检测技术及方法分析PPT学习教案.pptx

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1、会计学1检测技术检测技术(jsh)及方法分析及方法分析第一页，共51页。美国国家导弹美国国家导弹(dodn)防御计划防御计划-NMD检测技术在国防领域检测技术在国防领域(ln y)的应用：的应用：先行官先行官1.地基拦截器地基拦截器2.早期预警系统早期预警系统3.前沿部署前沿部署(如雷达）如雷达）4.管理与控制系统管理与控制系统5.卫星红外线监测系统卫星红外线监测系统 监测系统监测系统:探测和发现敌探测和发现敌人导弹人导弹(dodn)的发射并追的发射并追踪导弹踪导弹(dodn)的飞行轨道；的飞行轨道；拦截器：能识别真假拦截器：能识别真假弹头，敌友方弹头，敌友方检测技术的作用第1页/共51页第二

2、页，共51页。检测检测(jin c)技术在航天领域应用：举足技术在航天领域应用：举足轻重轻重火箭测控火箭测控-检测检测(jin c)火箭状况、姿态、轨火箭状况、姿态、轨迹迹飞行器测控飞行器测控-检测检测(jin c)飞行器姿态、发电飞行器姿态、发电机工况，控制与操纵机工况，控制与操纵 检测(jin c)技术的作用第2页/共51页第三页，共51页。“阿波罗阿波罗10”：火箭火箭(hujin)部分部分-2077个传感器个传感器飞船飞船(fi chun)部分部分-1218个传感器个传感器检测检测(jin c)参数参数-加速度、温度、压力、加速度、温度、压力、振动、流量、应变、振动、流量、应变、声学声

3、学神州飞船：神州飞船：185台（套）仪器装置台（套）仪器装置检测技术的作用第3页/共51页第四页，共51页。检测技术(jsh)的作用第4页/共51页第五页，共51页。检测技术在日常生活中的应用检测技术在日常生活中的应用(yngyng)：与日俱增与日俱增检测(jin c)技术的作用第5页/共51页第六页，共51页。检测技术(jsh)的作用智能电子警察监测智能电子警察监测(jin c)(jin c)系统系统第6页/共51页第七页，共51页。号检测(jin c)技术的作用第7页/共51页第八页，共51页。检测(jin c)技术的作用第8页/共51页第九页，共51页。自动收费自动收费(shu fi)系

4、统系统第9页/共51页第十页，共51页。自动(zdng)检测或自动(zdng)控制系统与外界的信息界面关系有三种情况：获取检测对象所处状态(zhungti)的传感器，以及控制并调节对象状态(zhungti)的执行器。图图3-1 检测与控制仪器与外界检测与控制仪器与外界环境之间的三种界面环境之间的三种界面操作人员与仪器(yq)装置之间的界面。监控仪器与其他系统之间的信息往来。第10页/共51页第十一页，共51页。传感器是所有被测对象信息(xnx)的输入端口。传感器的作用传感器的作用 感受被测量的变化，直接从对象中提取被测量的信息感受被测量的变化，直接从对象中提取被测量的信息(xnx)，并转换成相

5、应的输出信号，即完成信号的检测与转换，是整个系统中的关键。，并转换成相应的输出信号，即完成信号的检测与转换，是整个系统中的关键。相当于人体的感觉器官，可以把非电量转换成电信号。相当于人体的感觉器官，可以把非电量转换成电信号。如温度计：温度如温度计：温度位移。位移。第11页/共51页第十二页，共51页。传感器的好坏直接影响仪表的质量，对它的要求有：传感器的好坏直接影响仪表的质量，对它的要求有：准确性：输出准确反映输入准确性：输出准确反映输入(shr)，输出、输入，输出、输入(shr)之之间是严格的单值关系，即只有被测量才对传感器有作用。间是严格的单值关系，即只有被测量才对传感器有作用。稳定性：输

6、入稳定性：输入(shr)和输出之间的单值关系不随时间和温和输出之间的单值关系不随时间和温度变化，受外界其它因素干扰的影响小。度变化，受外界其它因素干扰的影响小。灵敏性：较小的输入灵敏性：较小的输入(shr)量就有较大的输出信号。量就有较大的输出信号。其它：经济性、耐腐蚀性、低能耗等。其它：经济性、耐腐蚀性、低能耗等。实际使用时还应考虑的有体积小、价廉、易于维修更换等实际使用时还应考虑的有体积小、价廉、易于维修更换等第12页/共51页第十三页，共51页。传感器的种类千差万别(qin ch wn bi)，传感器的分类方法有很多种：1.根据检测对象分类，如温度、压力、位移等。2.从传感器原理或反应效

7、应分类，如光电、压电等。3.根据传感器的材料分类，如导电体、半导体等。4.按应用领域分类，如化工、纺织、造纸、环保等5.5.按输出信号(xnho)形式分类，如模拟和数字式等。6.6.按反应形式或能量供给方式分类，如能动型和被动型、能量变换型和能量控制型等。第13页/共51页第十四页，共51页。传感器定义传感器定义(dngy)及组成及组成n n定义：传感器是一种以测量为目的，以一定的精度把被测量转定义：传感器是一种以测量为目的，以一定的精度把被测量转定义：传感器是一种以测量为目的，以一定的精度把被测量转定义：传感器是一种以测量为目的，以一定的精度把被测量转换为与之有确定关系的，便于处理的另一种物

8、理量的测量器件，换为与之有确定关系的，便于处理的另一种物理量的测量器件，换为与之有确定关系的，便于处理的另一种物理量的测量器件，换为与之有确定关系的，便于处理的另一种物理量的测量器件，其输出多为易处理的电量，如电流、电压、频率其输出多为易处理的电量，如电流、电压、频率其输出多为易处理的电量，如电流、电压、频率其输出多为易处理的电量，如电流、电压、频率(pnl(pnl)等。等。等。等。n n组成：传感器由敏感元件、传感元件和转换电路三部分组成。组成：传感器由敏感元件、传感元件和转换电路三部分组成。组成：传感器由敏感元件、传感元件和转换电路三部分组成。组成：传感器由敏感元件、传感元件和转换电路三部

9、分组成。非电量非电量（被测量）（被测量）敏感元件敏感元件传感元件传感元件测量转换电路测量转换电路非电量非电量电参量电参量电量电量第14页/共51页第十五页，共51页。只有传感器并不等于具有完备的检测技术或方法。除了传感器只有传感器并不等于具有完备的检测技术或方法。除了传感器之外还需要一定的检测结构，用于有选择地实现信号之外还需要一定的检测结构，用于有选择地实现信号(xnho)转换。转换。检测技术理论就是针对复杂问题的检测方法、检测结构以及检检测技术理论就是针对复杂问题的检测方法、检测结构以及检测信号测信号(xnho)处理等方面进行研究的一门综合性科学。处理等方面进行研究的一门综合性科学。检测技

10、术与方法中有许多基本概念。为比较起见，下面分别解检测技术与方法中有许多基本概念。为比较起见，下面分别解释成对的一些概念。释成对的一些概念。第15页/共51页第十六页，共51页。一、开环型检测一、开环型检测(jin c)与闭环型检测与闭环型检测(jin c)开环型检测系统如图(a)所示。一般由传感器、信号(xnho)放大器、转换电路、显示器等串联组成。闭环型检测系统如图(b)所示。正向通道中的变换器通常是将被测信号(xnho)转换成电信号(xnho)，反向变换器则将电信号(xnho)变为非电信号(xnho)。对象信息处理器传感器输出(a)+反变换器变换器放大器被测量输出-(b)平衡式仪表及检测系

11、统一般采用这种结构平衡式仪表及检测系统一般采用这种结构第16页/共51页第十七页，共51页。二、直接二、直接(zhji)检测与间接检测检测与间接检测 直接检测与同类基准进行简单的比较，就能得到测量值的检测方法。间接(jin ji)检测就是测量与被测量有一定关系的2个或2个以上物理量，然后再推算出被测量。第17页/共51页第十八页，共51页。三、绝对三、绝对(judu)检测与比较检测检测与比较检测 绝对检测是指由基本物理量测量而决定被测量的方法。如用水银压力计测压力 比较检测方法与同种类量值进行(jnxng)比较而决定测量值的方法。如用弹簧管压力计测量压力第18页/共51页第十九页，共51页。四

12、、偏差四、偏差(pinch)法与零位法法与零位法 偏差法偏差法也叫非零检测法。一般都是开环型结构，增益大。结也叫非零检测法。一般都是开环型结构，增益大。结构简单，测量结果直观。如弹簧秤称重构简单，测量结果直观。如弹簧秤称重.信号转换需要的能量要从被测对象上获得信号转换需要的能量要从被测对象上获得(hud)。这种开环检测对排除干扰很不利。这种开环检测对排除干扰很不利。零位法零位法是反馈型闭环检测方法。采取与同类的已知量取平衡是反馈型闭环检测方法。采取与同类的已知量取平衡的方法进行测量。如用天平测量质量。的方法进行测量。如用天平测量质量。零位法的平衡操作绝大多数已经完全自动化。电位差计、平衡零位法

13、的平衡操作绝大多数已经完全自动化。电位差计、平衡电桥等。电桥等。第19页/共51页第二十页，共51页。五、强度五、强度(qingd)变量检测与容量变量检测变量检测与容量变量检测n强度变量：压力、温度、电压等表示作用的大小，与体积、强度变量：压力、温度、电压等表示作用的大小，与体积、质量无关质量无关(wgun)。n容量变量：长度、重量、热量、电流等与占据空间相关，与容量变量：长度、重量、热量、电流等与占据空间相关，与体积、质量成比例。体积、质量成比例。n一般在传感器的输入输出端分别存在成对的强度变量与容量一般在传感器的输入输出端分别存在成对的强度变量与容量变量，它们的乘积分别表示传感器的输入、输

14、出能量。变量，它们的乘积分别表示传感器的输入、输出能量。第20页/共51页第二十一页，共51页。容量容量容量容量(rngling)(rngling)变量对测量的影响变量对测量的影响变量对测量的影响变量对测量的影响n n以热电偶测温为例，温度差即强度变量是输入信号，输出信号是热电势，以热电偶测温为例，温度差即强度变量是输入信号，输出信号是热电势，也是强度变量。输入端的容量变量是热流，输出端的容量变量是电流也是强度变量。输入端的容量变量是热流，输出端的容量变量是电流,如如图所示图所示n n热流和电流虽不是输入输出变量，但它们都对检测系统有影响。热流和电流虽不是输入输出变量，但它们都对检测系统有影响

15、。n n强度变量与容量变量是在检测系统的输入输出端共轭存在的变量。一方传强度变量与容量变量是在检测系统的输入输出端共轭存在的变量。一方传递信息的同时，另一方总是直接或间接递信息的同时，另一方总是直接或间接(jin ji)(jin ji)地与误差有关。地与误差有关。热电偶热电偶热流热流温度差温度差电流电流热电势热电势第21页/共51页第二十二页，共51页。六、微差法六、微差法此方法此方法(fngf)是测量被测量与已知量的差值。差值通常较小，可以提高检测精度。如游标卡尺。这是利用主尺与游标刻线的微差提高测量精度的方法是测量被测量与已知量的差值。差值通常较小，可以提高检测精度。如游标卡尺。这是利用主

16、尺与游标刻线的微差提高测量精度的方法(fngf)七、替换法七、替换法由于系统误差的存在，当把被测物与标准比较物的主次或先后顺序置换过来时，可以排除测量过程中因顺序所造成由于系统误差的存在，当把被测物与标准比较物的主次或先后顺序置换过来时，可以排除测量过程中因顺序所造成(zo chn)的误差影响。例如，改变天平放砝码托盘的左右位置，两次测量质量取平均值求得被测量的比较准确的质量。的误差影响。例如，改变天平放砝码托盘的左右位置，两次测量质量取平均值求得被测量的比较准确的质量。第22页/共51页第二十三页，共51页。01cm游标卡尺(yubio kch)示意图主尺游标(yubio)01cm00.9c

17、m分度值（分辨率）0.1mm被测尺寸的小数(xiosh)部分为40.1=0.4mm第23页/共51页第二十四页，共51页。n n能量变换型检测：能量变换型检测：能量变换型检测：能量变换型检测：n n输出信号的能量是传感器吸收的能量的一部分，输入输出信号的能量是传感器吸收的能量的一部分，输入输出信号的能量是传感器吸收的能量的一部分，输入输出信号的能量是传感器吸收的能量的一部分，输入信号的能量部分转换成输出信号。不需外接电源信号的能量部分转换成输出信号。不需外接电源信号的能量部分转换成输出信号。不需外接电源信号的能量部分转换成输出信号。不需外接电源n n热电偶、磁电系仪表测量电流电压热电偶、磁电系

18、仪表测量电流电压热电偶、磁电系仪表测量电流电压热电偶、磁电系仪表测量电流电压n n能量控制型检测：能量控制型检测：能量控制型检测：能量控制型检测：n n被检测量控制了从电源转向输出信号的能量的流动被检测量控制了从电源转向输出信号的能量的流动被检测量控制了从电源转向输出信号的能量的流动被检测量控制了从电源转向输出信号的能量的流动(lidng)(lidng)。需外接电源。需外接电源。需外接电源。需外接电源n n光敏电阻、热敏电阻光敏电阻、热敏电阻光敏电阻、热敏电阻光敏电阻、热敏电阻n n能动型检测能动型检测能动型检测能动型检测八、能量八、能量(nngling)变换与能量变换与能量(nngling)

19、控制型检测元件控制型检测元件第24页/共51页第二十五页，共51页。n n智能检测技术应用。智能检测技术应用。n n根据探索行为所逐一得到的检测结果来判断被检测对根据探索行为所逐一得到的检测结果来判断被检测对象的性质象的性质(xngzh)(xngzh)及状态，并重复进行探索，深入掌及状态，并重复进行探索，深入掌握其状态。握其状态。各种主动探索各种主动探索(tn su)(tn su)与信息反馈检测的形态与信息反馈检测的形态调整工作调整工作(gngzu)状态状态调整测试参数调整测试参数优化数据处理方式优化数据处理方式九、主动探索与信息反馈型检测九、主动探索与信息反馈型检测第25页/共51页第二十六

20、页，共51页。n n检测系统的基本功能-信号转换与信号选择、基准保持与比较、显示与操作n n信号转换模型(mxng)与信号选择性n n检测系统的结构分析-差分式、补偿式和调制式 内容(nirng)：第26页/共51页第二十七页，共51页。一、检测一、检测(jin c)系统的基本功系统的基本功能能 检测系统的基本功能可总结为：信号转换与信号选择(xunz)基准保持与比较 显示与操作第27页/共51页第二十八页，共51页。二、信号二、信号(xnho)转换模型与信号转换模型与信号(xnho)选择性选择性1.信号转换的数学模型设检测系统独立(dl)的输入变量为u1,u2,ur，输出变量为y1，y2，y

21、m，系统内部变量为x1，x2，xn，系统的状态方程为：标定：改变输入量标定：改变输入量u，记录输出量，记录输出量y的过程。的过程。u y检测：在标定的基础检测：在标定的基础(jch)上由上由y求求u的解逆问题的过程。的解逆问题的过程。y u检测系统信号转换的基本条件：变换特性能用简单公式描检测系统信号转换的基本条件：变换特性能用简单公式描述或输入与输出之间的关系确定。述或输入与输出之间的关系确定。第28页/共51页第二十九页，共51页。设u1 为被检测量（输入(shr)信号），y1 为测量值（输出信号）时则代表了则代表了u1y1的检测方程的检测方程(fngchng)特性。特性。2.信号选择(x

22、unz)性 设计检测系统时要选择(xunz)必要的信号，消除其他变量的影响，以提高检测精度。以金属丝的电阻值变化为例，它与金属种类、纯度、形状、温度有关。以金属丝的电阻值变化为例，它与金属种类、纯度、形状、温度有关。当用作热电阻测温时，选择其温度变化的特性，而要防止变形影响；当用作热电阻测温时，选择其温度变化的特性，而要防止变形影响；当用作应变测量时，则选择其形状变化的特性，而要设计抵消温度影当用作应变测量时，则选择其形状变化的特性，而要设计抵消温度影响的检测结构。响的检测结构。第29页/共51页第三十页，共51页。一个传感器的输入信号，除被测参数以外，还有其他未知参数或干扰参数，因此(ync

23、)，一般传感器可视为多输入单输出系统，如图3-6所示。传感器传感器输入量输出量x1x2x3y图3-6 传感器的多输入单输出形式三、检测系统的结构三、检测系统的结构(jigu)分析分析为减小和消除这些多余信号，实际上常常(chngchng)采取一些特殊结构。第30页/共51页第三十一页，共51页。设被检测量为u1，干扰量为u2，传感器A为测量用传感器，同时受u1、u2 的作用，在u1、u2有微小变化的前后，输出信号(xnho)分别为：yA=fA(u1，u2)yA=fA(u1+u1，u2+u2)传感器B为补偿用传感器，受干扰量u2及其微小变化的影响。在固定u1时，输出(shch)分别为：yB=fB

24、(u1，u2)yB=fB(u1，u2+u2)1.补偿补偿(bchng)结构结构第31页/共51页第三十二页，共51页。补偿结构是利用传感器B的输出结果(ji gu)，补偿传感器A中的干扰量作用，使检测系统的输出结果(ji gu)不受被测参数以外的干扰参数的影响，实现信号选择性。补偿结果(ji gu)输出为y=yA-yB=fA(u1+u1，u2+u2)-fB(u1，u2+u2)。.上式中，u2的一次相和二次相被抵消了。因此，这种结构可以减少u2的影响(yngxing)，实现对u2的补偿。但这不是完全补偿，因为还有u1u2的一项。第32页/共51页第三十三页，共51页。此时(c sh)相当于fA(

25、u1，u2)=fB(u1，u2)=a f1(u1)+b f2(u2)第33页/共51页第三十四页，共51页。这样，补偿结果中就不含u2的影响，实现了完全补偿。这种补偿方式称为比率补偿，其结构是将两传感器输出信号的相减改为(i wi)相比。第34页/共51页第三十五页，共51页。总之，利用补偿结构实现对干扰的补偿时，必须有检测干扰的传感器。而且在干扰量变化范围(fnwi)内，补偿用传感器的特性应与检测用传感器特性相一致，满足这一条件的严密与否决定了补偿精度。第35页/共51页第三十六页，共51页。差分结构可以 看作是补偿结构的特例，是排除干扰、选择必要的测量参数的重要(zhngyo)方法。如图所

26、示，差动结构的两传感要素一般采用空间对称结构形式即f1(u1，u2)=f2(-u1，u2)。2.差分(ch fn)结构第36页/共51页第三十七页，共51页。由于f1，f2的对称(duchn)作用可以(ky)得到 与补偿结果式子相比，u1的二次项也抵消了。即差动结构起到了线性化作用，也提高了对u1 的灵敏度。如果u1、u2是单函数的线性组合，式子中u2的残存影响(yngxing)也可以完全消除。第37页/共51页第三十八页，共51页。3.3 提高检测精度提高检测精度(jn d)的方的方法法n n差动结构等补偿方式利用静态特性分离被差动结构等补偿方式利用静态特性分离被测信号与噪声测信号与噪声(z

27、oshng)干扰。干扰。n n利用信号与噪声利用信号与噪声(zoshng)在时域和频域在时域和频域上的不同动态特性，也可实现信号选择功上的不同动态特性，也可实现信号选择功能，提高检测精度，消除噪声能，提高检测精度，消除噪声(zoshng)干扰。干扰。第38页/共51页第三十九页，共51页。时域信号选择时域信号选择(xunz)方法方法n n1 1）基于同步）基于同步）基于同步）基于同步(tngb)(tngb)加算的去噪方法加算的去噪方法加算的去噪方法加算的去噪方法利用利用(lyng)信号周期性信号周期性如图3-9所示，虚线表示信号波形。根据随机误差分析结果可知，当加算次数为N时，信号成分变成N倍

28、，而噪声只有 倍，信噪比S/N改善了 倍。2）基于响应速度的分离方法）基于响应速度的分离方法色谱柱原理，吸附剂对不同气体的吸附能力不同，形成气体分离时间差别。色谱柱原理，吸附剂对不同气体的吸附能力不同，形成气体分离时间差别。第39页/共51页第四十页，共51页。频域信号选择频域信号选择(xunz)方法方法n n1 1）滤波放大与调频）滤波放大与调频(dio pn)(dio pn)放大方法放大方法调频调频(dio pn)(dio pn)带通放大原理带通放大原理v滤波放大滤波放大:信号和噪声所占有信号和噪声所占有的的频率段不同时频率段不同时，利用滤波器，利用滤波器可以很容易地将两者分离开可以很容易

29、地将两者分离开来，称之为滤波放大方法。来，称之为滤波放大方法。v调频放大调频放大:如果信号和噪声如果信号和噪声的的频率段接近时频率段接近时，先将信号频，先将信号频带移动到噪声功率较小的频率带移动到噪声功率较小的频率段，再分离噪声，即进行信号段，再分离噪声，即进行信号调制和解调，称之为调频放大调制和解调，称之为调频放大方法方法。第40页/共51页第四十一页，共51页。频域信号频域信号(xnho)选择选择方法方法n n2 2）陷波放大方法）陷波放大方法）陷波放大方法）陷波放大方法n n噪声信号频带噪声信号频带噪声信号频带噪声信号频带(pndi)(pndi)非常窄非常窄非常窄非常窄 当噪声信号频带非

30、常窄时采用此方法当噪声信号频带非常窄时采用此方法(fngf)(fngf)，如商用，如商用电源附近有大型电机时。电源附近有大型电机时。工频及高次谐波干扰，工频及高次谐波干扰，n50Hzn50Hz窄带陷波对原始信号失真影响较小窄带陷波对原始信号失真影响较小第41页/共51页第四十二页，共51页。频域信号选择频域信号选择(xunz)方法方法n n3 3）锁定放大方法）锁定放大方法n n微弱信号埋没在噪声中时，可主动微弱信号埋没在噪声中时，可主动(zh(zh dng)dng)调制信号，抑调制信号，抑制噪声，再使用锁定放大器将被测信号与参考信号相位锁制噪声，再使用锁定放大器将被测信号与参考信号相位锁定，

31、来检测微弱信号。定，来检测微弱信号。基于锁定放大器的微弱基于锁定放大器的微弱(wiru)(wiru)信号检测原理信号检测原理第42页/共51页第四十三页，共51页。3.4 多元多元(du yun)检测检测技术技术n n使用多个传感器或不同类型传感使用多个传感器或不同类型传感器，实现高度智能检测功能，是器，实现高度智能检测功能，是检测技术发展的必然趋势。检测技术发展的必然趋势。n n应用于复杂检测，高精度检测。应用于复杂检测，高精度检测。n n智能检测包括：干扰补偿智能检测包括：干扰补偿(bchng)、特性补偿、特性补偿(bchng)、自动校正、自设定量程、自诊断、自动校正、自设定量程、自诊断、

32、分散处理等。分散处理等。n n多元化检测是实现智能检测的一多元化检测是实现智能检测的一种形式。种形式。第43页/共51页第四十四页，共51页。多元多元(du yun)检测与检检测与检测方程式测方程式n n被检测量为被检测量为被检测量为被检测量为 ，传感器输出为，传感器输出为，传感器输出为，传感器输出为 ，多元检测可以用联立检测方程式表示：，多元检测可以用联立检测方程式表示：，多元检测可以用联立检测方程式表示：，多元检测可以用联立检测方程式表示：n n多元间接测量，通过矩阵直接多元间接测量，通过矩阵直接多元间接测量，通过矩阵直接多元间接测量，通过矩阵直接(zhji)(zhji)求解或最小二乘求解

33、或最小二乘求解或最小二乘求解或最小二乘法求解法求解法求解法求解当当k=n时，只能获得时，只能获得(hud)待测参数的一组定解，无法评价随机分量待测参数的一组定解，无法评价随机分量 kn时，即重复进行等精度测量，可做误差分析时，即重复进行等精度测量，可做误差分析第44页/共51页第四十五页，共51页。多元多元(du yun)复合检测复合检测n n若被检测量有若被检测量有若被检测量有若被检测量有n n个，那么最少需要个，那么最少需要个，那么最少需要个，那么最少需要n n个独立的检测方程式。个独立的检测方程式。个独立的检测方程式。个独立的检测方程式。n n独立的检测方程式个数不够时，可以给未知参数加

34、上已知量，采用独立的检测方程式个数不够时，可以给未知参数加上已知量，采用独立的检测方程式个数不够时，可以给未知参数加上已知量，采用独立的检测方程式个数不够时，可以给未知参数加上已知量，采用同一检测原理，构成另一检测方程。同一检测原理，构成另一检测方程。同一检测原理，构成另一检测方程。同一检测原理，构成另一检测方程。n n例：吹气式液位检测例：吹气式液位检测例：吹气式液位检测例：吹气式液位检测n n通过测量导管内的压力通过测量导管内的压力通过测量导管内的压力通过测量导管内的压力(yl)(yl)n n进而检测液位进而检测液位进而检测液位进而检测液位吹气式液位计的复合吹气式液位计的复合(fh)(fh

35、)检检测原理测原理第45页/共51页第四十六页，共51页。多元多元(du yun)识别检测识别检测n n例：多传感器气体例：多传感器气体例：多传感器气体例：多传感器气体(qt(qt)成分分析成分分析成分分析成分分析n n以金属氧化物半导体膜为主以金属氧化物半导体膜为主以金属氧化物半导体膜为主以金属氧化物半导体膜为主n n对多成分气体对多成分气体对多成分气体对多成分气体(qt(qt)的反应交叉灵敏性是非线性的的反应交叉灵敏性是非线性的的反应交叉灵敏性是非线性的的反应交叉灵敏性是非线性的多传感器气体成分分析多传感器气体成分分析(fnx)(fnx)系统及多元膜传感器系统及多元膜传感器第46页/共51

36、页第四十七页，共51页。多元多元(du yun)识别检测识别检测n n用反应标准模式标定用反应标准模式标定用反应标准模式标定用反应标准模式标定(bio dn(bio dn)特征提取，模式识别特征提取，模式识别特征提取，模式识别特征提取，模式识别多传感器阵列的反应多传感器阵列的反应(fnyng)(fnyng)模式模式S：膜传感器：膜传感器6种种G：待测气体：待测气体7种种说明说明1.标准浓度，标准浓度，1种气体种气体2.标准浓度，多种气体标准浓度，多种气体3.不同浓度，不同浓度，1种气体种气体4.不同浓度，多种气体不同浓度，多种气体第47页/共51页第四十八页，共51页。例：多传感器气体例：多传

37、感器气体(qt)成分分析成分分析n n传感器的个数少于气体传感器的个数少于气体传感器的个数少于气体传感器的个数少于气体(qt(qt)的种类，但多传感器对多的种类，但多传感器对多的种类，但多传感器对多的种类，但多传感器对多成分气体成分气体成分气体成分气体(qt(qt)的反映交叉灵敏性是非线性的。利用特的反映交叉灵敏性是非线性的。利用特的反映交叉灵敏性是非线性的。利用特的反映交叉灵敏性是非线性的。利用特征提取和模式识别可识别气体征提取和模式识别可识别气体征提取和模式识别可识别气体征提取和模式识别可识别气体(qt(qt)的种类。多传感器的种类。多传感器的种类。多传感器的种类。多传感器与信号处理芯片集

38、成在一起。与信号处理芯片集成在一起。与信号处理芯片集成在一起。与信号处理芯片集成在一起。测得所识测得所识别气体的别气体的浓度浓度多传感器阵多传感器阵列列被测气体被测气体输出阵列模输出阵列模式式计算相似计算相似度度识别未知气识别未知气体的种类体的种类找出对所识别气体找出对所识别气体灵敏度高的传感器灵敏度高的传感器第48页/共51页第四十九页，共51页。构造构造(guzo)化检测化检测n n通过主动设置环境参数，达到简化检测原理及信号处理目的。通过主动设置环境参数，达到简化检测原理及信号处理目的。通过主动设置环境参数，达到简化检测原理及信号处理目的。通过主动设置环境参数，达到简化检测原理及信号处理

39、目的。例：构造例：构造例：构造例：构造(guzo)(guzo)光检测物体通过光检测物体通过光检测物体通过光检测物体通过n n有物体通过使两平面光束都被中断时，通过摄像头观测得到有物体通过使两平面光束都被中断时，通过摄像头观测得到有物体通过使两平面光束都被中断时，通过摄像头观测得到有物体通过使两平面光束都被中断时，通过摄像头观测得到图图图图(c)(c)所示的图像所示的图像所示的图像所示的图像宽度与物体高度有关宽度与物体高度有关动态实时动态实时(sh sh)检检测测第49页/共51页第五十页，共51页。多点时空多点时空(sh kn)检检测测n n例：舒适度检测例：舒适度检测例：舒适度检测例：舒适度

40、检测n n针对多参数、广范围、大规模、复杂化的环境针对多参数、广范围、大规模、复杂化的环境针对多参数、广范围、大规模、复杂化的环境针对多参数、广范围、大规模、复杂化的环境n n多个传感器，采集对时间多个传感器，采集对时间多个传感器，采集对时间多个传感器，采集对时间(shjin)(shjin)、空间分布、空间分布、空间分布、空间分布的数据的数据的数据的数据n n参考标准多样性参考标准多样性参考标准多样性参考标准多样性室内空调舒适度控制室内空调舒适度控制(kngzh)(kngzh)框图框图节能环保节能环保经济性经济性延伸：广义传感器延伸：广义传感器输出：幸福指数输出：幸福指数第50页/共51页第五十一页，共51页。