检测技术与智能仪表设计第五专题.pptx
自动检测技术及仪表控制系统详解PPT课件
管理 控制 “信息流”
数量状 态趋向
检测
获取信息
分析判断
自动控制
自动化：信息获取、信息转换、信息处理、信息传送、信息执行
★ 检测技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步
检测手段水平决定科学研究的深度和广度 理论研究成果离不开必要的检测手段
1 绪论
检测技术的作用与意义
一、(过程)自动化概述
检测技术在工业生产中的 应用十分广泛
6.控制过程属慢过程、多半属参量控制 7.定值控制是主要控制形式
过程控制的组成及术语
一、系统组成 以液体储槽的水位控制为例进行说明。
1、控制原理
液位变送器
半成品
LHC
液位控制器
1-1典型单回路控制系统
执行器
2、系统方块图
设定值 R(s)
E(s)
测量值
控制器
广义对象
U(s) 执行器
被控对象
检பைடு நூலகம்变送
2、随动控制系统 是一种被控量的给定值随时间任意变化的控制系
统。它的主要作用是克服一切扰动，使被控量随时 跟踪给定值的变化。
3、程序控制系统
其给定值按预定的时间程序来变化。如机械工业中的退 火炉的温度控制系统，其给定值是按升温、保温、逐次 降温等程序变化的。
三.按系统的结构特点来分
• 反馈控制系统 • 前馈控制系统 • 复合控制系统（前馈-反馈控制系统）
1 绪论
检测技术的作用与意义
一、(过程)自动化概述
检测技术在汽车中的应用日新月异
1 绪论
一、(过程)自动化概述
检测技术的作用与意义
检测技术
家用电器：
自动感应灯：亮度检测--光敏电阻
《智能仪器仪表》课件
空气质量监测
01
智能仪器仪表可以实时监测空气质量，为环境保护部门和公众
提供准确的数据。
水质监测
Байду номын сангаас
02
通过智能仪器仪表，可以检测水体的各种参数，如pH值、浊度
、溶解氧等，确保水质安全。
气象监测
03
智能仪器仪表在气象监测中发挥着重要作用，如风速、风向、
温度、湿度等参数的监测。
05
智能仪器仪表的未来展望与挑战
1 2
医疗诊断设备
智能仪器仪表广泛应用于医疗诊断设备中，如心 电图机、血压计等，提高诊断准确率。
病人监护系统
通过智能仪器仪表，可以实时监测病人的生理参 数，为医护人员提供及时准确的病人信息。
3
医疗影像设备
智能仪器仪表在医疗影像设备中发挥着重要作用 ，如CT、MRI等设备中的图像处理和数据分析。
环境监测领域的应用
总结词
随着智能仪器仪表的普及，安全与隐私保护成为亟待解决的问题，需要加强数据 加密、访问控制和安全审计等方面的措施。
详细描述
由于智能仪器仪表通常需要收集和处理大量敏感数据，因此需要采用强大的加密 技术和访问控制机制来保护数据安全。同时，应加强安全审计和监控，及时发现 和应对潜在的安全威胁。
成本与普及率的考量
04
智能仪器仪表的实际应用案例
工业自动化领域的应用
自动化生产控制
智能仪器仪表在工业自动 化领域中主要用于实时监 测和控制生产流程，确保 产品质量和生产效率。
智能传感器
通过智能传感器，可以实 时监测机器的运行状态， 预测潜在故障，并及时采 取措施，减少停机时间。
数据集成与分析
智能仪器仪表能够收集大 量生产数据，通过数据分 析，帮助企业优化生产流 程，降低成本。
技术检测与仪表课程设计
技术检测与仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解技术检测与仪表的基本原理，掌握常用检测仪表的工作原理及其应用场景。
2. 学生能够描述各种传感器的工作原理，并列举其在工程检测中的应用。
3. 学生能够掌握检测数据的处理与分析方法，了解数据处理中的常见问题及其解决策略。
技能目标：1. 学生能够正确使用常见的检测仪表，进行简单的系统调试和故障排查。
2. 学生通过实际操作，培养解决实际工程技术问题的能力，提高动手操作和团队协作能力。
3. 学生能够运用所学的知识，设计简单的技术检测方案，并进行数据分析和解释。
情感态度价值观目标：1. 学生通过技术检测与仪表的学习，培养严谨的科学态度，增强对技术研究的兴趣。
2. 学生在学习过程中，能够体会技术检测在工程实践中的重要性，增强社会责任感。
3. 学生通过小组合作，培养团队协作精神，学会尊重他人意见，提高沟通与交流能力。
课程性质分析：本课程属于技术实践类课程，侧重于技术原理与实际操作的结合，旨在培养学生的实践能力和创新精神。
学生特点分析：考虑到学生所在年级，他们已具有一定的理论基础，但实际操作经验相对不足，需要通过实践课程来提高技术应用能力。
教学要求分析：教学中应注重理论与实践相结合，强调学生在教师引导下的主体地位，通过项目驱动和问题导向的教学方法，提高学生的技术检测与仪表应用能力。
通过具体的学习成果分解，确保教学设计和评估的针对性和实效性。
二、教学内容1. 技术检测基础理论：- 检测仪表的分类、原理及其应用。
- 传感器的工作原理、特性及其在检测技术中的应用。
2. 常用检测仪表：- 电磁式仪表、电动式仪表、数字式仪表的结构与功能。
- 温度传感器、压力传感器、流量传感器等的使用方法和操作技巧。
3. 检测数据处理与分析：- 数据采集、处理和存储的基本方法。
- 数据分析中的误差处理、信号处理技术。
4. 实践操作与案例分析：- 设计简单的技术检测方案，进行实际操作。
检测技术与自动化仪表课程设计指导书
《传感器与检测技术》课程设计一．课程设计目的课程设计的目的是使学生能够将《传感器与检测技术》课程的内容有机的联系起来，形成系统的概念，培养学生综合应用知识的能力，掌握智能检测（或仪表）系统设计的基本思想和方法。
二．设计方法（一）智能化测量控制仪表的总体设计在设计一台智能化测量控制仪表时，首先要进行仪表的总体设计。
在课程设计中要考虑以下两点。
1．从整体到局部(自顶向下)的设计原则开始时，根据仪表功能和设计要求提出仪表设计的总任务，分别并绘制硬件和软件总框图，然后将总任务分解成一批可以独立表征的子任务，这些子任务再向下分，直到每个低级的子任务足够的简单，可以直接而且容易实现为止。
这些低级子任务可用模块化的方法来实现，有些子任务可以采用某些通用化的模块（模件）实现。
2．经济性要求为了获得较高的性能价格比，设计仪表时不应盲目地追求复杂高级的方案。
在满足性能指标的前提下，应尽可能采用简单的方案，因为方案简单意味着元器件少，可靠性高，从而也比较经济。
在进行实际的产品设计时，还应考虑仪表的可靠性要求、操作和维护的要求等。
（二）智能化测量控制仪表的硬件电路设计1．单片机芯片的选择课题中指定在MCS-51系列单片机中选择机种。
选择时，应考虑单片机的时钟频率、内部程序存储器和数据存储器容量、片内功能部件，以及相关的技术支持等因素。
2．存储器设计如果仪表中所涉及的程序或者数据量使单片机内部存储器难以满足要求时，应设计片外存储器。
3．输入/输出接口的设计单片机从测量环节或者说前向通道（包括A/D转换器和输入电路）输入测量信息、从键盘输入仪表需要的各种数据和信息（如功能选择，量程范围、阈值等）以及向显示器输出测量结果、仪表的工作状态（如报警信息）都需要通过接口电路实现，因此要设计相应的接口电路。
4．测量部分的设计测量部分通常由两大部分组成，即模拟测量部分和A/D转换器。
模拟测量部分如传感器、传感器测量电路、信号放大电路、滤波电路以及其它的信号调理电路都是一些独立的模块或组件，如果已有相应的模块芯片出售，设计时只要选用合适（符合技术要求）的芯片即可；如果没有相应的模块供应，则在设计时要根据仪表的技术指标，自行设计这些组件。
智能仪表原理与设计PPT学习教案
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1988年，IFAC(International federation of Automatic Control,国际自动控制联合会)的理事会正式确定“智 能元件及仪器”（Intelligent Components and Instruments）为其系列学术委员会之一 1989年5月，在武汉召开了第一届测试技术与智能仪 器国际学术讨论会
•确定设计任务和仪表功能，提出设计初步方案。
•绘制硬件及软件总框图，确定硬件类型和数量，注 意单片机的选择以及权衡硬、软件的比例。 •硬件电路的设计、研制和调试。用专业软件CAD 绘 图布线，力求标准化、规范化。
第24页/共29页
•应用软件的设计、程序编制和调试。注意结构清晰 、编程规范。通常，用仿真器进行调试。 •仪表结构设计，力求造型优美、色泽柔和、美观 大方、外廓整齐、细部精致，便于操作、维修。 ➢仪表总调、性能测定。对设计所要求的全部功能 进行测试，发现问题，应及时修改，直至满足设计 指标。最后要写出性能测试报告。
第22页/共29页
模块的连接：
软件模块的连接, 一般是通过监控主程序调用各 种功能模块，或采用中断的方法实时地执行相应的 服务模块来实现；硬件模块（模板）的连接一般是 以主机模块为核心，通过内部总线（数据总线、地 址总线和控制总线）连接其它模块。
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1.2.2 设计、研制的主要内容
第3页/共29页
➢控制系统结构及仪表的发展 基地式：20世纪50年代 单元组合式： DDZ, QDZ 20世纪60年代 计算机： DDC, DCS 20世纪70年代 先进控制和优化控制：CIPS, FCS 20世纪80 年代以后
检测技术与智能仪表设计专题
2019/10/30
利用红色激光瞄准被测 物（电控柜、天花板内 的布线层）
25
红外线辐射温度计在非接触温度测量中的 应用（续）
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利用红色激光瞄准被 测物（电控柜、天花 板内的布线层）
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红外线辐射温度计在非接触温度测 量中的应用（续）
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红外线辐射温度计的使用距离与 目标直径、面积的关系
光敏二极管外形
光敏二极管阵列
包含1024个InGaAs 元件的线性光电二极管阵 列，可用于分光镜。
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6
红外发射、接收对管外形 红外发射管
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红外接收管
7
光敏二极管的反向偏置接法
在没有光照时，由 于二极管反向偏置，所 以反向电流很小，这时 的电流称为暗电流，相 当于普通二极管的反向 饱和漏电流。当光照射 在二极管的PN结（又称 耗尽层）上时，在PN结 附近产生的电子-空穴 对数量也随之增加，光 电流也相应增大，光电 流与照度成正比。
红外线辐射温度计外形
激光仅 用于瞄准
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红外线辐射温度计外形
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红外线辐射温度计 用于食品温度测量
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红外线辐射温度计的使用
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红外线辐射温度计 在非接触体温测量中的应用（续）
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红外线辐射温度计 在非接触体温测量中的应用
热释电红外传感器是一种能检测人或动物发射的 红外线而输出电信号的传感器。热释电晶体广泛用于 红外遥感以及热辐射探测器。除了在楼道自动开关、 防盗报警上得到应用外，在更多的领域得到应用。比 如：在房间无人时能自动减小空调机的功率；电视机 能判断无人观看或观众已经睡觉后自动关机的电路； 开启监视器或自动门铃上的应用；摄影机或数码照相 机自动记录动物或人的活动……
智能化测量控制仪表的设计PPT共72页
▪ 5.组合化与开放式设计原则 ▪ 在科学技术飞速发展的今天，设计智能仪器系统面临三个
突出的问题：
(1)产品更新换代太快； (2)市场竞争日趋激烈； (3)如何满足用户不同层次和不断变化的要求。
在电子工业和计算机工业中推行一种不同 于传统设计思想的所谓“开放系统”的设 计思想。
▪ “开放系统”的设计思想
➢ 在技术上兼顾今天和明天，既从当前实际可能出发，又留下容纳未来新技 术机会的余地；
➢ 向系统的不同配套档次开放，在经营上兼顾设计周期和产品设计，并着眼 于社会的公共参与，为发挥各方面厂商的积极性创造条件；
➢ 向用户不断变化的特殊要求开放，在服务上兼顾通用的基本设计和用户的 专用要求等等。
▪ 开放式系统设计的具体方法
▪图1所示为智能仪器的一般设计过程。
➢ 对软件来说，应尽可能地减少故障，采用模块化设计 方法，易于编程和调试，可减小故障率和提高软件的 可靠性。同时，对软件进行全面测试也是检验错误排 除故障的重要手段。与硬件类似，也要对软件进行各 种“应力”试验，例如提高时钟速度、增加中断请求 率、子程序的百万次重复等(如程序跑飞现象) ，一切 可能的参量都必须通过可能的有害于仪器的运行来进 行考验。虽然这要付出一定代价，但必须经过这些试 验才能证明所设计的仪器是否合适。
▪ 智能仪器还应有很好的可维护性，为此仪器结构要规范化、 模件化，并配有现场故障诊断程序，一旦发生故障时，能 保证有效地对故障进行定位，以便调换相应的模件，使仪 器尽快地恢复正常运行。为便于现场维修，近年来广泛使 用专用分析仪器。它要求在研制仪器电路板时，在有关结 点上注上“特征”(通常是4位十六进制数字)，现场诊断时 就利用被检测仪器中的单片机来产生激励信号。采用这种 方法进行检测(直到元器件级)，可以迅速发现故障，从而 使故障维修时间大为减小。
检测技术与自动化仪表课件_1_5-检测技术介绍
TEST AND MEASUREMENT TECHNOLOGY & AUTOMATIC
INSTRUMENTS
课程性质：数控专业专业课； 先修课程：
《大学物理》,《模/数电》, 《自动控制原理》, 《微 机原理》,《单片机原理》等； 学时：64课时（其中实验部分占8课时）； 课程教学目的与基本要求： ✓ 掌握检测技术的基本知识，如测量误差的理论分析 等； ✓ 掌握常用传感器的工作原理，测量电路及其应用 ； ✓ 能够掌握自动化仪表基本类型，以及智能仪表的基本 结构、基本功能和基本设计方法。
12
4、对随机误差的进一步分析
① 标准偏差表示法（取 k中k =1）
此时置信概率
P P
p d
0.683
即随即误差落入区间 的,几率为68.3% 。
② 极限偏差表示法（取 k 为极限误差）
工程上，一般取
此时，
m 3
P P
3
3 3
p d
0.997
13
5、标准偏差的估计算法
有限次测量，估计值 ˆ
4、如何剔除？（实施步骤）
18
【例】对某物理量进行6次等精度测量，得到20.46,20.52, 20.49,20.50,20.48,20.61。取P=0.95，试判别是否存在坏值。
【解】不难计算出 x 20.51
由BESSEL公式法
6
xi 20.512
ˆ i1
0.05
6 1
应用格拉布斯准则，查表可知，
在构成测量系统时, 应将开环系统与闭环系统巧妙地组合 在一起加以应用, 才能达到所期望的目的。
CHA.4 检测系统基本特性
一、概述
静态特性和动态特性 测量和标定 理想的检测系统——单向系统和线性系统
检测技术及仪表PPT课件
产生随机误差的主要原因包括： n ①测量仪器元器件产生噪声，零部件配
合的不稳定、摩擦、接触不良等. n ②温度及电源电压的无规则波动，电磁
干扰，地基振动等. n ③测量人员感觉器官的无规则变化而造
例如某电阻标称值为1000 Ω ，误差范围为±1%，即该电阻的 实陈值在990 Ω到1010 Ω之间。
5. 示值 示值也称测得值、测量值或读数。它是指由测量器具给出的被测
量的量，由数值和单位两部分组成。
检测技术及仪表PPT课件
6.测量误差 由测量器具测得的结果与被测量真值之间的差异称为测量误差。
(2-1-17)
检测技术及仪表PPT课件
n 2.2 测量误差的分类
¨ 2.2.1 系统误差
在多次等精度测量同一量值时，误差的绝对值和符号 保持不变，或当条件改变时按某种规律变化的误差称为系 统误差，简称系差。如果系差的大小、符号不变而保持恒 定，则称为恒定系差，否则称为变值系差。变值系差又可 分为累进性系差、周期性系差和按复杂规律变化的系差。
实际测量中，主、客观诸多因素都将影响测量结果。例如，测量系 统不可能做到绝对精确，测量方法有些可能还不尽完善，测量人员 的操作可能不熟练或在测量中存在疏忽；此外，还有环境影响，外 界干扰等。这些因素都会导致测量误差。测量误差不可能完全消除， 只能根据需要和可能将其限制在一定范围内。
7.等精度测量和非等精度测量 短时期内，在对同一被测量进行多次测量的过程中，保持影响
设双口网络(比如放大器，或衰减器)输入、输出电压的测得值 分别为Ui和Uo，则电压增益Au，的测得值为
(2-1-10)
检测技术及仪表PPT课件
n 用对数表 示为
(2.1-11)
Gx称为增益测得值的分贝值。
技术检测与仪表课程设计
技术检测与仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解技术检测与仪表的基本原理，掌握相关概念和术语。
2. 学习各类传感器的工作原理及其在工程检测中的应用。
3. 掌握数据采集、处理与分析的基本方法，并能运用所学知识解决实际问题。
技能目标：1. 能够正确使用常见的检测仪表和设备，进行简单的故障排查和维护。
2. 培养学生动手操作能力，设计简单的技术检测方案，进行数据采集与分析。
3. 提高学生团队协作能力，通过小组讨论、实践等形式，共同解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对技术检测与仪表的兴趣，激发学生学习热情，形成积极的学习态度。
2. 增强学生的工程意识，了解技术检测在工程领域的重要性，培养学生的职业责任感。
3. 引导学生关注我国技术检测领域的发展，树立民族自豪感，提高国家认同感。
课程性质：本课程属于理论与实践相结合的课程，旨在培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
学生特点：学生处于高中阶段，具有一定的物理和数学基础，对新技术和新设备充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：注重理论与实践相结合，突出实用性，激发学生兴趣，提高学生的动手操作能力和团队协作能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得预期成果。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 技术检测与仪表的基本原理- 介绍仪表的定义、分类及其在工程中的应用。
- 分析传感器的工作原理，如电阻式、电容式、电感式传感器等。
2. 常见检测仪表的使用与维护- 学习各类仪表的结构、原理及使用方法，如万用表、示波器等。
- 掌握仪表的日常维护和故障排查方法。
3. 数据采集、处理与分析- 介绍数据采集系统组成，学习数据采集方法。
- 掌握数据处理与分析的基本技巧，如滤波、信号提取等。
4. 实践操作与案例分析- 设计实践项目，让学生动手操作，如温度、湿度、压力等检测。
- 分析典型案例，让学生了解技术检测在实际工程中的应用。
智能测试仪器与系统PPT课件
设计项目简介
2、基于光电对管的测速系统
• 构建一个具有光电对管的最小51单片机小系统，能自动检测码盘转速，原理如下 图。系统工作过程如下：
光 电 对 管 工 作 ；
单 片 机 控 制 码 盘 以 正 弦 规 律 变 速 转 动 ；
单 片 机 提 取 探 测 器 上 的 脉 冲 信 号 ， 计 算 码 盘 转 速 ；
测量结果。在此基础上采用PWM的频率及占空比实现对加热功率的调节， 实现恒温控制，并在LCD实时绘制测量温度曲线。
设计项目简介
11、点阵LED显示屏的设计 • 设计并制作一个以单片机为控制核心的点阵LED显示系统，系统实现同时显示4个汉字，
长的字符串则从右向左或从下向上滚动，要求画面清晰。可显示当前的时间，显示当前温 度。扩展：PC上位机通过串行通信接口能够实现字符串的修改、显示方式的设定、时间 的设置。
实内容简介
2. 信号发生器设计实验
A. 编写程序在液晶显示屏上显示自己的学号和姓名；在液晶显示屏上如何显示任意图形？
B. 基于LTC1446 编写D/A转换子程序，输出频率为50Hz，Vpp=5V的锯齿波，并将波 形显示于液晶显示屏上。
• 涉及内容：点阵式LCD显示屏编程与应用；
•
串行D/A转换器TLC1446的应用；
• 课程目的：通过上课掌握智能（微机）系统及设计相关方面的知识；通过实验和课 题设计，切实提高课程知识的应用能力；通过总结和答辩等环节提高综合素质。
课程说明
课程特点：实践性、应用性强，需要通过实验、实践，实际动手才能学以致用，而不是单纯的课堂教学；不 是基础课程通过布置作业理解消化。
学生特点：来自不同学校，有工科和偏理科，本科阶段“微机原理与接口技术”（单片机技术）的内容、要 求不尽相同，实验设备和条件不同，掌握的程度不同。
智能仪表原理与设计课件
错误。
人机交互体验优化
根据用户需求和使用习惯，不 断优化人机交互设计，提高用
户的使用体验和满意度。
04 智能仪表的关键技术
嵌入式系统技术
嵌入式系统定义
01
嵌入式系统是一种专用的计算机系统，它被嵌入到一个设备中，
以控制、监视或帮助该设备操作。
嵌入式系统的特点
利性。
软件设计
嵌入式系统开发
基于微控制器或处理器，开 发高效稳定的嵌入式系统软 件，实现数据采集、处理和 控制功能。
数据处理算法
根据测量需求，设计或选择 合适的数据处理算法，如滤 波、补偿、转换等，提高测 量精度和稳定性。
通信协议
实现与上位机或其他设备的 通信协议，如Modbus、 Profibus等，实现数据传输 和控制功能。
02
嵌入式系统具有高度的自动化、智能化、可靠性和实时性。
嵌入式系统在智能仪表中的应用
03
嵌入式系统在智能仪表中用于实现数据采集、处理和控制等功
能。
无线通信技术
01
无线通信技术的定义
无线通信技术是指通过无线电波传输信号的技术。
02
无线通信技术的特点
无线通信技术具有灵活性、移动性和便捷性等特点。
03
无线通信技术在智能仪表中的应用
智能仪表原理与设计课件
目录
• 智能仪表概述 • 智能仪表的原理 • 智能仪表的设计 • 智能仪表的关键技术 • 智能仪表的未来发展 • 智能仪表的案例分析
01 智能仪表概述
定义与分类
定义
智能仪表是一种具备数据处理、通信 和自动化控制功能的工业仪表，能够 完成信息采集、处理、显示、控制以 及数据传输等任务。
检测技术与智能仪表设计第五专题
20 dB 时，说明做报告者声音与干扰声音之间
各为什么关系？
2021/3/23
4
噪声源及干扰源
一、机械骚扰
机械振动或冲击使电 子检测装置中的元件发生 振动，改变了系统的电气 参数，造成可逆或不可逆 的影响。
对机械骚扰，可选用 专用减振弹簧-橡胶垫脚 或吸振橡胶海绵垫来降低 系统的谐振频率，吸收振 动的能量， 从而减小系 统的振幅。
2021/3/23
19
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, 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。
电压突变和交流电源波形畸变使工频的高次谐波 经电源线进入仪器的前级电路。
常见的大功率干扰有：调压或逆变电路中的晶闸 管引起的大功率高次谐波干扰、开关电源经电源线往 外泄漏出的几百千赫兹尖脉冲干扰。
检测系统的抗干扰技术
作为生产第一线的工程技术人员，经常会 遇到测控系统受到干扰而不能正常工作的情 况。现在，“干扰”这个名词在某些场合常 被“骚扰”所代替。在这一章里，将给大家 介绍几种常见的干扰，以及抗干扰的方法， 还要介绍几种行之有效的电磁兼容技术。
2021/3/23
1
做一个电磁干扰的小实验
将一台质量不佳的“电子镇流器式台灯”靠近 示波器的探头，我们会发现示波器的显示屏上出 现大量约宽度为数μs的尖峰波形。
2021/3/23
14
第二节 检测技术中的电磁兼容原理
一、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 电磁兼容的国家标准，强制要求绝大多数电气设 备必须通过相关电磁兼容标准的性能测试，否则 为不合格产品。通俗地说，电磁兼容是指电子系 统在规定的电磁干扰环境中能正常工作的能力， 而且还不允许产生超过规定的电磁干扰 。
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橡胶垫脚及弹簧
橡胶 海绵软垫
5
振动试验台
固定
频率、振幅均可调节
将被测仪器（如图中的电子天平）固定在 振动台上，逐渐增大振幅，测试在不同频率的 规定振幅下，产品指标是否变化。
2021/1/11
6
跌落试验
产品在运 输过程中常因 为遭受剧烈震 动或跌落而损 坏或性能变差， 因此需要做抗 跌落试验和测 试。
2021/1/11
பைடு நூலகம்
14
第二节 检测技术中的电磁兼容原理
一、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 电磁兼容的国家标准，强制要求绝大多数电气设 备必须通过相关电磁兼容标准的性能测试，否则 为不合格产品。通俗地说，电磁兼容是指电子系 统在规定的电磁干扰环境中能正常工作的能力， 而且还不允许产生超过规定的电磁干扰 。
腐蚀现象，必须采取以下措施来
加以保护：浸漆、密封、 浸漆可防止水分
定2021/期1/11 通电加热驱潮等。
进入线圈内部 8
仪器设备的防潮试验
喷淋试验
2021/1/11
9
1/11/2021
‹#›
三、热骚扰
热量，特别是温度波动以及不均匀的温度 场对检测装置的干扰主要体现在以下几个方面：
元件参数的变化（温漂）、接触热电势干 扰、元器件长期在高温下工作时，引起寿命和耐 压等级降低等。
2021/1/11
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五、电、磁噪声骚扰
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检测装 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，他们将对十分灵敏的检测装置造成干 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。
收音机了也会传出令人烦躁的“吱吱”噪声。
2021/1/11
2
第一节 噪声干扰及防护
在测量过程中，往往会发现总是有一些无 用的背景信号与被测信号叠加在一起，称之为 骚扰或噪声。如果骚扰引起设备或系统的性能 下降时，称之为干扰。
衡量噪声对有用信号的影响常用信噪比
（S/N）来表示，它是指在信号通道中，有用信 号功率PS与噪声功率PN 之比，或有用信号电压 US与噪声电压UN 之比即： S/N=10lg（ PS / PN ）=20lg（ US / UN ）（dB）
克服热干扰的防护措施有： 选用低温漂元件，采取软、硬件温度补偿 措施，选用低功耗、低发热元件，提高元器件规 格余量，仪器的前置输入级远离发热元件，加强 散热、采用热屏蔽等。
2021/1/11
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散热实例
2021/1/11
散热风扇
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四、固有噪声骚扰
在电路中，电子元 件本身产生的、具有随 机性、宽频带的噪声称 为固有噪声。最重要的 固有噪声源是电阻热噪 声、半导体散粒噪声和 接触噪声等。固有噪声 可以从喇叭或耳机中反 映出来，但更多的时候 是反映在输出电压的无 规律跳变上。
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自然界干扰源和人为干扰源
X光机产生大功率 高频干扰
闪电产生电磁场干扰
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自然界干扰源和人为干扰源（续）
变电站会产生 50Hz的高次 谐波干扰以及 电晕放电干扰
雷达会产生大功率高频干扰
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电吹风机干扰电视机的演示
电吹风机产 生的电磁波干扰 以两种途径到达 电视机：一是通 过共用的电源插 座，二是以空间 电磁场传输的方 式由电视机的天 线接收。
20 dB 时，说明做报告者声音与干扰声音之间
各为什么关系？
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噪声源及干扰源
一、机械骚扰
机械振动或冲击使电 子检测装置中的元件发生 振动，改变了系统的电气 参数，造成可逆或不可逆 的影响。
对机械骚扰，可选用 专用减振弹簧-橡胶垫脚 或吸振橡胶海绵垫来降低 系统的谐振频率，吸收振 动的能量， 从而减小系 统的振幅。
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信噪比（S/N）的计算举例
在测量过程中应尽量提高信噪比， 以减少噪声对测量结果的影响。
例：在扩音机输入端测得：话筒输出的做报
告者声音的平均电压为50mV， 50Hz干扰“嗡
嗡”声的电压为0.5mV，求信噪比。
解 S/N=20lg（50/0.5） dB =40 dB
又问：当S/N分别为20 dB、0 dB 、 -
检测系统的抗干扰技术
作为生产第一线的工程技术人员，经常会 遇到测控系统受到干扰而不能正常工作的情 况。现在，“干扰”这个名词在某些场合常 被“骚扰”所代替。在这一章里，将给大家 介绍几种常见的干扰，以及抗干扰的方法， 还要介绍几种行之有效的电磁兼容技术。
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做一个电磁干扰的小实验
将一台质量不佳的“电子镇流器式台灯”靠近 示波器的探头，我们会发现示波器的显示屏上出 现大量约宽度为数μs的尖峰波形。
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由电焊引起的干扰
电焊机电缆产生强磁场干扰
磁场交链
信号线
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第二节 电磁兼容技术
抗电磁干扰技术有时又称为电磁兼容控制 技术。可采用破坏干扰途径和削弱检测系统电 路对干扰的敏感性等方法，常用的抗干扰措施 有屏蔽、接地、浮置、退耦、滤波、光电隔离 等技术。
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跌落试验机
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二、湿度及化学骚扰
用绝缘漆浸 当环境相对湿度增加时，物 渍过的控制 体表面就会附着一层水膜，并渗 变压器
入材料内部，降低了绝缘强度，
造成了漏电、击穿和短路现象；
潮湿还会产生原电池电化学干扰
电压。
某些化学物品如酸、碱、盐、
各种腐蚀性气体以及沿海地区的
盐雾也会造成与潮湿类似的漏电
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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, 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。
电压突变和交流电源波形畸变使工频的高次谐波 经电源线进入仪器的前级电路。
常见的大功率干扰有：调压或逆变电路中的晶闸 管引起的大功率高次谐波干扰、开关电源经电源线往 外泄漏出的几百千赫兹尖脉冲干扰。
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二、电磁干扰的来源
电磁干扰源分为两大类：自然界干扰 源和人为干扰源，后者是检测系统的主要干 扰源。
1.自然界干扰源包括地球外层空间的宇 宙射电噪声、太阳耀斑辐射噪声以及大气层 的天电噪声。后者的能量频谱主要集中在 30MHz以下，对检测系统的影响较大。
2.人为干扰源又可分为有意发射干扰源 和无意发射干扰源。