电子测量与检测
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电子测量与检测 B. 陈宝玉 E-mail : [email protected] 电子与电气学院. 绪 论. 课程简介: 电子测量与检测技术是一门综合性的课程,是自动检测技术及自动转换技术的核心内容,是信息技术的重要组成部分,是在物理学、电工学、电子学、计算机、自动控制等课程基础上开设的一门重要专业课程。. 总课时: 16 周 ×3=48 学时 课程教材: 《 自动检测技术及应用技术 》 机械工业出版社 主编:梁森. 课程内容:.

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Presentation Transcript

电子测量与检测B

陈宝玉

E-mail:[email protected]

电子与电气学院


绪 论

课程简介:电子测量与检测技术是一门综合性的课程,是自动检测技术及自动转换技术的核心内容,是信息技术的重要组成部分,是在物理学、电工学、电子学、计算机、自动控制等课程基础上开设的一门重要专业课程。

  • 总课时:16周×3=48学时

  • 课程教材:

  • 《自动检测技术及应用技术》机械工业出版社 主编:梁森


课程内容:

它主要研究信息提取与处理的理论、方法及技术,使学生了解检测与转换技术基本知识,掌握检测系统各组成部分工作原理,具有合理选择工业常用传感器以及设计其专用信号转换调理电路的能力。

内容如下

线


检测(Detection)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。


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。



遥感技术系统:

是一个从地面到空中直至空间;从信息收集、存储、传输处理到分析判读、应用的完整技术系统。


红外扫描区域

检测技术在卫星中的应用

人造卫星


检测技术在海啸预报中的应用

浮标

海浪振动检测系统

深海地沟




在航空、航天技术领域,仅阿波罗10号飞船就使用了数千个传感器对3295个测量参数进行监测。


在兵器领域中,使用了诸如机械式、压电、电容、电磁、光纤、红外、激光、生物、微波等等传感器,以实现对周围环境的监测与目标定位信息的收集,从而更好的解决了安全、可靠的防卫能力。


二、工业检测技术涉及的内容

热工量:

  • 温度t(℃ 、K、℉ )

  • 例:0 ℃等于32 ℉ , 20 ℃等于68 ℉ , 100 ℃等于212 ℉

  • 压力(压强)p(Pa)、压差Δ p、真空度、流量q(t、m 3)、流速v(m/s)、物位、液位h(m)

    机械量:

  • 直线位移x(m)、角位移α、速度、加速度a( m/s2) 、转速n(r/min)、应变 ε (m/m )、力矩T(Nm)、振动、噪声、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

    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、断裂等)

    电工量(U、I、f、R、Z、E、B ……在电工、电子等课程中讲授,大多数不属于本课程的范围。)


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


一种典型的自动检测系统

(检测系统在发电厂的应用)


传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件


能将温度转换为电压的传感器传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件—热电偶


模拟显示的传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件特点:直观

目前常用的显示器有四类:模拟显示、数字显示、图象显示及记录仪等


光柱也属于模拟显示传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件

光柱显示的特点:

一目了然


数字式仪表传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件

数字式仪表的特点: 准确,但最后一位经常跳动不止。

热敏电阻


Led lcd
LED传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件亮度高、耐振动;LCD耗电省、集成度高,但不利于夜间观察。

LED、LCD的特点:


带背光板的传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件LCD可以在夜间观看


图像显示传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件

特点——

能显示复杂的图形和曲线,

但价格昂贵。


Rs 232
传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件RS-232接口的万用表及图像显示

特点——

能在计算机中存储测量到的波形及数据,可随时重放,价格适中。


记录仪传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件

主要用来记录被检测对象的动态变化过程。


无纸记录仪传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件

主要用来记录和存储被检测对象的动态变化过程。


数据处理装置传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件

数据处理装置主要是指计算机,将复杂的系统用到频谱分析仪。


执行机构传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件

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,它们在电路中是起通断、控制、调节、保护等作用的电器设备。

继电器插座


各种继电器传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件


电磁铁传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件—能产生机械力


加上额定电压后,电磁阀门导通,传感器:指一个能将被测的非电量变换成电量的器件被控对象可以是液体或气体。

电磁阀门

电磁阀门的控制线圈

电磁阀门只有通断两种状态。

流体


加上控制信号,电磁调节阀在电动机的控制下,可以逐渐开合加上控制信号,电磁调节阀在电动机的控制下,可以逐渐开合

电磁调节阀 ——用于控制流量的大小


单向使用加上控制信号,电磁调节阀在电动机的控制下,可以逐渐开合

小型电磁调节阀


电磁阀的开合度和速度都能调节加上控制信号,电磁调节阀在电动机的控制下,可以逐渐开合

电磁调节阀内部结构


利用电动力调节球阀的角度,从而控制阀门的通流能力。利用电动力调节球阀的角度,从而控制阀门的通流能力。

球阀

出水管


伺服型利用电动力调节球阀的角度,从而控制阀门的通流能力。

雷达天线

伺服电动机可以正转、反转、快转、慢转


报警器利用电动力调节球阀的角度,从而控制阀门的通流能力。

报警灯及喇叭


在民用工业生产中,传感器也起着至关重要的作用。如在民用工业生产中,传感器也起着至关重要的作用。如一座大型炼钢厂就需要2万多台传感器和检测仪表

炼铁高炉监控与传动系统


  • 大型的在民用工业生产中,传感器也起着至关重要的作用。如石油化工厂需要6千台传感器和检测仪表


一部在民用工业生产中,传感器也起着至关重要的作用。如现代化汽车需要90多只传感器

一台复印机需要20多只传感器


日常生活中的电冰箱、洗衣机、电饭煲、音像设备、电动自行车、空调器、照相机、电热水器、报警器等家用电器都安装了传感器;日常生活中的电冰箱、洗衣机、电饭煲、音像设备、电动自行车、空调器、照相机、电热水器、报警器等家用电器都安装了传感器;


在医学上,人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的准确诊断与监控都需要借助各种传感器来完成。在医学上,人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的准确诊断与监控都需要借助各种传感器来完成。


1.在医学上,人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的准确诊断与监控都需要借助各种传感器来完成。不断提高检测系统的测量精度、量程范围、延长使用寿命、提高可靠性:

随着科学技术的不断发展,人们对检测系统的测量精度要求也相应地在提高。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的提高。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。目前,人们正在不断努力进一步提高检测系统的各项性能指标。

四、检测技术的发展趋势


将量程切换到在医学上,人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的准确诊断与监控都需要借助各种传感器来完成。2V时,最小显示值为1μV

提高测量精度

[数字电压、欧姆表]


提高可靠性在医学上,人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的准确诊断与监控都需要借助各种传感器来完成。

承受剧烈振动


2. 在医学上,人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的准确诊断与监控都需要借助各种传感器来完成。应用新技术和新的物理效应,扩大检测领域

月球车


火星车在医学上,人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的准确诊断与监控都需要借助各种传感器来完成。


在医学上,人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的准确诊断与监控都需要借助各种传感器来完成。惠更斯”号登陆土卫六的效果图

土卫六表面


安全检查在医学上,人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的准确诊断与监控都需要借助各种传感器来完成。


可拍照的手机在医学上,人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的准确诊断与监控都需要借助各种传感器来完成。

3.发展集成化、功能化的传感器


4.在医学上,人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的准确诊断与监控都需要借助各种传感器来完成。采用计算机技术,使检测技术智能化

面部识别技术


单片机芯片在医学上,人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的准确诊断与监控都需要借助各种传感器来完成。


5. 在医学上,人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的准确诊断与监控都需要借助各种传感器来完成。发展网络化传感器及检测系统


小 结在医学上,人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的准确诊断与监控都需要借助各种传感器来完成。

检测定义

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

检测技术的发展趋势


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