绪论（课件）-《传感器及检测技术》同步教学（江苏凤凰教育出版社）

绪论 绪论 学习目标 了解检测技术与传感器的作用和地位。 了解检测系统的组成及各组成部分的作用。 了解检测技术与传感器的发展方向。 了解本课程的内容、任务和学习方法。 随着现代科学技术的飞速发展，人类已进入了瞬息万变的信息时代。人们在各种生产、科学研究和社会活动中无处不涉及信息的交换和利用，如何迅速获取信息、正确处理信息和充分利用信息，直接影响到科学技术和国民经济的发展，因此世界各国纷纷加快了信息化建设步伐。 绪论 绪论 人类是通过耳、眼、鼻、舌、皮肤这“五官”所具有的听、视、嗅、味、触觉功能来感知外界事物的。在工农业生产、科学研究和日常生活中，来自生产过程和自然界的各种信息是通过传感器进行采集的，通常人们把传感器比作人的“五官”，计算机比作人的大脑，执行器比作人的四肢，如图0-1所示。因此传感器是系统对外猎取信息的窗口。 一、检测技术与传感器的作用和地位 绪论 一、检测技术与传感器的作用和地位 绪论 工业生产 采用各种检测技术与传感器对生产全过程进行检查、监测，它是确保安全生产、保证产品质量、提高产品合格率、降低能耗和原材料消耗、提高劳动生产率和经济效应的重要手段。 各种现代装备系统 检测技术与传感器是其安全经济运行的重要保证，是其先进性和实用性的重要标志。检测系统的成本一般已达到所在装备系统总成本的50%～70%，甚至更高。 自动控制系统 传感器是不可缺少的组成部分。要实现自动化，只有通过传感器精确检测出被控对象的参数并转换成易于处理的信号，控制系统才能正常地工作。 现代国防,工业 飞机、潜艇、火箭、导弹等都装备了大量的传感器，检测技术水平越高，其性能就越好。 医疗检查 检测设备可大大地提高疾病的检查、诊断速度和准确性。 绪论 1.检测系统的组成框图 检测系统的基本组成框图如图0-2所示。 （一）检测系统的组成 二、检测系统简介 绪论 2.检测系统的组成及功能 检测系统由传感器、测量电路、输出单元及电源等组成。它们分别完成信息的获取、转换、显示和处理等功能。 （一）　检测系统的组成 二、检测系统简介 绪论 传感器是一种以一定的精确度把被测量对象转换为另一种与之有确定对应关系，并且便于测量的量的装置。 （二）传感器 二、检测系统简介 绪论 测量电路是将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号的电路。通常传感器输出信号是很微弱的，需经测量电路放大、处理后才能显示、记录。不同的传感器所要求的测量电路是不同的。 （三）测量电路 二、检测系统简介 绪论 输出单元包括显示、打印、记录装置、数据通信接口和控制执行器装置等。它使人们能了解检测数值的大小和变化，并能完成控制和保护操作等功能。 （四）输出单元 二、检测系统简介 绪论 随着时代的发展和现代化步伐的加快，人们对检测技术与传感器的要求越来越高。而科学技术，特别是微机电技术、大规模集成电路技术、新材料技术、计算机技术和网络技术等的不断进步，大大促进了检测技术与传感器的发展，主要表现在以下几方面：　 三、检测技术与传感器的发展趋势 绪论 （一）不断提高传感器检测水平 三、检测技术与传感器的发展趋势 开发新材料 采用新技术新工艺 传感器的集成化 传感器的智能化 仿生传感器 发现新效应 绪论 （二）不断拓展测量范围，提高检测精度和可靠性 随着科学技术的不断发展，对检测系统的性能要求，特别是精度、测量范围和可靠性指标的要求越来越高。如测高温，尽管目前已能研制和生产最高上限超过2800℃的热电偶，但测温范围一旦超过2500℃，其准确度将下降，而且极易氧化，严重影响测量的可靠性和使用寿命。　 三、检测技术与传感器的发展趋势 绪论 （三）推进新的检测方法：　发展非接触法检测技术 在检测过程中，把传感器置于被测对象上，可灵敏地感知被测量对象的变化，这种接触式检测方法直接、可靠，测量精度较高，但在某些情况下，传感器的装入会影响测量精度或根本不能装入传感器，这就要用非接触式检测。目前，已有光电传感器、电涡流传感器、超声波传感器、核辐射传感器等非接触式传感器得到了广泛的应用，今后将更快地发展非接触法检测技术，并改进和克服非接触法检测易受外界干扰及检测绝对精度较低等问题。 三、检测技术与传感器的发展趋势 绪论 （四）实现检测系统智能化 随着集成电路技术的快速发展，微处理器等电路的成本和价格不断下降，集成度和功能不断提高，为检测系统的智能化创造了有利的条件。智能化检测系统以计算机为中心，进行电量、非电量的多种测量；多输入通道的多点测量；在线动态实时测量；信号的分析处理、排除噪声干扰、消除偶然误差、修正系统误差等，以实现测量结果的高准确度和对被测信号的高分辨率。 三、检测技术与传感器的发展趋势 绪论 （五）实现无线网络化 以互联网为代表的计算机网