自动检测技术运用及发展外文文献翻译上课讲义

自动检测技术的运用与发展

自动检测系统广泛应用于各类产品的设计、生产、使用、维护等各个阶段，对提高产品性能及生产率、降低生产成本及整个生产周期成本起着重要作用。本文首先介绍自动检测系统的概念，其次通过自动检测系统的各个组成部分，详述系统的工作原理，介绍了自动检测系统组建的概念、结构以及在组建中所使用的关键技术。以此为铺垫，进而深入探讨自动检测技术在各领域间的应用与推广

1.自动检测系统的概念与组成

自动检测技术是一种尽量减少所需人工的检测技术，是一种依赖仪器仪表，涉及物理学、电子学等多种学科的综合性技术。与传统检测技术相比，这一技术可以减少人们对检测结果有意或无意的干扰，减轻人员的工作压力，从而保证了被检测对象的可靠性，因此自动检测技术已经成为社会发展不可或缺的重要部分。自动检测技术主要有两项职责，一方面，通过自动检测技术可以直接得出被检测对象的数值及其变化趋势等内容；另一方面，将自动检测技术直接测得的被检测对象的信息纳入考虑范围，从而制定相关决策。检测和检验是制造过程中最基本的活动之一。通过检测和检验活动提供产品及其制造过程的质量信息，按照这些信息对产品的制造过程进行修正，使废次品与反修品率降至最低，保证产品质量形成过程的稳定性及产出产品的一致性。传统的检测和检验主要依赖人，并且主要靠手工的方式来完成。

传统的检验和检测是在加工制造过程之后进行，一旦检出废次品，其损失已发生。基于人工检测的信息，经常包含人的误差影响，按这样的信息控制制造过程，不仅要在过程后才可以实施，而且也会引入误差。自动检测是以多种先进的传感技术为基础的，且易于同计算机系统结合，在合适的软件支持下，自动地完成数据采集、处理、特征提取和识别，以及多种分析与计算。而达到对系统性能的测试和故障诊断的目的。

1.1检测与检验的概念

检测是指为确定产品、零件、组件、部件或原材料是否满足设计规定的质量标准和技术要求目标值而进行的测试、测量等质量检测活动，检测有3个目标：

1.实际测定产品的规定质量我及其指标的量值。

2.根据测得值的偏离状况，判定产品的质量水平，确定废次品。

3.认定测量方法的正确性和对测量活动简化是否会影响对规定特征的控制。

检验，又称试验，他是对产品功能和性能进行评定的一种质量控制方法。检验指的是在实际工作环境或设计规定的工作条件下，对产品的功能、性能和寿命进行测定、试验和评价的质量控制活动。检验分为破坏性试验和无损检测试验两大类。产品的检验评价是设计改进和修改、制造过程改善的依据，特别是要求安全认证的产品。

1.2自动检测系统的概念

自动检测是指在计算机控制的基础上，对系统、设备进行性能检测和故障诊断。他是性能检测、连续监测、故障检测和故障定位的总称。现代自动检测技术是计算机技术、微电子技术、测量技术、传感技术等学科共同发展的产物。凡是需要进行性能测试和故障诊断的系统、设备，均可以采用自动检测技术。自动检测系统是指能自动完成测量、数据处理、显示（输出）测试结果的一类系统的总称。他是在标准的测控系统总线和仪器总线的基础上组合而成，采用计算机、微处理器作控制器通过测试软件完成对性能数据的采集、变换、处理、显示等操作程序，具有高速度、多功能、多参数等特点。

2. 自动检测系统的原理

2.1自动检测系统的组成

当前自动检测系统的基本组成如图所示，包括控制器、激励信号源、测量仪器、开关系统、适配器、人机接口、检测程序。

2.2自动检测系统的工作原理

控制器，自动检测系统的核心，由计算机组成。它是在检测程序的作用下，对检测周期内的每一步骤进行控制，完成管理检测周期、控制数据流向、接收检测结果、进行数据处理、检查读数是否在误差范围内、进行故障诊断、将检测结果送到显示器等功能。

激励信号源，主要应用于主动式检测系统，它向被测单元提供检测所需的激励信号。

测量仪器，检测被测单元的输出信号。

开关系统，控制被测单元和自动检测系统中有关部件间的信号通道。即控制激励信号输入被测单元，和被测单元的被测信号输往测量装置的信号通道。

适配器，实现被测单元与自动检测系统之间的信号连接。

人机接口，实现操作员和控制器的双向通信。操作员用键盘或开关向控制器输入信息控制器将检测结果及操作提示等有关信息送到显示器显示。当需要打印检测结果时，人机接口内应配备打印机。机接口、检测程序。

检测程序，自动检测系统是在检测程序的控制下进行性能检测和故障诊断的。检测程序完成人机交互、仪器管理和驱动、检测流程控制、检测结果的分析处理和输出显示、故障诊断等，他是自动检测系统的重要组成部分。

2.3自动检测系统的组建

计算机技术的发展为自动检测系统的组建提供了多种可能，典型的自动检测系统包括三部分：自动检测设备（Automatic Test Equipment,ATE）、测试程序集（Test Program Set,TPS）和TPS软件开发工具. 自动检测系统组建中的关键技术包括程控接口技术、虚拟仪器技术、专家系统、现场故障检测技术、开放或可互操作的ATS实现技术。

3.自动检测技术的应用

检测技术与自动化装置的应用基础是扎实的理论以及科研和工程实践过程中不断积累的新技术，加上学科基础理论和光、机、电结合导致技术的迅速发展，更加促进了检测技术与自动化装置学科的发展。

4.自动检测技术的发展

随着半导体和计算机技术的发展，新型或具有特殊功能的传感器出现出现，检测装置也向小型化、固体化及智能化发展，应用领域更加宽广。首先，不断提高监测系统的测量精度、量程范围、延长使用寿命、提高可靠性。科学技术的发展要求测量系统有更高的精度。近年来，人们研制出许多高精度的检测仪器以满足各种需求。例如，用直线光栅测量直线位移时，测量范围可达二三米，而分辨率可达到微米级；人们已经研制出测量低至几个帕的微压力和高达几千兆帕高压的；力传感器；开发了能够测出极微弱磁场的磁敏传感器等。从20世纪60年代开始，人们对传感器的可靠性和故障率的数学模型进行了大量的研究，使得监测系统的可靠性和使用寿命大幅度提高。其次，应用新技术和新的物理效应，扩大检测领域。检测原理大多以各种物理效应为基础，近代物理学的进展如纳米技术、激光、红外、超声波、微波、光纤、放射性同位素等新成就为检测技术的发展提供了更多的依据。如图像识别、激光测距、红外测温、C型超声波无损探伤。放射性测厚。中子探测爆炸物等非接触测量得到迅速发展。20世纪70年代以前，检测技术主要用于工业部门，如今，检测领域正扩大到整个社会需要的各个方面，不仅包括工程、海洋开发、航空航天