微弱电信号检测技术
检测技术的发展及概述
一、检测技术的新发展检测技术是科技领域的重要组成部分, 可以说科技发展的每一步都离不开检测技术的配合 , 尤其是极端条件下的检测技术 , 已成为深化认识自然的重要手段 .近几十年来 ,随着电子技术的快速发展 , 各种弱物理量如弱光、弱电、弱磁、小位移、微温差、微电导、微振动等的测量有了长足的发展 ,其检测方法大都是通过各种传感器作电量转换 , 使测量对象转换成电量 , 基本方法有: 相干测量法 , 重复信号的时域平均法 , 离散信号的统计平均法及计算机处理法等 .但由于弱信号本身的涨落、传感器本身及测量仪噪声等的影响 , 检测的灵敏度及准确性受到了很大的限制.近年来 , 各国的科学家们对光声光热技术进行了大量广泛而深入的研究,.人们通过检测声波及热效应便可对物质的力、热、声、光、磁等各种特性进行分析和研究 ; 并且这种检测几乎适用于所有类型的试样 ,甚至还可以进行试样的亚表面无损检测和成像.还由此派生出几种光热检测技术如光热光偏转法、光热光位移法、热透射法、光声喇曼光谱法及光热释电光谱法等 .这些方法成功地解决了以往用传统方法所不易解决的难题 , 因而广泛地应用于物理、化学生物、医学、化工、环保、材料科学等各个领域 ,成为科学研究中十分重要的检测和分析手段.尤其是近几年来 , 随着光声光热检测技术的不断发展 ,光声光热效应的含义也不断拓宽 ,光源也由传统的光波 ,电磁波、x射线、微波等扩展到电子束、离子束、同步辐射等 ,探测器也由原来的传声器扩展到压电传感器、热释电探测器及光敏传感器 ,从而适应了不同应用场合的实际需要 .1光声光热检测的特点光声光热检测之所以有如此迅速的发展并得到日益广泛的应用 ,是由其本身的特点所决定的 .1. 1 与普通的光谱测量技术相比 ,光声检测的光声信号直接取决于物质吸收光能的大小 ,反射光、散射光对光声检测的干扰很小 ; 因此 ,对于弱信号则可以通过增大入射光功率的办法来提高检测的信噪比 ; 同时 ,它还是惟一可用以检测试样剖面吸收光谱的方法 .1. 2 在光声检测中,试样本身既是被测物质,又是吸收光波的检测器 ,因此 ,可以在一个很宽的波谱范围内进行研究 ,而不必改变检测系统 ,给实际操作带来极大的方便 .1. 3 光声效应是研究物质荧光、光电和光化学现象的极其灵敏而又十分有效的方法 , 这是因为光声信息是物质吸收了经调制后的外界入射能量 , 由受激态跃迁到低能态而产生的 ,因此 ,它与物质受激后的辐射过程、光化学过程等是互补的 ,从而大大地提高了检测的灵敏度 .1. 4 光声效应还可以用来测量其他一些非光谱研究领域的物理量如薄膜厚度、弹性形变、不透 . 明材料的亚表面热波成像等 .当物质吸收强度变化的辐射能而使自身加热时 ,便会在它的内部产生热应力、热应变及折射率变化等多种效应 ; 如果采用适当的检测手段及检测系统 ,便可对其物理、化学性质进行测量和研究 .根据试样特性和检测目的的不同 , 可采用不同的检测方法 .各种检测方法都有自己相应的检测装置 .每个光声光热检测系统 ,通常都是由强度时变的辐射源、光声光热信号检测器和信号处理系统等 3 个部分组成的.2常见的光声光热检测技术有以下几类 .2. 1 传声器光声检测技术这是目前使用最广泛的一种光声检测系统 , 它适用于固体、液体、气体、粉末及胶体等各种形态物质特性的检测 ,其特点是理论较完善 ,易于实现定量检测 . 该系统的主要部分是一个光声腔 , 用以安装传声器和放置被测试样 , 检测过程中的光—热—声能量的转换过程都是在这里发生的 .根据其工作方式的不同 ,光声腔又可分为谐振式和非谐振式两大类 ; 物质吸收调制光能后 ,将在光声腔内形成光声信号 ,然后再由腔内的传声器检测并转换成电信号 , 最后输入信号处理系统 , 常用的传声器是电容传声器 ,它是由一很薄金属膜或镀金属的塑料电介质膜与一刚性电极组成 ,它对体积的变化特别灵敏 ,对气体、固体试样常采用非谐振式 , 因其体积小 , 又工作在低调制频率 , 所以检测灵敏度高 ; 对于流体试样 , 常采用谐振式 ,虽其体积较大 , 工作频率较高 , 但由于驻波“放大”作用及提高光声耦合等措施 , 也能达到很高的检测灵敏度 .2. 2 光偏转和光位移检测技术这是一种非接触式检测技术 , 可以在十分恶劣的环境下对试样进行检测, 灵敏度极高.利用这项技术 ,不仅可以检测光热偏转信号 ,而且还可以检测试样的表面位移和表面斜率 , 所以, 它也是观测声波 ,表面波以及对物质进行无损检测的十分有效的手段 . 当调制光束照射到试样时 , 试样的表面会产生时变的位移或振动 ; 通常这种光热位移及光热偏转是非常小的 ,所以采用灵敏高的非接触式检测技术十分有利 .这里的关键是选择一个理想的光检测系统 ,并尽可能地降低噪声干扰.目前广泛使用的光探测器 ,如光电倍增管、光电二极管、硅光电池等都是一种能量检测器 ,因其输出与入射光能成正比 ,故可采用一种由若干光敏元件阵列组成的象限光电探测器来提高灵敏度 , 还可以利用专门设计的电容或位移传感器 ,应用光的相干原理来精确测定简谐振动的微小位移 .2. 3 压电和热释电检测技术某些电介质在外界应力作用下发生形变时,在其表面上产生出束缚电荷 ,这种效应称为压电效应 ; 反之 ,电介质在外电场作用下而产生形变的现象称为反压电现象 .这一正一反的现象 , 表明在电介质中机械性质与电学性质之间存在着相关的行为 .在光声检测中主要是利用正压电效应 , 即试样受强度调制的入射光作用后 , 产生的应力波传递到压电传感器上时 ,将因正压电效应而输出光信号 .为达到最佳的检测效果 ,必须选择合适的压电材料 ; 通常压电材料分单晶体、多晶陶瓷和有机压电体 ,在光声检测中用得最多的是多晶压电陶瓷 .而压电传感器则必须根据检测固体、液体、粉末的不同要求 , 选择相应的灵敏度高、屏蔽性好、抗干扰能力强、声阻抗相匹配的传感器 . 所谓的热释电效应 Pyroelectric effect 是指某些晶体、陶瓷或聚合物因温度的变化而引起自发激化强度发生变化,并在特定方向上产生表面电荷的现象.和压电效应一样 , 并非所有的材料都有热释电效应 ,它与晶体结构有关 ,只有那些非中心对称的晶体点阵才具有这种效应 . 热释电检测实际上是利用某些材料的热释电效应做成探测器检测热释电信号 .其工作原理是 : 一束强度经调制的电磁波入射到试样上 ,在试样内引起的热波传到热释电探测器上 ,使探测器温度升高 , 并引起探测器材料的极化强度发生变化 ,在其表面产生电荷 ,并在外电路上形成正比于入射能量的输出信号 ,这种信号可随波长变化 ,也可随试样位置变化 ,或者随外界条件如温度、压力、场强等而变化 , 通过这些变化便可研究其光谱性质、热成像及其他有关的物理性质 .2. 4 微弱信号检测技术微弱信号是实际检测中经常遇到的 ; 由于一些有用的信号往往会被强于自身数千甚至数十万倍的噪声所淹没 ,所以必须采用必要的手段将被覆盖的信号从噪声中提取出来.在光声检测中常用的模拟弱信号检测装置是锁相分析仪和 Boxcar 积分仪 . 锁相分析仪又叫锁相放大器 , 常用于检测周期性的连续信号 ; 它主要是由信号通道、参考通道及相关器3部分组成 .相关器是它的核心部分 , 它主要是由乘法器和积分器组成 ; 为了同时测出输入信号的幅值和相位,通常锁相分析仪采用两个相关器.在实际应用中 ,应根据检测信号的特性 ,选择适当的交流和直流增益及积分时间常数 , 以便获得最好的检测结果. Boxcar 积分器用于检测非周期性连续信号 , 是一种通过信号多次平均而改善信号信噪比的装置 , 所以又叫 Boxcar 平均器 , 可用来检测淹没在噪声中重复脉冲的平均幅值和恢复被噪声模糊的重复信号波形 .它主要是由信号通道和时基单元组成.信号通道由宽前置放大器、快速采样开关和 RC 取样积分器组成 .在实际应用中 ,首先确定窗口宽度 ,再按改善信噪比的要求设置 RC , 然后由被测波形的覆盖范围来选择延迟范围 , 依上面 3 个参数来确定扫描时间 ,以获得较好的检测结果.光声光热检测的应用光声检测技术由于具有灵敏度高,可检测的波谱范围宽 ,特别是它几乎适用于所有类型的试样 ,使之在众多领域获得越来越广泛的应用,前景十分诱人.3. 1 固、液材料的定量分析自20 世纪80年代开始,许多科学工作者分别测定了无机材料、有机材料、半导体的光声谱 , 并通过光声谱对材料的组元和成分作定量分析.有人提出 ,这种新方法可以用来测定谷物中的农药含量、药片中的添加剂、食品中的着色剂及法医的检测分析等 .提高用途与价格比和定量分析能力,是光声光热检测设备商业化及扩大该技术应用范围的关键 , 已有不少科学工作者致力于这方面的研究与开发.对于液体材料 , 光声谱法和热透镜法都是灵敏度极高的分析方法 , 已有人成功地将其应用于溶液的痕量和超痕量分析, 检测限比传统的分光光度法提高2～3 个数量级 ,为分析化学开创了新的应用前景.3. 2 气体分析光声技术是检测微量气体浓度的一种极为有用的技术 ,利用激光光源的高强度功率及单色性激光光声谱可达到很高的检测灵敏度和分辨率 .因此,,它特别适用于微弱吸收气体的检测 .这项技术不仅为气体分子光谱学的研究提供了一种新颖的技术 , 而且也为大气污染的监测开辟了一条光明的道路 , 它能够有效地克服其他检测低浓度物质方法的缺点.3. 3 表面与界面的研究表面和界面现象是一种很普遍的现象, 许多自然现象、生理现象和科学研究 ,几乎都涉及到各种表面与界面.长期以来都是使用反射光谱仪和扫描电镜等工具 ,对表面处理要求严格,手续繁杂 , 由于光声检测信号只与吸收光能有关,使光声技术对表面和界面的研究具有与众不同的独特之处；因为光声谱 PAS 是测定由物质吸收的光谱变成热而引起的压力波 ,故能直接理解为对表面的敏感测定 .应用光声技术研究表面可以达到单分子层水平 , 如采用高分辨率光源,还能获得各种情况下的表面氧化作用 ,还原作用和钝化的重要信息 ,对研究表面的结构及表面间的相互作用机制有着实际意义.3. 4 在生物医药上的应用光声光热技术的最大优点是试样可以不经过处理直接进行测定 ,因而保存了原试样的自然状态,应用在生物医药上,可进行活体和剖面深度的断层分析 ,因此可以获得正常和变异的生物过程及病理学方面有价值的信息；近年来,它已应用于细胞组织、细菌繁殖过程、药品合成和渗透、植物光合作用及光声免疫反应的研究 ; 因可以找出组织病理和疾病之间的内在联系,为早期诊断包括癌变提供了有价值的临床诊断工具.随着检测技术的不断发展和完善,人们对光声光热检测技术的认识也将逐渐深化,而且又因其本身的特点及功能的多样化 , 其应用领域必将不断拓展.可以预期在不远的将来 , 光声光热检测技术会成为各个领域广泛使用的常规研究和分析手段 ; 如与现有的检测技术相结合,将会在工业上的实时检测、质量控制和产品分析等领域获得越来越广泛的应用 . 光声光热检测技术仍属发展中的新技术, 需要不断完善和改进,还有许多问题有待进一步开发和探索 .可以相信 , 一个广泛使用和发展光声光热技术的时代必然会到来二、无损检测技术的应用所谓无损检测技术,是指在不破坏或不改变被检物体的前提下,利用物质因存在缺陷而使其某一物理性能发生变化的特点,完成对该物体的检测与评价的技术手段的总称.它由无损检测和无损评价两个不可分割的部分组成.一个设备在制造过程中,可能产生各种各样的缺陷,如裂纹、疏松、气泡、夹渣、未焊透和脱粘等；在运行过程中,由于应力、疲劳、腐蚀等因素的影响,各类缺陷又会不断产生和扩展.现代无损检测与评价技术,不但要检测出缺陷的存在,而且要对其作出定性、定量评定,其中包括对缺陷的定量测量形状、大小、位置、取向、内含物等,进而对有缺陷的设备分析其缺陷的危害程度,以便在保障安全运行的条件下,作出带伤设备可否继续服役的选择,避免由于设备不必要的检修和更换所造成的浪费.现代工业和科学技术的飞速发展,为无损检测技术的发展提供了更加完善的理论和新的物质基础,使其在机械、冶金、航空航天、原子能、国防、交通、电力、石油化工等多种工业领域中得到了广泛的应用.它被广泛应用于制造厂家的产品质量管理、用户订货的验收检查以及设备使用与维护过程中的安全检查等方面,例如锅炉、压力容器、管道、飞机、宇航器、船舶、铁轨和车轴、发动机、汽车、电站设备等等方面,特别是在高温、高压、高速、高负载条件下运行的设备.无损检测技术包括超声检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测、涡流检测等常规技术以及声发射检测、激光全息检测、微波检测等新技术.常见的分类形式如表所示.实践证明,开展无损检测技术,对于改进产品的设计制造工艺、降低制造成本以及提高设备的运行可靠性等具有重要的意义,已成为机械故障诊断学的一个重要组成部分.三、超声波检测超声波检测是无损检测的主要方法之一.1利用声响从物体外界不损坏地检测其内部情况的方法早就问世了.超声波检测就是利用电振荡在发射探头中激发高频超声波,入射到被检物内部后若遇到缺陷,超声波会被反射、散射或衰减,再用接收探头接收从缺陷处反射回来反射法或穿过被检工件后穿透法的超声波,并将其在显示仪表上显示出来,通过观察与分析反射波或透射波的时延与衰减情况,即可获得物体内部有无缺陷以及缺陷的位置、大小及其性质等方面的信息,并由相应的标准或规范判定缺陷的危害程度的方法.2超声波检测具有灵敏度高、穿透力强、检验速度快、成本低、设备简便和对人体无害等一系列优点,既适合在制造厂生产线上成批检查,也可以用于野外作业.3超声波之所以被广泛地应用于无损检测,是基于超声波的如下特性指向性好超声波是一种频率很高、波长很短的机械波,在无损检测中使用的超声波波长为毫米数量级.它像光波一样具有很好的指向性,可以定向发射,犹如一束手电筒灯光可以在黑暗中寻找所需物品一样在被检材料中发现缺陷.穿透能力强超声波的能量较高,在大多数介质中传播时能量损失小,传播距离远,穿透能力强,在有些金属材料中,其穿透能力可达数米. 4超声波检测的应用实例超声波检测既可用于锻件、棒材、板材、管材以及焊缝等的检测,又可用于厚度、硬度以及材料的弹性模量和晶粒度等的检测.下面简述超声波检测的几个应用实例.1．螺栓的超声波检测电站中高温高压部件如汽缸、主蒸汽门、调速汽门等用的螺栓,在运行中经常有断裂的现象.紧固螺栓螺纹根部产生的裂纹是沿螺栓横断面发展的横向裂纹,中心孔加热不当产生的内孔裂纹也是横向裂纹.因此将直探头放在螺栓端面上探测,声束刚好与裂纹面垂直,对发现这些裂纹很有利. 2．车轴的超声波检测车轴是机车、车辆运行时受力的关键部件之一,它在水气的浸蚀中承受载荷,容易产生裂纹,多数是危险性较大的横向裂纹.经常采用横波探伤法和小角度纵波探伤法.3. 非金属材料的超声波检测超声波在非金属材料塑料、有机玻璃、陶瓷、橡胶、混凝土等中的衰减一般都比金属大,为了减小衰减而多采用低频检测,一般为20～200kHz,有的也用2～5MHz.为了获得较窄的声束,常采用较大尺寸的探头.四、射线检测1射线检测的基本原理射线检测是以X射线、γ射线和中子射线等易于穿透物质的特性为基础的.其基本工作原理为：射线在穿过物质的过程中,由于受到物质的散射和吸收作用而使其强度衰减,强度衰减的程度取决于物体材料的性质、射线种类及其穿透距离.当把强度均匀的射线照射到物体上一个侧面,在物体的另一侧使透过的射线在照相底片上感光、显影后,就可得到与材料内部结构或缺陷相对应的黑度不同的图象,即射线底片.通过观察射线底片,就可检测出物体表面或内部的缺陷,包括缺陷的种类、大小和分布情况并作出评价.2射线检测对缺陷的形象非常直观,对缺陷的尺寸、性质等情况判断比较容易.采用计算机辅助断层扫描法还可以了解断面的情况,可以进行自动化分析.射线检测对所测试检查物体既不破坏也不污染,但射线检测成本较高,且对人体有害,在检测过程中必须注意要妥善保护.3工业上常用的是X射线、γ射线检测.2射线检测照相法的特点和适用范围射线检测是一种常用于检测物体内部缺陷的无损检测方法,它几乎适用于所有的材料,检测结果照相底片可永久保存.但从检测结果很难辨别缺陷的深度,要求在被检试件的两面都能操作,对厚的试件曝光时间需要很长.对厚的被检测物来说,可使用硬X射线或γ射线；对薄的被检物则使用软X射线.射线穿透物质的最大厚度为：钢铁约450mm、铜约350mm、铝约1200mm.对于气孔、夹渣和铸造孔洞等缺陷,在X射线透射方向有较明显的厚度差别,即使很小的缺陷也较容易检查出来.而对于如裂纹等虽有一定的投影面积但厚度很薄的一类缺陷,只有用与裂纹方向平行的X射线照射时,才能够检查出来,而用与裂纹面几乎垂直的射线照射时就很难查出.这是因为在照射方向上几乎没有厚度差别的缘故.因此,有时要改变照射方向来进行照相.结束语计算机与微电子技术的高速发展,使得仪器仪表业发生革命性的变革,传统的测量仪器都要有独立的机箱,在面板上有操作按键和旋钮,有信号输入与输出端口,有显示测量结果的指示计或数码窗口等.每种仪器都有各自的专用功能,相互不能通用.虚拟仪器的出现,使操作者面对的不再是专用的机箱,而是一台通用计算机.由传感器或变送器送来的信息经过专门的接口卡进入计算机,通过软件处理在计算机显示屏上显示测量结果,并发送各种控制信号.操作者通过鼠标或键盘进行操作.特别是数字传感器的出现,可省去A/D转换的接口卡,更无需模拟量放大等处理,并可远距离传输.不同的传感器可以构成不同的仪器,可以共用一台计算机,可以将两台不同性质的仪器合在一台计算机上.虚拟仪器开放性强,具有与其它设备互联的能力,可实现对现场实时的监测与管理.其另一特点就是性价比高,它能一机多用；它的主体采用的是通用的计算机,其功能强,质量高,成本远比专用仪器低,由于遍布的计算机服务网点,使得仪器能得到及时的与星级的维修与服务等,这也是专用仪器所不能相比拟的.因此虚拟仪器将在未来测控领域中成为主导的中坚,并推动测控技术不断发展与变革.参考文献1张成悌检测与产品质量和生产力的关系实用测试技术.20001.47～482郭春梅浅谈虚拟仪器的发展及未来趋势实用测试技术.2000.6.44～463解明芳王鸿钰虚拟仪器仪表技术.1998.54李国华吴淼. 现代无损检测与评价. 化学工业出版社.5刘燕德无损智能检测技术及应用. 华中科技大学版社.致谢本论文是在牛博英老师的的指导下完成的.从论文的选题、结构到资料的整理等工作都得到了导师的悉心指导.在撰写论文的过程中,导师渊博的学识,严谨的治学态度,丰富的实践经验,循循善诱的指导方式,令学生终生受益,谨此表示学生最衷心的感谢.。
噪声检测系统的硬件设计方案
噪声检测系统的硬件设计方案引言：噪声是我们生活中常见的环境问题，严重影响人们的健康和生活质量。
为了及时监测和控制噪声污染，设计一个高效可靠的噪声检测系统是非常重要的。
本文将介绍一个完整的噪声检测系统的硬件设计方案，包括传感器选择、信号处理、数据存储和显示等方面。
一、传感器选择1. 声音传感器：选择高灵敏度、宽频响范围的声音传感器，如MEMS 麦克风传感器，能够准确捕捉噪声信号，并将其转化为电信号输出。
2. 环境传感器：为了更全面地了解噪声的来源和影响因素，可以选择加速度传感器、温湿度传感器等，监测噪声的震动和环境参数。
二、信号处理1. 信号放大：将传感器输出的微弱电信号放大到合适的幅度，以便后续的信号处理和分析。
2. 滤波处理：使用低通滤波器、带通滤波器等方法，去除噪声信号中的高频噪声和干扰信号，保留感兴趣的频率范围内的信号。
3. 信号采样：采用高精度的模数转换器（ADC）对滤波后的信号进行采样，将模拟信号转换为数字信号，以便后续的数据处理和分析。
三、数据存储和显示1. 存储设备：选择适合的存储设备，如SD卡、EEPROM等，将采集到的噪声数据进行存储，以备后续的数据分析和报告生成。
2. 显示界面：设计合适的显示界面，如LCD显示屏、数码管等，将实时或历史的噪声数据以直观的方式展示给用户，方便用户进行实时监测和分析。
四、供电和通信1. 供电系统：选择合适的电源模块，如锂电池、电源适配器等，为噪声检测系统提供稳定可靠的电源。
2. 通信模块：可选用无线通信模块（如Wi-Fi、蓝牙等）或有线通信模块（如RS485、以太网等），将采集到的噪声数据传输到上位机或云平台，实现远程监控和数据管理。
结论：噪声检测系统的硬件设计方案是确保噪声监测的准确性和可靠性的关键。
通过选择合适的传感器、进行信号处理、设计有效的数据存储和显示界面，以及配置合适的供电和通信模块，可以实现高效、全面、可靠的噪声检测功能。
在实际的设计过程中，需要根据具体的应用场景和需求，进行系统参数的调整和优化，以达到最佳的检测效果。
心电采集原理
心电采集原理心电采集是一种用于监测和记录人体心脏电活动的非侵入性技术。
它通过贴在胸部或四肢上的电极，将心脏发出的微弱电信号转化为可视化的心电图信号。
心电采集的原理是基于心脏细胞的电生理特性。
人的心脏是由搏动的心肌组成，而心肌细胞的搏动是由电信号的传导所驱动的。
这些电信号通过心脏内的特定路径传播，使心肌细胞收缩和舒张，从而推动血液流动。
心电采集利用了心肌细胞的电活动特性。
当心肌细胞处于静息状态时，细胞内外的电位差较大，形成了所谓的静息电位。
然而，当心肌细胞受到刺激时，细胞内外的电位差会发生变化，这种变化被称为动作电位。
动作电位的变化会在心脏中传播，并触发心肌细胞的收缩。
心电采集通过将电极贴附在特定的位置上，可以检测到心脏发出的微弱电信号。
这些信号会被放大并记录下来，形成心电图。
心电图可以显示心脏电活动的各个方面，如心率、心律、心室肥厚等。
心电采集在临床医学中具有重要的应用价值。
医生可以通过分析心电图来诊断心脏疾病、评估心脏功能以及监测治疗效果。
心电图还可以用于监测心脏手术过程中的情况，并提供必要的指导。
虽然心电采集是一种常见且非侵入性的检测技术，但在使用过程中仍需注意一些事项。
例如，正确贴附电极的位置对于获取准确的心电图至关重要。
同时，避免电极之间的干扰也是必要的，以保证心电图的准确性。
心电采集是一种基于心脏细胞电活动特性的非侵入性技术。
它通过记录心脏发出的微弱电信号，将其转化为可视化的心电图信号。
这种技术在临床医学中具有广泛的应用，为医生提供了重要的诊断和监测工具。
通过心电采集，我们可以更好地了解和评估人体心脏的健康状况。
微弱信号检测技术的研究要点
编号微弱信号检测技术的研究Research on Weak Signal DetectionTechnology学生姓名专业学号学院年月日摘要在自然现象和规律的科学研究和工程实践中,经常会遇到需要检测毫微伏量级微弱信号的问题,比如测定地震的波形和波速、材料分析时测量荧光光强、卫星信号的接收、红外探测以及物电信号测量等, 这些问题都归结为噪声中微弱信号的检测。
在物理、化学、生物医学、遥感和材料学等领域有广泛应用。
微弱信号检测技术是采用电子学、信息论、计算机和物理学方法,分析噪声产生的原因和规律,研究被测信号的特点和相关性, 检测被噪声淹没的微弱有用信号。
微弱信号检测的宗旨是研究如何从强噪声中提取有用信号,任务是研究微弱信号检测的理论、探索新方法和新技术, 从而将其应用于各个学科领域当中。
本文对弱信号的定义和弱信号的应用范围进行了概述,综述了微弱信号检测理论研究和实际应用领域的发展情况,重点比较了目前在微弱信号检测技术中应用的方法:相关检测、锁相放大器微弱信号检测、取样积分法、基于小波分析的微弱信号检测、基于混沌振子的微弱信号检测,最后总结了各个方法的特点。
关键字：微弱信号检测噪声锁相放大器ABSTRACTIn the natural phenomenon and law of scientific research and engineering practice, often be expected to test baekho microvolts middleweight weak signal issues, such as determination of earthquake wave and wave velocity, material analysis when measuring fluorescent light intensity, satellite signals, infrared detection and signal measurement of things, these problems boil down to a weak signal in the noise of the test. In the physical, chemical, biological medicine, remote sensing and material science and other fields have a widely used. Weak signal detection technology is the electronics, information theory, computer and physics method, analyzes the reasons of the noise and to study the laws of the measured signal characteristics and correlation, detection was submerged in the faint noise useful signal. The aim of the weak signal detection is studying how strong noise from the extract useful signal, the task is to study the theory of weak signal detection, explore new methods and new technology, and its application in the field of each subject.The definition of the weak signal and the application range of the weak signal were reviewed in this paper, the weak signal detection in theoretical research and practical application of the field development situation, the key is the current weak signal detection technology in the application method: related detection, lock-in amplifier weak signal detection, sampling integral method, based on the wavelet analysis, weak signal detection based on chaotic oscillator weak signal detection, finally summarized the characteristics of each method.Key words ：Weak signal, detection, and noise, lock-in amplifier目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 微弱信号的定义 (1)1.3 微弱信号的应用范围及当前的研究背景 (1)1.4 微弱信号检测的原理 (2)第2章相关检测法 (4)2.1 自相关检测 (4)2.1.1 自相关检测的举例 (5)2.2 互相关检测 (6)2.2.1 互相关检测的特点 (7)第3章锁相放大器微弱信号检测 (8)3.1 锁相放大器介绍及应用 (8)3.2 锁相放大器的原理 (9)3.3 锁相放大器特点 (11)3.4 系统中相关器的分析 (11)3.5 锁相放大器的局限性 (12)第4章取样积分法 (13)4.1 取样积分器的工作原理 (13)4.2 取样积分器的信噪比改善系数 (15)4.3 取样积分器的工作方式 (16)4.3.1 定点式取样积分器 (16)4.3.2 扫描式积分取样器 (16)第5章基于小波分析的微弱信号检测 (18)5.1 小波变换的介绍及发展 (18)5.2 小波变换应用举例 (18)第6章基于混沌振子的微弱信号检测 (21)6.1 基于混沌振子的微弱信号检测的介绍 (21)6.2 基于混沌振子的微弱信号检测的原理 (21)结束语 (23)参考文献 (24)第1章绪论1.1 引言科学技术发展到今天，人类对客观世界的认识越来越细微、越来越深入。
微弱电信号精密检测及高速数据处理技术
微弱电信号精密检测及高速数据处理技术全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：微弱电信号精密检测及高速数据处理技术在现代科技领域中扮演着重要的角色。
随着科技的不断发展，人们对于电子设备的要求也越来越高，尤其是对于微弱电信号的精密检测和高速数据处理技术的需求日益增加。
本文将探讨微弱电信号精密检测及高速数据处理技术的发展历程、应用领域以及未来的发展趋势。
一、微弱电信号的精密检测技术微弱电信号是指信号强度较小、噪声干扰较大的电信号。
在实际应用中，微弱电信号常常需要通过精密检测技术来提取出所需的信息。
精密检测技术可以提高信噪比，减小干扰，使得微弱信号能够被准确检测并处理。
目前，微弱电信号的精密检测技术主要包括放大、滤波、模数转换等技术。
放大技术是指通过放大器将微弱信号放大到一定的幅度，从而使得信号能够被后续的处理器正确读取。
在放大技术中，常用的放大器有运放放大器、差分放大器等。
通过合理选择放大器的放大倍数以及增益，可以有效地提高微弱信号的强度，减小信号被干扰的可能性。
滤波技术是指通过滤波器将目标信号与噪声信号进行分离，从而保留目标信号的同时减小噪声的影响。
在微弱电信号的精密检测中，滤波技术起着至关重要的作用。
常用的滤波器包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等。
通过合理设置滤波器的截止频率和通带宽度，可以有效地提高信号的质量。
模数转换技术是指将模拟信号转换为数字信号的技术。
在微弱电信号的精密检测中，常常需要通过模数转换技术将模拟信号进行数字化处理。
通过模数转换技术，可以将微弱信号的信息以数字的形式储存和传输，从而便于后续的数据处理。
二、高速数据处理技术高速数据处理技术是指在短时间内对大量数据进行处理和分析的技术。
随着信息时代的到来，数据量的爆炸式增长使得数据处理的速度成为科技领域中的一个重要指标。
在实际应用中，高速数据处理技术可以用于人工智能、物联网、云计算等领域。
常用的高速数据处理技术包括并行计算、分布式计算、GPU加速计算等。
检测技术试题库及参考答案
检测技术试题参考答案一、填空题1、传感器是能够感受规定的被测量并按一定规律转换成的器件或装置。
2、传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的关系。
3、某一线性位移传感器，量程为0～100 cm，对应输出电压为0～300mV，最大输出偏差为3mV，则传感器的灵敏度为，非线性误差为。
4、应变式传感器是利用金属的，将测量物体变形转换为电阻变化，通过测量电路（电桥）转换为输出电压的传感器。
5、电感式传感器按转换原理分为和自感两种。
6、电容式传感器分为变极距型、和三种。
7、霍尔传感器的零位误差主要由电动势和寄生直流电动势引起的。
8、热电偶的热电势由和组成。
9、激光器具有、和亮度高的优点。
10、CCD图像传感器的作用是将转换为。
其中MOS单元负责电荷的存储，MOS单元电荷在三相脉冲的作用下实现电荷的，通过输出装置实现电荷的。
11、光在光纤中无损耗传输是利用光在光纤中的原理实现的。
12、传感器一般由、、三部分组成。
13、可以把压电元件等效为一个和一个电容器14、电感式传感器按结构分为、和螺管式。
15、感应同步传感器是利用两个平面形绕组的互感随不同而变化的原理组成的可用来测量直线和或的位移。
16、电容传感器将被测非电量的变化转换为变化的传感器。
17、对于负特性湿敏半导体陶瓷，它的电阻率随湿度的增加而。
18、横向效应使电阻丝应变片的灵敏系数19、热电偶工作原理是基于效应，其热电势包括电势和电势。
20、光在光纤中无损耗传输是利用光在光纤中的原理实现的。
光纤的数值孔径越大，表明光纤的集光本领越。
21、射线式传感器主要由和探测器组成，常用的探测器有、闪烁计数器和盖革计数管。
22、传感器的静态特性主要包括、、重复性、稳定性和静态误差。
23、传感器是一种以一定精确度把被测量转换成有确定关系、便于应用的某种物理量才测量装置。
一般由、和转换电路组成。
24、半导体应变片工作原理是基于效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数______。
110千伏变电站监控系统技术规范
110kV变电工程监控系统设备专用技术规范工程名称：建设单位：设计单位：设计联系人：联系电话：1.招标设备需求一览表：2.供货范围招标文件中所列出的设备用于本变电站监控系统。
该变电站的工程规模及电气主接线形式参见表1，供货范围见表2。
该变电站电气主结线见本规范书之附件。
注：此供货范围为最基本的参考配置，各投标厂商应根据自己产品的特点，对照变电站主接线来配置系统，但不应低于本要求。
3其他技术条款4 变电站电气主接线图以CAD图附在招标文件中5 使用说明本专用技术规范与湖南省电力公司110kV变电站监控系统通用技术规范（2007版）构成完整的设备技术规范书。
湖南省电力公司110kV变电所监控系统通用技术规范书（2007版）目录1总则2 规范及标准3 通用技术条件3.1 一般使用条件3.2 基本技术条件3.3 间隔级测控单元一般技术要求3.4 站控级设备一般技术要求3.5 对屏（柜）的要求4 系统技术条件4.1 系统结构4.2 间隔级测控技术要求4.3 站控级技术要求4.4 系统性能要求4.5 软件5 试验5.1 概述5.2 验收试验6 资料6.1 供方提供的技术资料6.2 设计联络会7 技术条件表附录1 设计联络会事宜附录2 供货商提供的各类技术条件表附录3 买方提供的图纸附图变电站电气主接线图1总则1.1本技术规范书适应于110kV变监控系统的功能设计、结构、性能、安装和试验等方面的技术要求。
1.2本设备技术规范书提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规范的条文，卖方应提供符合本规范书和工业标准的优质产品。
1.3如果卖方没有以书面形式对本规范书的条文提出异议，则意味着卖方提供的系统完全符合本规范书的要求。
如有异议，都必须清楚地表示在投标文件中的“差异表”中。
并在投标书中的有关章节加以详细描述。
卖方也可以根据基本要求提出建议方案，供买方选择。
1.4 本设备技术规范书所使用的标准如遇与卖方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。
医生怎么检查人体内部？
医生怎样检查人体内部今天，医生无须为病人开刀，也看得到骨头上最微细的裂缝，判断肿瘤是良性还是恶性，甚至辨别出脑中的若干化学物质。
这都有赖摄影机及电脑屏幕的帮助。
X射线的发现，带来了这种透视人体的崭新方法。
X射线是德国物理学家伦琴于1895年11 月8 日无意中发现的。
伦琴不知道所发现的是什么,对这种射线的特性更一无所知,就称之为X射线。
现在科学家知道,X射线像光和无线电波一样,是电磁波,但波长较短。
X射线穿得过低密度物质，但通不过较重或密度较高的物质;因此穿得过皮肤和肌肉，遇到坚固骨头则会反射。
伦琴发现X射线后不到数月，X射线已开始用来拍摄照片，协助医生诊断骨折、肿瘤和龋齿等疾患。
X射线穿过人体，投射到感光板上，就拍成底片。
在底片上，反射X射线的地方呈白色。
骨头上的疾患或结构毛病都可以显示出来。
专门分析X射线照片的放射科专家观察底片上的阴影，甚至看得出像肺积水这些骨头以外的毛病，那些阴影正是患病的征兆。
传统的X射线照片只是身体器官的平面照片，显示不出病灶的形状和深度。
1973 年，科学家创出一种检查身体的新方法,给身体器官拍摄立体图像,称为电脑X射线断层扫描。
或称电脑轴向断层扫描。
这种技术可以在屏幕上显示身体的横切面。
把一系列横切面图像组合起来，就构成全身或某部位的立体图像。
进行这种扫描时，受检者平躺台上，一个状似油炸饼圈的金属环围绕受检者的身体旋转。
这个扫描器的一边装有X射线放射管，另一边则装有检测器。
扫描器一面旋转，X射线放射管一面射出狭窄的X射线束，扫描受检者的身体。
射出的X射线小部分由身体组织吸收，其余的穿过身体，投射到检测器上，转为电子信号输入电脑，分析身体所吸收的辐射量。
电脑的分析结果，以不同的颜色编码，显示身体组织的相对密度。
身体组织的密度越高，吸收的辐射量越大。
这些经颜色编码的断层图像，投射到显示屏幕上供分析之用。
扫描机可在5秒钟内拍摄一幅脑部的横切面照片。
有种类似的机器名为“动态空间重建机”,可在五秒钟内藉屏幕显示身体器官的75000 个横切面图像。
基于TMR_传感器阵列的微电网过载电流检测方法
第 42 卷第 3 期2023年 5 月Vol.42 No.3May 2023中南民族大学学报（自然科学版）Journal of South-Central Minzu University（Natural Science Edition）基于TMR传感器阵列的微电网过载电流检测方法谢冰1，张杲1，秦玉新2，陈昌鑫3（1 河南警察学院网络安全系，郑州450046；2 郑州航空工业管理学院智能工程学院，郑州450015；3 中北大学电气与控制工程学院，太原030051）摘要过载电流状态检测是微电网安全稳定运行的重要内容，针对单个传感器的测试误差问题以及测试过程中外界磁场的干扰问题，采用高灵敏度的TMR传感器构成传感阵列，减小微电网过载电流检测的测试误差.通过Ansoft Maxwell分析TMR传感器的安装位置，然后对TMR传感器阵列的模型进行了分析；最后通过测试实验，验证了所提测试方案的可行性.实验结果表明：TMR传感器阵列可以完成过载电流的检测，相比于单个TMR传感器，使用TMR 传感器阵列可以将过载电流的峰值误差减少到0.12%.这对于微电网运行的状态监测提供了强有力的数据支撑.关键词隧道磁阻；TMR传感器阵列；微电网；过载电流检测中图分类号TP29 文献标志码 A 文章编号1672-4321（2023）03-0343-06doi：10.20056/ki.ZNMDZK.20230308Micro grid overload current test method based on TMR sensor arrayXIE Bing1，ZHANG Gao1，QIN Yuxin2，CHEN Changxin3（1 Department of Network Security， Henan Police College， Zhengzhou 450046， China； 2 School of Intelligent Engineering， Zhengzhou University of Aeronautics， Zhengzhou 450015， China； 3 School of Electrical and ControlEngineering， North University of China， Taiyuan 030051， China）Abstract The detection of overload current state is an important part of the safe and stable operation of micro grid. Aiming at the test error of single sensor and the interference of external magnetic field during the test， the high sensitive tunneling magnet oresistance sensor is used to form the sensor array to reduce the test error of overload current detection of micro grid. The installation position of TMR sensor is analyzed througth Ansoft Maxwell， then the model of TMR sensor array is analyzed， and test verification and data analysis processing are carried out in the laboratory. The experimental results show that the TMR sensor array can detect the overload current. Compared with a single TMR sensor， the TMR sensor array can reduce the peak error of the overload current to 0.12%， which provides a strong data support for the status monitoring of the micro-grid operation. Keywords Tunneling Magneto Resistance； TMR sensor array； micro grid； overload current test随着我国电力系统的迅猛发展，电力技术正逐渐朝着自动化、便捷化以及免维护化等方向发展［1］.智能微电网近年来快速发展，微电网的运行方式也越来越复杂［2］，智能化水平也越来越高，所以保证电力系统运行的安全和稳定，并能提供更加优质的电能对人民生活水平的提高有着极重要的作用和意义.智能微电网的实现需要各个方面技术的支持.其中，过载电流测量不仅为智能电网继电保护、测电系统自动化、智能化提供了必要参考，而且对于电气测量、控制、保护、计量功能起着至关重要［3-4］.目前，微电网电流的测试方法有很多种，其中最普遍的方法就是使用分流器、变压器或磁性传感器［5］.但是由于使用分流器对电流进行测量时，需要断开一次导线，这就会导致运行过程中的额外功率损耗［6］.近年来，随着磁传感器技术的不断发展，利用磁传感器来开发非接触式电流测量已成为趋势.目前，常用于电收稿日期2022-11-14作者简介谢冰（1989-），男，讲师，博士，主要研究方向为智能仪器，模式识别， Email：***************.cn基金项目河南省科技攻关资助项目（222102210041， 222102320191）；河南省高等学校重点科研资助项目（22A510002）；河南警察学院院级科研资助项目（HNJY-2022-25）第 42 卷中南民族大学学报（自然科学版）流测试的磁性传感器主要分为霍尔传感器（Hall）、各向异性磁阻传感器（AMR）、巨磁阻传感器（GMR）、隧道磁阻传感器（TMR）.其中，霍尔传感器依据霍尔效应（Hall），该技术已十分成熟，且是一种被广泛的应用电流测量的磁性传感元件.但是，霍尔元件存在着灵敏度低、功耗大、温度稳定性差和带宽低等缺点［7］；各向异性磁阻（AMR）传感器，具有轴向高灵敏度和线性高精度的特点，且内置温度校准，对于温度变化的环境适应性较强，但因其磁阻工作的线性范围较窄，容易磁饱和，因此难以满足传感器的线性要求［8］.GMR传感器适用范围广（交/直流、强/弱电、频率范围大），具有稳定性可靠性好等优点［9］.但由于其层间交换耦合会导致饱和磁场较高，不仅严重影响传感器的敏感度，而且会带来较高的功耗.相比于GMR传感器，基于磁阻效应的TMR传感器具有高灵敏度、高电阻变化率、宽温度范围，同时兼顾了超低功耗的优良特性［10-13］.因此，隧道磁阻传感器在精密测量领域更胜一筹.综上所述，为了实现对微电网中过载电流的状态检测，本文将TMR传感用于被测电流的测量中，提出了一种基于TMR传感阵列的微电网过载电流检测方法.首先，分析TMR传感器用于电流测试的工作原理；然后，通过Ansoft Maxwell的仿真计算TMR传感器与导线的距离信息，确定传感器的安装位置，以减少导线在偏心、倾斜位置时对测量精度的影响；最后，建立传感器阵列检测模型降低恒定磁场干扰对系统中电流测量的影响，完成从常态电流到过载电流的检测.1 TMR阵列检测电流原理1.1 TMR传感器工作原理TMR（Tunneling Magneto Resistance，隧道磁阻）传感器一般由4个不同敏感方向的隧道磁阻连接成惠斯通电桥结构［14］.如图1所示，其中，R1、R2、R3和R4为4个隧道磁阻，V CC为工作电压输入端，GND为接地端，V+和V-分别为两端输出电压，R1和R3的磁场外特性一致，R2和R4的磁场外特性一致，且与R1和R3的磁敏感方向相反（图中箭头方向代表各磁电阻的灵敏方向）.图2所示为惠斯通电桥的等效电路原理图，由电路原理图可知：I1=V CC R2+R3，（1）VA=V CC⋅R2R2+R3，（2）I2=V CC R1+R4，（3）VC=V CC⋅R1R1+R4，（4）V CA=V E×R2⋅R4-R3⋅R1(R1+R4)⋅(R2+R3) .（5）当有适当的外加磁场时，惠斯通全桥的V CA与外磁场的变化成比例，隧道磁阻传感器的电压输出曲线如图3所示.在线性区间内，传感器的电压输出与外加磁场成正比.TMR传感器的工作原理如下：隧道磁阻材料在一定范围内磁场的作用下，其阻值会随着磁场的变图2 惠斯通电桥的等效电路原理图Fig.2 Circuit schematic diagram of the Wheatstone bridge图1 惠斯通电桥结构示意图Fig.1 Whistler electrified bridge structure图3 隧道磁阻传感器的电压输出曲线Fig.3 Voltage output curve of tunnel magnetic resistance effect sensor344第 3 期谢冰，等：基于TMR 传感器阵列的微电网过载电流检测方法化而产生相应的变化，通过有效测试载流导线附近的磁场，进而可以利用调理电路解算出电流的数值.1.2 TMR 传感器测量位置仿真分析在传感器测量位置研究中，主要考虑电流峰值产生磁场的有效测量，故在Maxwell 中对恒定的50 A 电流产生的磁场作为最大测量磁场.设置导线半径R 为2 mm ，导线材料为铜，添加垂直导线截面电流，电流值为50 A ，并设置仿真的边界条件进行二维仿真，仿真结果如图4所示.从仿真结果中导出沿导线截面方向磁场数据，结果如图5所示.本文选用的TMR2501传感器，该传感器具有体积小，点测量精度高等优点，由于该传感器的测量磁场的线性范围为±200 Gs ，在之后的实验测量中，将TMR 传感器紧贴导线安装，可使其在测量的线性范围内，从而进一步保证TMR 测量数据的可靠性.1.3 TMR 传感器检测模型在进行电流的测试中，单个隧道磁阻传感器容易受到外界环境变化的影响，即在实际的电流测试中，待测导线附近总有其他导线产生的磁场干扰，进而导致电流测量的不可靠.鉴于此，通过分析减少恒定磁场干扰方法，本文采用由四个TMR 传感器组成的阵列完成磁场的测量，从而减少系统中测量误差的影响.TMR 传感阵列模型如图6所示.其中，TMR_1、TMR_2、TMR_A 、TMR_C 为相同型号的四个不同传感器，TMR_1、TMR_2的磁敏感方向向上，TMR_A 、TMR_C 的磁敏感方向向下.当导线中通以电流，导线两边感生到的磁感应强度为B 1、B 2，两者方向相反，大小相同.设测试环境中存在着恒定的干扰磁场B 3，只在载流导线磁场的作用下，TMR_1、TMR_2、TMR_A 、TMR_C 的输出信号为u 1、u 2、u 3、u 4；只在恒定干扰磁场作用下，TMR_1、TMR_2、TMR_A 、TMR_C 的输出信号为u 5、u 6、u 7、u 8.而在实际测试中存在干扰磁场，TMR_1、TMR_2、TMR_A 、TMR_C 的实际输出可以表示为U 1、U 2、U 3、U 4，则：ìíîïïïïU 1=u 1+u 5U 2=u 2+u 6U 3=u 3+u 7U 4=u 4+u 8，（6）由TMR 传感器测电流原理可知，传感器的输出信号与磁场变化成正比.将四个传感器的输出信号进行标定后得到电流信号，电流信号与输出信号成正比，设紧贴导线表皮的标定系数为k 1、k 2、k 3、k 4，完成标定后的电流值为i 1、i 2、i 3、i 4，则：ìíîïïïïi 1=k 1U 1=k 1u 1+k 1u 5i 2=k 2U 2=k 2u 2+k 2u 6i 3=k 3U 3=k 3u 3+k 3u 7i 4=k 4U 4=k 4u 4+k 4u 8 ，（7）式中：k 1u 1=k 2u 2=k 3u 3=k 4u 4，k 1u 5=k 2u 6=-k 3u 7=-k 4u 8.在解算电流值i 的过程中，为了减小恒定磁场图4 50 A 电流产生磁场的仿真图Fig.4 Simulation diagram of magnetic field by 50 A图5 磁感应强度B -距离x 关系Fig. 5 Relationship between magnetic induction B and distancexi×.TMR_1TMR_2TMR_CTMR_AB2图6 TMR 传感器阵列模型Fig.6 TMR sensor array model345第 42 卷中南民族大学学报（自然科学版）部分干扰对单个传感器的测量误差的影响，从而提高电流测量的精度，需对式（7）中，i1、i2、i3、i4进行相加取平均值的操作，进而得到最终的被测电流值i，如式8所示：i=i1+i2+i3+i44 .（8）1.4 过载电流检测当导线中电流通过时，其周围就会感生出磁场，将TMR传感阵列置于载流导线产生的磁场中，会使得TMR传感器中的一组磁电阻阻值增大，另外一组磁电阻阻值减小，磁电阻阻值变化形成的电阻信号通过调理电路转换成电压输出信号；当过载电流产生时，载流导线的磁场也会随之改变，TMR传感阵列输出的电压信号也会随之改变，电压输出信号经过调理电路得到由低电平跳变到高电平的电压信号，从而完成对过载电流的检测［15-17］.2 过载电流仿真分析GB/T2900.18-2008电工术语低压电器中对（过电流脱扣器）动作电流的定义为：当电流大于或等于此值时，继电器或脱扣器即能动作的电流值［18］.在Ansoft Maxwell中创建电路模型，激励电流设置为20A～50A，加载的外部电流如图7所示.导出的电流波形如图7所示.在Ansoft Maxwell中建立载流导线模型，给载流导线中加载外部激励电流，在仿真中认为20 A为正常工作电流；当电流达到50 A时，为过载电流.仿真结果如图9所示.根据仿真结果绘制出TMR传感器平面上的磁感应强度随时间变化曲线，结果如图10所示.3 实验验证为了验证本文方法的有效性和准确性，选择三相可编程负载C相导线，把此线路与其余线路分开，保持一定距离，以减少其他线路产生的磁场对测量线路周围磁场的影响.固定好导线后，按照传感器测量位置仿真结果安装TMR传感器，即将TMR传感器紧贴导线绝缘外皮安装，以增大测量磁场，并调整传感器的位置，使传感器敏感面与导线中心轴平行，图11所示中，红色（C相）导线为待测导线.在使用TMR传感器阵列进行电流测量前，需要对四个传感器的标定系数进行确定.首先，在三相可编程负载的C相导线安装4个隧道磁阻传感器以及钳形电流探头，通过控制三相可编程负载的负载值来图9 仿真结果Fig.9 Simulation result图8 激励电流波形Fig.8 Excitation current waveform图10 磁感应强度-时间曲线Fig.10 Magnetic induction intensity and time curve 图7 外部激励电流Fig.7 External excitation current346第 3 期谢冰，等：基于TMR 传感器阵列的微电网过载电流检测方法改变C 相导线中通过的电流值，测得的信号如图12所示.由于四个传感器的失调电压导致测得的信号基线不一样，所以需将图12中的测试信号减去因失调电压放大而产生的固有输出电压；然后将其转换为电流值；接着以钳形电流表探头测量的信号峰值为基准，利用峰值标定的方法分别进行电流的标定；最后利用巴特沃斯低通滤波器对测得的原始信号进行滤波处理，滤波器设置截止频率为300 kHz ，滤波后得到标定后的电流信号如图13所示，读取电流峰值如表1所示.把完成处理的数据按照式（8）对其进行计算，得到误差更低的实测电流信号，结果如图14所示.从图14看出，处理后的峰值电流23.343 A ，与钳形电流探头测试的峰值23.316 A 非常接近，测试误差为0.12%，低于单个隧道磁阻传感器的测试误差.由上述实验可知：使用TMR 传感阵列对待测电流进行测量，在检测标准电流的基础上，以钳形电流探头作为基准对传感器完成标定，可得到传感器的标定系数，按照式（8）完成处理的信号进行加权平均计算，能够使得电流测量的数据更可靠；使用标定完成的TMR 传感器阵列对过载电流进行检测，得到过载电流的波形.通过改变三相可编程负载的阻值，模拟电流过载过程，测得的过载电流信号如图15所示.图11 TMR 传感阵列测试现场Fig.11 TMR sensor array test site图12 测试实验的原始信号Fig.12 The original waveform of experimental current表1 读取电流峰值及相对误差Tab.1 Read current peak value and relative error 峰值电流/A 峰值相对误差/%钳形电流探头23.316—TMR_123.3530.16TMR_223.0471.15TMR_A 23.5330.93TMR_C23.4420.54图14 求和平均处理后的信号Fig.14 Sum average processed signal图13 标定后的电流波形Fig.13 The current waveform was tested experimentally图15 过载电流检测波形Fig.15 Overload current detection waveform347第 42 卷中南民族大学学报（自然科学版）4 结论本文对TMR传感器的微电网过载电流检测方法进行研究，通过电工手册查到家用过载电流，并用Ansoft Maxwell进行仿真确定TMR传感器的安装位置；为了减小测量误差，使用TMR传感阵列对待测电流进行检测，对测得的信号进行进行加权平均，得到减小测量误差后的数据.实验结果表明：使用TMR传感阵列可以很好的完成过载电流的检测，相比于单个隧道磁阻传感器的测试误差，使用本文测试方法的所得的误差可减少到0.12%，这为微电网运行的状态监测提供了强有力的数据支撑.参考文献［1］马雪佳，杨先卫，罗志会，等.磁阻传感器在电力系统中的应用研究［J］.电工技术，2016，（10）：27-28.［2］李尚英.磁阻传感器在电气工程上测量电流的探讨［J］.科技创新导报，2013（11）：1-1.［3］王昕，王静怡.隧道磁电阻技术在电力系统传感测量中的应用［J］.科技传播，2014，6（7）：196-197.［4］项琼，岳长喜，胡琛，等.基于霍尔传感器阵列的电流测量系统［J］.电测与仪表，2017，54（23）：105-110.［5］王海宝，郭海平，王于波，等. 基于TMR元件的电流传感器的研制［J］. 电测与仪表， 2018， 55（9）： 103-107.［6］王峥，郭海平，庞振江，等. TMR单芯片微弱电流传感器的研制［J］. 电测与仪表， 2018， 55（17）： 129-133.［7］李富安. 闭环霍尔电流传感器的设计与测试［D］. 武汉：华中科技大学， 2013.［8］祁海禄. 地磁传感器在交通数据采集中的应用研究［J］.舰船电子工程， 2018， 7（35）： 122-125.［9］基于巨磁阻效应的高性能电流传感器及其在智能电网的量测应用［J］.传感器学报， 2022， 1（35）： 8-13.［10］张自驰，张国钢，耿英三，等. 磁传感器阵列测量大电流实验系统［J］. 电力系统自动化， 2007， 31（18）：77-81.［11］CHEN Yafeng， HUANG Qi， ARSALAN H K， et al. A novel non-invasion magnetic sensor array based measurementmethod of large current［J］. Measurement，2019，139：78-84.［12］吕华，刘明峰，曹江伟，等. 隧道磁电阻（TMR）磁传感器的特性与应用［J］. 磁性材料及器件， 2012， 43（3）：1-4.［13］国旗. 基于磁传感器阵列的新型大电流传感器关键技术研究［D］. 合肥：中国科学技术大学， 2017.［14］张佳倖，陈小惠，杨焱存.网络化蓄电池运行参数在线监测系统的设计［J］.电子测量与仪器学报，2014，28（2）：177-183.［15］朱炜煦，袁志勇，童倩倩.电磁力反馈中磁场特性分析与线圈姿态计算［J］.电子测量与仪器学报，2016，30（4）：590-597.［16］LI Z H， ZJANG S Q， WU Z T， et al. Study of current measurement method based on circular magnetic fieldsensing array［J］. Sensors， 2018， 18（5）： 1-15.［17］陈亚锋. 基于TMR传感器的大电流测量技术研究［D］.成都：电子科技大学， 2019.［18］全国电工术语标准化委员会. GB/T2900.18-2008 电工术语低压电器［S］. 北京：国家质量监督检验检疫总局， 2009.（责编&校对雷建云）348。
闸门振动监测加速度传感器设计
• 196•闸门振动是闸门系统中最为关键的水力学问题；在闸门运行中，其振动特性与闸门结构自振特性及流体力学紧密相关，尤其是在闸门开启、闭合进程中由于流体冲击与闸门启闭设备的相互作用会引起闸门无规律振动，是导致闸门疲劳损坏的关键因素，将直接影响闸门的运行、甚至危机水利枢纽安全。
本文针对闸门振动特性，设计了一种基于ADXL356的高灵敏度加速度传感器，重点分析、研究了新型MEMS 电容式三轴加速度传感器的工作原理，设计了其外围电路，并对实际工程中传感器隔水、防腐蚀和防水压等传感器封装进行了分析、研究和设计，实际工程应用验证了该设计的工程应用的有效性。
重大水利工程是强化水旱灾害防治、优化水资源配置、改善水生态环境、促进流域区域协调发展的重要手段，由于闸门在开启过程中水流冲击与启闭机的相互作用极易引起闸门无规律振动，这将导致闸门疲劳损坏，影响闸门寿命，因此，闸门振动实时监测是水库安全运行的重要工程问题。
随着微机电系统（MEMS ）技术的飞速发展,基于MEMS 的三轴传感器具有较高的灵敏度,且重量轻、功耗低、耐用性好，将其应用于大型钢闸门振动监测具有天然优势。
本文分析、设计了适用于水下监测的基于MEMS 的低频加速度传感器，对传感器进行了特定工程需求的封装、校准和标定，以满足实际工程应用的要求。
1 加速度传感器的工作原理加速度传感器是感知加速度物理信号、并将其转换为可测量电信号的器件，基本加速度计的组成元素包含：质量块、弹性件、阻尼元件和限位件。
本文设计采用基于ADXL356芯片的加速度传感器，利用通过改变极距来改变电容，从而改变电压的输出来测量加速度的值。
有绝缘介质分开的两个平行金属板组成平板电容器，如果不考虑边缘效应，其电容量为：(1)式中：ε-电容极板间介质的介电常数，ε = ε0εr ，其中ε0为真空的介电常数，εr 为极板间介质相对介质常数：A -两平行板所覆盖的面积；d -两平行板之间的距离。
表面肌电信号检测电路的传感器选择与集成技术
表面肌电信号检测电路的传感器选择与集成技术随着科技的发展，生物传感器的应用越来越广泛。
表面肌电信号检测电路是一种常用的生物传感器，用于检测人体肌肉活动产生的电信号。
在选择传感器和集成技术时，需要考虑多个因素，以确保电路的准确性和可靠性。
本文将探讨表面肌电信号检测电路的传感器选择和集成技术。
一、传感器选择在表面肌电信号检测电路中，传感器的选择是至关重要的。
传感器可以根据其测量原理和性能特点进行分类，常用的传感器有以下几种：1. 电极传感器电极传感器是表面肌电信号检测电路中最常用的传感器之一。
它可以将肌肉活动产生的微弱电信号转化为电流信号。
在选择电极传感器时，需要考虑其灵敏度、频率响应、耐久性和适应性等因素。
2. 压力传感器压力传感器是另一种常用的传感器类型，用于测量肌肉活动产生的压力信号。
它可以通过测量肌肉活动对物体产生的压力变化来间接检测表面肌电信号。
在选择压力传感器时，需要考虑其灵敏度、可靠性和线性度等参数。
3. 光传感器光传感器是一种新型的传感器，通过测量肌肉活动产生的光信号来检测表面肌电信号。
它可以通过光散射或光吸收的方式实时监测肌肉活动的变化。
在选择光传感器时，需要考虑其分辨率、响应速度和噪声等性能指标。
二、集成技术在表面肌电信号检测电路中，集成技术的应用可以提高电路的集成度和稳定性。
以下是一些常见的集成技术：1. 可编程集成电路（ASIC）可编程集成电路是一种定制化的集成电路，可以根据具体需求进行编程和配置。
在表面肌电信号检测电路中，ASIC可以实现多通道信号采集和处理，提高电路的灵活性和可靠性。
2. 多通道放大器多通道放大器可以同时采集和放大多个传感器的信号，提高信号的强度和分辨率。
这样可以在更广泛的范围内监测肌肉活动，获得更准确的信号数据。
3. 数字信号处理器（DSP）数字信号处理器可以对采集到的信号进行滤波、去噪和特征提取等处理。
通过使用DSP技术，可以提高信号的质量和准确性，从而更好地分析和理解肌肉活动。
耳机检测原理
耳机检测原理耳机是我们日常生活中常见的一种电子产品，它可以用来听音乐、接听电话、观看视频等。
而耳机的质量和性能如何，很大程度上取决于它的检测原理。
接下来，我们将详细介绍耳机检测原理。
首先，耳机的检测原理主要包括声音传感器和信号处理器两部分。
声音传感器是用来接收外界声音的装置，它能够将声音转化为电信号并传输给信号处理器。
而信号处理器则是用来对接收到的电信号进行处理和分析，最终输出到耳机的音频设备上。
在声音传感器方面，一般采用的是电磁式或动圈式的传感器。
电磁式传感器是利用电磁感应原理，当外界声音作用于传感器时，导致磁场的变化，从而产生电信号。
而动圈式传感器则是通过振膜与磁场的相互作用，产生电信号。
这两种传感器都能够很好地将声音转化为电信号，并传输给信号处理器。
信号处理器是耳机检测原理中的核心部分，它主要包括放大器、滤波器和解码器。
放大器能够将接收到的微弱电信号放大，以便驱动耳机的音频设备。
滤波器则可以对电信号进行滤波处理，去除杂音和干扰，使音质更加清晰。
而解码器则是用来将数字信号转化为模拟信号，以便输出到耳机的音频设备上。
除了声音传感器和信号处理器，耳机检测原理还涉及到一些其他技术，比如降噪技术和立体声技术。
降噪技术是通过对外界噪音进行采样和分析，然后产生与之相抵消的反向声波，从而实现降噪效果。
而立体声技术则是通过对左右声道的处理，使音频更加立体和真实。
总的来说，耳机的检测原理是一个复杂而精密的技术体系，它涉及到声音传感器、信号处理器、降噪技术、立体声技术等多个方面。
只有在这些方面都得到良好的应用和协调，才能够保证耳机的音质和性能达到较好的水平。
在实际生活中，我们可以通过了解耳机的检测原理，来选择适合自己需求的耳机产品，从而获得更好的音频体验。
同时，对于耳机制造商来说，也需要不断地改进和创新耳机的检测原理，以满足消费者对音质和性能的不断提高的需求。
希望本文对您了解耳机检测原理有所帮助。
基于低频信号注入法的煤矿高压电网绝缘监测装置设计
基于低频信号注入法的煤矿高压电网绝缘监测装置设计王建军;朱卫东【摘要】从煤矿电网运行特性入手,采用TMS320LF2407A芯片,设计了低频信号注入的煤矿高压电网绝缘在线监测装置.通过检测各支路低频电压、低频电流及两者的相位差,实现了对煤矿高压电网绝缘在线监测.按PSCAD对理论的分析结果进行了仿真验证,该监测方法取得了较满意的效果.【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2013(000)001【总页数】5页(P48-51,57)【关键词】煤矿电网;低频信号注入;绝缘参数;在线监测【作者】王建军;朱卫东【作者单位】中煤大屯煤电公司,江苏沛县221600;中煤大屯煤电公司,江苏沛县221600【正文语种】中文【中图分类】TM7320 引言煤矿高压电网供电的可靠性直接决定了煤矿的生产安全以及人身财产安全，随着煤矿容量的增大，电缆依靠其供电可靠、安全的特性，且有利于煤矿电网布局的特点，获得了越来越广泛的应用。
电缆自身具有良好的电性能和热性能，供电时对人身也是比较安全的，受周围环境和自然因素的影响较小，能适应各种不同的敷设环境。
据有关部门统计，高压电力系统中80%以上的事故属于绝缘事故，其配电网绝缘的好坏直接影响着电网的安全运行，但对于煤矿电网的绝缘监视问题，特别是线缆混合的高压电网，至今没有有效可行的监视方法。
特别是近年来电缆在煤矿供电中的使用量日益增加，在煤矿恶劣的生产条件和工作环境中，电缆会在电、热、机械、化学等因素的作用下发生老化，进而引起一系列故障。
现传统的预防性试验是一种离线检测方法，主要是定期对某线路的绝缘状况进行试验、检修和维护，但该方法的弊端较多，其一，离线检测破坏了供电的连续性;其二，对没有绝缘问题的线路采用预防性实验可能会加速绝缘老化;再者，预防性试验的试验电压低，与实际运行时的检测参数有较大差别。
有关文献中提出许多绝缘状况发映出的一些物理化学信息预示着绝缘劣化的程度趋势，即有一定的发展期。
弱电工程技术方案
弱电工程技术方案1. 项目背景在现代建筑和工程中，弱电系统扮演着至关重要的角色。
弱电系统是指低电压、低电流下传输信息或控制信号的系统，如通信系统、安防系统、监控系统等。
在建筑物中，弱电系统的设计和施工至关重要，直接关系到工程的安全性和实用性。
2. 设计原则•可靠性：弱电系统是建筑物的重要组成部分，必须保证其运行稳定可靠，确保信息传输的准确性和安全性。
•灵活性：根据建筑物的不同需求，弱电系统应该具备一定的灵活性，可以满足不同功能和使用场景下的需求。
•简洁性：设计和布线要简洁明了，避免出现混乱和难以维护的情况。
3. 设计内容3.1 通信系统•数据网络：设计高速网络设备，确保网络畅通无阻，实现设备互联互通。
•电话系统：按照需求布局电话线路，保证通讯畅通。
3.2 安防系统•监控摄像头：布置摄像头，实现对建筑物内外的监控。
•入侵报警：设计入侵探测器和报警装置，确保建筑物的安全。
3.3 照明系统•智能照明：设计智能照明系统，实现对照明的远程控制和调节。
3.4 环境监控系统•温湿度监测：设置传感器检测室内温湿度，确保舒适的工作环境。
•空气质量监测：监测室内空气质量，保障工作人员身体健康。
4. 施工流程1.勘测设计：根据建筑结构和功能需求，进行弱电系统的勘测设计，确定系统布局和设备位置。
2.线路敷设：按照设计要求进行线路敷设，保证线路的稳定性和安全性。
3.设备安装：安装各类设备，调试连接线路，确保设备正常运行。
4.系统测试：进行系统测试，确保各项功能正常运行，保证弱电系统的完整性和可靠性。
5. 维护保养弱电系统的维护保养至关重要，定期检查设备和线路的运行情况，及时发现和解决问题，确保系统长期稳定运行。
综上所述，弱电工程技术方案需要全面考虑建筑物的实际需求，设计合理的系统布局和设备配置，严格按照设计和施工流程进行施工，最终确保弱电系统的可靠性、灵活性和安全性。
检测技术试题库及参考答案
检测技术试题参考答案一、填空题1、传感器是能够感受规定的被测量并按一定规律转换成的器件或装置。
2、传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时的关系。
3、某一线性位移传感器，量程为0～100 cm，对应输出电压为0～300mV，最大输出偏差为3mV，则传感器的灵敏度为，非线性误差为。
4、应变式传感器是利用金属的，将测量物体变形转换为电阻变化，通过测量电路（电桥）转换为输出电压的传感器。
5、电感式传感器按转换原理分为和自感两种。
6、电容式传感器分为变极距型、和三种。
7、霍尔传感器的零位误差主要由电动势和寄生直流电动势引起的。
8、热电偶的热电势由和组成。
9、激光器具有、和亮度高的优点。
10、CCD图像传感器的作用是将转换为。
其中MOS单元负责电荷的存储，MOS单元电荷在三相脉冲的作用下实现电荷的，通过输出装置实现电荷的。
11、光在光纤中无损耗传输是利用光在光纤中的原理实现的。
12、传感器一般由、、三部分组成。
13、可以把压电元件等效为一个和一个电容器14、电感式传感器按结构分为、和螺管式。
15、感应同步传感器是利用两个平面形绕组的互感随不同而变化的原理组成的可用来测量直线和或的位移。
16、电容传感器将被测非电量的变化转换为变化的传感器。
17、对于负特性湿敏半导体陶瓷，它的电阻率随湿度的增加而。
18、横向效应使电阻丝应变片的灵敏系数19、热电偶工作原理是基于效应，其热电势包括电势和电势。
20、光在光纤中无损耗传输是利用光在光纤中的原理实现的。
光纤的数值孔径越大，表明光纤的集光本领越。
21、射线式传感器主要由和探测器组成，常用的探测器有、闪烁计数器和盖革计数管。
22、传感器的静态特性主要包括、、重复性、稳定性和静态误差。
23、传感器是一种以一定精确度把被测量转换成有确定关系、便于应用的某种物理量才测量装置。
一般由、和转换电路组成。
24、半导体应变片工作原理是基于效应，它的灵敏系数比金属应变片的灵敏系数______。
光电检测技术简介
光电检测技术近几十年来 ,随着电子技术的快速发展 , 各种弱物理量 ( 如弱光、弱电、弱磁、小位移微温差、微电导、微振动等) 的测量有了长足的发展 ,其检测方法大都是通过各种传感器作电量转换 , 使测量对象转换成电量 , 基本方法有: 相干测量法 , 重复信号的时域平均法 , 离散信号的统计平均法及计算机处理法等。
但由于弱信号本身的涨落、传感器本身及测量仪噪声等的影响 , 检测的灵敏度及准确性受到了很大的限制。
近年来 , 各国的科学家们对光声光热技术进行了大量广泛而深入的研究,。
人们通过检测声波及热效应便可对物质的力、热、声、光、磁等各种特性进行分析和研究 ; 并且这种检测几乎适用于所有类型的试样 ,甚至还可以进行试样的亚表面无损检测和成像。
还由此派生出几种光热检测技术 ( 如光热光偏转法、光热光位移法、热透射法、光声喇曼光谱法及光热释电光谱法等 ) 。
这些方法成功地解决了以往用传统方法所不易解决的难题 , 因而广泛地应用于物理、化学生物、医学、化工、环保、材料科学等各个领域 ,成为科学研究中十分重要的检测和分析手段。
尤其是近几年来 , 随着光声光热检测技术的不断发展 ,光声光热效应的含义也不断拓宽 ,光源也由传统的光波 ,电磁波、x射线、微波等扩展到电子束、离子束、同步辐射等 ,探测器也由原来的传声器扩展到压电传感器、热释电探测器及光敏传感器 ,从而适应了不同应用场合的实际需要。
光电检测技术是以激光、红外、光纤等现代光电子器件作为基础，通过对被检测物体的光辐射，经光电检测器接收光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有用信息，或进入计算机处理，最终显示输出所需要的检测物理参数检测：通过一定的物理方式，分辨出被测参量并归属到某一范围带，以此来判别被测参数是否合格或是否存在。
测量：将被测的未知量与同性质的标准量比较，确定被测量对标准量的倍数，并通过数字表示出这个倍数的过程。
光电检测系统组成光发射机，光学通道，光接收机。
《微弱信号监测》课件
挑战与机遇：面对挑战，微弱 信号监测技术将迎来更多的机
遇和发展空间
国际合作：加强国际合作，共 同推动微弱信号监测技术的发
展
汇报人：
应用领域：微弱 信号监测技术将 应用于更多的领 域，如医疗、通 信、军事等
智能化：微弱信 号监测技术将更 加智能化，能够 自动识别和监测 微弱信号
集成化：微弱信 号监测技术将与 其他技术相结合， 形成更加强大的 监测系统
应用领域：微弱信号监测技术 将在更多领域得到应用，如医 疗、通信、军事等
技术进步：随着科技的发展， 微弱信号监测技术将更加先进 和精确
呼吸监测：检测呼吸频率和 深度，诊断呼吸系统疾病
血压监测：检测血压变化， 诊断高血压等疾病
空气质量监测： 监测空气中的 污染物浓度，
如PM2.5、 PM10等水质监测：监 测水体来自的污 染物浓度，如 重金属、有机
物等
噪声监测：监 测环境中的噪 声水平，如工 业噪声、交通
噪声等
辐射监测：监 测环境中的辐 射水平，如电 磁辐射、核辐
,
汇报人：
01
03
05
02
04
微弱信号：指 在复杂环境中 难以检测到的
信号
特点：强度低、 频率高、持续
时间短
应用领域：通 信、雷达、电
子对抗等
监测方法：采 用先进的信号 处理技术，如 滤波、降噪、
压缩等
信号强度低：难以被常规设备检测到 信号频率范围广：涵盖多个频段 信号干扰大：容易受到其他信号的干扰 信号传输距离远：可以传输到很远的距离
直接测量法：通过直接测量信号的强度、频率等参数来获取信号信息 间接测量法：通过测量信号对周围环境的影响，如电磁场、声波等，来获取信号信息 信号放大法：通过放大微弱信号，使其达到可测量的强度，再进行测量 信号处理法：通过对信号进行滤波、降噪等处理，提高信号的信噪比，再进行测量
心电信号监测装置计量性能及检定中常见问题
心电信号监测装置计量性能及检定中常见问题赵越 侯蕊 管西娟 陈萌 赵智慧 黄莉洁 / 上海市计量测试技术研究院0 引言心脏主要为血液的流动提供动力，将血液输送到身体各个器官。
心脏功能的好坏，直接影响到人体的生命安全。
心脏主要由心肌、瓣膜、血管系统和传导系统组成。
任何一个组织发生病变，都会影响心脏的正常工作。
与其他器官相比，心脏病致死率较高，因此心脏病的早发现、早治疗尤为重要。
随着人们健康意识的提升以及心血管患者数量的增加，各种心电监测装置在不断更新换代。
目前尚没有一种设备，可以对心脏实现全方位监测。
针对不同的病理特征，需用到不同的仪器设备。
为实现对心电监测装置的计量和检测，确保仪器的有效使用，掌握每种仪器的适用范围、原理以及检定方法十分必要。
1 心电监测装置分类根据仪器的使用范围和原理，常见的心电监测可分为三大类：X射线法、超声检测法、心电信号监测法。
X射线法即血管造影法，因X射线无法穿透显影剂，该方法将显影剂注入人体内，通过在X 射线下所显示的影像来诊断血管病变。
该方法主要用于检测人体血液的流动，尤其是心脏内微小血管的流动情况，常作为心脏病诊断的金标准（临床医学界公认的诊断疾病比较可靠、准确、好的诊断方法）。
但作为一种有创检测方法，向体内注射显影剂，会引发不同程度的过敏反应，同时X射线也会对患者产生一定程度的辐射影响。
超声心动图仪也称心脏B超，通过超声多普勒探头发射超声，利用心脏对超声波的反射特性，测量其参数。
心动图仪主要用于检查心脏的物理结构，例如：心肌增大、心腔的扩大、心脏畸形等，也是唯一能够显示瓣膜病变的仪器。
心脏彩超可以观察心脏大血管的流动情况，及时发现血管反流和异常分流等情况，因此心脏彩超的使用率逐年提高。
心电信号监测装置，通过放在人体表面特定部位的测量电极，来捕捉心脏心电信号的变化曲线，具有无创性、便捷性等特征。
心电信号是一种信噪比低的弱电信号，主要包括以下几个特性：微弱性、不稳定性、低频性和随机性等。
反射式光电检测电路课程设计报告
铜陵学院课程设计报告课程名称：电子线路CAD课程设计设计名称：反射式光电检测电路设计姓名：学号:班级：成绩：指导教师：起止日期：课程设计任务书本设计利用光电二极管与光敏二极管构成光信号的接收装置，将光信号转化为电信号，再将所得微弱电信号处理为可用电信号。
在当今的电子电路设计中，传感器被越来越广泛的应用于各种检测电路，其中为了通过检测光信号的变化来达到对电路的控制的功能常常应用到各种电动车的黑线循迹之中，因而特在此研究光电检测电路模型。
本电路最基础的部分为光信号接收电路，首先我们通过该电路的功能要求，绘制电路原理图，列元器件清单，并生成相应的PCB图，再按图焊接电路，最后检测电路是否达到预期功能。
通过本次光电检测电路的设计，可以使参与者了解各种光电二极管，光敏二极管的属性及使用方法，掌握电路焊接的全过程及焊接机巧，以及计算机辅助设计（CAD）的方法，熟悉电路设计的全过程，并将理论应用于实践，为参与者将来设计其他功能的电路提供了宝贵的实践经验。
前言主要说明为什么要从事本设计工作（课题意义），本课题相关技术的现状与特点，拟采用的方案或路线。
可以有以下的一些内容：（设计任务书和主要技术指标和要求）1. 本课题的背景、目的、意义。
2. 本课题的技术指标或设计要求、研究方案、技术路线与特点。
注意：(1) 不要与摘要雷同；(2) 学科中的常识内容、科普内容不必赘述。
在现代高科技时代，越来越多的功能性机器人被应用到各个领域，但是机器人要实现自动导引功能和避障功能就必须要感知导引线和障碍物，感知导引线相当给机器人一个视觉功能，在科学技术高速发展的现代社会中，人类已经入瞬息万变的信息时代，人们在日常生活，生产过程中，主要依靠检测技术对信息经获取、筛选和传输，来实现制动控制，自动调节，目前我国已将检测技术列入优先发展的科学技术之一。
由于微电子技术，光电半导体技术，光导纤维技术以及光栅技术的发展，使得光电传感器的应用与日俱增。