检测技术及方法分析

=0.5rVi(t)cosφ
排除了n(t)的干扰
结论--- 当输入信号与参考信号同相时,有最大
输出0.5rVi(t). Φ相当于信号传输的延时,一般不会
为零,但是可以通过调节移相器使Φ最小，从而得到
最大输出.
思考:反相时呢?
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★ 相敏检波电路
① 信号输入端
④ 直流参考量输入
③
输
⑥
J
k2
放大器
k3
显示记录 y
二次变换
仪器
反馈环节β
令k2k3 =k»1,则
y= k1k x 1+βk
≈
k1 x β
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2 直接检测与间接检测 (1)直接测量
电子卡尺
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(2) 间接测量
对多个被测量进行测量，经过计算求得被测量（阿 基米德测量皇冠的比重）。
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检测技术及方法分析
在线测量
在流水线上，边加工，边检验，可提高产品 的一致性和加工精度检测。技术及方法分析
二、检测系统结构分析
1 补偿结构
测量用
被检测量
u1+△u1
干扰量u2+△u2
u1
传感器A fA
传感器B fB
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yA
+
y
-
yB
补偿用
yA =fA(u1,u2)
yA=fA(u1+△u1,u2+△u2)
锁定放大器原理
两个1Hz正弦信号相乘的结果
1Hz和1.1Hz两正弦信号相乘的结果
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干扰信号
真正需要的信号 调制信号的频率
低通滤波
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参考信号
输入信号
VO(t)= rcos(wot+φ)[Vi(t)coswot+n(t)]
=0.5rVi(t)[cosφ+cos(2wot+φ)]+rn(t)cos(wot+φ)
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结论:
(1)差分结构的两个传感器采用对称形式,使测量 参数反对称发生作用，干扰参数对称发生作用.由于 传感器特性相同,有
fA(u1,u2)=fB(-u1,u2)
(2)差分结构能改善线性,且能提高灵敏度.
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检测技术及方法分析
锁定 放大器
和 毫伏计
的 测量结果
三、提高检测精度的方法
静态测量
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对缓慢变化的对象进 行测量亦属于静态测量。
最高、最低
温度计
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动态测量
地震测量 振动波形
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便携式仪表
可以显示波形的 便携式仪表
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接触式测量
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非接触式测量
例：红外前额体温计
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离线测量
产品质量检验
橡胶垫脚及弹簧
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橡胶 海绵软垫
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。
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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。
出
②
信
交
号
流
⑤
参
考
量
输
入
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★ 抗干扰技术
干扰与噪声
1 干扰是广义上的噪声，是人们所不希望的信号的统称。 2 噪声对检测装置的影响必须与有用信号共同分析才有意义。 3 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,或者是
yA
+
y
-
yB
y=yA-yB= fA(u1+△u1,u2+△u2)-fB(u1-△u1,u2+△u2)
条件:fA(u1,u2)=fB(-u1,u2)
按照泰勒级数展开到二次项,得到
y fuA u u fu A(uu)
对比补偿结构,进一步消除了△u1的二次项.
y fu A u u f A(u ) u fu A (u u )
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浸漆可防止水分 进入线圈内部
仪器设备的防潮试验 喷淋试验
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三、热干扰
设备和元器件长期在高温下工作,或者环境温度 发生变化时,会引起寿命和耐压等级降低等。
克服热干扰的防护措施有： 1 热屏蔽 2 恒温法 3 采取软、硬件温度补偿措施等 4 加强散热 5 选用低温漂元件
有用信号电压US与噪声电压UN 之比。 4 信噪比常用对数形式来表示，单位为dB，即
S/N=10lg（ PS / PN ）= 20lg（ US / UN ）dB
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干扰的类型
一、机械干扰
机械干扰是指机械振动或 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。对机械干扰，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。
跌落试验机
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二、湿度及化学干扰
当环境相对湿度增加时，物体 表面就会附着一层水膜，并渗入 材料内部，降低了绝缘强度，造 成了漏电、击穿和短路现象；潮 湿还会加速金属材料的腐蚀，并 产生原电池电化学干扰电压；在 较高的温度下，潮湿还会促使霉 菌的生长，并引起有机材料的霉 烂。
用绝缘漆浸渍过 的控制变压器
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3、检测技术及方法分析
检测技术及方法分析
一、检测方法及其基本概念
1 开环型检测和闭环型检测
(1)开环型检测
k1
被检测量x 传感器检测
k2
放大器
一次变换 二次变换
k3
显示记录 输出y 仪器
y= k1k2k3x
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(2)闭环型检测
k1
x 传感器检测
xf
一次变换
y= k1k2k3 x 1+βk2k3
yB =fB(u1,u2)
yB=fB(u1 ,u2+△u2)
y=yA-yB= fA(u1+△u1,u2+△u2)-fB(u1 ,u2+△u2)
检测技术及方法分析
返回
按照泰勒级数展开到二次项,得到
y
fA(u,u
)
fA u
u
fA u
u
!{ufA
(u)
fA uu
(u
u)
源自文库
fA u
(u)}
fB(u,u)
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散热实例
散热风扇
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四、电磁干扰
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。
fB u
u
!
fB u
(u)
条件:fA(u1,u2)=fB(u1,u2)
fA
u
u u f A(u ) u fu A (u
u )
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2 差分结构 (补偿结构的特例)
被检测量
u1+△u1
干扰量u2+△u2
u1 - △u1
传感器A fA
传感器B fB
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