第2章 检测方法及技术-现代检测技术及仪表-许秀-清华大学出版社

2.3 参数检测基本概念
1. 开环型检测与闭环型检测 开环型检测系统一般由传感器、信号放大器、转换电
路、显示器等串联组成，进入仪表的信息和变换只沿一个 方向传递。
闭环型（反馈型）检测系统信息传递有两个通道，一 个是正向通道，另一个是反馈（反向）通道。正向通道中 的变换器通常是将被测信号转换成电信号，反向通道的反 向变换器则将电信号转换成非电信号。平衡式仪表及检测 系统一般采用这种伺服机构。
由于系统误差的存在，当把被测物与标准比较物的主 次或先后顺序置换过来时，可以排除测量过程中因顺序所 造成的误差影响。 8. 能量变换与能量控制型检测元件 9. 主动探索与信息反馈型检测
2.4 检测系统模型与结构
检测系统的基本功能可总结为信号转换与信号选 择、基准保持与比较和显示与操作三大部分。测量是把 被测量与同种类单位量进行比较，以数值表示被测量大 小的过程，因此，检测仪表中必须具有基准保持部分。 2.4.1 信号转换模型与信号选择性 1. 信号转换的数学模型 2. 信号选择性
第2章 检测方法及技术
2.1 参数检测过程 2.2 参数检测方法 2.3 参数检测基本概念 2.4 检测系统模型与结构 2.5 提高检测精度的方法 2.6 多元化检测技术
2.1 参数检测过程
一般来说，检测的过程就是用敏感元件将被测参数的信 息转换成另一种形式的信息，通过显示或其他形式被人们所 认识。
2.5.2 频域信号选择方法 1. 滤波放大与调频放大方法 2. 陷波放大方法 3. 锁定放大方法
2.6 多元化检测技术
信号转换是检测系统的最前端部分，在复杂的检测系统 中，往往是检测信号里已包含了所需要的信息，但并不能直 接反映所需要的信息。而且在检测精度要求高的情况下，作 为信号转换的传感器往往不止一个。使用多个传感器或不同 类型的传感器群，实现高度智能检测功能，是检测技术发展 的必然趋势。
随着智能化程度的提高，由功能集成型已渐渐发展成为 功能创新型，如复合检测、成像、特征提取及识别等，即运 用多个传感器自身的形态和并行检测结构进行信号处理以得 到新的信息，从而实现高度的智能化检测。这里用“多元化 检测”代表这一类智能检测方法。
设计检测系统时要选择必要的信号，消除其他变量 的影响，以提高检测精度。
2.4.2 检测系统结构分析 一个传感器的输入信号，除被检测参数外，还有其
他未知参数或干扰参数，因此，一般传感器可视为多输 入单输出系统。 1. 补偿结构 2. 差动结构
2.5 提高检测精度的方法
2.5.1 时域信号选择方法 1. 基于同步加算的去噪方法 2. 基于响应速度的分离方法
2.2 参数检测方法
根据敏感元件的不同，参数检测的方法一般可分为： 光学法、力学法 、热学法、电学法、声学法、磁学法、射 线法等方法。
对于同一参数的检测，从原理上讲可以用几种不同的 方法，用不同的敏感元件来实现。但由于被测对象是千差 万别的，敏感元件的特性也不一样，因此在选择敏感元件 时要考虑以下因素。（1）敏感元件的适用范围；（2）敏 感元件的参数测量范围；（3）敏感元件的输出特性。除此 之外，在满足静态和动态精度的要求下，还要考虑敏感元 件的价格、易复制性以及使用时的易安装性等因素。
力、温度、电压等表示作用的大小，与体积、质量无关的 ，称作强度变量。长度、重量、热量、电流等与占据空间 相关，与体积、质量成比例关系的，是容量变量。
பைடு நூலகம். 微差法 此方法是测量被检测量与已知量的差值。这样尽管测
量值的有效数字位数少，只要对差值的检测精度高，也很 容易达到高精度检测的要求。 7. 替换法
4. 偏差法与零位法 用弹簧秤检测重量是最有代表性的偏差检测方法，这
种方法结构简单，测量结果直观，被检测量与测量值的关 系容易理解。偏差法一般都是开环型结构，增益大。
零位法就是反馈型闭环检测方法，采取与同种类的已 知量平衡的方法进行测量。
5. 强度变量检测与容量变量检测 被检测物理量中，有强度变量与容量变量之分。如压
参数检测通常包括两个过程，一是能量（信息）形式一 次或多次的转换，这一过程的目的是将人们无法感受的被测 信息转换成可以被人直接感受的信息（如机械位移、转角、 电压、电流等）。它一般包括敏感元件、信号变换、信号传 输和信号处理等四个部分；二是根据规则将被测参数与相应 的单位进行比较，通过合适的形式给出被测参数的具体信息， 这个过程包括显示装置和与显示装置配套的相关测量电路。
2. 直按检测与间接检测 与同类基准进行简单的比较，就能得到测量值的检测
方法称作直接检测。 间接检测就是测量与被检测量有一定关系的2个或2个
以上物理量，然后再推算出被检测量。 3. 绝对检测与比较检测
绝对检测是指由基本物理量测量而决定被测量的方法 。
与同种类量值进行比较而决定测量值的方法称为比较 检测方法。