自动检测整理分析教程文件

第一章

1、检测技术定义：

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的一门应用技术学科。

2、检测技术三大功能：

参数测量功能

参数监测控制功能

测量数据分析判断功能

3、信息技术四大支柱：检测技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术。

4、系统误差的主要来源：（5页）

a、测量设备在标准条件下产生的基本误差

b、偏离额定工作条件所产生附加误差

c、测量理论、方法不完善产生的方法误差。

d、试验人员主客观原因产生的人为误差。

5、随机误差的来源:

由多种偶然因素对测量值的综合影响造成的。如电磁场变化、热起伏、空气扰动、气压和湿度变化等；

6、随机误差的特性：

A.对称性：绝对值相等、符号相反误差出现的可能性相同；

B.有界性：|δ|不会超过某一限度；

C.单峰性：绝对值小的误差比大的误差出现的机会多；

D.抵偿性: 无限多次测量的绝对误差平均值趋于零。

7、粗大误差的来源：

测量方法不当；使用有缺陷的计量器具；实验条件突变；测量人员粗心读数据。（包括系统误差、随机误差，在数据处理时应予以剔除）

8、常用拟合直线方法：(a)理论拟合(b)过零旋转拟合(c)端点拟合(d)端点平移拟合(e)最小二乘拟合。拟合精度：（d）>（b）>（c）>（a）

其中拟合精度最高的是：最小二乘拟合；拟合精度最低的是：理论拟合。

9、灵敏度阈是指传感器最小所能够区别的读数变化量,是零点附近的分辨力。

10、分辨力是指数字式仪表指示数字值的最后一位数字所代表的值，当被测量的变化量小于分辨力时，仪表的最后一位数不变，仍指示原值。

一、检测技术作用与地位：

1、与人们日常生活密切相关。家用电器温度设定、控制、显示；家居防火、防盗、防煤气

泄漏；医学医疗疾病检查与诊断；

2、是两化融合源头，是工业现代化标志。工业生产中，借助检测技术，提高自动化程度，提高产品质量，提高经济效益：对工艺参数、成分进行检测与控制；对工业设备运行状态进行监测；对产品质量进行自动测试；对产品数量进行自动计数；

3、是国防现代化强有力的技术保障。雷达导航；卫星定位系统；航母战斗群及水下潜艇；声呐系统测物、测距、测向；现代化战争中目标准确定位，实现精确打击。

4、是现代农业重要支撑技术。气象预报；温室的温湿度控制；水土成分分析；粮库的温湿度检测；

5、在建设工程中有极其广泛的应用。桩基检测；结构检测；电梯、中央空调、消防系统等设备运行状态监测；智能小区安全防范系统等；

6、在智能交通中有重要应用。公路违章监控、测速；铁路（高铁、动车、地铁等）轨道和设备在线监测；水运航向、水位、风力、荷载测量等；航空各种信号监测。

7、是物联网推广应用的关键和核心：无线传感器、无线传感器网络、多传感器信息融合技术等。

8、推动现代制造业从“制造”向“智造”转变。机器人应用、3D打印技术应用等。

二、简述传感器在中高档汽车中的应用;

（1）传感器在汽车底盘电子控制中的应用

悬架用传感器：电子悬架系统可以根据悬架位移(车身高度)、车速、转向和制动等传感器信号，由电子控制器(ECU)控制电磁式或步进电动机式执行元件，改变悬架的特性，以适应各种复杂的行驶工况对悬架特性的不同要求。

加速度传感器：是直接检测车身横向加速度和纵向加速度，以控制车身姿势。

abs传感器：是应用在机动车的ABS（防抱死刹车系统），ABS系统中大多由电感传感器来监控车速，abs传感器通过与随车轮同步转动的齿圈作用，实现对轮速实时监控。

（2）传感器在汽车发动机电子控制中的应用

温度传感器：温度传感器的主要类型有热电偶、热敏电阻、电阻温度检测器和IC温度传感器。

压力传感器：一般普通压力传感器的输出为模拟信号，模拟信号是指信息参数在给定范围内表现为连续的信号。

空气流量传感器：是测定吸入发动机的空气流量的传感器。电子控制汽油喷射发动机为了在各种运转工况下都能获得最佳浓度的混合气，必须正确地测定每一瞬间吸入发动机的空气量，以此作为ECU计算(控制)喷油量的主要依据。检定规程和流量仪表标准是流量传感器可以准确进行测量的保障。

雷达传感器：可以测速测距，非常精准，由传感器返回的测量数据可以帮助驾驶员了解与前车的距离。

（3）传感器在汽车安全系统电子控制中的应用

在汽车底盘电子控制系统中，是离不开传感器的。用于底盘控制的传感器指的是分布在变速器控制系统、动力转向系统、悬架控制系统、制动系统等中的传感器,在不同系统中他们的作用不同,但工作原理是相同的。

（4）传感器在车辆监控和自行诊断中的应用

有的位移传感器，测量离合器的分离轴承，并记录离合器的正常振动和磨损程度，同时可以连接外部报警装置，当磨损或者振动达到一定程度时，发出警报，避免事故的发生。（5）传感器在汽车其它地方中的应用

酒精检测MEMS系统、自动雨刷系统主要由雨量传感器、控制器、雨刷器电机、雨刷器机构、挡风玻璃、LIN总线接口等主要部件构成。

三、举例说明物联网的主要应用; （作业本上）

第二章

一、温度检测的重要性

1.温度是人体最敏感的物理量之一。光、声强度增大10％对人的感觉影响不大，但温度却有较大影响。

2.与人们生活密切相关。空调、冰箱、热水器、微波炉、电磁炉等家用电器。

3.其它传感器测试环境与温度密切相关，温度是影响量，其变化将会产生系统误差（附加误差）。

4.在工业、农业、商业、科研、国防、医学及环保等领域，都涉及温度检测与控制。

5.工业自动化生产流程中，温度测量点占50%以上。

热敏电阻的主要参数

1.标称电阻RH：在25℃±0.2℃时测得的电阻值；

2.耗散系数H：温度变化与介质相差1 ℃所耗功率。

单位W/℃;

3.电阻温度系数α:温度变化1 ℃，阻值变化率。单位%/℃;

4.热容C:温度变化1 ℃所吸收或释放能量。单位为J/℃;

5.能量灵敏度G:阻值变化1%时所需耗散的功率。单位为W。

6.时间常数τ:当环境温度突变时阻值从起始值变化到最终量的63%时所需的时间τ=C/H

7.额定功率P: 单位为W。

热敏电阻的特点

优点：灵敏度高,体积小、热贯性小、结构简单，化学稳定性好，机械性能强，价格低廉，寿命长。

缺点：复现性和互换性差，非线性严重，测温范围较窄，目前只能达到-50～300℃。

热敏电阻的应用:

1、温度测量:NTC、PTC（线性段）

2、温度补偿：NTC（被补偿元件具有正温度系数）

3、温度控制：CTR、NTC,当温度升到某一值时,热继电器动作。

4、过热保护：PTC

热电偶的特点：测温范围宽、性能稳定、电信号输出可远传

EAB(T,0)= EAB(T,T0) + EAB(T0,0)（P45例题计算）

热电偶冷端温度补偿（P44）

1、补偿导线法:常用热电偶的补偿导线参见表2.4.2。

补偿导线在一定温度范围内（0~100℃）具有和所连接的热电偶有相同的热电性能。应注意以下几个问题。（P50）

2、计算法: E(t,0)=E(t,t0)+E(t0,0)

3、补偿电桥法:补偿电桥法是利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值电桥产生的不平衡电压Uab正好补偿由于冷端温度变化而引起的热电势变化值，仪表可以指出正确温度。

4、冰浴法：使t0=0℃

5、软件处理法：根据中间温度定律对冷端温度不为零时，进行修正。

第三章

1、电阻丝在外力作用下发生机械形变时，其电阻值发生变化，称为电阻应变效应。

2、半导体受力时，电阻率发生变化，电阻率随应力变化的关系称为半导体压阻效应。

3、机械能→电荷：正压电效应（F→Q）

电荷→机械能：逆压电效应（Q→F）

发射超声波：电→声，逆压电效应

接收超声波：声→电，正压电效应