检测技术总结与习题.ppt

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1、基本型检测系统组成框图,物理量化学量生物量,定义组成功能,信号转换去噪,信号离散,信号处理,结果输出,检测系统,检测技术,第一章绪论,测控系统组成框图,反馈通道,第一章绪论,水箱液位控制系统工艺流图,第一章绪论,扰动,液位测控系统组成框图,液位检测系统组成框图,第一章绪论,一、静态特性,1、静态特性参数,（1）零点,（2）量程（测量范围）,X minX max,Y minY max,对应,第二章检测装置基本特性,（3）分辨力,检测装置能够有效辨别最小输入变化量的能力。,（4）精度,反映检测装置的最大测量误差。,例如人体体温计精度：0.1测量范围：3545,2、静态特性质量指标,线性度、滞差、重

2、复性、灵敏度。,第二章检测装置基本特性,3、检测装置的标定,特点：输入确定，测试并对比输出，计算静（动）态质量参数，确定是否合格。,x,yFS,xm,0,y1,y2,国家计量省市级部门用专用标准计量仪器检定,第二章检测装置基本特性,二、动态特性,1、定义,2、要求,第二章检测装置基本特性,3、研究方法,时域瞬态响应法，标准的输入信号阶跃输入。,频域频率响应法，标准的输入信号正弦输入。,4、时域瞬态响应法机电热等一阶模型加阶跃输入。时域输入输出微分方程形式：,复域传递函数,时域响应,第二章检测装置基本特性,例1、压力传感器，测量压力范围为0 100 k Pa,输出电压范围为0 1000mV,实测

3、压力值，传感器输出电压为512mV，标准传感器 输出电压为510 mV。假设此点测量误差最大。,（1）非线性误差。（2）若重复10次测量，最大误差为3 mV。重复性误差。（3）若正反行程各10次测量，正反形成间最大误差为4 mV，求迟滞。（4）设传感器为线性传感器，求灵敏度。,非线性误差,重复性误差,迟滞,灵敏度,例2、说明为何一阶检测装置只能用于测量慢变或低频信号？,例3、减小一阶检测装置动态误差方法,第二章检测装置基本特性,第二章检测装置基本特性,一、电阻应变式传感器,电压,电阻丝半导体,单臂桥差动桥全臂桥,悬臂梁柱式环式轮辐式,工作原理及原理式了解结构特性两者工作原理异同,恒压源、恒流源

4、供电输出表达式应变片接桥形式,了解力与应变关系,第三章 电参量检测装置,二、热电阻式传感器,热电特性,温度补偿温度控制,第三章 电参量检测装置,光敏电阻,t,RT,I0,光照特性光谱特性频率特性温度特性,三、光敏电阻,转换电路,光控开关元件,第三章 电参量检测装置,四、自感式传感器,膜盒连杆等,差动电感传感器,转换电路,力,位移,电感变化,f,S,U0,电压,变气隙变面积螺线管,电桥电路带相敏检波电桥电路,变气隙差动电感传感器灵敏度及优点,电路功能输出电压,第三章 电参量检测装置,五、互感式传感器,膜盒连杆等,差动互感传感器,转换电路,力,位移,互感变化,f,S,U0,电压,工作原理输出电压,

5、差动整流电路相敏检波电路,由等效电路弄懂输出电压推导,电路功能功能分析,第三章 电参量检测装置,六、电涡流式传感器,高频反射式Z=F（,r,f,x）Z=F（x）工作原理,等效电路求Z表达式,测距、探伤、测速,第三章 电参量检测装置,低频透射式,E的大小间接反映了M的厚度t,第三章 电参量检测装置,七、电容式传感器,第三章 电参量检测装置,变间隙变面积变介电常数,变间隙差动电容传感器灵敏度及优点,电桥电路脉冲宽度调制电路双T型电桥,电路功能功能分析,第四章 电量检测装置,一、热电偶传感器,工作原理热电势组成,中间温度定律中间导体定律,EAB（T，T0）=EAB（T，T n)+EAB(T n,T0

6、),EABC（T，T0）=EAB（T，T 0),测量的基础,输出接放大器等,二、压电传感器,正逆压电效应纵向横向压电效应,压电效应的物理解释,压电效应压电效应物理解释,压电元件的连接形式输出及应用场合,电压放大器与电荷放大器功能输出与特点,第四章 电量检测装置,三、磁电传感器,电磁感应定律,恒磁通变磁通,位移,加速度,闭磁路开磁路,第四章 电量检测装置,四、霍尔传感器,霍尔传感器,X(I或B)等,UH,霍尔效应及表达式,线性霍尔元件开关霍尔元件,霍尔元件温度误差产生原因与补偿方法不等位电势误差产生原因与补偿方法,第四章 电量检测装置,五、光电池,光电池,光照度,短路电流,开路电压,工作原理,基

7、本特性,检测元件,开关元件,第四章 电量检测装置,第五章 数字及现代检测装置,一、角度数字编码器,光电码盘,光敏元件处理电路,光照,光强变化,电脉冲,原理式,分辨率,辨向电路工作原理及电路分析,第五章 数字及现代检测装置,二、绝对式角度数字编码器,光电码盘,光敏元件组处理电路,光照,光强变化,对应角度电编码信号,转角计算公式,光电码盘采用循环码盘的原因,第五章 数字及现代检测装置,三、光栅传感器,光栅副,光敏元件处理电路,光照,光强变化,对应位移的计数脉冲,莫尔条纹,辨向电路原理细分电路原理（四细分、电阻连细分）,光栅传感器工作原理莫尔条纹产生原因及功能,第五章 数字及现代检测装置,四、CCD传感器,工作过程,MOS单元势阱产生过程,光注入电注入,三相电脉冲,电荷变电压,第五章 数字及现代检测装置,五、光纤传感器,功能型光纤,光照,传递信息,非功能型光纤,光,光,全反射及其条件,传感,受被测量调制光强、相位、偏振态等变化,梯度型阶跃型,第五章 数字及现代检测装置,六、超声波传感器,发射探头,接收探头,电脉冲,超声波,超声波,电脉冲,液位，流速测量，测距，探伤，清洁，医疗等。,