检测与转换
(完整)河南理工大学检测与转换技术考前总结(原创)-推荐文档
【1】检测与转换技术包括自动检测技术和自动转换技术, 信息技术重要组成。
检测与转换技术是以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要内容。
完整检测与转换过程: 信息的提取、信号的分析与转换、数据的存储与传输、显示或打印。
【2】检测是一个比较的过程, 即将被检测对象与它同性质的标准量进行比较, 获得被检测量为标准量的若干倍的数量概念。
检测是一个过程, 包括比较、平衡、误差和读数, 核心是比较, 并进行一定的变换。
检测的目的就是求取被检测量的真值（一定客观条件, 某物理量确切存在的真实值）。
检测结果偏离真值的大小可用检测误差衡量。
检测误差的大小反映了检测结果的好坏, 即检测精度的高低。
绝对误差：示值与公认的约定真值之差。
实际相对误差：绝对误差与被检测实际值。
示值（标称）相对误差：绝对误差与示值。
满度相对误差：用绝对误差与检测仪表量程的满刻度值的百分比值来表示的相对误差。
误差出现的规律：系统（必要技术措施, 数据处理采取修正）、随机（算术平均值）、粗大（剔除不用）。
系统误差消除方法：交换、上下读数、校准、补偿法。
检测系统：敏感元件、信号的转换与处理电路、显示电路、信号传输。
【3】参数检测一般方法（光力热电声磁（学）射线法）以自然规律为基础, 利用某些敏感元件特有的物理化学生物等效应, 把被检测变量的变化转换为敏感元件某一物理化学量的变化。
常用的流量检测仪表: 节流式差压、容积式、速度式、质量（流量计）接触式测温: 膨胀式温度计, 压力式温度计, 热电阻、热电偶测温, 热敏电阻测温（非）辐射测温。
【4】传感器定义: 能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
传感器组成框图及作用。
敏感元件传感器中能直接感受或响应被测量的部分非电量；转换元件能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信号；信号调理转换电路传感器输出信号一般都很微弱, 需要进行放大、运算调制等；辅助电源信号调理转换电路及传感器的工作都需要辅助的电源。
检测与转换-名词解释
检测与转换技术―是自动检测技术和自动转换技术的总称，是信息技术的重要组成部分。
它所研究的是信息的提取与处理的理论、方法和技术。
自动检测系统―是自动测量、自动计量、自动保护、自动诊断、自动信号等系统的总称。
传感器―从被测的参量中提取出有用的信息，有时还将它转换成易于传递和处理的电信号的器件。
分A 电量传感器、B&C 电参数传感器。
等精度测量―在同一条件下所进行的一系列重复测量称为等精度测量。
非等精度测量―在多次测量中，如对测量结果精确度有影响的一切条件不能完全维持不变的测量。
真值 ―被测量本身所具有的真正值称为真值。
实际值―把精度更高一级的标准器具所测得的值作为真值，为区别真正的真值，称其为实际值。
标称值―测量器具上所标出来的数值。
示值―由测量器具读数装置所指示出来的被测量的数值。
测量误差―用器具进行测量时，所测量出来的数值与被测量的实际值之间的差值。
精度―任何测量系统的测量结果都有一定的误差，这个误差称为精度。
按表示方法分类绝对误差―是示值与被测量真值之间的差值。
相对误差――是绝对误差与被测量的约定值之比。
按误差出现的规律分类系统误差―按某种已知的函数规律变化而产生的误差。
分为恒定系误差、变值系误差。
随机误差―偶然性误差，由未知变化规律产生的误差。
粗大误差―是指在一定的条件下测量结果显著的偏离其实际值时所对应的误差。
按来源分类 ―工具误差、方法误差 按被测量随时间变化的速度分类―静态误差、动态误差 按使用条件分类―工具误差、方法误差 静态误差、动态误差 基本误差、附加误差按误差与被测量的关系分类―定值误差、累积误差残差―是指测量值与被测量的某一算术平均值之差。
用Vi 表示。
.系统误差的减小―1.引入修正值法 2.零位式测量法 3.替换法 4.补偿法 5.对照法传感器的静态特性―传感器在被测量各个值处于稳定状态时的输出－输入关系。
静态特性的指标：线性度、迟滞、重复性、灵敏度线性度：对于实际的传感器，测出的输出-输入校准（标定）曲线与其理论拟合直线之间的偏差，称为该传感器的“非线性误差”，又称线性度。
检测与转换技术1
绪论 1检测与转换技术包括自动检测技术和自动转换技术，也是信息技术的重要组成部分。
2检测与转换技术是以研究自动检测系统中的信息提取、信息转换、信息处理的理论和技术为主要内容的一门应用技术科学3一个完整的检测与转换过程包括信息的提取、信号的分析与转换、数据的存储于传输、显示或打印。
4检测技术是科学研究的“先行官”。
第一章1检测的目的是求取被检测量的真值。
所谓的真值是指在一定的客观条件下，某物理量确切存在的的真实值。
真值永远无法获得的，因为在检测中不可避免地产生各种误差2检测结果偏离真值的大小可用检测误差来衡量。
其大小反映了检测结果的好坏即检测精度的高低。
误差常用绝对误差和相对误差来表示。
3系统误差的消除：1交换法2上、下读数法3校准法4补偿法产生测量误差的原因主要有以下四个方面：（1）理论误差与方法误差；（2）仪器误差；（3）影响误差；（4）人为误差。
4. 根据测量误差的性质和特点可分为系统误差、随机误差、粗大误差5.检测是一个过程，包括比较、平衡、误差和读数，这一过程的核心是比较。
此外，检测还必须进行的一定的变换。
1-1检测的概念是什么？检测是人们借助于专门设备，通过一定的技术手段和方法，对被测对象收集信息、取得数量概念的过程。
它是一个比较过程，即将被检测对象与它同性质的标准量进行比较，获得被检测量为标准量的若干倍的数量概念。
1.4检测系统由哪几部分组成，各部分的作用是什么？检测系统主要由敏感元件、信号的转换与处理电路、显示电路和信号传输电路组成。
敏感元件：将非电量转换为电信号；信号处理电路：将代表被测量特征的信号变换成能进行显示或输出的信号；显示电路：将被测对象以人能感知的形式表现出来；信号传输电路：将信号（数据）从一点（或一个地方）送另一点（或地方）。
第二章参数检测以自然规律为基础，利用某些敏感元件特有的物理、化学和生物等效应，把北侧变量的变化转换为敏感元件某一物理化学量的变化参数检测的一般方法：1、光学法2、力学法、3热学法4电学法5声学法6磁学法7射线法常用的流量检测仪表：1.节流式差压流量计2．容积式流量计3．速度式流量计4．质量流量计5．涡街流量计常用的测温方法：接触式测温：膨胀式温度计，压力式温度计，热电阻、热电偶测温，热敏电阻测温非接触式测温：辐射测温常用的压力计有1．弹性压力计2．液柱式压力计3．压力变送器2.4 流量检测方法有（1）节流差压法（2）容积法（3）速度法（4）流体阻力法（5）流体振动法（6）质量流量检测第四章1传感器：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。
检测与转换技术整理
检测与转换技术总结一、传感器概述1.传感器的定义：能感受规定的被测量并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，与计算机、通讯并称现代信息技术的三大支柱。
通常由敏感元件和转换元件组成。
2.传感器的分类(1)按外界输入的信号变换为电信号采用的效应分类:物理传感器、化学传感器、生物传感器。
(2)按能量的传递方式分类：有源传感器、无源传感器。
(3)按被测量对象分类:速度(加速度),力(力矩、压力），流速，液位，温度，湿度，光，电压，电流，浓度，气体成分，位移等传感器。
(4)按工作原理分类:电阻式、电容式、电感式、涡流式、光电式、应变式、压电式、热电式。
3.传感器的发展趋势（1）固态化趋向（2）集成化和多功能化趋向（3）图象化趋向和智能化趋向二、检测技术基础1.测量和误差的定义测量：采用各种手段将被测量与同类标准量进行比较，从而确定出被测量大小的方法。
误差：测量结果与被测量真值的差别。
2.测量方法的分类（1）根据获得测量结果的方法不同①直接测量：在仪表上直接读出被测量的大小而无须经过任何运算。
简单、迅速但精度差。
②间接测量：首先测出与被测量有确定函数关系的物理量，再经过函数运算求出被测量的大小。
③组合测量：又称“联立测量”，即被测物理量必须经过求解联立方程才能导出结果。
（2）根据测量条件相同与否①等精度测量：在测量过程中，影响测量误差的各种因素不改变。
②不等精度测量：改变测量条件的测量。
（3）根据是否接触被测对象①接触测量：如测速发电机、体温计测温。
②非接触测量：如光电检测测转速、红外测温。
（4）根据测量对象是否随时间变化 ①静态测量：如测倾角。
②动态测量：如测汽车速度。
3.平均值（1）算术平均值： （2）几何平均值： （3）均方根平均值：4.检测装置的性能（1）基本性能 ①精度：a.精密度：在相同条件下，对同一个量进行重复测量时，这些测量值之间的相互接近程度（离散程度）；b.准确度：表示测量仪器指示值对真值的偏离程度；c.精确度：它是精密度和准确度的综合反映。
检测与转换技术
检测：测量是指以确定被测对象属性和量值为目的的全部操作。
转换是利用敏感器件或者电路将被测参数由一种量变换为另一种量的过程发展：模拟化、数字化、智能化；检测是人们借助于专门设备，通过一定的技术手段和方法对被测量对象收集信息、取得书量概念的过程；检测的方法：一过程分类1直接法2间接法3联立法二方式分类1偏差式2零位式3微差式三接触关系分类1接触式2非接触式四变化快慢分类1静态检测2动态检测能量方式分类1主动式2被动式误差来源：1理论误差与方法误差：测量时依据的理论不严密或者使用了不当的化简，用近似公式或者近似值计算测量结果引起的误差是。
由于测量方法不合适造成的误差是方法误差2仪器误差：由于仪器本身及其附件的电气、机械性能不完善所造成的误差3影响误差：各环境因素与要求条件不一致造成的误差4人为误差测量者的分辨力、视觉疲劳、反应速度的生理影响，或者习惯和缺乏责任心等的心理因素引起的误差检测误差的表示方法绝对误差Δ=Ax-A0相对误差误差的分类：1系统误差2随机误差3粗大误差系统误差的消除：交换法、上下读数法、校准法、补偿法1.3检测系统的工作是：从被测对象中获得代表其特征的信号，对已经获得的信号进行转换和放大；对已经获得的足够大的信号按需要进行变换，使其成为所需要的表现结果，并与标准量进行比较；把检测结果以数字或者刻度的形式显示、记录或者输出敏感元件是检测系统获得被测对象特征信号的首要环节，它是按照物理定律和某种转换规律将被测量转换成为易于变换和处理的信号形式单形态能量变换：将A形态能量（反映被测量）作用于物体，遵照一定的物理定律转换成B 形态能量(反映变换后的物理量)双形态能量变换：信号的转化处理电路：是将敏感元件所获得的代表被测量特征的信号变换成能进行显示或者输出的信号1信号形态的变换2放大或者阻抗变换3功能性变换显示电路：将被测对象以人能感知的形式表现出来1模拟式、2数字式信号传输1模拟型与数字型传输2有线型与无线型传输二章参数检测一般方法：1光学法、2力学发、3热学发4电学法5声学法6磁学法7射线法考虑的因素：1敏感元件的适用范围2敏感元件的参数测量范围3敏感元件的输出特性检测的参数：1热工量2机械量3物性和成分4状态量物位定义：液位、料位、界位三章放大器：传感器由于受到体积、功耗及转换效率的因素影响其转换后的输出电信号非常微弱不能直接用于显示或传输故需要在传感器后配置前置放大器放大信号抑制干扰，噪声放大器的基本要求：增益高且稳定、共模抑制比高、失调与漂移小、频带宽、线性度好、转换速率高、阻抗匹配好、功率低、抗干扰能力强和性价比高等。
检测与转换技术教学设计
检测与转换技术教学设计一、背景介绍随着科技的不断发展，检测与转换技术在工业、医疗、交通等领域得到广泛应用。
在教育领域，检测与转换技术也逐渐成为了一门重要课程。
因此，本文旨在设计教育实践活动，以帮助学生掌握检测与转换技术。
二、教育实践活动设计1. 实验室探究在教育实践活动中，首选的教学方法是实验室探究。
这个实验室探究活动可以让学生了解以下内容：•检测技术的基本原理和常见方法•转换技术的基本原理和常见方法•不同领域中检测与转换技术的应用为此，可以设置以下实验内容：•利用电路将声音转换为电信号•利用软件对图像进行处理，实现二值化•利用传感器检测温度、湿度等环境参数2. 项目设计除了实验室探究之外，还可以采用项目设计的方式，帮助学生更深刻地了解检测与转换技术。
####（1）检测技术项目针对检测技术项目，可以设计以下选题：•爆炸物检测器设计•健康饮食检测器设计•污水处理检测器设计###（2）转换技术项目针对转换技术项目，可以设计以下选题：•图像处理软件设计•声音文件转换工具设计•视频转码工具设计学生们可以自选一个项目进行设计和实现，在完成项目的过程中，掌握相关专业知识并提升实践能力。
3. 外出参观此外，为了让学生更好地理解检测与转换技术在实际生产和生活中的应用，可以安排外出参观活动。
比如：•参观医院科技中心，了解医学影像检测技术的发展和应用•参观智能制造车间，了解检测与转换技术在工业制造中的应用•参观数码摄影展览，了解图像处理技术的发展和应用三、学习成果展示在教育实践活动完成之后，需要安排一定的时间举行学习成果展示和总结活动。
学生可以在展示中展示自己所设计和实现的检测与转换技术项目，并分享项目的设计过程和心得体会。
此外，还可以安排学生进行讨论，讨论以下话题：•检测与转换技术的未来发展趋势和应用前景•检测与转换技术在不同领域中的应用和挑战•如何提升检测与转换技术的应用效率和准确性四、结语通过此次教育实践活动，学生将获得更深刻的理解和掌握检测与转换技术的基本原理、常见方法和应用。
检测与转换技术的基本概念
数据转换过程中，需要 确保数据的完整性和准 确性，同时处理异常值
和缺失值。
数据转换方法
01
手动转换
通过人工操作，将数据从一个格式或结构转换为另一个格式或结构。这
种方法适用于数据量较小的情况，但效率较低且容易出错。
02
脚本转换
使用脚本语言（如Python、Shell等）编写程序，实现数据的自动化转
换。这种方法适用于有一定数据量的情况，效率较高且可重复使用。
检测与转换技术的基本概念
contents
目录
• 检测技术概述 • 信号检测与处理 • 传感器技术 • 转换技术概述 • 数据转换技术 • 图像转换技术
01 检测技术概述
定义与分类
定义
检测技术是指通过特定的方法和设备， 对各种物理、化学、生物等信号进行 测量、分析和处理，以获取所需信息 的过程。
声波流量传感器等。
湿度传感器
用于测量空气湿度，如 氯化锂湿度传感器、陶
瓷湿度传感器等。
04 转换技术概述
转换技术的分类与特点
有线转换技术
通过物理线路连接实现信号的传输 和转换，具有传输稳定、速度快的 特点，但布线复杂，维护成本高。
无线转换技术
利用电磁波实现信号的传输和转换， 无需布线，灵活方便，但传输速度 和稳定性可能受到一定影响。
检测技术在医疗卫生领域的应 用包括医学诊断、治疗监测、
健康管理等。
科学研究
检测技术在科学研究领域的应 用包括实验测量、数据采集、
科学探索等。
检测技术的发展趋势
智能化
高精度
随着人工智能技术的发展，检测技术正朝 着智能化方向发展，如智能传感器、自动 化检测系统等。
随着科技的不断进步，检测技术的精度要 求也越来越高，如高精度测量、超微量检 测等。
《检测与转换》复习资料解析
第一章测试的基础知识1测量，计量，测试的区别测量是以确定被测对象的量值为目的的全部操作。
如果测量的目的是实现测量单位统一和量值准确传递，则这种测量被称为计量。
测试则是具有试验性质的测量或者可以理解为测量与试验的综合。
2测试方法的分类a按是否直接测定被测量的原则可分为直接测量法和间接测量法。
b按测量时是否与被测对象接触原则可分为接触式测量和非接触式测量。
c按被测量是否随时间变化分为静态测量和动态测量。
3测试系统的组成测试系统包括信号的检测与转换，信号调理，信号分析与处理，信号的显示和记录等。
4真值：即真实值，是指被测量在一定条件下客观存在的，实际具备的量值。
5测量误差：测量结果与被测量真值之差称为测量误差。
即测量误差=测量结果—真值。
6常用测量误差的表示方法：绝对误差和相对误差。
在实践中通常用相对误差来评定精度。
相对误差越小，精度也高。
a绝对误差: 测量值X与真值A0之差，即△=X-A0b相对误差：绝对值误差△与真值A0之比的百分数，即δ0=△∕A0×100％7测量误差的分类：系统误差，随机误差，粗大误差。
a系统误差：在相同条件下，对同一被测量进行多次测量，保持定值或按一定规律变化的误差。
其中保持定值的误差也被称为已定系统误差。
b随机误差：在相同条件下，对同一被测量进行多次测量，误差的绝对值和符号以不可预知的方式变化。
c粗大误差：明显超出规定条件下的预期值的误差。
8测量不确定度：表示由于测量误差的影响而对测量结果的不可信程度或不能肯定的程度。
分类：a标准不确定度μ：是指用概率分布的标准偏差表示的不确定度。
（又可分为A 类μa和B类μb不确定度。
）b合成标准不确定度μc：由各个标准不确定度分量合成的标准不确定度。
c扩展不确定度U：由合成标准不确定度的倍数表示的测量不确定度。
U=kμc9测量数据的表述方法：表格法图示法经验公式法。
第二章信号分析基础1信号分类：确定性信号和随机信号，连续信号和离散信号，能量信号与功率信号等。
检测与转换技术
第一章检测技术的基本概念1、某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%，该压力表的精度等级应定为多少级？答：1 .02、某仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买精度等级为多少级的压力表？答：0 .5 a3、对同一被测量进行多次重复测量时，误差的绝对值和符号不可预知地随机变化，但总体满足一定的统计规律性，该误差称为什么误差？答：随机误差4、多次重复测量时，误差的大小或符号保持不变，或按一定规律出现（始终偏大、偏小或周期性变化），该误差称为什么误差？答：系统误差5、检测中使用一次仪表，新的国家标准规定电流输出和电压输出是多少？答：4～20mA、1～5V6、检测中由于电流信号不易受干扰，且便于远距离传输，所以在一次仪表中多采用电流输出型，新的国家标准规定电流输出为多少？答：4～20mA7、什么是系统误差？答：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差，称为系统误差。
8、什么是粗大误差？答：超出在规定条件下预计的误差，或明显偏离真值的误差称为粗大误差，也叫过失误差、疏忽误差或粗差，应予以剔除。
9、什么是测量答：测量过程实质上是一个比较的过程，即将被测量与一个同性质的、作为测量单位的标准量进行比较，从而确定被测量是标准量的若干倍或几分之几的比较过程。
10、什么是测量结果？答：测量结果可以表现为一定的数字，也可表现为一条曲线，或者显示成某种图形等，测量结果包含数值（大小和符号）以及单位。
有时还要给出误差范围11、什么是静态测量？什么是动态测量？答：在检测技术中，对缓慢变化的对象所进行的测量，亦属于静态测量。
工程中，有时可认为几十赫兹以上的测量称为动态测量。
12、传感器有哪三部分组成？答：传感器由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。
13、某数字表满量程为99.9A，该表的分辨力和分辨率为多少？答：数字表满量程为99.9A，该表的分辨力=0.1A，分辨率=0.1A÷99.9≈0.1%14、测量结果的正态分布的规律是怎样的？测量结果的正态分布的规律有：（1）集中性、（2）对称性、（３）有界性15、用核辐射式测厚仪对钢板的厚度进行6次等精度测量，所得数据为2.04mm、2.02mm、1.96mm、0.99mm、3.33mm、1.98mm，为粗大误差的值是什么？，在剔除粗大误差后，用算术平均值公式计算钢板厚度等于多少？答：为粗大误差的值是0.99和3.33mm，在剔除粗大误差后，用算术平均值公式计算钢板厚度=2.00mm。
检测与转换技术
温度检测是工业生产中常见的检测技术之一，用于测量物体的温度或环境温度。
详细描述
温度检测的方法包括热电偶、热电阻、红外线等，广泛应用于冶金、化工、电 力、食品等领域，对生产过程中的温度进行实时监控，确保产品质量和安全。
压力检测
总结词
压力检测是通过测量流体或气体的压 力来获取相关信息的一种检测技术。
检测与转换技术
• 检测技术概述 • 常见检测技术 • 转换技术概述 • 常见转换技术 • 检测与转换技术的未来发展
01
检测技术概述
定义与分类
定义
检测技术是指通过特定的方法或设备，对目标进行测量、观 察和判断，以获得其状态、性质、参数等信息的手段。
分类
根据不同的分类标准，检测技术可以分为多种类型，如按测 量原理可分为电学、光学、磁学等；按测量方式可分为接触 式和非接触式；按测量目的可分为定性检测和定量检测。
物位检测
总结词
物位检测是测量液体或固体物料在容 器或设备中的位置或高度的技术。
详细描述
物位检测的方法包括雷达物位计、超 声波物位计等，广泛应用于化工、食 品、制药等领域，用于监测储罐液位、 固体物料高度等，确保生产过程的稳 定性和连续性。
成分分析检测
总结词
成分分析检测是通过化学或物理方法测量物质中各种成分含量的技术。
品质量。
医疗卫生
在医疗领域，检测技术用于对 人体生理参数、疾测
在环境保护领域，检测技术用 于对空气、水质、土壤等进行 监测，以评估环境质量。
科学研究
在科学研究中，检测技术用于 对各种物理量、化学量、生物 量等进行测量，以推动科学技
术的发展。
02
常见检测技术
温度检测
数据科学
检测与转换技术理论基础课件 (一)
检测与转换技术理论基础课件 (一)
随着科技的不断发展，数字化时代一直在发展中。
检测与转换技术作为数字化时代中的一项重要技术，得到了广泛的应用。
因此，掌握检测与转换技术的理论基础对于现今的大多数人而言，显得十分必要。
一、什么是检测技术
检测技术是指通过特定的手段，对被检测对象进行检测，并将被检测对象识别出来的技术。
例如：自动识别技术、图像分析技术、生物检测技术等等常见的技术均属于检测技术。
二、什么是转换技术
转换技术是指通过某种方式，将被检测对象转变为另一种形式，以便我们更好地进行分析和应用。
例如：数字转换、信号转换、语音转换等均属于转换技术。
三、检测与转换技术的应用
检测与转换技术的应用相当广泛，其中常见的如：
1. 医学影像处理：通过图像检测技术和图像转换技术，医生可以更好地捕捉病人的异常情况。
2. 无人驾驶：无人驾驶所使用的雷达和摄像头便是常见的检测技术。
3. 自然语言处理：自然语言处理涉及到了信号检测与转换技术，将人类语言转换为计算机可以理解的语言后，再进行计算处理。
四、检测与转换技术的不足之处
检测与转换技术虽然应用十分广泛，但现有技术还存在一些缺陷。
如精确度低、噪声干扰等问题仍待解决。
因此，今后仍需要不断深化这一领域的研究。
总的来说，学习检测与转换技术的理论基础，将有助于我们更好地应用这一技术。
未来，检测与转换技术将会发挥更加重要的作用，成为数字化时代的重要支持。
检测与转换技术考试题
检测与转换技术考试题1. 概述检测与转换技术是一种广泛应用于各个领域的技术，通过对输入信号的检测和转换，将信号转化为人们可以理解和处理的形式。
本文将从不同角度考察相关知识，并提供与之相关的考试题目。
请考生认真阅读并准备答题。
2. 选择题1) 下列哪项不属于检测与转换技术的主要应用领域：a) 无线通信b) 物联网c) 医学诊断d) 机械制造2) 以下哪个设备不属于常见的检测与转换技术设备：a) 传感器b) 执行器c) 放大器d) 激光器3) 以下哪种信号不是通过检测与转换技术进行处理的：a) 模拟信号b) 数字信号c) 脉冲信号d) 平面信号3. 填空题1) 检测与转换技术主要包括信号的_________和_________两个过程。
2) 传感器通过将待测量信号转化为_________形式，实现信号的检测与采集。
3) _________是将检测与转换技术应用于物理量、化学量等领域中的一种实例。
4) 数字信号是一种_________信号，采用了离散的数值表示。
5) _________是检测与转换技术中用于将信号转化为其他形式的关键设备之一。
4. 简答题1) 请简述检测与转换技术在无线通信领域的应用，并举例说明。
2) 传感器是检测与转换技术的核心设备，请简要介绍传感器的工作原理。
3) 数字信号相比模拟信号具有哪些优点？请至少列举三个。
4) 请简要解释执行器在检测与转换技术中的作用，并提供一个实际应用案例。
5. 论述题1) 请阐述检测与转换技术的未来发展趋势，并对其应用前景进行展望。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
思考与练习第1章信号检测与转换技术概述1.自动检测与转换系统的基本组成是什么？检测：通过各种科学的手段和方法获得客观事物的量值；转换：通过各种技术手段把客观事物的大小转换成人们能够识别、存贮和传输的量值。
一个典型的检测与转换系统基本组成如下：2.简述心电信号检测系统的基本组成及各部分功能。
通道控制电路差动放大电路滤波限波电路光电隔离电路通道控制电路光电隔离电路A/D转换电路微机接口电路信号地系统地信号地系统地控制微机系统(显示、存储、分析)远端数字系统有线或无线数字通信信号地3.简述工业检测技术涉及的主要物理量有哪些？工业检测技术涉及主要内容包括： 热工量：温度、压力（压强）、压差、真空度、流量、流速、物位、液位等。
机械量：直线位移、角位移、速度、加速度、转速、应变、力矩、振动、噪声、质量（重量）等。
几何量：长度、厚度、角度、直径、间距、形状、粗糙度、硬度、材料缺陷等。
物体的性质和成分量：空气的湿度（绝对、相对）；气体的化学成分、浓度；液体的粘度、浊度、透明度；物体的颜色等。
状态量：工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）。
电工量：电压、电流、电功率、电阻、电感、电容、频率、磁场强度、磁通密度等。
4.传感器的基本组成是什么？简述各部分主要功能。
敏感元件（如：弹簧管、波纹管、膜盒、膜片）能直接感受被测量，并将被测非电量信号按一定对应关系转换为易于转换为电信号的另一种非电量的元件。
传感元件能将敏感元件输出的非电信号或直接将被测非电量信号转换成电量信号的元件。
转换电路将传感元件输出的电量信号转换为便于显示、处理、传输的有用电信号的电路。
5.检测仪表和检测系统的技术性能有哪些？有什么含义？如何测量或计算？①量程max min B x x =-②误差 绝对误差x x A ∆=-相对误差实际相对误差A γ：100%A xAγ∆=⨯ 示值相对误差x γ：100%x xxγ∆=⨯ 满度(或引用)相对误差m γ：100%m xBγ∆=⨯最大满度(或引用)相对误差max γ：max max 100%xBγ∆=⨯③ 精度等级：max q Q <*国家规定电工仪表精度等级分为0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0七级。
④ 灵敏度与分辨率：灵敏度：指稳态时仪表的单位输入量变化所引起的输出量的变化。
yS x∆=∆ 分辨率：是指测量仪表能够检测出被测信号最小变化量的能力。
⑤ 迟滞性也称为变差，又称回差，指当输入量上升和下降时，对于同一输入值的仪表两个相应输出示值之间的代数差。
⑥ 线性度实际的仪表测出的输出-输入静态特性曲线与其理论拟合直线之间的偏差，也称为该仪表的“非线性误差”。
用来说明仪表静态特性对一条指定的直线的吻合程度。
举例：1.某温度计的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，该表可能出现的最大绝对误差为A ．1℃B ．0.5℃C ．10℃D ．200℃ 2．传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的 A ．线性度越好 B ．迟滞越小 C ．重复性越好 D ．分辨力越高5.测量误差来源有那些？按误差出现的规律，测量误差分哪几类？来源：工具误差(仪表误差)：测量仪表组成元件本身不完善。
例：标准量具的误差，仪表灵敏度不足，仪表刻度不准，变换器、放大器的误差等。
方法误差：选用测量方法不当，引用经验公式以及系数的近似性，测量中观测次数的不足。
环境误差(工作条件误差)：测量工作环境与仪表校验时的规定标准状态不同，以及随时问而变化所引起的仪表性能与被测对象本身改变所造成的误差。
个人误差：测试操作者个人的感官生理不同与变化、最小分辨力、反应速度和固有习惯以及操作不熟练、疏忽与过失等所造成的误差。
分类：系统误差：简称系差，是按某种已知的函数规律变化而产生的误差。
随机误差：简称随差，又称偶然误差，它是由未知变化规律产生的误差，具有随机变量的一切特点，在一定条件下服从统计规律，因此经过多次测量后，对其总和可以用统计规律来描述，可以从理论上估计对测量结果的影响。
粗大误差：是指在一定的条件下测量结果显著地偏离其实际值时所对应的误差，简称粗差。
举例：下列几种误差中，哪种属于随机误差？A．仪表未校零所引起的误差B．周围环境的细微变化引起的测量误差（温度传感器受空气扰动）C．电表的刻度不均匀引起的误差D．读数错误6.对某量进行多次重复的等精度测量，测量次数为10次，在不考虑系统误差和粗大误差的情况下，测量结果如下，试求标准误差和极限误差，并写出测量结果表达式。
123.95, 123.45, 123.60, 123.60, 123.87, 123.88, 123.00, 123.85, 123.82, 123.60。
算数平均值标准误差算数平均值的标准差（极限误差）x=；7.已知一组测量数据：1,2,3,4,5y=。
求其最小二乘线性度。
要求：500.6,442.4,428.6,370.1,343.1用C语言或Matlab语言编程求取，给出程序代码和运行结果。
x=[1, 2, 3, 4, 5];y=[500.6,442.4,428.6,370.1,343.1];k=polyfit(x,y,1);//k为最小二乘法拟合直线斜率；m=mean(x);n=mean(y);b=n-k*m第2章电阻式传感器1.什么是电阻式传感器？电阻应变效应做成的传感器可以测量哪些物理量？电阻式传感器是把位移、力、压力、加速度、扭矩等非电物理量转换为电阻值变化的传感器。
主要包括电阻应变式传感器、热电阻传感器、电位器式传感器和各种半导体电阻传感器等。
电阻应变式传感器是以电阻应变片做为传感元件的电阻式传感器。
电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变片、补偿电阻和外壳组成。
弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变片一起变形。
2.解释应变效应、压阻效应。
试说明金属应变片与半导体应变片的相同和不同之处。
应变效应：导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形，其电阻值也将随着发生变化。
压阻效应：一块半导体材料的某一轴向受到一定作用力时，电阻率发生变化。
与丝式和箔式应变片的灵敏系数（约为2.0～3.6）相比，半导体应变片灵敏系数很高，约为丝式和箔式的50倍。
此外，还有机械滞后小、横向效应小以及体积小等优点。
半导体应变片的缺点主要是电阻值及灵敏系数的温度稳定性差，测量较大的应变时非线性严重，灵敏系数的离散度较大等，这就为其使用带来一定的困难。
虽然如此，在动态测量中仍被广泛采用。
3.一应变片的电阻0120R=Ω， 2.05S=，用作应变为0.005的传感元件。
（1）求R∆与/R R∆；（2）若电源电压E=3V,求测量电桥的非平衡输出电压U。
解：单臂电桥非平衡输出电压4. 电阻应变传感器在单臂电桥测量转换电路在测量时由于温度变化产生误差的过程。
电阻应变式传感器进行温度补偿的方法是什么？5. 有一吊车的拉力传感器如题图所示，电阻应变片贴在1R ，2R ，3R ，4R 等截面轴上，已知四个电阻的标称阻值为120Ω，桥路电压2V ，物重m 引起1234,,,R R R R 变化增量为1.2Ω。
请画出应变片电桥电路，计算出测得的输出电压和电桥输出灵敏度，3R ，4R 起什么作用？解：四个应变片组成全桥测量电路输出电压灵敏度R3和R4与R1和R2，组成全桥测量电路，电桥相邻两臂变化趋势相反，对臂变化趋势相同，提高了系统的灵敏度。
第3章 电抗式和霍尔传感器1. 电容式传感器的类型有哪些？可以测量那些物理量？有哪些优点和缺点？极距型变化型，可测微小的线位移。
面积变化型，可测角位移或较大的线位移。
介质变化型，可测物位和各种介质的温度、密度、湿度。
2. 电容式传感器的转换电路有哪些？交流电桥、信号放大部分-交流放大电路、交流信号转变为直流信号部分-解调电路、高频干扰的滤除部分-滤波电路等。
3. 如题图3.2所示为一开关式全波相敏检波滤波电路，输入已调波()m x t 和载波()y t 如题图3.3所示，画出()o x t ，()x t 的波形。
题图3.2 题图3.34.霍尔传感器的物理基础是什么？霍尔传感器由哪几部分组成？霍尔传感器有哪些用途？霍尔元件的结构很简单，由霍尔片、引线和壳体组成。
霍尔片是一个半导体四端薄片，几何形状为长方形，在薄片的相对两侧对称地焊上两对电极引出线，其中一对为控制电流端，另外一对为霍尔电势输出端。
霍尔片一般用非磁性金属、陶瓷或环氧树脂封装。
应用：电磁测量：测量恒定的或交变的磁感应强度、有用功率、无功功率、相位、电能等参数；自动检测系统：多用于位移、压力的测量。
5.霍尔集成电路有哪几种？线性型开关型第4章有源传感器1.什么是光电效应?光电效应的种类有哪些？光照射到某些物质上，引起物质的电性质发生变化，也就是光能量转换成电能，这类光致电变的现象被人们称为光电效应。
光电效应分为光电子发射效应、光电导效应和光生伏特效应。
前一种现象发生在物体表面，又称外光电效应。
后两种现象发生在物体内部，称为内光电效应。
2.常用的光电元件种类有哪些？给出它们的电路符号和典型应用电路。
3.光敏电阻有哪些重要特性，在工业应用中是如何发挥这些特性的？光敏电阻主要用于各种光电控制系统，如光电自动开关门户，航标灯、路灯和其他照明系统的自动亮灭，自动给水和自动停水装置，机械上的自动保护装置，照相机自动曝光装置，光电计数器，烟雾报警器，光电跟踪系统等方面。
4.光电传感器控制电路如题图4.1所示，试分析电路工作原理：(1) GP-IS01是什么器件，内部由哪两种器件组成？(2) 当用物体遮挡光路时，发光二极管LED有什么变化？(3) 1R是什么电阻，起什么作用？如果D V最大额定电流为60mA，1R应该如何选择？题图4.1第5章其他传感器1.光纤传感器的性能有何特殊之处？主要有哪些应用？光纤传感器与常规传感器相比，最大优点是对电磁干扰的高度防卫，而且可以制成小型紧凑的器件，具有多路复用的能力等，在灵敏度、动态范围、可靠性等方面也具有明显的优势。
光纤传感器可测量位移、速度、加速度、液位、应变、压力、流量、振动、温度、电流、电压、磁场等物理量。
2.光纤传感器有哪两种类型？光纤传感器调制方法有哪些？=+ΕAsin()tωϕ强度调制型(intensity modulated)；偏振调制型(polarization modulated)；频率调制型(frequency modulated)；相位调制型(phase modulated)。
3.在光纤中，要使光纤的入射光在光纤纤芯内全反射，需满足什么条件？写出推导过程。
4.光纤损耗是如何产生的?它对光纤传感器有哪些影响?光纤在传播时，由于材料的吸收、散射和弯曲处的辐射损耗影响，不可避免的要有损耗，用衰耗系数a表示，其定义为：每公里光纤对光功率信号的衰减值，可表示为：10lg(/)ioP a dB km P =式中，i P ：输入光功率值（单位：W ）；o P ：输出光功率值（单位：W ）。