 体内载流子的数目或改变PN结特性。
•
气敏材料敏感机理
半导体式传感器
现代测试技术
以N型半导体为例：通常气敏器件工作在空气中 氧 空气中—高阻状态 由于空气中的氧化的作用，半导体（N型）材料的 电子电荷被氧吸附，结果使传导电子减少，电阻增 - N 加，使器件处于高阻状态； 空气中—氧化作用—氧吸附半导体电子—电阻增加. 气敏器件与被测器体接触—电阻减小 当气敏元件与被测气体(氢、醇类)接触时，会与 传感器表面吸附的氧发生反应，将束缚的电子释 放出来，敏感膜表面电导增加，使元件电阻减小。 与气体接触时—吸附的气体与氧发生反应—电子 释放—电导增加，电阻减小. 氢 - N --

《现代分析测试技术》PPT课件

《现代分析测试技术》PPT课件

现代分析测试技术概述
现代分析测试技术概述
２００２年诺贝尔化学奖表彰一是约翰·芬恩与田中耕一“发明了对生物大分 子进行确认和结构分析的方法”和“发明了对生物大分子的质谱分析法”，二 是库尔特·维特里希“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结 构的方法”。
现代分析测试技术概述
分析测试技术的发展史
现代分析测试技术概述
显微技术
透射电镜技术（TEM）
利用电子在磁场中的运动与光线在介质中的传播相似的原理 研制的显微技术。
扫描显微技术
扫描电子显微镜（SEM）
扫描探针显微镜
➢ 扫描隧道显微镜（STM）
➢ 原子力显微镜（AFM） ➢ 弹道电子显微镜（BEEM）
➢ 激光力显微镜（LFM） ➢ 光子扫描隧道显微镜（PSTM）
h0 + h
E0基态， E1振动激发态； E0 + h0 ， E1 + h0 激发虚态；
获得能量后，跃迁到激发虚态.
（1928年印度物理学家Raman C V 发现；1960年快速发展）

现代分析测试技术概述
红外光谱：基团； 拉曼光谱：分子骨架测定；
现代分析测试技术概述
内转换
振动弛豫 内转换
S
现代分析测试技术概述
ICP-AES的原理
现代分析测试技术概述
现代分析测试技术概述
分子中的能级跃迁： 电子能级间跃迁的
同时，总伴随有振动 和转动能级间的跃迁 。即电子光谱中总包 含有振动能级和转动 能级间跃迁产生的若 干谱线而呈现宽谱带
。
现代分析测试技术概述
紫外—可见吸收光谱（UV-vis）
紫外-可见分光光度计
普通蒸馏水的电导率 210-6 S· cm-1 离子交换水的电导率 510-7 S· cm-1 纯水的电导率 510-8 S· cm-1

现代测试技术讲义PPT.

现代测试技术讲义PPT.

种相平 衡过程
简历的结构在很大程度上反映了应聘者组织和沟通能力。结构合理的简历都比较简练，一般不超过两页。通常应聘煮 了强调自己近期
瑞利分馏——由各种瑞利过程引起的同 的工作，书写教育背景和工作经历时往往采取从现在到过去的时间排列方式。相关经历常被突出表述。其实，书写简历并没有一定规
格，只要通顺易懂即可。
研究这两种作用是稳定同位素地质研究的一个重要组成 部分。
一、同位素分馏
（一）同位素分馏——是指在一系统中，元素的 同位素以不同的比值分配到两种物质或物相中 的现象。
一种元素的各同位素由于其质量差异而 引起物理—化学性质差异，因此在物理—化学 和生物化学过程中，这种差异使共存于同一体 系中的某种物质富集较轻的同位素，而另一种 物质富集较重的同位素；
第二章 同位素地球化学的基本原理
§ 2.1 基本概念 § 2.2 同位素组成的变化机理 § 2-3 同位素组成及表示方法
§ 2.1 基本概念
1、 同位素——指原子核内质子数相同，中子数不同的 一类原子，由于这些原子的质子数相同，因而具有基 本相同的化学性质，在化学元素周期表中占有同一位 置。
2、 同位素分类 （1） 放射性同位素——原子核不稳定，能自发
例如，高温下H2S，SO2共存体系中（封闭）同 位素交换反应使SO2富集较重的34S，H2S富 集较轻的32S。
（二）两种物质间同位素分馏的程度以同 位素分馏系数α 表示，分馏系数又称分离系数。
同位素分馏系数——两种物质间同位素分 馏的程度又称为分馏系数。
αA-B = RA / RB RA , RB 分别表示两种物质 中的同位素比值。
（2）重元素的稳定同位素地球化学
锶 Sr、钕 Nd、铅Pb等质量较大， 87

【优秀版】现代测试技术与系统PPT

【优秀版】现代测试技术与系统PPT
CPU可选单片机、DSP或其他微处理器。
2）以个人计算机为核心的个人仪器测试 系统，如图1-5、1-6所示。
具有测量功能的模块或仪器卡直接与个人 计算机的系统总线相连。仪器的测试功能由在 个人计算机上开发的测试应用程序实现。
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智能仪器：采用专门的微处理器、存储器 和接口芯片，与仪器测量部分融合在一起。
自动测试系统：是用现成的PC配以一定 的硬件和仪器测量部分组合而成。
虚拟仪器：是将测试仪器软件化和模块 化，并与计算机结合构成的仪器系统。
1. 智能仪器
智能仪器是指包含微计算机或微处理器的 测量或检测仪器。具有对数据进行存储、运 算、逻辑判断及自动化操作等功能。它具有的 软件功能使仪器呈现某种智能作用。
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智能仪器的特点： （1）操作自动化； （2）具有自测功能； （3）具有数据处理功能； （4）具有友好的人机对话能力； （5）具有可程控操作能力。
2. 自动测试系统 自动测试系统是以PC为核心，在程序控 制下自动完成测试任务的仪器系统。 其发展分为3个阶段：第1代专用型，第 2代积木型，第3代模块化集成型。
2）测量精度高，性能好； （1）第1代自动测试系统 常见的自动测试系统一般由测试控制器、可程控测试仪器、标准数字接口总线、测试软件等组成。
系统中的嵌入式计算机、模块化仪器均以总线插卡的形式出现，插入带有总线插座、插槽、电源的VXI、PXI总线机箱中。 年10月22日星期二 系统中的嵌入式计算机、模块化仪器均以总线插卡的形式出现，插入带有总线插座、插槽、电源的VXI、PXI总线机箱中。 （2）第2代自动测试系统 虚拟仪器是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己定义，具有虚拟面板，测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统 。

现代测试的技术ppt课件

现代测试的技术ppt课件
6
分析化学的发展及仪器分析的产生
第一次变革
从16世纪天平的发明到20世纪初物理化 学溶液理论（特别是四大反应的平衡理论） 的发展，分析化学引入了物理化学的理论， 也形成了自身的理论。因此，这次变革的 标志是，分析化学从单纯的操作技术变成 为一门学科。
7
分析化学的发展及仪器分析的产生
第二次变革 20世纪中期，由于科学技术的进步，特
放射分析法——利用物质的放射性。它包 括同位素稀释法、活化分析法等。
15
定量分析的评价指标
定量分析是仪器分析的主要任务之一。对于一 种方法的好坏评价可利用其精密度、准确度、 灵敏度、检出限及校准曲线的线性范围等指标 进行评价。
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定量分析的评价指标——精密度
精密度是指使用同一种方法，对同一样品进行 多次测定所得结果的一致程度，包括重复性和 再现性等。
20
定 量是被分测析物的质评的价浓指度标与—仪—器校响准应曲信线号的关系曲
线，用标准物质或溶液绘制。
线性范围——校准曲线的直线部分所对应 的被测物质的浓度。一般，好的分析方法应 有较宽的线性范围。
。
21
参考资料
1. 《仪器分析》，赵藻潘等编，高等教育出版社，1990年； 2. 《仪器分析教程》，北京大学化学系仪器分析教程组编，
北京大学出版社，1997年； 3. 《仪器分析原理》，方惠群等编，南京大学出版社，1994
年； 4. 《仪器分析》，邓勃等编，清华大学出版社，1991年； 5. 《仪器分析》，赵文宽等编，高等教育出版社，2001年； 6. 《 Principles of Instrumental Analysis 》, D. A. Skoog and J.
14
仪器分析方法——其它

《现代测试技术》课件

《现代测试技术》课件
信号发生器能够产生各种波形信号，如正 弦波、方波、三角波等，并且可以调节信 号的幅度、频率和相位等参数。
详细描述
信号发生器通常采用晶体振荡器或合成技 术，能够产生高精度和高稳定性的信号， 并且具有低噪声和低失真的特点。
05
现代测试技术的应用实例
在通信领域的应用实例
信号完整性测试
无线通信测试
利用先进的测试设备和技术，对通信 设备的信号质量和传输性能进行全面 检测，确保信号在传输过程中保持完 整。
频谱分析仪广泛应用于通信、雷达、电子对抗、频谱管理等领 域。
频谱分析仪通常采用快速傅里叶变换技术，能够实现快速和准 确的频谱分析，并且具有高灵敏度和宽动态范围的特点。
网络分析仪
总结词
网络分析仪是一种用于测量电子设备网络特性的仪器。
详细描述
网络分析仪能够测量电子设备的阻抗、导纳、增益、相位 等参数，并且可以分析网络的频率响应和传输特性。
信号的预处理
对采集到的信号进行滤波、放大 、去噪等处理，以提高信号质量 。
数字信号处理
离散傅里叶变换（DFT）
将时域信号转换为频域信号，便于分析信号的频率成分。
数字滤波器
通过设定滤波器参数，对信号进行滤波处理，以提取特定频率范围的信号或抑制噪声。
频谱分析
频谱分析方法
包括傅里叶分析、小波分析等，用于 研究信号的频率特性。
精度和准确性
测试系统应具备高精度和准确性，以减小测 量误差。
实时性
测试系统应具备快速响应能力，能够实时采 集和处理数据。
可扩展性
测试系统应具备良好的可扩展性，方便后续 升级和功能扩展。
测试系统的优化设计
模块化设计
将测试系统划分为多个模块，每个模 块具有独立的功能和接口，便于维护 和升级。

《现代测量技术》课件

《现代测量技术》课件

01
学习重点
02 掌握各种现代测量技术的基本原理和应用领域；
03
熟悉测量误差分析和数据处理方法；
学习重点与难点解析
• 了解现代测量技术的发展趋势和前沿技术 。
学习重点与难点解析
学习难点
测量误差的来源和减小误 差的方法；
各种现代测量技术的实际 应用和集成；
数据处理和分析的复杂性 和技巧性。
学习方法与技巧分享
05
现代测量技术在各领 域的应用前景
工业生产领域
自动化生产
工业物联网
现代测量技术能够实现生产过程中的 精确测量和实时监控，提高生产效率 和产品质量。
测量技术是实现工业物联网的重要基 础，能够实时监测设备的运行状态和 生产过程，提高工业安全和可靠性。
智能制造
通过测量技术对生产过程中的各种参 数进行精确控制，实现智能制造和个 性化生产。
医疗卫生
在医学领域，现代测量技术用 于诊断、治疗和监测病情等。
军事侦察
在军事领域，现代测量技术用 于侦察和监测敌情，保障国家 安全。
02
现代测量技术的基本 原理
测量系统的基本构成
传感器
负责将待测物理量转换为可测量的电 信号。
信号调理器
对传感器输出的电信号进行放大、滤 波、线性化等处理，以适应后续的测 量设备。
遥感测量技术
遥感测量技术是一种利用卫星、飞机 等平台搭载的传感器对地球表面进行 观测和测量的技术。它具有大面积覆 盖、高分辨率、多光谱等特点，广泛 应用于资源调查、环境监测、城市规 划等领域。
VS
遥感测量技术的基本原理是通过传感 器接收地球表面反射或发射的电磁波 信号，然后对这些信号进行处理和分 析，提取出有关地表特征的信息。随 着遥感技术的不断发展，其观测范围 、分辨率和准确性不断提高，已经成 为现代测量技术的重要补充。

第四章 现代测试技术

第四章 现代测试技术

（３）相敏解调 相敏检波的特点是可以鉴别调制信号的极性，所以采用相 敏检波时，对调制信号不必再加直流偏置。
相敏检波利用交变信号在过零位时正、负极性发生突变， 使调幅波的相位(与载波比较)也相应地产生1800的相位跳 变，这样便既能反映出原调制信号的幅值，又能反映其极 性。
当调制信号x(t)为正时： 调幅波xm(t)与载波y(t)同相，这时，当载波电压为正时，VD1导通，电流 的流向是d—1—VD1—2—5—R1—地—d； 当载波电压为负时，变压器T1和T2的极性同时改变， VD3导通，电流的 流向是d—3—VD3—4—5—R1—地—d 。 可见在0-t1区间，流经负载R1的电流方向始终是由上到下，输出电压u0(t) 为正值。 当调制信号x(t)为负时： 调幅波xm(t)与载波y(t)相差1800 ，这时，当载波电压为正时， VD2导通， 电流的流向是5—2—VD2—3—d—地—R1 — 5 ； 当载波电压为负时， VD4导通，电流的流向是5—4—VD4—1—d—地— R1 — 5 。 可见在t1—t2区间，流经负载负载R1的电流方向始终是由下向上，输出电 压u0(t)为负值。 综上所述，相敏检波是利用二极管的单向导通作用将电路输出极性换向。 简单地说，这种电路相当于在0—t1段把xm(t)的负部翻上去，而在t1—t2 段把xm(t)的正部翻下来。 若将u0(t)经低通滤波器滤波，则所得到的信号就是xm(t)经过“翻转”后 的包络。
1
fc
)
2
fc
)
1 fc 2 RC
B）高通滤波器的频率特性
f A( f ) H ( f )
fc fc )
2
f 1 (n (
0
fc
)
1 fc 2 RC
C）带通滤波器的频率特性

5.现代检测技术ppt课件

5.现代检测技术ppt课件
依据炭含量平衡的催化剂循环量软测量模型：
R Cw C
Cw： 烟气中带出炭含量 △C：待生剂与再生剂的炭含量差。
精选2021版课件
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b. 焦炭氢含量软测量模型 焦炭氢含量是衡量催化裂化装置气提段性能的重要指标。 焦炭的氢含量一般通过对再生器作氧平衡来计算（依据 烟气分析数据）
进入再生器的氧量：
F：自由度， C：组分数， P：相数
数量确定方法：
一般建议从系统的自由度出发，确定辅助变量的最
小个数，并结合实际对象的特点适当增加辅助变量 个数，以便更好地处理动态特性等问题。
精选2021版课件7④ 检测点： 应根据主导变量的测量要求，选择具有强影响力的参 数点作为检测点。
一般情况下，变量数目的选择准则也往往应用于检测 点位置的选择。 辅助变量的数目和位置通常是同时确定的。
L L DL
施密特准数
Dg
L Lus
ReG
hw G us GF
液相表面张力 修正后的气相雷诺准数
式中
L:液 相 粘 度L:液 相 密 度D L ： 液 相 扩 散 系 数
u s： 空 塔 气 相 流 速 L ： 液 相 表 面 张 力 h w ： 堰 高
F ： 筛 板 开 孔 滤 G ： 气 相 密 度G ： 气 相 粘 度
Q 1Q 2Q 3Q 4Q 5
式中：
Q1：再生器中的反应热，（炭、氢燃烧）kJ / h；
Q2：焦炭的脱附热， kJ / h；
Q3：空气、焦炭和蒸汽的升温热， kJ / h；
Q4：散热损失， kJ / h；
Q5：催化剂升温所需要的精选热202量1版课，件 kJ / h；
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已知：Q5与催化剂循环量存在关系（工艺知识）
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虚 拟 仪 器 技 术
工 程 应 用
Page 2
学习方法
本课程是一门培养学生解决实际工程测量问 题的能力的专业技术基础课，课程具有很强的实 践性。 学习时应充分利用课程所开设实验和提供的 仿真课件。 只有通过足够的实验和仿真实验操作，才能 得到应有的能力培养，才能更好的掌握书本知识 和具备解决实际测量问题的能力。 理论学习、实践学习和研究学习三元并重。
测试技术定义
测试技术涵义 是研究客观事物变化规律的方法（手段），是从客观事
物中摄取有关信息的认识过程。运用专门的设备，通过 合适的实验方法和必要的数据处理，求得所研究的有关 信息的量值。 测试定义： 是具有 试验 性质的 测量。 Measurement & Test
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例：电机故障诊断实验步骤
具体检测步骤如下：
（1）将装有微型加速度计的测头接触传送
带上运送的电动机； （2）检测电动机的振动信号，经放大器后 输入FFT分析仪； （3）将检测得的振动频谱与预先在分析仪 中设定的判别谱进行比较； （4） 进行合格与否判断，输出判断信号。
Page 3
课程ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ习资源
教材 卢文祥，杜润生. 工程测试与信息处理(第二版). 武 汉：华中科技大学出版社，2002.4. 康宜华. 工程测试技术. 武汉：机械工业出版社， 2005.7.
参考书 奥本海默 信号与系统 吴湘淇 信号、系统与信号处理 学习工具 软件 Matlab MiniDRV



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ABS工作原理：轮速传感器+电子控制模块+执行器

图
轮速传感器
电子控 制模块
黄 色 -- 速 度传感器 通道
制动踏板 制动压力 调节器
蓝 色 -- 液 压管路
ECU
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例3 电机故障诊断
在某电动机生产线上，利用频谱诊断技术实现电动 机在线自动识别、分类的过程。
图 电动机在线识别
ABS的任务

保持刹车时的方向稳定性 保持转向控制能力 提供最大制动力并缩短制动距离 减少轮胎磨损
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例2
汽车防抱死制动系统ABS
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例2

汽车防抱死制动系统ABS
组成和工作原理：ABS是普通制动系统基础上加装车轮速度传感器、ABS电控单元、制动压力 调节装置及制动控制电路等组成。工作过程分为常规制动，制动压力保持、制动压力减小和制 动压力增大等阶段。制动中，ABS电控单元判断车轮速度信号，加以处理，分析是否有车轮即 将抱死拖滑。 ABS增压阶段：如果没有车轮即将抱死拖滑，制动压力调节装置不参与工作，制动主缸和各制 动轮缸相通，制动轮缸中的压力继续增大。 ABS保压阶段：如果电控单元判断出某个车轮（假设为左前轮）即将抱死拖滑，它即向制动压 力调节装置发出命令，关闭制动主缸与左前制动轮缸的通道，使左前制动轮缸压力不再增大。 ABS减压阶段：若电控单元判断出左前轮仍 趋于抱死拖滑状态，它即向制动压力调节装 置发出命令，打开左前制动轮缸与储液室或 储能器的通道，使左前制动轮缸中的油压降 低。 装有ABS的车辆在干柏油路、雨天、雪天等 路面防滑性能分别达到80%—90%、30%— 10%、15%—20%。
汽车防抱死制动系统ABS
ABS = Antilock Braking System
如果刹车片抱死车轮
汽车的制动力来自轮胎与地面的摩擦力，而地面与车轮
间的静摩擦系数大于滑动摩擦系数，则刹车距将增长。 前轮若抱死，前轮转向附着力达极限，即使转动方向盘， 汽车仍会沿原方向滑行。 后轮若抱死，后轮无法转动，如有侧向力，极易发生甩 尾现象。
Page 17
本课程的研究对象
（机械）工程 中的 动态 物理量
广义的
随时间而变化的

静态 物理量 不随时间而变化的
g的测量、电子半径（1964 MIT和Harvard 1966丁肇中） <1*10e-17m <1*10e-24m
G目前测量最高精度是13个ppm，角加速度法测量
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Page 4
考试
实验报告，平时作业和考勤：30分。
实验报告10分
平时作业10分
考勤10分
期终考试占：70分。
Page 5
第一章
绪论
本章学习要点： 1.1 掌握测试技术的概念及研究内容
1.2 了解测试技术的应用情况
1.3 了解测试技术的发展动态
1.4 了解主要测试仪器生产厂商
Page 6
Page 15
例：电机故障诊断实验结果
上图分别为典型合格品与废品的振动频谱。
图中可看出，废品的频谱图中往往在某一频率有较
大的幅值。
Page 16
三个实际问题的启示
机、电、液、气技术相结合；
传感器、信息处理、计算机技术的综
合运用； 相关学科的整体发展才可能有某一项 技术的提高。 测试技术是解决这类问题的第一步。
Page 7
例1：热轧设备诊断
Page 8
例1
热轧设备诊断
问题及解决方法：
（1）怎样测量压力、振动 位移、电气信号以及控制 信号开关量？ （2） 信号如何传输？ （3） 多传感器信息融 合处理（fusion)？ （4） 设备的管理、调度 和控制
传感器技术
信息处理技术
计算机等技术
Page 9
例2
1.1 测试技术的基本概念
测试技术是实验科学的一部分，主要研究各种 物理量的测量原理和测量信号分析处理方法。 测试技术是进行各种科学实验研究和生产过程 参数测量必不可少的手段，起着人的感官的作用。
简单的测试系统可以 只有一个模块，如玻 璃管温度计。它直接 将被测对象温度变化 转化液面示值。没有 电量转换和分析处理 电路，很简单，但测 量精度底，无法实现 测量自动化。 为提高测量精度和 自动化程度，以便 于和其它环节一起 构成自动化装置， 通常先将被测物理 量转换为电量，再 对电信号进行处理 和输出。如图所示 的声级计。
现代测试技术
Page 1
课程内容
本课程主要介绍工业自动化、环境监测、楼 宇控制、交通等领域中常见物理量(压力、应变、 位移、加速度、温度等）的传感器测量原理、测 量电路原理、信号分析及处理方法。 内容如下 绪 论
信 号 分 析 基 础
传 感 器 原 理
测 试 系 统 特 性
模 拟 信 号 处 理
数 字 信 号 处 理