测试与检测技术基础 -2
如何完成一个测试任务
课程的内容
? 绪论＋专题布置 3学时 李路明
? 视觉听觉检测技术 （ 1） 3学时 郭大勇
? 视觉听觉检测技术 （ 2） 3学时 郭大勇
? 振动检测技术 （ 1） 3学时 张 伟
? 振动检测技术 （ 2） 3学时 张 伟
? 缺陷检测技术－超声检测 （ 1） 3学时 李路明
? 缺陷检测技术－射线检测 （ 2） 3学时 李路明
? 缺陷检测技术－表面缺陷检测技术 3学时 李路明
? 检测测试系统描述与评价 3学时 施克仁
? 如何完成一个检测测试任务 （ 1） 3学时 李路明
? 如何完成一个检测测试任务＋课程总结 3学时 李路明
? 专题报告总结 3学时
课程的内容
? 绪论＋专题布置 3学时 李路明
? 视觉听觉检测技术 （ 1） 3学时 郭大勇
? 视觉听觉检测技术 （ 2） 3学时 郭大勇
? 振动检测技术 （ 1） 3学时 张 伟
? 振动检测技术 （ 2） 3学时 张 伟
? 缺陷检测技术－超声检测 （ 1） 3学时 李路明
? 缺陷检测技术－射线检测 （ 2） 3学时 李路明
? 缺陷检测技术－表面缺陷检测技术 3学时 李路明
? 检测测试系统描述与评价 3学时 施克仁
? 如何完成一个检测测试任务 （ 1） 3学时 李路明
? 如何完成一个检测测试任务＋课程总结 3学时 李路明
? 专题报告总结 3学时
我的思路
感性的视 觉检测
较为感性的 振动检测
不太感性的 缺陷检测
检测系统的 建立与评价
如何分析解决 一个检测任务
灌输检测系统
、方法、如何
解决问题的思路
我的思路
较为感性的 振动检测
感性的视 觉检测
不太感性的 缺陷检测
检测系统的 建立与评价
如何分析解决 一个检测任务
灌输检测系统
、方法、如何
解决问题的思路
专题
课程目的
I have an
idea！
如何完成一个测试任务?
– 对检测任务的科学认识与描述
– 如何检测一个量（检测方法）
– 如何搭建一个检测系统
– 如何评价一个检测系统 譬如说用检测 房间里有无人
对检测任务的科学描述 ---
从, 热, 谈起
? 最初人们如何描述, 热,
– 很热，太热，热死了
? 如何比较, 热, 的程度
– 今天比昨天热
– 那年出奇的热，知了整夜叫个不停
– 那年最热，热死了多少人
今年没有热死人就能证明比那年凉快？
风扇 空调
对检测任务的科学描述 ---
从, 热, 谈起
? 最初人们如何描述, 冷,
– 很冷，太冷，冷死了
? 如何比较, 冷, 的程度
– 今天比昨天冷
– 那年出奇的冷，知了整夜叫个不停
– 那年最冷，冷死了多少人
今年没有冷死人就能证明比那年凉快？
风扇 空调
对检测任务的科学描述 ---
从, 热, 谈起
? 最初人们如何描述, 冷,
– 很冷，太冷，冷死了
? 如何比较, 冷, 的程度
– 今天比昨天冷
– 那年出奇的冷，小鸟冻得不会叫了
– 那年最冷，冻死了多少人
今年没有冷死人就能证明比那年冷？
暖气 空调
对检测任务的科学描述 ---
从, 热, 谈起－－问题？
? 特点,
– 基于人的感觉
– 受主观因素影响
– 没有认识清事物的本质
?, 热, 和, 冷, 的本质是什么？
– 温度概念的由来?
物体的冷热程度
对检测任务的科学描述 ---
从, 热, 谈起－－温度的定义
? 热力学第 0定律,
如果两个热力学系统中的每一个都与第三
个热力学系统处于热平衡,则它们彼此也
必定处于 热平衡,
? 热平衡 ->温度
温度是决定一系统是否和其它系统处于热
平衡的宏观性质,它的特征就在于一切互
为热平衡的系统都具有相同的温度
对检测量的科学描述 ----
特点？
? 基于客观存在，是对事物本质的描述
? 有明确的物理定义
? 可被度量
– 单位问题,尺有所短,寸有所长
– 气功问题的思考
? 信则灵
对检测量的科学描述 ----
发展的眼光看问题－ 1
? 如何描述火车站出站人的流向－随机问题
? 如何描述, 人,,, 环境,,, 发展, 的
问题
– 大系统、多元化
– 许多量的综合
? 材料结晶初期的形核问题
– 混沌特征
对检测量的科学描述 ----
发展的眼光看问题－ 2
? 感觉问题
– 疼、困、疲劳
? 情感问题
你爱 me有
多深？
月亮代
表 my心！
I 爱你
比海深 ！
嗨, 先去测量血液
中的爱情酶含量
吧，傻小子 ！
对检测量的科学描述 ----
发展的眼光看问题－ 3
? 宇宙的起源
– 地心说－－日心说－－现代的宇宙观
– 检测 --描述 --检测 --重新描述
? 人的起源
– 神造人－－猴子变人
对世界认识的深度、广度
请思考
? 天气的闷热，除了常规的气温、湿
度以外，还有其它因素吗？
如何测量一个物理量？
从认识我们的身高说起
身高
比对一个可
比较的高度
得到比对的
结果－身高
温度表如何测温？
温度
热胀冷缩
的规律
比对得到相
对的温度
如何检查有无肺结核？
肺结核
和正常底片比
对有无疾病
底片的黑
度不同
如何测量一个物理量？
被测量
外部世界
感知联系
如何测量一个物理量？
被测量
通过比对是否
可被度量？
其变化对其它事物
的影响，可被度量
被激发后
怎么样？
如何测量一个物理量？ -1
? 长度
–, 米, 单位
? 距离
? 质量 --天平
? 力的大小
? ……
用一个标准量
去度量
被测量
通过比对是否
可被度量？
如何测量一个物理量？ -2.1
? 温度 ->热胀冷缩
? 声 ->压电效应
? 电 ->电磁效应
? 光 ->光电效应
? 磁 ->霍尔效应
? ……
一个转换过程 传感器的基本原理
被测量
引起周围事
物的变化或反
映为其它特性
通过比对
可被测量
如何测量一个物理量？ -2.2
? 温度 ->热胀冷缩 -->热学
? 声 ->压电效应 -->声学
? 电 ->电磁效应 -->电磁学
? 光 ->光电效应 -->光学
? 磁 ->霍尔效应 -->磁学
? ……
如何测量一个物理量？ -2.3
材料的强度
晶粒大小
组织形式
加工形式 有无缺陷
材料成分
如何测量一个物理量？ -2.3
家居空气质量
水分含量
一氧化
碳含量
氧气含量
其它有
毒成份
二氧化
碳含量
如何测量一个物理量？ -2.4
? 明确的因果关系
? 明确限制条件下,
一一对应关系
? 可逆测量 <->互为
因果关系
? ……
被测量
引起周围事
物的变化
可被测量
如何测量一个物理量？ -3.1
在外部激励下,被测量对象表现出能被感知的变化
被测量
被激发后
怎么样？
? 请举例?
? 肺结核的检测方法,
– 肺部结核和周围组织不同 ->在 X射线照
射下 ->衰减不同 ->在照片上不同的黑度
? 类似的,CT检查,集装箱检查
如何测量一个物理量？ -3.2
? 超声检测,
– 缺陷部位和周围物质不同的声阻抗 ->超
声碰到时产生不同的反应 ->表现为不同
的波形的黑度
? B超,超声心动图等
如何测量一个物理量？ -3.3
如何测量一个物理量？ -3.4
巴克豪森噪声
晶粒大小
组织形式
应力状态 有无缺陷
材料成分
低频磁化
材料 材料性能
如何测量一个物理量？ -3.4
底片黑度变化
钙化部分
肺部疾病
肺部状态 其它
照射位置
X射线
人体 肺部疾病 口袋里
的钢笔
如何测量一个物理量？ -3.5
? 激发出可被检测的量与被测对象
有明确的因果关系
? 明确限制条件下,一一对应关系
? ……
? 请回答问题?
例 1.如何测量温度？
? 自身能被人检测的性质?
人们出汗多了－ >
气温高,人难受
能量化检测吗？
如何测量温度？ -1
? 能比对吗？
– 比色测温方法,
温度一定的物体辐射出的波长是固定的，比较
两者的波长可以实现检测。
如何测量温度？ -1
? 温度变化引起的可被检测的变化?
? 热胀冷缩
如何测量温度？ -2.1
? 温度变化引起的可被检测的变化?
*热敏效应,
温度－ >电流变化
半导体材料的结电流随温度变化而
变化
如何测量温度？ -2.2
? 温度变化引起的可被检测的变化?
*热电效应－－赛贝克效应（ Seebeck)
如何测量温度？ -2.3
金属 A
金属 B
T+t’ V
? 温度变化引起的可被检测的变化?
*热阻效应,
温度－ >电阻变化
某些材料的结电流随温度变化而变化
材料的电导率的温度系数
如何测量温度？ -2.4
? 温度变化引起的可被检测的变化?
*热释电
自学，作业
如何测量温度？ -2.5
? 有激发, 温度, 引起的可被检测
的变化?
如何测量温度？ -3
? 请回答,?
如何测量磁场？
? 自身能被人检测的性质?
南北睡有利于健康?
候鸟利用磁场确定方向
能量化检测吗？
如何测量磁场？ -1
? 磁场变化引起的可被检测的变化?
电磁感应,?
你能设计几种方法? 请回答 !
切割磁力线 ;测电流法 ……
你了解图书馆的防盗书原理吗?
如何测量磁场？ -2.1
? 磁场变化引起的可被检测的变化?
磁力效应,?你有体验吗?
能设计测量地磁场的方法吗?
如何测量磁场？ -2.2
? 磁场变化引起的可被检测的变化?
霍尔效应 ->罗仑兹力
如何测量磁场？ -2.3
V T
I I
? 磁场变化引起的可被检测的变化?
超导弱联结 (约瑟夫逊效应 )->SQUID
器件
如何测量磁场？ -2.4
Superconducting
Quantun Interference
Device
? SQUID的原理?
如何测量磁场？ -2.4
I
超导材料 超导材料
绝缘材料
可测量最
弱的磁场
10e-15T
? 在外部激励下磁场变化引起的可
被检测的变化?
如何测量磁场？ -3
I
F
从热胀冷缩展开 ……,
液位测量
地埋管道泄漏检测的困境
传感器
检测系统
如何测量一个物理量？
作业 -1
? 以测量温度为例，分析不同的方法的特点，
请下面几点考虑,
– 测量的温度范围
– 测量方法的相应情况
? 将上述温度换为磁场,回答同样的问题
? 请思考表面缺陷的检测方法,
? 简述热释电的简单原理，你知道如何测量
太阳的温度吗？
作业－ 2
? 请列出测量电流的几种方法 (不少于 3种 ),
请描述其基本原理,各种方法的特点,局限
性,你知道如何设计相应的传感器吗?
? × 请列出测量一物体位置的几种方法 (不少
于 3种 ),请描述其基本原理,各种方法的特
点,局限性,
? 你知道 GPS测量位置的原理吗？
参考书
? 大学物理
? 测试原理
? 红外检测
? 新型传感器基础
? 传感器手册
后续课程安排
– 第 11周，大课专题讨论
– 12,13,14大课停、专题时间
– 15周作业、课程总结
– 16周专题大课报告
请多谅解教学中的
问题，多提意见 !
谢谢 !
如何完成一个测试任务
课程的内容
? 绪论＋专题布置 3学时 李路明
? 视觉听觉检测技术 （ 1） 3学时 郭大勇
? 视觉听觉检测技术 （ 2） 3学时 郭大勇
? 振动检测技术 （ 1） 3学时 张 伟
? 振动检测技术 （ 2） 3学时 张 伟
? 缺陷检测技术－超声检测 （ 1） 3学时 李路明
? 缺陷检测技术－射线检测 （ 2） 3学时 李路明
? 缺陷检测技术－表面缺陷检测技术 3学时 李路明
? 检测测试系统描述与评价 3学时 施克仁
? 如何完成一个检测测试任务 （ 1） 3学时 李路明
? 如何完成一个检测测试任务＋课程总结 3学时 李路明
? 专题报告总结 3学时
课程的内容
? 绪论＋专题布置 3学时 李路明
? 视觉听觉检测技术 （ 1） 3学时 郭大勇
? 视觉听觉检测技术 （ 2） 3学时 郭大勇
? 振动检测技术 （ 1） 3学时 张 伟
? 振动检测技术 （ 2） 3学时 张 伟
? 缺陷检测技术－超声检测 （ 1） 3学时 李路明
? 缺陷检测技术－射线检测 （ 2） 3学时 李路明
? 缺陷检测技术－表面缺陷检测技术 3学时 李路明
? 检测测试系统描述与评价 3学时 施克仁
? 如何完成一个检测测试任务 （ 1） 3学时 李路明
? 如何完成一个检测测试任务＋课程总结 3学时 李路明
? 专题报告总结 3学时
我的思路
感性的视 觉检测
较为感性的 振动检测
不太感性的 缺陷检测
检测系统的 建立与评价
如何分析解决 一个检测任务
灌输检测系统
、方法、如何
解决问题的思路
我的思路
较为感性的 振动检测
感性的视 觉检测
不太感性的 缺陷检测
检测系统的 建立与评价
如何分析解决 一个检测任务
灌输检测系统
、方法、如何
解决问题的思路
专题
课程目的
I have an
idea！
如何完成一个测试任务?
– 对检测任务的科学认识与描述
– 如何检测一个量（检测方法）
– 如何搭建一个检测系统
– 如何评价一个检测系统 譬如说用检测 房间里有无人
对检测任务的科学描述 ---
从, 热, 谈起
? 最初人们如何描述, 热,
– 很热，太热，热死了
? 如何比较, 热, 的程度
– 今天比昨天热
– 那年出奇的热，知了整夜叫个不停
– 那年最热，热死了多少人
今年没有热死人就能证明比那年凉快？
风扇 空调
对检测任务的科学描述 ---
从, 热, 谈起
? 最初人们如何描述, 冷,
– 很冷，太冷，冷死了
? 如何比较, 冷, 的程度
– 今天比昨天冷
– 那年出奇的冷，知了整夜叫个不停
– 那年最冷，冷死了多少人
今年没有冷死人就能证明比那年凉快？
风扇 空调
对检测任务的科学描述 ---
从, 热, 谈起
? 最初人们如何描述, 冷,
– 很冷，太冷，冷死了
? 如何比较, 冷, 的程度
– 今天比昨天冷
– 那年出奇的冷，小鸟冻得不会叫了
– 那年最冷，冻死了多少人
今年没有冷死人就能证明比那年冷？
暖气 空调
对检测任务的科学描述 ---
从, 热, 谈起－－问题？
? 特点,
– 基于人的感觉
– 受主观因素影响
– 没有认识清事物的本质
?, 热, 和, 冷, 的本质是什么？
– 温度概念的由来?
物体的冷热程度
对检测任务的科学描述 ---
从, 热, 谈起－－温度的定义
? 热力学第 0定律,
如果两个热力学系统中的每一个都与第三
个热力学系统处于热平衡,则它们彼此也
必定处于 热平衡,
? 热平衡 ->温度
温度是决定一系统是否和其它系统处于热
平衡的宏观性质,它的特征就在于一切互
为热平衡的系统都具有相同的温度
对检测量的科学描述 ----
特点？
? 基于客观存在，是对事物本质的描述
? 有明确的物理定义
? 可被度量
– 单位问题,尺有所短,寸有所长
– 气功问题的思考
? 信则灵
对检测量的科学描述 ----
发展的眼光看问题－ 1
? 如何描述火车站出站人的流向－随机问题
? 如何描述, 人,,, 环境,,, 发展, 的
问题
– 大系统、多元化
– 许多量的综合
? 材料结晶初期的形核问题
– 混沌特征
对检测量的科学描述 ----
发展的眼光看问题－ 2
? 感觉问题
– 疼、困、疲劳
? 情感问题
你爱 me有
多深？
月亮代
表 my心！
I 爱你
比海深 ！
嗨, 先去测量血液
中的爱情酶含量
吧，傻小子 ！
对检测量的科学描述 ----
发展的眼光看问题－ 3
? 宇宙的起源
– 地心说－－日心说－－现代的宇宙观
– 检测 --描述 --检测 --重新描述
? 人的起源
– 神造人－－猴子变人
对世界认识的深度、广度
请思考
? 天气的闷热，除了常规的气温、湿
度以外，还有其它因素吗？
如何测量一个物理量？
从认识我们的身高说起
身高
比对一个可
比较的高度
得到比对的
结果－身高
温度表如何测温？
温度
热胀冷缩
的规律
比对得到相
对的温度
如何检查有无肺结核？
肺结核
和正常底片比
对有无疾病
底片的黑
度不同
如何测量一个物理量？
被测量
外部世界
感知联系
如何测量一个物理量？
被测量
通过比对是否
可被度量？
其变化对其它事物
的影响，可被度量
被激发后
怎么样？
如何测量一个物理量？ -1
? 长度
–, 米, 单位
? 距离
? 质量 --天平
? 力的大小
? ……
用一个标准量
去度量
被测量
通过比对是否
可被度量？
如何测量一个物理量？ -2.1
? 温度 ->热胀冷缩
? 声 ->压电效应
? 电 ->电磁效应
? 光 ->光电效应
? 磁 ->霍尔效应
? ……
一个转换过程 传感器的基本原理
被测量
引起周围事
物的变化或反
映为其它特性
通过比对
可被测量
如何测量一个物理量？ -2.2
? 温度 ->热胀冷缩 -->热学
? 声 ->压电效应 -->声学
? 电 ->电磁效应 -->电磁学
? 光 ->光电效应 -->光学
? 磁 ->霍尔效应 -->磁学
? ……
如何测量一个物理量？ -2.3
材料的强度
晶粒大小
组织形式
加工形式 有无缺陷
材料成分
如何测量一个物理量？ -2.3
家居空气质量
水分含量
一氧化
碳含量
氧气含量
其它有
毒成份
二氧化
碳含量
如何测量一个物理量？ -2.4
? 明确的因果关系
? 明确限制条件下,
一一对应关系
? 可逆测量 <->互为
因果关系
? ……
被测量
引起周围事
物的变化
可被测量
如何测量一个物理量？ -3.1
在外部激励下,被测量对象表现出能被感知的变化
被测量
被激发后
怎么样？
? 请举例?
? 肺结核的检测方法,
– 肺部结核和周围组织不同 ->在 X射线照
射下 ->衰减不同 ->在照片上不同的黑度
? 类似的,CT检查,集装箱检查
如何测量一个物理量？ -3.2
? 超声检测,
– 缺陷部位和周围物质不同的声阻抗 ->超
声碰到时产生不同的反应 ->表现为不同
的波形的黑度
? B超,超声心动图等
如何测量一个物理量？ -3.3
如何测量一个物理量？ -3.4
巴克豪森噪声
晶粒大小
组织形式
应力状态 有无缺陷
材料成分
低频磁化
材料 材料性能
如何测量一个物理量？ -3.4
底片黑度变化
钙化部分
肺部疾病
肺部状态 其它
照射位置
X射线
人体 肺部疾病 口袋里
的钢笔
如何测量一个物理量？ -3.5
? 激发出可被检测的量与被测对象
有明确的因果关系
? 明确限制条件下,一一对应关系
? ……
? 请回答问题?
例 1.如何测量温度？
? 自身能被人检测的性质?
人们出汗多了－ >
气温高,人难受
能量化检测吗？
如何测量温度？ -1
? 能比对吗？
– 比色测温方法,
温度一定的物体辐射出的波长是固定的，比较
两者的波长可以实现检测。
如何测量温度？ -1
? 温度变化引起的可被检测的变化?
? 热胀冷缩
如何测量温度？ -2.1
? 温度变化引起的可被检测的变化?
*热敏效应,
温度－ >电流变化
半导体材料的结电流随温度变化而
变化
如何测量温度？ -2.2
? 温度变化引起的可被检测的变化?
*热电效应－－赛贝克效应（ Seebeck)
如何测量温度？ -2.3
金属 A
金属 B
T+t’ V
? 温度变化引起的可被检测的变化?
*热阻效应,
温度－ >电阻变化
某些材料的结电流随温度变化而变化
材料的电导率的温度系数
如何测量温度？ -2.4
? 温度变化引起的可被检测的变化?
*热释电
自学，作业
如何测量温度？ -2.5
? 有激发, 温度, 引起的可被检测
的变化?
如何测量温度？ -3
? 请回答,?
如何测量磁场？
? 自身能被人检测的性质?
南北睡有利于健康?
候鸟利用磁场确定方向
能量化检测吗？
如何测量磁场？ -1
? 磁场变化引起的可被检测的变化?
电磁感应,?
你能设计几种方法? 请回答 !
切割磁力线 ;测电流法 ……
你了解图书馆的防盗书原理吗?
如何测量磁场？ -2.1
? 磁场变化引起的可被检测的变化?
磁力效应,?你有体验吗?
能设计测量地磁场的方法吗?
如何测量磁场？ -2.2
? 磁场变化引起的可被检测的变化?
霍尔效应 ->罗仑兹力
如何测量磁场？ -2.3
V T
I I
? 磁场变化引起的可被检测的变化?
超导弱联结 (约瑟夫逊效应 )->SQUID
器件
如何测量磁场？ -2.4
Superconducting
Quantun Interference
Device
? SQUID的原理?
如何测量磁场？ -2.4
I
超导材料 超导材料
绝缘材料
可测量最
弱的磁场
10e-15T
? 在外部激励下磁场变化引起的可
被检测的变化?
如何测量磁场？ -3
I
F
从热胀冷缩展开 ……,
液位测量
地埋管道泄漏检测的困境
传感器
检测系统
如何测量一个物理量？
作业 -1
? 以测量温度为例，分析不同的方法的特点，
请下面几点考虑,
– 测量的温度范围
– 测量方法的相应情况
? 将上述温度换为磁场,回答同样的问题
? 请思考表面缺陷的检测方法,
? 简述热释电的简单原理，你知道如何测量
太阳的温度吗？
作业－ 2
? 请列出测量电流的几种方法 (不少于 3种 ),
请描述其基本原理,各种方法的特点,局限
性,你知道如何设计相应的传感器吗?
? × 请列出测量一物体位置的几种方法 (不少
于 3种 ),请描述其基本原理,各种方法的特
点,局限性,
? 你知道 GPS测量位置的原理吗？
参考书
? 大学物理
? 测试原理
? 红外检测
? 新型传感器基础
? 传感器手册
后续课程安排
– 第 11周，大课专题讨论
– 12,13,14大课停、专题时间
– 15周作业、课程总结
– 16周专题大课报告
请多谅解教学中的
问题，多提意见 !
谢谢 !
