第1章检测技术基本知识
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一、填充题
1. 由于被测对象复杂多样,因此检测方法和检测技术也不尽相同,基本检测系统由 、 和 组成。 (传感器、信号调理器、输出环节)
2. 根据测量条件,检测方法有 和 两种。 (等精度测量法、非等精度测量法)
3. 按测量手段分类,检测方法有 、
和 三种。 (直接测量、间接测量、组合测量)
4. 按误差与被测量的关系分类,测量误差可分为 和 两种。 (定值误差、累积误差)
5. 按误差的表示方法分类,测量误差有 、 和 三种。
(绝对误差、相对误差、容许误差)
6. 绝对误差是指 与 之差。 (示值、被测量真值)
7. 传感器由 、 和 组成。 (敏感元件、转换元件、基本转换电路)
8. 衡量传感器静态特性的主要技术指标有 、 、重复性、灵敏性等。
(线性度、迟滞)
9. 测量电桥能把反映被测信号变化的电阻、电容、电感等电抗参数的变化转换成
或 的变化,从而便于信号的放大和处理。 (电压、电流)
10.由R1、R2、R3、R4四个电阻构成的直流电桥,其中R1和R4对臂,R2和R3对臂。当电桥平衡时,其平衡的条件为 。 (R1R4=R2R3)
11.要使直流电桥平衡,必须使电桥相对桥臂电阻值的 相等。 (乘积)
12.采用热电阻作为测量温度的元件是将
的测量转换为 的测量。
(温度、电阻)
第一章 检测技术的基本概念
考核知识点和考核要求:
1、领会:测量的基本概念及测量方法,测量结果的数据统计及处理
2、掌握:测量误差及分类,传感器及其基本特性
3、熟练掌握:绝对误差和相对误差的计算,仪表的精度等级
第一节 测量的基本概念与方法
1)根据测量是否随时间变化:
静态测量。例如:激光干涉仪对建筑物的缓慢沉降做长期监测是静态测量
动态测量。例如:光导纤维陀螺仪测量火箭飞行速度、方向是动态测量
2)根据测量的手段不同:
直接测量:直接读取被测量的测量结果。例如:磁电式仪表测量电流电压、离子敏MOS场效应管晶体测量PH值和甜度
间接测量:对与被测量有确定函数关系的量进行直接测量,再代入函数关系式计算测量量。例如:测量物体密度
3)根据测量结果的显示方式:
模拟式测量和数字式测量(其中:数字式测量比模拟式测量精度要高)
4)根据是否是在生产过程中或流水线上测量:
在线测量。例如:自动化机床边加工边测量,在实际中大多采用在线测量方式
离线测量
5)根据测量的具体手段:
偏位式测量:被测量作用于仪表内部的比较装置,使该比较装置产生偏移量,直接以仪表的偏移量表示被测量的测量方式(直接用偏移量的大小表示测量量)。
例如:弹簧秤测量物体质量,高斯计测量磁场强度。
特点:简单迅速但精度低。易产生灵敏度漂移和零点漂移
零位式测量:被测量与仪表内部的标准量比较,当系统达到平衡时,用已知标准量的值决定被测量的值(标准量的值为测量量的值)。
例如:天平测量物体质量,平衡式电桥测量电阻值。
特点:精度高但平衡复杂。
微差式测量:预先使被测量与测量装置内部的标准量取得平衡,当被测量有微小变化时,测量装置失去平衡,偏位式仪表指示出变化部分的数值(先平衡再有微量变化时)。
例如:天平测量化学药品,钢板厚度测量。
特点:上述两者的综合
第二节 测量误差及分类
1.真值:是指在一定条件下被测量客观存在的实际值。
分类:1)理论真值(例:三角形的内角之和为180°)
引 言 在进入射频测试前,让我们回顾一下单相交流电的基本知识。
一、 单相交流电的产生 在一组线圈中,放一能旋转的磁铁。当磁铁匀速旋转时,线圈内的磁通一会儿大一会 儿小,一会儿正向一会儿反向,也就是说线圈内有呈周期性变化的磁通,从而线圈两端即感生出一个等幅的交流电压,这就是一个原理示意性交流发电机。若磁铁每秒旋转50周,3则电压的变化必然也是50周。每秒的周期数称为频率f,其单位为赫芝Hz。10Hz=千赫69kHz,,10Hz=兆赫MHz,10Hz=吉赫GHz。 在示波器上可看出电压的波形呈周期性,每一个周期对应磁铁旋转一周。即转了2π弪,每秒旋转了f个2π,称2πf为ω(常称角频率,实质为角速率)。则单相交流电的表达式可写成: sin(2ft)sin(t)
V=V=V mm00 2式中V(电压最大值)=V(有效值或V)。t为时间(秒),为初相。 mer.m.s.0二、 对相位的理解 1、 由电压产生的角度来看 ²设想有两个相同的单相发电机用连轴器连在一起旋转,当两者转轴(磁铁的磁极) 位置完全相同时,两者发出的电压是同相的。而当两者转轴错开角度时,用双线示波器0来看,两个波形在时轴上将错开一个角度;这个角度就叫相位角或初相。相位领先为正,滞后为负。 ²假如在单相发电机上再加一组线圈,两组线圈互成90°(也即两电压之间相位差 90°),即可形成两相电机。假如用三组线圈互成120°(即三电压之间,相位各差120°)即可形成三相电机。两相电机常用于控制系统,三相电机常用于工业系统。 2、 同频信号(电压)之间的叠加 当两个电压同相时,两者会相加;而反相时,两者会抵消。也就是说两者之间为复数运算关系。若用方位平面来表示,也就是矢量关系。矢量的模值(幅值)为标量,矢量的角度为相位。 虽然人们关心的是幅值,但运算却必须采用矢量。 虽然一般希望信号相加,但作匹配时,却要将反射信号抵消。 三、
传感器与智能检测技术
主讲:李琦
2010
2联系方式:
办公室:5-109
电话:82312006-202
邮件信箱:liqi82312006@
3主要参考教材:
1.宋文绪等编著.传感器与检测技术北京:高等教育出版社
2.郁有文等编著.传感器原理及工程应用(第三版).西安:
西安电子科技大学出版社,2008
3.徐科军主编.传感器与检测技术.北京:电子工业出版社,
2005
4.吴道悌主编.非电量检测技术.西安:西安交通大学出版
社,2001
请大家准备参考教材,建议大家借阅即可。
4为了将授课内容及作业方便与大家沟通,
希望每位上课同学给我发一个邮件,在主
题栏注明:姓名,学号,学科方向。
内容不用写。
今后同学也可以通过邮件将自己感兴趣的
问题发给我,共同讨论。
收到邮件后会及时回复大家。
邮件信箱:liqi82312006@
5实际应用现场测试问题举例:
水位、温度、流量测量与控制系统
列车轴温测量问题
机械效率检测系统
发动机性能测试系统
卷曲机对中检测系统
带材速度检测
材料表面缺陷检测问题
气味识别检测问题
6水位、温度、流量测量与控制系统
7列车轴温测量问题
8机械效率检测系统
9发动机性能测试系统
10卷曲机对中检测系统
11带材厚度检测
带材速度检测
带材表面缺陷检测
气味识别检测问题
第一章检测技术的基础知识
检测与传感
技术
131.1 检测技术的基本概念
1.1.1 检测系统
检测技术是以研究自动检测系统中的信息
提取、信息转换以及信息处理的理论和技
术为主要内容的一门应用技术科学。
检测系统由被测量、敏感元件、测量电路
和输出单元构成。
14本课程的地位
现代信息技术的三大重要支柱
信息处理信息采集
信息传输
——计算机技术——传感技术
——通信技术发展滞后
突破性进展
151.1.2 智能检测技术
是一门应用科学,研究自动检测系统中的信息提
取、信息转换、信息处理的理论和技术。