智能化、虚拟化、网络化、微型化、多参数化
四、检测技术的基本概念
检测的基本概念
利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，通过测量 的方式获得生产、科研、生活等各方面的有关信息。 检测过程： 信息提取、信号转换存储与传输、显示记录、分析处理
检测技术： 检测方法、检测结构、检测信号处理 --- 综合性技术
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检测技术的重要性：
产品检验和质量控制的重要手段 大型设备的安全、经济运行监测 自动化系统中的重要组成部分 检测技术的发展推动着科学技术的发展 （科学技术的发展带动检测技术发展）
地位：
与生产、生活、科技关系密切，在人类的一切活动领域 都占有重要地位。
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• 工业生产
检测技术是带动国民经济增长的一个 关键领域 在美国：检测技术占4%，拉动经济增长66%
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例：某指针式万用
表的面板如图所示， 问：用它来测量直流 、交流（~）电压时， 可能产生的满度相对 误差分别为多少？
例：用指针式万用 表的10V量程测量 一只1.5V干电池的 电压，示值如图所 示，问：选择该量 程合理吗？
用2.5V量程测 量同一只1.5V干 电池的电压，与 上图比较，问示 值相对误差哪一
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检测的分类
* 按被测量值的物理属性分类： 电量、非电量 * 按检测原理分类（物理的、化学的、生物学的）： 电磁法、光学法、超声法、核辐射法、电化学分析等 * 按检测方法分类：
动态和静态、主动和被动、直接与间接、 接触式与非接触式、
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静态测量
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对缓慢变化的对象进 行测量亦属于静态测量。
最高、最低 温度计
(1) 检测技术在工业生产领域的应用
在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位…. 离线检测：零件参数、尺寸与形位公差、品质参数 作用：现代工程装备中，检测环节的成本约占50~70%
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各种自控系统中，测试环节起系统感官的作用，是其重要组成部分。
a) 生产加工过程参数监测
切削力测量，机床振动测量、加 工噪声测量，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。
发动机：向发动机的电子控制单元（ECU）提供发动机的工作状况信息， 对发动机工作状况进行精确控制 温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和爆震传感器等
底 盘：控制变速器系统、悬架系统、动力转向系统、制动防抱死系统等 车速、踏板、加速度、节气门、发动机转速、水温、油温
车 身：提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等 温度、湿度、风量、日照、加速度、车速、测距、图象等
个大？
误差产生的因素：1.粗大误差
明显偏离真值的误差称为粗大误差，也叫过失 误差。粗大误差主要是由于测量人员的粗心大意及 电子测量仪器受到突然而强大的干扰所引起的。如 测错、读错、记错、外界过电压尖峰干扰等造成的 误差。就数值大小而言，粗大误差明显超过正常条 件下的误差。当发现粗大误差时，应予以剔除。
1.1 检测技术的概述
一、检测技术的地位 1. 信息化是科学技术发展的必然
历史时代： 手工化
机械化
自动化 信息化 …
生产方式：
人与简 单工具
动力机 与机械
自动测 量控制
智能机 械装置
…
1
2.信息获取即检测
…
信息
获取 传输 处理 控制
• 获取信息 是控制系统信息源头
二、检测技术的作用
• 检测技术是科学研究的先行官
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 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 遥控接收：红外检测---光敏二极管、光敏三极管 可视对讲、可视电话：图像获取---面阵CCD
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家用电器检测技术
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”
俄国化学家门捷列夫指出“科学是从测量开始的，没有 测量就没有科学”
近80年来，与科学仪器密切相关的诺贝尔奖获得者达38人
检测是科学地认识各种现象的基础性的方法和手段。从这种意义上 讲，检测技术是所有科学技术的基础，是知识的起点，也是你进入科学 殿堂的开端。
动态测量
地震测量 振动波形
直接测量
电子卡尺
间接测量
对多个被测量进行测量，经过计算求得被 测量（阿基米德测量皇冠的比重）。
接触式测量
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非接触式测量
例：雷达测速
车载电子警察
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离线测量
产品质量检验
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在线测量
在流水线上，边加工，边检验，可提高产品的 一致性和加工精度。
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测量误差及分类
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防非典首都机场三秒测体温（非接触式） B超
非接触式红 外测温
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智能电子警察监测系统
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自动收费系统
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检测技术与环境保护
NO2
O2
SO2
CO
CO2
H2S H2O
HCl HF NH3
dust
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三、现代检测技术的发展趋势
• 提高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。
绝对误差：
Δ =Ax－Ａ0
(1-1)
Байду номын сангаас
某采购员分别在三家商店购买100kg大米、 10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg，但 该采购员对卖巧克力的商店意见最大，是何原因？
仪表的准确度等级和基本误差
例：某指针式电压表的精度为2.5级，用它 来测量电压时可能产生的满度相对误差为 2.5% 。
液化气烟雾报警器 摄像机
遥控器
智能洗衣机
空调
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检测技术在日常生活中的应用：与日俱增
医疗卫生：
体温计：接触式---水银，非接触式---红外传感器 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
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检测技术在医疗及人体医学上的应用
胎儿心电图仪 心电监护仪 监测血压、心律、呼吸、血氧饱和度等各种生命体征
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b) 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。
c) 在汽车中的应用日新月异
汽车传感器：汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核心技术内容 普通轿车：约安装几十到近百只传感器， 豪华轿车：传感器数量可多达二百余只。