现代检测系统
现代检测系统
第二类：并行口式虚拟仪器
最新发展的一系列可连接到计算机并行口的测试装置， 它们把仪器硬件集成在一个采集盒内。仪器软件装在计算 机上，通常可以完成各种测量测试仪器的功能，可以组成 数字存储示波器、频谱分析仪、逻缉分析仪、任意波形发 生器、频率计、数字万用表、功率计、程控稳压电源、数 据记录仪、数据采集器。它们的最大好处是可以与笔记本 计算机相连，方便野外作业，又可与台式PC机相连，实现 台式和便携式两用，非常方便。由于其价格低廉、用途广 泛，特别适合于研发部门和各种教学实验室应用。
1． 虚拟仪器的内部功能 测量仪器的内部功能可划分为：输入信号的测量、转换、数 据分析处理及测量结果的显示四个部分。虚拟仪器也不例外， 但是实现上述功能的方式不同，下面按三个部分来叙述。 （1）信号采集与控制功能 虚拟仪器是由计算机和仪器硬件组成的硬件平台，实现对信 号的采集、测量/转换与控制的。硬件平台由两部分组成： 1、计算机可以是笔记本计算机、PC机或工作站； 2、仪器硬件：可以是插入式数据采集板（含信号调理电路、A ／D转换器、数字 I／O、定时器、D／A转换器等），或者是 带标准总线接口的仪器，如 GPIB仪器、VXI仪器、RS－232仪 器等)。
虚拟仪器的分类:
从技术发展的角度来看，虚拟仪器走的是两 条技术路线： 一条是向高速、高精度、大型自动测试设备 （ATE）方向发展，即GPIB（1975） →VXI（1987）→PXI（1997）的发展路线； 另一条是向高性能、低成本、普及型系统方 向发展，即PC插卡（1987）→并口式 （1995）→串口USB（1999）的技术路线。
虚拟仪器
开发和维护费用低
技术是更新周期短 （0.5~1年） 软件是关键 价格低
传统仪器
开发和维护费用高
车辆dtc故障检测原理
车辆的DTC（Diagnostic Trouble Code）故障检测原理主要涉及车载诊断系统和OBD（On-Board Diagnostics）诊断系统。
以下是一般车辆DTC故障检测的基本原理：
1.传感器和执行器监测：现代汽车上配备了大量传感器和执行器，用于监测和控制车
辆各个系统的运行状态。
这些传感器会实时监测车辆的各项参数，比如发动机转速、
氧气浓度、车速等。
2.故障码生成：当车载诊断系统检测到某一传感器或执行器出现异常时，会将相应的
故障码记录在车辆的ECU（Engine Control Unit）中。
这些故障码通常以十六进制数
字表示，每个故障码对应着特定的故障类型。
3.故障码读取：通过连接OBD扫描工具，可以读取车辆ECU中存储的故障码。
OBD
扫描工具可以通过车辆的OBD接口与ECU通信，获取故障码信息并进行解析。
4.故障诊断：根据读取到的故障码信息，可以对车辆的故障进行诊断和分析。
不同的
故障码对应着不同的故障类型，技师可以根据故障码信息来确定具体出现了哪些问
题。
5.故障修复：一旦确定了具体的故障类型，就可以采取相应的修复措施。
这可能涉及
更换传感器、清除故障码、调整参数等操作，以恢复车辆正常的运行状态。
总的来说，车辆DTC故障检测原理通过监测车辆各项参数、生成故障码、读取和诊断故障码等步骤，可以有效地帮助技师定位和修复车辆故障，确保车辆的正常运行和安全性。
现代检测技术期末考试试卷及答案全文优选
最新精选全文完整版（可编辑修改）《现代检测技术》期末考试试卷及答案一、名词解释（每题5分，共25分）1、测试系统的灵敏度2、压电效应3、热电偶冷端补偿4、电阻应变效应5、虚拟仪器二、填空题（每空1分，共25分）1、一阶系统的时间常数r表征系统的特性，一阶系统的被止频率表示为。
2、线性度是指。
也称非线性误差，常用的直线拟合方法有理论拟合、和等。
3、常用的应变片有与两大类，其中灵敏度较高的是，线性度较好的是。
4、为了加强居氏小区的安全，可以在小区围墙上加装传感器进行昼夜监控。
5、可以进行转速测量的传感器包括、和;可以进行金属工件厚度测星:的传感器包括、和。
6、在图像测量中，为了确定丄件的角点，常采用方法，它的原理是。
7、光电管、光电倍増管是利用效应工作的，光电池是利用效应工作的，光敏电阻是利用效应工作的。
8、极距变化型的电容式传感器常釆用差动结构，目的是以及。
9、为利用电桥的和差特性，提髙系统的灵敏度，应使桥臂上电阻应变极性相同，桥臂上电阻应变极性相反。
三、简答题（每题10分，共50分）1、基本型现代检测系统包括哪些环节？2、什么是霍尔效应？为什么半导体材料适合于作霍尔元件？3、请从CCD的原理解释图像亮度与曝光时间的关系。
4、如果对1mm左右的微位移量进行检测，请问可以选用什么传感器？列举2种方案，并解释其工作原理。
5、探底雷达可以完成哪些检测任务？在对混凝土构件进行探测时与超声波传感器有何异同？现代检测技术参考答案：一、名词解释1、测试系统的灵敏度一专感器输出变化量与输入变化量之比2、压电效应一一某些材料（如石英）当沿着一定方向施加力变形，由于材料分子不具备中心对称性, 其内部产生极化现象，同时在它的两个表面上产生符号相反的电荷，当外力去掉后，重新恢复到不带电状态，此现象称为正压电效应。
逆压电效应是指当压电材料沿一定方向受到电场作用时，相应的在一定的晶轴方向将产生机械变形或机械应力，又称电致伸缩效应。
自动检测系统的发展现状及关键技术研究
自动检测系统的发展现状及关键技术研究前言自动检测系统是现代工业化生产和企业经营的重要支撑技术，其在实现高效率、高质量、低成本的生产和管理中具有重要的作用。
本文将探讨自动检测系统的发展现状以及相关的关键技术研究。
自动检测系统的发展历程自动检测系统的概念最早出现于上世纪90年代，在当时的条件下，自动检测系统的应用范围主要限于一些规模较小的工厂、生产线或是单一的检测任务。
而随着计算机技术、网络技术、传感器技术等领域的快速发展，以及自动检测系统不断的完善和优化，自动检测系统的应用范围和功能也得到了大幅度的扩展和提升。
从基础软件到结构设计，自动检测系统已经成为工业生产和企业管理的不可或缺的一部分。
它可以帮助生产企业实现智能化生产、高效率、高质量以及低成本生产的目标，对于节约企业的生产成本起到了不可替代的作用。
自动检测系统的技术特点自动检测系统的技术特点主要包括以下几个方面：1.数据处理能力强自动检测系统具备较强的数据处理能力，可以实现多数据源的融合，并进行多维度的数据分析和处理，以快速获取符合实际生产和管理需求的有效信息。
2.数据可靠性高自动检测系统采用多传感器的数据采集技术，数据可靠性高，能够较准确地反映生产和管理中的各项数据信息。
3.可扩展性好自动检测系统具有良好的可扩展性，可以根据不同的生产和管理需求进行灵活调整和配置，方便使用者根据实际业务进行相应的调整和更新。
4.功能齐全自动检测系统功能齐全，能够实现对各种规模、种类的生产任务进行智能化的管理和控制，包括生产流程监测、产品质量检测、设备维护管理、工艺数据分析等方面。
自动检测系统关键技术研究智能感知技术智能感知技术是自动检测系统的核心技术之一，它主要包括传感器网络技术、数据采集平台、数据挖掘分析等方面。
其中，传感器网络是自动检测系统中取得数据的主要途径和数据收集的核心技术。
智能化分析技术智能化分析技术是指自动检测系统对应用数据进行整合、分析、处理和应用的技术。
现代检测技术-图文
现代检测技术-图文第一章1、检测系统通常由哪几个部分组成？各类检测系统对传感器及信号调理电路的一般要求是？答：传感器要求准确性、稳定性、灵敏性、耐腐蚀性好、低能耗等。
信号调理要求能准确转换、稳定放大、可靠的传输信号，信噪比高、抗干扰能力要好。
2、试述信号调理和信号处理的主要功能和区别，并说明信号调理单元和信号处理单元通常由哪些部分组成？答：信号调理在检测系统中的作用是对传感器输出的微弱信号进行检波，转换，滤波，放大等，以便检测系统后续处理或显示。
信号处理模块是自动检测仪表，检测系统进行数据处理和各种控制的中枢环节，其作用和大脑相类似。
信号调理电路通常包括滤波、放大、线性化等环节。
信号处理模块通常以各种型号的嵌入式微控制器、专用高速处理器（DSP）和大规模可编程集成电路，或直接采用工业控制计算机来构建。
第二章1、什么是绝对误差？什么是相对误差？什么是引用误差？答:（1）绝对误差是测量结果与真值之差，绝对误差＝测量值－真值（2）相对误差是绝对误差与被测量值之比，常用绝对误差与仪表示值之比，以百分数表示，相对误差＝（绝对误差／仪表示值）某100%（3）引用误差是绝对误差与量程之比，以百分数表示。
引用误差＝（绝对误差／量程）某100%仪表的精度等级是根据引用误差来划分的。
2、工业仪表常用的精度等级是如何定义的？精度等级与测量误差是什么关系？答：人为规定：取最大引用误差百分数的分子作为检测仪器（系统）精度等级的标志，即用最大引用误差去掉正负号的数字来表示精度等级。
精度等级常用符号G表示。
0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七个等级是我国工业检测仪器（系统）常用精度等级。
检测仪器（系统）的精度等级由生产商根据其最大引用误差的大小并以选大不选小的原则就近套用上述精度等级得到。
3、已知被测电压范围为0~5V，现有（满量程）20V、0.5级和150V、0.1级两只电压表，应选用哪只电表进行测量？答：A表20某0.5/100=0.1B表150某0.1/100=0.15两者比较，通常选用A表进行测量所产生的测量误差较小。
现代检测理论与技术网课题目和答案
第一讲：1、传感器是一种将特定的被测信号按照一定的规律转换为可用输出信号的装置，它主要由敏感元件和转换元件组成。
2、基本型现代检测系统一般包括传感器、信号处理、数据采集、计算机、输出显示等五部分。
3、传感器技术发展趋势及重点研究开发主要体现在高精确度、小型化、集成化、多功能化、智能化等方面。
4、检测技术的发展主要体现在①不断拓展测量范围，努力提高检测精度和可靠性②传感器逐渐向集成化、组合式、数字化方向发展③重视非接触式检测技术研究④检测系统智能化等方面。
5、一个完整的检测过程包括信息数据采集、信号处理、信号传输、信号记录、信号显示等方面。
6、现代检测系统的基本结构大致可分为智能仪器、个人仪器和自动测试系统等三类。
7、传感器按能量关系可分为能量变换型和能量控制型两类。
8、传感器按输出量可分为模拟式和数字式两类。
9、智能传感器一般具有①自校零、自标定、自矫正②自动补偿③自动采集数据。
并对数据进行预处理④自动进行检测、自选量程、自寻故障⑤数据存储、记忆与信息处理功能⑥双向通讯、标准化数字输出或符号输出等功能。
第二讲：1．仪表的精度等级是指仪表的（）A．绝对误差B．最大误差 C．相对误差 D．最大引用误差2.属于传感器动态特性指标的是( )A.重复性B.线性度C.灵敏度D.固有频率3.按照分类，阈值指标属于( )A.灵敏度B.静态指标C.过载能力D.量程4.与价格成反比的指标是( )A.可靠性B.经济性C.精度D.灵敏度5.属于传感器静态指标的是( )A.固有频率B.临界频率C.阻尼比D.重复性6. 属于传感器动态特性指标的是( )A.量程B.过冲量C.稳定性D.线性度7.传感器能感知的输入变化量越小，表示传感器的( )A.线性度越好B.迟滞越小C.重复性越好D.灵敏度越高8.传感器的灵敏度越高，表示传感器( )A.线性度越好B.能感知的输入变化量越小C.重复性越好D.迟滞越小9.传感器的标定是在明确传感器的输入与输出关系的前提下，利用某种( )对传感器进行标定。
现代自动检测的发展现状与趋势
现代自动检测的发展现状与趋势所谓自动检测，是指由计算机进行控制对系统、设备和部件进行性能检测和故障诊断，是性能检测、连续监测、故障检测和故障定位的总称。
现代自动检测技术是计算机技术、微电子技术、信息论、控制论、测量技术、传感技术等学科发展的产物，是这些学科在解决系统、设备、部件性能检测和故障诊断的技术问题中相结合的产物。
凡是需要进行性能测试和故障诊断的系统、设备、部件，均可以采用自动检测技术，它既适用于电系统也适用于非电系统。
电子设备的自动检测与机械设备的自动检测在基本原理上是一样的，均采用计算机/微处理器作控制器通过测试软件完成对性能数据的采集、变换、处理、显示/告警等操作程序，而达到对系统性能的测试和故障诊断的目的。
现代的自动检测系统，通常包括控制器、激励信号源、测量仪器、开关系统、适配器、人机接口、检测程序几个部分。
现在自动检测技术在军/民两个方面都得到了广泛的应用。
在军事上，越来越多的武器装备配置了自动化和信息化设备，而设备中的电子装置的比例更是越来越高。
这些设备的可靠性至关重要，在战场上一旦出现问题，轻则贻误战机，重则带来毁灭性后果。
以现代军用飞机为例，航空电子设备的性能和质量已经成为作战效能的决定因素，自动检测应经成为确保；在民用领域，提高产品质量和确保生产安全始终是企业的两项基本工作。
在冶金、电力、石化、轻工、建材等连续生产的过程中，每时每刻需要检测各种工艺流程的工作状态，从而确保各种工艺参数和质量参数。
为此经常设置故障监测系统以对温度、压力、流量、转速、振动和噪声等多种参数进行长期动态监测，以便及时发现异状，加强故障防御，达到早期诊断的目的。
这样做可以避免突发事件，保证人员和机器的安全，提高经济利益。
即使设备发生故障，也可以从检测的数据中找出故障原因，缩短检修周期，提高检修质量。
为了确定设备维护周期和大修的时机，还要检测和处理各种有关的安全参数和能耗参数，集数据采集采集、系统辨识和专家系统为一体的自动检测技术能够很好的解决这些问题。
现代检测系统及其基本特性
2、新型传感器的研制（传感器在检测也是一个重要的部分） 传感器技术与计算机技术是同步发展起来的。各种功能的陶瓷传感器，光纤传感器以及传感器与计算机处理器一体化的集成化芯片，近年来开始由实验室走向工程应用。许多温度，压力传感器的应用范围及精度也大大的提高。 另外，激光，超声波，红外线等技术在检测中的应用也越来越广泛，例如：三维激光测速仪，激光相位多普勒技术，超声流场测试仪，红外测温仪，热像仪，高速摄影技术，这些促进着检测技术的不断发展不断提高。
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1、智能仪器的特点与基本结构 智能仪器——内置微机或微处理器，具有控制、存储、运算、逻辑判断及自动操作的智能性能。 具有检测准确度高，灵敏度高，可靠性好，自动化程度高等特点。 由于微机进入了仪器内部，将计算机技术移值，渗透到仪器仪表技术领域，这样使智能仪器具有很多优秀的特点。
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优点：1）准确度高 数字表可以做到±0.0001%，模拟表最高只能达到±0.1%～0.05%2）输入阻抗高 数字表输入阻抗可高达1000M以上，基本上不取电流，消耗被测信号的功率极小，也就是对被测电路工作状态的影响很小。3）灵敏度高 如现代的积分式数字电压表的分辨率可达到1以下。4）数字形式显示 显示方便，无读数误差。5）检测速度快 1秒钟可测量多次，有的可高达1秒钟上万次的检测速度，而模拟表测一次需要几秒。6）检测过程自动化 无论是对被测信号的极性判断，量程选择，结果显示和记录，还是送至计算机做运算处理，都可自动进行。7）操作简单 使用人员无需经过特殊训练，即可用数字表完成检测工作。
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3、数字式检测仪表及检测 将被测参数（对象）离散化，数据处理后以数字形式显示的仪表—— 数字式仪表。 被测量 模拟量特点 数字技术的引入，使检测技术领域得以扩大，随着电子技术与计算机技术的飞速发展，数字式仪表与数字检测技术获得了迅速的发展。 从模拟向数字，从单一通道向综合的多通道检测发展，从单个仪表向检测信息系统过渡，将各种电学量和非电学量变换成流量（如：时间、频率、直流电压）后进行检测，是近几十年来检测技术发展的主要趋势。 检测技术对数字仪表提出了越来越高的要求。同时，数字表的不断更新又促进检测技术水平的提高。随着检测技术的发展和进步，数字仪表表现出了准确度高，灵敏度高，体积小，质量轻，耗能低，检测参数广，量值范围宽等特点。
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自然界干扰源和人为干扰源
X光机产生大功率 高频干扰
闪电产生电磁场干扰
2020/3/3
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电吹风机干扰电视机的演示
电吹风机产生的 电磁波干扰以两种途径 到达电视机：一是通过 共用的电源插座，二是 以空间电磁场传输的方 式由电视机的天线接收 。应设法切断这些干扰 途径。
执行器
控制及功率放大
信号记录
被测对象
传感器
信号调理电路
数据采集
信号处理
信号传输
稳压电源
输入设备
信号显示
图12-1 现代检测系统一般组成框图
13.1.2 现代检测技术应用实例
1、ST300系列智能式压力传感器
美国霍尼韦尔公司推出的ST-3000系列 传感器，它将差压、静压和温度三种传感 器集成在一块半导体基片上。可以同时测 量差压、静压和温度这三个参数，并具有 压力校准和温度补偿功能。
2020/3/3
加屏蔽罩后的中频变压器 20
1.静电屏蔽
静电屏蔽是用铜或铝等导电性良好的金属为材料制作 成封闭的金属容器，并与地线连接，把需要屏蔽的电路置于 其中，使外部干扰电场的电力场不影响其内部的电路，反之 ，内部电路产生的电力线也无法影响外电路。静电屏蔽的容 器器壁上允许有较小的孔洞（作为引线孔或调试孔）它对屏 蔽的影响不大。
13.2 检测系统的抗干扰技术
13.2.1 干扰源
所谓干扰，就是指影响测量结果或作用于控制系统的各 种无用信号。
产生干扰信号的干扰源一般可分为外部干扰和内部干两 种。
外部干扰主要来自自然界的干扰以及各种电气设备运行 产生的干扰。
（1）自然干扰 各种自然现象,如闪电、雷击、宇宙射线、 环境（温度、湿度等）变化均可产生自然干扰。
2020/3/3
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由电源配电回路 引入的干扰
交流供配电线路在工业现场的分布相当于一个吸收各 种干扰的网络, 而且十分方便地以电路传导的形式传遍各 处，经检测装置的电源线进入仪器内部造成干扰。最明显 的是电压突变和交流电源波形畸变，它使工频的高次谐波 (从低频一直延伸至高频) 经电源线进入仪器的前级电路 。例如，由调压或逆变电路中的晶闸管引起的大功率高次 谐波干扰；又如开关电源经电源线往外泄漏出的几百千赫 兹尖脉冲干扰。
共模干扰仪可依靠放大器的共模抑制比KCMR来克服 。较好的放大器共模抑制比可达100dB以上,所以共模干 扰对检测装置的影响不大。但当系统的两个输入端出现 很难避免的不平衡时, 共模电压的一部分将转换为串模 干扰，就较难消除了。因此必须尽量保持电路的对地平 衡。
2020/3/3
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共模干扰与串模干扰举例
2020/3/3
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13.2.2 干扰的作用方式
对传感器来说构成干扰的噪声源主要有以 下几种类型： 1．路和场的干扰 2．串模干扰与共模干扰 3．软件干扰
1.路和场的干扰
路的干扰必须在干扰源和被干扰对象之间有完 整的电路连接，干扰沿着这个通路到达被干扰对象 。例如通过电源线、变压器引入的干扰 ；场的干扰 不需要沿着电路传输，而是以电磁场辐射的方式进 行。例如，电源线对传感器的信号线的电场耦合干 扰；又如电焊机电缆上的强电流对信号线的磁场耦 合干扰。
2020/3/3
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由电焊引起的干扰
电焊机电缆产生强磁场干扰
磁场交链
信号线
2020/3/3
16Biblioteka 2.共模干扰与串模干扰如果干扰源对两根信号传输线的干扰大小相等、 相位相同, 就属于共模干扰。由于“仪用放大器”的共模 抑制比 KCMR 较大, 所以共模干扰可以被抑制。但当系统 两个输入端出现很难避免的不平衡时, 共模电压的一部分 将转换为串模干扰，就较难消除了。
本章内容
13.1 现代检测技术 13.2 检测系统的抗干扰技术
学习目标
• 了解现代测试系统的基本结构。 • 了解常见干扰的种类及防护。
13.1 现代检测技术
13.1.1 现代检测系统的基本结构
一般包括硬件和软件两大部分。 1、硬件主要都是由传感器、信号调理电路、 数据采集、信号处理、信号记录、传输及显示 等部分组成。 2、软件主要实现信号的采集、处理与分析等 功能，实现硬件难以实现的功能。
仪器设备的屏蔽外壳 必须接地
2020/3/3
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2.低频磁屏蔽
低频磁屏蔽是用来隔离低频（主要指50Hz）磁场和 固定磁场（也称静磁场，其幅度、方向不随时间变化，如 永久磁铁产生的磁场）耦合干扰的有效措施。静电屏蔽线 或静电屏蔽盒对低频磁场不起隔离作用。必须采用高导磁 材料作屏蔽层，以便让低频干扰磁力线只从磁阻很小的磁 屏蔽层上通过，使低频磁屏蔽层内部的电路免受低频磁场 耦合干扰的影响。有时还将屏蔽线穿在接地的铁质蛇皮管 或普通铁管内，同时达到静电屏蔽和低频屏蔽的目的。
热电偶引线与220V电源线靠得太近将引起电场偶合干扰。 如果UNi对两根信号传输线的干扰大小相等、相位相同,就属于 共模干扰。
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13.2.2 干扰的抑制方法
• 常用的抗干扰措施有屏蔽、隔离、接地 、滤波、信号线的扭绞和软件技术等。
一、屏蔽技术
未加屏蔽罩时，中频变 利用金属材料制 压器线圈易受外界干扰。 成容器，将需要防护 的电路包围在其中， 可以防止电场或磁场 耦合干扰的方法称为 屏蔽。屏蔽可分为静 电屏蔽、低频磁屏蔽 和电磁屏蔽等几种。 根据不同的对象，使 用不同的屏蔽方式。
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3.电磁屏蔽
镀铜电磁屏蔽盒
2020/3/3
电磁屏蔽是采用导电良好
的金属材料做成屏蔽罩、屏蔽盒 等不同的外形，将被保护的电路 包围在其中。它屏蔽的干扰对象 是高频（40kHz以上）磁场。 干 扰源产生的高频磁场遇到导电良 好的电磁屏蔽层时，就在其外表 面感应出同频率的电涡流，从而 消耗了高频干扰源磁场的能量。 其次，电涡流也将产生一个新的 磁场，抵消了一部分干扰磁场的 能量，从而使电磁屏蔽层内部的 电路免受高频干扰磁场的影响。23
(a) 原理框图
(b) 输入电路
图13-2 ST-3000型智能压力传感器组成图
2、智能化多种气体探测报警装置
利用计算机组成的智能化多种气体 探测报警装置以计算机为核心，能采集 多个气敏传感器的输出数据，并根据预 设定值判断是否报警。还能对氧化物气 体传感器的加热电流予以控制。
图13-3 智能化多种气体探测装置系统框图