检测技术与控制工程-1.2 控制技术的概述

《自动检测技术及应用》教案第一章：自动检测技术概述1.1 自动检测技术的定义与发展1.2 自动检测技术在工程应用中的重要性1.3 自动检测技术的分类与特点1.4 自动检测技术的基本组成部分第二章：模拟检测技术2.1 模拟检测的基本原理2.2 传感器的基本特性与选择2.3 信号处理电路的设计与分析2.4 模拟检测系统的应用实例第三章：数字检测技术3.1 数字检测的基本原理3.2 数字信号处理技术3.3 数字检测系统的组成与设计3.4 数字检测技术的应用实例第四章：智能检测技术4.1 智能检测技术的基本原理4.2 算法在检测技术中的应用4.3 智能检测系统的组成与设计4.4 智能检测技术的应用实例第五章：自动检测技术在工程应用中的案例分析5.1 自动化生产线的检测与控制5.2 汽车尾气排放检测技术5.3 生物医学信号检测技术5.4 电力系统状态检测技术第六章：传感器技术6.1 传感器的分类与基本原理6.2 常用传感器的特性与应用6.3 传感器信号的处理与分析6.4 传感器技术的最新发展趋势第七章：信号处理与分析7.1 信号处理的基本概念与方法7.2 数字信号处理技术7.3 信号分析与识别技术7.4 信号处理与分析在自动检测中的应用第八章：数据采集与通信技术8.1 数据采集系统的设计与实现8.2 模拟/数字转换技术8.3 通信协议与接口技术8.4 数据采集与通信技术在自动检测中的应用第九章：自动检测系统的可靠性分析9.1 系统可靠性的基本概念9.2 系统可靠性的数学模型9.3 提高自动检测系统可靠性的方法9.4 系统故障诊断与容错技术第十章：自动检测技术在典型行业中的应用10.1 自动化制造业中的应用10.2 电力系统中的应用10.3 交通运输行业中的应用10.4 环境监测与保护领域中的应用第十一章：现代检测技术11.1 光纤传感技术11.2 激光检测技术11.3 超声波检测技术11.4 红外检测技术第十二章：非线性检测技术12.1 非线性系统的特点12.2 非线性检测方法12.3 非线性检测技术的应用12.4 非线性检测技术的发展趋势第十三章：故障诊断与预测技术13.1 故障诊断的基本原理13.2 故障诊断方法13.3 故障预测技术13.4 故障诊断与预测技术的应用第十四章：自动检测技术在科研中的应用14.1 自动检测技术在物理科研中的应用14.2 自动检测技术在生物科研中的应用14.3 自动检测技术在化学科研中的应用14.4 自动检测技术在其他领域科研中的应用第十五章：自动检测技术的未来发展趋势15.1 微纳检测技术15.2 生物传感器技术15.3 网络化与智能化检测技术15.4 检测技术在可持续发展中的应用重点和难点解析重点：1. 自动检测技术的定义与发展2. 模拟检测技术、数字检测技术和智能检测技术的原理与特点3. 传感器的基本特性与选择、信号处理电路的设计与分析4. 数字信号处理技术、算法在检测技术中的应用5. 自动检测技术在工程应用中的案例分析，如自动化生产线、汽车尾气排放检测等难点：1. 模拟检测技术、数字检测技术和智能检测技术之间的区别与联系2. 传感器特性的详细分析及其在实际应用中的选择3. 信号处理电路的复杂设计与分析4. 数字信号处理技术、算法在检测技术中的应用细节5. 自动检测技术在工程应用中的案例分析，尤其是涉及多学科交叉的部分本文教案旨在帮助学生全面了解自动检测技术的基本概念、原理及其在各个领域的应用，为学生进一步研究和发展自动检测技术提供基础。

《检测技术与控制工程》课程教学大纲一、课程的地位、目的和任务本课程地位：检测技术与控制工程是高等院校机械电子工程、机械设计制造及其自动化等专业的专业课程。

本课程在教学内容方面应着重于介绍机电一体化系统中传感器与检测技术与计算机控制技术的基本知识、基本理论和基本方法，在培养实践能力方面应重视设计构思、创新意识和设计技能的培养。

本课程目的：1.学生获得传感器、自动检测方法及计算机控制系统的组成及特点等方面的基本知识和基本技能；2.将所学到的自动检测技术与计算机控制系统灵活地应用于今后的工作、生产实践中去。

本课程任务：1.掌握各种传感器的原理及应用；2.具备自动检测技术方面的基本知识和基本技能；3.掌握计算机控制系统的组成和特点；4.掌握计算机控制系统的应用程序设计及实现技术；5.初步形成解决生产实际问题的能力。

二、本课程与其它课程的联系前修课程：电工电子技术、c语言程序设计。

后修课程：机械创新设计等。

三、教学内容及要求第一章绪论教学要求：掌握机电一体化的基本概念、关键技术，了解机电一体化的典型产品与发展趋势。

重点：机电一体化的基本概念、关键技术难点：机电一体化的关键技术教学内容：第一节机电一体化的基本概念（一）机电一体化的定义（二）机电一体化系统构成要素（三）机电一体化系统分类（四）机电一体化系统特点第二节机电一体化技术与产品（一）机电一体化的理论与技术基础（二）机电一体化的关键技术（三）典型的机电一体化产品第三节机电一体化的发展历史及趋势（一）机电一体化的发展历史（二）机电一体化的发展趋势第二章传感器与检测技术教学要求：了解传感与检测技术的基本概念；掌握应变与应力、压力、位移、流量、温度等典型物理量的检测技术及其相应传感器的测量原理。

重点：传感器的基本概念；力传感器、压力传感器、温度传感器等的测量原理。

难点：各种传感器的工作原理、适用场合及选型。

教学内容：第一节传感与检测技术概述（一）检测技术基础（二）传感器的基本概念（三）传感器和检测系统的基本特性（四）传感与检测系统的发展趋势第二节应变与应力的检测（一）电阻应变效应（二）电阻应变片（三）测量电桥第三节应力的直接检测（一）压电效应（二）压电传感器及其等效电路（三）压电式测力传感器及其应用第四节位移量的检测（一）常用位移测量方法（二）电阻式位移传感器测量位移（三）电感式位移传感器测量位移（四）电容式位移传感器测量位移（五）数字式位移传感器测量位移第五节流量的检测（一）流量的特征（二）介入式流量检测方法（三）非介入式流量检测方法第六节温度的检测（一）温度及其测量方法（二）热电阻及其热敏电阻（三）热电偶（四）集成电路温度传感器第三章电动机及其控制特性教学要求：熟悉电机拖动系统运动分析方法；了解直流电动机、控制电机等的结构原理及其控制特性，掌握三相异步交流电动机的结构原理及其控制特性。

【专业介绍】探测制导与控制技术专业介绍探测制导与控制技术专业介绍一、专业简介教育部在1988年颁布的新专业，是由原来的鱼雷飞雷工程、火控与指挥系统工程、引信技术、飞行器制导与控制四个专业归并而成。

专业调整的目的是充实扩大专业内涵，内容增加至包括探测与识别、制导与控制、控制工程在内的专业课程。

探测制导与控制技术专业介绍二、专业特色探测制导与控制技术专业是为适应国防现代化需要，在我校的国内具有较高知名度的雷达、无线电引信和自动控制等专业基础上创办的国防特色专业，在目标及环境探测、目标跟踪与识别、安全起爆与控制、制导与控制等方面形成特色。

注重提高学生的科学研究、开发和创新能力，培养的学生具有理论基础和专业知识扎实、实践能力强和工作学习作风踏实等特点。

探测制导与控制技术专业介绍三、培养目标掌握目标探测与识别、导引与控制，以及制导武器系统设计等基本理论和基本技能，具备从事信息科学研究、系统工程设计、电子信息技术与军事应用等方面的基本能力。

培养能在国防尖端武器及电子信息领域从事研究、设计、制造及其技术管理的高级工程技术人才。

探测制导与控制技术专业介绍四、培养要求探测制导与控制技术专业学生主要学习目标探测与识别技术、制导与控制技术、传感与检测技术、电子与信息系统分析与综合等方面的基本理论和基本知识；受到系统设计、技术开发、产品研制、实验测试以及工程管理方面的实践训练，具备电子与信息系统分析与综合、工程设计与计算、计算机应用与开发、检测与实验的基本能力。

探测制导与控制技术专业介绍五、课程设置主干学科：机械工程、电子科学与技术、控制科学与工程主要课程：机电系统设计、中近程探测与识别技术、现代控制理论、制导与控制原理及系统、传感与检测技术、模式识别与智能控制、GPS与抗干扰技术、武器探测、制导与控制系统分析与设计、系统建模与仿真技术等主要实践性教学环节：包括金工实习、计算机上机操作、生产实习、专业课程设计、毕业设计等，一般安排28周。

我所了解的测控技术摘要：本文介绍了测量与控制技术的基本概念，重点描述了几种常见的测量传感器和两种测量方法以及它们在生产生活中的运用。

关键词：测量、传感器、激光衍射测量技术、莫尔条纹测试技术、自动控制、反馈控制。

1引言测控技术与仪器专业是信息科学技术的源头，是光学、精密机械、电子、计算机与信息技术多学科互相渗透而形成的一门高新技术密集型综合学科。

测量是通过使用一个标准仪器或与一个已知大小的标准事物进行的定量的比较。

它包括信息的提取、转换与处理，把已获取的信息进行加工、运算、分析，对系统的工作进行引导与检测。

控制技术是由一些电气元件连接成控制线路所组成的，它可以完成一定的工作顺序，或实现一定的工作状态。

自动控制所用的技术手段是多种多样的，可以用电气技术、计算机控制、可编程控制，也可用机械方法、液压方法等。

测量与控制是密不可分的。

测量是对控制系统的工作进行量化的一种科学手段，控制系统根据测量的结果进行调整与实时控制，使之与设计的技术指标和要求参数相吻合。

测量是为了更好地控制，它们之间相辅相成。

测量与控制都是反映人和工具关系的一个概念。

因此准确的测量与控制必然离不开精密的仪器与仪表和先进的技术手段。

精密的仪器为测量控制提供了极大的帮助，而同时测量与控制的发展也催生出更加先进的仪器。

2测量意义、基本方法和理论以及仪器与技术2.1测量的意义测量的过程或行为包括获取在一个预定标准和一个被测量之间的定量的比较。

测量提供了有关物理变量和过程的现实状态的定量信息，否则的话，这种现实状态则只可能估计。

正因如此，测量便成为对客观世界的新认识的工具，同时也是对任何理论或设计的最终检验。

测量是一切研究、设计和开发的基础，且它的作用在众多的工程活动中是十分显著的。

所有具有任意复杂程度的机械设计均涉及三个要素：经验要素、理性要素和实验要素。

其中实验要素则以测量为基础——亦即基于对被开发的装置或过程的操作和性能方面的不同量的测量。

建筑材料检测技术及质量控制摘要：建筑材料检测在工程建筑中有着重要的作用。

建筑材料的优劣直接影响到建筑工程的质量。

在工程实践中，由于选用了不合格的材料，导致了材料的性能和质量的下降，从而严重影响了工程的质量。

造成材料不合格的原因有人为因素也有自然因素。

所以，提高建筑材料检测技术，根据国家规定来制定检测标准，才能保障工程施工质量。

关键词：建筑材料；检测技术；质量控制1建筑材料检测概述及其重要意义1.1建筑材料检测概述建材检验的重点是检验建材的质量。

在实际的建设项目中，所使用的建筑材料的种类和数量都比较多，不同的建筑材料相应的检验标准也不一样。

有关部门必须严格按照国家标准进行检验，以保证检验工作方法和检验结果的准确性。

在检验工作中，要根据有关规定，制定取样计划，确保被检样品的代表性与覆盖性。

另外，还需要采取科学的方法来控制测试的过程和结果，尽量减少人为因素受到的影响。

1.2建筑材料检测的重要意义建材是一项重要的工程，建材的质量将影响到整个工程的质量和使用寿命。

建筑材料检测可以从源头上对建筑材料质量进行控制，保证建筑工程所用的建筑材料是合格的，为建筑质量、安全性提供保障。

在建筑材料的检验过程中，经常会使用一些新的材料和技术，这对建材和建筑行业的发展起到了一定的促进作用。

2建筑材料试验检测技术2.1书面检测技术书面检测技术就是建筑材料公司以书面的形式，如测验报告等，提供给检测机构，检测机构对建筑材料的书面资料进行审核、检测。

2.2外观检测技术外观检测技术就是检测机构对建筑材料的颜色、尺寸、外观等进行综合评价,做出选择和质量认证。

2.3仪器检测技术仪器检测技术指的是，检测机构根据所要检测的建筑材料的特性，选择相应的设备和仪器，对建筑材料展开质量检测，具体包括了建筑材料的内部组成部分和化学成分。

从目前的状况来看，这种方法由于其相对误差小，使用方便，效率高等优点，已经在建材质量检验中得到了广泛的应用。

2.4无损检测技术无损检测技术就是指不损害被检建筑材料工作状态下，通过探测建筑材料的物理性，比如建筑材料内部是否存在不均匀性或缺陷，从而对被检建筑材料的质量进行鉴定。

控制科学与工程学系概况介绍控制科学与工程学系（简称控制系）始建于1956年，经过50多年的传承和发展，已建成从本科、硕士、博士到博士后的完善人才培养体系，成为我国控制科学的研究基地、自动化技术的开发基地、自动化领域高水平复合型人才的培养基地。

控制系下设自动化一个本科专业。

学科背景控制系的学科领域涵盖“控制科学与工程”一级学科及下属的全部五个二级学科：控制理论与控制工程、检测技术与自动化装置、模式识别与智能系统、系统工程、导航制导与控制。

我校控制科学与工程学科是全国重点学科一级学科，拥有自动化学科领域全国唯一的“工业控制技术国家重点实验室”和“工业自动化国家工程研究中心”。

科学研究具有强大的科学研究实力。

在先进过程控制、机器人智能控制、成套自动化装备、模式识别与智能系统、自动检测系统、新型传感器与传感器网络、导航制导与控制、故障诊断与监控、系统工程、智能交通等多个方向开展了高水平的研究工作。

办学特色经过50多年的探索和积累，自动化专业构建了宽口径、开放式、个性化的新型创新教学体系，尤其重视实践教学，连续3年成功立项国家大学生创新实验计划。

2001年，依托“工业控制技术”国家重点实验室，建成了“浙江大学机器人科技实践基地”，以创新、协作、多学科交叉为立足点，采用实践教学与竞赛、科研相结合的方式，在寓教于乐中培养学生的创新能力、理论与实践相结合能力、多学科综合能力以及团队协作精神。

以2008年为例：基地获得中国机器人大赛暨RoboCup公开赛仿真救援组冠军和小型组冠军，Robocup机器人世界杯技术挑战赛冠军、仿真救援组冠军和小型组竞赛第四名。

主要课程自动化专业对数学、物理、计算机、外语、电子技术和信息处理等基础知识有较高的要求。

除通识和大类课程外，主要专业课程包括：⑴专业基础课――电路原理、电子技术基础、信号与系统、微机原理与接口技术、软件技术基础、数字信号处理、计算机网络等。

⑵专业核心课――自动控制原理、过程控制工程、现代传感技术、过程检测系统、计算机控制系统与软件、计算机控制装置及仪表、电气控制技术等。

测控技术与仪器专业介绍本专业以光、机、电、计算机一体化为特色，培养具有现代科学创新意识、知识面宽、基础理论扎实、计算机和外语能力强，可从事计算机应用、电子信息、智能仪器、虚拟仪器、测量与控制等多领域的产品设计制造、科技开发、应用研究、企业管理等多方面的高级工程技术及经营管理人才。

同时因为他们专业知识面宽广，具有很强的适应能力和广泛的发展空间，也可从事计量、测试、控制工程、智能仪器仪表、计算机软件和硬件等高新技术领域的设计、制造、开发和应用等工作，转行比较容易。

测控技术自古以来就是人类生活和生产的重要组成部分。

最初的测控尝试都是来自于生产生活的需要，对时间的测控要求使人类有了日晷这一原始的时钟，对空间的测控要求使人类有了点线面的认识。

现代社会对测控的要求当然不会停留在这些初级阶段，随着科技的发展，测控技术进入了全新的时代。

一、测控的几个重要过程及其新技术1.信号采集在信号采集环节，主要是采集对象发出的各种信号，再将这种信号转换成电信号，以便于后续的处理。

对象发出的信号大多数是通过传感器来采集的，包括物理信号（如温度、流量、压力等）和化学信号（如湿度、气味等）两大类，当然还包括不能归为这两类的一些信号，如可靠性、价格等。

而开关量信号（带有数字信号的特征）则主要是靠带有单片机电路的仪器，如无纸记录仪，进行采集。

此外，某某某像信号自然是由摄像装置来进行采集。

传感器是一种将物理量，化学量，生物量等转换成电信号的器件。

输出信号有不同形式，如电压、电流、频率、脉冲等，能满足信息传输、处理、记录、显示、控制要求，是自动检测系统和自动控制系统中不可缺少的元件。

光导纤维的应用是传感器材料的重大突破，其最早用于光通信技术。

光纤传感器与传统传感器相比，灵敏度高，结构简单，体积小，耐腐蚀，电绝缘性好，光路可弯曲，便于实现遥测等。

光纤传感器与集成光路技术相结合，加速光纤传感器技术的发展。

将集成光路器件代替原有光学元件和无源光器件，使光纤传感器有高的带宽低的信号处理电压，可靠性高，成本低。

检测技术与自动控制工程基础材料成型及控制工程专业(必修)课程讲义南京农业大学工学院机械工程系机电工程教研室2012年1月第一章检测系统概论1.1 概述1.1.1 认识检测(测试)技术的重要性1、认识检测技术●检测是科学地认识各种现象的基础性的方法和手段。

●检测技术是所有现代科学技术的基础。

●检测技术是科学技术的重要分支,是一门具有特殊性的专门科学和专门技术,又称测试技术。

●现代科学技术的发展,尤其是计算机技术、通信技术、微电子技术等学科的迅猛发展，推动了检测技术的飞速发展，反过来，检测技术的发展又进一步推动了现代科学技术在工程实践中的应用，加快了科学技术向生产力的转化过程。

2、检测技术的作用●检测技术在国民经济各个部门和科学研究各个领域的应用日益广泛，已成为促进生产和科学技术发展的有力手段，使用先进的检测技术是科学技术现代化的重要标志之一，是科学技术现代化必不可少的条件。

●利用检测技术手段，可以有效地揭示出表征各种生产工艺和技术操作过程特征的有关物理参量，能更深刻地认识和把握客观过程的本质和规律性，从而有利于生产工艺和生产设备的研究与改造。

●检测反馈环节是构成高精度闭环控制系统的必要环节，检测技术的发展推动了生产过程的机械化与自动化水平，推动了科学技术向高、精、尖方向的发展，例如机器人技术、海洋石油钻探、航空航天以及外太空探索等都依赖高精度、高可靠性的检测技术的发展。

●检测动态物理量。

对于从事机械制造业的工程技术人员，不仅面临着静态几何量的测量，随着科学技术的发展，还越来越多地面临着许多不可避免的动态物理量的检测（如位移、振动、力、流量、温度、噪声等）。

这些动态量的检测，大量地使用非电量电测法，即通过传感器将被测量变换为电量，而后，要对电信号进行各种变换与处理来达到最终的检测目的。

P1机床动态量检测例子。

●机械工程中许多理论和计算方法只具有粗略估算性质，往往不是很准确，因此只能通过测试获得数据并进行分析，才能了解与实际工况较接近的承载及变形情况、动态过程的载荷特征和运动参数的情况。