DOC《第1章》

第1章 检测技术的基础知识 在信息社会的一切活动领域中,检测是科学地认识各种现象的基础性方法和手段.

现代化的检测手段在很大程度上决定了生产、科学技术的发展水平,而科学技术的发展又为检测技术提供了新的理论基础和制造工艺,同时对检测技术提出了更高的要求.检测技术是所有科学技术的基础,是自动化技术的支柱之一. 自动检测与转换技术是一门以研究检测系统中信息提取、转换及处理的理论和技术为主要内容的应用技术学科,本章是自动检测与转换技术的理论基础. 学好《自动检测与转换技术》课程大有用武之地 传感器技术是材料学、力学、电学、磁学、微电子学、光学、声学、化学、生物学、精密机械、仿生学、测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、乃至系统科学、人工智能、自动化技术等众多学科相互交叉的综合性高新技术密集型前沿技术,广泛应用于航空航天、兵器、信息产业、机械、电力、能源、交通、冶金、石油、建筑、邮电、生物、医学、环保、材料、灾害预测预防、农林渔业、食品、烟酒制造、建筑、汽车、舰船、机器人、家电、公共安全等领域,可以说是无所不在.敏感元件与传感器技术发展迅猛,是当代科学技术发展的重要标志,与通信技术、计算机技术构成信息科学技术的三大支柱.21世纪是人类全面进入信息电子化的时代,随着人类探知领域和空间的拓展,使得人们需要获得的自然信息的种类日益增加,需要信息传递的速度加快,信息处理能力增强,因此要求与此相对应的信息获取技术即传感技术必须跟上信息化发展的需要.传感器是人类探知自然界信息的触觉,为人们认识和控制相应的对象提供条件和依据.当计算机技术和通信技术飞速发展时,信息获取装置即传感器发展的相对滞后造成了 大脑发达、五官不灵 ,这已经开始引起人们的警觉和各发达国家的重视,对传感器技术和产品的需求迅速提升.传感技术将成为二十一世纪世界各国在高新技术发展方面争夺的一个重要领域.美国国家长期安全和经济繁荣至关重要的22项技术中有6项与传感器技术直接相关.关于保护美国武器系统质量优势至关重要关键技术中8项为无源传感器.美国空军2000年举出15项有助于提高21世纪空军能力关键技术,传感器技术名列第二.美国还成立了国家技术小组(BTG),帮助政府组织和领导各大公司与国家企事业部门的传感器技术开发工作.日本把传感器技术与计算机、通信、激光半导体、超导并列为6大核心枝术,日本科学技术厅制定的二十世纪九十年代重点科研项目中有70个重点课题,其中有18项是与传感器技术密切相关.德国视军用传感器为优先发展技术,英、法等国对传感器的开发投资逐年升级,俄罗斯的军事航天计划中也列有传感器技术.??? 另外,石油、化工、冶金、建筑、电力、铁路等部门的发展迫切需要传感器技术,敏感元件及传感器广泛用于计算机、开关电源、彩色显示器、程控交换机和通信机、工业自动化装备、彩电、空调、冰箱测温控温及电路温度补偿马达启动保护、过热保护等.我国有近百万座大、中型油罐及十余万压力容器液体检测,仅需光纤传感器产值就达20余亿元,铁道油罐车光纤装油自动计量系统,需要量达10亿元以上.另外,煤气光纤相位计,应变光纤传感器、光纤阀位回讯器等广泛用于冶金、化工、 医药、食品等部门,将有数亿元的市场需求. 我国的汽车工业发展很快,每辆汽车需要10~20只传感器.高级轿车电子化控制系统水平的关键就在于所用的传感器的水平和数量需要用传感器对温度、压力、位置、距离、转速、加速度、湿度、电磁、光电、振动等进行实时准确的测量,一般需要30~1 00种传感器,这将为传感器发展提供一个广阔的市场空间.开发新型压力、温度、流量、位移等传感器,为汽车工业解决电喷系统、空调排污系统和自动驾驶系统所需的传感器显得十分迫切. ??? 21世纪的农业将是知识密集、技术密集的产业,设施农业可以有效提高农业生产效益和增强抗灾能力,借助温室及其配套装置来调节和控制作物生产环境条件,摆脱自然制约,以达到高产、高效、优质.信息获取手段是实现高水平设施农业的关键技术之一,设施农业用传感器的品种较多,主要用于温度、湿度、土壤干燥度、CO