1、3 檢測技術(shù)及方法分析檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng)自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版第二版化學(xué)工業(yè)出版社化學(xué)工業(yè)出版社自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社Contents3.1 檢測方法及其基本概念3.2 檢測系統(tǒng)模型與結(jié)構(gòu)分析3.3 提高檢測精度的方法3.4 多元化檢測技術(shù)自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社檢測及控制裝置與檢測及控制裝置與外界環(huán)境之間的三種界面關(guān)系外界環(huán)境之間的三種界面關(guān)系自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社v 傳感器的分類方法： 1）檢測對象：溫度、壓力、位移 2）傳感原理或反應(yīng)效應(yīng)：光電、壓電、熱阻 3）傳感器材料：半

2、導(dǎo)體、有機、無機、生物材料 4）應(yīng)用領(lǐng)域：化工、紡織、造紙、電力、家電、交通 5）反應(yīng)形式或能量供給方式：能動被動，能量變換能量控制 6）輸出信號形式：模擬量，數(shù)字量自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.1.1 開環(huán)型檢測與閉環(huán)型檢測開環(huán)型檢測與閉環(huán)型檢測自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.1.2 直接檢測與間接檢測直接檢測與間接檢測自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.1.3 絕對檢測與比較檢測絕對檢測與比較檢測自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.1.4 偏差法與零位法偏差法與零位法v 偏差法： 開環(huán)，增益大 彈簧秤檢測重量v 零位

3、法： 反饋型閉環(huán) 天平自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.1.5 強度變量檢測與容量變量檢測強度變量檢測與容量變量檢測v 強度變量：壓力、溫度、電壓等表示作用的大小，與體積質(zhì)量無關(guān)。v 容量變量：長度、重量、熱量等與占據(jù)空間相關(guān)，與體積質(zhì)量成比例。輸入輸出端的強度變量輸入輸出端的強度變量與容量變量與容量變量信號變量（粗箭頭）與信號變量（粗箭頭）與誤差變量（細箭頭）誤差變量（細箭頭）自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.1.6 微差法微差法v 測量被檢測量與已知量的差值。 游標卡尺自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.1.7 替換法替換法v 置換被測物

4、與標準比較物的主次或先后順序自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.1.8 能量變換與能量控制型檢測元件能量變換與能量控制型檢測元件v 能量變換型檢測： 輸出信號的能量是傳感器吸收的能量的一部分，輸入信號的能量部分轉(zhuǎn)換成輸出信號 太陽能電池、熱電偶v 能量控制型檢測： 被檢測量控制了從電源轉(zhuǎn)向輸出信號的能量的流動 光敏電阻、熱敏電阻自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.1.9 主動探索與信息反饋型檢測主動探索與信息反饋型檢測v 根據(jù)探索行為所逐一得到的檢測結(jié)果來判斷被檢測對象的性質(zhì)及狀態(tài)，并重復(fù)進行探索，深入掌握其狀態(tài)。各種主動探索與信息反饋檢測的形態(tài)各種主動探索與信

5、息反饋檢測的形態(tài)自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.2.1 檢測系統(tǒng)的基本功能檢測系統(tǒng)的基本功能1信號轉(zhuǎn)換與信號選擇2基準保持與比較3顯示與操作自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.2.2 信號轉(zhuǎn)換模型與信號選擇性信號轉(zhuǎn)換模型與信號選擇性v 1）信號轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型： 獨立的輸入變量： 從屬的輸出變量： 內(nèi)部變量： 系統(tǒng)狀態(tài)方程： 標定：檢測：12,ru uu12,my yy12,nx xx12121212,;,;,iinrjjnrxgx xx u uuyfx xx u uuuyyu自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.2.2 信號轉(zhuǎn)換模型與信號選擇性

6、信號轉(zhuǎn)換模型與信號選擇性v 2）信號選擇性： 選擇必要信號，消除其他變量的影響，提高檢測精度自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.2.3 檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析v 傳感器的輸入信號，除被檢測參數(shù)外，還有其他未知參數(shù)或干擾參數(shù)，因此，一般傳感器可視為多輸入單輸出系統(tǒng)傳感器的多輸入單輸出形式傳感器的多輸入單輸出形式自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.2.3 檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析v 3.2.3.1 補償結(jié)構(gòu)基本補償結(jié)構(gòu)基本補償結(jié)構(gòu)自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.2.3 檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析v 3.2.3.

7、2 差分結(jié)構(gòu) 利用了對稱與反對稱的輸入輸出特性。差動結(jié)構(gòu)示意差動結(jié)構(gòu)示意自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.3.1 時域信號選擇方法時域信號選擇方法v 1）基于同步加算的去噪方法v 2）基于響應(yīng)速度的分離方法基于同步加算的去噪結(jié)果基于同步加算的去噪結(jié)果自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.3.2 頻域信號選擇方法頻域信號選擇方法v 1）濾波放大與調(diào)頻放大方法 信號和噪聲所占有的頻率段不同調(diào)頻帶通放大原理調(diào)頻帶通放大原理自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.3.2 頻域信號選擇方法頻域信號選擇方法v 2）陷波放大方法 噪聲信號頻帶非常窄自動檢測技術(shù)及儀

8、表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.3.2 頻域信號選擇方法頻域信號選擇方法v 3）鎖定放大方法 微弱信號埋沒在噪聲中時，主動調(diào)制信號、抑制噪聲基于鎖定放大器的微弱信號檢測原理基于鎖定放大器的微弱信號檢測原理自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.4.1 多元檢測與檢測方程式多元檢測與檢測方程式v 被檢測量為，傳感器輸出為 ，多元檢測可以用聯(lián)立檢測方程式表示：v 線性，非線性1,nXxx1,nYyy1,iinyfxxYHX自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.4.2 多元復(fù)合檢測多元復(fù)合檢測v 若被檢測量有n個，那么最少需要n個獨立的檢測方程式。v 獨立的檢測方程式個

9、數(shù)不夠時，可以給未知參數(shù)加上已知量，采用同一檢測原理，構(gòu)成另一檢測方程。v 例：吹氣式液位檢測 通過測量導(dǎo)管內(nèi)的壓力進而檢測液位吹氣式液位計的復(fù)合檢測原理吹氣式液位計的復(fù)合檢測原理自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.4.3 多元識別檢測多元識別檢測v 例：多傳感器氣體成分分析v 以金屬氧化物半導(dǎo)體膜為主v 對多成分氣體的反應(yīng)交叉靈敏性是非線性的多傳感器氣體成分分析系統(tǒng)及多元膜傳感器多傳感器氣體成分分析系統(tǒng)及多元膜傳感器自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.4.3 多元識別檢測多元識別檢測v 用反應(yīng)標準模式標定 特征提取，模式識別多傳感器陣列的反應(yīng)模式多傳感器陣列的反應(yīng)模式自動檢測技術(shù)及儀表控制系統(tǒng) 第二版化學(xué)工業(yè)出版社3.4.4 構(gòu)造化檢測構(gòu)造化檢測v 例：構(gòu)造光檢測物體