第一章 检测技术基础 (河南理工大学)

检测与转换技术

第一章 检测技术的基本概念本章学习检测的基本概念、检测方法、误差分

类、检测系统组成等，它们是检测与转换技术的理论基础。

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1、1 检测的基本概念及方法一、检测的基本概念1、检测的概念： 检测：是人们借助与专门设备，通过一定的技术手段和方法，对 被测对象收集信息、取得数量概念的过程。 检测技术：研究检测原理与检测方法、信号提取与转换和数据 处理的一门科学。 2、检测与测量：检测是意义更为广泛的测量。 测量：以确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作。 检测：测量+信号输出 检测过程：信息提取、信号转换、存储与传输、显示记录、分 析处理。2

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二、检测方法选择：根据被测量的性质、特点和测量任务要求进行.

分类：(1)按检测过程：直接测量、间接测量、联立法 (2)按检测方式：偏差法测量、零位法测量、微差式测量

(3)按传感器与被测对象是否直接接触：接触式测量、 非 接触式测量(4)按被测量的变化快慢分类：静态测量、动态测量 (5)按检测系统是否施加能量分类：主动式、被动式

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1、直接测量、间接测量、联立法(1) 直接测量与同类基准进行简单的比较就可得到结果。

例如：线纹尺 ---- 物体长度； 天平 ---- 物体重量

电子卡尺4

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(2) 间接测量被测量无法或不易进行直接测量时，可对与被测量有确定关 系的几个量进行测量，然后将检测量的值代入已知的函数关系 式中，经过计算得到所需要的结果，这种方法称为间接法。负载电阻功率 = 电压 电流

(关系) 自变量(直接测量) 目标变量

最典型的间接测量： 曹冲称象

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(3)联立法(或组合法)在应用仪表进行检测时，先检测出若干个中间量，再经过 联立方程组求解后才能得到所需的结果，这种方法称为联立法。

(1)多个中间量； (2)方程组计算结果。

烟道气体含氧量检测

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2、偏差法测量、零位法测量、微差式测量(1)偏差式 在检测过程中，用仪表指针的位移确定被测物理 量数值的方法。

人体秤

圆盘温度计

特点：简单、迅速。

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(2)零位式 ： 检测过程中，用指零仪表的零位指示检测系统的平 衡状态，当检测系统达到平衡时，用已知的基准量确定被测未知量 的方法。

机械天平秤

特点：精度高，但过程复杂。8

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(3)微差法 微差式测量是综合了偏差式测量与零位式测量的优点而提 出的一种测量方法。它将被测量与已知的标准量相比较，取得 差值后，再用偏差法测得此差值。 偏差法和零位法的结合 被测量值与标准量进行平 衡比较，得到整数(大 剩余的被测量与标 数); 准值比

直接比较 例如：电桥测量。9

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电阻R1、 R3为固定电阻，电阻R4为调节电阻，电阻R2对 应被测量(如重量),先用零位法调零，使电桥平衡。 然 后用偏差法进行测量。被测量使电桥失去平衡，输出电压 UO≠0,输出电压与被测量之间有确定的对应关系。因此， 根据输出电压可测得被测量。 特点：精度高、过程稍复杂10

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3、接触式检测、非接触式检测接触式： 将仪表的敏感元件与被测对象相接触，而后 得到被测量的数值。 例如：热电偶、温度计等。 多用于静态或运动速度缓慢的物质参数检测。

测体温

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非接触式： 检测装置的敏感元件与被测对象之间无机械接触， 通过中间介质的传递作用而得到被测值。 例如：红外探测仪、光电传感器等。 多用于高速运动或环境恶劣场合检测。

雷达测速-----车载电子警察

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4、静态检测、动态检测静态检测： 被测信号相对于仪表的动态特性变化缓慢的检测。例如：成品的尺寸、室内温度等。 多用于被测值不变化或变化缓慢的信号检测。 动态检测： 对于变化速度快或需要观察变化过程的被测信号。 例如：波形分析、数据采样等。

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静态测量

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动态测量

地震测量 振动波形

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5、主动式检测、被动式检测主动式： 检测仪器(或装置)自身带有电源，检测装置的 输出不仅与被测量有关，还与电源有关。例如：霍尔传感器等。 被动式： 检测时不需要加辅助电源，检测装置的输出只与 被测量有关。 例如：热电偶测温等。

灵敏度有何不同？