传感器与检测技术1
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第1章 传感器与检测技术基础检测技术是人们认识和改造世界的一种必不可少的重要技术手段。
而传感器是科学实验和工业生产等活动中对信息资源的开发获取、传输与处理的一种重要手段。
我们已经知道,对于电量参数的测量具有测量精度高、反应速度快、能自动连续地进行测量、可以进行遥测、便于自动记录、可以与计算机方便地连接进行数据处理、也可采用微处理器做成智能仪表、能实现自动检测与转换等一系列优点。
但是在工程上和实际的测量中,所需要测量的参数往往有相当大的部分为非电量,例如温度、位移、压力、流量等,所以通常就把将这些非电量转换为电信号输出的装置或设备称为传感器。
传感器与检测技术是一门随着现代科学技术发展而迅猛发展的综合性技术学科,广泛应用于人类的社会生产和科学研究中,起着越来越重要的作用,成为国民经济发展和社会进步的一项必不可少的重要技术。
检测的基本任务就是获取有用的信息,通过借助专门的仪器、设备,设计合理的实验方法以及进行必要的信号分析与数据处理,从而获得与被测对象有关的信息,最后将结果提供显示或输入其他信息处理装置、控制系统。
因此,传感器与检测技术属于信息科学范畴,它与通信技术、计算机技术一起分别构成信息技术系统的“感官”、“神经”和“大脑”,是信息技术的三大支柱(传感技术、通信技术和计算机技术)之一。
检测技术的发展与生产和科学技术的发展是紧密相关的,它们互相依赖、相互促进。
现代科技的发展不断地向检测技术提出新的要求,推动了检测技术的发展。
与此同时,检测技术迅速吸取各个科技领域(如材料科学、微电子学、计算机科学等)的新成果,开发出新的检测方法和先进的检测仪器,同时又给科学研究提供了有力的工具和先进的手段,从而促进了科学技术的发展。
在各种现代机械设备的设计和制造中,检测技术的成本已达到设备系统总成本的50%~70%。
据资料统计:一辆汽车需要30~100余种传感器及配套检测仪表用以检测车速、方位、转矩、振动、油压、油量、温度等;而一架飞机需要3600余种传感器及配套检测仪表用来监测飞机各部位的参数(压力、应力、温度等)和发动机的参数(转速、振动等)等。
第一章绪论1课程简介【引题,作为整门课程的开始,开篇引题要能抓住学生兴趣】设计1:带几个机器人去教室,演示机器人功能,以其中一个机器人(排雷机器人)为例,提问:以这个排雷机器人为例,分析一下它具体实现了哪些功能?首先,当地面有雷的时候,它能够“看”到。
然后,它能将“看”到的信息,通过它的“神经”,也就是这些数据线,传达给它的“大脑”。
它的大脑就做出反应:此处有雷。
引出:这其实也就是我们这门课程中,主要研究的问题:怎样让一个系统去感知它周围的世界,然后,把它所感知到的信息,传递给它的大脑,来完成相应的系统任务。
(接课程内容)提到武器测试技术这个名词,我们可能都不陌生,我们在很多新闻、书籍、电影乃至动画片当中,都见到过关于武器测试技术的片段(图1.1 武器测试技术应用)。
如果我们把研究的对象放宽,那测试技术可以说遍布我们身边的方方面面(图1.2 测试技术的应用)。
仔细看一看这些系统我们能够发现,它们的基本任务大体一致:将研究目标的相关信息检测出来,再传输给系统,来完成相应的系统任务。
1.1课程内容也就是说,我们这门课当中的主要内容:1、是系统感知世界的感官,也就是传感器。
2、是我们怎样利用这些感官,以及这些感官所感知到的信息(测试技术)。
3、最后,我们一起来简单的了解一下这门学科当前的应用以及未来的发展趋势。
图1.3 课程内容及学时安排我们这门课的主要内容,就一起来学习一下,作为一个电气系统,它们用什么来感知外界的信息(传感器),又如何对感知到的信息加以处理,并应用到系统中去的(测试技术),最后,我们一起来简单的了解一下这门学科当前的应用以及未来的发展趋势。
1.1.1章节内容1.1.2学时安排1.2课程特点1.2.1涉及范围广传感器部分物理电路模拟电路测试技术部分信号与系统电路模拟电路自动控制原理单片机原理1.2.2知识点零散1.2.3贴近工程应用1.3学习要求1.3.1课上:认真听讲、记好笔记1.3.2课后:按时、独立完成作业1.3.3实验:充分预习,勇于实践1.4参考书目1.4.1《传感器与检测技术》魏学业主编人民邮电出版社1.4.2《传感器与自动检测技术》张玉莲主编机械工业出版社1.4.3《现代传感器技术》徐群和主编科学出版社1.4.4《传感器与的检测技术》李增国主编北京航空航天大学出版社1.4.5《MATLAB基础与应用教程》蔡旭晖等著人民邮电出版社1.4.6《LabVIEW程序设计基础》德湘轶主编清华大学出版社2产生背景【引题】这门学科是如何产生的呢?我们已经知道,这是一门主要研究传感器原理和使用方法的学科,那么,这门学科是怎样产生的呢?2.1生物能够感知外界信息人们从很早就知道,生物,可以通过视觉、听觉、味觉等形形色色的感官感知我们周围的世界(图1-4~图1-6)。