第1章 检测技术概述

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,中南大学信息科学与工程学院,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,中南大学信息科学与工程学院,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,中南大学信息科学与工程学院,第一章 检测技术概述,主要内容：,一、检测技术的基本概念,二、检测技术的地位和作用,三、检测系统构成,四、检测技术的主要研究内容,五、检测技术的发展方向,一、检测技术的基本概念,式中：,x,被测量值；,q,标准量，即测量单位；,n,比值（纯数），含有测量误差。,测量：,以确定被测对象属性量值为目的的全部操作。所以测量也就是将被测量与同种性质的标准量进行比较,确定被测量对标准量的倍数。它可由下式表示,:,或：,检测技术：,也称测试技术，是具有试验性质的测量，泛指测量和试验两个方面的技术。,被测量,:,（被测对象的属性量值）,全部操作：,一个完整的检测过程包括信息的提取、信号的转换存储与传输、信号的显示记录、信号处理和分析,物理量（光、电、力、热、磁、声、,）,被测对象：,宇宙万物（固液气体、动物、植物、天体,）,化学量（,PH,、成份,）,生物量（酶、葡萄糖、,）,一、检测技术的基本概念,例一、确定某人的身高,通常采用标准长度的米尺,(,一个预定标准,),对其进行测量，通过被测量与预定标准之间的定量比较，从而得到此人实际的身高,(,被测对象的数值结果,),。,一、检测技术的基本概念,例二、汽车乘坐舒适性的台架试验,一、检测技术的基本概念,二、检测技术的地位和作用,信息流是客观世界的一个主流,物料流,能量流,信息流,客观世界,信息流组成,信息,获取,处理,传输,利用,信息获取是信息流的一环。,获取信息,是仪器科学的基本任务,仪器仪表是信息产业的,重要组成部分,仪器仪表是信息工业的,源头,二、检测技术的地位和作用,二、检测技术的地位和作用,检测技术的作用,工业生产的,倍增器,科学研究的,先行官,社会上的,物化法官,a,）机械手、机器人中的传感器,转动,/,移动位置传感器、力传感器、视觉传感器、听觉传感器、接近距离传感器、触觉传感器、热觉传感器、嗅觉传感器。,在各种自动控制系统中，测试环节起着系统感官的作用，是其重要组成部分。,密歇根大学的机械手装配模型,机器狗,检测技术在工业生产领域的应用,二、检测技术的地位和作用,b),生产加工过程参数监测,切削力测量，机床振动测量、加工噪声传感器，转速、扭矩测量、温度测量、机架及受力件的应力测量、电机参数测量等。,密歇根大学数字化工厂,二、检测技术的地位和作用,c),流程工业设备运行状态监控,在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上设备运行状态关系到整个生产线流程。通常建立,24,小时在线监测系统。,基于设备的检查和检测，通过计算机处理数据，掌握和评估设备状态、预测故障。,二、检测技术的地位和作用,检测技术在日常生活中的应用与日俱增,家用电器：,数码相机、数码摄像机：自动对焦,-,红外测距传感器,数字体温计：接触式,-,热敏电阻，非接触式,-,红外传感器,自动感应灯：亮度检测,-,光敏电阻,空调、冰箱、电饭煲：温度检测,-,热敏电阻、热电偶,电话、麦克风：话音转换,-,驻极电容传感器,遥控接收：红外检测,-,光敏二极管、光敏三极管,办公商务：,可视对讲、可视电话：图像获取,-,面阵,CCD,扫描仪：文档扫描,-,线阵,CCD,红外传输数据：红外检测,-,光敏二极管、光敏三极管,医疗卫生：,电子血压计：血压检测,-,压力传感器,血糖测试仪、胆固醇检测仪,-,离子传感器,二、检测技术的地位和作用,二、检测技术的地位和作用,科学研究的先行官,许多重要的科学分支的确立和发展归功于重要的科学仪器装置的研制成功。色谱仪的发明产生了色谱学，光谱仪的发明产生了光谱学,。,诺贝尔奖获得者,R.R.Ernst,说,“,现代科学的进步越来越依靠尖端仪器的发展,”,。,科学仪器是科学技术发展的重要前提和根本保障；,约有三分之一的诺贝尔物理和化学奖授予了那些在测试仪器方面有创新的科学家。,检测技术在航天领域举足轻重,“,神舟七号”载人航天工程由测控通信系统、着陆场系统、发射场系统、航天员系统、飞船系统、火箭系统、空间应用系统七大部分组成。,测控通信系统主要任务是跟踪和获取航天器的各种信息，进行计算、处理和分析，从而对航天器进行控制和管理。,要负责运载火箭和神舟七号载人飞船的轨道测量、图像及遥测监视、遥控操作、话音通信、飞行控制等。,如果没有测控通信系统，飞船就会像断线的风筝一样失去控制，后果将不堪设想。可以说，测控通信系统是对飞船进行指挥控制的灵魂，在载人航天工程中起着举足轻重的作用。,二、检测技术的地位和作用,“,阿波罗,10”,：,火箭部分,-2077,个传感器,飞船部分,-1218,个传感器,检测参数,坐标、速度、加速度、温度、压力、振动、流量、应变、航天员的生理参数等。,神州飞船：,185,台（套）仪器装置,飞行器测控,-,飞船飞行轨道及姿态的计算与控制、设备的工作状态监测,火箭测控,-,检测火箭飞行状况、姿态、轨迹,二、检测技术的地位和作用,二、检测技术的地位和作用,社会的“物化法官”,检查产品质量,监测环境污染,识别指纹假钞,查服违禁药物,二、检测技术的地位和作用,总结：,检测技术广泛应用于工农业生产、科学研究、航空航天、交通运输、医疗卫生及日常生活的每一个领域，是人类科学认知客观世界的手段，起着人的感官的作用。,三、检测系统的构成,力,位移,速度,加速度,压力,流量,温度,电阻式,电容式,电感式,压电式,热电式,光电式,磁电式,电桥,放大器,滤波器,调制器,解调器,运算器,阻抗变换器,笔式记录仪,光线示波器,磁带记录仪,电子示波器,半导体存储器,显示器,磁卡,数据处理器,频谱分析仪,FFT,实时信号分析仪,电子计算机,被测对象,传感器,中间变换,测量装置,信号显示及记录装置,信号处理分析装置,激发装置,典型测试系统框图,检测系统：,包含对被测量进行检出、变换、传输、分析、处理、判断和显示等不同功能环节所构成的一个总体。,四、检测技术的主要研究内容,1,、发现和应用新的测量原理，从事相应传感器的开发研究；,2,、选择合适的测量原理，确定测量方法；,如：电测法和非电测法、直接测量与间接测量、绝对测量与相对测量、开环测量与闭环测量等。,3,、设计或选用各类装置组成测试系统；,4,、测量数据的分析处理，得出符合客观实际的结论。,测试技术是指测试过程中所涉及的测试理论、测试方法、测试设备等等。,五、现代检测技术的发展趋势,提高自动检测系统的检测分辨率、精度、稳定性和可靠性；,利用新技术新原理研制新型传感器，以组成新型的自动检测系统和填补自动检测系统的空白；,微电子技术、微型计算机技术与传感器技术相结合构成新一代的智能化自动检测系统；,采用多传感器去探索检测线的、面的和体的空间参数及综合参数，以构成特殊的自动检测系统。,智能化、虚拟化、网络化、微型化、多参数化,