现代检测技术ppt课件
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《现代检测技术,》课件
声学检测技术
利用声波传播，通过检测回波分 析材料性质。
无损检测技术
使用X射线、射线、火烧等无损 手段检测材料缺陷。
质谱检测技术
利用化学方法将物质分离并分析 物质结构。
应用领域
1 医学领域
疾病检测、医疗影像等。
3 环境保护
水、空气等环保领域。
2 制造业
质量控制、产品检测等。
4 野外探测
矿产勘探、灾害救援等。
现代检测技术
现代检测技术是一种综合性的技术体系，涵盖了各种物理、化学、生物、信 息技术等领域，具有极高的精确度和稳定性，广泛应用于各行各业。
定义
涵盖广泛
包括了物理、化学、生物、信息技术等多个领域。
应用广泛
广泛应用于生产、研发、检测等领域。
特点鲜明
精度高、结果稳定、效率快。
分类
光学检测技术
通过光学原理进行观测、分析、 检测。
全面升级
市场需求将不断推动行业全 面升级，技术将更加成熟、 应用将更加广泛。
多元化
与其他领域的融合将解决更 多需求，将出现更多创新应 用方向。
行业整合
行业市场将逐步实现整合， 市场格局可能发生变化，主 流企业竞争将更为激烈。
优势和不足
优势
• 高精度、高效率 • 非破坏性检测 • 多领域应用
不足
• 高昂成本、设备复杂 • 专业性较强 • 部分技术仍处于初级阶段
市场前景
ห้องสมุดไป่ตู้
1
市场需求
各个领域对于检测精度与效率不断提高，对现代检测技术的市场需求日益增长。
2
市场规模
预计2025年全球现代检测技术市场规模将超过1000亿美元，具有良好的发展前 景和广阔的市场空间。
现代分析测试技术PPT课件
气相色谱分析法 高效液相色谱分析
分子质谱分析 原子质谱分析
现代分析测试技术
热分析法 放射化学分析法
14
概
述
按仪器的用途可分为：
1.成分分析类（原子、离子、分子、基团） 如：原子吸收光谱、
红外光谱、X射线衍射等。
2.结构分析类（原子结构、分子结构、晶体结构、微观结构）如：
红外光谱、X射线衍射、透射电镜等。
现代分析测试技术
19
概述部分的要求
1. 了解现代物质分析、仪器分析的概念 2. 掌握现代物质分析有哪几大类分析方法 3. 掌握物相、元素、微观分析的区别 4. 了解现代物质分析的特点、应用范围
现代分析测试技术
20
课堂复习
1. 现代物质分析常用方法（按照原理）有_________、 __________、
• 《仪器分析原理》何金兰等，21教材，科学出版社（2002）
现代分析测试技术
3
其它参考书
物相、元素分析与微观分析的区别
重要
劣质食盐
NaCl KCl Na2SO4 K2SO4
物相
NaCl、KCl、Na2SO4、K2SO4
元素
Na、K、 Cl、 S、O
微观
现代分析测试技术
4
元素分析结果的表征形式:
10
概
述
重要
2. 现代分析测试技术的分析方法
按仪器的工作 原理可分为：
分析方法 （工作原理）
光学分析法 电化学分析法 色谱分析法 质谱分析法 其现代它分分析测析试技方术法 （如：热分析法） 11
光学分析法----按原理分类
重要
光谱法：测量的信号是物质内部能级跃迁所产生的发射、吸收、散
《现代分析测试技术》PPT课件
现代分析测试技术概述
现代分析测试技术概述
２００２年诺贝尔化学奖表彰一是约翰·芬恩与田中耕一“发明了对生物大分 子进行确认和结构分析的方法”和“发明了对生物大分子的质谱分析法”，二 是库尔特·维特里希“发明了利用核磁共振技术测定溶液中生物大分子三维结 构的方法”。
现代分析测试技术概述
分析测试技术的发展史
现代分析测试技术概述
显微技术
透射电镜技术（TEM）
利用电子在磁场中的运动与光线在介质中的传播相似的原理 研制的显微技术。
扫描显微技术
扫描电子显微镜（SEM）
扫描探针显微镜
➢ 扫描隧道显微镜（STM）
➢ 原子力显微镜（AFM） ➢ 弹道电子显微镜（BEEM）
➢ 激光力显微镜（LFM） ➢ 光子扫描隧道显微镜（PSTM）
h0 + h
E0基态， E1振动激发态； E0 + h0 ， E1 + h0 激发虚态；
获得能量后，跃迁到激发虚态.
（1928年印度物理学家Raman C V 发现；1960年快速发展）
现代分析测试技术概述
红外光谱：基团； 拉曼光谱：分子骨架测定；
现代分析测试技术概述
内转换
振动弛豫 内转换
S
现代分析测试技术概述
ICP-AES的原理
现代分析测试技术概述
现代分析测试技术概述
分子中的能级跃迁： 电子能级间跃迁的
同时，总伴随有振动 和转动能级间的跃迁 。即电子光谱中总包 含有振动能级和转动 能级间跃迁产生的若 干谱线而呈现宽谱带
。
现代分析测试技术概述
紫外—可见吸收光谱（UV-vis）
紫外-可见分光光度计
普通蒸馏水的电导率 210-6 S· cm-1 离子交换水的电导率 510-7 S· cm-1 纯水的电导率 510-8 S· cm-1
《现代检测技术》课件
02
电学检测技术如电导率法、伏安 法等，可以检测出食品中的农药 残留、重金属含量等有害物质， 保障食品安全。
化学检测技术在环境监测中的应用
化学检测技术利用化学反应原理，可以对环境中的污染物 进行定性和定量分析。
化学检测技术如分光光度法、色谱法等，可以对大气、水 体、土壤等环境中的有害物质进行监测，为环境保护提供 科学依据。
质勘探等领域。
声学检测技术包括超声检测、声发 射检测和次声检测等。
声学检测技术的发展趋势是高精度 、高分辨率和高灵敏度，如超声相 控阵技术和激光超声技术的应用。
电学检测技术
01
电学检测技术是指利用电学原 理对被检测对象进行测量和检
验的技术。
02
电学检测技术具有测量精度高 、稳定性好和可靠性高等优点 ，广泛应用于电子元器件和集 成电路的缺陷检测等领域。
总结词
现代检测技术的应用涉及数据安全、设备安全和人身安全等问题。
详细描述
数据泄露、设备损坏和人身伤害等安全问题给现代检测技术的应用 带来了风险和挑战。
解决方案
建立完善的安全管理制度，加强数据加密、设备维护和人员安全培 训等工作，确保技术应用的安全可靠。
技术人才培养问题
总结词
现代检测技术需要高素质的技术人才进行研发和应用。
技术应用成本问题
总结词
现代检测技术的应用成本较高，给企 业带来经济压力。
详细描述
解决方案
政府和企业可以共同投资研发，降低 技术应用成本；同时，可以通过租赁 、共享设备等方式降低企业一次性投 入成本。
高昂的设备购置成本、维护成本和人 员培训成本使得一些企业在应用现代 检测技术时犹豫不决。
技术应用安全问题
详细描述
目前市场上高素质的技术人才供不应求，成为制约现代检 测技术发展的瓶颈。
电学检测技术如电导率法、伏安 法等，可以检测出食品中的农药 残留、重金属含量等有害物质， 保障食品安全。
化学检测技术在环境监测中的应用
化学检测技术利用化学反应原理，可以对环境中的污染物 进行定性和定量分析。
化学检测技术如分光光度法、色谱法等，可以对大气、水 体、土壤等环境中的有害物质进行监测，为环境保护提供 科学依据。
质勘探等领域。
声学检测技术包括超声检测、声发 射检测和次声检测等。
声学检测技术的发展趋势是高精度 、高分辨率和高灵敏度，如超声相 控阵技术和激光超声技术的应用。
电学检测技术
01
电学检测技术是指利用电学原 理对被检测对象进行测量和检
验的技术。
02
电学检测技术具有测量精度高 、稳定性好和可靠性高等优点 ，广泛应用于电子元器件和集 成电路的缺陷检测等领域。
总结词
现代检测技术的应用涉及数据安全、设备安全和人身安全等问题。
详细描述
数据泄露、设备损坏和人身伤害等安全问题给现代检测技术的应用 带来了风险和挑战。
解决方案
建立完善的安全管理制度，加强数据加密、设备维护和人员安全培 训等工作，确保技术应用的安全可靠。
技术人才培养问题
总结词
现代检测技术需要高素质的技术人才进行研发和应用。
技术应用成本问题
总结词
现代检测技术的应用成本较高，给企 业带来经济压力。
详细描述
解决方案
政府和企业可以共同投资研发，降低 技术应用成本；同时，可以通过租赁 、共享设备等方式降低企业一次性投 入成本。
高昂的设备购置成本、维护成本和人 员培训成本使得一些企业在应用现代 检测技术时犹豫不决。
技术应用安全问题
详细描述
目前市场上高素质的技术人才供不应求，成为制约现代检 测技术发展的瓶颈。
【优秀版】现代测试技术与系统PPT
CPU可选单片机、DSP或其他微处理器。
2）以个人计算机为核心的个人仪器测试 系统，如图1-5、1-6所示。
具有测量功能的模块或仪器卡直接与个人 计算机的系统总线相连。仪器的测试功能由在 个人计算机上开发的测试应用程序实现。
2013年10月22日星期二
17
2013年10月22日星期二
18
2013年10月22日星期二
智能仪器：采用专门的微处理器、存储器 和接口芯片，与仪器测量部分融合在一起。
自动测试系统：是用现成的PC配以一定 的硬件和仪器测量部分组合而成。
虚拟仪器：是将测试仪器软件化和模块 化，并与计算机结合构成的仪器系统。
1. 智能仪器
智能仪器是指包含微计算机或微处理器的 测量或检测仪器。具有对数据进行存储、运 算、逻辑判断及自动化操作等功能。它具有的 软件功能使仪器呈现某种智能作用。
2013年10月22日星期二
9
2013年10月22日星期二
10
智能仪器的特点： （1）操作自动化； （2）具有自测功能； （3）具有数据处理功能； （4）具有友好的人机对话能力； （5）具有可程控操作能力。
2. 自动测试系统 自动测试系统是以PC为核心，在程序控 制下自动完成测试任务的仪器系统。 其发展分为3个阶段：第1代专用型，第 2代积木型，第3代模块化集成型。
2）测量精度高，性能好； （1）第1代自动测试系统 常见的自动测试系统一般由测试控制器、可程控测试仪器、标准数字接口总线、测试软件等组成。
系统中的嵌入式计算机、模块化仪器均以总线插卡的形式出现，插入带有总线插座、插槽、电源的VXI、PXI总线机箱中。 年10月22日星期二 系统中的嵌入式计算机、模块化仪器均以总线插卡的形式出现，插入带有总线插座、插槽、电源的VXI、PXI总线机箱中。 （2）第2代自动测试系统 虚拟仪器是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己定义，具有虚拟面板，测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统 。
2）以个人计算机为核心的个人仪器测试 系统，如图1-5、1-6所示。
具有测量功能的模块或仪器卡直接与个人 计算机的系统总线相连。仪器的测试功能由在 个人计算机上开发的测试应用程序实现。
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智能仪器：采用专门的微处理器、存储器 和接口芯片，与仪器测量部分融合在一起。
自动测试系统：是用现成的PC配以一定 的硬件和仪器测量部分组合而成。
虚拟仪器：是将测试仪器软件化和模块 化，并与计算机结合构成的仪器系统。
1. 智能仪器
智能仪器是指包含微计算机或微处理器的 测量或检测仪器。具有对数据进行存储、运 算、逻辑判断及自动化操作等功能。它具有的 软件功能使仪器呈现某种智能作用。
2013年10月22日星期二
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智能仪器的特点： （1）操作自动化； （2）具有自测功能； （3）具有数据处理功能； （4）具有友好的人机对话能力； （5）具有可程控操作能力。
2. 自动测试系统 自动测试系统是以PC为核心，在程序控 制下自动完成测试任务的仪器系统。 其发展分为3个阶段：第1代专用型，第 2代积木型，第3代模块化集成型。
2）测量精度高，性能好； （1）第1代自动测试系统 常见的自动测试系统一般由测试控制器、可程控测试仪器、标准数字接口总线、测试软件等组成。
系统中的嵌入式计算机、模块化仪器均以总线插卡的形式出现，插入带有总线插座、插槽、电源的VXI、PXI总线机箱中。 年10月22日星期二 系统中的嵌入式计算机、模块化仪器均以总线插卡的形式出现，插入带有总线插座、插槽、电源的VXI、PXI总线机箱中。 （2）第2代自动测试系统 虚拟仪器是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户自己定义，具有虚拟面板，测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统 。
现代传感器与检测技术课程设计PPT课件
电容式传感器是利用电容器电容的变化来检测物理量变化的传感器。其原理基于 电场特性，应用在位移、压力、液位等测量领域。优点是灵敏度高、动态响应快 ，缺点是易受外界电场干扰，稳定性较差。
电感式传感器
总结词
基础原理、应用领域、优缺点
详细描述
电感式传感器是利用电感器的电感变化来检测物理量变化的传感器。其原理基于电磁感应，应用在位 移、振动等测量领域。优点是测量范围宽、可靠性高，缺点是灵敏度较低，易受温度和外界磁场干扰 。
意义
强化理论知识与实际应用的结合，培 养创新思维和实践能力，为未来的学 习和工作奠定基础。
课程设计的任务和要求
01
任务：选择一个实际应用场景，设计并实现一个基于现代 传感器与检测技术的系统或装置，解决实际问题。
02
要求
03
深入理解现代传感器与检测技术的基本原理；
04
掌握相关软硬件工具的使用；
05
完成系统或装置的设计、制作和调试；
03 常用传感器介绍
电阻式传感器
总结词
基础原理、应用领域、优缺点
详细描述
电阻式传感器是利用电阻值的变化来检测物理量变化的传感器。其原理简单， 应用广泛，如压力、位移、应变等。优点是结构简单、成本低、可靠性高，缺 点是精度受限于电阻值的变化范围。
电容式传感器
总结词
基础原理、应用领域、优缺点
详细描述
06 课程设计总结与展望
课程设计的收获与不足
收获 深入理解了现代传感器与检测技术的基本原理和应用。
掌握了多种传感器和检测设备的操作技能。
课程设计的收获与不足
• 提高了解决实际问题的能力。
课程设计的收获与不足
不足
部分学生在实验环节中操作不够熟练，需要加强实践训练。
电感式传感器
总结词
基础原理、应用领域、优缺点
详细描述
电感式传感器是利用电感器的电感变化来检测物理量变化的传感器。其原理基于电磁感应，应用在位 移、振动等测量领域。优点是测量范围宽、可靠性高，缺点是灵敏度较低，易受温度和外界磁场干扰 。
意义
强化理论知识与实际应用的结合，培 养创新思维和实践能力，为未来的学 习和工作奠定基础。
课程设计的任务和要求
01
任务：选择一个实际应用场景，设计并实现一个基于现代 传感器与检测技术的系统或装置，解决实际问题。
02
要求
03
深入理解现代传感器与检测技术的基本原理；
04
掌握相关软硬件工具的使用；
05
完成系统或装置的设计、制作和调试；
03 常用传感器介绍
电阻式传感器
总结词
基础原理、应用领域、优缺点
详细描述
电阻式传感器是利用电阻值的变化来检测物理量变化的传感器。其原理简单， 应用广泛，如压力、位移、应变等。优点是结构简单、成本低、可靠性高，缺 点是精度受限于电阻值的变化范围。
电容式传感器
总结词
基础原理、应用领域、优缺点
详细描述
06 课程设计总结与展望
课程设计的收获与不足
收获 深入理解了现代传感器与检测技术的基本原理和应用。
掌握了多种传感器和检测设备的操作技能。
课程设计的收获与不足
• 提高了解决实际问题的能力。
课程设计的收获与不足
不足
部分学生在实验环节中操作不够熟练，需要加强实践训练。
现代检测技术PPT精品课件
现代检测技术
• 非电量测量技术：将除电量以外的物理量（化学 量）如；温度、压力、振动、化学成分、位移等
用各种手段变换为电量，从而进行准确测量的技 术。
• 现代检测技术近50年发展起来，具有很多技术上 的优点（1）它的反应速度快（2）可以测量微弱
信号，并将转换的电信号进行长距离传输，便于 远距离操作与控制。（3）测量精度高，能自动 连续地进行测量（4）可输出的电信号易与计算 机连接、记录和处理数据。
• 热电偶分度表：使热电偶冷端温度保持不变，将另一端与 被测物体接触，可以通过测量热电势来确定温度数值，把 热电偶的热电势与工作端温度之间的关系制成表格。
2021/3/1
7
常用热电偶种类
• 贵13金00属℃（，1短）期铂可铑测10-温--铂16热0电0℃偶（S）长期测温可测 （2）铂铑13—铂（R）（3）铂铑30—铂铑6 廉金属：1、铜—康铜（T）2、铁—康铜（J）3、镍铬—
• 压磁元件受力作用后，磁弹性体的磁阻（或磁导率）发生与 作用力成正比的变化，测出磁阻变化即间接测定了力值。
• 压磁元件及工作原理：
2021/3/1
15
• 由若干形状相同的硅钢片叠合而成,孔1、2间的绕 组W12为励磁绕组，用于接入励磁电源；孔3、4 间的绕组W34用于产生感应电势。当压磁元件无外 力作用时，由于铁心磁性的各相同性，四个区域的 磁导率相同，磁力线呈轴对称分布，绕1、2孔闭 合，不与绕组W34交链， W34不会产生感应电动 势，输出为零。当压磁元件受外力F作用时，A、 B区域受到较大应压力，磁导率下降，磁阻增大； C、D区域基本处于自由状态，磁导率基本不变， 此时部分磁力线不再通过A、B区域，而是绕过C、 D区域闭合，并与绕组W34交链，从而在二次侧绕 组中感应出电动势E。作用力F越大。转移磁通越 多，E也越大，F和电流I或电压U呈线性关系
• 非电量测量技术：将除电量以外的物理量（化学 量）如；温度、压力、振动、化学成分、位移等
用各种手段变换为电量，从而进行准确测量的技 术。
• 现代检测技术近50年发展起来，具有很多技术上 的优点（1）它的反应速度快（2）可以测量微弱
信号，并将转换的电信号进行长距离传输，便于 远距离操作与控制。（3）测量精度高，能自动 连续地进行测量（4）可输出的电信号易与计算 机连接、记录和处理数据。
• 热电偶分度表：使热电偶冷端温度保持不变，将另一端与 被测物体接触，可以通过测量热电势来确定温度数值，把 热电偶的热电势与工作端温度之间的关系制成表格。
2021/3/1
7
常用热电偶种类
• 贵13金00属℃（，1短）期铂可铑测10-温--铂16热0电0℃偶（S）长期测温可测 （2）铂铑13—铂（R）（3）铂铑30—铂铑6 廉金属：1、铜—康铜（T）2、铁—康铜（J）3、镍铬—
• 压磁元件受力作用后，磁弹性体的磁阻（或磁导率）发生与 作用力成正比的变化，测出磁阻变化即间接测定了力值。
• 压磁元件及工作原理：
2021/3/1
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• 由若干形状相同的硅钢片叠合而成,孔1、2间的绕 组W12为励磁绕组，用于接入励磁电源；孔3、4 间的绕组W34用于产生感应电势。当压磁元件无外 力作用时，由于铁心磁性的各相同性，四个区域的 磁导率相同，磁力线呈轴对称分布，绕1、2孔闭 合，不与绕组W34交链， W34不会产生感应电动 势，输出为零。当压磁元件受外力F作用时，A、 B区域受到较大应压力，磁导率下降，磁阻增大； C、D区域基本处于自由状态，磁导率基本不变， 此时部分磁力线不再通过A、B区域，而是绕过C、 D区域闭合，并与绕组W34交链，从而在二次侧绕 组中感应出电动势E。作用力F越大。转移磁通越 多，E也越大，F和电流I或电压U呈线性关系
《现代测试技术》课件
信号发生器能够产生各种波形信号，如正 弦波、方波、三角波等，并且可以调节信 号的幅度、频率和相位等参数。
详细描述
信号发生器通常采用晶体振荡器或合成技 术，能够产生高精度和高稳定性的信号， 并且具有低噪声和低失真的特点。
05
现代测试技术的应用实例
在通信领域的应用实例
信号完整性测试
无线通信测试
利用先进的测试设备和技术，对通信 设备的信号质量和传输性能进行全面 检测，确保信号在传输过程中保持完 整。
频谱分析仪广泛应用于通信、雷达、电子对抗、频谱管理等领 域。
频谱分析仪通常采用快速傅里叶变换技术，能够实现快速和准 确的频谱分析，并且具有高灵敏度和宽动态范围的特点。
网络分析仪
总结词
网络分析仪是一种用于测量电子设备网络特性的仪器。
详细描述
网络分析仪能够测量电子设备的阻抗、导纳、增益、相位 等参数，并且可以分析网络的频率响应和传输特性。
信号的预处理
对采集到的信号进行滤波、放大 、去噪等处理，以提高信号质量 。
数字信号处理
离散傅里叶变换（DFT）
将时域信号转换为频域信号，便于分析信号的频率成分。
数字滤波器
通过设定滤波器参数，对信号进行滤波处理，以提取特定频率范围的信号或抑制噪声。
频谱分析
频谱分析方法
包括傅里叶分析、小波分析等，用于 研究信号的频率特性。
精度和准确性
测试系统应具备高精度和准确性，以减小测 量误差。
实时性
测试系统应具备快速响应能力，能够实时采 集和处理数据。
可扩展性
测试系统应具备良好的可扩展性，方便后续 升级和功能扩展。
测试系统的优化设计
模块化设计
将测试系统划分为多个模块，每个模 块具有独立的功能和接口，便于维护 和升级。
详细描述
信号发生器通常采用晶体振荡器或合成技 术，能够产生高精度和高稳定性的信号， 并且具有低噪声和低失真的特点。
05
现代测试技术的应用实例
在通信领域的应用实例
信号完整性测试
无线通信测试
利用先进的测试设备和技术，对通信 设备的信号质量和传输性能进行全面 检测，确保信号在传输过程中保持完 整。
频谱分析仪广泛应用于通信、雷达、电子对抗、频谱管理等领 域。
频谱分析仪通常采用快速傅里叶变换技术，能够实现快速和准 确的频谱分析，并且具有高灵敏度和宽动态范围的特点。
网络分析仪
总结词
网络分析仪是一种用于测量电子设备网络特性的仪器。
详细描述
网络分析仪能够测量电子设备的阻抗、导纳、增益、相位 等参数，并且可以分析网络的频率响应和传输特性。
信号的预处理
对采集到的信号进行滤波、放大 、去噪等处理，以提高信号质量 。
数字信号处理
离散傅里叶变换（DFT）
将时域信号转换为频域信号，便于分析信号的频率成分。
数字滤波器
通过设定滤波器参数，对信号进行滤波处理，以提取特定频率范围的信号或抑制噪声。
频谱分析
频谱分析方法
包括傅里叶分析、小波分析等，用于 研究信号的频率特性。
精度和准确性
测试系统应具备高精度和准确性，以减小测 量误差。
实时性
测试系统应具备快速响应能力，能够实时采 集和处理数据。
可扩展性
测试系统应具备良好的可扩展性，方便后续 升级和功能扩展。
测试系统的优化设计
模块化设计
将测试系统划分为多个模块，每个模 块具有独立的功能和接口，便于维护 和升级。
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测量电路：也称检测电路。分为模拟检测电路和数字 检测电路。
模拟检测电路：
传感器
放大器
解调
滤波
运算
变换
数字检测电路
传感 器
信号调理
多路开关
主 放大 器
模/数转换器
采样保持器
1检、不测断扩技大测术量范的围发，提展高可趋靠性势和精度
用热电偶场时间连续测量高温介质的温度达 2500℃~3000℃
电炉控制系统
电
炉
TS
加热器
控制用计算 机系统
加热器控制 装置
显 示屏 绘图 机
检测与控制系统框图
测 传感器
控
对
测量电路
单
片
微
显示器 记录器
象
执行器
机 控制电路
报警器
框图各部分作用
传感器：直接感受被测物理量，并把其转换成与被测 物理量有一定函数关系的电压、电流或电路参量（电 阻、电容、电感）再输出给其他仪表。
基本处于自由状态，磁导率基本不变，此时部分磁
力线不再通过A、B区域，而是绕过C、D区域闭合， 并与绕组W34交链，从而在二次侧绕组中感应出电 动势E。作用力F越大。转移磁通越多，E也越大， F和电流I或电压U呈线性关系
液位测量
超生波式液位计：利用回声测距的方法对液位进行连 续测量。
容 器
探头
探头既可发出超声波又可接收超声波，当超声 波达到液体与气体的分界面时，由于两种介质 的密度相差悬殊，声波几乎全部被反射，如果 H 超声波探头从发射到接收超声波所经过时间T， 超声波在介质中传播速度为v，则探头到液面 的距离为H=(1/2)vt
现代检测技术
非电量测量技术：将除电量以外的物理量（化学 量）如；温度、压力、振动、化学成分、位移等 用各种手段变换为电量，从而进行准确测量的技 术。
现代检测技术近50年发展起来，具有很多技术上 的优点（1）它的反应速度快（2）可以测量微弱 信号，并将转换的电信号进行长距离传输，便于 远距离操作与控制。（3）测量精度高，能自动连 续地进行测量（4）可输出的电信号易与计算机连 接、记录和处理数据。
温度传感器
1、热电偶温度传感器பைடு நூலகம் 热电偶：将温度变化转换为电势变化的传感器。
由两种不同材料的导体（或半导体）焊接而成， 焊接端为热端，与导线连接端为冷端。
热电偶的工作原理：两种不同的导体（或半导体) 成闭合回路，两接点温度分别为T、T0（T＞T0） 回路中就会产生电动势，接在回路中的毫伏计就 会偏转。两接点温差越大指针偏转越大。
体温计测温精度为±0.01~±1℃；工业ICT 2、开发集成化、一体化、多功能的传感器 传感器与信号调节电路集成化一体化,日本产多离
子传感器.用一滴血液可同时快速检测出Na、K、 H的浓度。 3、非接触测量技术 红外线测温、电涡流测金属材料厚度
4、利用计算机使测量智能化 完成自校准、自调零、自动测试、修正测试结果
压磁元件受力作用后，磁弹性体的磁阻（或磁导率）发生与 作用力成正比的变化，测出磁阻变化即间接测定了力值。
压磁元件及工作原理：
由若干形状相同的硅钢片叠合而成,孔1、2间的绕组 W12为励磁绕组，用于接入励磁电源；孔3、4间的 绕组W34用于产生感应电势。当压磁元件无外力作 用时，由于铁心磁性的各相同性，四个区域的磁导 率相同，磁力线呈轴对称分布，绕1、2孔闭合，不 与绕组W34交链， W34不会产生感应电动势，输出 为零。当压磁元件受外力F作用时，A、B区域受到 较大应压力，磁导率下降，磁阻增大；C、D区域
应变片式压力传感器：当弹性敏感元件受压力作用产 生变形，贴在上面的应变片也随着发生相应变形，从 而使应变片阻值也随着变化，将应变片接入电桥电路 中，就可将阻值变化转变为电压或电流的变化，由此 反映压力变化。
压磁式测力传感器
压磁效应：某些铁磁材料受机械力F作用后，内部产生机械力， 引起其磁导率（或磁阻）发生变化。受压缩时，沿应力方向 其磁导率下降，沿着与应力垂直的方向则增加；若受拉，磁 导率变化正好相反。
热电偶分度表：使热电偶冷端温度保持不变，将另一端与 被测物体接触，可以通过测量热电势来确定温度数值，把 热电偶的热电势与工作端温度之间的关系制成表格。
常用热电偶种类
贵短金期属可测（温1）16铂0铑0℃10---铂热电偶（S）长期测温可测1300℃， （2）铂铑13—铂（R）（3）铂铑30—铂铑6 廉金属：1、铜—康铜（T）2、铁—康铜（J）3、镍铬—铜
热电阻测温线路：工业热电阻多采用三线制接法。热 电阻RT构成电桥一臂，当被测
介 质 温 度 变 化 时，热 电 阻
E
R2
R1 RT 阻 值 随着 变 化，使 测 量电 桥 失 去 平 衡，电 桥输 出 端 则
R3
有 信 号 输 出，此 信 号 反 映了
R
R 温 度 变 化。
R
RT
半导体热敏电阻
特点：灵敏度高、体积小、反应快 半导体热敏电阻分为三种类型（1）NTC热敏电阻（负
温度系数）（2）CTR热敏电阻（负）（3）PTC热敏 电阻（正）
集成温度传感器：在一块极小的半导体芯片上集成了 包括敏感器件、信号放大电路、温度补偿电路、基准 电源电路等在内的各个单元它使传感器和集成电路融 为一体。
热电偶、热电阻的典型应用
金属表面温度的测量 热电偶炉温控制系统 钢水漏钢预报系统 采用集成温度传感器的数字式温度计 电动机保护器
热电偶炉温控制系统
Mv定值 器
μv放大 器
热电偶
控制信号
~220V 接触器
XCT
PID调节 器
触发器
执行器
电阻炉
电 ~3动80V 机保护器24V电路图
KM1~KM3
KM4 k1
S1 KM S2
k
VD1~VD3
R4
R3
VT1
VS2
c1
R5
RT3
压力传感器
弹性式压力传感器：当被测压力作用于弹性元件时， 弹性元件就产生相应变形，根据变形的大小，可以知 道被测压力的数值。如：弹簧管式压力表。霍尔片式 远传压力传感器。
镍（E）
快速消耗微型热电偶：铂铑30--铂铑6
热电偶结构：由热电极、绝缘子、保护管、接线盒
与热电偶配套的测量仪表：用高精度数字电压表直接测量其 输出，通过查分度表得到温度值。现在多采用一体化的温 度变送器处理后，直接送到普通显示记录仪。
热电阻传感器
电阻温度计:将温度的变化转化为电阻值的变化，通过 测量电桥转换成电压信号，然后送到显示仪表指示或 记录被测温度。
模拟检测电路：
传感器
放大器
解调
滤波
运算
变换
数字检测电路
传感 器
信号调理
多路开关
主 放大 器
模/数转换器
采样保持器
1检、不测断扩技大测术量范的围发，提展高可趋靠性势和精度
用热电偶场时间连续测量高温介质的温度达 2500℃~3000℃
电炉控制系统
电
炉
TS
加热器
控制用计算 机系统
加热器控制 装置
显 示屏 绘图 机
检测与控制系统框图
测 传感器
控
对
测量电路
单
片
微
显示器 记录器
象
执行器
机 控制电路
报警器
框图各部分作用
传感器：直接感受被测物理量，并把其转换成与被测 物理量有一定函数关系的电压、电流或电路参量（电 阻、电容、电感）再输出给其他仪表。
基本处于自由状态，磁导率基本不变，此时部分磁
力线不再通过A、B区域，而是绕过C、D区域闭合， 并与绕组W34交链，从而在二次侧绕组中感应出电 动势E。作用力F越大。转移磁通越多，E也越大， F和电流I或电压U呈线性关系
液位测量
超生波式液位计：利用回声测距的方法对液位进行连 续测量。
容 器
探头
探头既可发出超声波又可接收超声波，当超声 波达到液体与气体的分界面时，由于两种介质 的密度相差悬殊，声波几乎全部被反射，如果 H 超声波探头从发射到接收超声波所经过时间T， 超声波在介质中传播速度为v，则探头到液面 的距离为H=(1/2)vt
现代检测技术
非电量测量技术：将除电量以外的物理量（化学 量）如；温度、压力、振动、化学成分、位移等 用各种手段变换为电量，从而进行准确测量的技 术。
现代检测技术近50年发展起来，具有很多技术上 的优点（1）它的反应速度快（2）可以测量微弱 信号，并将转换的电信号进行长距离传输，便于 远距离操作与控制。（3）测量精度高，能自动连 续地进行测量（4）可输出的电信号易与计算机连 接、记录和处理数据。
温度传感器
1、热电偶温度传感器பைடு நூலகம் 热电偶：将温度变化转换为电势变化的传感器。
由两种不同材料的导体（或半导体）焊接而成， 焊接端为热端，与导线连接端为冷端。
热电偶的工作原理：两种不同的导体（或半导体) 成闭合回路，两接点温度分别为T、T0（T＞T0） 回路中就会产生电动势，接在回路中的毫伏计就 会偏转。两接点温差越大指针偏转越大。
体温计测温精度为±0.01~±1℃；工业ICT 2、开发集成化、一体化、多功能的传感器 传感器与信号调节电路集成化一体化,日本产多离
子传感器.用一滴血液可同时快速检测出Na、K、 H的浓度。 3、非接触测量技术 红外线测温、电涡流测金属材料厚度
4、利用计算机使测量智能化 完成自校准、自调零、自动测试、修正测试结果
压磁元件受力作用后，磁弹性体的磁阻（或磁导率）发生与 作用力成正比的变化，测出磁阻变化即间接测定了力值。
压磁元件及工作原理：
由若干形状相同的硅钢片叠合而成,孔1、2间的绕组 W12为励磁绕组，用于接入励磁电源；孔3、4间的 绕组W34用于产生感应电势。当压磁元件无外力作 用时，由于铁心磁性的各相同性，四个区域的磁导 率相同，磁力线呈轴对称分布，绕1、2孔闭合，不 与绕组W34交链， W34不会产生感应电动势，输出 为零。当压磁元件受外力F作用时，A、B区域受到 较大应压力，磁导率下降，磁阻增大；C、D区域
应变片式压力传感器：当弹性敏感元件受压力作用产 生变形，贴在上面的应变片也随着发生相应变形，从 而使应变片阻值也随着变化，将应变片接入电桥电路 中，就可将阻值变化转变为电压或电流的变化，由此 反映压力变化。
压磁式测力传感器
压磁效应：某些铁磁材料受机械力F作用后，内部产生机械力， 引起其磁导率（或磁阻）发生变化。受压缩时，沿应力方向 其磁导率下降，沿着与应力垂直的方向则增加；若受拉，磁 导率变化正好相反。
热电偶分度表：使热电偶冷端温度保持不变，将另一端与 被测物体接触，可以通过测量热电势来确定温度数值，把 热电偶的热电势与工作端温度之间的关系制成表格。
常用热电偶种类
贵短金期属可测（温1）16铂0铑0℃10---铂热电偶（S）长期测温可测1300℃， （2）铂铑13—铂（R）（3）铂铑30—铂铑6 廉金属：1、铜—康铜（T）2、铁—康铜（J）3、镍铬—铜
热电阻测温线路：工业热电阻多采用三线制接法。热 电阻RT构成电桥一臂，当被测
介 质 温 度 变 化 时，热 电 阻
E
R2
R1 RT 阻 值 随着 变 化，使 测 量电 桥 失 去 平 衡，电 桥输 出 端 则
R3
有 信 号 输 出，此 信 号 反 映了
R
R 温 度 变 化。
R
RT
半导体热敏电阻
特点：灵敏度高、体积小、反应快 半导体热敏电阻分为三种类型（1）NTC热敏电阻（负
温度系数）（2）CTR热敏电阻（负）（3）PTC热敏 电阻（正）
集成温度传感器：在一块极小的半导体芯片上集成了 包括敏感器件、信号放大电路、温度补偿电路、基准 电源电路等在内的各个单元它使传感器和集成电路融 为一体。
热电偶、热电阻的典型应用
金属表面温度的测量 热电偶炉温控制系统 钢水漏钢预报系统 采用集成温度传感器的数字式温度计 电动机保护器
热电偶炉温控制系统
Mv定值 器
μv放大 器
热电偶
控制信号
~220V 接触器
XCT
PID调节 器
触发器
执行器
电阻炉
电 ~3动80V 机保护器24V电路图
KM1~KM3
KM4 k1
S1 KM S2
k
VD1~VD3
R4
R3
VT1
VS2
c1
R5
RT3
压力传感器
弹性式压力传感器：当被测压力作用于弹性元件时， 弹性元件就产生相应变形，根据变形的大小，可以知 道被测压力的数值。如：弹簧管式压力表。霍尔片式 远传压力传感器。
镍（E）
快速消耗微型热电偶：铂铑30--铂铑6
热电偶结构：由热电极、绝缘子、保护管、接线盒
与热电偶配套的测量仪表：用高精度数字电压表直接测量其 输出，通过查分度表得到温度值。现在多采用一体化的温 度变送器处理后，直接送到普通显示记录仪。
热电阻传感器
电阻温度计:将温度的变化转化为电阻值的变化，通过 测量电桥转换成电压信号，然后送到显示仪表指示或 记录被测温度。