自动检测技术及应用11检测教案,第十一章
《自动检测技术及应用》教案
《自动检测技术及应用》教案一、教学目标1. 了解自动检测技术的基本概念、原理和应用。
2. 掌握各种自动检测技术的特点、原理及应用范围。
3. 学会分析自动检测系统的设计方法和步骤。
4. 能够运用自动检测技术解决实际工程问题。
二、教学内容1. 自动检测技术的基本概念及分类自动检测技术的定义自动检测技术的分类自动检测技术的发展概况2. 电阻检测技术电阻检测的原理电阻检测的方法及特点电阻检测的应用实例3. 电容检测技术电容检测的原理电容检测的方法及特点电容检测的应用实例4. 电感检测技术电感检测的原理电感检测的方法及特点电感检测的应用实例5. 温度检测技术温度检测的原理温度检测的方法及特点温度检测的应用实例三、教学方法1. 讲授法：讲解基本概念、原理和方法。
2. 案例分析法：分析实际应用案例，加深对检测技术的理解。
3. 讨论法：引导学生进行思考和讨论，提高解决问题的能力。
4. 实验法：安排实验室实践，巩固理论知识。
四、教学资源1. 教材：《自动检测技术及应用》2. 课件：PowerPoint3. 实验设备：电阻、电容、电感、温度传感器等4. 网络资源：相关学术论文、技术资料五、教学评价1. 课堂提问：检查学生对基本概念和原理的理解。
2. 课后作业：巩固所学知识，提高运用能力。
3. 实验报告：评估学生在实验过程中的操作能力和分析问题能力。
4. 课程论文：培养学生独立研究、解决问题的能力。
5. 期末考试：全面检测学生对课程知识的掌握程度。
六、教学安排1. 课时：共计32课时，包括理论课16课时，实验课16课时。
2. 授课方式：每周2课时，共8周完成理论课教学；实验课安排在第9周至第16周，每周2课时。
3. 教学进度安排：第1-4周：讲授自动检测技术的基本概念及分类、电阻检测技术、电容检测技术、电感检测技术。
第5-8周：讲授温度检测技术、压力检测技术、流量检测技术、位移检测技术。
第9-16周：进行实验教学，包括电阻、电容、电感、温度、压力、流量、位移传感器的应用实验。
《自动检测技术及应用》教案
《自动检测技术及应用》教案第一章：自动检测技术概述1.1 自动检测技术的定义与发展1.2 自动检测技术在工程应用中的重要性1.3 自动检测技术的分类与特点1.4 自动检测技术的基本组成部分第二章：模拟检测技术2.1 模拟检测的基本原理2.2 传感器的基本特性与选择2.3 信号处理电路的设计与分析2.4 模拟检测系统的应用实例第三章：数字检测技术3.1 数字检测的基本原理3.2 数字信号处理技术3.3 数字检测系统的组成与设计3.4 数字检测技术的应用实例第四章：智能检测技术4.1 智能检测技术的基本原理4.2 算法在检测技术中的应用4.3 智能检测系统的组成与设计4.4 智能检测技术的应用实例第五章：自动检测技术在工程应用中的案例分析5.1 自动化生产线的检测与控制5.2 汽车尾气排放检测技术5.3 生物医学信号检测技术5.4 电力系统状态检测技术第六章：传感器技术6.1 传感器的分类与基本原理6.2 常用传感器的特性与应用6.3 传感器信号的处理与分析6.4 传感器技术的最新发展趋势第七章：信号处理与分析7.1 信号处理的基本概念与方法7.2 数字信号处理技术7.3 信号分析与识别技术7.4 信号处理与分析在自动检测中的应用第八章：数据采集与通信技术8.1 数据采集系统的设计与实现8.2 模拟/数字转换技术8.3 通信协议与接口技术8.4 数据采集与通信技术在自动检测中的应用第九章：自动检测系统的可靠性分析9.1 系统可靠性的基本概念9.2 系统可靠性的数学模型9.3 提高自动检测系统可靠性的方法9.4 系统故障诊断与容错技术第十章：自动检测技术在典型行业中的应用10.1 自动化制造业中的应用10.2 电力系统中的应用10.3 交通运输行业中的应用10.4 环境监测与保护领域中的应用第十一章：现代检测技术11.1 光纤传感技术11.2 激光检测技术11.3 超声波检测技术11.4 红外检测技术第十二章：非线性检测技术12.1 非线性系统的特点12.2 非线性检测方法12.3 非线性检测技术的应用12.4 非线性检测技术的发展趋势第十三章：故障诊断与预测技术13.1 故障诊断的基本原理13.2 故障诊断方法13.3 故障预测技术13.4 故障诊断与预测技术的应用第十四章：自动检测技术在科研中的应用14.1 自动检测技术在物理科研中的应用14.2 自动检测技术在生物科研中的应用14.3 自动检测技术在化学科研中的应用14.4 自动检测技术在其他领域科研中的应用第十五章：自动检测技术的未来发展趋势15.1 微纳检测技术15.2 生物传感器技术15.3 网络化与智能化检测技术15.4 检测技术在可持续发展中的应用重点和难点解析重点：1. 自动检测技术的定义与发展2. 模拟检测技术、数字检测技术和智能检测技术的原理与特点3. 传感器的基本特性与选择、信号处理电路的设计与分析4. 数字信号处理技术、算法在检测技术中的应用5. 自动检测技术在工程应用中的案例分析，如自动化生产线、汽车尾气排放检测等难点：1. 模拟检测技术、数字检测技术和智能检测技术之间的区别与联系2. 传感器特性的详细分析及其在实际应用中的选择3. 信号处理电路的复杂设计与分析4. 数字信号处理技术、算法在检测技术中的应用细节5. 自动检测技术在工程应用中的案例分析，尤其是涉及多学科交叉的部分本文教案旨在帮助学生全面了解自动检测技术的基本概念、原理及其在各个领域的应用，为学生进一步研究和发展自动检测技术提供基础。
自动检测技术及应用(选择题答案)
自动检测技术及应用——梁森选择题答案1.单项选择题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__C__级，另一家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__B__级的压力表。
A. 0 .2B. 0 .5C. 1 .0D. 1.52）某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是__B__。
A.绝对误差B.示值相对误差C.满度相对误差D.精度等级3）在选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。
这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的__C__左右为宜。
A.3倍B.10倍C.1.5倍D.0.75倍4）用万用表交流电压档（频率上限仅为5kHz）测量频率高达500kHz、10V左右的高频电压，发现示值还不到2V，该误差属于__D__。
用该表直流电压档测量5号干电池电压，发现每次示值均为1.8V，该误差属于 A 。
A.系统误差B.粗大误差C.随机误差D.动态误差5）重要场合使用的元器件或仪表，购入后需进行高、低温循环老化试验，其目的是为了__D__。
A.提高精度B.加速其衰老C.测试其各项性能指标D.提高可靠性2.各举出两个非电量电测的例子来说明1）静态测量； 2）动态测量；3）直接测量； 4）间接测量；5）接触式测量； 6）非接触式测量；7）在线测量； 8）离线测量。
3.有一温度计，它的测量范围为0～200℃，精度为0.5级，试求：1）该表可能出现的最大绝对误差为__A__。
A. 1℃B. 0.5℃C. 10℃D. 200℃2）当示值为20℃时的示值相对误差为__B__，100℃时的示值相对误差为__C__。
A. 1℃B. 5％C. 1％D. 10％4.欲测240V左右的电压，要求测量示值相对误差的绝对值不大于0.6%，问：若选用量程为250V电压表，其精度应选__B__级。
自动检测技术及应用》教案
自动检测技术及应用教案章节：第一章自动检测技术概述教学目标：1. 了解自动检测技术的定义、作用和分类。
2. 掌握常见自动检测技术的原理和应用。
3. 理解自动检测技术在工程实践中的应用价值。
教学内容：1. 自动检测技术的定义和作用2. 自动检测技术的分类3. 常见自动检测技术及其原理4. 自动检测技术在工程实践中的应用案例教学过程：1. 引入：通过生活中常见的自动检测实例，如自动门、自动感应灯等，引发学生对自动检测技术的兴趣。
2. 讲解：详细讲解自动检测技术的定义、作用和分类。
3. 示范：通过示例演示常见自动检测技术的原理和应用。
4. 实践：让学生参与实际操作，体验自动检测技术的工作原理和应用效果。
5. 讨论：引导学生思考自动检测技术在工程实践中的应用价值，并提出问题引导学生深入思考。
教学评价：1. 学生能准确回答自动检测技术的定义、作用和分类。
2. 学生能理解常见自动检测技术的原理和应用。
3. 学生能认识到自动检测技术在工程实践中的应用价值。
教案章节：第二章传感器技术基础教学目标：1. 了解传感器的定义、作用和分类。
2. 掌握常见传感器的原理和应用。
3. 理解传感器在自动检测系统中的重要性。
教学内容：1. 传感器的定义和作用2. 传感器的分类3. 常见传感器的原理和应用4. 传感器在自动检测系统中的重要性教学过程：1. 引入：通过生活中的传感器实例，如温度计、光敏电阻等，引发学生对传感器的兴趣。
2. 讲解：详细讲解传感器的定义、作用和分类。
3. 示范：通过示例演示常见传感器的原理和应用。
4. 实践：让学生参与实际操作，体验传感器的工作原理和应用效果。
5. 讨论：引导学生思考传感器在自动检测系统中的重要性，并提出问题引导学生深入思考。
教学评价：1. 学生能准确回答传感器的定义、作用和分类。
2. 学生能理解常见传感器的原理和应用。
教案章节：第三章信号处理与分析教学目标：1. 了解信号处理的定义、作用和分类。
《传感器与自动检测技术》教学课件 第11章 自动检测系统
2. 数据采集系统的结构形式
采样/保持
模 拟
多 路
S/H
A/D
I/O
输
模
……
入
拟
信
开
号
关
控制器
模 拟 输 入 信 号
采样/ 保持
……
A/D A/D
A/D 控制器
……
图11.3 基本型结构
I/O
采样/保持
缓冲器
I/O
模
多
CPU
拟
路
输
模
入
拟
信
开
I/O
号
关
A/D
I/O
控制器
图11.5 并行型结构
图11.4 同步型结构
第11章 自动检测系统
本章概述
➢ 能够在没有人或只有较少人参与情况下完成整个信息采集处理过程的系统 称为自动检测系统。自动检测系统集成了传感器、计算机、总线等技术， 具有自动完成信号检测、传输、处理、显示与记录等功能，能够完成复杂 的、多变量的检测任务，极大地方便了信号检测的实现，是目前检测技术 发展的主要方向。
➢ 自动检测系统的实时多任务处理功能:各任务的工作时间管理、系统的任务调度、各任务间的通 信联络、任务间的同步及信息的发送与接收等功能。
11.2 自动检测系统的基本设计方法
硬件电路设计 硬件电路调试
系统需求分析 系统总体设计 采样速率确定 标度变换设计 选择微处理器芯片
软件程序设计 软件程序调试
Y 系统集成与维护
2. 个人仪器 个人仪器又称个人计算机系
统，它是以个人计算机配以适当 的硬件电路与传感器组合而成的 检测系统。
个人仪器与智能仪器的不同 之处在于：利用个人计算机本身 所具有的完整配置来取代智能仪 器中的微处理器、开关、按键、 显示器件、接口电路等，充分利 用了个人计算机的软硬件资源， 并保留了个人计算机原有的许多 功能。
自动检测技术及应用》教案
自动检测技术及应用教案章节：第一章至第五章第一章：自动检测技术概述1.1 检测技术的定义与发展1.2 自动检测技术的特点与应用范围1.3 自动检测技术的基本原理与方法1.4 本章小结第二章：传感器技术2.1 传感器的定义与分类2.2 常用传感器的工作原理与应用2.3 传感器选型与安装2.4 本章小结第三章：信号处理与分析3.1 信号处理与分析的基本概念3.2 常用信号处理与分析方法3.3 信号处理与分析在自动检测中的应用3.4 本章小结第四章：自动检测系统的设计与实现4.1 自动检测系统的设计流程4.2 自动检测系统的硬件设计与选型4.3 自动检测系统的软件设计与实现4.4 本章小结第五章：自动检测技术在工程应用中的案例分析5.1 自动检测技术在工业生产中的应用5.2 自动检测技术在交通运输中的应用5.3 自动检测技术在医疗卫生中的应用5.4 本章小结第六章：数字信号处理6.1 数字信号处理的基本概念6.2 离散时间信号与系统6.3 数字滤波器的设计与实现6.4 数字信号处理在自动检测中的应用6.5 本章小结第七章：现代检测技术7.1 现代检测技术概述7.2 检测技术7.3 光纤检测技术7.4 无线检测技术7.5 本章小结第八章：自动检测系统的性能评价8.1 自动检测系统性能评价指标8.2 系统误差的分析与补偿8.3 检测系统的可靠性与稳定性8.4 本章小结第九章：自动检测技术在自动化生产中的应用9.1 自动化生产概述9.2 自动检测技术在自动化生产线中的应用9.3 自动化生产过程中的质量控制9.4 本章小结第十章：自动检测技术在过程控制中的应用10.1 过程控制概述10.2 自动检测技术在过程控制中的应用10.3 过程控制系统的设计与实现10.4 本章小结第十一章：自动检测技术在电力系统中的应用11.1 电力系统概述11.2 自动检测技术在电力系统中的应用11.3 电力系统中的故障检测与保护11.4 本章小结第十二章：自动检测技术在环境监测中的应用12.1 环境监测概述12.2 自动检测技术在环境监测中的应用12.3 环境污染物的检测与分析12.4 本章小结第十三章：自动检测技术在生物医学领域的应用13.1 生物医学概述13.2 自动检测技术在生物医学领域的应用13.3 生物医学信号的检测与处理13.4 本章小结第十四章：自动检测技术在通信系统中的应用14.1 通信系统概述14.2 自动检测技术在通信系统中的应用14.3 信号调制与解调的检测技术14.4 本章小结第十五章：自动检测技术的未来发展15.1 自动检测技术的发展趋势15.2 新型传感器的研究与应用15.3 检测技术在物联网中的应用15.4 本章小结重点和难点解析本文主要介绍了自动检测技术及应用，包括概述、传感器技术、信号处理与分析、自动检测系统的设计与实现、工程应用案例分析、数字信号处理、现代检测技术、自动检测系统的性能评价、在自动化生产中的应用、在过程控制中的应用、在电力系统中的应用、在环境监测中的应用、在生物医学领域的应用、在通信系统中的应用以及未来的发展趋势。
自动检测技术及应用课后习题答案(有大题)(课堂PPT)
一、选择题： 1、B，A
2题：(略)
2、B
3、C
4、B，A
5、D
3题：1、200×0.5%=±1℃。 2、1/20×100%=±5%；1/100×100%=±1%。
4题：1、(240×0.6%)/250=0.576%，下近0.5级，应选择0.5级。 2、(240×0.6%)/300=0.480%，下近0.2级，应选择0.2级； (240×0.6%)/500=0.288%，下近0.2级，应选择0.2级。
3
关于数字表显示位及位数的概念介绍
数字多用表（Digital Multimeter,简称DMM）的显 示位数目前一般为3位～8½位（即8½位，以下同）。具 体地说，有3位、3½位、32/3位、33/4位、4½位、43/4位、 5½位、6½位、7½位、8½位等。最近国外还推出83/4位、 10½位等规格，使数字测量向更高精确度冲刺。数字表 位数的提高涉及稳定性、抗干扰等诸多技术问题，A/D 转换器只是其中的一个环节，能否真正达到额定的精确 度，还必须掌握正确的使用方法。
5题：1、0.5级，0～500N量程相对误差： (500×0.5%)/70=3.57% 1.0级，0～100N量程相对误差： (100×1.0%)/70=1.43% 选1.0级，量程范围为0-100N的较好。
6题：1、0.1℃；(0.1/199.9)×100%=0.05%；
2、199.9×0.5%=1.0℃；(1.0/199.9)×100%=0.5%；
2、 变小、不平衡、调节零点、限幅、左边。
3、 0.02。
4、偏小、气化带走热量、氧化/腐蚀。
5、PTC热敏电阻。
2 6、（略）。
8
10题：(略)。
11题：1、还原型、越大； 2、加速吸附/电离、200-300℃、大； 3、降低； 4、升高、右边； 5、污染/腐蚀等； 6、扬声器。
自动检测技术教案
教案
学期：
课程名称：
授课班级：
教研室：自动化教研室
任课教师：
图3-1 线圈铁心的气隙与电感量及电流的关系实验
—固定铁心 2—气隙 3—线圈 4—衔铁 5—弹簧 6—磁力线 7—绝缘外壳由电工知识可知，忽略线圈的直流电阻时，流过线圈的交流电流为2L U U U
I Z X fL
π=
≈=
1－油箱2－圆柱形电容器3－伺服电动机4－减速箱5－油量表知识拓展：无
讨论：超市防盗检测门的工作过程6分钟
图7-5 超声波探头结构示意图
a）单晶直探头b）双晶直探头c）斜探头
1－接插件2－外壳3－阻尼吸收块4－引线5－压电晶体6－保护膜7－隔离层8－延迟块9－有机玻璃斜楔块10－试件11－耦合剂
一、以固体为传导介质的超声探头
（1）单晶直探头
分析发射和接收过程：
发射超声波时，将500V以上的高压电脉冲加到压电晶片上，利用
图9-1 热电偶原理图
a）热电效应b）结点产生热电动势示意c）图形符号1－工作端2－热电极3－指南针4－参考端
图9-9 冰浴法接线图
－被测流体管道2－热电偶3－接线盒4－补偿导线5－铜质导线－毫伏表7－冰瓶8－冰水混合物9－试管10－新的冷端
知识拓展：无
讨论：电烤箱中热电偶的工作原理
图10-22 光电传感器的几种形式
a）被测物是光源b）被测物吸收光通量
）被测物是有反射能力的表面d）被测物遮蔽光通量－光电元件3－恒光
图11-2 接触式码盘
a）电刷在码盘上的位置b）4位8421二进制码盘c）4位格雷码码盘－码盘2－转轴3－导电体4－绝缘体5－电刷6－激励公用轨道（接电源正极）
图11-10 计量光栅的分类示意图。
自动检测技术及应用》教案
《自动检测技术及应用》教案第一章：自动检测技术概述1.1 教学目标了解自动检测技术的定义、分类及发展历程。
掌握自动检测技术的基本原理和应用领域。
1.2 教学内容自动检测技术的定义和分类。
自动检测技术的发展历程。
自动检测技术的基本原理。
自动检测技术的应用领域。
1.3 教学方法讲授法：讲解自动检测技术的定义、分类及发展历程。
案例分析法：分析自动检测技术在实际应用中的例子。
1.4 教学资源教材：《自动检测技术及应用》。
课件：自动检测技术的发展历程、应用领域等。
1.5 教学评价课堂问答：了解学生对自动检测技术定义、分类的掌握情况。
第二章：温度检测技术2.1 教学目标了解温度检测技术的定义、分类及原理。
掌握温度检测技术在实际应用中的例子。
2.2 教学内容温度检测技术的定义和分类。
温度检测技术的基本原理。
温度检测技术在实际应用中的例子。
2.3 教学方法讲授法：讲解温度检测技术的定义、分类及原理。
案例分析法：分析温度检测技术在实际应用中的例子。
2.4 教学资源教材：《自动检测技术及应用》。
课件：温度检测技术的原理、实际应用等。
2.5 教学评价课堂问答：了解学生对温度检测技术定义、分类的掌握情况。
课后作业：要求学生分析一个温度检测技术在实际应用中的例子。
第三章：压力检测技术3.1 教学目标了解压力检测技术的定义、分类及原理。
掌握压力检测技术在实际应用中的例子。
3.2 教学内容压力检测技术的定义和分类。
压力检测技术的基本原理。
压力检测技术在实际应用中的例子。
3.3 教学方法讲授法：讲解压力检测技术的定义、分类及原理。
案例分析法：分析压力检测技术在实际应用中的例子。
3.4 教学资源教材：《自动检测技术及应用》。
课件：压力检测技术的原理、实际应用等。
3.5 教学评价课堂问答：了解学生对压力检测技术定义、分类的掌握情况。
课后作业：要求学生分析一个压力检测技术在实际应用中的例子。
第四章：流量检测技术4.1 教学目标了解流量检测技术的定义、分类及原理。
自动检测技术及应用》教案
《自动检测技术及应用》教案第一章：自动检测技术概述1.1 课程介绍了解自动检测技术的基本概念、原理和应用范围。
掌握各种自动检测技术的特点和比较。
1.2 教学目标理解自动检测技术的定义和作用。
掌握常见自动检测技术的原理和应用。
1.3 教学内容自动检测技术的定义和分类。
常见的自动检测技术，如光电检测、温度检测、压力检测等。
各种自动检测技术的原理和应用案例。
1.4 教学方法采用课堂讲解和案例分析相结合的方式进行教学。
引导学生通过小组讨论和实验操作加深理解。
1.5 教学评估通过课堂提问和小组讨论评估学生对自动检测技术概念的理解。
通过课后作业和实验报告评估学生对自动检测技术应用的掌握。
第二章：光电检测技术2.1 课程介绍了解光电检测技术的基本原理和应用领域。
掌握常见光电检测元件的性能和选用方法。
2.2 教学目标理解光电检测技术的原理和应用。
学会选用合适的光电检测元件进行实际应用。
2.3 教学内容光电检测技术的基本原理和分类。
常见光电检测元件，如光电传感器、光敏电阻等。
光电检测技术的应用案例分析。
2.4 教学方法采用课堂讲解和案例分析相结合的方式进行教学。
引导学生通过实验操作和小组讨论加深理解。
2.5 教学评估通过课堂提问和小组讨论评估学生对光电检测技术原理的理解。
通过课后作业和实验报告评估学生对光电检测元件选用和应用的掌握。
第三章：温度检测技术3.1 课程介绍了解温度检测技术的基本原理和应用领域。
掌握常见温度检测元件的性能和选用方法。
3.2 教学目标理解温度检测技术的原理和应用。
学会选用合适的温度检测元件进行实际应用。
3.3 教学内容温度检测技术的基本原理和分类。
常见温度检测元件，如热电阻、热电偶等。
温度检测技术的应用案例分析。
3.4 教学方法采用课堂讲解和案例分析相结合的方式进行教学。
引导学生通过实验操作和小组讨论加深理解。
3.5 教学评估通过课堂提问和小组讨论评估学生对温度检测技术原理的理解。
通过课后作业和实验报告评估学生对温度检测元件选用和应用的掌握。
自动检测技术及应用》教案
自动检测技术及应用第一章：自动检测技术概述1.1 教学目标1. 了解自动检测技术的基本概念、原理和分类。
2. 掌握自动检测技术在工程应用中的重要性。
3. 理解自动检测技术的发展趋势。
1.2 教学内容1. 自动检测技术的定义与原理2. 自动检测技术的分类及特点3. 自动检测技术在工程应用中的案例分析4. 自动检测技术的发展趋势1.3 教学方法1. 讲授法：讲解自动检测技术的基本概念、原理和分类。
2. 案例分析法：分析自动检测技术在工程应用中的实际案例。
3. 讨论法：引导学生思考自动检测技术的发展趋势。
1.4 教学资源1. 教材：自动检测技术及应用。
2. 多媒体课件：图片、视频等。
1.5 教学过程1. 引入：介绍自动检测技术在现代工程中的重要性。
2. 讲解：讲解自动检测技术的定义与原理。
3. 案例分析：分析自动检测技术在工程应用中的案例。
4. 讨论：探讨自动检测技术的发展趋势。
5. 总结：回顾本节课的重点内容。
第二章：传感器技术2.1 教学目标1. 了解传感器的基本概念、分类和性能指标。
2. 掌握常见传感器的原理及应用。
3. 了解传感器信号处理方法。
2.2 教学内容1. 传感器的基本概念与分类2. 传感器的性能指标3. 常见传感器的原理及应用4. 传感器信号处理方法2.3 教学方法1. 讲授法：讲解传感器的基本概念、分类和性能指标。
2. 实例讲解法：介绍常见传感器的原理及应用。
3. 讨论法：分析传感器信号处理方法。
2.4 教学资源1. 教材：自动检测技术及应用。
2. 多媒体课件：图片、视频等。
2.5 教学过程1. 引入：介绍传感器在自动检测技术中的重要性。
2. 讲解：讲解传感器的基本概念与分类。
3. 实例讲解：介绍常见传感器的原理及应用。
4. 讨论：分析传感器信号处理方法。
5. 总结：回顾本节课的重点内容。
第三章：自动检测系统的设计与实现3.1 教学目标1. 掌握自动检测系统的设计步骤。
2. 了解自动检测系统的组成及功能。
自动检测技术及应用-检测技术的基本概念精选全文
n
xi / m
解：6个测量值中，2.90m明显是“坏
1
2.2000
值”，给予剔除，将剩下5个带有随机 2
2.2001
误差的测量值求算术平均值x=2.2000m 。 3
可以认为激光干涉测长仪的测量值为 4
相对真值A0=2.204m。
5 6
2.2002 2.1999 2.1998 2.9000
则算术平均值与真值x0之间的误差为系统误差,为负的 0.004m。因此必须在上述校验后,将该磁栅的基准向左调
零位式测量例3：自动平衡电桥
1－滑线电阻 2－电刷 3－指针 4－刻度尺 5－丝杆螺母传动 6－检零放大器 7－伺服电动机
零位式测量例4：
自动平衡电位差计式记录仪表
平衡时间： 小于1s
匀速走纸
微差式测量
微差式测量法是综合了偏位式测量法速度快 和零位式测量法准确度高的优点的一种测量方 法。这种方法预先使被测量与测量装置内部的 标准量取得平衡。当被测量有微小变化时，测 量装置失去平衡。用偏位式仪表指示出其变化 部分的数值。
接触式测量
非接触式测量
例：雷达测速
车载电子警察
离线测量
产品质量的 手工检验
离线测量
产品质量检验
电路板焊接质量检验
.
在线测量
在流水线上， 边加工，边检 测，可提高产 品的一致性和 加工准确度。
例：安装有直 线光栅的数控 机床，一边加 工一边测量直 径和螺纹,到 达设定值时自 动退刀。
防护罩内为测量行程的传感器
2）可能出现的最大绝对误差Δm为多少千帕？ 3）测量结果显示为0.70MPa时，可能出现的最大 示值相对误差γx。
解: 1）可能出现的最大满度相对误差可以从
《自动检测技术及应用》教师教学案
湖北水利水电职业技术学院
教师授课教案
课程名称：自动检测技术2008年至2009年第1学期第1次课
授课教师：陈剑授课日期：20年月日
湖北水利水电职业技术学院
教师授课教案
课程名称：自动检测技术2008年至2009年第 1 学期第2次课
授课教师：陈剑授课日期：20年月日
湖北水利水电职业技术学院
教师授课教案
课程名称：自动检测技术2008年至2009年第 1 学期第3次课
授课教师：陈剑授课日期：20年月日
湖北水利水电职业技术学院
教师授课教案
课程名称：自动检测技术2008年至2009年第 1 学期第4次课
授课教师：陈剑授课日期：20年月日
第页。
自动检测技术及应用》教案
《自动检测技术及应用》教案第一章：自动检测技术概述1.1 检测技术的定义与发展1.2 自动检测技术的基本原理1.3 自动检测技术的作用与意义1.4 本章小结第二章：传感器与检测仪表2.1 传感器的概念与分类2.2 传感器的性能指标与选择2.3 常见传感器的工作原理与应用2.4 检测仪表的基本组成与功能2.5 本章小结第三章：模拟信号处理技术3.1 模拟信号处理的基本方法3.2 信号滤波器的设计与实现3.3 信号采样与量化3.4 信号处理电路的设计与应用3.5 本章小结第四章：数字信号处理技术4.1 数字信号处理的基本原理4.2 数字滤波器的设计与实现4.3 快速傅里叶变换（FFT）4.4 数字信号处理的应用案例4.5 本章小结第五章：自动检测系统的设计与实现5.1 自动检测系统的设计流程5.2 系统硬件的设计与选型5.3 系统软件的设计与实现5.4 自动检测系统的性能评估与优化5.5 本章小结第六章：工业自动化中的自动检测技术6.1 工业自动化系统简介6.2 温度检测技术与应用6.3 压力检测技术与应用6.4 流量检测技术与应用6.5 位置检测技术与应用6.6 本章小结第七章：生物医学中的自动检测技术7.1 生物医学检测的意义与挑战7.2 生物组织检测技术与应用7.3 生物分子检测技术与应用7.4 细胞检测技术与应用7.5 生理参数检测技术与应用7.6 本章小结第八章：交通运输中的自动检测技术8.1 交通运输系统与自动检测技术8.2 车辆检测技术与应用8.3 交通流量检测技术与应用8.4 轨道检测技术与应用8.5 桥梁与结构检测技术与应用8.6 本章小结第九章：环境监测中的自动检测技术9.1 环境监测的重要性9.2 空气质量检测技术与应用9.3 水质量检测技术与应用9.4 土壤质量检测技术与应用9.5 噪声检测技术与应用9.6 本章小结第十章：自动检测技术的未来发展趋势10.1 新型传感器的研究与应用10.2 与机器学习在自动检测领域的应用10.3 物联网技术与自动检测系统的融合10.4 量子检测技术的发展前景10.5 本章小结第十一章：自动检测技术在制造过程中的应用11.1 制造过程自动化概述11.2 在线检测与监控技术11.3 机器视觉检测技术11.4 声音与振动分析检测技术11.5 生产过程质量控制与优化11.6 本章小结第十二章：自动检测技术在能源领域的应用12.1 能源监测与管理的重要性12.2 电力系统检测技术12.3 石油与天然气检测技术12.4 renewable energy检测技术12.5 能源消耗优化与故障诊断12.6 本章小结第十三章：自动检测技术在安全监控中的应用13.1 安全监控系统的重要性13.2 视频监控技术13.3 生物特征识别检测技术13.4 火灾报警检测技术13.5 自然灾害预警与监测技术13.6 本章小结第十四章：自动检测技术在信息技术领域的应用14.1 信息技术与自动检测技术的关系14.2 网络流量监测技术14.3 数据存储与完整性检测技术14.4 软件质量检测技术14.5 信息技术设备性能检测技术14.6 本章小结第十五章：自动检测技术的综合应用与案例分析15.1 自动检测技术的集成与应用15.2 智能家居中的自动检测技术15.3 无人驾驶车辆的自动检测技术15.4 智能物流系统中的自动检测技术15.5 自动检测技术在医疗设备中的应用15.6 本章小结重点和难点解析重点：1. 自动检测技术的定义与发展2. 传感器与检测仪表的种类、性能指标与选择3. 模拟信号处理和数字信号处理的基本方法4. 自动检测系统的设计与实现流程5. 自动检测技术在工业自动化、生物医学、交通运输、环境监测等领域的应用案例6. 新型传感器、、物联网和量子检测技术的发展趋势难点：1. 传感器的内部工作机制和复杂信号的处理方法2. 数字信号处理中的快速傅里叶变换（FFT）算法3. 自动检测系统硬件设计和软件编程4. 不同领域特定检测技术的原理与应用5. 自动检测技术的集成和优化方法通过学习本教案，学生将能够全面了解自动检测技术的基本原理、应用领域和发展趋势，并为实际工程应用打下坚实的基础。
自动检测技术及应用资料(收集的完全版)
自动检测技术及应用第一章 检测技术的基本知识检测技术的主要组成部分之一是测量，人们采用测量手段来获取所研究对象在数量上的信息，从而通过测量所得到的是定量的结果。
现代社会要求测量必须达到高准确度、误差极小、速度更快、可靠性强等。
1.1测量的基本概念1.测量是借助专用的技术和设备，通过实验和计算等方法取得被测对象的某个量的大小和符号；或者取得一个变量与另一个变量之间的关系，如变化曲线等，从而掌握被测对象的特性、规律或控制某一过程等等。
测量是获取被测对象量值的惟一手段，它是将被测量与同性质的标准量通过专用的技术和设备进行比较，获得被测量对比标准量的倍数。
标难量是由国际上或国家计量部门所指定的，其特性是足够稳定的。
2. 测量的分类按测量方法，测量分为直接测量和间接测量。
如用电压表、电流表等测量属于直接测量；若直接测量不方便，或直接测量的仪表不够精确，就利用被测量与某中间量间的函数关系，先测出中间量，然后通过相应的函数关系计算出被测量的数值，此法称之间接测量。
如伏安法测量电阻的阻值。
按测量结果的显示方式，测量分为模拟量测量和数字量测量。
如用示波器测量交流电压属模拟量测量。
按被测量是否随时间变化，测量分为静态测量和动态测量。
如在磨加工中使用无杠杆传动的电触式传感器进行圆工件检测就是动态测量。
按测量时是否与被测量对象接触，测量分为接触式测量和非接触式测量。
从不同角度考察，测量方法有不同的分类，但常用的具体测量方法有零位法、偏差法和微差法等。
1.2 测量误差及其分类1.测量的目的是对被测量求取真值。
测量值与真值之间的差值称为测量误差。
测量误差可用绝对误差表示，也可用相对和引用误差表示。
2.误差的表达方式（1）绝对误差：某量值的测量值x A 与真值0A 之间的差∆为绝对误差。
0A A x -=∆绝对误差可能为正值或负值。
（2）相对误差：绝对误差∆与被测量的真值0A 之比称为相对误差γ，用百分比的形式表示为%1000⨯∆=A γ 对于相同的被测量，绝对误差可以评定其测量精度的高低，但对于不同的被测量及不同的物理量，绝对误差就难以评定其测量精度的高低，而采用相对误差来评定较为确切。
《自动检测技术及应用》教案
《自动检测技术及应用》教案一、课程简介1. 课程名称：自动检测技术及应用2. 课程性质：专业核心课3. 先修课程：电路分析、模拟电子技术、数字电子技术4. 教学目标：使学生了解自动检测技术的基本原理、方法和应用，培养学生的实际操作能力和创新能力。
二、教学内容1. 自动检测技术的基本概念及原理1.1 自动检测技术的定义1.2 自动检测技术的作用1.3 自动检测技术的分类2. 传感器的基本原理与应用2.1 传感器的定义及分类2.2 常用传感器的原理与应用2.3 传感器选型及安装调试3. 信号处理与分析3.1 信号的分类与描述3.2 信号处理与分析方法3.3 信号处理与分析在自动检测中的应用4. 自动检测系统的设计与实现4.1 自动检测系统的设计流程4.2 自动检测系统的硬件选型与配置4.3 自动检测系统的软件设计与开发5. 自动检测技术的应用案例分析5.1 工业生产过程中的自动检测5.2 生物医学领域的自动检测5.3 环境监测与保护的自动检测三、教学方法与手段1. 教学方法：采用讲授、实验、案例分析相结合的教学方法。
2. 教学手段：多媒体课件、实验设备、网络资源等。
四、教学评价1. 平时成绩：包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等，占总评的40%。
2. 考试成绩：包括期末考试和课程设计，占总评的60%。
五、教学计划1. 课时安排：共计48课时，其中理论教学32课时，实验教学16课时。
2. 教学进度安排：第一周：自动检测技术的基本概念及原理第二周：传感器的基本原理与应用第三周：信号处理与分析第四周：自动检测系统的设计与实现第五周：自动检测技术的应用案例分析六、教学资源1. 教材：《自动检测技术及应用》，作者：，出版社：机械工业出版社，出版日期：2024年。
2. 实验设备：传感器实验箱、信号发生器、示波器、数据采集器等。
3. 网络资源：相关学术论文、技术博客、行业动态等。
七、教学活动1. 课堂讲授：通过PPT等多媒体课件，生动形象地展示自动检测技术的基本概念、原理和应用。
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第二节
角编码器
角编码器（码盘） ：是一种旋转式位置传感器，它的转轴通常与被测旋转轴连接， 随被测轴一起转动。它能将被测轴的角位移转换成二进制编码或一串脉冲。 角编码器分类：绝对式编码器和增量式角编码器。 一、绝对式角编码器 绝对式角编码器的基础原理——接触式编码器结构
图 11-2
a）电刷在码盘上的位置 1－码盘 2－转轴 3－导电体
4 位二进制接触式码盘
b）4 位自然二进制码盘 c）4 位格雷码码盘 6－激励公用轨道（接电源正极）
4－绝缘体 5－电刷
分辨的角度 α（即分辨力）为 α=360° /2n （11-1）
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（11-2） 提问： 码道越多，位数 n 越大，所能分辨的角度 α 就越？（怎样）？ 若要提高分辨力，就必须增加码道数，即二进制位数。 例：某 12 码道的绝对式角编码器，其每圈的位置数为 212=4096，能分辨的角度为 α=360° /212=5.27； 若为 13 码道，则能分辨的角度为 α=360° /213=2.64。 2．绝对式光电编码器的特点 没有接触磨损，允许转速高。码盘材料：不锈钢薄板、玻璃码盘。 二、增量式编码器 增量式光电码盘结构示意图如图 11-4 所示。光电码盘与转轴连在一起。码盘可用 玻璃材料制成，表面镀上一层不透光的金属铬，然后在边缘制成向心的透光狭缝。透 光狭缝在码盘圆周上等分，数量从几百条到几千条不等。这样，整个码盘圆周上就被 等分成 n 个透光的槽。增量式光电码盘也可用不锈钢薄板制成，然后在圆周边缘切割 出均匀分布的透光槽。
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第十一章
课题：数字式传感器的原理及应用 难点： 重点：
数字式位移传感器
课时安排：4
二线制编码与角度的关系
课次编号： 16~17
教材分析
角度分辨力与分辨率
教学目的和要求 1．了解直接测量和间接测量的区别； （机械制造、机电一体化、数控专 2．了解绝对式和增量式角编码器的原理； 业的重点章节） 3．掌握角编码器的分辨力、分辨率计算； 4、了解光栅的原理和细分计算； 5．了解磁栅的原理和计算； 6．了解容栅的原理和计算； 采用教学方法和实施步骤： 各 教 学 环 节 和 内 容 讲授、课堂讨论、分析 教具：角编码器、 光栅、磁栅、容栅
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中的 A、B 光敏元件，有时也称为 cos 、sin 元件。光电编码器的输出波形如图 11-5 所示。有关 A、B 信号如何用于辨向、细分的原理将在本章第三节中论述。为了得到 码盘转动的绝对位置，还须设置一个基准点，如图 11-4 中的“零位标志槽” 。码盘每 转一圈，零位标志槽对应的光敏元件产生一个脉冲，称为“一转脉冲” ，见图 11-5 中 的 C0 脉冲。
图 11-5 光电编码器的输出波形
A 超前于 B，判断为正向旋转， A 滞后于 B，判断为反向旋转 三、角编码器的应用 角编码器除了能直接测量角位移或间接测量直线位移外，还有数字测速： 由于增量式角编码器的输出信号是脉冲形式，因此，可以通过测量脉冲频率或周 期的方法来测量转速。角编码器可代替测速发电机的模拟测速，而成为数字测速装置。
n 60
3）如果将 ts 延长到 1s，m１＇必然增加到 500，则
n 60
计算得到的转速不变，但±1 个脉冲引起的误差显然缩小。 工位编码： 由于绝对式编码器每一转角位置均有一个固定的编码输出，若编码器与转盘同轴 相连，则转盘上每一工位安装的被加工工件均可以有一个编码相对应，转盘工位编码 如图所示。当转盘上某一工位转到加工点时，该工位对应的编码由编码器输出给控制 系统。
n 60
m1 100 60 r/min 29.3r/min ts N 0.2 1024
100 1 r/min 29.3 0.29 r/min 0.2 1024 500 1 r/min 29.3 0.06 r/min 11024
2）由于±1 误差，在 ts 时间段里，计数得到的脉冲数 m１=100±1 个脉冲，则
f
则转速 n（单位为 r/min）为
m1 ts
（11-5）
n 60
f m 60 1 N ts N
例 11-2 某角编码器的技术指标为 10242048 个脉冲/r（即 N＝1024P/r =1K） ，在 0.2s 时间内测得 100 个脉冲，即 ts=0.2s，m１=100，求： 1）转速 n；2）±1 误差引起的转速测量误差为多少 r/min。 解 1）角编码器轴的转速为
M 法和 T 法测速原理
a）M 法测速 b）T 法测速
在一定的时间间隔 t s 内（又称闸门时间，如 10s、1s、0.1s 等） ，用角编码器所产
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生的脉冲数来确定速度的方法称为 M 法测速。 若角编码器每转产生 N 个脉冲，在闸门时间间隔 ts 内得到 m１个脉冲，则角编码器 所产生的脉冲频率 f 为
分辨率=1/2n
图 11-4
1—转轴
增量式光电码盘结构示意图
a）外形 b）内部结构 4－零标志位光槽 7－电源及信号线连接座
2－发光二极管 3－光栏板 6－码盘
5－光敏元件
光电码盘的光源最常用的是自身有聚光效果的发光二极管。当光电码盘随工作轴 一起转动时，光线透过光电码盘和光栏板狭缝，形成忽明忽暗的光信号。光敏元件把 此光信号转换成电脉冲信号，通过信号处理电路后，向数控系统输出脉冲信号，也可 由数码管直接显示位移量。 光电编码器的测量准确度与码盘圆周上的狭缝条纹数 n 有关，能分辨的角度 α 为 α=360° /n （11-3） 分辨率=1/n （11-4） 例： 码盘边缘的透光槽数为 1024 个，则能分辨的最小角度 α=360° /1024=0.352° 。 为了判断码盘旋转的方向，必须在光栏板上设置两个狭缝，其距离是码盘上的两 个狭缝距离的（m+1/4）倍，m 为正整数，并设置了两组对应的光敏元件，如图 11-4