检测技术导论

文章目录

检测技术导论
- 测量与检测
- 重要掌握测量方法P3
- - 偏差法测量
  - 零位法测量
  - 微差法测量
- 检测系统的组成
- - 补偿结构
  - 差动结构

测量与检测

测量过程三要素：

测量单位
测量方法
测量装置

检测是更为意义的测量，其包含测量和信息获取。

检测过程包括测量、信息提取、信号转换与传输、存储显示等过程。

检测技术包括测量方法、检测装置和检测信号处理等内容。

重要掌握测量方法P3

偏差法测量

零位法测量

关键词:已知标准量、被测量、平衡机构

应用场景：天平称重、电位差计和平衡电桥

微差法测量

原理:用已知标准量的作用去抵消被测量的大部分作用(零位法体现)，再用偏差发来测量被测量与已知量的差值(偏差法体现)

结合两者优点，测量精度高、反映快，适合实时控制参数的检测。

检测系统的组成

检测系统一般由传感器、信号调理电路、信号处理和显示记录装置等部分组成

补偿结构

YA=f(X+Δx,U+Δu)YB=f(X,U+Δu)\begin{aligned} Y_{A}=&f(X+\Delta x, U+\Delta u) \\ Y_{B}=&f(X, U+\Delta u) \end{aligned} YA=YB=f(X+Δx,U+Δu)f(X,U+Δu)

由泰勒级数展开：
YA=f(X,U)+∂f(X,U)∂x⋅Δx+∂f(X,U)∂uΔu+12[∂f2(X,U)∂x2⋅(Δx)2+2∂f2(X,U)∂x∂u⋅ΔxΔu+∂f2(X,U)∂u2⋅Δu2]YB=f(X,U)+∂f(X,U)∂uΔu+12∂f2(X,U)∂u2⋅Δu2\begin{aligned} Y_{A}=&f(X, U)+\frac{\partial f(X, U)}{\partial x} \cdot \Delta x+\frac{\partial f(X, U)}{\partial u} \Delta u+\frac{1}{2}\left[\frac{\partial f^{2}(X, U)}{\partial x^{2}} \cdot(\Delta x)^{2}+\right.\\ &\left.2 \frac{\partial f^{2}(X, U)}{\partial x \partial u} \cdot \Delta x \Delta u+\frac{\partial f^{2}(X, U)}{\partial u^{2}} \cdot \Delta u^{2}\right]\\ Y_{B}=&f(X, U)+\frac{\partial f(X, U)}{\partial u} \Delta u+\frac{1}{2} \frac{\partial f^{2}(X, U)}{\partial u^{2}} \cdot \Delta u^{2} \end{aligned} YA=YB=f(X,U)+∂x∂f(X,U)⋅Δx+∂u∂f(X,U)Δu+21[∂x2∂f2(X,U)⋅(Δx)2+2∂x∂u∂f2(X,U)⋅ΔxΔu+∂u2∂f2(X,U)⋅Δu2]f(X,U)+∂u∂f(X,U)Δu+21∂u2∂f2(X,U)⋅Δu2

Y=YA−YB=∂f∂xΔx+12∂2f∂x2(Δx)2+∂2f∂x∂u⋅ΔxΔuY=Y_{A}-Y_{B}=\frac{\partial f}{\partial x} \Delta x+\frac{1}{2} \frac{\partial^{2} f}{\partial x^{2}}(\Delta x)^{2}+\frac{\partial^{2} f}{\partial x \partial u} \cdot \Delta x \Delta u Y=YA−YB=∂x∂fΔx+21∂x2∂2f(Δx)2+∂x∂u∂2f⋅ΔxΔu

(个人看法):此处应该是检测x的变化量，而YAY_AYA就是未加补偿机构的时候的输出量，而YYY就是添加了补偿机构的输出量，可以看出，添加补偿机构有效抑制了一次项Δu\Delta uΔu

差动结构

提高测量灵敏度并且能减小非线性度。

YB=f(X,U)−∂f(X,U)∂x⋅Δx+∂f(X,U)∂uΔu+12[∂f2(X,U)∂x2⋅(Δx)2−2∂f2(X,U)∂x∂u⋅ΔxΔu+∂f2(X,U)∂u2⋅Δu2]\begin{aligned} Y_{B}=&f(X, U)-\frac{\partial f(X, U)}{\partial x} \cdot \Delta x+\frac{\partial f(X, U)}{\partial u} \Delta u+\frac{1}{2}\left[\frac{\partial f^{2}(X, U)}{\partial x^{2}} \cdot(\Delta x)^{2}-\right.\\ &\left.2 \frac{\partial f^{2}(X, U)}{\partial x \partial u} \cdot \Delta x \Delta u+\frac{\partial f^{2}(X, U)}{\partial u^{2}} \cdot \Delta u^{2}\right]\\ \end{aligned} YB=f(X,U)−∂x∂f(X,U)⋅Δx+∂u∂f(X,U)Δu+21[∂x2∂f2(X,U)⋅(Δx)2−2∂x∂u∂f2(X,U)⋅ΔxΔu+∂u2∂f2(X,U)⋅Δu2]

Y=YA−YB=2∂f∂xΔx+2∂2f∂x∂u⋅ΔxΔuY=Y_{A}-Y_{B}=2\frac{\partial f}{\partial x} \Delta x+2\frac{\partial^{2} f}{\partial x \partial u} \cdot \Delta x \Delta u Y=YA−YB=2∂x∂fΔx+2∂x∂u∂2f⋅ΔxΔu

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