现代检测技术
姓名：周慧慧
学号：2012124056
任课老师：冯晓明
现代检测技术
一、概述
随着现代科学技术的不断发展、社会的日益进步，现代化生产的规模越来越大，管理的形式和方式趋于多样性，管理也更加科学，人们对产品的产量和质量的要求也越来越高，这就导致常规的检测参数、检测手段、检测仪表难以满足现代生产和生活的需求。从一般的单参数测量到相关多参数的综合自动检测，从一般的参数量值测量到参数的状态估计，从确定性测量到模糊的判断等，已成为当前检测领域中的发展趋势，正受到越来越广泛的关注，从而形成了各种新的检测技术和新的检测方法，这些技术和方法统称为现代检测技术。
二、传感器的基本原理及检测技术的特点
利用某种转换功能，将物理的、化学的、生物的等外界信号变成可直接测量的信号的器件称为传感器。由于电信号易于放大、反馈、滤波、微分、存储和远距离传输，加上计算机只能处理电信号，所以，从狭义上说，传感器又可以定义为可唯一而重视性好的将外界信号转换成电信号的元器件；从广义上讲，传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置；简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。所以它由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器。敏感元器件品种繁多，就其感知外界信息的原理来讲，可分为：①物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。②化学类，基于化学反应的原理。③生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。检测技术的特点可以归纳为：
(1)从待测参数的性质看，现代检测技术主要用于非常见的参数的测量，对于这些参数的测量目前还没有合适的传感器对应，难以实现常规意义的“一一对应”的测量；另一种情况是待测参数虽已有传感器，但测量误差比较大，受各种因素的影响比较大，不能满足测量要求。
(2)从应用的领域看，现代检测技术主要用于复杂设备、复杂过程的影响性能质量等方面的综合性参数的测量，如高速运动机械的故障分析、油品质量的检测、多相流系统中的流动参数的测量等。对于这样的被测对象或测量要求，很难用单一传感器来完成。
(3)从使用的技术或方法看，现代检测技术主要利用了新型的传感技术或传感器。更多的利用了软技术，即通过对传感器输出的信号进行处理得到特征量；通过建立传感器的输出与待测量之间的模型；通过应用专业知识、数据库、规则等进行推理，根据被测量的信息获取待测量。
三、现代检测中传感器的应用
现代检测之中，应用到的传感器有各式各样的，各种功能应有尽有，其中最为普遍的要数光电传感器、温度传感器以及光纤传感器，下面就着重介绍这三种传感器。
1、光电传感器的应用
光电传感器是一种小型电子设备，它可以检测出其接收到的光强的变化。现如今，应用最为广泛的要数发光二极管（LED）了，LED就是一种半导体元件，其电气性能与普通二极管相同，不同之处在于当给LED 通电流时，它会发光。由于LED 是固态的，所以它能延长传感器的使用寿命。因而使用LED 的光电传感器能被做得更小，且比白炽灯传感器更可靠。LED 抗震动抗冲击，并且没有灯丝。另外，LED 所发出的光能只相当于同尺寸白炽灯所产生光能的一部分。再比如将接收器的放大器调制到发射器的调制频率，那么它就只能对以此频率振动的光信号进行放大。我们可以将光波的调制比喻成无线电波的传送和接收。将收音机调到某台，就可以忽略其他的无线电波信号。经过调制的LED 发射器就类似于无线电波发射器，其接收器就相当于收音机。
2、温度传感器的应用
温度是一种最基本的环境参数，人民的生活与环境的温度息息相关，在工业生产过程中需要实时测量温度，在农业生产中也离不开温度的测量，因此研究温度的测量方法和装置具有重要的意义.测量温度的关键是温度传感器，温度
传感器的发展经历了三个发展阶段：传统的分立式温度传感器、模拟集成温度传感器、智能集成温度传感器。目前，新型温度传感器正从模拟式向数字式，从集成化向智能化、网络化的方向飞速发展。温度测量应用非常广泛，不仅生产工艺需要温度控制，有些电子产品还需对它们自身的温度进行测量，如计算机要监控CPU的温度，马达控制器要知道功率驱动IC的温度等等，温度是实际应用中经常需要测试的参数，温度传感器从钢铁制造到半导体生产，很多工艺都要依靠温度来实现，温度传感器是应用系统与现实世界之间的桥梁。
3、光纤传感器的应用
光纤传感器OFS在应用上分为传光型的和传感型的，顾名思义，前一种就是起到传输光的作用，传感元件要与光纤连在一起；后一种就是既有传输光的作用，又有传感作用。因为光纤传感器作为传感用有很多的应用，比如抗腐蚀，抗电磁干扰等，可以在复杂恶劣的环境下使用。作为传感用的光纤，原理上就是通过对传输光的偏振，强度，相位，波长，周期，频率等进行调制，通过检测器获得调制结果而进行传感的器件。因为当外界的环境变化时，比如说温度，应力、磁、声、压力、温度、加速度等都会对光纤的折射率分布等一些构造产生微小的影响，导致传输光的特性发生改变，通过探测这些改变而得到外界的变化，起到传感作用。至于应用方面就很广泛了，几乎可以应用到现在大多数电学传感器应用的领域了，比如安防，围界安全，输油管道安全实时监控等，其应用前景非常广泛。
四、现代检测技术的发展
近年来，传感器正处于传统型向新型传感器转型的发展阶段。新型传感器的特点是微型化、数字化、智能化、多功能化、系统化、网络化，它不仅促进了传统仪器仪表产业的改造，而且可导致建立新型工业和军事变革。
微型化是建立在微电子机械系统（MEMS）技术基础上的，目前已成功应用在硅器件上形成硅压力传感器（如上述EJX变送器）。微电子机械加工技术，包括体微机械加工技术、表面微机械加工技术、L1GA技术（X光深层光刻、微电铸和
微复制技术）、激光微加工技术和微型封装技术等。MEMS的发展，把仪表的微型化、智能化、多功能化和可靠性水平提高到了新的高度。传感器和多通道检测仪表，在微电子技术基础上，内置微处理器，或把微传感器和微处理器及相关集成电路等封装在一起完成了数字化、智能化、网络化、系统化。
多传感器数据融合技术正在形成热点，它不同于一般信号处理，也不同于单个或多个传感器的监测和测量，而是对基于多个传感器测量结果基础上的更高层次的综合决策过程。有鉴于传感器技术的微型化、智能化程度提高，在信息获取基础上，多种功能进一步集成以至于融合，这是必然的趋势。多传感器数据融合技术也促进了显示仪表技术的发展。多传感器数据融合的定义概括为：把分布在不同位置的多个同类或不同类传感器所提供的局部数据资源加以综合，采用计算机技术对其进行分析，消除多传感器信息之间可能存在的冗余和矛盾，加以互补，降低其不确定性，获得对被测对象的一致性解释与描述，从而提高系统决策、规划、反应的快速性和正确性，使系统获得更充分的信息。其信息融合在不同信息层次上出现，包括数据层（像素层）融合、特征层融合、决策层（证据层）融合。由于它比单一传感器信息有如下优点，即容错性、互补性、实时性、经济性，所以数字压力表逐步得到推广应用。应用领域除军事外，还适用于自动化技术、机器人、海洋监视、地震观测、建筑、空中交通管制、医学诊断、遥感技术等方面。
实例：自主神经系统功能的现代检测方法及应用
自主神经系统是一个整体系统，也受中枢调控。自主神经纤维除了交感和副交感外，还发现了第三种纤维，即非交感非副交感纤维。交感和副交感神经对心律起着调控作用，二者相互拮抗，保持动态平衡；以适应整体的需要。任何一方的受损，造成自主神经系统功能(ANSF)衰竭(简称自衰，Autonomic Failure缩为AF)，都将导致机体的失衡.自衰的初期是隐性的，没有明显的临床症状和明确的体征，它可能始于轻微的迷走神经功能下降，由于自主神经系统的补偿机理，轻微的自衰可以潜伏若干年，待病情进展，临床表现明朗后，多数已呈不可逆状况，以致给病人带来极大的痛苦，甚至危及生命。因此，早期自衰的诊断，对预防和治疗自衰，控制自衰的进一进恶化，有着重要的临床意义。而自衰的早期诊断，有赖于自主神经系统功能测定方法的进步。自主神经系统功能的测定方法可粗分为经典的(即非计算机化的)和现代的(即计算机化的)方法。现代的方法已经历了几个发展阶段.本文从自衰的一般分类出发作一综述，回顾了测定自主神经系统功能的几种传统方法以及现代方法。提取心动周期信号中所含的自主神经系统功能信息的临床应用不只用于心血管临床，而且已用于众多的临床学科。
1、自衰的一般分类
1.1根据Bannister等的意见，自衰按发病原因可分为以下三类：
①原发性的自衰；
②继发性的自衰；
③药物性自衰。
1.2根据Robertson等的意见，按临床表现将自主神经系统功能衰退分为四类：
①单纯性自衰((PAF)；
②第二类叫多系统萎缩(MSA)性自衰；
③先天性多巴胺β—羟化酶缺乏；
④压力反射衰竭。
2、自衰的检测方法
自衰的检测方法可分为传统检测法和现代检测法。
2.1传统检测法
传统检测法根据自衰的病因和临床表现，加上一些临床经验来识别。下面介绍几种常见的方法：
2.1.1呼吸检测法
①检测呼吸时是否存在窦性心率不齐，若有则提示迷走传出通路损伤。
②若在呼气时喘鸣，同时引起双手反射性血管收缩，则提示脊髓反射不正常。
2.1.2血压和脉率检测法(即体位测量法)
①在仰卧位测血压和脉率，然后头朝上倾斜60度时重复测量，该法通过脉率和血压随体位的变化情况，倾斜和站立时是否有体位性低血压来测试总的压力反射弧。
②通过检测紧张时是否有低血压和心动过速，从而测试交感传出通路噪声引起大脑皮质兴奋；快速心算等等。若收缩压下降20mmHg，则自主神经损害的可能性大；若下降超过30mmHg，则可诊断为自衰。
2.1.3瓦氏(Valsava)试验
在深吸气后，受试者通过一根与气压计相连的管子吐气12s，多数人能维持30mmHg的压强。正常人持续吐气l0s，将引起心动过速，开始时血压降低，几秒钟后就停止下降，当不再吹气后将出现补偿性的心动过缓。而外周交感神经受损的病人就没有上述表现。
2.2现代检测法
现代检测法即用计算机数字信号处理方法，本法利用心动周期信号HPS(Heart Period Signal)作为分析对象，用心动周期变异性HPV(Heart Period Variability)来评价自主神经系统功能。
目前，心动周期变异分析作为检测自主神经系统功能的无创的定量的方法，已应用于临床。其基本步骤是：①采集和记录人体的心电信号，设备包括传感系统，信号放大系统，记录仪。临床上用得最多的就是Holter记录仪。②进行R 波的识别，对R波的识别是复杂的，方法也各不相同，有阈值法、求导法，我们实验室用的是数值求导及双重搜索技术，其设备包括A/D转换系统，计算机分析系统，数据输出系统。⑧计算逐次心跳的R-R间期，从而得到各种参数指
标并进行分析。
数字信号处理方法发展到现在，已经历了三个阶段，即：第一阶段是分析和利用心动周期信号的时域统计特征如标准差；第二阶段是分析和利用心动周期信号的谱特征如功率谱；第三阶段是分析和利用心动周期信号的混沌特征。
2.2.1第一阶段是心动周期信号的标准差分析法
第一阶段是心动周期信号的标准差分析法又叫时域法或数理统计法，主要利用一些时域参数如:R-R间期的标准差、差率、极差、变异系数等指标来衡量HPV 的大小，从而判断自主系统功能的状态。具体算法概括起来有以下几类：
2.2.1.1简易测量法
计算某段时间内的窦性R-R间期的平均值，最大、最小间期的差值(极差)及其比值。极差和差率越大，HPV越大；反之，HPV越小，提示自主神经系统功能障碍。这是一种反映HPV的最简便的方法。目前的观点是：白天和夜间的平均心动周期减小或降低是HPV异常的表现，同时平均心动周期差值<40ms为异常。该方法还用于测量瞬时刺激引起的HPV变化，用心跳骤增次数来衡量，即单位时间内心跳骤增次数，如在数分钟内心跳突然增加10次/分以上，且持续数次，则提示HPV异常。另外该法也可结合体位试验或呼吸运动做短时的心动周期变异分析。
简易测量法多用于估测胎儿HPV的变化，判断临产或产程中胎儿的窘迫情况，而不宜用于长时间ECG的分析。
2.2.2.2标准差分析(SD)
标准差包括总体标准差即所有正常R-R间期的平均值所得的标准差(SDNN)；标准差均值即24小时连续心电图(ECG)的每5分钟一段的正常R-R间期值的标准差(SDANN)；标准差均值24小时连续心电图(ECG)的每5分钟一段的正常R-R间期标准差的平均值(SDNNIDX)。其标准差值越大，表示HPV越大；标准差值越小，表示HPV也越小，提示自主神经系统功能不良.该法适于长时(如24小时或更长)ECG分析。
2.2.2.3变异系数(CV)法
变异系数法即用各种标准差或差值均方根除以该段时间的平均正常R-R间
期所得的各自的变异系数。该法有利于比较不同条件下的心动周期以及不同个体.
2.2.2.4变异指数法
该法属于对R-R间期分布情况的评价。在R-R间期频数分布直方图中，变异指数等于某段时间内的心动周期总数与频数最大的组段的心动周期的个数之比。该变异指数与HPV成正比，可用来评价自主神经系统功能。正常人的变异指数> 25。另外还有一种类似的称为三角形指数法以及R-R间期跳跃计数法，也可用来评价自主神经系统功能。指数法的优点是：不易受远离R-R间期频数分布曲线的低水平噪声和干扰的影响。
此外常用的指标还有：相邻的正常心动周期差值的均方的平方根(rMSSD)；在规定时间如每小时或24小时内相邻两R-R间期差值大于50ms的个数所占该段时间R-R间期总个数的百比(PNN50)，类似的指标还有PNN100。在所有的统计指标中，以标准差法和指数法最为常用，但标准差(SD)法易受噪声干扰，计算机识别带来的误差影响也较大，另外要排除房性和室性早搏的干扰，对长时的ECG信号要进行人工删改，费时费力。
时域法的优点是:计算简单方便，指标意义直观明确，易为临床医生接受，能较准确地测定长程心电信号全部R-R间期的变异情况，同时反映HPV随时间的变化规律以及昼夜规律。缺点是：不能区分心交感，迷走神经的活性水平及其平衡和稳定性。该法特别是需要病人主动配合，客观性大大受限制，且对病情较严重的病人，不便配合作检查。
2.3第二阶段是心动周期信号的功率谱分析
第二阶段是心动周期信号的功率谱分析又叫频域分析法：由于计算机技术的飞速发展，使数字信号的频谱分析法应用于医学信号处理成为可能。该方法利用心电信号提取R-R间期形成数字时间序列，再用付利叶变换(FT)技术或自回归(Autoregressive Model)参数建模法，将R-R间期数字时间序列分解为不同的频率成份，各频率成份所对应的功率表示各个频率成份对信号的贡献大小。用横坐标代表频率大小，纵坐标代表功率大小，作成图形即得到R-R间期数字时间序列的表现功率谱，人的心动周期信号频谱曲线的频率范围一般在0~0.5Hz之间，目前心动周期信号功率分段法有分为二分段的，有分为三分段的以及四分段的。根
据我们实验室的研究，分为三段较为合理，即0.0028—0.04H/z为超低频段与交感神经活动有关；0.04~0.14Hz为低频段；0.14~0.5Hz为高频段，与迷走神经活动有关。并且该频谱具有3峰特征，第一峰位于0.04 H z附近，与外周血管舒缩，体温调节及肾素—血管紧张素的作用有关；第二峰位于0.1Hz附近，主要反应压力感受性反射和血压调节引起的心率变化；第三峰在0.3Hz附近，与呼吸周期引起的心率变化有关，反映迷走活性，可叫迷走峰。
在二分段法中，则多以0.15Hz为界分为低频(LF)成份(<0.15Hz，为LF)和高频(HF)成份(>0.15Hz，为HF)，有的认为低频((LF)成份主要代表交感神经活性，有的又认为LF受交感与迷走神经的双重影响，还有人如Pomeranz等认为仰卧位时LF主要由迷走神经介导，站立时由交感、迷走联合介导。对高频成份的看法较一致，认为它仅反映迷走神经的活动。在实际的计算上，是通过积分的方法计算出各频率段曲线下的面积，来反映各频率成份的大小及其比例，同时也可求各频率段功率的比率式各频率段功率与总功率的百分比作为恒量交感、迷走神经活性的定量指标。LF成份越多，交感活动亢进，反之则反；HF成份越多，迷走活动亢进，反之则反。而用LF/HF的值来反映交感神经和迷走神经的均衡性。
频域分析法具有敏感性，精确而又能定量，可分别评价人体交感神经和迷走神系统功能，特别是在反映交感和迷走神经活动的均衡性上比时域指标有独到之处.但根据Bigger对急性心肌梗塞后病人的研究认为，HPV的时域指标与频域指标之间具有一定的相关性，如总体标准差SDNN与总功率的平方根几乎相等，超低频功率与均值标准差SDANN密切相关，PNN50与高频段功率密切相关，有的甚至可以相互代替。但是目前国内外普遍认为，频域法既能从总体上定量评价自主神经系统功能(即用总功率指标)，又能分别定量交感和副交感的活动水平及平衡和稳定性，故认为频域法评定自主神经功能优于时域指标。频域分析法广泛用于与ANSF有关的疾病，被公认为判定急性心肌梗塞死亡率及其预后、心率失常、心源性碎死及脑血管意外等方面有较好的应用价值。而频域分析法的缺点是：功率谱指标对噪声特别是早搏很敏感，稳定性较差，要求条件较严格。3、第三个阶段是心动周期信号的混沌分析法
近年来，心动周期信号具有混沌特征逐渐被认识，用混沌、分形的非线性动力学理论来评价自主神经系统功能成了当今研究热点。
心动周期信号的混沌特征，可用相对分散度(Hrd、分维数(Hfd)，李雅普诺夫(Lyapunov)指数(Hle)，混沌度(Lcc)等混沌特征指标来描述。
根据我室对271例年龄段的正常人及部分甲亢病人、糖尿病人、心血管病人的心动周期信号测试分析，结果发现混沌特征参数随年龄的增加而降低，即HPS 的复杂性随年龄的增加而降低，提示自主神经系统功能随年龄的增加而降低。甲亢病人、糖尿病人以及心血管病人的混沌特征参数也明为低于正常人，同时还发现在评价病理状态时，混沌特征指标比其它所有指标更稳定更敏感。
目前我们的工作正集中在用动态混沌特征参数来研究自主神经系统功能及其动态特征。心动周期信号的动态混沌特征可分短期(几分钟量级)、中期(24小时或几天量级)以及长期(以年计量)的动态混沌特征。本室关于心动周期信号的长期动态混沌特征的研究指出：心动周期信号的长期动态混沌特征具有指数下降规律，具各混沌特征指标间具有强的正的线性相关关系。
总之，HPV的分析作为一种崭新的方法，可用于检测各种病理条件及药物引起的自主神经系统功能改变。HPV降低提示自主神经张力下降，与许多疾病的病理机制和生理衰老相关，可以用来研究与自主神经系统有关疾病的发病机理，判断自主神经功能，评估病情的严重性及预后，同时指导治疗和监护，开发和寻找治疗自主神经系统疾病的新药以及新的疗法。然而，应该着重指出的是HPV检测方法虽然在临床上用于各种与自主神经有关的疾病，但不同的病种只要存在自主神经系统功能紊乱，都将导致HPV的改变，因此HPV分析不能用来鉴别诊断除自主神经系统疾病以外的各种疾病。HPV分析是评价自衰，检查自主神经系统疾病，以及用于判断自主神经系统功能(ANSF)损害的严重性与其它指标的关系，即继发性的自主神经系统功能损害与疾病的严重性的关系的无创、定量、敏感的方法，具有广泛的临床应用价值。这种方法必将为越来越多的人所认识和接受。
一、填空（1分* 20=20分） 如热电偶和热敏电阻等传感器。 表示金属热电阻纯度通常用百度电阻表示。其定义是100 C电阻值与0 C电阻值之比。 电位器是一种将机械位移转换成电阻或电压的机电传感元件。 它广泛用于测量大量程直线位移。 利用电涡流式传感器测量位移时，只有在线圈与被测物的距离大大小于线圈半径时，才能得到较好的线性度和较高的灵敏度。 电容式传感器是将被测物理量的变化转换成电容量变化的器件。 对线性传感器来说，其灵敏度是静态特性曲线的斜率。 13 ?用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变式传感器, 按用途划分有应变式压力传感器，应变式加速度传感器（任填两个）。 14.铂热电阻的纯度通常用电阻比表示。 15 ?减小螺线管式差动变压器电感传感器零点残余电压最有效的办法是 尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数及磁路的相互对称（任填两个）。 16.空气介质间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的, 为此实际中在都采用差动式电容传感器。 17.由光电管的光谱特性看出，检测不同颜色的光需要选用 以便利用光谱特性灵敏度较高的区段。 20.磁电式传感器是利用电磁感应原理将运动速度转换成电势信号输岀。 21 .霍尔元件灵敏度的物理意义是：表示在单位磁感应强度和单位控制电流时的霍尔电势的大小。 二、选择题（2分* 6=12分,5、6题答案不止一个） 用热电阻传感器测温时，经常使用的配用测量电路是（）。 A.交流电桥 B.差动电桥C直流电桥 用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（）。 A.变间隙式 文档可自由复制编辑B.变面积 C.变介电常数式 D.空气介质变间隙式; 1. 传感器一般由敏感元件和转换元件两个基本部分组成。有的敏感元件直接输出电量，那么二者合而为一了。 2. 3. 4. 单线圈螺线管式电感传感器对比闭磁路变隙式电感传感器的优点很多，缺点是灵敏度低, 5. 6. 7. 光敏三极管可以看成普通三极管的集电结用光敏二极管替代的结果，通常基极不引出，只有二个电极。 霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦兹力作用，发生横向漂移的结果。 9. 热敏电阻正是利用半导体的载流子数目随着温度而变化的特征制成的温度敏感元件。 10?金属电阻受应力后，电阻的变化主要由形匚的变化引起的，而半导体电阻受应力后，电阻的变化主要是由电阻率发生变化引起的。 11?磁敏二极管和三极管具有比霍尔元件高数百甚至数千的磁场灵敏度，因而适于弱磁场的测量。 12.传感器的灵敏度是指稳态条件下，输出增量与输入增量的比值。 光电阴极材料不同的光电管, 18.把两块栅距相等的光栅叠在一起，让它们刻度之间有较小的夹角，这时光栅上会出现若干条明暗相间的带状条 纹，称莫尔条纹。 19?霍尔元件的测量电路中：直流激励时，为了获得较大的霍尔电势，可将几块霍尔元件的输出电压串联； 在交流激励时，几块霍尔元件的输出通过变压器适当地联接，以便增加输岀。 C 1. C 2. 当应变片的主轴线方向与试件轴线方向一致，且试件轴线上受一维应力作用时，应变片灵敏系数K的定义（）。 A.应变片电阻变化率与试件主应力之比 B. 应变片电阻与试件主应力方向的应变之比 C.应变片电阻变化率与试件主应力方向的应变之比 D. 应变片电阻变化率与试件作用力之比; C 3.
第1题 根据《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》要求，到2020年全国公路通车里程要达到万公里。 A.469 B.477 C.484 D.500 答案:D 您的答案：D 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第2题 根据《“十三五”现代综合交通运输体系发展规划》要求，到2020年全国高速公路建成里程达到万公里。 A.11 B.12 C.14 D.15 答案:D 您的答案：D 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第3题 大数据分析技术可以实现以下哪种效果？ A.实现数据之和的价值大于数据的价值之和 B.实现数据的价值之和大于数据之和的价值 C.实现数据之和的价值等于数据的价值之和 D.实现数据的价值之和等于数据之和的价值 答案:A 您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第4题
以下哪个选项不是智慧检测云平台的技术研发方向？ A.设备采集技术 B.综合应用技术 C.动态监测技术 D.公路工程施工技术 答案:D 您的答案：D 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第5题 以下哪个选项不是智慧检测云平台中使用的中间件技术？ A.集成中间件 B.编译中间件 C.消息中间件 D.数据库中间件 答案:B 您的答案：B 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第6题 软件和设备的数据采集以后将存放在 A.数据盒子 B.数据篮子 C.数据仓库 D.数据基地 答案:C 您的答案：C 题目分数：5 此题得分：5.0 批注： 第7题 智慧检测云平台目前不提供以下哪种服务？ A.为公众提供便民服务 B.为政府提供购买服务 C.为行业提供数据服务 D.为个人提供应用服务
《材料现代分析测试技术》思考题 1.电子束与固体物质作用可以产生哪些主要的检测信号？这些信号产生的原理是什么？它们有哪些特点和用途？ (1)电子束与固体物质产生的检测信号有：特征X射线、阴极荧光、二次电子、背散射电子、俄歇电子、吸收电子等。 (2)信号产生的原理：电子束与物质电子和原子核形成的电场间相互作用。 (3)特征和用途： ①背散射电子：特点：电子能量较大，分辨率低。用途：确定晶体的取向，晶体间夹角，晶粒度及晶界类型，重位点阵晶界分布，织 构分析以及相鉴定等。 ②二次电子：特点：能量较低，分辨率高。用途：样品表面成像。 ③吸收电子：特点：被物质样品吸收，带负电。用途：样品吸收电子成像，定性微区成分分析。 ④透射电子：特点：穿透薄试样的入射电子。用途：微区成分分析和结构分析。 ⑤特征X射线：特点：实物性弱，具有特征能量和波长，并取决于被激发物质原子能及结构，是物质固有的特征。用途：微区元素定 性分析。 ⑥俄歇电子：特点：实物性强，具有特征能量。用途：表层化学成分分析。 ⑦阴极荧光：特点：能量小，可见光。用途：观察晶体内部缺陷。 ①电子散射：当高速运动的电子穿过固体物质时，会受到原子中的电子作用，或受到原子核及周围电子形成的库伦电场的作用，从而 改变了电子的运动方向的现象叫电子散射 ②相干弹性散射：一束单一波长的电子垂直穿透一晶体薄膜样品时，由于原子排列的规律性，入射电子波与各原子的弹性散射波不但 波长相同，而且有一定的相位关系，相互干涉。 ③不相干弹性散射：一束单一波长的电子垂直穿透一单一元素的非晶样品时，发生的相互无关的、随机的散射。 ④电子衍射的成像基础是弹性散射。 3.电子束与固体物质作用所产生的非弹性散射的作用机制有哪些？ 非弹性散射作用机制有：单电子激发、等离子激发、声子发射、轫致辐射 ①单电子激发：样品内的核外电子在收到入射电子轰击时，有可能被激发到较高的空能级甚至被电离，这叫单电子激发。 ②等离子激发：高能电子入射晶体时，会瞬时地破坏入射区域的电中性，引起价电子云的集体振荡，这叫等离子激发。 ③声子发射：入射电子激发或吸收声子后，使入射电子发生大角度散射，这叫声子发射。 ④轫致辐射：带负电的电子在受到减速作用的同时，在其周围的电磁场将发生急剧的变化，将产生一个电磁波脉冲，这种现象叫做轫 致辐射。 1）二次电子产生：单电子激发过程中，被入射电子轰击出来并离开样品原子的核外电子。应用：样品表面成像，显微组织观察，断口形貌观察等 2）背散射电子：受到原子核弹性与非弹性散射或与核外电子发生非弹性散射后被反射回来的入射电子。应用：确定晶体的取向，晶体间夹角，晶粒度及晶界类型，重位点阵晶界分布，织构分析以及相鉴定等。 3）成像的相同点：都能用于材料形貌分析成像的不同点：二次电子成像特点：（1）分辨率高（2）景深大，立体感强（3）主要反应形貌衬度。背散射电子成像特点：（1）分辨率低（2）背散射电子检测效率低，衬度小（3）主要反应原子序数衬度。 5.特征X射线是如何产生的，其波长和能量有什么特点，有哪些主要的应用？ 特征X-Ray产生：当入射电子激发试样原子的内层电子，使原子处于能量较高的不稳定的激发态状态，外层的电子会迅速填补到内层电子空位上，并辐射释放一种具有特征能量和波长的射线，使原子体系的能量降低、趋向较稳定状，这种射线即特征X射线。 波长的特点：不受管压、电流的影响，只决定于阳极靶材元素的原子序。 应用：物质样品微区元素定性分析
现代检测技术 学院： 专业： 姓名： 学号： 指导教师： 2014年12月30日
一现代检测技术的技术特点和系统的构成 1、现代检测技术特点 （1）测量过程软件控制 智能检测系统可以是新建自稳零放大，自动极性判断，自动量程切换，自动报警，过载保护，非线性补偿，多功能测试和自动巡回检测。由于有了计算机，上述过程可采用软件控制。测量过程的软件控制可以简化系统的硬件结构，缩小体积，降低功耗，提高检测系统的可靠性和自动化程度。 （2）智能化数据处理 智能化数据处理是智能检测系统最突出的特点。计算机可以方便、快捷地实现各种算法。因此，智能检测系统可用软件对测量结果进行及时、在线处理，提高测量精度。另一方面，智能检测系统可以对测量结果再加工，获得并提高更多更可靠的高质量信息。 智能检测系统中的计算机可以方便地用软件实现线性化处理、算术平均值处理、数据融合计算、快速的傅里叶变换（FFT）、相关分析等各种信息处理功能。（3）高度的灵活性 智能检测系统已以软件工作为核心，生产、修改、复制都比较容易，功能和性能指标更加方便。而传统的硬件检测系统，生产工艺复杂，参数分散性较大，每次更改都涉及到元器件和仪器结构的改变。 （4）实现多参数检测与信息融合 智能检测系统设备多个测量通道，可以有计算对多路测量通进行检测。在进行多参数检测的基础上，依据各路信息的相关特性，可以实现智能检测系统的多传感器信息融合，从而提高检测系统的准确性、可靠性和容错性。 （5）测量速度快 高速测量时智能检测系统追求的目标之一。所谓高速检测，是指从检测开始，经过信号放大、整流滤波、非线性补偿、A/D转换、数据处理和结果输出的全过程所需要的时间。目前，高速A/D转换的采样速度在2000MHz以上，32位PC机的时钟频率也在500MHz以上。随着电子技术的迅猛发展，高速显示、高速打印、高速绘图设备也日臻完善。这些都为智能检测系统的快速检测提供了条件。（6）智能化功能强 以计算机为信息处理核心的智能检测系统具有较强的智能功能，可以满足各类用户的需要。典型的智能功能有： 1）测量选择功能 智能检测系统能够实现量程转换、信号通道和采样方式的自动选择，使系统具有对被测量对象的最优化跟踪检测能力。 2）故障诊断功能 智能检测系统结构复杂，功能较多，系统本身的故障诊断尤为重要，系统可以根据检测通道的特性和计算机本身的自诊断能力，检查个单元故障，显示故障部位，故障原因和应采取的故障排除方法。 3）其他智能功能 智能检测系统还可以具备人机对话、自校准、打印、绘图、通信、专家知识查询和控制输出等智能功能。 2、系统的构成
第一章测试 1 【单选题】(2分) 天宝的机器人全站仪S8和徕卡的测量机器人TM30，它们都是由普通（）发展而来。 A. 水准仪 B. 全站仪 C. 经纬仪 D. 其余全不是 2 【单选题】(2分) 在变形监测中，当人员不能进入或者危险情境下，以下哪种仪器设备可以发挥其很好的作用（） A. 水准仪 B. GPS C. 机器人全站仪
D. 全站仪 3 【判断题】(2分) 我国南方测绘仪器公司和日本索佳测绘仪器公司生产的全自动陀螺全站仪，是在常规经纬仪仪和陀螺仪的基础上研发出来的，这种仪器大大提高了定向的精度和速度。 A. 对 B. 错 4 【判断题】(2分) 从静态到实时动态不是现代测绘新技术的特点（） A. 错 B. 对
5 【多选题】(3分) 世界已建成和即将建成的全球卫星导航系统包括（） A. 中国的北斗系统 B. 俄罗斯的GLONASS系统 C. 美国的GPS系统 D. 欧盟的Galileo系统 第二章测试 1 【判断题】(2分) 从国际上来说，坐标系分为：地理坐标系和投影坐标系（） A. 对
B. 错 2 【单选题】(2分) 下列哪个属于投影坐标系（） A. 北京54坐标系 B. 高斯投影坐标系 C. WGS84坐标系 D. 西安80坐标系 3 【判断题】(2分) WGS84地理坐标系常采用UTM投影坐标系。（） A. 对 B.
错 4 【多选题】(3分) 在布尔沙七参数法中，用到了那几个参数（） A. 尺度参数 B. 方向参数 C. 旋转参数 D. 平移参数 5 【判断题】(2分) 在实际工作中我们需要根据不同的情况来选择最适宜的转换模型和方法来进行坐标转换。（） A. 对
现代测试技术及应用作业 学号2013010106 姓名刘浩峰 专业核技术及应用 提交作业时间2014 12 10 无损检测中的CT重建技术 1无损检测 1、1无损检测概述 无损检测就是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平,其重要性已得到公认。中国在1978年11月成立了全国性的无损检测学术组织——中国机械工程学会无损检测分会。此外,冶金、电力、石油化工、船舶、宇航、核能等行业还成立了各自的无损检测学会或协会;部分省、自治区、直辖市与地级市成立了省(市)级、地市级无损检测学会或协会;东北、华东、西南等区域还各自成立了区域性的无损检测学会或协会。 无损检测缩写就是NDT(或NDE,non-destructive examination),也叫无损探伤,就是在不损害或不影响被检测对象使用性能的前提下,采用射线、超声、红外、电磁等原理技术并结合仪器对材料、零件、设备进行缺陷、化学、物理参数检测的技术。利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化,以物理或化学方法为手段,借助现代化的技术与设备器材,对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查与测试。无损检测就是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平,无损检测的重要性已得到公认,主要有射线检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、液体渗透检测(PT)、涡流检测(ECT)、声发射(AE)与超声波衍射时差法(TOFD)。 1、射线照相法(RT)就是指用X射线或γ射线穿透试件,以胶片作为记录信息的器材的无损检 测方法,该方法就是最基本的,应用最广泛的一种非破坏性检验方法。工作原理就是射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光,当X射线或r射线照射胶片时,与普通光线一样,能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜影,由于不同密度的物质对射线的吸收系数不同,照射到胶片各处的射线强度也就会产生差异,便可根据暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。RT的定性更准确,有可供长期保存的直观图像,总体成本相对较高,而且射线对人体有害,检验速度会较慢。 2、超声波检测(UT)原理就是通过超声波与试件相互作用,就反射、透射与散射的波进行研究, 对试件进行宏观缺陷检测、几何特性测量、组织结构与力学性能变化的检测与表征,并进而对其特定应用性进行评价的技术。适用于金属、非金属与复合材料等多种试件的无损检测;可对较大厚度范围内的试件内部缺陷进行检测。如对金属材料,可检测厚度为1～2mm的薄壁管材与板材,也可检测几米长的钢锻件;而且缺陷定位较准确,对面积型缺陷的检出率较高;灵敏度高,可检测试件内部尺寸很小的缺陷;并且检测成本低、速度快,设备轻便,对人体及环境无害,现场使用较方便。缺点就是对具有复杂形状或不规则外形的试
一、填空（1分＊20=20分） 1．传感器一般由敏感元件和转换元件两个基本部分组成。有的敏感元件直接输出电量，那么二者合而为一了。 如热电偶和热敏电阻等传感器。 2．表示金属热电阻纯度通常用百度电阻表示。其定义是 100℃电阻值与 0℃电阻值之比。 3．电位器是一种将机械位移转换成电阻或电压的机电传感元件。 4．单线圈螺线管式电感传感器对比闭磁路变隙式电感传感器的优点很多，缺点是灵敏度低，它广泛用于测量大量程直线位移。 5．利用电涡流式传感器测量位移时，只有在线圈与被测物的距离大大小于线圈半径时，才能得到较好的线性度和较高的灵敏度。 6．电容式传感器是将被测物理量的变化转换成电容量变化的器件。 7．光敏三极管可以看成普通三极管的集电结用光敏二极管替代的结果，通常基极不引出，只有二个电极。 8．霍尔效应是导体中的载流子在磁场中受洛伦兹力作用，发生横向漂移的结果。 9．热敏电阻正是利用半导体的载流子数目随着温度而变化的特征制成的温度敏感元件。 10．金属电阻受应力后，电阻的变化主要由形状的变化引起的，而半导体电阻受应力后，电阻的变化主要是由电阻率发生变化引起的。 11．磁敏二极管和三极管具有比霍尔元件高数百甚至数千的磁场灵敏度，因而适于弱磁场的测量。 12．传感器的灵敏度是指稳态条件下，输出增量与输入增量的比值。 对线性传感器来说，其灵敏度是静态特性曲线的斜率。 13．用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变式传感器， 按用途划分有应变式压力传感器，应变式加速度传感器（任填两个）。 14．铂热电阻的纯度通常用电阻比表示。 15．减小螺线管式差动变压器电感传感器零点残余电压最有效的办法是 尽可能保证传感器几何尺寸、线圈电气参数及磁路的相互对称（任填两个）。 16．空气介质间隙式电容传感器中，提高其灵敏度和减少非线性误差是矛盾的， 为此实际中在都采用差动式电容传感器。 17．由光电管的光谱特性看出，检测不同颜色的光需要选用光电阴极材料不同的光电管， 以便利用光谱特性灵敏度较高的区段。 18．把两块栅距相等的光栅叠在一起，让它们刻度之间有较小的夹角，这时光栅上会出现若干条明暗相间的带状条纹，称莫尔条纹。 19．霍尔元件的测量电路中：直流激励时，为了获得较大的霍尔电势，可将几块霍尔元件的输出电压串联； 在交流激励时，几块霍尔元件的输出通过变压器适当地联接，以便增加输出。 20．磁电式传感器是利用电磁感应原理将运动速度转换成电势信号输出。 21．霍尔元件灵敏度的物理意义是：表示在单位磁感应强度和单位控制电流时的霍尔电势的大小。 二、选择题（2分＊6=12分,5、6题答案不止一个） C 1.用热电阻传感器测温时，经常使用的配用测量电路是（）。 A.交流电桥 B.差动电桥C直流电桥 C 2.当应变片的主轴线方向与试件轴线方向一致，且试件轴线上受一维应力作用时，应变片灵敏系数K的定义（）。 A．应变片电阻变化率与试件主应力之比 B. 应变片电阻与试件主应力方向的应变之比 C. 应变片电阻变化率与试件主应力方向的应变之比 D. 应变片电阻变化率与试件作用力之比； C 3.用电容式传感器测量固体或液体物位时，应该选用（）。 A．变间隙式 B.变面积 C.变介电常数式 D. 空气介质变间隙式；
现代测试技术及信号处理发展现状及趋势 曹修全 摘要：随着IT产业和通讯技术、电子技术、计算机技术的高速发展，生产设备和产品的电子化、数字化、自动化、智能化的程度越来越高，对与之配套的测试技术与信号处理技术提出了更好的要求。因此，笔者查阅了有关现代测试技术和信号处理技术的国内外文献，就现代测试技术和信号处理技术的发展现状进行概略介绍，并分析其存在的问题，进而提出了该类技术的发展趋势。 关键词：测试技术，信号处理，现状，趋势 引言 进入21世纪以来，测控技术和自动测试系统已经广泛的渗入到了生产、科研、试验活动等领域。自动测控技术已经在通信、汽车、机电、冶金、石化、建筑、纺织、电力、高等教育等众多领域[1-10]得到了广泛的应用，并与相关技术紧密集合，促进了生产力的发展。随着IT产业和通讯技术、电子技术、计算机技术的高速发展，生产设备和产品的电子化、数字化、自动化、智能化的程度越来越高，对与之配套的测试技术与信号处理技术提出了更好的要求。综合了通信技术、测量技术、电子技术、自动化技术和计算机技术于一体的广域的自动测试系统的研发，已经成了国内外知名厂家的重大课题。 现代测试技术和信号处理技术作为自动测试系统的发展基础，为了更好的发展自动测试系统，解决诸多企业当前面临的自动测试问题，有必要对现代测试技术和信号处理技术进行一个全面的了解，通过分析其发展现状，找出制约其发展的关键因素，从而为该技术的发展提出解决方案。 因此，笔者基于抛砖引玉的想法，在查阅了现代测试技术和信号处理技术相关文献[11-18]的基础上，对该技术的国内外现状进行了总结，并基于此指出了该技术在过去的发展过程中存在的问题与不足，进而提出了该技术的发展趋势。国内外发展现状 测试技术是综合了测量与试验的一门综合性技术，具体来讲它是通过技术手段获取研究对象的状态信息，以一定的精度描述和分析其运动状态，是科学研究
西华大学课程考核试题卷 （ 中考卷） 试卷编号： （ 2012__ 至 2013____ 学年 第_2___学期 ） 课程名称：现代测试技术及应用 考试时间：90 分钟 课程代码：6002699 试总分：100分 考试形式： 网络考试 学生自带普通计算器: 允许 一、判断题（本大题共10小题，每小题2分，总计20分） 1.粗大误差具有随机性，可采用多次测量，求平均的方法来消除或减少。( ) 错 2. 当计数器进行自校时，从理论上来说还是存在±1个字的量化误差。（ ）对 3.一个频率源的频率稳定度愈高，则频率准确度也愈高。（ ）错 4. 给线性系统输入一个正弦信号，系统的输出是一个与输入同频率的正弦信号（）对 5.随机误差又叫随差，随机误差决定了测量的精密度。（ ）对 6.测量系统的理想静态特性为y=Sx+S0（ ）．答案：错 7. 从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术为手段而进行的测量，即以电子科 技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和非电量进行的测量。（ ） 答案：对 8. 在进行阿伦方差的测量时，组与组之间以及组内两次测量之间必须都是连续的。 （ ）答案：错 9.反射系数、 功率、 导磁率 、信号频率均为有源量（ ）。答案：错 10. 峰值电压表按有效值刻度，它能测量任意波形电压的有效值。（ ）答案：对 二、选择题（本大题共10小题，每小题3分，总计30分） 1. 若马利科夫判据成立，则说明测量结构中含有 ____ 。 A:随机误差 B: 粗大误差 C: 恒值系差 D: 累进性变值系差 答案：D 2. 如两组测量的系数误差相同，则两组测量的 相同。 A. 精密度 B. 准确度 C. 精确度 D. 分散度 答案：A 3.在使用连续刻度的仪表进行测量时，一般应使被测量的数值尽可能在仪表满刻度值的 ____ 以上 答案：D 4.±1误差称为____。 A.最大量化误差 B.仅测频的误差 C.±1一个字误差 D.闸门抖动引起的误差 答案：A 5.仪器通常工作在（ ），可满足规定的性能。
现代道路交通测试技术 试题A----答案 一. 解：由题意频谱函数：x （ω）= dt e t x j ? +-∞ ∞ -t )(ω = dt e j ?+--2 /2 /t ττ ω =2/2/12t/ττω ω-+--j e j = () 2 /2/1ωτωτω j j e e j -- = ω 2 sin 2 ωτ =τ /2 /2sin ωτωτ ∴频谱函数虚部为0，故相频谱为0； X(0)=τωτωττ ωωω==→→2 /2 /sin lim )(lim 0 x 当ω= τ π n （n=1,2,3……）时 X （ω）=0 故幅频谱图如下： 二．解：因为信号是周期信号，可以用一个共同周期内的平均值代替整个历程的平均值 故：dt t y t x T R T T xy ? +=∞→0)()(1lim )(ττ = 1 T dt t y t x T ? -+++0 00])(sin[)sin(φθτωθω =)cos(2 1 00φωτ-y x
三．1．试述瞬态瑞雷面波无损检测基本原理及其相应的测试技术要求。 参考答案： ①基本原理：对于均匀的弹性半空间分层介质，其结构表面受到瞬态冲击作用时，将产生瞬态振动。振动组份中包括纵波、横波和瑞雷波。在一次冲击产生的波能中，瑞雷波占67%，即从一个振源向一个半无限介质表面辐射的总能量的三分之二形成瑞雷型表面波。而纵波和横波只占有少量能量；并且在表面，随着波传播距离的增大其衰减比瑞雷面波大得多。确切地说，纵波和横波引起的位移振幅沿表面随着距离的平方衰减，而瑞雷面波是随着距离的平方根而衰减，因此，在地基表面的瞬态振动中，瑞雷面波的衰减比纵波和横波衰减慢得多，瞬态表面波主要是由瑞雷波组成。我们通过一系列的关系可以得出，利用瞬态瑞雷面波的传播速度和频率可以确定不同介质的穿透深度。 ②技术要求：检测系统设计是否合理、仪表选型与安装是否符合要求，是保证质量检测精度和可靠性的关键，对其各组成部分有相应的技术要求。 1）．激振部分——力锤的选择 它是整套测量系统的前哨，对路面冲击信号的产生和冲击响应信号的正确检取，是系统准确测试的基本保证。预先应根据检测深度做一些力锤冲击试验，以选择合理的力锤重量或合适材料的锤头。使瞬态冲击施加于路面表面后，能产生一组具有不同频率的瑞雷面波在介质中传播。 2）．垂向检波器的选型 垂向检波器选用压电式加速度传感器。 对于层状路面结构来说，一般选择小冲击源作为振源，使其产生具有丰富频率的瑞雷面波沿地表一定深度向四周传播。对于高频短波长的波来说，选择加速度传感器，因为它具有频率范围宽，对冲击振动的频响特性好等特点。如检测像硅酸盐、水泥混凝土和沥青混凝土路面的刚性层状体系时需要选择加速度传感器。 速度、位移传感器一般不用作冲击测量。另外，正确选定压电式加速度传感器的型号也是十分重要的（必须考虑它的频率范围、动态范围、灵敏度等主要特征参数是否符合测试精度要求）。 3）．安装位置的确定 测试前，应对现场路面进行调查，确定检测点，并合理布置。一般两个垂向检 波器之间的距离应视测试的路面深度而定，通常应使两个间距大于路面深度的一半以上，并且取振源到最近的传感器的距离等于两传感器之间的距离。 4）．连接导线选择 仪器之间的连接导线应尽量短，且记不应将各种导线混合使用，尽量选择相同线种，且忌抖动，以免引起现场测量不稳定。 四． 参考答案：令SAM(t)=Х(t)﹡cos ω0t,则SAM(t)的傅立叶变换为 SAM(ω)= ? ∞ ∞ - Х(t)﹡cos ω0t*e t j ωdt=1/2[X(ω+ω0)+X(ω-ω0)]
第1 5章现代检测新技术 15.1虚拟仪器 15.1.1虚拟仪器的概念 一、测量仪器发展的四个阶段 1、模拟仪器一一借助表头指针来显示测量结果 2、数字化仪器一一以数字方式显示测量结果 3、智能仪器一一内置微处理器，既能进行自动测试又具有一定的数据处理功能 4、虚拟仪器一一用计算机软件和仪器软面板实现仪器的测量和控制功能。 虚重要方向 15.1.2虚拟仪器的组成特点 一、仪器最基本的组成模块 1、输入模块 2、输出模块 3、数据处理模块 二、虚拟仪器的组成特点 1、软件和硬件功能的模块化 利用软件对若干功能模块进行组态，以模拟一个或多个传统仪器及其功能。 2、软件和硬件功能的分层图15- 1 —1 具备所需完整功能的顶层虚拟仪器是一个包含所有应用功能的子虚拟仪器的集合，而每台虚拟仪 器功能的差异就在于这个集合中的元素各不相同。 3、仪器功能的软件化 在计算机屏幕上形成软面板不仅能够在外观和操作上模仿传统仪器，而且还可以 根据需要通过软件来选择仪器的功能设置和改变面板的控制方式。 15.1.3虚拟仪器的体系结构图15—1 —2 一、虚拟仪器硬件 1、插入式数据采集（简称DAQ）卡 2、VXI总线 二、应用软件的主要作用：
1、 提供集成的开发环境、 2、 提供仪器硬件的高级接口 （仪器驱动程序） 3、 提供虚拟仪器的用户接口。 15.2网络化仪器和网络化传感器 15.2.1网络化仪器的概念 网络化仪器一一具备网络功能的新型仪器： 1、 被测对象可通过测试现场的普通仪器设备，将测得数据 （信息）通过网络传输给异地 的 精密测量设备或高档次的微机化仪器去分析、处理； 2、 能实现测量信息的共享； 3、 可掌握网络节点处信息的实时变化的趋势。 4、 可通过具有网络传输功能的仪器将数据传至原端即现场。 15.2.2基于现场总线技术的网络化测控系统 一、 现场总线 是用于过程自动化和制造自动化的现场设备或仪表互连的现场数字通信网络， 二、 基于现场总线的仪表单元的优点 1） 彻底网络化 2） 一对N 结构 3） 可靠性高 4） 操作性好 5） 综合功能强 6） 组态灵活 基于现场总线的FCS 系统已有逐步取代 DCS 的趋势。 15.2.3面向In ternet 的网络测控系统 网络化仪器设备充当着网络中独立节点的角色， 信息可跨越网络传输至所及的任何领 域，可实现实时、动态（包括远程）的在线测控。 15.2.4网络化传感器 用户 「週氏系统 决AS 麻簟卜 、用F Inlemc 我讓乐氓 监控评珅垂址 Ml 均级网勺 仪应单兀1牧丧单兀2 I 址场戎期 淵令議统 Iril-rr.-Ll 用户 仪左他元1][仪农鲍朮』
现代检测技术 姓名: 周慧慧 学号: 124056 任课老师: 冯晓明 现代检测技术 一、概述
随着现代科学技术的不断发展、社会的日益进步, 现代化生产的规模越来越大, 管理的形式和方式趋于多样性, 管理也更加科学, 人们对产品的产量和质量的要求也越来越高, 这就导致常规的检测参数、检测手段、检测仪表难以满足现代生产和生活的需求。从一般的单参数测量到相关多参数的综合自动检测, 从一般的参数量值测量到参数的状态估计, 从确定性测量到模糊的判断等, 已成为当前检测领域中的发展趋势, 正受到越来越广泛的关注, 从而形成了各种新的检测技术和新的检测方法, 这些技术和方法统称为现代检测技术。 二、传感器的基本原理及检测技术的特点 利用某种转换功能, 将物理的、化学的、生物的等外界信号变成可直接测量的信号的器件称为传感器。由于电信号易于放大、反馈、滤波、微分、存储和远距离传输, 加上计算机只能处理电信号, 因此, 从狭义上说, 传感器又能够定义为可唯一而重视性好的将外界信号转换成电信号的元器件; 从广义上讲, 传感器就是能感知外界信息并能按一定规律将这些信息转换成可用信号的装置; 简单说传感器是将外界信号转换为电信号的装置。因此它由敏感元器件( 感知元件) 和转换器件两部分组成, 有的半导体敏感元器件能够直接输出电信号, 本身就构成传感器。敏感元器件品种繁多, 就其感知外界信息的原理来讲, 可分为: ①物理类, 基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。②化学类, 基于化学反应的原理。③生物类, 基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。一般据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类。 检测技术的特点能够归纳为: (1)从待测参数的性质看, 现代检测技术主要用于非常见的参数的测量, 对于这些参数的测量当前还没有合适的传感器对应, 难以实现常规意义的”一一对
《现代检测技术》综述 前言: 随着现代科学技术的不断发展、社会的日益进步，现代化生产的规模越来越大，管理的形式和方式趋于多样性，管理也更加科学，人们对产品的产量和质量的要求也越来越高，这就导致常规的检测参数、检测手段、检测仪表难以满足现代生产和生活的需求。从一般的单参数测量到相关多参数的综合自动检测，从一般的参数的量值测量到参数的状态估计，从确定性的测量到模糊的判断等等，已成为当前检测领域中的发展趋势，正受到越来越广泛的关注，从而形成了各种新的检测技术和新的检测方法，这些技术和方法统称为现代检测技术。 检测的发展和现代检测技术： 检测是指在各类生产、科研、试验及服务等各个领域，为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时或非实时地对一些参量进行定性检查和定量测量，而工业化的发展则对传统的检测提出了更高的要求，为了保证生产过过程能正常、高效、经济的运行，严格控制生产过程中某些重要的工艺参数（如温度、压力、流量等）进行严格的控制，基于这样的理念现代检测呼之欲出。 1 检测的发展： 检测技术是20世纪六十年代发展起来的一门具有广泛应运价值的交叉学科，发展过程经历了三个阶段。 (1)第一阶段是依靠人工为主。通过专家现场获取设备运行时的感观状态，感知异常的震动、噪声、温度等信息，凭经验确定可能存在何种故障或故障隐患。 (2)第二阶段是信号分析监测与诊断阶段。随着传感器技术、测量技术以及分析技术的发展，状态监测逐步发展为依靠传感器和测量仪器获取设备的工作参数(如频率、振幅、速度、加速度、温度等参数)，通过与正常工作状态下的参数进行对比，确定故障点或故障隐患点。 (3)第三阶段是现代化状态监测与故障诊断阶段。随着信号处理技术、软测量技术、计算机技术和网络技术的发展，状态监测与故障诊断技术也发展到计算机时代，数据采集工作站采集现场的各种传感器信号，通过计算机网络将数据发送到远程的监测与诊断工作站，利用各种信号处理技术和分析软件对设备状态进行监测。 2 现代检测 2.1现代检测技术 现代测试技术是一门交叉性学科，是自动化、电子信息工程、电气自动化、机电一体化等专业的专业基础课程。 尽管现代检测仪器和检测系统的种类、型号繁多，用途、性能千差万别，但它们的作用都是用于各种物理或化学成分等参量的检测，其组成单元按信号传输的流程来区分：通常由各种传感器（变送器）将非电被测物理或化学成分参量转化成电信号，然后经信号调理、数据采集、信号处理后显示并输出，由以上设备以及系统所需要的交、直流稳压电源盒必要的输入设备便组成了一个完整的检测系统，涉及内容主要包括传感器原理与技术、信号调理、数据采集、信号处理、
第一章 1. 5大热功量：温度、压力、物位、流量、成分 2.传感器：能把外界非电信息转换成电信号输出的装置。能把被测非电量转换为可用非电量的装置为敏感器。异同：敏感器与传感器虽然都是对被测非电量进行转换，但敏感器是把被测非电量转换为可用非电量，而不是象传感器那样把非电量转换成电量。理论上讲，M 种敏感器，N 种传感器和3种仪表电路的排列组合可产生出（M*N*3）种非电量检测仪表。 3. 非电量电测法有哪些优越性。 答：1）便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器量程。2）电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，具有很宽的频带。3）把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。4）把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。 4. 常见的检测仪表有哪几种类型？画出其框图，简述其工作原理。 答：普通模拟式检测仪表、普通数字式检测仪表、微机化 在整个测量过程中，只是模拟量之间发生转换。测量结果用指针相对标尺的位置来表示。 二、普通数字式检测仪表 （a ）模数转换式――模拟测量电路把传感器输出的电量转换成直流电压信号，A/D 转换器把直流电压转换成数字，最后由数字显示器显示出来 (b) 脉冲计数式――信号放大整形后，由计数器进行计数最后由数字显示器显示出来 三、微机化检测系统 传感器将被测非电量转换成电量，测量通道对传感器信号进行调理和数据采集，转换成数字信号，送入微机进行必要处理后，由显示器显示出来并记录下来。 第4章 2、有源电桥―电桥输出电压U0与传感器电阻相对变化R R ?成线性关系02E R U R ?=- ? 4、为什么线绕式电位器容易实现各种非线性特性而且分辨力比非线绕式电位器低? 答：由线绕式电位器可见，只有当电刷的位移大于相邻两匝线圈的间距时，线绕式电位器的电阻才会变化一个台阶。而非线绕式电位器电刷是在电阻膜上滑动，电阻呈连续变化，因此线绕式电位器分辨力比非线绕式电位器低。 5、电阻应变片的灵敏系数比应变电阻材料本身的灵敏系数小吗?为什么? 答：应变片的灵敏系数k 是指应变片的阻值相对变化与试件表面上安装应变片区域的轴向应变之比称为，而应变电阻材料的应变灵敏系数k0是指应变电阻材料的阻值的相对变化与应变电阻材料的应变之比。实验表明：k ＜k0，除了黏结层传递应变有损失外，另一重要原因是存在横向效应的缘故。 6、热电阻与热敏电阻的电阻—温度特性有什么不同? 答：热电阻：金属的电阻率随温度的升高而升高，从而使金属的电阻也随温度的升高而升高，金属热电阻的电阻温度系数为正值。热敏电阻的电阻温度系数分为三类：(1)负温度系数 (2)正温度系数 (3)临界温度系数 7、为什么气敏电阻都附有加热器? 答：气敏电阻都附有加热器，以便烧掉附着在探测部位处的油雾、尘埃，同时加速气体的吸附，从而提高元件的灵敏度和响应速度。半导瓷气敏电阻元件一般要加热到200℃～400℃。 8、自感式传感器有哪些类型?各有何优缺点? 答：自感传感器有三种类型：变气隙式、变面积式和螺管式。变气隙式灵敏度最高，但非线性严重，示值范围只能较小，自由行程受铁心限制，制造装配困难。变面积式和螺管式的优点是具有较好的线性，示值范围大些，自由行程可按需安排，制造装配也较方便。此外，螺管式与变面积式相比，批量生产中的互换性好。 9、试比较差动自感式传感器与差动变压器式传感器的异同? 答：差动自感式传感器与差动变压器式传感器的相同点是都有一对对称的线圈铁心和一个共用的活动衔铁，而且也都有变气隙式、变面积式、螺管式三种类型。不同点是，差动自感式传感器的一对对称线圈是作为一对差动自感接入交流电桥或差动脉冲 调宽电路，将衔铁位移转换成电压。而差动变压器式传感器的是作为变压器的次级线圈，此外，差动变压器式传感器还有初级线圈（差动自感式传感器没有）。 10、试说明图４－３－１１电路为什么能辨别衔铁移动方向和大小?为什么能调整零点输出电压? 答：图(a)和图(b)的输出电流为Iab=I1-I2，图(c)和图(d)的输出电压为Uab=Uac-Ubc 。当衔铁位于零位时，I1＝I2,Uac=Ubc ，故Iab=0,Uab=0;当衔铁位于零位以上时，I1>I2，Uac>Ubc ，故Iab>0，Uab>0;当衔铁位于零位以下时，I1