现代检测技术PPT课件
合集下载
《现代检测技术,》课件
声学检测技术
利用声波传播，通过检测回波分 析材料性质。
无损检测技术
使用X射线、射线、火烧等无损 手段检测材料缺陷。
质谱检测技术
利用化学方法将物质分离并分析 物质结构。
应用领域
1 医学领域
疾病检测、医疗影像等。
3 环境保护
水、空气等环保领域。
2 制造业
质量控制、产品检测等。
4 野外探测
矿产勘探、灾害救援等。
现代检测技术
现代检测技术是一种综合性的技术体系，涵盖了各种物理、化学、生物、信 息技术等领域，具有极高的精确度和稳定性，广泛应用于各行各业。
定义
涵盖广泛
包括了物理、化学、生物、信息技术等多个领域。
应用广泛
广泛应用于生产、研发、检测等领域。
特点鲜明
精度高、结果稳定、效率快。
分类
光学检测技术
通过光学原理进行观测、分析、 检测。
全面升级
市场需求将不断推动行业全 面升级，技术将更加成熟、 应用将更加广泛。
多元化
与其他领域的融合将解决更 多需求，将出现更多创新应 用方向。
行业整合
行业市场将逐步实现整合， 市场格局可能发生变化，主 流企业竞争将更为激烈。
优势和不足
优势
• 高精度、高效率 • 非破坏性检测 • 多领域应用
不足
• 高昂成本、设备复杂 • 专业性较强 • 部分技术仍处于初级阶段
市场前景
ห้องสมุดไป่ตู้
1
市场需求
各个领域对于检测精度与效率不断提高，对现代检测技术的市场需求日益增长。
2
市场规模
预计2025年全球现代检测技术市场规模将超过1000亿美元，具有良好的发展前 景和广阔的市场空间。
现代检测技术
压电陶瓷在制造时如添加杂质可变化居里温度。加杂质后，晶体其他性能也变化了。
17
§2.2 压电换能器－探头
§2.2.1探头旳种类
压电换能器主要由压电晶片构成。
（2）稳定性好(时间稳定性和温度稳定性)。材料进行老化处理老化。 （3）在换能过程中，波形不失真。机械Q值太大，频带宽度窄，产生波形畸变； （4）对振动方式有特殊旳要求，以便在传声媒质中得到所须波型旳超声波(如纵波、
横波、表面波、板波、弯曲波等) 。 （5）使用条件方面旳特殊要求，如防爆、防腐蚀、防辐射、 防漏、
(一) 压电应变常数(发射敏捷度) d33
施加电压 Ua，使厚度增长 ta ，则
d33
ta Ua
[米 伏]
(二) 压电应力常数(接受敏捷度) g33
厚度t 长a
施加压力 P ，晶体产生电压为 U p ，则
g33
Up P
[米 伏2 牛顿]
(三)压电形变常数 h33
施加一定压力，厚度增长ta ，
h33
Up ta
直流电场E
剩余极化强度
电场作用下旳伸长 (a)极化处理前
制作过程： 配料 混合
(b)极化处理中 粉碎 预烧
剩余伸长 (c)极化处理后 成型 烧成 上电极
极化
测试
电极：陶瓷上镀旳一层金属（银、铜、金和镍）薄膜．
极化：在压电陶瓷上加一种强直流电场，使陶瓷中旳电轴沿电场方向取向排列． 未极化旳压电陶瓷因为其中旳电轴取向杂乱排列，不具有压电效应．
如: 锆钛酸铅PZT—5值 Qm <100。
Qm∝ Ra R0
(六) 自然频率
} Ra
R0
：压电体反谐振时旳阻抗 ：谐振时旳阻抗
相差愈大， Qm 愈高。
第8章 现代检测技术的应用
图8-8 AD590的温度校正误差
误差补偿方法
图8-9 单点调整补偿电路
图8-10 双点调整电路
8.4 物化特性参数检测
8.4.1 微量水分测定
USIUSI-1型微量水分测定仪是利用库仑 法测定气体中微量水分的仪器。 法测定气体中微量水分的仪器。仪器 采用连续取样的方式， 采用连续取样的方式，根据吸湿电解 的原理进行工作。 的原理进行工作。
高压电流/ 8.1.1 高压电流/电压的检测
图8-1 高压电流信号采集通路原理框图
图8-1中，高压交流电流的检测首先通过 电流互感器TA TA将被测高压交流电流转变为 电流互感器TA将被测高压交流电流转变为 霍尔电流传感器LT5能接收的低值信号， LT5能接收的低值信号 霍尔电流传感器LT5能接收的低值信号， LT5的输出信号一方面可以直接用作其他 LT5的输出信号一方面可以直接用作其他 的交流检测与控制信号， 的交流检测与控制信号，另一方面通过 AC/DC转换器转换为直流电流信号 转换器转换为直流电流信号， AC/DC转换器转换为直流电流信号，送到 直流数字面表板显示被测的电流值， 直流数字面表板显示被测的电流值，该直 流信号也可以用来当作其他的直流检测与 控制信号。 控制信号。
8.2.2 加速度检测
图 8-5 加速度信号检测电路原理图
中虚柜内A为压阻式加速度传感器， 图8-5中虚柜内A为压阻式加速度传感器，该电 路中由高输入阻抗运放A1 电阻R1 电容C2 A1、 R1、 C2构 路中由高输入阻抗运放A1、电阻R1、电容C2构 成电荷放大器，其低频响应由C2 R1决定 C2、 决定； 成电荷放大器，其低频响应由C2、R1决定；电 R2是输入电压过大时用来保护运放的电阻 是输入电压过大时用来保护运放的电阻； 阻R2是输入电压过大时用来保护运放的电阻； 由运放A2 电阻R3 R4、电位器RP1电容C5 A2、 R3、 RP1电容C5构成 由运放A2、电阻R3、R4、电位器RP1电容C5构成 调整放大器，调整RP1可获得需要的输出，A2为 RP1可获得需要的输出 调整放大器，调整RP1可获得需要的输出，A2为 电流可编程的运算放大器，为了降低噪声， 电流可编程的运算放大器，为了降低噪声，可 通过调整RP2来给A2送入合适的电流。 RP2来给A2送入合适的电流 通过调整RP2来给A2送入合适的电流。该电路的 输出信号可接至A/D转换、微处理器、 A/D转换 输出信号可接至A/D转换、微处理器、显示等硬 件电路，构成完整的加速度检测系统。 件电路，构成完整的加速度检测系统。
现代监测技术.第四章(一)
2014-9-18 9
由电源配电 回路引入的 干扰
交流供配电线路在工业现场的分布相当于一个吸 收各种干扰的网络, 而且十分方便地以电路传导的形 式传遍各处，经检测装置的电源线进入仪器内部造成 干扰。最明显的是电压突变和交流电源波形畸变，它 使工频的高次谐波 (从低频一直延伸至高频) 经电源 线进入仪器的前级电路。例如，由调压或逆变电路中 的晶闸管引起的大功率高次谐波干扰；又如开关电源 经电源线往外泄漏出的几百千赫兹尖脉冲干扰。
2014-9-18 10
2．通过场的干扰
由电场耦合引起的干扰： 电场耦合实质上是电容性耦合。要减 少电源线对信号线的电场耦合干扰，就必 须减小两者间的分布电容，必须尽量保持 电路和信号线的对地平衡，布线时，多采 用双绞扭屏蔽线。
带电物体产生的电场
2014-9-18 11
由磁场耦合引起的干扰
C型变压器的漏感比 E型的小
第四章 干扰与抑制
电磁波可以通过电网以及直接辐射的 形式传播到离这些噪声源很远的监测装置中。 在工频输电线附近也存在强大的交变电场， 在强电流输电线附近存在干扰磁场，对监测 装置造成干扰。由于这些干扰源功率强大， 要消除他们的影响较为困难，必须采取多种 措施来防护。
2014-9-18
1
电磁兼容（EMC）概念 我国从２０世纪80年代至今已制定了上百个
2014-9-18 8
由共阻抗耦合引起的干扰
当两个或两个以上的 电路共同享有或使用一段 公共的线路, 而这段线路 又具有一定的阻抗时, 这 负载 个阻抗成为这两个电路的 电流 干扰 共阻抗。第二个电路的电 压降 流流过这个共阻抗所产生 正确接线 的压降就成为第一个电路 的干扰电压。常见的例子 负载（喇叭）的电流较大， 是通过接地线阻抗引入的 它与放大器的负电源线共用了 一段地线，在地线的微小电阻 共阻抗耦合干扰。 上产生了压降，造成了干扰。
由电源配电 回路引入的 干扰
交流供配电线路在工业现场的分布相当于一个吸 收各种干扰的网络, 而且十分方便地以电路传导的形 式传遍各处，经检测装置的电源线进入仪器内部造成 干扰。最明显的是电压突变和交流电源波形畸变，它 使工频的高次谐波 (从低频一直延伸至高频) 经电源 线进入仪器的前级电路。例如，由调压或逆变电路中 的晶闸管引起的大功率高次谐波干扰；又如开关电源 经电源线往外泄漏出的几百千赫兹尖脉冲干扰。
2014-9-18 10
2．通过场的干扰
由电场耦合引起的干扰： 电场耦合实质上是电容性耦合。要减 少电源线对信号线的电场耦合干扰，就必 须减小两者间的分布电容，必须尽量保持 电路和信号线的对地平衡，布线时，多采 用双绞扭屏蔽线。
带电物体产生的电场
2014-9-18 11
由磁场耦合引起的干扰
C型变压器的漏感比 E型的小
第四章 干扰与抑制
电磁波可以通过电网以及直接辐射的 形式传播到离这些噪声源很远的监测装置中。 在工频输电线附近也存在强大的交变电场， 在强电流输电线附近存在干扰磁场，对监测 装置造成干扰。由于这些干扰源功率强大， 要消除他们的影响较为困难，必须采取多种 措施来防护。
2014-9-18
1
电磁兼容（EMC）概念 我国从２０世纪80年代至今已制定了上百个
2014-9-18 8
由共阻抗耦合引起的干扰
当两个或两个以上的 电路共同享有或使用一段 公共的线路, 而这段线路 又具有一定的阻抗时, 这 负载 个阻抗成为这两个电路的 电流 干扰 共阻抗。第二个电路的电 压降 流流过这个共阻抗所产生 正确接线 的压降就成为第一个电路 的干扰电压。常见的例子 负载（喇叭）的电流较大， 是通过接地线阻抗引入的 它与放大器的负电源线共用了 一段地线，在地线的微小电阻 共阻抗耦合干扰。 上产生了压降，造成了干扰。
现代分析测试技术PPT课件
气相色谱分析法 高效液相色谱分析
分子质谱分析 原子质谱分析
现代分析测试技术
热分析法 放射化学分析法
14
概
述
按仪器的用途可分为：
1.成分分析类（原子、离子、分子、基团） 如：原子吸收光谱、
红外光谱、X射线衍射等。
2.结构分析类（原子结构、分子结构、晶体结构、微观结构）如：
红外光谱、X射线衍射、透射电镜等。
现代分析测试技术
19
概述部分的要求
1. 了解现代物质分析、仪器分析的概念 2. 掌握现代物质分析有哪几大类分析方法 3. 掌握物相、元素、微观分析的区别 4. 了解现代物质分析的特点、应用范围
现代分析测试技术
20
课堂复习
1. 现代物质分析常用方法（按照原理）有_________、 __________、
• 《仪器分析原理》何金兰等，21教材，科学出版社（2002）
现代分析测试技术
3
其它参考书
物相、元素分析与微观分析的区别
重要
劣质食盐
NaCl KCl Na2SO4 K2SO4
物相
NaCl、KCl、Na2SO4、K2SO4
元素
Na、K、 Cl、 S、O
微观
现代分析测试技术
4
元素分析结果的表征形式:
10
概
述
重要
2. 现代分析测试技术的分析方法
按仪器的工作 原理可分为：
分析方法 （工作原理）
光学分析法 电化学分析法 色谱分析法 质谱分析法 其现代它分分析测析试技方术法 （如：热分析法） 11
光学分析法----按原理分类
重要
光谱法：测量的信号是物质内部能级跃迁所产生的发射、吸收、散
《现代分析测试技术》PPT课件
现代分析测试技术概述
现代分析测试技术概述
２００２年诺贝尔化学奖表彰一是约翰·芬恩与田中耕一“发明了对生物大分 子进行确认和结构分析的方法”和“发明了对生物大分子的质谱分析法”，二 是库尔特·维特里希“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结 构的方法”。
现代分析测试技术概述
分析测试技术的发展史
现代分析测试技术概述
显微技术
透射电镜技术（TEM）
利用电子在磁场中的运动与光线在介质中的传播相似的原理 研制的显微技术。
扫描显微技术
扫描电子显微镜（SEM）
扫描探针显微镜
➢ 扫描隧道显微镜（STM）
➢ 原子力显微镜（AFM） ➢ 弹道电子显微镜（BEEM）
➢ 激光力显微镜（LFM） ➢ 光子扫描隧道显微镜（PSTM）
h0 + h
E0基态， E1振动激发态； E0 + h0 ， E1 + h0 激发虚态；
获得能量后，跃迁到激发虚态.
（1928年印度物理学家Raman C V 发现；1960年快速发展）
现代分析测试技术概述
红外光谱：基团； 拉曼光谱：分子骨架测定；
现代分析测试技术概述
内转换
振动弛豫 内转换
S
现代分析测试技术概述
ICP-AES的原理
现代分析测试技术概述
现代分析测试技术概述
分子中的能级跃迁： 电子能级间跃迁的
同时，总伴随有振动 和转动能级间的跃迁 。即电子光谱中总包 含有振动能级和转动 能级间跃迁产生的若 干谱线而呈现宽谱带
。
现代分析测试技术概述
紫外—可见吸收光谱（UV-vis）
紫外-可见分光光度计
普通蒸馏水的电导率 210-6 S· cm-1 离子交换水的电导率 510-7 S· cm-1 纯水的电导率 510-8 S· cm-1
现代分析测试技术ppt课件
MS） ，液相色谱-质谱联用仪（LC-MS）。 2. 按离子化方式分类
电子轰击质谱（EI-MS），化学电离质谱（CIMS），快原子轰击质谱仪（FAB-MS），电喷雾 电离质谱仪（ESI-MS）等。 3.按质量分析器分类
单聚焦质谱仪，双聚焦质谱仪，四极杆质谱仪， 飞行时间质谱仪，离子阱质谱仪，傅里叶变换质谱 仪等。
核酸等。 4、快原子轰击电离源（FAB）：分析热不稳定、难挥发和强极性的化合物 5、电喷雾电离源（ESI）： “软电离”质谱技术，能快速、准确地测定从小分
11
质谱仪器结构及关键部件
一、进样装置： 间歇式进样系统-气体、液体、中等蒸气压的固体； 直接进样系统-较难气化的固体、热敏性固体及非挥发性液 体；通过色谱仪进 样—混合组分；
二、电离装置：离子化所需要的能量差异→硬电离、软电离；电子电离源EI；化学 电离源CI ；快原子轰击源FAB；大气电离源；
3. 灵敏度：绝对灵敏度—可以检测到的最小样品量；相对灵敏度—可以同时检 测的大组分与小组分含量之比；
9
质谱仪的类型
1.无机质谱仪
火花源双聚焦质谱仪（SSMS），电感应耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和 二次离子质谱仪（SIMS）等。
2.同位素质谱仪
小型低分辨同位素质谱仪：轻元素(H，C，S等) 大型高分辨的同位素质谱仪：重元素(U，Pu，Pb等)
开； 5、经电子倍增器检测，即可得到化合物的质谱图；
6
质谱仪与质谱分析原理进样系统离子源Fra bibliotek质量分析器
1.气体扩散 2.直接进样 3.气相色谱
1.电子轰击 2.化学电离 3.场致电离 4.激光
1.单聚焦 2.双聚焦 3.飞行时间 4.四极杆
质谱仪需要在高真空下工作：离子源（10-3 10 -5 Pa ）
电子轰击质谱（EI-MS），化学电离质谱（CIMS），快原子轰击质谱仪（FAB-MS），电喷雾 电离质谱仪（ESI-MS）等。 3.按质量分析器分类
单聚焦质谱仪，双聚焦质谱仪，四极杆质谱仪， 飞行时间质谱仪，离子阱质谱仪，傅里叶变换质谱 仪等。
核酸等。 4、快原子轰击电离源（FAB）：分析热不稳定、难挥发和强极性的化合物 5、电喷雾电离源（ESI）： “软电离”质谱技术，能快速、准确地测定从小分
11
质谱仪器结构及关键部件
一、进样装置： 间歇式进样系统-气体、液体、中等蒸气压的固体； 直接进样系统-较难气化的固体、热敏性固体及非挥发性液 体；通过色谱仪进 样—混合组分；
二、电离装置：离子化所需要的能量差异→硬电离、软电离；电子电离源EI；化学 电离源CI ；快原子轰击源FAB；大气电离源；
3. 灵敏度：绝对灵敏度—可以检测到的最小样品量；相对灵敏度—可以同时检 测的大组分与小组分含量之比；
9
质谱仪的类型
1.无机质谱仪
火花源双聚焦质谱仪（SSMS），电感应耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）和 二次离子质谱仪（SIMS）等。
2.同位素质谱仪
小型低分辨同位素质谱仪：轻元素(H，C，S等) 大型高分辨的同位素质谱仪：重元素(U，Pu，Pb等)
开； 5、经电子倍增器检测，即可得到化合物的质谱图；
6
质谱仪与质谱分析原理进样系统离子源Fra bibliotek质量分析器
1.气体扩散 2.直接进样 3.气相色谱
1.电子轰击 2.化学电离 3.场致电离 4.激光
1.单聚焦 2.双聚焦 3.飞行时间 4.四极杆
质谱仪需要在高真空下工作：离子源（10-3 10 -5 Pa ）
《现代检测技术》课件
02
电学检测技术如电导率法、伏安 法等，可以检测出食品中的农药 残留、重金属含量等有害物质， 保障食品安全。
化学检测技术在环境监测中的应用
化学检测技术利用化学反应原理，可以对环境中的污染物 进行定性和定量分析。
化学检测技术如分光光度法、色谱法等，可以对大气、水 体、土壤等环境中的有害物质进行监测，为环境保护提供 科学依据。
质勘探等领域。
声学检测技术包括超声检测、声发 射检测和次声检测等。
声学检测技术的发展趋势是高精度 、高分辨率和高灵敏度，如超声相 控阵技术和激光超声技术的应用。
电学检测技术
01
电学检测技术是指利用电学原 理对被检测对象进行测量和检
验的技术。
02
电学检测技术具有测量精度高 、稳定性好和可靠性高等优点 ，广泛应用于电子元器件和集 成电路的缺陷检测等领域。
总结词
现代检测技术的应用涉及数据安全、设备安全和人身安全等问题。
详细描述
数据泄露、设备损坏和人身伤害等安全问题给现代检测技术的应用 带来了风险和挑战。
解决方案
建立完善的安全管理制度，加强数据加密、设备维护和人员安全培 训等工作，确保技术应用的安全可靠。
技术人才培养问题
总结词
现代检测技术需要高素质的技术人才进行研发和应用。
技术应用成本问题
总结词
现代检测技术的应用成本较高，给企 业带来经济压力。
详细描述
解决方案
政府和企业可以共同投资研发，降低 技术应用成本；同时，可以通过租赁 、共享设备等方式降低企业一次性投 入成本。
高昂的设备购置成本、维护成本和人 员培训成本使得一些企业在应用现代 检测技术时犹豫不决。
技术应用安全问题
详细描述
目前市场上高素质的技术人才供不应求，成为制约现代检 测技术发展的瓶颈。
电学检测技术如电导率法、伏安 法等，可以检测出食品中的农药 残留、重金属含量等有害物质， 保障食品安全。
化学检测技术在环境监测中的应用
化学检测技术利用化学反应原理，可以对环境中的污染物 进行定性和定量分析。
化学检测技术如分光光度法、色谱法等，可以对大气、水 体、土壤等环境中的有害物质进行监测，为环境保护提供 科学依据。
质勘探等领域。
声学检测技术包括超声检测、声发 射检测和次声检测等。
声学检测技术的发展趋势是高精度 、高分辨率和高灵敏度，如超声相 控阵技术和激光超声技术的应用。
电学检测技术
01
电学检测技术是指利用电学原 理对被检测对象进行测量和检
验的技术。
02
电学检测技术具有测量精度高 、稳定性好和可靠性高等优点 ，广泛应用于电子元器件和集 成电路的缺陷检测等领域。
总结词
现代检测技术的应用涉及数据安全、设备安全和人身安全等问题。
详细描述
数据泄露、设备损坏和人身伤害等安全问题给现代检测技术的应用 带来了风险和挑战。
解决方案
建立完善的安全管理制度，加强数据加密、设备维护和人员安全培 训等工作，确保技术应用的安全可靠。
技术人才培养问题
总结词
现代检测技术需要高素质的技术人才进行研发和应用。
技术应用成本问题
总结词
现代检测技术的应用成本较高，给企 业带来经济压力。
详细描述
解决方案
政府和企业可以共同投资研发，降低 技术应用成本；同时，可以通过租赁 、共享设备等方式降低企业一次性投 入成本。
高昂的设备购置成本、维护成本和人 员培训成本使得一些企业在应用现代 检测技术时犹豫不决。
技术应用安全问题
详细描述
目前市场上高素质的技术人才供不应求，成为制约现代检 测技术发展的瓶颈。
现代检测技术教程
33
2、 按检测方法来分
RP
R1
E
R
R2 Us
V Ux
微差法原理图
34
2、按检测方法来分
2）间接测量
不直接测量待求量x的值，而是对与待求量x 有确定性函数的其他若干物理量 （y1,y2,…yn）进行直接检测，然后通过已 知的函数关系求出该待求量x的值，即x=f （y1,y2,…yn） 间接测量要复杂些，只有对于那些用直接检 测不方便时，或直接检测误差较大时，或没 有相应的仪表来直接检测时，才采用间接检 测。
对象进行检出、变换、分析、处理、 判断、控制、显示等环节的有机统 一的综合过程。
6
一、检测的定义
7
二、检测技术的发展
检测技术是一门古老的技术 学科，也是一门迅速发展的新兴 学科。
8
二、检测技术的发展
9
二、检测技术的发展
10
二、检测技术的发展
11
二、检测技术的发展
经历了四代检测仪 器，…… 直 观 检 测 量
虚拟仪器技术
什么是虚拟仪器？
虚拟仪器是在以通用计算机为 核心的硬件平台上，由用户设计定 义、具有虚拟面板、其测试功能由 测试软件实现的一种计算机仪器系 统。
17
虚拟仪器系统
Hardware & Driver Software
GPIB Serial DAQ VXI
Application • Measurement Software Studio
2、按检测方法来分
例如：铂电阻温度计，其电阻值与温度间存在 函数关系：
式中：Rt—在t℃时铂电阻值（Ω） R0—在0℃时铂电阻值（Ω） a、b—铂电阻的温度系数（Ω/℃）
现代检测技术PPT精品课件
现代检测技术
• 非电量测量技术：将除电量以外的物理量（化学 量）如；温度、压力、振动、化学成分、位移等
用各种手段变换为电量，从而进行准确测量的技 术。
• 现代检测技术近50年发展起来，具有很多技术上 的优点（1）它的反应速度快（2）可以测量微弱
信号，并将转换的电信号进行长距离传输，便于 远距离操作与控制。（3）测量精度高，能自动 连续地进行测量（4）可输出的电信号易与计算 机连接、记录和处理数据。
• 热电偶分度表：使热电偶冷端温度保持不变，将另一端与 被测物体接触，可以通过测量热电势来确定温度数值，把 热电偶的热电势与工作端温度之间的关系制成表格。
2021/3/1
7
常用热电偶种类
• 贵13金00属℃（，1短）期铂可铑测10-温--铂16热0电0℃偶（S）长期测温可测 （2）铂铑13—铂（R）（3）铂铑30—铂铑6 廉金属：1、铜—康铜（T）2、铁—康铜（J）3、镍铬—
• 压磁元件受力作用后，磁弹性体的磁阻（或磁导率）发生与 作用力成正比的变化，测出磁阻变化即间接测定了力值。
• 压磁元件及工作原理：
2021/3/1
15
• 由若干形状相同的硅钢片叠合而成,孔1、2间的绕 组W12为励磁绕组，用于接入励磁电源；孔3、4 间的绕组W34用于产生感应电势。当压磁元件无外 力作用时，由于铁心磁性的各相同性，四个区域的 磁导率相同，磁力线呈轴对称分布，绕1、2孔闭 合，不与绕组W34交链， W34不会产生感应电动 势，输出为零。当压磁元件受外力F作用时，A、 B区域受到较大应压力，磁导率下降，磁阻增大； C、D区域基本处于自由状态，磁导率基本不变， 此时部分磁力线不再通过A、B区域，而是绕过C、 D区域闭合，并与绕组W34交链，从而在二次侧绕 组中感应出电动势E。作用力F越大。转移磁通越 多，E也越大，F和电流I或电压U呈线性关系
• 非电量测量技术：将除电量以外的物理量（化学 量）如；温度、压力、振动、化学成分、位移等
用各种手段变换为电量，从而进行准确测量的技 术。
• 现代检测技术近50年发展起来，具有很多技术上 的优点（1）它的反应速度快（2）可以测量微弱
信号，并将转换的电信号进行长距离传输，便于 远距离操作与控制。（3）测量精度高，能自动 连续地进行测量（4）可输出的电信号易与计算 机连接、记录和处理数据。
• 热电偶分度表：使热电偶冷端温度保持不变，将另一端与 被测物体接触，可以通过测量热电势来确定温度数值，把 热电偶的热电势与工作端温度之间的关系制成表格。
2021/3/1
7
常用热电偶种类
• 贵13金00属℃（，1短）期铂可铑测10-温--铂16热0电0℃偶（S）长期测温可测 （2）铂铑13—铂（R）（3）铂铑30—铂铑6 廉金属：1、铜—康铜（T）2、铁—康铜（J）3、镍铬—
• 压磁元件受力作用后，磁弹性体的磁阻（或磁导率）发生与 作用力成正比的变化，测出磁阻变化即间接测定了力值。
• 压磁元件及工作原理：
2021/3/1
15
• 由若干形状相同的硅钢片叠合而成,孔1、2间的绕 组W12为励磁绕组，用于接入励磁电源；孔3、4 间的绕组W34用于产生感应电势。当压磁元件无外 力作用时，由于铁心磁性的各相同性，四个区域的 磁导率相同，磁力线呈轴对称分布，绕1、2孔闭 合，不与绕组W34交链， W34不会产生感应电动 势，输出为零。当压磁元件受外力F作用时，A、 B区域受到较大应压力，磁导率下降，磁阻增大； C、D区域基本处于自由状态，磁导率基本不变， 此时部分磁力线不再通过A、B区域，而是绕过C、 D区域闭合，并与绕组W34交链，从而在二次侧绕 组中感应出电动势E。作用力F越大。转移磁通越 多，E也越大，F和电流I或电压U呈线性关系
《现代测试技术》课件
信号发生器能够产生各种波形信号，如正 弦波、方波、三角波等，并且可以调节信 号的幅度、频率和相位等参数。
详细描述
信号发生器通常采用晶体振荡器或合成技 术，能够产生高精度和高稳定性的信号， 并且具有低噪声和低失真的特点。
05
现代测试技术的应用实例
在通信领域的应用实例
信号完整性测试
无线通信测试
利用先进的测试设备和技术，对通信 设备的信号质量和传输性能进行全面 检测，确保信号在传输过程中保持完 整。
频谱分析仪广泛应用于通信、雷达、电子对抗、频谱管理等领 域。
频谱分析仪通常采用快速傅里叶变换技术，能够实现快速和准 确的频谱分析，并且具有高灵敏度和宽动态范围的特点。
网络分析仪
总结词
网络分析仪是一种用于测量电子设备网络特性的仪器。
详细描述
网络分析仪能够测量电子设备的阻抗、导纳、增益、相位 等参数，并且可以分析网络的频率响应和传输特性。
信号的预处理
对采集到的信号进行滤波、放大 、去噪等处理，以提高信号质量 。
数字信号处理
离散傅里叶变换（DFT）
将时域信号转换为频域信号，便于分析信号的频率成分。
数字滤波器
通过设定滤波器参数，对信号进行滤波处理，以提取特定频率范围的信号或抑制噪声。
频谱分析
频谱分析方法
包括傅里叶分析、小波分析等，用于 研究信号的频率特性。
精度和准确性
测试系统应具备高精度和准确性，以减小测 量误差。
实时性
测试系统应具备快速响应能力，能够实时采 集和处理数据。
可扩展性
测试系统应具备良好的可扩展性，方便后续 升级和功能扩展。
测试系统的优化设计
模块化设计
将测试系统划分为多个模块，每个模 块具有独立的功能和接口，便于维护 和升级。
详细描述
信号发生器通常采用晶体振荡器或合成技 术，能够产生高精度和高稳定性的信号， 并且具有低噪声和低失真的特点。
05
现代测试技术的应用实例
在通信领域的应用实例
信号完整性测试
无线通信测试
利用先进的测试设备和技术，对通信 设备的信号质量和传输性能进行全面 检测，确保信号在传输过程中保持完 整。
频谱分析仪广泛应用于通信、雷达、电子对抗、频谱管理等领 域。
频谱分析仪通常采用快速傅里叶变换技术，能够实现快速和准 确的频谱分析，并且具有高灵敏度和宽动态范围的特点。
网络分析仪
总结词
网络分析仪是一种用于测量电子设备网络特性的仪器。
详细描述
网络分析仪能够测量电子设备的阻抗、导纳、增益、相位 等参数，并且可以分析网络的频率响应和传输特性。
信号的预处理
对采集到的信号进行滤波、放大 、去噪等处理，以提高信号质量 。
数字信号处理
离散傅里叶变换（DFT）
将时域信号转换为频域信号，便于分析信号的频率成分。
数字滤波器
通过设定滤波器参数，对信号进行滤波处理，以提取特定频率范围的信号或抑制噪声。
频谱分析
频谱分析方法
包括傅里叶分析、小波分析等，用于 研究信号的频率特性。
精度和准确性
测试系统应具备高精度和准确性，以减小测 量误差。
实时性
测试系统应具备快速响应能力，能够实时采 集和处理数据。
可扩展性
测试系统应具备良好的可扩展性，方便后续 升级和功能扩展。
测试系统的优化设计
模块化设计
将测试系统划分为多个模块，每个模 块具有独立的功能和接口，便于维护 和升级。
《现代测量技术》课件
01
学习重点
02 掌握各种现代测量技术的基本原理和应用领域；
03
熟悉测量误差分析和数据处理方法；
学习重点与难点解析
• 了解现代测量技术的发展趋势和前沿技术 。
学习重点与难点解析
学习难点
测量误差的来源和减小误 差的方法；
各种现代测量技术的实际 应用和集成；
数据处理和分析的复杂性 和技巧性。
学习方法与技巧分享
05
现代测量技术在各领 域的应用前景
工业生产领域
自动化生产
工业物联网
现代测量技术能够实现生产过程中的 精确测量和实时监控，提高生产效率 和产品质量。
测量技术是实现工业物联网的重要基 础，能够实时监测设备的运行状态和 生产过程，提高工业安全和可靠性。
智能制造
通过测量技术对生产过程中的各种参 数进行精确控制，实现智能制造和个 性化生产。
医疗卫生
在医学领域，现代测量技术用 于诊断、治疗和监测病情等。
军事侦察
在军事领域，现代测量技术用 于侦察和监测敌情，保障国家 安全。
02
现代测量技术的基本 原理
测量系统的基本构成
传感器
负责将待测物理量转换为可测量的电 信号。
信号调理器
对传感器输出的电信号进行放大、滤 波、线性化等处理，以适应后续的测 量设备。
遥感测量技术
遥感测量技术是一种利用卫星、飞机 等平台搭载的传感器对地球表面进行 观测和测量的技术。它具有大面积覆 盖、高分辨率、多光谱等特点，广泛 应用于资源调查、环境监测、城市规 划等领域。
VS
遥感测量技术的基本原理是通过传感 器接收地球表面反射或发射的电磁波 信号，然后对这些信号进行处理和分 析，提取出有关地表特征的信息。随 着遥感技术的不断发展，其观测范围 、分辨率和准确性不断提高，已经成 为现代测量技术的重要补充。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
温度传感器
• 1、热电偶温度传感器
• 热电偶：将温度变化转换为电势变化的传感器。
• 由两种不同材料的导体（或半导体）焊接而成， 焊接端为热端，与导线连接端为冷端。
• 热电偶的工作原理：两种不同的导体（或半导体) 成闭合回路，两接点温度分别为T、T0（T＞T0） 回路中就会产生电动势，接在回路中的毫伏计就 会偏转。两接点温差越大指针偏转越大。
现代检测技术
• 非电量测量技术：将除电量以外的物理量（化学 量）如；温度、压力、振动、化学成分、位移等
用各种手段变换为电量，从而进行准确测量的技 术。
• 现代检测技术近50年发展起来，具有很多技术上 的优点（1）它的反应速度快（2）可以测量微弱
信号，并将转换的电信号进行长距离传输，便于 远距离操作与控制。（3）测量精度高，能自动 连续地进行测量（4）可输出的电信号易与计算 机连接、记录和处理数据。
• 压磁元件受力作用后，磁弹性体的磁阻（或磁导率）发生与 作用力成正比的变化，测出磁阻变化即间接测定了力值。
• 压磁元件及工作原理：
2020年9月28日
15
• 由若干形状相同的硅钢片叠合而成,孔1、2间的绕 组W12为励磁绕组，用于接入励磁电源；孔3、4 间的绕组W34用于产生感应电势。当压磁元件无外 力作用时，由于铁心磁性的各相同性，四个区域的 磁导率相同，磁力线呈轴对称分布，绕1、2孔闭 合，不与绕组W34交链， W34不会产生感应电动 势，输出为零。当压磁元件受外力F作用时，A、 B区域受到较大应压力，磁导率下降，磁阻增大； C、D区域基本处于自由状态，磁导率基本不变， 此时部分磁力线不再通过A、B区域，而是绕过C、 D区域闭合，并与绕组W34交链，从而在二次侧绕 组中感应出电动势E。作用力F越大。转移磁通越 多，E也越大，F和电流I或电压U呈线性关系
• 体温计测温精度为±0.01~±1℃；工业ICT • 2、开发集成化、一体化、多功能的传感器 • 传感器与信号调节电路集成化一体化,日本产多离
子传感器.用一滴血液可同时快速检测出Na、K、 H的浓度。 • 3、非接触测量技术 • 红外线测温、电涡流测金属材料厚度 • 4、利用计算机使测量智能化 • 2完020成年9月自28校日 准、自调零、自动测试、修正测试结果6
•
2020年9月28日
1
电炉控制系统
电
炉
TS
加热器
控制用计算 机系统
2020年9月28日
加热器控制 装置
显 示屏 绘图 机
2
检测与控制系统框图
测 传感器
控
对
测量电路
单
片
微
显示器 记录器
象
执行器
机 控制电路
报警器
2020年9月28日
3
框图各部分作用
• 传感器：直接感受被测物理量，并把其转 换成与被测物理量有一定函数关系的电压、 电流或电路参量（电阻、电容、电感）再 输出给其他仪表。
融为一体。 2020年9月28日
10
热电偶、热电阻的典型应用
• 金属表面温度的测量 • 热电偶炉温控制系统 • 钢水漏钢预报系统 • 采用集成温度传感器的数字式温度计 • 电动机保护器
2020年9月28日
11
热电偶炉温控制系统
Mv定值 器
μv放大 器
热电偶
控制信号
~220V 接触器
XCT
PID调节 器
RT
9
半导体热敏电阻
• 特点：灵敏度高、体积小、反应快
• 半导体热敏电阻分为三种类型（1） NTC热敏电阻（负温度系数）（2） CTR热敏电阻（负）（3）PTC热敏电 阻（正）
• 集成温度传感器：在一块极小的半导体
芯片上集成了包括敏感器件、信号放大
电路、温度补偿电路、基准电源电路等
在内的各个单元它使传感器和集成电路
触发器
执行器
电阻炉
2020年9月28日
12
电动机保护器电路图
~380V
24V
KM1~KM3
KM4 k1
S1 KM S2
k
VD1~VD3
R4
R3
VT1
VS2
c1
R5
RT3
2020年9月28日
13
压力传感器
• 弹性式压力传感器：当被测压力作用于弹 性元件时，弹性元件就产生相应变形，根
据变形的大小，可以知道被测压力的数值。
• 热电阻测温线路：工业热电阻多采用三线 制接法。热电阻RT构成电桥一臂，当被测
介 质 温 度 变 化 时，热 电 阻
E
R2
R1 RT 阻 值 随着 变 化，使 测 量电 桥 失 去 平 衡，电 桥输 出 端 则
R3
有 信 号 输 出，此 信 号 反 映了
R
R 温 度 变 化。
2020年9月28日
R
如：弹簧管式压力表。霍尔片式远传压力 受
压力作用产生变形，贴在上面的应变片也
随着发生相应变形，从而使应变片阻值也
随着变化，将应变片接入电桥电路中，就
可将阻值变化转变为电压或电流的变化，
由此反映压力变化。
2020年9月28日
14
压磁式测力传感器
• 压磁效应：某些铁磁材料受机械力F作用后，内部产生机械 力，引起其磁导率（或磁阻）发生变化。受压缩时，沿应力 方向其磁导率下降，沿着与应力垂直的方向则增加；若受拉， 磁导率变化正好相反。
铜镍（E）
快速消耗微型热电偶：铂铑30--铂铑6
热电偶结构：由热电极、绝缘子、保护管、接线盒 与热电偶配套的测量仪表：用高精度数字电压表直接测量其
输出，通过查分度表得到温度值。现在多采用一体化的温 度变送器处理后，直接送到普通显示记录仪。
2020年9月28日
8
热电阻传感器
• 电阻温度计:将温度的变化转化为电阻值的 变化，通过测量电桥转换成电压信号，然 后送到显示仪表指示或记录被测温度。
• 测量电路：也称检测电路。分为模拟检测 电路和数字检测电路。
• 模拟检测电路：
传感器
放大器
解调
滤波
运算
变换
2020年9月28日
4
数字检测电路
传感 器
信号调理
多路开关
主 放大 器
模/数转换器
采样保持器
2020年9月28日
5
检测技术的发展趋势
• 1、不断扩大测量范围，提高可靠性和精度
• 用热电偶场时间连续测量高温介质的温度达 2500℃~3000℃
• 热电偶分度表：使热电偶冷端温度保持不变，将另一端与 被测物体接触，可以通过测量热电势来确定温度数值，把 热电偶的热电势与工作端温度之间的关系制成表格。
2020年9月28日
7
常用热电偶种类
• 贵13金00属℃（，1短）期铂可铑测10-温--铂16热0电0℃偶（S）长期测温可测 （2）铂铑13—铂（R）（3）铂铑30—铂铑6 廉金属：1、铜—康铜（T）2、铁—康铜（J）3、镍铬—