自動檢測或自動控制系統(tǒng)與外界的信息界面關(guān)系有三種情況：獲取檢測對象所處狀態(tài)的傳感器，以及控制并調(diào)節(jié)對象狀態(tài)的執(zhí)行器。圖3-1檢測與控制儀器與外界環(huán)境之間的三種界面3.檢測技術(shù)及方法分析操作人員與儀器裝置之間的界面。監(jiān)控儀器與其他系統(tǒng)之間的信息往來。蹄錨粹擲雛臺甘釘伏繩戊蜜餐特入贅約庚銥掇涯睦萬時乓泊謅鎊閣避酌碳自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/20241自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析

傳感器是所有被測對象信息的輸入端口。

傳感器的作用是感受被測量的變化，直接從對象中提取被測量的信息，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的輸出信號，即完成信號的檢測與轉(zhuǎn)換，是整個系統(tǒng)中的關(guān)鍵。相當于人體的感覺器官，可以把非電量轉(zhuǎn)換成電信號。如溫度計：溫度→位移。傳感器的好壞直接影響儀表的質(zhì)量，對它的要求有：準確性：輸出準確反映輸入，輸出、輸入之間是嚴格的單值關(guān)系，即只有被測量才對傳感器有作用。穩(wěn)定性：輸入和輸出之間的單值關(guān)系不隨時間和溫度變化，受外界其它因素干擾的影響小。靈敏性：較小的輸入量就有較大的輸出信號。其它：經(jīng)濟性、耐腐蝕性、低能耗等。實際使用時還應(yīng)考慮的有體積小、價廉、易于維修更換等曰捷畜盤舉丟限破繁撣項功雕尚事見陛衰痢井痰鼓垣娩幫帚趴嫂埠您攻孝自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/20242自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析傳感器的種類千差萬別，傳感器的分類方法有很多種：根據(jù)檢測對象分類，如溫度、壓力、位移等。從傳感器原理或反應(yīng)效應(yīng)分類，如光電、壓電等。根據(jù)傳感器的材料分類，如導(dǎo)電體、半導(dǎo)體等。按應(yīng)用領(lǐng)域分類，如化工、紡織、造紙、環(huán)保等5.按輸出信號形式分類，如模擬和數(shù)字式等。6.按反映形式或能量供給方式分類，如能動型和被動型、能量變換型和能量控制型等。能動型：依據(jù)敏感元件材料本身的物理、化學性質(zhì)的變化實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換，如水銀溫度計。被動型：依據(jù)傳感器結(jié)構(gòu)參量變化而實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換，如電容式位移傳感器。能量轉(zhuǎn)換型：直接由被測對象輸入的能量使其工作的，如熱電偶溫度計和彈性壓力計。能量控制型：由外界輔助能量使其工作的，如電阻應(yīng)變計，電阻接于電橋上?；床阎毙厍饟E廟摳冷漬莊鈉臟來熾甭渦譯誘爪么低薔訖舍狹的攆噬自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/20243自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析檢測方法及基本概念----開環(huán)型檢測與閉環(huán)型檢測、直接檢測與間接檢測、絕對檢測與比較檢測、偏差法與零位法、強度變量檢測與容量變量檢測、微差法、替換法、能量變換型與能量控制型檢測及主動探索與信息反饋型檢測檢測系統(tǒng)的模型與結(jié)構(gòu)分析----檢測系統(tǒng)的基本功能、模型與結(jié)構(gòu)提高檢測精度的方法----時域信號選擇法和頻域信號選擇法多元化檢測技術(shù)----多元復(fù)合檢測、多元識別檢測、多傳感器融合檢測、構(gòu)造化檢測、多點時空檢測主要內(nèi)容：咨扶貢厄懸睹劃映性勃完幾杭犧揮聳識凈綏章境傈棉掃纂猩節(jié)瞥跌滲辣嗆自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/20244自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析3.1.檢測方法及基本概念 只有傳感器并不等于具有完備的檢測技術(shù)或方法。除了傳感器之外還需要一定的檢測結(jié)構(gòu)，用于有選擇地實現(xiàn)信號轉(zhuǎn)換。檢測技術(shù)理論就是針對復(fù)雜問題的檢測方法、檢測結(jié)構(gòu)以及檢測信號處理等方面進行研究的一門綜合性科學。 檢測技術(shù)與方法中有許多基本概念。為比較起見，下面分別解釋成對的一些概念。

開環(huán)型檢測與閉環(huán)型檢測、直接檢測與間接檢測、絕對檢測與比較檢測、偏差法與零位法、強度變量檢測與容量變量檢測、微差法、替換法、能量變換型與能量控制型檢測及主動探索與信息反饋型檢測誨苔腺摩氫陀糾污樞八談處石佃儲詹拳髓腫慌借衍堯秧盯繪冬痞容寇絡(luò)重自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/20245自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析一、開環(huán)型檢測與閉環(huán)型檢測 開環(huán)型檢測系統(tǒng)如圖(a)所示。一般由傳感器、信號放大器、轉(zhuǎn)換電路、顯示器等串聯(lián)組成。 閉環(huán)型檢測系統(tǒng)如圖(b)所示。正向通道中的變換器通常是將被測信號轉(zhuǎn)換成電信號，反向變換器則將電信號變?yōu)榉请娦盘?。對象信息處理器傳感器輸?a)+反變換器變換器放大器被測量輸出-(b)平衡式儀表及檢測系統(tǒng)一般采用這種結(jié)構(gòu)握苑漱獅口貸牢份嬌簽統(tǒng)跋欺到忿兆懈泳匙恫境菊百森駱輯惡藝派勝衙漁自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/20246自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析二、直接檢測與間接檢測 與同類基準進行簡單的比較，就能得到測量值的檢測方法稱為直接檢測。比如：用電壓表測電壓、溫度計測溫度等。直接測量一般可以直接讀出被測量的量值。

間接檢測就是測量與被測量有一定關(guān)系的2個或2個以上物理量，然后再推算出被測量。比如，測量電流和電阻求電壓、v=L/t。間接測量需要進行2次以上的測量，一般要分析誤差的傳遞。擻棟潤歧肚陀閹命注咽眷礫烤蕪袁燼價猶廖咆吩晝淳酞浙差乃礦創(chuàng)渭大絢自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/20247自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析三、絕對檢測與比較檢測

絕對檢測是指由基本物理量測量而決定被測量的方法。例如，用水銀壓力計測壓力時，從水銀柱的高度、密度、和重力加速度等基本量測量決定壓力值。 與同種類量值進行比較而決定測量值的方法稱為比較檢測方法。如用彈簧管壓力計測量壓力時，要用已知壓力校正壓力計的刻度，被測壓力使指針擺動而指示的壓力是通過比較或校正得出的。茬溝疲南酶紅燕穴沁統(tǒng)慚埋耿椒譚鎂跳嗣誠碰氛膠紛筆酷慫遁終荒籽嘶細自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/20248自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析四、偏差法與零位法

偏差法也叫非零檢測法。一般都是開環(huán)型結(jié)構(gòu)，增益大。結(jié)構(gòu)簡單，測量結(jié)果直觀。如彈簧秤稱重信號轉(zhuǎn)換需要的能量要從被測對象上獲得。這樣，會使檢測儀器的狀態(tài)發(fā)生變動。例如，用接觸式溫度計測量溫度，熱量會被溫度計吸收這種開環(huán)檢測對排除干擾很不利。

零位法是反饋型閉環(huán)檢測方法。采取與同類的已知量取平衡的方法進行測量。如用天平測量質(zhì)量。零位法的平衡操作絕大多數(shù)已經(jīng)完全自動化。電位差計、平衡電橋等。矽出咨癌錯把凍獸遵遙牛錠汁熾凝滾惟母鉚瞞速嚼傷咯炭臍凌替希振拷黔自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/20249自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析五、強度變量檢測與容量變量檢測 被測物理量中，有強度變量與容量變量之分。如壓力、溫度、電壓等表示作用的大小，與體積、質(zhì)量無關(guān)的，稱作強度變量。 而像長度、重量、熱量、電流等與占據(jù)空間相關(guān)，與體積、質(zhì)量成比例關(guān)系的，是容量變量。 一般在傳感器的輸入輸出端分別存在成對的強度變量與容量變量，它們的乘積分別表示傳感器的輸入、輸出能量。謙桐飼娥柳進填列妄妝浪謾捐綠焚拍俺脫碳考跺較貍丙鞘磁計坍涉跳帚署自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202410自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析 以熱電偶測溫為例，溫度差即強度變量是輸入信號，輸出信號是熱電勢，也是強度變量。輸入端的容量變量是熱流，輸出端的容量變量是電流。如圖3-4所示。熱電偶熱流溫度差電流熱電勢圖3-4 熱流和電流都不是熱電偶的輸入輸出變量。但是它們都對檢測系統(tǒng)有影響：熱流是從被測物體流向檢測系統(tǒng)的。被檢測物體的熱容量過小或檢測系統(tǒng)的熱容過大，都將使被測物溫度發(fā)生變化而產(chǎn)生誤差。同時，輸出端電路里有電流流動，受內(nèi)阻影響輸出信號的電壓有所降低，也會造成系統(tǒng)誤差?？褭焕w氫搬待秦拖溢茂槽淪獄翹剿參此友余賒羨兢稗淡柑癢痙曰蓖鱉迎自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202411自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析+-被測物熱電偶示意圖環(huán)境峽錨審撰茫殉窩屬制刮鉚岡粉賴逛映膛氖撤憫祝島收貉朗丁疹慣戴寓藐予自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202412自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析

強度變量與容量變量是在檢測系統(tǒng)的輸入輸出端共軛存在的變量。一方傳遞信息的同時，另一方總是直接或間接地與誤差有關(guān)。為了使測量不影響被測對象的狀態(tài)，而且減少測量誤差，需盡量抑制共軛變量的影響。 六、微差法

此方法是測量被測量與已知量的差值。差值通常較小，可以提高檢測精度。如游標卡尺。這是利用主尺與游標刻線的微差提高測量精度的方法 七、替換法

由于系統(tǒng)誤差的存在，當把被測物與標準比較物的主次或先后順序置換過來時，可以排除測量過程中因順序所造成的誤差影響。例如，改變天平放砝碼托盤的左右位置，兩次測量質(zhì)量取平均值求得被測量的比較準確的質(zhì)量。 街溶耶檀瘸達臼菏欠咽呼券凋刨萌身線紅瑯曉窿逸醒鈾辟與濁猶痔謾全筒自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202413自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析01cm游標卡尺示意圖主尺游標01cm00.9cm分度值（分辨率）0.1mm被測尺寸的小數(shù)部分為4×0.1=0.4mm弟門暗繡岳猛謗榆襟想膨乎娥蔣酵來德耽臭某仁遲借拾焙壽專負孔拱輿渴自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202414自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析八、能量變換與能量控制型檢測元件

這是根據(jù)傳感元件的能量供給方式來劃分的。如太陽能電池作為光傳感器、熱電偶作為溫度傳感器使用時，輸出信號的能量是傳感器吸收的光能、熱能的一部分，由于輸入信號的能量的一部分轉(zhuǎn)換成輸出信號，所以稱作能量變換型檢測。光敏電阻、熱敏電阻分別在光照、熱輻射的條件下，電阻值發(fā)生變化，這種類型的傳感器的輸出信號能量不是來自光源或熱源，而是檢測阻值變化的電路電源提供的。此時，可以看作是被測量控制了從電源轉(zhuǎn)向輸出信號的能量的流動。所以稱為能量控制型檢測。偶冊端俺嘛骯丙桔專企硼蚜享漾娛烤哼囪魯恢氫蔣累窿凋把硼殊裸用顴穢自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202415自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析九、主動探索與信息反饋型檢測隨著智能化檢測的發(fā)展，出現(xiàn)了帶有探查和信息反饋功能的主動檢測方式。 主動探索檢測的信息反饋有多種形式：反饋給信息處理部，如神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)學習等處理；反饋給傳感器，如改變傳感器的工作溫度，使傳感器的靈敏度提高或改變量程等；反饋給被測對象，如調(diào)整其位置，姿態(tài)，使檢測結(jié)果具有確定性。例如在檢測氣體濃度時，首先要觀測隨檢測裝置移動的濃度值的變化，探索濃度最大值的空間位置，然后輸出檢測結(jié)果被測對象檢測結(jié)果單傳感器或多傳感器信息處理菱琢翌峨玄伙泥氈筐肖誤先捌茬檻中擂啼騷稻潭逃祁馮武族汗哉災(zāi)咎吻敏自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202416自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析3.2.檢測系統(tǒng)模型與結(jié)構(gòu)分析檢測系統(tǒng)的基本功能----信號轉(zhuǎn)換與信號選擇、基準保持與比較、顯示與操作信號轉(zhuǎn)換模型與信號選擇性檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析----差分式、補償式和調(diào)制式

內(nèi)容：彪琉值漚萄接陡也腹自粘寒彤夕銻偶皖蔫苛性豐叉漳窟稅盒栗誅偶搭廖扦自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202417自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析一、檢測系統(tǒng)的基本功能 檢測系統(tǒng)的基本功能可總結(jié)為：信號轉(zhuǎn)換與信號選擇、基準保持與比較、顯示與操作三大部分。

測量是把被測量與同種類單位量進行比較，以數(shù)值表示被測量大小的過程。因此，檢測儀表中必須具有基準保持部位。

下面從信號轉(zhuǎn)換的數(shù)學模型入手，分析信號選擇的意義，再對一些檢測結(jié)構(gòu)進行分析。側(cè)放問住洱肇舔往酬堡胸慈破糟該爪刺媒熒籮秘底飽主瘸繪陷賞歧新暮響自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202418自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析二、信號轉(zhuǎn)換模型與信號選擇性 1.信號轉(zhuǎn)換的數(shù)學模型 設(shè)檢測系統(tǒng)獨立的輸入變量為u1,u2,…,ur，輸出變量為y1，y2，…，ym，系統(tǒng)內(nèi)部變量為x1，x2，…，xn，系統(tǒng)的狀態(tài)方程為：標定是改變輸入量u，記錄輸出量y的過程。檢測是在標定的基礎(chǔ)上由y求u的解逆問題的過程。檢測系統(tǒng)信號轉(zhuǎn)換的基本條件：變換特性能用簡單公式描述或輸入與輸出之間的關(guān)系確定。證下瞳像潦婪敵嘎維駒昆繹疫釜哈瘁矗硝扦宰科昌娩摔崇步擔灑耳貓遭仁自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202419自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析設(shè)u1為被檢測量（輸入信號），y1為測量值（輸出信號）時則代表了u1→y1的檢測方程特性。如果把上式所示的信號轉(zhuǎn)換關(guān)系看成是u1與y1單變量模型時，這個函數(shù)必須是一對一的，所以要固定u1以外的變量，或者使其他變量不影響y1。 2.信號選擇性設(shè)計檢測系統(tǒng)時要選擇必要的信號，消除其他變量的影響，以提高檢測精度。這是一種在成本、開發(fā)周期等經(jīng)濟條件和時間條件的制約下的優(yōu)化選擇問題，從許多檢測系統(tǒng)中可以發(fā)現(xiàn)信號變換特性與信號選擇特性之間優(yōu)化結(jié)合的例子。

以金屬絲的電阻值變化為例，它與金屬種類、純度、形狀、溫度有關(guān)。當用作熱電阻測溫時，選擇其溫度變化的特性，而要防止變形影響；當用作應(yīng)變測量時，則選擇其形狀變化的特性，而要設(shè)計抵消溫度影響的檢測結(jié)構(gòu)。

有時還可以主動地控制其他變量的影響。如熱式質(zhì)量流量計，空氣流從熱金屬線上帶走的熱量和熱線溫度有關(guān)，但加熱電流和熱線溫度不能同時變化，可以采用控制熱線通電電流而檢測溫度的方法，還可以采用控制熱線溫度而檢測電流值的方法。間但徒襄擱發(fā)罪疆直跋疹屁禮哇棚酸餡書秦緘至沉屹蘸攘村誰南鼎梭漂訪自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202420自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析 一個傳感器的輸入信號，除被測參數(shù)以外，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)，如圖3-6所示。為減小和消除這些多余信號，實際上常常采取一些特殊結(jié)構(gòu)。傳感器輸入量輸出量x1x2x3y圖3-6傳感器的多輸入單輸出形式三、檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析誠鼓缸頗葉呢偷疙蘊安鐵宗潮妊由割跺郝菊菠湘姨灑矽陽知疊僧呢氦芝蒙自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202421自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析 設(shè)被檢測量為u1，干擾量為u2，傳感器A為測量用傳感器，同時受u1、u2的作用，在u1、u2有微小變化的前后，輸出信號分別為：yA=fA(u1，u2)→yA=fA(u1+△u1，u2+△u2)。

傳感器B為補償用傳感器，受干擾量u2及其微小變化的影響。在固定u1時，輸出分別為：

yB=fB(u1，u2)→yB=fB(u1，u2+△u2)。 1.補償結(jié)構(gòu)扳痢燭侶例例秤北類恕矛睡倡詣唬茬股脈描作霖坍沁闡篇然疚蒸盎震扳趁自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202422自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析

補償結(jié)構(gòu)是利用傳感器B的輸出結(jié)果，補償傳感器A中的干擾量作用，使檢測系統(tǒng)的輸出結(jié)果不受被測參數(shù)以外的干擾參數(shù)的影響，實現(xiàn)信號選擇性。補償結(jié)果輸出為 y=yA-

yB

=fA(u1+△u1，u2+△u2)-fB(u1，u2+△u2)

。

（3-6）贊娃超宿算酋烙魄摻覆貍胯彌喲循皺目郭云由利寢豫巒萄犀敏脂糊堆刮性自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202423自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析即兩傳感器的傳輸特性相同，那么，它們對u2的各階次偏微分也分別相同，（3-6）式可化簡成

上式中，△u2的一次相和二次相被抵消了。因此，這種結(jié)構(gòu)可以減少△u2的影響，實現(xiàn)對u2的補償。但這不是完全補償，因為還有△u1×△u2的一項。宛咯稼棉族鮮峰焉橙每斤管精束鼓各頂鴛逝藩礙典逞趙墊理跋個如灘照鱗自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202424自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析此時相當于fA(u1，u2)=fB(u1，u2)=af1(u1)+bf2(u2) 這樣，補償結(jié)果中就不含△u2的影響，實現(xiàn)了完全補償。這種補償方式稱為比率補償，其結(jié)構(gòu)是將兩傳感器輸出信號的相減改為相比?！缕騽潎u武鼓壞萄篷番舷峙贊瑤瞞數(shù)短萄抖鴿吐走擒服俯格邦矽什州堿鹼備自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202425自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析總之，利用補償結(jié)構(gòu)實現(xiàn)對干擾的補償時，必須有檢測干擾的傳感器，而且在干擾量變化范圍內(nèi)補償用傳感器的特性應(yīng)與檢測用傳感器特性相一致，滿足這一條件的嚴密與否決定了補償精度。割某窘膳可墓謝嗎夏天拙惕尹鶴閩碑士爛芒眺港晾僚踞吠柄搗后電腳寶暈自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202426自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析 差分結(jié)構(gòu)可以看作是補償結(jié)構(gòu)的特例，是排除干擾、選擇必要的測量參數(shù)的重要方法。如圖3-8所示，差動結(jié)構(gòu)的兩傳感要素一般采用空間對稱結(jié)構(gòu)形式即f1(u1，u2)=f2(-u1，u2)。同樣將上式利用泰勒級數(shù)展開到二次項，得到：

與補償結(jié)果式子相比，△u1的二次項也抵消了。即差動結(jié)構(gòu)起到了線性化作用，也提高了對△u1的靈敏度。如果u1、u2是單函數(shù)的線性組合，式子中u2的殘存影響也可以完全消除。

2.差分結(jié)構(gòu)y=y1-

y2

=f1(u1+△u1，u2+△u2)-f2(u1-

△u1，u2+△u2)

磕任藥鵑贖鍬閱教秦俊藥扒燦瑰絲影貼咋蕭些春宦樹晝莉鮮術(shù)冉境晾衍晨自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202427自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析

差動原理利用了對稱與反對稱的輸入輸出特性，在消除共模干擾，降低漂移，提高靈敏度，改善線性關(guān)系等方面有明顯效果，是常見的、基本的檢測結(jié)構(gòu)。 基于對稱結(jié)構(gòu)的差動檢測不僅可以使輸入輸出特性成為線性的，而且可以實現(xiàn)高精度的檢測。如電橋、差動變壓器等。尤甥梁算謂在陷萎葡柬攀廟桔俗攣和符路骸集琺嗣住匿粱溫交纖診身仟夠自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202428自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析3.3.提高檢測精度的方法

利用檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性實現(xiàn)信號選擇功能。主要是依據(jù)信號與噪聲在時域和頻域上的不同特性。這些方法同樣是提高檢測精度，抗噪聲的基本方法。一、時域信號選擇方法

基于同步加算的去噪方法

信號一般都具有周期性，而噪聲是隨機變化的。如果進行同步加算，即使埋沒在噪聲中的微弱信號也能夠檢測出來。★時域信號選擇方法----基于同步加算的去噪方法、基于響應(yīng)速度的分離方法

★頻域信號選擇方法--濾波放大與調(diào)頻放大方法、陷波放大方法、鎖定放大方法

鄙溜費以礬仁葦鋅貸擋條吊盯忌肯譬雅賈青坯賴侗事穗敖僳枝鉗揮時甘多自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202429自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析 如圖3-9所示，虛線表示信號波形。根據(jù)隨機誤差分析結(jié)果可知，當加算次數(shù)為N時，信號成分變成N倍，而噪聲只有倍，信噪比S/N改善了倍。且悄蟹紊戀撾望鬼窖困軒惦邪互懊廳畢黔謂株乒風嘩攬火硯豹虞漓妻帚困自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202430自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析

基于響應(yīng)速度的分離方法

如氣體色譜分析儀，色譜柱內(nèi)填充的吸附劑對不同成分的吸附能力不同

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時，利用濾波器可以很容易地將兩者分離開來，稱之為濾波放大方法。如果信號和噪聲的頻率段接近時，先將信號頻帶移動到噪聲功率較小的頻率段，再分離噪聲，即進行信號調(diào)制和解調(diào)，如圖3-10所示，稱之為調(diào)頻放大方法。圖3-10調(diào)頻帶通放大原理二、頻域信號選擇方法碾練揩玻袍撓聞膩望捅濘爭腮望途敘熏剮剎詹響燈搶英鹼軋址盼嚴壬開歡自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202431自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析如圖3-11所示，當噪聲信號頻帶非常窄時采用此方法。如商用電源附近有大型電機時

圖3-11陷波放大原理2.陷波放大方法朽僳疊癡罷夸以競層術(shù)李于氰十蒲嗅鑷撒珊詠溫啄楊燃盜苦療腰烯蹦進淄自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202432自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析可檢測埋沒在噪聲中的微弱信號。方法是先調(diào)制抑制噪聲，再提取微弱信號的幅值和相位信息。圖3-12設(shè)有用信號為Vi(t)，調(diào)制頻率為ω0，調(diào)制后的信號為Vicosω0t，噪聲為n(t)。傳感器輸出信號為：Vs(t)=Vi(t)cosω0t+n(t)

3.鎖定放大方法毋跟帳申崖單椅舞得暗淡宮恥嫡瓜諸就森絨解特雪宏唇膠果蚤聚簍揖姬評自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202433自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析調(diào)制后的信號與參考信號經(jīng)過乘法器相乘得：Vo(t)=γcos(ω0t+φ)[Vi(t)cosω0t+n(t)] =0.5γVi(t)[cosφ+cos(2ω0t+φ)]+γn(t)cos(ω0t+φ)

*積化和差公式：cosA*cosB=0.5[cos(A+B)+cos(A-B)]

當噪聲與信號不相關(guān)時，上式的第二項為0，再經(jīng)過低通濾波濾（LPF)掉2ω0的信號成分，此時Vo(t)=0.5γVi(t)cosφ。相位φ為信號傳輸過程中的信號延遲，可以將參考信號的相位通過移動器逐漸移動而檢測出Vo(t)的最大值，與最初的Vo(t)的比值可以得到cosφ?？舅难鄣习久曰t(yī)念果湖載儲視悉哭毖鎖存騾電召豁驕鋼形奄才擴侯眾聽自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析5/9/202434自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析信號的調(diào)制可以在輸入端進行，也可以在信號傳輸過程中進行，取決于噪聲和干擾的混進部位，搞清楚主要噪聲的來源，在噪聲混入之前調(diào)制才能使信號區(qū)別于噪聲。功率頻率調(diào)制噪聲功率譜調(diào)制頻率決定方法鎖定放大檢測的調(diào)制頻率，應(yīng)該根據(jù)噪聲頻率譜分布情況來決定。受實際限制調(diào)制頻率不能太高，如放大器帶寬、傳感器的反映速度等。罪鹿可顫攪諾劣懇窿常掣晃選葦吉兜辛前傾瘧稻郎城雹炯砸瘋替驅(qū)爛索識自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分析自動檢測技術(shù)與儀表控制系統(tǒng)檢測技術(shù)及方法分