《现代检测技术及仪表》孙传友高教电子教案第1章

第１章绪论

1.1检测技术及仪表的地位与作用

1.1.1检测仪表的地位与作用

一、检测仪表

检测――对研究对象进行测量和试验，取得定量信息和定性信息的过程。

检测仪表――专门用于“测试”或“检测”的仪表。

二、地位与作用：

１、科学研究的手段诺贝尔物理和化学奖中有1/4是属于测试方法和仪器创新。

２、促进生产的主流环节

３、国民经济的“倍增器”

４、军事上的战斗力

５、现代生活的好帮手

６、信息产业的源头

1.1.2 检测技术是仪器仪表的技术基础

一、非电量的电测法――把非电量转换为电量来测量

优越性：１）便于扩展测量的幅值范围(量程)

２）便于扩宽的测量的频率范围(频带)

３）便于实现远距离的自动测量

4) 便于与计算机技术相结合, 实现测量的智能化和网络化

二、现代检测技术的组成：电量测量技术、

传感器技术

非电量电测技术。

三、仪器仪表的理论基础和技术基础――实质就是“检测技术”。

“检测技术”＋“应用要求”＝仪器仪表

1.2 传感器概述

1.2.1传感器的基本概念

一、传感器的定义

国家标准定义――“能感受（或响应）规定的被测量并按照一定规律转换成可用信

号输出的器件或装置。”（当今电信号最易于处理和便于传输）通常定义――“能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置”

或“能把非电量转换成电量的器件或装置”。

二、敏感器的定义――把被测非电量转换为可用非电量的器件或装置

X=即被测非电量X正是传感器所能接受和转换的非电量(即可用非电１、当Z

量)Z时，可直接用传感器将被测非电量X转换成电量Y。

X≠即被测非电量X不是传感器所能接受和转换的非电量(即可用非电２、当Z

量)Z时，就需要在传感器前面增加一个敏感器，把被测非电量X转换为该传

感器能够接受和转换的非电量(即可用非电量)Z。

若敏感器的转换关系为 )(x z φ=

传感器的转换关系为 )(z y ϕ=

则组成的复合传感器的转换关系为 [])()(x f x y ==φϕ

1.2.2传感器的分类和命名法

一、传感器的类型

二、传感器的分类方法：按照被测的非电量分类，

按照输出量的性质分类。

三、传感器的命名法（书刊中） 转换原理 式 被测量 传感器

例如：压电式加速度传感器

电容式位移传感器

1.3 检测仪表与系统概述

1.3. 1检测仪表与系统的基本组成

传感器:把被测的非电量变换成电量

测量电路:把传感器的输出电量变成电压或电流信号

显示装置:显示测量结果。模拟显示

数字显示

图像显示

1.3.2常规检测仪表与系统的基本类型

一、普通模拟式检测仪表

在整个测量过程中，只是模拟量之间发生转换。测量结果用指针相对标尺的位置来表示。

二、普通数字式检测仪表

（a）模数转换式――A/D转换器把直流电压转换成数字

(b) 脉冲计数式――计数器对传感器脉冲进行计数

三、微机化检测系统

通常为多路数据采集系统，能巡回检测多个测量点或多种被测参数的静态量或动态量。每个测量对象都通过一路传感器和测量通道与微机相连，测量通道由模拟测量电路（又称信号调理电路）和数字测量电路（又称数据采集电路）组成。

具有普通的模拟式和数字式检测仪表所没有的新特点和新功能：

(1)自动调零功能

(2)量程自动切换功能

(3)多点快速测量

(4)数字滤波功能

(5)自动修正误差

(6)数据处理功能

(7)多媒体功能

(8)通信或网络功能

(9)自我诊断功能

1.3.4新型仪器仪表的发展趋势

传统的仪器仪表：将仍然朝着高性能、高精度、高灵敏、高稳定、高可靠、高环境适应

和长寿命的“六高一长”的方向发展；

新型的仪器仪表：向着微型化、集成化、电子化、数字化、多功能化、智能化、网络化、计算机化、综合自动化，光机电一体化，家庭化、个人化、无维护化，

以及组装生产自动化、规模化的方向发展。