1.2.2检测系统的基本组成 个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录 装置等部分组成,分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其 中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。图1.1.5给出了检测系统的组 成框图 指示仪 被测量 测量 传感器 电路 己录仪 数据处 电源 理仪器 图1.1.5检测系统的组成框图
1.2.2 检测系统的基本组成 一个完整的检测系统或检测装置通常是由传感器、测量电路和显示记录 装置等部分组成，分别完成信息获取、转换、显示和处理等功能。当然其 中还包括电源和传输通道等不可缺少的部分。图1.1.5给出了检测系统的组 成框图。 被测量 传感器 测量 电路 电源 指示仪 记录仪 数据处 理仪器 图1.1.5 检测系统的组成框图
1221传感器 传感器是把被测量(如物理量、化学量等)转换成电学量的装置,显然,传感器 是检测系统与被测对象直接发生联系的部件,是检测系统最重要的环节,检测 系统获取信息的质量往往是由传感器的性能一次性确定的,因为检测系统的其 它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。检测技术中 使用的传感器种类繁多,分类的方法也各不相同。从传感器应用的目的出发, 可以按被测量的性质将传感器分为:机械量传感器,如位移传感器、力传感器、 速度传感器、加速度传感器等;热工量传感器,如温度传感器、压力传感器、 流量传感器等;化学量传感器;生物量传感器等 从传感器研究的目的出发,着眼于变换过程的特征可以将传感器按输出量的性 质分为: Ⅰ.参量型传感器它的输出是电阻、电感、电容等无源电参量,相应的有电阻 式传感器、电感式传感器、电容式传感器等 ∏.发电型传感器它的输出是电压或电流,相应的有热电隅传感器、光电 传感器、磁电传感器、压电传感器等
1.2.2.1 传感器 传感器是把被测量(如物理量、化学量等)转换成电学量的装置，显然，传感器 是检测系统与被测对象直接发生联系的部件，是检测系统最重要的环节，检测 系统获取信息的质量往往是由传感器的性能一次性确定的，因为检测系统的其 它环节无法添加新的检测信息并且不易消除传感器所引入的误差。检测技术中 使用的传感器种类繁多，分类的方法也各不相同。从传感器应用的目的出发， 可以按被测量的性质将传感器分为：机械量传感器，如位移传感器、力传感器、 速度传感器、加速度传感器等；热工量传感器，如温度传感器、压力传感器、 流量传感器等；化学量传感器；生物量传感器等。 从传感器研究的目的出发，着眼于变换过程的特征可以将传感器按输出量的性 质分为： I. 参量型传感器 它的输出是电阻、电感、电容等无源电参量，相应的有电阻 式传感器、电感式传感器、电容式传感器等。 Ⅱ.发电型传感器 它的输出是电压或电流，相应的有热电隅传感器、光电 传感器、磁电传感器、压电传感器等
1.2.2.2测量电路 测量电路的作用是将传恕器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传」 感器输出信号是微弱的,就需要由测量电路加以放大,以满足显示记录装置的要求 根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 应当指出测量电路的种类和构成是由传感器的类型决定的,不同的传感器所要求配 用的测量电路经常具有自己的特色 1.2.2.3显示记录装置 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节,主要作用是使人们了解检测 数值的大小或变化的过程。目前常用的有模拟显示、数字显示和图像显示三种。 模拟式显示是利用指针对标尺的相对位置表示被测量数值的大小。如各种指针我电 气测量仪表、其特点是读数方便、直观,结构简单、价格低廉,在检测系统中一直 被大量应用。但这种显示方式的精度受标尺最小分度限制,而且读数时易引入主观 误差。 数字式显示则直接以十进制数字形式来显示读数,实际上是专用的数字电压表, 可以附加打印机,打印记录测量数值.并且易于和计算机联机?使数据处理更加方便 这种方式有利于消除读数的主观误差。 图像显示,如果被测量处于动态变化之中,用显示仪表读数就十分困难,这时 可以将输出信号送至记录仪,从而描绘出被测量随时间变化的曲线,作为检测结果, 供分析使用。常用的自动记录仪器有笔式记录仪、光线示波器、磁带记录仪等
1.2.2.2 测量电路 测量电路的作用是将传恕器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。通常传 感器输出信号是微弱的，就需要由测量电路加以放大，以满足显示记录装置的要求。 根据需要测量电路还能进行阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等信号处理工作。 应当指出测量电路的种类和构成是由传感器的类型决定的，不同的传感器所要求配 用的测量电路经常具有自己的特色。 1.2.2.3 显示记录装置 显示记录装置是检测人员和检测系统联系的主要环节，主要作用是使人们了解检测 数值的大小或变化的过程。目前常用的有模拟显示、数字显示和图像显示三种。 模拟式显示是利用指针对标尺的相对位置表示被测量数值的大小。如各种指针式电 气测量仪表、其特点是读数方便、直观，结构简单、价格低廉，在检测系统中一直 被大量应用。但这种显示方式的精度受标尺最小分度限制，而且读数时易引入主观 误差。 数字式显示则直接以十进制数字形式来显示读数，实际上是专用的数字电压表，它 可以附加打印机，打印记录测量数值．并且易于和计算机联机?使数据处理更加方便。 这种方式有利于消除读数的主观误差。 图像显示，如果被测量处于动态变化之中，用显示仪表读数就十分困难，这时 可以将输出信号送至记录仪，从而描绘出被测量随时间变化的曲线，作为检测结果， 供分析使用。常用的自动记录仪器有笔式记录仪、光线示波器、磁带记录仪等
123非电量电测法的特点 从检测系统的组成可以看出,对各种被测量的测量通常的做法是通过传感器将 其转换为电量,从而使我们能够使用丰富、成熟的电子测量手段对传感器输出 的电信号进行各种处理和显示记录。因此这种非电量电测法构成了检测技术中 最重要的内容,利用这种方法几乎可以测量各种非电量参数。因此,电子技术 的发展和在检测中的应用大大促进了检测技术的发展,为电子计算机技术进入 检测领域创造了条件。 非电量电测法的主要优点如下: Ⅰ.能够连续、自动地对被测量进行测量和记录 ⅠL.电子装置精度高、频率响应好,不仅能适用于静态测量,选用适当的传感 器和记录装置还可以进行动态测量甚至瞬态测量。 I.电信号可以远距离传输,便于实现远距离测量和集中控制 IV.电子测量装置能方便地改变量程,因此测量的范围广。 可以方便地与计算机相联,进行数据的自动运算、分析和处理
1.2.3 非电量电测法的特点 从检测系统的组成可以看出，对各种被测量的测量通常的做法是通过传感器将 其转换为电量，从而使我们能够使用丰富、成熟的电子测量手段对传感器输出 的电信号进行各种处理和显示记录。因此这种非电量电测法构成了检测技术中 最重要的内容，利用这种方法几乎可以测量各种非电量参数。因此，电子技术 的发展和在检测中的应用大大促进了检测技术的发展，为电子计算机技术进入 检测领域创造了条件。 非电量电测法的主要优点如下： I. 能够连续、自动地对被测量进行测量和记录。 II. 电子装置精度高、频率响应好，不仅能适用于静态测量，选用适当的传感 器和记录装置还可以进行动态测量甚至瞬态测量。 III. 电信号可以远距离传输，便于实现远距离测量和集中控制。 IV. 电子测量装置能方便地改变量程，因此测量的范围广。 可以方便地与计算机相联，进行数据的自动运算、分析和处理
124检测技术的发展趋势 科学技术的迅猛发展,为检测技术的现代化创造了条件,主要表现在两个方面: 第一、人们研究新原理、新材料和新工艺所取得的成果将产生更多品质优良的新学 传感器。例如光纤传感器、液晶传感器、以高分子有机材料为敏感元件的压敏传感器 微生物传感器等。 另外,代替视觉、嗅觉、味觉和听觉的各种仿生传感器和检测超髙温、超髙压、超 低温和超高真空等极端参数的新型传感器也是今后传感器技术研究和发展的重要方戶 新型传感器技术除了釆用新原理、新材料和新工艺之外,还向着高精度小型化和集庐 化的方向发展。传感器集成化的一个方向是具有同样功能的传感器集成化。从而便 个点的测量变成对一个平面和空间的测量。例如。利用电荷耦合器件形成的固体图 像传感器来进行的文字和图形识别即是如此。 传感器集成化的另一个方向是不同功能的传感器集成化,从而使一个传感器可以 时测量不同种类的多个参数。例如,测量血液中各种成分的多功能传感器。 除了传感器自身的集成化之外,还可以把传感器和后续电路集成化。传感器和测 电路的集成化可以减少干扰,提高灵敏度,方便使用。如果将传感器和数据处理电 集成在一起。则可以方便地实现实时数据处理 第二,检测系统或检测装置目前正迅速地由模拟式、数字式向智能化方向发展 有微处理机的各种智能化仪表已经出现,这类仪表选用微处理机做控制单元,利用 算机可编程的特点,使仪表内的各个环节自动地协调工作,并且具有数据处理和故障 诊断功能,成为一代崭新仪表,把检测技术自动化推进到一个新水平
1.2.4 检测技术的发展趋势 科学技术的迅猛发展，为检测技术的现代化创造了条件，主要表现在两个方面： 第一、人们研究新原理、新材料和新工艺所取得的成果将产生更多品质优良的新型 传感器。例如光纤传感器、液晶传感器、以高分子有机材料为敏感元件的压敏传感器、 微生物传感器等。 另外，代替视觉、嗅觉、味觉和听觉的各种仿生传感器和检测超高温、超高压、超 低温和超高真空等极端参数的新型传感器也是今后传感器技术研究和发展的重要方向。 新型传感器技术除了采用新原理、新材料和新工艺之外，还向着高精度小型化和集成 化的方向发展。传感器集成化的一个方向是具有同样功能的传感器集成化。从而使对 一个点的测量变成对一个平面和空间的测量。例如。利用电荷耦合器件形成的固体图 像传感器来进行的文字和图形识别即是如此。 传感器集成化的另一个方向是不同功能的传感器集成化，从而使一个传感器可以同 时测量不同种类的多个参数。例如，测量血液中各种成分的多功能传感器。 除了传感器自身的集成化之外，还可以把传感器和后续电路集成化。传感器和测量 电路的集成化可以减少干扰，提高灵敏度，方便使用。如果将传感器和数据处理电路 集成在一起。则可以方便地实现实时数据处理。 第二，检测系统或检测装置目前正迅速地由模拟式、数字式向智能化方向发展。带 有微处理机的各种智能化仪表已经出现，这类仪表选用微处理机做控制单元，利用计 算机可编程的特点，使仪表内的各个环节自动地协调工作，并且具有数据处理和故障 诊断功能，成为一代崭新仪表，把检测技术自动化推进到一个新水平