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1、第第1章章检测技术基础1综述1.1自动检测技术及其发展1.1.1检测技术及其与自动化科学技术的关系（1）准确获得表征所描述被控对象特征的定量信息（2）检测技术达到的水平愈高，则科学技术成就愈为深广（3）检测技术是自动化系统中不可缺少的组成部分121.1.3自动检测技术的新进展(1)检测理论的发展(2)测量信息数字化(3)多参数综合检测、多传感器综合应用(4)故障检测与诊断技术32 测量方法及检测装置的基本性能测量方法及检测装置的基本性能2.1.1测量的概念对被测的量取得定性或定量信息的认识过程2.1.2测量基本方程式2.2测量的基本方法静态测量与动态测量；直接测量和间接测量；偏差式测量、零位式
2、测量和微差式测量42.2.1 直接测量和间接测量直接测量和间接测量（1）直接测量仪表标定好，对某个未知量进行测量，直接读出测量值（2）间接测量确定被测量的函数关系，用标定好的仪器测量函数关系式中的有关量，代入函数关系式计算得到被测数.如：52.2.2 偏差式测量、零位式测量及微差式测量偏差式测量、零位式测量及微差式测量（1）偏差式测量以仪表指针的偏移量表示被测量值的测量方法（2）零位式测量测量结束后，用指零仪表的零位指示来检测该系统的平衡状态而在检测过程中是通过改变可知的基准量与被测量达到平衡状态，从而决定检测量的值（3）微差式测量将检测量与它的量值只有微小差别的已知量相比较，并测出这两个量值
3、间的差值，以确定检测量672.3 检测装置的基本性能检测装置的基本性能2.3.1精度（1）精密度在相同条件下，对同一个量进行重复测量时这些测量值之间的相互接近程度（2）准确度表示测量仪器指示值对真值的偏离程度（3）精确度（简称精度)是精密度和准确度的综合反映82.3.2稳定性能在一定条件下，保持输入信号不变，输出信号随时间或环境温度的缓慢变化，称为漂移。随时间的漂移称为时漂，随环境温度的漂移称之为温漂。9第2章传感器技术4传感器总体概述41传感器的定义及其重要性定义将被测参数(机械、物理、化学、压力、温度等非电量)转换成可以直接测量的信号重要性“阿波罗10”运载火箭部分，传感器共有2077个宇
4、宙飞船部分共有各种传感器1218个数控占世界上传感器总需求量的347，交通工具制造业占1410传感器和智能传感器的差别与联系116电感式传感器及流量检测计把被测的非电量(位移、压力、应变、振动、流量等)转换成自感或互感的变化，再通过检测电路转换成电信号输出主要优点：(1)结构简单、工作可靠、坚固耐用、使用方便、对环境的适应能力较强；(2)输出功率比较大，般具有0.15Vmm的电压灵敏度(3)测量精度较高，输出线性可达0.1。电感式传感器的缺点：(1)频率响应较低，不宜于快速检测；(2)分辨率与测量范围有关，若测量范围大，则分辨率低。1261自感式传感器6.1.1简单自感传感器在铁芯与衔铁之间为
5、空气隙，其厚度为由于衔铁与被测物相连、所以被测物的位移通过此衔铁引起空气隙变化，从而改变气隙磁阻，使线圈电感值发生变化13电感传感器的基本待性公式变气隙长度用于测量位移，变气隙截面用于测量角位移传感器灵敏度K14156.1.2差动自感传感器基本测量电路及工作原理16差动自感传感器的输出特性及灵敏度输出特性灵敏度品质因素Q17线性度18.带相敏检波的桥式测量电路19203.2.3信号变换器213.3AD、DA转换技术3.3.1模拟量输入通道A/D转换器分辨率与量化误差转换精度转换速率满刻度范围22A/D转换器的量化误差23A/D转换器的转换精度243.3.2 模拟量输出通道1、 R-2R梯形网络
6、D/A转换器原理25D/A转换器原理262、 D/A转换器尖峰误差及消峰原理273、 D/A转换器单极性输出电路284、 D/A转换器双极性输出电路295、 D/A转换器与微机接口DAC0832内部原理框图30DAC0832单缓冲接口电路31DAC0832双缓冲接口电路32DAC1208与8031单片机接口电路示意图33D/A转换器应用举例一、锯齿波的产生MOVDPTR,#0FEFFHMOVA,#00HLOOP:MOVXDPTR,AINCAMOVR0,#DATADJNZR0,$SJMPLOOP34连续锯齿波形图353.4传感器数据采集技术3.4.1数据采集系统36数据采集装置的功能及流程373
7、.4.2模拟多路开关及接口CD4051内部结构图38CD4051多路开关组成的16路模拟开关原理图393.4.3模拟信号的采样与保存采样、保持电路的质量是通过下述技术指标来反映：孔径时间（tAP）指发出保持指令到开关真正打开所需要的时间。捕捉时间（tAC）指从开始采样保持器输出达到当前输入信号的值所需要的时间保持电压的下降保持电容的漏电流和其他杂散漏电流而引起的保持电压的下降，其值一般在0.1v/s1v/s。馈通（送）指在保持期间由于输入信号电压变化而引起输出电压变化的程度，其值一般在0.01%0.001%电压增益精度指当环境和电源变化时，电压增益可以保持的精度。40采样/保持(S/H)电路4
8、1LF198/298/398的原理框图42两级采样/保持电路原理433.4.4数据采集系统设计举例设计一个能对八路模拟信号（变化频率100Hz）进行连续巡回检测的系统，要求电压范围0V10V,分辨率为5mV(0.05%)，通道误差小于0.1%，采样间隔为1s，同时，为了增强抗干扰能力，还要求能对采样信号进行数字滤波处理。A/D转换器选用转换速度较快的AD574。AD574的分辨率（0.025%）转换误差（0.05%），转换时间（25s）.多路模拟开关选用CD4051。44八路自动巡回检测系统电路原理图45自动巡回检测系统采样子程序框图46单个LED显示器的接口电路47七段LED显示器的两种结构48硬件译码显示电路49软件译码显示电路5057点阵字符显示器的结构与字形代码51软件译码静态显示电路原理图52流程图53动态扫描显示器接口电路54流程图55点阵LED显示器接口电路原理图56
