自动检测技术及应用 教学课件 作者 梁森_ 1检测教案，第一章.doc

《自动检测技术及应用 教学课件 作者 梁森_ 1检测教案，第一章.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、自动检测技术课程授课教案第一章检测技术的基本概念课题：检测技术的基本概念课时安排：3课次编号：1~2教材分析难点：测量结果的数据统计处理重点：传感器的特性教学目的和要求1、了解测量方法的分类；2、掌握测量误差和数据处理；3、稳定性及其纠正采用教学方法和实施步骤：讲授、课堂讨论、分析教具：数字仪表、弹簧管压力传感器各教学环节和内容测量方法分类可分为静态测量和动态测量、直接测量和间接测量、模拟式测量和数字式测量、接触式测量和非接触式测量、在线测量和离线测量。根据测量的具体手段来分，又可分为偏位式测量、零位式测量和微差式测量测量误差及数据处理介绍：真值Ａ0、绝对误差：Δ=Ax–

2、Ａ0（1-1）（1）示值（标称）相对误差gx（1-3）（2）引用误差gm（1-4）式（1-4）中，当D取仪表的最大绝对误差值Dm时，引用误差常被用来确定仪表的准确度（DegreeofAccuracy）等级S，即（1-5）我国的模拟仪表有下列七种等级，准确度等级的数值越小，仪表的就越昂贵。表1-1仪表的准确度等级和基本误差准确度等级0.10.20.51.01.52.55.0基本误差±0.1%±0.2%±0.5%±1.0%±1.5%±2.5%±5.0%仪表的准确度与“精度”举例，在正常情况下，用0.5级、量程为100℃温度表来测量温度时，可能产生的最大绝对误差为：Δm＝（±0

3、.5%）×Am＝±（0.5%×100）℃＝±0.5℃例1-1某压力表准确度为2.5级，量程为0～1.5MPa，求：1）可能出现的最大满度相对误差gm。2）可能出现的最大绝对误差Dm为多少kPa？3）测量结果显示为0.70MPa时，可能出现的最大示值相对误差gx。6自动检测技术课程授课教案解1）可能出现的最大满度相对误差可以从准确度等级直接得到，即gm＝±2.5%。3）2）Dm＝gm´Am＝±2.5％´１.5MPa＝±0.0375MPa＝±37.5kPa由上例可知，gx的绝对值总是大于（在满度时等于）gm例1-2现有准确度为0.5级的0～300℃的和准确度为1.0级的0～1

4、00℃的两个温度计，要测量80℃的温度，试问采用哪一个温度计好？解计算用0.5级表以及1.0级表测量时，可能出现的最大示值相对误差分别为±1.88%和±1.25%。计算结果表明，用1.0级表比用0.5级表的示值相对误差的绝对值反而小，所以更合适。由上例得到的结论：在选用仪表时应兼顾准确度等级和量程，通常希望示值落在仪表满度值的2/3以上。（二）测量误差的分类（1）粗大误差：明显偏离真值的误差称为粗大误差。当发现粗大误差时，应予以剔除。（2）系统误差：凡误差的数值固定或按一定规律变化者，均属于系统误差。系统误差是有规律性的，因此可以通过实验的方法或引入修正值的方法计算修正，

5、也可以重新调整测量仪表的有关部件使系统误差尽量减小。（3）随机误差：在同一条件下，多次测量同一被测量，有时会发现测量值时大时小，误差的绝对值及正、负以不可预见的方式变化，该误差称为随机误差。随机误差反映了测量值离散性的大小。引起随机误差的因素称为随机效应。随机误差是测量过程中许多独立的、微小的、偶然的因素引起的综合结果。存在有随机误差的测量结果中，虽然单个测量值误差的出现是随机的，多数随机误差都服从正态分布规律。就误差的整体而言，服从一定的统计规律。因此可以通过增加测量次数，利用概率论的一些理论和统计学的一些方法，可以掌握看似毫无规律的随机误差的分布特性，并进行测量结果的

6、数据统计处理。（课堂上，以下面的例题代替繁杂的计算）。例．用核辐射式测厚仪对钢板的厚度进行6次等精度测量，所得数据如下表（单位为mm），请指出哪几个数值为粗大误差？在剔除粗大误差后，用算术平均值公式求出钢板厚度。＝表1钢板测量结果的数据列表nxi/mm18.0428.0237.9645.9959.3367.986自动检测技术课程授课教案（三）测量系统静态误差的合成“环节”、“误差合成”：由n个环节串联组成的开环系统如图1-6所示。输入量为x，输出量yo=f（x）。图1-6由n个环节串联组成的开环系统若第i个环节的满度相对误差为γi时，则输出端的满度相对误差γm与γi之间的

7、关系可用以下两种方法来确定：（1）绝对值合成法（误差的估计偏大）（1-13）（2）方均根合成法（1-14）例1-4用图1-2核辐射钢板测厚仪测钢板厚度，已知PIN型射线二极管的测量误差为±5%，微电流放大器误差为±2%，指针表误差为±1%，求测量的总误差。解1）用绝对值合成法计算测量误差2）用方均根合成法≈5.5%结论：测量系统中的一个或几个环节的精度特别高，对提高整个测量系统总的精度意义不大，反而提高了测量系统的成本，造成了资源浪费。请学生找出减小本系统总误差的努力方向。三、传感器基本特性演示弹簧管压力传感器，说明传感器的原