數(shù)字圖像處理課件.ppt

現(xiàn)代檢測技術(shù),任課教師：林國余 TelEmail：Andrew.L,課程要求,成績構(gòu)成,1.課堂出勤 2.平常作業(yè) 3.實驗 4.考試（閉卷）,3,第0章 緒論,4,0.1 檢測的基本概念,神州6號,5,0.1 檢測的基本概念,遠(yuǎn)望1號,6,0.1 檢測的基本概念,此外，在人們?nèi)粘Ｉ钪校瑱z測技術(shù)和我們也是緊密相連。比如裝修后的空氣污染（檢測甲醛氣體含量等），電冰箱，空調(diào)（檢測溫度并控制），家庭紅外防盜等。 可見，從上述檢測技術(shù)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事國防、日常生活等方面應(yīng)用，都不難看出檢測技術(shù)在現(xiàn)代社會中的重要地位與作用。,7,0.1 檢測的基本概念,定義：檢測是指在各類生產(chǎn)、科研、試驗及服務(wù)等各個領(lǐng)域為及時獲得被測、被控對象的有關(guān)信息而實時或非實時地對一些參量進(jìn)行定性檢查和定量測量。 定性檢查：如生產(chǎn)設(shè)備外殼是否帶電？ 定量測量：如工業(yè)熔爐內(nèi)的溫度是多少？,8,0.1 檢測的基本概念,檢測與計量的區(qū)別: “計量”是指用精度等級更高的標(biāo)準(zhǔn)量具、器具或標(biāo)準(zhǔn)儀器，對被測樣品、樣機(jī)進(jìn)行考核性質(zhì)的測量； “檢測”通常是指在生產(chǎn)、實驗等現(xiàn)場，利用某種合適的檢測儀器或綜合測試系統(tǒng)對被測對象進(jìn)行在線、連續(xù)的測量。,9,0.2 檢測技術(shù)的地位與作用,10,0.2 檢測技術(shù)的地位與作用,11,0.3 檢測系統(tǒng)的組成,12,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（傳感器）,0.3.1 傳感器,定義：傳感器是測試系統(tǒng)與被測對象直接發(fā)生 聯(lián)系的器件或裝置。 作用：感受被測對象指定被測參量的變化，并 按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成一個相應(yīng)的便于傳 遞的輸出信號。 通常是將非電被測物理、化學(xué)成分參量 轉(zhuǎn)換成電信號,13,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（傳感器）,傳感器特點(diǎn)： 輸出量為電壓、電流、頻率信號； 輸出的電信號一般較微弱； 輸出信號與噪聲混雜在一起； 傳感器的輸出特性呈線性或非線性； 外界環(huán)境的變化會影響傳感器的輸出特性；,14,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（傳感器）,傳感器的分類,模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器,15,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（傳感器）,通常對傳感器有如下要求：,16,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（信號調(diào)理）,0.3.2 信號調(diào)理 作用：對傳感器輸出微弱信號進(jìn)行再加工，包括檢波、轉(zhuǎn) 換、濾波、放大等步驟，以便顯示或供進(jìn)一步處理。,17,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（信號調(diào)理）,對信號調(diào)理電路的一般要求是： 能準(zhǔn)確轉(zhuǎn)化、穩(wěn)定放大、可靠地傳輸信號； 信噪比高（信噪比越高說明混在信號里的噪聲越?。垢蓴_性能要好。,18,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（數(shù)據(jù)采集）,0.3.3 數(shù)據(jù)采集 作用：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。,19,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（數(shù)據(jù)采集）,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)： 結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常以各類模/數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器為核心，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。,20,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（數(shù)據(jù)采集）,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)是： 輸入模擬電壓信號范圍； 轉(zhuǎn)換速率； 分辨率； 轉(zhuǎn)換誤差；,21,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（數(shù)據(jù)處理）,0.3.4 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理（信號處理)模塊是現(xiàn)代測試儀表、測試系統(tǒng)和各類控制的中樞環(huán)節(jié)，其作用和人的大腦相似。 數(shù)據(jù)處理模塊通常以各種型號的單片機(jī)、微處理器為核心來構(gòu)建，對高頻信號和復(fù)雜信號的處理有時需增加數(shù)據(jù)傳輸和運(yùn)算速度快、處理精度高的專用高速數(shù)據(jù)處理器（DSP）或直接采用工業(yè)控制計算機(jī)。,22,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（數(shù)據(jù)處理）,處理方法和要求 方法：包括數(shù)字濾波、非線性校正、溫度補(bǔ)償、零位補(bǔ)償、標(biāo)度變換等 要求：對測試信號處理環(huán)節(jié)只要能滿足用戶對信號處理的要求，則是愈簡單、愈可靠、成本愈低愈好。,23,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（信號顯示）,0.3.5 信號顯示,作用：顯示被測參量的瞬時值、累積值或隨時間的變化情況,24,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（信號顯示）,指示式顯示（模擬式顯示）,25,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（信號顯示）,數(shù)字式顯示,LED：亮度高、耐振動 LCD：耗電省、集成度高,26,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（信號顯示）,屏幕顯示,27,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（信號輸出）,0.3.6 信號輸出,作用：把測量值及時傳送給控制計算機(jī)、可編程控制器（PLC）或其它執(zhí)行器、打印機(jī)、記錄儀等，從而構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)或?qū)崿F(xiàn)打印（記錄）輸出。,測試系統(tǒng)常用的記錄設(shè)備有打印機(jī)、磁帶和記錄儀等。,28,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（輸入設(shè)備）,0.3.7 輸入設(shè)備 作用：輸入設(shè)備是操作人員和測試儀表或測試系統(tǒng)聯(lián)系的另一主要環(huán)節(jié)，用于輸入設(shè)置參數(shù)、下達(dá)有關(guān)命令等。 最常用的輸入設(shè)備是各種鍵盤、撥碼盤、條碼閱讀器等。最簡單的輸入設(shè)備是各種開關(guān)、按鈕，模擬量的輸入設(shè)置。,29,0.3 檢測系統(tǒng)的組成（穩(wěn)壓電源）,0.3.8 穩(wěn)壓電源 一個測試儀表或測試系統(tǒng)往往既有模擬電路部分，又有數(shù)字電路部分，通常需要多組幅值大小要求各異但均需穩(wěn)定的電源。 測試系統(tǒng)的設(shè)計者需要根據(jù)使用現(xiàn)場的供電電源情況及測試系統(tǒng)內(nèi)部的實際需要，統(tǒng)一設(shè)計各組穩(wěn)壓電源，給系統(tǒng)各部分電路和器件分別提供它們所需的穩(wěn)壓電源。,30,0.3 檢測系統(tǒng)的組成,總結(jié) 值得一提的是，以上8個部分不是所有檢測系統(tǒng)都必須具備的，而且對有些簡單的測試系統(tǒng)、其各環(huán)節(jié)之間的界線也不是十分清楚，需根據(jù)具體情況進(jìn)行分析。另外，在進(jìn)行測試系統(tǒng)設(shè)計時，對于把以上各環(huán)節(jié)具體相連的傳輸通道，也應(yīng)給予足夠的重視。,31,0.4 檢測系統(tǒng)的分類,(1)按被測參量分類,電工量,熱工量,機(jī)械量,光學(xué)量,物性和成分量,狀態(tài)量,32,0.4 檢測系統(tǒng)的分類,33,0.4 檢測系統(tǒng)的分類,(3)按使用性質(zhì)分類,工業(yè)用表 是長期適用于實際工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的測試儀表與系統(tǒng),實驗室表 多用于各類實驗室中,標(biāo)準(zhǔn)表 是專門用于精確計量、校準(zhǔn)