检测系统的特征与(1)
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检测系统的特征与性能指标
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（2）可靠性 与检测系统无故障工作时间长短有关的一种描述。
（3）分辨率 能引起输出变化的输入量的最小变化量，表示检测系
统分辨输入量微小变化的能力。 （4）灵敏阀
又称死区，是用来衡量检测起始点不灵敏的程度。
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第1章 检测系统的特征与性能指标
• 1.1 检测系统的组成 • 1.2 检测系统的静态特性与性能指标 • 1.3 检测系统的动态特性与性能指标
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1.1 检测系统的组成
检测技术涉及到半导体技术、激光技术、光纤技术、声
控技术、遥感技术、自动化技术、计算机应用技术、以及数
理统计、控制论、信息论等近代新技术和新理论。其最终目
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1.1.2 线性时不变系统及其主要性质
当系统的输入x(t) 和输出 y(t)之间关系可用常系数线性 微分方程来描述时，则称该系统为线性时不变系统，也 称为定常线性系统。即：
an
d
n y(t) dt n
an1
d
n1 y(t) dt n1
a1
dy(t) dt
a0
y(t)
bm
d
m x(t) dt m
非线性度 B 100% A
（1.7）
1.2.4 回程误差 如图1.4所示，回程误差也称为滞后或变差。实际测量
系统在相同的测量条件下，当输入量由小增大，
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或由大减小时，对于同一输入量所得到的两个输出量存 在差值，则定义回程误差为：
回程误差 hmax 100% A
（1.8）
1.2.5 稳定度和漂移
的就是从测量对象中获取反映其变化规律的有用信息，一个
计算机网络安全课后答案
5.简述网络安全威胁存在的原因。
答：1.网络建设之初忽略了安全问题。
2.协议和软件设计本身的缺陷。
3.操作系统本身及其配置的安全性。
4.没有集中的管理机构和同意的政策。
5.应用服务的访问控制、安全设计存在漏洞。
6.安全产品配置的安全性。
7.来自内部网用户的安全威胁。
8.网络病毒和电子邮件病毒。
第2章
5.堡垒主机的种类有无路由双宿主主机、牺牲主机、内部堡垒主机三种类型。
6.代理技术一般有应用级网关技术、电路级网关技术两种。
7.防火墙一般使用用户身份、客户身份、基于会话的身份三种验证方式。
8.地址翻译主要有静态翻译、动态翻译、端口转换三种模式。
9.VPN的安全协议有SOCKS v5协议、IPSec协议、PPTP/L2PT协议三种。
（3）确定客户密钥生存周期，实施密钥吊销和更新管理。
（4）为安全加密通信提供更安全密钥管理服务。
（5）提供密钥托管和密钥恢复服务。
（6）其他密钥生成和管理，密码运算功能。
5.标准X .509数字证书包含那些内容？
答：（1）证书的版本信息。
（2）证书的序列号，每个证书都有一个唯一的证书序列号。
（3）证书使用的签名算法。
4.试比较异常检测技术和误用检测技术各有哪些优势和不足。
答：异常检测技术：优点：1）能够检测出新的网络入侵方法的攻击
2）较少依赖于特定的主机操作系统
3）对于内部合法用户的越违法行为的检测能力较强
缺点：1）误报率高
2）行为模型建立困难
3）难以对入侵行为进行分类和命名
误用检测技术：优点：1）检测准确度高
5.网络信息系统的安全缺陷通常包括搭线、串音、网络的规模。
6.网络安全的研究领域，一般大致分为社会经济领域、技术领域、电子商务领域。
答：1.网络建设之初忽略了安全问题。
2.协议和软件设计本身的缺陷。
3.操作系统本身及其配置的安全性。
4.没有集中的管理机构和同意的政策。
5.应用服务的访问控制、安全设计存在漏洞。
6.安全产品配置的安全性。
7.来自内部网用户的安全威胁。
8.网络病毒和电子邮件病毒。
第2章
5.堡垒主机的种类有无路由双宿主主机、牺牲主机、内部堡垒主机三种类型。
6.代理技术一般有应用级网关技术、电路级网关技术两种。
7.防火墙一般使用用户身份、客户身份、基于会话的身份三种验证方式。
8.地址翻译主要有静态翻译、动态翻译、端口转换三种模式。
9.VPN的安全协议有SOCKS v5协议、IPSec协议、PPTP/L2PT协议三种。
（3）确定客户密钥生存周期，实施密钥吊销和更新管理。
（4）为安全加密通信提供更安全密钥管理服务。
（5）提供密钥托管和密钥恢复服务。
（6）其他密钥生成和管理，密码运算功能。
5.标准X .509数字证书包含那些内容？
答：（1）证书的版本信息。
（2）证书的序列号，每个证书都有一个唯一的证书序列号。
（3）证书使用的签名算法。
4.试比较异常检测技术和误用检测技术各有哪些优势和不足。
答：异常检测技术：优点：1）能够检测出新的网络入侵方法的攻击
2）较少依赖于特定的主机操作系统
3）对于内部合法用户的越违法行为的检测能力较强
缺点：1）误报率高
2）行为模型建立困难
3）难以对入侵行为进行分类和命名
误用检测技术：优点：1）检测准确度高
5.网络信息系统的安全缺陷通常包括搭线、串音、网络的规模。
6.网络安全的研究领域，一般大致分为社会经济领域、技术领域、电子商务领域。
交通信息采集技术
三、掌握雷达测速仪应用
（2）雷达测速原理：
把雷达波发射到一个移动的物体上，根据反射回来的与 目标速度成比例的雷达信号，由测速仪内部的线圈将该信号 进行处理，得到一个频率变化，通过数字信号处理技术处理
后，得到目标的速度。
三、掌握雷达测速仪应用
（3）雷达测速仪的发射频率 根据国际航空通讯法令的规范，主要分为 以下几个波段： S波段：2.445GHz X波段：10.525GHz K波段：24.150GHz Ka波段：33.40-36.00GHz
4）可判别交通异常、车辆违章、车牌号等 缺点：
1）大型车辆会遮挡随行的小型车辆； 2）阴影、积水反射或昼夜转换可造成检测误差；
7、视频检测技术的应用 应用实例：局部增强对比
7、视频检测技术的应用 应用实例：违法检测
判断车辆右/左转、逆向行驶、压线、跨线、违反禁止线等违法行为。
应用实例：车速测量
●探测器必须放在正确位置，才能发挥最大的效用；
●前挡风玻璃贴了金属防暴隔热膜（或自带防暴功能）的车子将
会影响探测器反应距离；
●严禁两台探测器共同使用； ●市区杂波干扰。
三、掌握雷达测速仪应用
2）电子狗
●接收无线信号后，发出警告。 ●属于非法产品。 ●价格便宜，250～500元。
原理：生产电子狗的厂家，在有电子眼的地方，偷藏了一个无
视频检测
1、大型车辆会遮挡随行的小型车辆； 2、阴影、积水反射或昼夜转换可造成检测 误差； 3、检测精度较低。
微波检测
1、侧向方式速度检测不够准确； 2、拥堵时流量检测不够准确。
超声波检测
1、必须顶置，安装条件受到一定的限制； 2、易受风速影响。
1、检测精度较低； 2、易受到灰尘、冰、雾的影响。
测试系统的基本特性
测试系统
输出Y（t）
输入：x(t) x0e jt
an
d n y(t) dtn
a n1
d n1 y ( t ) d t n1
a1
dy(t) dt
a0 y(t)
输出：y(t) y0e j(t)
bm
d m x(t) dtm
bm 1
d m 1 x ( t ) d t m 1
含零点温漂和灵敏度温漂是测量系统在温度变化时其特性的变化灵敏度漂移力传感器温度传感器测试单元输入x输出y测试单元输出阻抗输入阻抗负载测试环节相互之间的影响输入阻抗与输出阻抗对于组成测量系统的各环节尤为重要希望前级输出信号无损失地向后级传送必须满足
第三章
测量系统的基本特性
本章内容
1. 测量系统的数学描述 2. 线性定常系统基本特性 3. 测量系统的静态特性 4. 测量系统的动态特性 5. 动态测量误差及补偿
d y(t) dt
t0 x ( t ) d t t0 y ( t ) d t
0
0
初始条件为零
2、线性定常系统的基本特性
2.3同频性：频率不变（频率保持性）
频率相同！
o 若输入为某一频率的简谐（正弦或余弦）信号
x(t) Ax cos( t x)
x(t) x0e jt
o 则系统的输出必是、也只是同频率的简谐信号
多次变动时，其输出值不一致的程度。 y
o 重复性误差定义为(引用误差):
Y
R
rR
.100% A
o ΔR是一种随机误差，根据标准差计算 0
R kˆ / n
△R-最大偏差
o K为置信因子，K=3时置信度为99.73%。 o 重复性误差决定测量结果的可信度。
检测系统的静态和动态特性-精选文档
N 2 N N N x y x x y i i i i i i 1 a0 i1 i1 i1 2 N N 2 N xi xi i 1 i1
N N N xi yi xi yi i 1 i 1 a1 i 1 2 N N N xi2 xi i 1 i 1
M T B F A M T B FM T T R
（1-55）
检测系统使用方面的指标有：操作维修是否方便， 能否可靠安全运行以及抗干扰与防护能力的强弱、 重量、体积的大小、自动化程度的高低等。
3.7 检测系统的动态特性
当被测（输入量、激励）随时间变化时， 因系统总是存在着机械的、电气的和磁的各种 惯性，而使检测系统（仪器）不能实时无失真 的反映被测量值。这时的测量过程就称为动态 测量。测量系统的动态特性是指在动态测量时， 输出量与随时间变化的输入量之间的关系，而 研究动态特性时必须建立测量系统的动态数学 模型。
R
式中 R －－重复性误差； Ｚ——为置信系数, 对正态分布，当Z取2 时 , 置 信 概 率 为 0.95 即 95% ， Z 取 3 时 , 概 率 为 99.73% ；对测量点和样本数较少时，可按 t 分布 根据表 1.2 选取所需置信概率所对应的置信系数。
zmax 100% Y F.S
X e d t s xt
s t 0
s t Ys yt e d t （1-57） 0
满足上述初始条件，对（1-56）式两边取拉氏 变换，这样就得测量系统的传递函数为；
m m 1 Y s b s bs … b sb m m 1 1 0 H s n n 1 X s a s a s … a sa n n 1 1 0 （1-58）
N N N xi yi xi yi i 1 i 1 a1 i 1 2 N N N xi2 xi i 1 i 1
M T B F A M T B FM T T R
（1-55）
检测系统使用方面的指标有：操作维修是否方便， 能否可靠安全运行以及抗干扰与防护能力的强弱、 重量、体积的大小、自动化程度的高低等。
3.7 检测系统的动态特性
当被测（输入量、激励）随时间变化时， 因系统总是存在着机械的、电气的和磁的各种 惯性，而使检测系统（仪器）不能实时无失真 的反映被测量值。这时的测量过程就称为动态 测量。测量系统的动态特性是指在动态测量时， 输出量与随时间变化的输入量之间的关系，而 研究动态特性时必须建立测量系统的动态数学 模型。
R
式中 R －－重复性误差； Ｚ——为置信系数, 对正态分布，当Z取2 时 , 置 信 概 率 为 0.95 即 95% ， Z 取 3 时 , 概 率 为 99.73% ；对测量点和样本数较少时，可按 t 分布 根据表 1.2 选取所需置信概率所对应的置信系数。
zmax 100% Y F.S
X e d t s xt
s t 0
s t Ys yt e d t （1-57） 0
满足上述初始条件，对（1-56）式两边取拉氏 变换，这样就得测量系统的传递函数为；
m m 1 Y s b s bs … b sb m m 1 1 0 H s n n 1 X s a s a s … a sa n n 1 1 0 （1-58）
现代检测系统及其基本特性
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。
检测过程控制的软件化
例如：可做到：①自稳零放大；②自动极性判断；③自动量程切换；④自动报警；⑤过载自动保护；⑥非线性补偿；⑦多功能检测（多点巡回检测）等。
另外，在检测控制方式下，改换仪器功能并不需要更换硬件，仅改变软件就可实现以上功能，这是传流仪器不能达到的。软件实现的数字化仪器的自动化程度很高。
因此，目前在这方面有以下几个发展趋势：
06
能完成对多点，多种随时间变化参数的检测，实现快速，实时测量，抗干扰信号能力强。这些特点及性能都是传统的检测系统无法实现的。
04
检测技术的发展趋势
01
以计算机为中心的现代检测系统，采用数据采集与传感器相结合的方式，能够最大限度地完成检测工作的全过程，既能实现对信号的检测，又能对信号进行分析处理——获得有用信息。
传感器
变送器（转换器）
显示器（输出单元）
2、模拟式检测仪表及检测 用模拟式指示仪表实现对被测对象检测，可分为直读检测法和比较检测法。 1）模拟式直读检测法： 利用电磁感应原理，使被测参数转换为指针或光标位移，在刻度盘上指示出被测量值。 2）模拟式比较检测法： 借助比较仪器（或比较电路）将被测量与标准量进行比较，从而测量被测对象大小的方法。如天平称量物体质量。 被测参数
检测过程控制的软件化
例如：可做到：①自稳零放大；②自动极性判断；③自动量程切换；④自动报警；⑤过载自动保护；⑥非线性补偿；⑦多功能检测（多点巡回检测）等。
另外，在检测控制方式下，改换仪器功能并不需要更换硬件，仅改变软件就可实现以上功能，这是传流仪器不能达到的。软件实现的数字化仪器的自动化程度很高。
因此，目前在这方面有以下几个发展趋势：
06
能完成对多点，多种随时间变化参数的检测，实现快速，实时测量，抗干扰信号能力强。这些特点及性能都是传统的检测系统无法实现的。
04
检测技术的发展趋势
01
以计算机为中心的现代检测系统，采用数据采集与传感器相结合的方式，能够最大限度地完成检测工作的全过程，既能实现对信号的检测，又能对信号进行分析处理——获得有用信息。
传感器
变送器（转换器）
显示器（输出单元）
2、模拟式检测仪表及检测 用模拟式指示仪表实现对被测对象检测，可分为直读检测法和比较检测法。 1）模拟式直读检测法： 利用电磁感应原理，使被测参数转换为指针或光标位移，在刻度盘上指示出被测量值。 2）模拟式比较检测法： 借助比较仪器（或比较电路）将被测量与标准量进行比较，从而测量被测对象大小的方法。如天平称量物体质量。 被测参数
第一章 检测技术与检测系统理论基础
静态特性指标
• 1）测量范围(measuring range) • 检测系统所能测量到的最小输入量xmin与最 大输入量xmax之间的范围称为传感器的测量范 围。 • 2) 量程(span) • 检测系统测量范围的上限值 xmax与下限值的代 数差xmax-xmin，称为量程。 • 3) 精度(accuracy) • 检测系统的精度是指测量结果的可靠程度，是 测量中各类误差的综合反映
2、误差的性质
• (2) 随机误差(简称随差，又称偶然误差) (Random error) • 由大量偶然因素的影响而引起的测量误差称为 随机误差。 • 对同一被测量进行多次重复测量时，随机误差 的绝对值和符号将不可预知地随机变化，但总 体上服从一定的统计规律。 • 随机误差决定了测量的精密度。 • 随机误差不能用简单的修正值法来修正，只 能通过概率和数理统计的方法去估计它出现的 可能性。
ห้องสมุดไป่ตู้ • (3) 工具误差和方法误差
• 工具误差是指由于测量工具本身不完善引 起的误差。 • 方法误差也称理论误差，是指测量方法不 精确、理论依据不严密及对被测量定义不 明确等因素所产生的误差。
2、误差的性质
• (1) 系统误差(简称系差)(System error) • 在一定的条件下，对同一被测量进行多次重复测 量，如果误差按照一定的规律变化，则把这种误差 称为系统误差。 • 系统误差由特定原因引起，具有一定的因果关系并 按确定规律产生；无论是由装置引起的、环境变化 引起的、动力源变化引起的还是人为因素造成的， 只要有规律可循，这类误差均属系统误差。 • 系统误差具有再现性，它形成测量值的偏差 （Deviation）。对于系统误差，可以在作一定的理 论分析和实验验证，掌握其产生的原因和规律后， 采取妥善的办法使之减少或消除。
第3章：测试系统的基本特性
3.3 测试系统的动态特性 实验：悬臂梁固有频率测量
3.3 测试系统的动态特性 案例:桥梁固频测量
原理：在桥中设置一三角形障碍物，利用汽车碍时的冲击对桥梁进 行激励，再通过应变片测量桥梁动态变形，得到桥梁固有频率。
3.3 测试系统的动态特性
2、阶跃响应函数
若系统输入信号为单位阶跃信号，即x(t)=u(t)， 则X(s)=1/s，此时Y(s)=H(s)/s
3)如果输入和系统特性已知，则可以推断和估计系统的 输出量。(预测)
3.1 概述
二、对测试装置的基本要求
理想的测试系统应该具有单值的、确定的输入－输 出关系。对于每一输入量都应该只有单一的输出量与之 对应。知道其中一个量就可以确定另一个量。其中以输 出和输入成线性关系最佳。
线性 y
线性 y
非线性y
3.3 测试系统的动态特性
一、描述动态特性的方法
测试系统动态特性描述了输出y和输入x之间的关系 ➢在时域内常用微分方程表示；
a2
d
2 y(t) dt 2
a1
dy(t) dt
a0
y(t)
x(t)
参数a0、 a1和a2由系统结构与参数决定， x(t)是输入，y(t)是输出。
➢在频域内可用传递函数或频率响应函数表示。
➢若输入为正弦信号，则稳态输出亦为同频率正弦信号 （频率保持性）； ➢输出信号幅值和相位角通常不等于输入信号的幅值和 相位角，其变化均是输入信号频率的函数，并通过
幅频特性A(ω) ：反映输出与输入的幅值之比； 相频特性φ(ω)：反映输出与输入的相位差；
绝大多数的信号均可以进行傅里叶分解，因此。。。
特征：测量滞后
阶跃响应
频率特性
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• 美国商业部国家标准局(NBS)于20世纪90年代初 在评估仪器仪表工业对美国国民生产总值的影响 作用时所提出的报告中称，虽然仪器仪表工业总 产值约占工业总产值的4%，但它对国民经济的 影响却达到66%。
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9
• 各发达国家高度重视测量技术和仪器仪 表技术及产业的发展。
• 除美国外，日本科技厅将测量技术列为 21世纪首先发展技术之一。
•
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11
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12
崔琦与另两位科学家（德国科学家霍斯特·施特默和 美国科学家罗伯特·劳克林）因发现强磁场中共同相 互作用的电子能形成具有分数分子电荷的新型“粒子” 而获得1998年诺贝尔物理奖 ，他的故乡在我们河南 平顶山市宝丰县肖旗乡范庄村。
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13
·朱棣文从事的是目前世界上最尖端的激光致冷捕 捉技术研究，有着非常广泛的实际用途，这项研究 为帮助人类了解放射线与物质之间的相互作用，特 别是深入理解气体在低温下的量子物理特性开辟了 道路。在原子与分子物理学中，研究气体的原子与 分子相当困难，因为它们即使在室温下，也会以上 百公里的速度朝四面八方移动,唯一可行的方法是 冷却,然而，一般冷却方法会让气体凝结为液体进 而结冻。朱棣文等３位学者则利用激光达到冷却气 体的效果，即用激光束(molassos)达到万分之一绝 对温度，等于非常接近绝对零度（摄氏零下273 度）。原子一旦陷入其中，速度将变得非常缓慢， 而变得容易俘获。
• 欧盟在其第三个科技发展规划中将测量 与检测技术列为15个专项之一。
• 我国在“十五”、“十一五”规划纲要 中把仪器仪表技术放在重要位置，国家 发改委和科技部列有专项支持。
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10• 北京, May来自26, 2008• 西门子中国为地震灾区提供远程医疗诊断系统
• 为了给四川地震灾区的伤员提供更及时的医疗 救援，西门子中国医疗协同四川大学华西医院、 成都华西公用医疗信息服务有限公司和成都电信 于5月18日建立了一套远程影像诊断系统。这套远 程诊断系统的运行开启了四川地震灾区的一种创 新紧急救援模式。通过这套系统，位于四川成都 的华西医院实现了与70公里之外的地震重灾区绵 竹市的远程连接。截止至5月26日，近600名伤员 通过这套系统接受了远程诊断。
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7
• 检测技术和仪器仪表除在科学研究中的 重要作用外，在工农业生产、环境保护 和能源节约中都发挥着重要的作用。它 担负着对生产过程的监测和控制，是保 证生产连续、高效、安全和无污染运行 的关键。
• 此外，在产品质量评估、计量标准实施 中则起着技术监督的“物质法官”的作 用。
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numbers, you know something about it, and
when you cannot measure it, when you cannot express it in numbers, your knowledge is of meager and unsatisfactory kind. It may be the beginning of knowledge, but you have scarcely, in your thought, advanced to the stage whatever the matter be.”
——开尔文勋爵
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6
• 检测技术和仪器仪表的发展代表着科技 进步的前沿，是科技发展的支柱。
• 现以分析仪器为例： • 1922年阿斯通(Aston)发明了质谱技术，产生了
质谱仪，可用来测定同位素。 • 1952年马丁(Martin)发明了分配色谱法，产生
了色谱仪，它可以对复杂的有机物进行多组分、 快速的定性定量分析。 • 1979年荷马克(Cormark)发明了计算机控制的 扫描层析诊断法，产生了医用和工业用的CT 扫描仪，它能够深入人体和物体内部进行观察。 • 1991年埃伦斯特(Ernst)发明了高分辨率的核磁 共振法，产生了核磁共振波谱仪，它可完成分 子成像，为分子结构和分子运动的研究创造了 条件。
“工欲善其事，必先利其器”，科研工作 是要对未知进行探索，则必然要借助实验方法 和仪器设备，往往科研的创新工作都是从研究 新的测试方法和实验仪器开始的。
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3
• 著名科学家钱学森院士在对新技术革命 的论述中讲到：“新技术革命的关键是 信息技术，信息技术由测量技术、计算 机技术和通信技术三部分组成，测量技 术则是关键和基础。”
• 检测是科学研究的基础。 • “测量是技术生命的神经系统。”
——英国科学家库克
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4
– “Whatever exists, exists in some amount.”
– “I often say that when you can measure what
you are speaking about and express it in
第1章 检测系统的特征与性能指标
• 1.1检测技术概论 • 1.2传感器概论 • 1.3检测系统的静态特性与性能指标 • 1.4检测系统的静态特性与性能指标
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1.1检测技术概论
1.1.1检测技术的定义：
检测就是利用各种物理、化学、生物 等效应。选择合适的方法与装置，将生产、 科研、生活等等各方面的有关信息通过检 查与测量的方法赋予定性和定量结果的过 程。
–
——William Thomson
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5
“凡存在之物，必以一定的量存在。”
“我经常说，当你能测量你所谈及的事 物并用数字表达它时，你对它便是有所 了解的；但当你不能测量它，不能将它 用数字表达时，你的知识便是贫瘠的、 不能令人满意的。这也许是知识的开始， 但无论情况怎样，在你的思想中，你却 几乎还没有上升到这一阶段。”
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2
1.1.2检测技术的作用：
· 仪器仪表是科学研究和工业技术的“耳目”。
我国著名科学家、光学仪器和测试技术的 老前辈、两院院士王大珩先生强调，“仪器仪 表是人们认识世界的工具。”没有这个工具我 们就无法去探索自然界新的奥秘。
在近一个世纪以来，在诺贝尔物理学和化 学奖中大约有1/4是属于在测试方法和测量仪器 上有所发明、有所创新而获奖的。
8
• 仪器仪表工业还是国民经济的“倍增器”。
• 应用仪器仪表是使生产从“粗放型”转变为“集 约型”的必然条件，是改造传统产业的重要手段。
• 检测技术和仪器仪表在国民经济的各个领域都具 有重大的影响。以美国为例，根据美国国家标准 技术研究院(NIST)的统计，美国为了完成质量认 证、工业控制和流程分析，每天要完成2.5亿个 检测，这需要大量的种类繁多的检测及分析仪器。
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9
• 各发达国家高度重视测量技术和仪器仪 表技术及产业的发展。
• 除美国外，日本科技厅将测量技术列为 21世纪首先发展技术之一。
•
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崔琦与另两位科学家（德国科学家霍斯特·施特默和 美国科学家罗伯特·劳克林）因发现强磁场中共同相 互作用的电子能形成具有分数分子电荷的新型“粒子” 而获得1998年诺贝尔物理奖 ，他的故乡在我们河南 平顶山市宝丰县肖旗乡范庄村。
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13
·朱棣文从事的是目前世界上最尖端的激光致冷捕 捉技术研究，有着非常广泛的实际用途，这项研究 为帮助人类了解放射线与物质之间的相互作用，特 别是深入理解气体在低温下的量子物理特性开辟了 道路。在原子与分子物理学中，研究气体的原子与 分子相当困难，因为它们即使在室温下，也会以上 百公里的速度朝四面八方移动,唯一可行的方法是 冷却,然而，一般冷却方法会让气体凝结为液体进 而结冻。朱棣文等３位学者则利用激光达到冷却气 体的效果，即用激光束(molassos)达到万分之一绝 对温度，等于非常接近绝对零度（摄氏零下273 度）。原子一旦陷入其中，速度将变得非常缓慢， 而变得容易俘获。
• 欧盟在其第三个科技发展规划中将测量 与检测技术列为15个专项之一。
• 我国在“十五”、“十一五”规划纲要 中把仪器仪表技术放在重要位置，国家 发改委和科技部列有专项支持。
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10• 北京, May来自26, 2008• 西门子中国为地震灾区提供远程医疗诊断系统
• 为了给四川地震灾区的伤员提供更及时的医疗 救援，西门子中国医疗协同四川大学华西医院、 成都华西公用医疗信息服务有限公司和成都电信 于5月18日建立了一套远程影像诊断系统。这套远 程诊断系统的运行开启了四川地震灾区的一种创 新紧急救援模式。通过这套系统，位于四川成都 的华西医院实现了与70公里之外的地震重灾区绵 竹市的远程连接。截止至5月26日，近600名伤员 通过这套系统接受了远程诊断。
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7
• 检测技术和仪器仪表除在科学研究中的 重要作用外，在工农业生产、环境保护 和能源节约中都发挥着重要的作用。它 担负着对生产过程的监测和控制，是保 证生产连续、高效、安全和无污染运行 的关键。
• 此外，在产品质量评估、计量标准实施 中则起着技术监督的“物质法官”的作 用。
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numbers, you know something about it, and
when you cannot measure it, when you cannot express it in numbers, your knowledge is of meager and unsatisfactory kind. It may be the beginning of knowledge, but you have scarcely, in your thought, advanced to the stage whatever the matter be.”
——开尔文勋爵
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• 检测技术和仪器仪表的发展代表着科技 进步的前沿，是科技发展的支柱。
• 现以分析仪器为例： • 1922年阿斯通(Aston)发明了质谱技术，产生了
质谱仪，可用来测定同位素。 • 1952年马丁(Martin)发明了分配色谱法，产生
了色谱仪，它可以对复杂的有机物进行多组分、 快速的定性定量分析。 • 1979年荷马克(Cormark)发明了计算机控制的 扫描层析诊断法，产生了医用和工业用的CT 扫描仪，它能够深入人体和物体内部进行观察。 • 1991年埃伦斯特(Ernst)发明了高分辨率的核磁 共振法，产生了核磁共振波谱仪，它可完成分 子成像，为分子结构和分子运动的研究创造了 条件。
“工欲善其事，必先利其器”，科研工作 是要对未知进行探索，则必然要借助实验方法 和仪器设备，往往科研的创新工作都是从研究 新的测试方法和实验仪器开始的。
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• 著名科学家钱学森院士在对新技术革命 的论述中讲到：“新技术革命的关键是 信息技术，信息技术由测量技术、计算 机技术和通信技术三部分组成，测量技 术则是关键和基础。”
• 检测是科学研究的基础。 • “测量是技术生命的神经系统。”
——英国科学家库克
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– “Whatever exists, exists in some amount.”
– “I often say that when you can measure what
you are speaking about and express it in
第1章 检测系统的特征与性能指标
• 1.1检测技术概论 • 1.2传感器概论 • 1.3检测系统的静态特性与性能指标 • 1.4检测系统的静态特性与性能指标
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1.1检测技术概论
1.1.1检测技术的定义：
检测就是利用各种物理、化学、生物 等效应。选择合适的方法与装置，将生产、 科研、生活等等各方面的有关信息通过检 查与测量的方法赋予定性和定量结果的过 程。
–
——William Thomson
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“凡存在之物，必以一定的量存在。”
“我经常说，当你能测量你所谈及的事 物并用数字表达它时，你对它便是有所 了解的；但当你不能测量它，不能将它 用数字表达时，你的知识便是贫瘠的、 不能令人满意的。这也许是知识的开始， 但无论情况怎样，在你的思想中，你却 几乎还没有上升到这一阶段。”
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1.1.2检测技术的作用：
· 仪器仪表是科学研究和工业技术的“耳目”。
我国著名科学家、光学仪器和测试技术的 老前辈、两院院士王大珩先生强调，“仪器仪 表是人们认识世界的工具。”没有这个工具我 们就无法去探索自然界新的奥秘。
在近一个世纪以来，在诺贝尔物理学和化 学奖中大约有1/4是属于在测试方法和测量仪器 上有所发明、有所创新而获奖的。
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• 仪器仪表工业还是国民经济的“倍增器”。
• 应用仪器仪表是使生产从“粗放型”转变为“集 约型”的必然条件，是改造传统产业的重要手段。
• 检测技术和仪器仪表在国民经济的各个领域都具 有重大的影响。以美国为例，根据美国国家标准 技术研究院(NIST)的统计，美国为了完成质量认 证、工业控制和流程分析，每天要完成2.5亿个 检测，这需要大量的种类繁多的检测及分析仪器。