檢測系統(tǒng)檢測技術(shù)
隨著人類社會進入信息時代,以信息的獲取、轉(zhuǎn)換顯示和處理為主要內(nèi)容的檢測技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為一門完整的技術(shù)學(xué)科,在促進生產(chǎn)發(fā)展和科技進步的廣闊領(lǐng)域內(nèi)發(fā)揮著重要作用。檢測技術(shù)幾乎已應(yīng)用于所有的行業(yè),它是多學(xué)科知識的綜合應(yīng)用。它涉及到半導(dǎo)體技術(shù)、激光技術(shù)、光纖技術(shù)、聲控技術(shù)、遙感技術(shù)、自動化技術(shù)、計算機應(yīng)用技術(shù)、以及數(shù)理統(tǒng)計、控制論、信息論等近代新技術(shù)和新理論。
檢測系統(tǒng)的傳感器種類
傳感器種類繁多,其分類方法也較多。主要有按被測參量分類(例如,溫度傳感器、濕度傳感器、 位移傳感器、 加速度傳感器、 荷重傳感器等) 法,按傳感器轉(zhuǎn)換機理 (工作原理) 分類(例如,電阻式、電容式、電感式、壓電式、超聲波式、霍爾式等)法和按輸出信號分類(分為模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器兩大類) 法等。采用按被測參量分類法有利于人們按照目標(biāo)對象的檢測要求選用傳感器,而采用按傳感器轉(zhuǎn)換機理(工作原理)分類法有利于對傳感器作研究、試驗。
檢測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集
數(shù)據(jù)采集 (系統(tǒng)) 在檢測系統(tǒng)中的作用是對信號調(diào)理后的連續(xù)模擬信號離散化并轉(zhuǎn)換成與模擬信號電壓幅度相對應(yīng)的一系列數(shù)值信息, 同時以一定的方式把這些轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)及時傳遞給微處理器或依次自動存儲。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常以各類模 / 數(shù)( A/D)轉(zhuǎn)換器為主要,輔以模擬多路開關(guān)、采樣 / 保持器、輸入緩沖器、輸出鎖存器等組成。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要性能指標(biāo)是:
(1) 輸入模擬電壓信號范圍,單位為V ;
(2) 轉(zhuǎn)換速度(率) ,單位為次 / 秒;
(3) 分辨率,通常以模擬信號輸入為滿度時的轉(zhuǎn)換值的倒數(shù)來表征;
(4) 轉(zhuǎn)換誤差,通常指實際轉(zhuǎn)換數(shù)值與理想 A/D 轉(zhuǎn)換器理論轉(zhuǎn)換值之差。
檢測系統(tǒng)的信號顯示
通常人們都希望及時知道被測參量的瞬時值、 累積值或其隨時間的變化情況; 因此,各類檢測儀表和檢測系統(tǒng)在信號處理器計算出被測參量的當(dāng)前值后通常均需送各自的顯示器作實時顯示。顯示器是檢測系統(tǒng)與人聯(lián)系的主要環(huán)節(jié)之一,顯示器一般可分為指示式、數(shù)字式和屏幕式三種。
(1) 指示式顯示,又稱模擬式顯示。被測參量數(shù)值大小由光指示器或指針在標(biāo)尺上的相對位置來表示。有形的指針位移用于模擬無形的被測量是較方便、 直觀的。指示式儀表有動圈式和動磁式多種形式,但均有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、顯示直觀,在檢測精度要求不高的單參量測量顯示場合應(yīng)用較多。指針式儀表存在指針驅(qū)動誤差、標(biāo)尺刻度誤差,這種儀表讀數(shù)精度和儀器的靈敏度等受標(biāo)尺較小分度的限制,如果操作者讀儀表示值站位不當(dāng)就會引入主觀讀數(shù)誤差。
(2) 數(shù)字式顯示,以數(shù)字形式直接顯示出被測參量數(shù)值的大小;在正常情況下,數(shù)字式顯示完全消除了顯示驅(qū)動誤差、能有效地克服讀數(shù)的主觀誤差,(相對指示式儀表)提高顯示和讀數(shù)的精度,還能方便地與計算機連接和進行數(shù)據(jù)傳輸。 因此, 各類檢測儀表和檢測系統(tǒng)正越來越多地采用數(shù)字式顯示方式。
(3) 屏幕顯示,實際上是一種類似電視顯示方法,具有形象性和易于讀數(shù)的優(yōu)點,又能同時在同一屏幕上顯示一個被測量或多個被測量的 ( 大量數(shù)據(jù)式 ) 變化曲線,有利于對它們進行比較、分析。屏幕顯示器一般體積較大、 價格與普通指示式顯示和數(shù)字式顯示相比要高得多;其顯示通常需由計算機控制,對環(huán)境溫度、濕度等指標(biāo)要求較高,在儀表控制室、監(jiān)控中心等環(huán)境條件較好的場合使用較多。