《自动检测技术》绪论

绪 论,自动检测技术共13章，按传感器的工作原理划分章节，第一章介绍测量的基本概念；211章，每章介绍一个大类传感器的原理及应用；第12章介绍抗干扰技术。第13章介绍传感器的综合应用。 绪论主要介绍检测技术的定义、检测技术在国民经济中的地位和作用、工业检测技术涉及的内容、自动检测系统的组成，介绍检测技术中经常使用到的系统框图、传感器 、信号调理电路 、显示器、执行机构等的含义，举例说明自动检测系统的组成，介绍检测技术的发展趋势。根据多年的教学经验，介绍了本课程的任务、学习方法，以及课程配套教辅网站和参考阅读资料的使用。,2018/10/16,2,0.1 检测技术在国民经济中的地位和作用 0.2 工业检测技术的内容 0.3 自动检测系统的组成 0.4 自动检测系统举例 0.5 检测技术的发展趋势 0.6 本课程的任务和学习方法,自动检测技术及应用 绪论 目录,0.0 检测技术的定义,利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法，赋予定性或定量结果的过程，称为检测技术。 能够自动地完成整个检测处理过程的技术称为自动检测技术。,例：曹冲称象,方法：比较法；,装置：船、石头、小秤；,检查、测量，从而得到：,定性、定量的结果。,一、检测技术在国民经济中的地位和作用。,神舟飞船回收过程 的测控技术,检测技术在卫星中的应用,红外扫描区域,人造卫星,北京天安门金水桥,北京天安门金水桥,金水桥,、,检测技术在海啸预报中的应用,海浪振动检测系统,浮标,深海地沟,生命探测仪在地震中的应用,生命探测仪原理,雷达信号发送器连续发射电磁信号，对一定空间进行扫描.，接收器不断接收反射信号。 如果被探测者保持静止,返回信号频率不变。如果目标在动,则产生多普勒信号。,通过接收的信号进行算法处理，就可以判断目标是否有心跳、呼吸和移动。,检测技术在飞机安全检查中的应用,二、工业检测技术涉及的内容,热工量（ t、 p、 q、h）： 温度t（ 、K、 ） 例：0 相当于32 ， 20 相当于68 ，100 相当于212 压力（压强）p（Pa）、压差 p 、真空度、 流速v（m/s）、流量q（t、m3 ）、 物位、液位h（m）,工业检测技术涉及的内容（续）,机械量： 直线位移x（m）、角位移、 速度、加速度a（ m/s2） 、振动、噪声、 转速n（r/min）、 力F、力矩T（Nm）、应变 （m/m ）、 质量（重量）m（kg、t） 几何量长度、厚度、角度、直径、间距、 形状、粗糙度、硬度、材料缺陷等,工业检测涉及的内容（续）,物体的性质和成分量： 空气的湿度（绝对、相对）、气体的化学成分、浓度、液体的粘度、浊度、透明度、物体的颜色 状态量： 工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂、振动等） 电工量：U、I、f、R、Z、E、B 绝大多数已在电工、电子等课程中讲授，不属于本课程的范围，仅介绍霍尔电流、电压传感器。,三、自动检测系统的组成,不带微处理器时,自动检测技术系统原理框图,所谓系统原理框图，就是将系统中的主要功能或电路的名称画在方框内，按信号的流程，将几个方框用箭头联系起来，有时还可以在箭头上方标出信号的名称。,人体信息测控过程与自动检测系统的比较,演示,自动检测系统与 人体信息测控过程的 比较,一种典型的自动检测系统,发电厂有上千只传感器，并组成测控系统,航天服与传感器,检测技术在车辆碰撞预防系统中的应用,传感器：在本教材中是指一个能将被测的非电量变换成电量的器件,玻璃温度计是一种传感器，但不属于本教材所讲授的传感器范围。,能将温度转换为电压的传感器热电偶,目前常用的显示器：模拟显示、数字显示、图象显示及记录仪等,模拟显示的特点： 直观、稳定， 但不够准确。,光柱也属于模拟显示,光柱显示的 特点：直观,101线/240°车用光柱 仪表显示,既能用光柱显示被测值，也有数字显示,光柱直观地指示出 储液罐中的液位,设定值,实际值 （分辨力较高）,数字式仪表,数字式仪表的特点： 准确，但最后一位可能会跳动不止。,热敏电阻,LED亮度高、耐振动,LED、LCD显示的比较,LCD耗电省、集成度高，但不利于夜间观察。,带背光板的LCD仪器可以在夜间观看,图像显示,特点能显示复杂的图形和曲线，但价格比数字显示昂贵。,带RS-232接口（或USB接口）的 数字万用表及数据采集功能,能将采集到的波形及数据传送到计算机中，可随时重放。,记录仪,用来记录被检测对象的动态变化过程。,无纸记录仪（动画演示）,重现历史数据和历史曲线。存储硬盘可达几十个T。,数据处理装置,数据处理装置主要是指计算机。可以对振动进行频谱分析等。,执行机构,可拔插的继电器,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，它们在电路中起通断、控制、调节、保护等作用。,继电器结构,1电磁线圈 2铁心 3铁扼 4簧片 5动触点 6动断触点（常闭触点） 7动合触点（常开触点） 8安全试验标记,各种继电器,汽车继电器 （可拔插）,中间继电器,焊接型继电器,可靠性强，但 更换困难,中间继电器及插座,固态继电器,特点：控制功率小、体积小、无火花；但易因过流、过压烧毁，需设置可靠的保护电路。,固态继电器（续）,电磁铁能产生 可控机械力,电磁阀门,电磁线圈通电前，阀芯堵塞管道。通电后，产生电磁力，克服弹簧的弹力，吸引阀芯向上动作，流体回路导通。,流体,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。,电动调节阀 用于控制流量的大小,加上控制信号，电动调节阀在电动机的控制下，可以逐渐开合，开合角度可控，但不会超过90°。,小型电动调节阀,单向使用,电动球阀的解剖及工作原理,利用电动力调节球阀的角度，从而控制阀门的通流能力。,出水口,球阀,电动调节阀的工作过程,在计算机控制下，与电动调节阀同轴的电动机缓慢旋转，从而控制电动调节阀的开、关、或半开、半关,伺服电动机 可以 正转、反转、快转、慢转,伺服型 雷达天线,报警器,报警灯及扬声器,不同颜色表示不同状态,四、自动检测系统举例,自动磨削测控系统,五、检测技术的发展趋势,1不断提高检测系统的测量准确度、量程范围、延长使用寿命、提高可靠性。 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。,提高测量精度,数字式 电压表及 欧姆表,量程切换到2V时，分辨力可达到10V,提高可靠性,火箭内的仪器必须能承受巨大的加速度。,提高可靠性（续）,设想中的月球基地仪器设备必须能承受巨大的温差和宇宙射线辐射。,2应用新技术和新的物理效应，扩大检测领域,月球车,勇气号火星车,好奇号火星车,“惠更斯”号登陆土卫六时拍摄的照片（距离太阳14.3亿公里）,土卫六的表面 （固态甲烷）,表面温度-180,卵形土卫一表面的大陨石坑。 直径130公里，坑底10公里,哈勃天文望远镜（CCD图像传感器） 拍摄的星云照片,哈勃天文望远镜 拍摄的马头座星云照片,毒品检查,3发展集成化、功能化、智能化 传感器,指纹识别门禁,指印智能门禁系统,4采用计算机技术，使检测技术智能化,面部 识别技术,使用模糊（FUZZY）理论计算的电子血压计,振荡法电子血压计是用压力传感器来检测血液流动时血管振动的变化；而传统的柯氏音法血压计是用听诊器听取血液流动时发生的脉冲声。,5发展网络化传感器及及网络化检测系统,网络化传感器,.,图为学生参加检测技术系统的设计和组装,本课程涉及的学科面广，需要理论联系实际，举一反三，富于联想，善于借鉴，关心和观察周围的各种机械、电气、仪表等设备，重视实验，才能学得活、学得好。,六、本课程的任务和学习方法,可以根据专业方向选择各章中的思考题与习题。解题之前，必须理解各章的例题和应用实例。 还必须掌握上网查阅资料的技巧，收集网络有关资料后，才能完成课后的一些习题，这种学习方法有助于读者掌握最新的技术发展和学科动态。 可以从课程配套教辅网站（www.liangsen.net或www.sensor-measurement.net）下载有关章节的多媒体课件和众多的专业拓展阅读资料，了解检测技术的发展历史，了解传感器的选型、安装、调试和使用，以便于更好地理解学习本书各部分时所遇到的知识难点。,各章的思考题与习题,百度网上 检索资料,谷歌网上检索资料,可以从本课程配套网站下载与课程同步的50万字以上的专业阅读资料,“压力传感器”的百度图片搜索界面,“压力传感器”的谷歌图片搜索界面,http:/scholar.google.cn/schhp?hl=zh-CN,百度的“文档搜索”的网址,。,http:/file.baidu.com/,百度的“文档搜索”页面 关键词：“压力传感器”,Filetipe:all,“压力传感器”的“文库”搜索,传感器和测试仪器生产厂商简介,2、,丹麦B&K（振动测量、声学测量领域最富盛名）,美国霍尼威尔公司（有全球著名的传感器技术研究中心）,美国国家仪器公司 （测量分析仪器、计算机虚拟仪器生产商）,http:/www.ni.com/,美国Agilent公司(原惠普公司，著名的测试仪器商),其他国外著名传感器研发生产公司,FLUKE （ 福禄克，红外热象 ）Agilent（安捷伦）、Atmel（爱特梅尔半导体）、Veridicom（指纹 ）、 TI（德州仪器）、Philips（飞利浦）、MAXIM（迈信）、ST（意法半导体）、Motorola（摩托罗拉 ）、Rosemount（罗斯蒙特 ）、Infineon（英飞凌）、STM（德国）、Turck（德国图尔克）、Leuze（德国劳易测光电）、BAUMER（德国堡盟电子）、 Humirel（法国湿度传感器 ）、 Vishay（法国）、Entran（振动）、RICE LAKE（称重）、IMO（英国）等。,