安全检测技术.docx

1、安全检测技术第一章1检测定义：确定被测对象的量值（物理量、化学量）为目的的全部操作（实验比较过程）检测包括检验和测量两方面含义： 检验是分辨出被测参数量值所归属的某一范围， 以此来判别被测参数是否合格或现象是否存在。测量是把被测未知量与同性质的标准进行比较， 确定被测量对标准数的倍数，并用数字表示这个倍数的过程。2、 测量种类：按测量手续分类： 直接测量、间接测量、联立测量； 直接测量：直接将被测量与标准量进行比较按测量方式分类： 偏差式测量、零位式测量、微差式测量； 包含绝对测量与相对测量按敏感元件是否与被测介质接触分类： 接触式测量、非接触式测量；按被测量变化快慢分类： 静态测量、动态测量

2、；按测量系统是否向被测对象施加能量分类： 主动式测量、被动式测量；按被测量是否是在生产进行的实际过程中被测分类： 在线测量、离线测量。3、 传感器与敏感器的概念： 传感器是将非电量转换为与之有确定对应关系的电量输出的器件或装置，它本质上是非电量系统与电量系统之间的接口。 （分有源型和无源型）；把被测非电量转换为该传感器能够接受和转换的非电量（即可用非电量）的装置或器件。这 种把被测非电量转换为可用非电量的器件或装置称为敏感器。4、 如果将传感器或检测器及信号处理、显示单元集于一体，固定安装于现场，对安全状态信息进行实时检测，则称这种装置为 安全监测仪器。如果只是将传感器或检测器固定安装于现场，

3、而将信号处理、显示、报警等单元安装在远离现场的控制室内，则称为 安全监测系统。将监测系统与控制系统结合起来，则能把监测数据转换成控制信号，该系统 称为监控系统。5、 一般检测系统是有传感器、信号调理器和输出环节 三部分组成。6、 危险源状态信息（未找到相关信息）第二章1测量误差的基本概念： 在测量过程中，由于所选用的测试设备或实验手段不够完善，周围环境中存在各种干扰因素，以及检测技术水平的限制等原因，必然使测量值和真值（被 测对象某个参数的真实量值）之间存在着一定的差值，这个差值被称为测量误差。（上课 提问过）2、 真值：被测量的真实值称为真值。1）约定真值；2）相对真值：相对真值也叫实际值。

4、标称值：计量或测量器具上标注的量值，称为标称值。示值：检测仪器（或系统）指示或显示（被测参量）的数值叫示值，也叫测量真值或读数。3、 绝对误差测量值（即示值）x与被测量的真值x0之间的代数差值 x称为测量值的绝对误差，即 x=x-xO式中，真值x0可为约定真值，也可以是由高精度标准器所测得的相对真值。相对误差心X100%=X - XoXo100%。测量值（即示值）的绝对误差 x与被测参量真值x0的比值，称为检测系统测量值 （示 值）的相对误差3 ,该值无量纲，常用百分数表示，即Xo引用误差测量值的绝对误差 x与仪表的满量程L之比值，称为引用误差 以百分数表示 .X100%L最大引用误差丫。引用

5、误差丫通常也max：Xmax 1 100%L容许（允许）误差分贝误差（查无此相关信息）4、测量误差的分类1系统误差（定值和不定值）在相同条件下，多次重复测量同一被测参数时，误 差的大小和符号保持不变或按某一确定的规律变化，这种测量误差被称为系统误差。其中,误差值不变的称为定值系统误差，其他的系统误差称为变值系统误差。 （出现的有规律性）准确度一词来表征系统误差的大小。2随机误差 随机误差又称偶然误差，它是指在相同条件下多次重复测量同一被测参数 时，测量误差的大小与符号均无规律变化，这类误差被称为随机误差。随机误差越大，精密度越低；反之，随机误差越小，精密度越高，即表明测量的重复 性越好。3粗大

6、误差精度等级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。也即（| ：x|m/L）* 100,G表示。我国常用0.1,0.2。检测仪器（系统）精度等级选大不选小 的原则套用标准化精度等级值；仪表精度等级的数字愈小，仪表的精度愈高。 （上课笔记）5、 系统误差的发现1 ）系统误差的发现（1） 定值系统误差的确定 校准和对比改变测量条件理论计算与分析（2） 变值系统误差的确定 残差观察法6、 随机误差的分析与处理粗大误差的判别准则：（1）赖以特准则（也成 3二准则）（2）格拉布斯准则（了解）7、 测量数据处理的基本方法 有效数字有效数字的化整原则若舍去部分的数值小于保留部分末位的

7、半个单位，则末位不变。例如，将下列数据保留到小数点后第二位： 1.4348 1.43 （因为 0.0048V 0.005）。若舍去部分的数值大于保留部分末位的半个单位，则末位加 1。例如,将下列数据保留到小数点后第二位：1.43521 t 1.43 （因为 0.00521 0.005）。若舍去部分的数值等于保留部分末位的半个单位，则末位凑成偶数，即末位为偶数时不 变，为奇数时加 1。例如，将下列数据保留到小数点后第二位： 1.2350t 1.24 （因为0.0050=0.005 ）。8检测信号分析基础信号是随时间变化的物理量（电、光、文字、符号、图像、数据等） ，可以认为它是一种传载信息的函数

8、。（概念）信号分析是将一复杂信号分解为若干简单信号分量的叠加，并以这些分量的组成情况去 考察信号的特性。这样的分解，可以抓住信号的主要成分进行分析、处理和传输，使复 杂问题简单化。实际上，这也是解决所有复杂问题最基本、最常用的方法。信号处理是指对信号进行某种变换或运算（滤波、变换、增强、压缩、估计、识别等） 。 其目的是消弱信号中的多余成分，滤除夹杂在信号中的噪声和干扰，或将信号变换成易 于处理的形式。信号处理 包括时域处理和频域处理。时域处理中最典型的是波形分析，示波器就是一种 最通用的波形分析和测量仪器。把信号从时域变换到频域进行分析和处理，可以获得更 多的信息，因而频域处理更为重要。信号

9、频域处理主要指滤波，即是把信号中的有效信 号提取出来，抑制（削弱或滤除）干扰或噪声的一种处理。进行信号分析的方法通常分为： 时域分析和频域分析。 检测信号的分类： 一是按信号是否随时间变化，将信号分为静态信号与动态信号；二是 按照信号是否连续变化，将信号分为连续性和离散型信号，通常又把这两种信号分别称 为模拟信号与数字信号；三是按信号是否能够用一个确定性函数表示，将信号分为确定 性信号和随机信号。9、检测信号的时域分析 （ 1）均值和绝对值 （2）平均功率 （均方值） 和有效值 （均方根值） 信号的频域分析 周期信号频谱特点（ 1）离散性（ 2）谐波性（ 3）收敛性（课本和课件 均无）10、检

10、测系统的基本特征 通常把被测参量作为检测系统的输入 （亦称为刺激） 信号， 而把检测系统的输出信号称 为响应。（上课提问过） 检测系统的基本特性一般分为两类： 静态特性和动态特性。 检测系统的特性分析通常应用在下述三个方面：（1） 已知检测系统的特性和输出信号，推断输入信号。这就是通常应用检测系统来测量 未知量的的测量过程。（2） 已知检测系统的特性和输入信号，推断估计输出信号。通常应用于组建多个环节的 检测系统。（3） 由检测系统输入输出信号，推断检测系统的特性。通常应用于检测系统的分析、设 计和研究。11、检测系统数学模型 可分为静态数学模型和动态数学模型。 检测系统的动态数学模型主要三种

11、形式： 时域分析用的微分方程；复频域分析用的传 递函数；频域分析用的频率特性。12、 传递函数 若检测系统的初始条件为零，则把检测系统输出（响应函数） y （t）的拉氏变换Y（ s）,与检测系统输入（激励函数） x（ t）的拉氏变换X （ s）之比，称为检测系统的传递函数 G（ s）。传递函数特点：（1） 传递函数是测量系统本身各环节固有特性的反映，它不受输入信号的影响，但包含 瞬态、稳态时间和频率响应的全部信息；（2） 传递函数G（ s）是通过把实际检测系统抽象成数学模型后经过拉氏变换得到的，它 只反映检测系统的响应特性；（3） 同一传递函数可能表征多个响应特性相似，但具体物理结构和形式却完

12、全不同的设 备。频率（响应）函数13、 检测系统的静态特性 （1）.精确性准确度精密度精确度（上课提问过） （2）.稳定性 稳定度 测量仪表的稳定度是指在规定工作条件的范围内， 在规定的时间内仪表 性能保持不变的能力。影响系数 使用仪表由于周围环境，如环境温度、大气压、振动等外部状态引起仪表示值的变化， 以及电源电压、 波形、 频率等工作条件变化引起仪 表示值的变化，统称为影响量。 （熟知）14、 静态输入、输出特性1） 灵敏度2） 线性度 线性度是度量检测系统输出、输入间线性程度的一种指标。检测系统输入和 输出之间的关系曲线称为定度曲线定度曲线和理想直线的最大偏差E与检测系统标称全量程输出范

13、围A之比为检测系统的线性度，即线性度=100%3）滞后度也称为回程误差或变差，它是用来评价实际检测系统的特性与理想检测系统特性 差别的一项指标。义在全量程范围内，当输入量由小增大和由大减小时， 对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输出量之差的最大值与全量程A的比值称为滞后度，滞后度二-ymax 100%A（以上两图曾作为重点讲）4）测量范围5）分辨率分辨率是指系统有效地辨别紧密相邻量值的能力， 即检测系统在规定的测量范围内所能检测出被测输入量的最小变化量。6）阈值7）重复性15检测系统的动态特性 频率响应特性 Gj ）频率响应函数1） 一阶系统的数学模型、动态特性参数及动态性能指标（1） 一

14、阶系统的数学模型2）二阶系统的数学模型及动态特性参数（2） 一阶系统的动态特性参数及动态性能指标： （1 ）时间常数T. （2）响应时间tsy(t)二 kx(t)1 d2y(t) 2 d y(t) n dt2 ，n dt15、 检测系统的可靠性技术 所谓可靠性是指在规定的工作条件和工作时间内， 检测与转换装置保持原有产品技术性能的能力。指标有：1 ）平均无故障时间 MTBF2） 可信任概率P3） 故障率4） 有效度 衡量检测系统可靠性的综合指标是有效度5 ）防爆措施（仪表）（1）控制易爆气体（2）控制爆炸范围（3）控制引爆源。16、 防冻及放热问题。17、 电磁干扰的产生 （老师轻描淡写的讲的

15、）（1） 放电干扰（2） 电晕放电干扰火花放电干扰（4）辉光、弧光放电干扰 常用的抑制电磁干扰的措施1） 屏蔽技术I 静电屏蔽n .电磁屏蔽川低频磁屏蔽IV .驱动屏蔽2） 接地技术 课后画的习题第三章1、 传感器的定义：1.广义的概念：传感器是将被测物理量按一定规律转换为与其对应的另一种（或同种）物理量输出的装置。2.狭义的概念：传感器是将被测非电物理量转换为与之对应的并易于精 确处理的电量或电参量输出的一种监测装置。2、 传感器的作用： 传感器是实现检测与自动控制（遥感、遥测、遥控）的首要环节，而传 感技术是衡量科学技术现代化程度的重要标志。3、 传感器的分类：1 ）按输入量（被测对象）分类： 物理量传感器（温度传感器、压力传感器、位移传感器）、化学量传感器、生物量传感器；2） 按转换原理分类： 结构型传感器、物性型传感器；3） 按能量转换的方式分类： 有源型传感器、无源型传感器；4） 按输出信号的形式分类： 开关式传感器、模拟式传感器、数字式传感器；5）按输入和输出的特性分类： 线性传感器、非线性传感