传感器与检测技术1概要
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神州飞船：
185台（套）仪器装置 检测参数---加速度、温度、压力、 振动、流量、应变、 声学、
21
一、检测技术的作用和地位
“物化法官”
• 检查产品质量 • 监测环境污染 • 查服违禁药物 • 识别指纹假钞 • 侦破刑事案件
22
一、检测技术的作用和地位
……教学实验、气象预报、大地测 绘、灾情预报、交通指挥、……
24
二、检测的基本概念
例：空调机测量控制室温 被测对象：室内空气 被测信息： 温度 检测器具：温度传感器 --- 热电阻、热电偶
操作过程：空气 热敏电阻 电信号 处理 显示
空调机
25
三、检测系统的构成
一般构成：
信号检出
信号转换
处理显示
接
存储 显示
信号检出
信号转换
处理显示
口
分析
┇
总
监控
线
判断
夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术 激光测距仪：可精确的定位目标。在发射20毫米高爆弹时，激光测距仪可 将目标的距离信息自动传输至高爆弹的爆炸引信，以便精确的设定引爆时 间。
18
一、检测技术的作用和地位
检测技术在国防领域的应用
美国国家导弹防御计划---NMD
19
1.地基拦截器 2.早期预警系统 3.前沿部署(如雷达） 4.管理与控制系统 5. 卫星红外线监测系统
涵盖 吃穿用、农轻重、海陆空
23
二、检测的基本概念
定义：确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作
被测对象： 宇宙万物（固液气体、动物、植物、天体 ……） 被测信息： 物理量（光、电、力、热、磁、声、…）
化学量（PH、成份…） 生物量（酶、葡萄糖、…） …… 全部操作： 检测器具：传感器、检测仪器、检测装置、检测系统 检测过程：信号采集、信号处理、信号显示、信号输出
作 用：现代工程装备中， 检测环节的成本约占 50~70%
12
一、检测技术的作用和地位
检测技术在汽车中的应用日新月异
汽车传感器：汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核心技术内容 普通轿车：约安装几十到近百只传感器， 豪华轿车：传感器数量可多达二百余只。
发动机：向发动机的电子控制单元（ECU）提供发动机的工作状况信息， 对发动机工作状况进行精确控制 温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和爆震传感器等
传感器与检测技术
Sensor& Measurement Technology
第一章 检测技术概述
一、检测的作用与意义 二、检测的基本概念 三、检测系统构成 四、检测系统的静态特性 五、检测系统的动态特性 六、一般检测方法
2
第一章 检测技术概述
一、检测的地位和作用 ▪ 1. 信息化是科学技术发展的必然
底 盘：控制变速器系统、悬架系统、动力转向系统、制动防抱死系统等 车速、踏板、加速度、节气门、发动机转速、水温、油温
车 身：提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等 温度、湿度、风量、日照、加速度、车速、测距、图象等
13
14
一、检测技术的作用和地位
检测技术在日常生活中的应用与日俱增
家用电器： 数码相机、数码摄像机：自动对焦---红外测距传感器 自动感应灯：亮度检测---光敏电阻 空调、冰箱、电饭煲：温度检测---热敏电阻、热电偶 电话、麦克风：话音转换---驻极电容传感器 遥控接收：红外检测---光敏二极管、光敏三极管 可视对讲、可视电话：图像获取---面阵CCD
监测系统: 探测和发现 敌人导弹的发射并追踪 导弹的飞行轨道；
拦截器：能识别真假 弹头，敌友方
一、检测技术的作用和地位
检测技术在航天领域举足轻重
火箭测控 --- 检测火箭状况、姿态、轨迹 飞行器测控 --- 检测飞行器姿态、发电机工况，控制与操纵
20
一、检测技术的作用和地位
“阿波罗10”：
火箭部分---2077个传感器 飞船部分---1218个传感器，
工业生产倍增器
检测技术是带动国民经济增长的一个 关键领域 在美国：检测技术占4%，拉动经济增长66%
9
一、检测的地位和作用
检测技术在工业生产领域的应用
在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位….
10
11
一、检测技术的作用和地位
检测技术在工业生产领域的应用
离线检测：零件参数、 尺寸与形位公差、 品质参数
…
信息流
获取 传输 处理 控制
信息流组成
6
一、检测的地位和作用
• 获取信息是仪器科学的基本任务
• 仪器仪表是信息产业的重要组成部
分
• 仪器仪表是信息工业的源头
7
一、检测的地位和作用
• 3 检测仪器仪表的作用 ➢ 工业生产 倍增器 ➢ 科学研究 先行官 ➢ 军 事 战斗力 ➢ 社 会 物化法官
8
Fra Baidu bibliotek
一、检测的地位和作用
历史时代： 手工化
机械化
自动化 信息化 …
生产方式：
人与简 单工具
动力机 与机械
自动测 量控制
智能机 械装置
…
3
一、检测的地位和作用
人与机器的机能对应关系：
4
一、检测的地位和作用
• 2. 信息流是客观世界的一个主流
• 物料流 • 能流 • 信息流
客观世界
5
一、检测的地位和作用
信息获取是信息流的一环
➢ 近80年来，与科学仪器密切相关的诺贝尔奖获得 者达38人
16
一、检测技术的作用和地位
军事战斗力
➢ 1991年海湾战争 精确制导炸弹和导弹占8%
➢ 2003年伊拉克战争
90%
➢ 1994年美国防部建立自动测试系统执行局 立体作战
17
一、检测技术的作用和地位
检测技术在军事上的应用
美军研制的未来单兵作战武器---OICW
信号检出
信号转换
处理显示
决策
信号检出：功能 --- 将被测信号的转换为电信号的变化（detection）
器件 --- 传感器（sensor, transducer）
信号转换：功能 --- 将传感器的输出信号转换为便于处理的形式（conversion）
器件 --- 信号调理电路（signal conditioning circuit） 处理显示：功能 --- 分析（analysis）、处理（processing）、显示（display）
办公商务：扫描仪：文档扫描---线阵CCD 红外传输数据：红外检测---光敏二极管、光敏三极管
医疗卫生：数字体温计：接触式---热敏电阻，非接触式---红外传感器 电子血压计：血压检测 --- 压力传感器 血糖测试仪、胆固醇检测仪 --- 离子传感器
15
一、检测技术的作用和地位
科学研究的先行官
➢ 诺贝尔奖获得者R. R. Ernst说“现代科学的进 步越来越依靠尖端仪器的发展” ➢ 俄国化学家门捷列夫指出“科学是从测量开始 的”
185台（套）仪器装置 检测参数---加速度、温度、压力、 振动、流量、应变、 声学、
21
一、检测技术的作用和地位
“物化法官”
• 检查产品质量 • 监测环境污染 • 查服违禁药物 • 识别指纹假钞 • 侦破刑事案件
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一、检测技术的作用和地位
……教学实验、气象预报、大地测 绘、灾情预报、交通指挥、……
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二、检测的基本概念
例：空调机测量控制室温 被测对象：室内空气 被测信息： 温度 检测器具：温度传感器 --- 热电阻、热电偶
操作过程：空气 热敏电阻 电信号 处理 显示
空调机
25
三、检测系统的构成
一般构成：
信号检出
信号转换
处理显示
接
存储 显示
信号检出
信号转换
处理显示
口
分析
┇
总
监控
线
判断
夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术 激光测距仪：可精确的定位目标。在发射20毫米高爆弹时，激光测距仪可 将目标的距离信息自动传输至高爆弹的爆炸引信，以便精确的设定引爆时 间。
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一、检测技术的作用和地位
检测技术在国防领域的应用
美国国家导弹防御计划---NMD
19
1.地基拦截器 2.早期预警系统 3.前沿部署(如雷达） 4.管理与控制系统 5. 卫星红外线监测系统
涵盖 吃穿用、农轻重、海陆空
23
二、检测的基本概念
定义：确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作
被测对象： 宇宙万物（固液气体、动物、植物、天体 ……） 被测信息： 物理量（光、电、力、热、磁、声、…）
化学量（PH、成份…） 生物量（酶、葡萄糖、…） …… 全部操作： 检测器具：传感器、检测仪器、检测装置、检测系统 检测过程：信号采集、信号处理、信号显示、信号输出
作 用：现代工程装备中， 检测环节的成本约占 50~70%
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一、检测技术的作用和地位
检测技术在汽车中的应用日新月异
汽车传感器：汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核心技术内容 普通轿车：约安装几十到近百只传感器， 豪华轿车：传感器数量可多达二百余只。
发动机：向发动机的电子控制单元（ECU）提供发动机的工作状况信息， 对发动机工作状况进行精确控制 温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和爆震传感器等
传感器与检测技术
Sensor& Measurement Technology
第一章 检测技术概述
一、检测的作用与意义 二、检测的基本概念 三、检测系统构成 四、检测系统的静态特性 五、检测系统的动态特性 六、一般检测方法
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第一章 检测技术概述
一、检测的地位和作用 ▪ 1. 信息化是科学技术发展的必然
底 盘：控制变速器系统、悬架系统、动力转向系统、制动防抱死系统等 车速、踏板、加速度、节气门、发动机转速、水温、油温
车 身：提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等 温度、湿度、风量、日照、加速度、车速、测距、图象等
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14
一、检测技术的作用和地位
检测技术在日常生活中的应用与日俱增
家用电器： 数码相机、数码摄像机：自动对焦---红外测距传感器 自动感应灯：亮度检测---光敏电阻 空调、冰箱、电饭煲：温度检测---热敏电阻、热电偶 电话、麦克风：话音转换---驻极电容传感器 遥控接收：红外检测---光敏二极管、光敏三极管 可视对讲、可视电话：图像获取---面阵CCD
监测系统: 探测和发现 敌人导弹的发射并追踪 导弹的飞行轨道；
拦截器：能识别真假 弹头，敌友方
一、检测技术的作用和地位
检测技术在航天领域举足轻重
火箭测控 --- 检测火箭状况、姿态、轨迹 飞行器测控 --- 检测飞行器姿态、发电机工况，控制与操纵
20
一、检测技术的作用和地位
“阿波罗10”：
火箭部分---2077个传感器 飞船部分---1218个传感器，
工业生产倍增器
检测技术是带动国民经济增长的一个 关键领域 在美国：检测技术占4%，拉动经济增长66%
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一、检测的地位和作用
检测技术在工业生产领域的应用
在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位….
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一、检测技术的作用和地位
检测技术在工业生产领域的应用
离线检测：零件参数、 尺寸与形位公差、 品质参数
…
信息流
获取 传输 处理 控制
信息流组成
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一、检测的地位和作用
• 获取信息是仪器科学的基本任务
• 仪器仪表是信息产业的重要组成部
分
• 仪器仪表是信息工业的源头
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一、检测的地位和作用
• 3 检测仪器仪表的作用 ➢ 工业生产 倍增器 ➢ 科学研究 先行官 ➢ 军 事 战斗力 ➢ 社 会 物化法官
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Fra Baidu bibliotek
一、检测的地位和作用
历史时代： 手工化
机械化
自动化 信息化 …
生产方式：
人与简 单工具
动力机 与机械
自动测 量控制
智能机 械装置
…
3
一、检测的地位和作用
人与机器的机能对应关系：
4
一、检测的地位和作用
• 2. 信息流是客观世界的一个主流
• 物料流 • 能流 • 信息流
客观世界
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一、检测的地位和作用
信息获取是信息流的一环
➢ 近80年来，与科学仪器密切相关的诺贝尔奖获得 者达38人
16
一、检测技术的作用和地位
军事战斗力
➢ 1991年海湾战争 精确制导炸弹和导弹占8%
➢ 2003年伊拉克战争
90%
➢ 1994年美国防部建立自动测试系统执行局 立体作战
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一、检测技术的作用和地位
检测技术在军事上的应用
美军研制的未来单兵作战武器---OICW
信号检出
信号转换
处理显示
决策
信号检出：功能 --- 将被测信号的转换为电信号的变化（detection）
器件 --- 传感器（sensor, transducer）
信号转换：功能 --- 将传感器的输出信号转换为便于处理的形式（conversion）
器件 --- 信号调理电路（signal conditioning circuit） 处理显示：功能 --- 分析（analysis）、处理（processing）、显示（display）
办公商务：扫描仪：文档扫描---线阵CCD 红外传输数据：红外检测---光敏二极管、光敏三极管
医疗卫生：数字体温计：接触式---热敏电阻，非接触式---红外传感器 电子血压计：血压检测 --- 压力传感器 血糖测试仪、胆固醇检测仪 --- 离子传感器
15
一、检测技术的作用和地位
科学研究的先行官
➢ 诺贝尔奖获得者R. R. Ernst说“现代科学的进 步越来越依靠尖端仪器的发展” ➢ 俄国化学家门捷列夫指出“科学是从测量开始 的”