《现代检测技术及仪表》孙传友高教电子教案第1章
《现代检测技术及仪表》孙传友高教出版社电子教案第11章
《现代检测技术及仪表》孙传友高教出版社电子教案第11章第一篇：《现代检测技术及仪表》孙传友高教出版社电子教案第11章第11章成分与含量的电测法11.1 水分和湿度电测法11.1.1水分和湿度的定义及表示方法一、气体的湿度1、绝对湿度在一定湿度及压力条件下，每单位体积混合气体中所含的水蒸气量，其单位为g/m3。
2、相对湿度单位体积混合气体中所含的水蒸气量与同温度下饱和水蒸气量的比值的百分数，一般用符号%RH表示。
3、露(霜)点温度当空气的温度下降到某一温度时, 空气中的水蒸汽就凝结成露珠（或凝结成霜），这一特定温度称为空气的露点温度（或霜点温度）。
已测知空气的露点为Ta，待测空气所处温度为Tw，通过查表求得温度为Ta和Tw时水的饱和水蒸汽压，二者之比即为待测空气的相对湿度。
二、固体的湿度固体的湿度也称为含水量(或称水分)，通常以物质中所含水分质量(或重量)与总质量(或总重量)之比的百分数来表示。
11.1.2固体水分电测法一、红外式用易被水吸收和不被水吸收的两种波长的红外辐射轮流交替地透过被测固体，取其透过被测固体的辐射强度之比值来测定被测固体的水分。
二、电阻式图11-1-1 利用固体物质的电阻值随含水量的不同而不同的特性，可以测量其湿度。
三、电容式图11-1-2 根据物料介电常数与水分的关系，通过测量以物料为电介质的电容器的电容值即可确定物料的水分。
11.1.3气体湿度电测法一、测温式——干湿球湿度计图11-1-3 原理：根据所测得干球温度T1和湿球温度T2之差，确定空气的相对湿度。
1、传统方法――用水银温度计测量干湿球温度，查相应的表，确定气体的湿度。
2、用两个热电偶或两个热电阻测量干湿球温度差图10-2-10图10-2-113、“电子干湿式”湿度传感器图11-1-4二、电阻式通过测量湿敏电阻受湿度影响后的阻值即可测得相应的湿度。
(详见4.1.5节)三、电容式高分子湿敏电容的电容值与气体中相对湿度之间成线性关系。
现代检测技术基础Chapter one
人与简 单工具
动力机 与机械
自动测 量控制
智能机 械装置
…
4
一、检测的地位和作用
人与机器的机能对应关系：
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一、检测的地位和作用
• 2. 信息流是客观世界的一个主流
• 物料流 • 能流 • 信息流
客观世界
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一、检测的地位和作用
信息获取是信息流的一环
…
信息流
获取 传输 处理 控制
信息流组成
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一、检测的地位和作用
办公商务：扫描仪：文档扫描---线阵CCD 红外传输数据：红外检测---光敏二极管、光敏三极管
医疗卫生：数字体温计：接触式---热敏电阻，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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一、检测技术的作用和地位
科学研究的先行官
➢ 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”
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四、检测方法分类
1、直接测量与间接测量
• 直接测量：直接将被测量与标准量进行比较
标准量
标准计量单位（如米尺、光栅尺、 激光、……）
绝对测量
定值标准量（如某一固定尺寸）
相对测量
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四、检测方法分类
-- 绝对测量： 采用仪器、设备、手段测量被测量，直接得到测量值 测量结果：20.1 mm
特点：简单、直观、明了； 测量精度不高 -- 相对测量： 将被测量直接与基准量比较，得到偏差值
风口
出铁口
热 风炉
燃气空气 换热器
烟气 预热器
助燃 风机
烟 囱
《现代检测技术及仪表》孙传友高教出版社电子教案第9章word精品文档10页
第九章 机械量电测法9.1 转速的电测法转速的表示方式： 1、转动角速度 t∆∆=θω 2、转速——每分钟转动圈数n 3、转动频率f ——每秒钟转动圈数 4、转动周期，n f T 601==，所以6022n f ⨯==ππω 9.1.1模拟式电测法一、测速发电机——把转速转换成电压二、磁性转速表 图9－1-1 把转速转换为转角铝盘转矩 n K M e e ⋅=游丝扭矩 θ⋅=s s K M θ——指针转角 平衡时 s e M M = 所以 n K K se⋅=θ 三、离心式转速表 图9－1-2 把转速转换为位移离心力 2ω⋅=c c K F 弹簧力 x K F s s = 平衡时 2ω⋅=scK K x 四、频闪转速表 图9－1-3反光标志最亮且稳定不动时，闪光频率等于转动频率。
9.1.2计数式电测法一、转速传感器――将转速转换成脉冲频率1、转换公式 脉冲频率 60nm f ⨯=n ——每分钟转动圈数m ——每转一周传感器发出脉冲数，2、实例： 1°磁电式 图9－1-4 图9－1-52°电容式、电涡流式 图9－1-6 3°霍尔式 图9－1-74°光电式：透射式 图9－1-8（b ）反射式 图9－1-8（a ）5°圆栅式 图9－1-9二、转速传感器测量电路１、测频计数式 图9-1－10（a ）适于转速快场合晶体振荡器输出的时钟频率fc,经分频器k 分频后形成宽度为T=k/fc 的门控信号，计数器从０开始对传感器脉冲计数，在T 时间内，计数结果为2、测周计数式 图9-1－10（b ）适于转速慢场合转速传感器信号（周期为T/m ）经整形和k 分频后，形成门控信号，计数器从０开始对晶体振荡器输出的周期Tc 稳定的时钟脉冲计数，计数结果为3、测瞬时角速度随转轴转动的转盘上均匀分布m 个测点，即每相邻两个测点的间距均为Δθ=2π/m ，只要测出转过各段Δθ所用时间Δti 的计时脉冲数Ni ，Δti=NiTc ，即可求出每个测点的瞬时角速度：2ci if m N πω=⨯ (i=1,2,…m)9.2 振动的电测法9.2.1 相对振动传感器与绝对振动敏感器 一、相对振动传感器相对振动——物体相对于其平衡位置的往复运动。
《现代检测技术及仪表》课后习题解答孙传友张一编第2版高等教育出版社
《现代检测技术及仪表》习题解答第1章1-1答：钱学森院士对新技术革命的论述中说：“新技术革命的关键技术是信息技术。
信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。
测量技术则是关键和基础”。
如果没有仪器仪表作为测量的工具，就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息，进入信息时代将是不可能的。
因此可以说，仪器技术是信息的源头技术。
仪器工业是信息工业的重要组成部分。
1-2答：同非电的方法相比，电测法具有无可比拟的优越性：1、便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器的测量幅值范围(量程)。
2、电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，因此采用电测技术将具有很宽的测量频率范围(频带)。
3、把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。
4、把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。
1-3答：各类仪器仪表都是人类获取信息的手段和工具。
尽管各种仪器仪表的型号、原理和用途不同，但都由三大必要的部分组成：信息获取部分、信息处理部分、信息显示部分。
从“硬件”方面来看，如果把常见的各类仪器仪表“化整为零”地解剖开来，我们会发现它们内部组成模块大多是相同的。
从“软件”方面来看，如果把各个模块“化零为整”地组装起来，我们会发现它们的整机原理、总体设计思想、主要的软件算法也是大体相近的。
这就是说，常见的各类仪器仪表尽管用途、名称型号、性能各不相同，但它们有很多的共性，而且共性和个性相比，共性是主要的，它们共同的理论基础和技术基础实质就是“检测技术”。
常见的各类仪器仪表只不过是作为其“共同基础”的“检测技术”与各个具体应用领域的“特殊要求”相结合的产物。
1-4答：“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”叫做传感器。
《现代检测技术及仪表》孙传友高教出版社电子教案第7章-7页文档资料
第7章 新型传感器7.1 光纤传感器7.1.1光导纤维的结构和传光原理一、光导纤维结构与类型1、光纤结构 图7-1-1⎪⎩⎪⎨⎧外套包层纤芯2、类型二、光纤传光原理1．光在纤芯与包层交界面上的传博1θ——入射角 1θ'——反射角 11θθ='2θ——折射角 2211s i n s i nθθn n = 所以 122212190sin sin n n n n ︒==θθθ 临界角)(sin 121n n c -=θ 全反射（只有反射没有折射）条件： 21n n > c θθ>12．光在光纤端头的传播即 212121)(1s i n 1c o s n n -<-=θθ 所以 022210110cos sin n n n n n -<=θφ 光纤数值孔径 02221s i n n n n NA c -==φ全反射要求 )(s i n 10NA c -=<φφ3．光在光纤内传播1°在满足全反射条件下（c φφ<0或c θθ>1），光线就能在纤芯和包层的界面上不断地产生全反射，呈锯齿形路线在芯内向前传播，从光纤的一端以光速传播到另一端，这就是光纤传光原理。
2°弯曲光纤：R —弯曲光纤曲率半径 d —光纤直径R>>4d 时，仍满足全反射条件，光纤传输损耗很小R<4d 时，不满足全反射条件，光纤传输损耗很大7.1.2光纤传感器的基本原理和类型一、光纤传感器的基本原理被测量对光纤传输的光进行调制，使传输光的强度(振幅)、相位、频率或偏振态随被测量变化而变化，再通过对被调制过的光信号进行检测和解调，从而获得被测参数。
二、光纤传感器的分类功能型——光纤用作敏感元件，常用单模光纤非功能型——光纤用作传感元件，常用多模光纤三、传输光的调制方式1．调制方式种类 光强调制——应用最多光相位制无频率制光波长制光偏振制2．光强调制方式①辐射式②光纤位移式 图7－1-5 入射光纤不动 出射光纤不动③插入式 图7－1-6④微弯损耗式 图7－1-7四、光纤传感器的优点缺点优点 1、灵敏度高2、电绝缘性能好，抗电磁干扰3、耐腐蚀，耐高温4、体积小，重量轻缺点：断线修复需专用工具7.2 CCD 图象传感器7.2.1 CCD 的工作原理CCD 器件由MOS 光敏元阵列和读出移位寄存器组成。
现代检测技术-李英顺-电子教案-第1章
直接测量 在使用仪表进行测量时，对仪表
读数不需要经过任何运算就能直接表 示测量所需要的结果，称为直接测量。
例如，用磁电式电流表测量电路 的支路电流。用弹簧管式压力表测量 锅炉压力等。
间接测量 有的被测量无法或不便于直接测量，这就
要求在使用仪表进行测量时，首先对与被测物 理量有确定函数关系的几个量进行测量，然后 将测量值带入函数关系式，经过计算得到所需 的结果，这种方法称为间接测量。
确计量、校准送检样品和样机的标准仪表。 “实验室表”多用于各类实验室中，它
的使用环境条件较好，往往具有特殊的防水、 防尘措施。
“工业用表”是长期使用于实际工业生 产现场的检测仪表与检测系统。
按是否接触被测介质分类
接触式检测仪表的检测元件与被测介质 直接接触，感受被测量的作用或变化，从而 获得测量信号。
1.3.3检测系统的分类
按被测参数分类 电气参数：电能、电功率、电压、电流、频率、电
阻、电容、磁场强度、磁通密度等； 机械参数：质量、位移、振动、力、应力、力矩、
转速、线速度、加速度、噪声、缺陷检查、故障诊断等； 过程参数：主要是热工参数，通常可细分为温度、
压力、流量、物位、成分分析等。
按被测参量的检测转换方法分类 电磁转换：电阻式、应变式、压阻式、热阻式、
严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年10月 上午1时 57分20.10.2201:57Oc tober 22, 2020
作业标准记得牢，驾轻就熟除烦恼。2020年10月22日星期 四1时57分19秒 01:57:1922 October 2020
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午1时57分19秒 上午1时57分01:57:1920.10.22
《现代检测技术及仪表》第1～3章习题解答
《现代检测技术及仪表》习题解答第1章１、为什么说仪器仪表是信息的源头技术。
答：当今世界正在从工业化时代进入信息化时代。
信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。
测量技术则是关键和基础。
仪器的功能在于用物理、化学或生物的方法，获取被检测对象运动或变化的信息。
仪器是一种信息的工具，起着不可或缺的信息源的作用。
仪器是信息时代的信息获取——处理——传输的链条中的源头技术。
如果没有仪器，就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息，进入信息时代将是不可能的。
钱学森院士对新技术革命的论述中说：“新技术革命的关键技术是信息技术。
”。
现在提到信息技术通常想到的只是计算机技术和通讯技术，而关键的基础性的测量技术却往往被人们忽视了。
从上所述可以看出仪器技术是信息的源头技术。
仪器工业是信息工业的重要组成部分。
２、非电量电测法有哪些优越性。
答：1）便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器的测量幅值范围(量程)。
2）电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，因此采用电测技术将具有很宽的测量频率范围(频带)。
3）把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。
4）把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。
３、各类仪器仪表有哪些共性。
答：从“硬件”方面来看，如果把常见的各类仪器仪表“化整为零”地解剖开来，我们会发现它们内部组成模块大多是相同的。
从“软件”方面来看，如果把各个模块“化零为整”地组装起来，我们会发现它们的整机原理、总体设计思想、主要的软件算法也是大体相近的。
这就是说，常见的各类仪器仪表尽管用途、名称型号、性能各不相同，但它们有很多的共性，而且共性和个性相比，共性是主要的，它们共同的理论基础和技术基础实质就是“检测技术”。
现代检测技术教案资料
现代检测技术教案资料一、教材分析《现代检测技术》是一门面向工科专业的专业课程。
本门课程的主要内容包括：现代检测技术的基本原理、仪器与设备的应用、常见的测试方法与技术等。
通过学习这门课程，学生能够掌握现代检测技术的基本理论和实践技能，为工程实际应用提供有效的测试手段。
二、教学目标1.了解现代检测技术的发展现状和应用领域。
2.掌握现代检测技术的基本原理和常见的测试方法。
3.了解现代检测技术中的仪器与设备的应用。
4.培养学生的实验操作能力和数据处理能力。
5.提高学生的创新意识和解决实际问题的能力。
三、教学重点和难点1.现代检测技术的基本原理和常见的测试方法。
2.现代检测技术中的仪器与设备的应用。
3.实验操作和数据处理能力的培养。
四、教学方法1.理论讲授与案例分析相结合。
通过理论讲授，使学生了解现代检测技术的基本原理和常见的测试方法。
通过案例分析，将理论知识应用到实际问题中，培养学生的解决问题的能力。
2.实验教学。
通过实验操作，培养学生的实验操作能力和数据处理能力，加深对理论知识的理解和掌握。
五、教学内容和步骤1.现代检测技术的基本原理和常见的测试方法（4周）a.现代检测技术的基本概念和发展历程。
b.常见的测试方法和技术，如非破坏性检测、光学测量、电子测试等。
c.常用的检测技术的原理和应用案例。
2.现代检测技术中的仪器与设备的应用（4周）a.仪器与设备分类和特点。
b.常见的仪器和设备的原理、特点和应用场景。
c.仪器和设备的选型和购买注意事项。
3.实验教学（6周）a.设计和实施一系列与现代检测技术相关的实验。
b.进行实验操作并记录实验数据。
c.数据处理和结果分析。
d.撰写实验报告。
六、教学评价方式1.平时表现评价：包括课堂表现、参与讨论和实验操作能力等。
2.实验报告评价：评价学生的实验设计和操作能力。
3.课程考试：考核学生对现代检测技术的掌握情况。
七、教学参考资料1.教材：《现代检测技术》。
2.参考书：《现代检测技术原理与应用》、《传感器技术与现代检测技术》等。
《现代检测技术及仪表》孙传友高教出版社电子教案第6章-5页word资料
第6章 数字式传感器6.1 编码器6.1.1 直接编码器——直接将角位移转换为2进制数码一、工作原理1、组成结构 图6-1-1 ⎪⎩⎪⎨⎧个光电元件－－圈码道码盘－－有光源n n2、工作原理：各光电元件根据受光照与否转换输出相应的电平信号分别代表二元码“1”和“0”。
通过光电转换，码盘转角α转换成成一组相应的n 位二元码。
结论：直接编码器多采用循环码盘三、转换关系和转换电路1、转角与二进码转换 ∑∑=-=-︒=︒==ni ii n i i n i nC C N 1112 360 22360θα 2、二进码与循环码的转换C 1C 2C 3C 4……C n R 1R 2R 3R 4……R n⊕ C 1C 2C 3……C n-1 ⊕ C 1C 2C 3……C n-1 R 1R 2R 3R 4……R n C 1C 2C 3C 4……C n3、转换电路1）二进制码转换为循环码1°并行电路 图6-1-4（a ） 2°串行电路 图6-1-4（b ）2）循环码转换为二进制码1°并行电路 图6-1-5（a ）2°串行电路 图6-1-5（b ）触发器先清零，J=K=R i ，i i i i i i i R C C R C R C Q ⊕=⋅+⋅==---111 6.1.2 增量编码器 一、结构与工作原理 1．组成结构 图6-1-6 ①光源②码盘 三个码道：1°零位码道A —1条透个狭缝2°增量码道B —m 个透光不透光扇区3°辨向码道 C —m 个透光不透光扇区 （B 、C 全错开半个扇区）③光电元件三个——与三个码道对应 2．工作原理码盘每转一周：光电元件A 产生一个脉冲 光电元件B 产生m 个脉冲光电元件C 产生m 个脉冲 相位差90° 二、转向和转角的测量1．转向判别——电路图6-1-8，波形图6-1-9正转 反转感光先后 C 先感光 B 先感光 相位关系 C 超前 B 超前 触发器 Q=1 Q=0 计数器 加计数 减计数 2．净转角测量①分辨率 m /3601︒=θ②净转角α与计数结果N 的关系6.2 光栅6.2.1光栅的结构和基本原理一、光栅传感器的结构 图6-2-11、主光栅(又称标尺光栅) ，均匀地刻划有透光和不透光的线条2、指示光栅，刻有与主光栅同样刻线密度的条纹3、光源和透镜4、光电元件二、莫尔条纹的形成与特点1、莫尔条纹的形成 图6-2-2主光栅与指示光栅的栅线之间保持很小的夹角β，在近乎垂直栅线的方向上出现了明暗相间的条纹――莫尔条纹。
思考题与习题参考答案-现代检测技术及仪表-许秀-清华大学出版社
《现代检测技术及仪表》思考题与习题参考答案第1章绪论1-1 测控仪表在控制系统中起什么作用？答：检测仪表完成对各种过程参数的测量，并实现必要的数据处理；控制仪表是实现各种作用的手段和条件，它将检测得到的数据进行运算处理，实现对被控变量的调节。
1-2 典型测控系统由哪些环节构成？答：一个典型的测控仪表系统所包含的自动控制装置有测量变送器（检测仪表）、控制器和执行器，另外还有被控对象。
1-3 典型测控系统中各环节的作用是什么？答：（1）测量变送器（检测仪表）测量被控变量并将其转化为标准、统一的输出信号。
（2）控制器接受变送器送来的信号，与希望值相比较得出偏差，并按某种运算规律算出结果，然后将此结果用标准、统一的信号发送出去。
（3）执行器自动地根据控制器送来的信号值来改变阀门的开启度。
第2章检测方法及技术2-1 简述参数检测过程。
答：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。
2-2 根据敏感元件的不同，参数检测的方法一般可分为哪些？答：根据敏感元件的不同，参数检测的方法一般可分为：光学法利用光的发射、透射、折射和反射定律或性质，用光强度（常常是光波波长的函数）等光学参数来表示被测量的大小，通过光电元件接收光信号。
辐射式温度计、红外式气体成分分析仪是应用光学方法进行温度和气体成分检测的例子。
力学法也称机械法，它一般是利用敏感元件把被测变量转换成机械位移、变形等。
例如利用弹性元件可以把压力或力转换为弹性元件的位移。
热学法根据被测介质的热物理量（参数）的差异以及热平衡原理进行参数的检测。
例如热线风速仪是根据流体流速的大小与热线在流体中被带走的热量有关这一原理制成的，从而只要测出为保证热线温度恒定需提供的热量（加热电流量）或测出热线的温度（假定热线的供电电流恒定）就可获得流体的流速。
电学法一般是利用敏感元件把被测变量转换成电压、电阻、电容等电学量。
《现代检测技术及仪表》孙传友高教出版社电子教案新部编本第4章
教师学科教案[ 20 – 20 学年度第__学期]任教学科：_____________任教年级：_____________任教老师：_____________xx市实验学校第四章 阻抗型传感器４.1 电阻式传感器 ４.1.1 电位器式传感器一、组成原理二、输入—输出特性1．线性特性——线性电位器x L R R x ⋅=x LUR R U U x x ⋅=⋅=式中L ——触点行程x ——触点位移⎩⎨⎧角位移线位移2．非线性特性——非线性电位器 )(x f R x = 非线性函数 )(x f RUU x ⋅= 三、结构形式2．非接触式――光电电位器 图4－1－2（c ）五、用途：①测量位移；②测量可转化为位移的其他非电量4.1.2 电阻式应变传感器和固态压阻式传感器一、电阻式应变传感器（一）电阻应变效应——应变使电阻变化 1．应变：图4-1-3 纵向线应变l dl /=ε横向线应为με-=r dr / ldr rdr //-=μ泊松比 面应变 με22/-==r drA dA 体应变 εμ)21(/-=+=AdAL dl V dV2．导体电阻及其变化 AL R ⋅=ρρρεμd A dA L dL R dR ++=-=)21( 金属材料εμρρ)21(-==c vdvcd 半导体材料επρρE d = π——压阻系数 E ——弹性模量 3．应变效应表达式：ε00K R R=∆ ε0/R R K ∆=（应变材料的灵敏系数）：金属材料 μμμ21)21()21(0+≈-++=c K 约1.0~2 半导体材料 E E K ππμ≈++=)21(0 约50~100（二）电阻应变片1、组成结构——图4-1-43、安装——粘贴在试件表面（应使应变片轴向与所测应变方向一致）4、应变片灵敏系数――应变片电阻相对变化与粘贴处试件表面应变之比εRR K /∆=y y x x k k RRεε+=∆x x H k εα)1(+=x k ε= x ε——试件表面纵向线应变 y ε——试件表面横向线应变)0(<-==αμεεαxyx k ——纵向灵敏系数，y k ——横向灵敏系数x y k k H /=——横向效应系数应变片灵敏系数小于应变电阻材料灵敏系数0)1(k k H k k x x <<+=α5、温度误差的产生及危害 1）温度误差产生原因 ①应变电阻随温度变化)1(0t R R t ∆+=ααt R R t ∆=∆αα0 t KK R R t ∆⋅=∆=αεαα0/ ②试件材料与应变法的线膨胀系数不一致)1(0t l L s st ∆+=β )1(0t l L g gt ∆+=β t l l l l s g st gt ∆-=-=∆)(0ββt l ls g ∆-=∆=)(0ββεβ 2）温度误差的危害――产生应变测量误差即“虚假视应变”温度变化产生的应变片电阻的相对变化可折算成的“虚假视应变”为t t ks g t ∆⋅-+∆⋅=+=)(ββαεεεβαt ks g ∆⋅-+=)(ββα二、固态压阻式传感器（一）半导体压阻效应——应力σ使半导体电阻率变化πσρρ=d（二）固态电阻式传感器特点：在半导体硅材料基底上制成扩散电阻，作为测量传感元件， 优点：无须粘贴，便于传感器的集成化 缺点：易受温度影响。
《现代测试技术》实验教案
一、实验地点K1-305测控技术实验室二、实验时间三、实验项目1. 常用信号观察2. 信号无失真传输3. 金属箔式电阻应变片性能实验4. 电容式传感器性能实验5. 电涡流式传感器测转速实验注：以上为可选项目，本学期实验以实际安排项目为准四、实验教学目的和任务本实验教学课程的核心是《现代测试技术》课程中的信息测试与处理，是测试理论在工程中的应用，是一门面向应用的综合性专业基础训练课程，针对性地加强学生的测试技术应用能力，达到熟练掌握常用信号的特性、掌握常用信号的测试技术与处理方法、初步掌握实验现象的相关理论分析方法的目的。
实验教学在机电工程学院(K1)测控技术实验室展开。
采用教师讲授、辅导和学生动手操作的方法，其中，每次实验教师讲授时间不超过1/3(15分钟)课时，通过学习，要求学生掌握THBCC-1信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台、CSY2001(CSY2001B型)型传感器综合实验台、(虚拟)示波器等仪器设备的使用，了解测试技术在工程中的实际应用，达到熟练使用测试设备的目的，为以后学习及工作打下良好基础。
五、实验教学基本要求1. 充分进行实验准备，并进行现场实验指导，检查实验结果，认真批改实验报告。
要求学生充分阅读实验指导书及相关教学内容，按分组独立完成每个实验，每完成一个实验，必须写一份实验报告，要求报告完整、数据详实、结论合理。
2. 介绍实验仪器设备的结构、使用方法、注意事项。
3. 学生分组按学号自然分组，可根据学习成绩由学生自己适当调整，但必须报指导教师备案。
各班一般共分10组。
4. 指导教师严格考勤。
六、实验项目、学时分配、实验主要仪器设备可根据教学实际要求适当增加实验项目，但不计课时，以学生自愿为主。
七、主要仪器设备介绍1. THBCC-1信号与系统·控制理论及计算机控制技术实验平台本实验台能满足“信号与系统”、“控制理论”及“计算机控制技术”的实验教学，通过USB数据采集卡，利用上位PC机提供的信号发生器，虚拟示波器，脚本编程完成相应的实验项目。
现代检测技术教案
现代检测技术教案教案标题：现代检测技术教案教学目标：1. 了解现代检测技术的定义、分类和应用领域。
2. 掌握常见的现代检测技术原理和操作方法。
3. 培养学生的实验操作能力和科学思维能力。
4. 培养学生的团队合作和沟通能力。
教学内容和步骤：一、导入（5分钟）1. 利用图片或视频展示现代检测技术在日常生活中的应用，引起学生的兴趣。
2. 提问学生对现代检测技术的了解和认识，激发学生思考。
二、知识讲解（15分钟）1. 介绍现代检测技术的定义和分类，如光学检测技术、电化学检测技术、生物传感器等。
2. 针对每种检测技术，讲解其原理和应用领域，并通过实例加深学生的理解。
三、实验操作（30分钟）1. 分组进行实验操作，每组学生至少一个人负责记录实验过程和结果。
2. 针对不同的现代检测技术，设计相应的实验内容，如利用光学检测技术检测水质、利用电化学检测技术检测电解质浓度等。
3. 强调实验的操作规范和安全注意事项，指导学生进行实验操作。
四、实验结果分析和讨论（15分钟）1. 学生汇报实验结果和数据分析，讨论实验过程中遇到的问题和解决方法。
2. 引导学生思考实验结果与理论知识的联系，加深对现代检测技术原理的理解。
五、拓展延伸（10分钟）1. 提供相关的案例和文献，让学生了解现代检测技术在不同领域的应用。
2. 鼓励学生进行自主学习和研究，探索现代检测技术的新领域和发展方向。
六、总结与评价（5分钟）1. 小结本节课的内容和学习收获。
2. 针对学生的表现和理解情况，进行个别评价和反馈。
教学资源和评价方式：1. 教学资源：图片、视频、实验器材和材料、案例和文献等。
2. 评价方式：实验记录、实验结果分析和讨论、课堂参与和表现等。
教学特点和教学重点：1. 教学特点：理论与实践相结合，强调学生的实验操作能力和科学思维能力培养。
2. 教学重点：现代检测技术的原理和应用、实验操作的规范和安全注意事项。
教学延伸活动：1. 组织学生参观相关的实验室或企业，了解现代检测技术的实际应用和发展情况。
现代检测技术第一章摘要
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4、现代检测系统的分类
被测参数电工量、温度、压力、流量、物 位、液位、位移、速度、力等； 使用能源机械式、电式、光式、气式； 检测转换方法电磁转换（电阻、电容、压 电、热电、霍尔式等）；光电转换（光电式、 激光式、红外式）；其它能/电转换（超声波 式、化学能/电转换）； 按信号输出模拟式、数字式； 应用场合标准表、实验室表和工业用表。
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6）信号输出 除了将处理结果进行显示外，还需上位机、 打印机、记录仪等，构成闭环控制系统或实现输 出；信号输出形式4～20 mA、模拟电压、开关 量、脉宽调制、串行、并行数字输出。 7）输入设备 输入设置参数、下达有关命令等；键盘、拨 码盘、条码阅读器、开关、按钮。 8）稳压电源提供交流220V、直流24V。
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检测技术的地位与作用 检测技术是现代化领域中很有发展前 途的技术，在国民经济起着极其重要的作 用。 机械制造行业中机床动、静态参数的 加工精度、切削速度、机床振动的在线检 测可以控制质量。 化工、电力等行业，如果不随时对生 产工艺过程的温度、压力、流量等参数进 行自动监测，生产过程将无法进行控制甚 至产生危险。
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• 硬件平台通用化 现代仪器仪表强调软件的作用，选 配一个或几个带共性的基本硬件来组成 一个通用硬件平台，通过调用不同的软 件来扩展或组成各种功能的仪器或系统。 一台仪器大致可分解为3个部分： (1) 数据的采集。 (2) 数据的分析与处理。 (3) 存储、显示或输出。
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作业 ：P9的2、4和5题
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《现代检测技术及仪表主》编孙传友第一章：绪论
利用智能卡、生物识别等技术，对建筑物出入口进行控制和管理， 确保人员安全。
感谢观看
THANKS
检测技术及仪表的重要性
在现代工业生产、科学研究、医疗诊断等领域，检测技术及仪表发挥着至关重 要的作用，是保障产品质量、提高生产效率、推动科技进步的重要手段。
检测技术的发展历程
传统检测技术
未来检测技术
传统的检测技术主要依赖于人工操作 和简单的机械装置，精度和效率较低。
未来检测技术将朝着智能化、自动化、 微型化等方向发展，进一步提高检测 的准确性和可靠性。
总结词
基于热学原理的检测技术利用热信号的变化来检测物质或物理量的变化，具有高精度、高灵敏度和非 接触性的特点。
详细描述
热学原理的பைடு நூலகம்测技术主要包括热电偶测量、红外热成像和热流计等。这些技术通过测量热信号的变化 ，能够快速准确地检测出物质或物理量的变化，广泛应用于能源、环境、航空和航天等领域。
03
现代检测仪表的分类与特点
的治疗依据。
实验室分析
利用自动化和智能化的实验室分 析仪器，对血液、尿液等进行检 测和分析，提高实验室工作效率
和准确性。
在安全防范中的应用
视频监控
利用高清摄像头和视频分析技术，对监控区域进行实时监控和录 像，提高安全防范能力。
报警系统
通过各种传感器和报警装置，实时监测异常情况，如入侵、火灾等， 及时发出报警信号并采取相应措施。
VS
自动化
自动化是现代检测技术的另一个重要趋势 ，通过自动化检测流程，提高检测效率， 减少人为误差和干预。
高精度与高可靠性
高精度
随着科技的发展，现代检测技术对精度的要 求越来越高，高精度检测能够提高产品质量 和可靠性。
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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。