最新传感器与检测重点教学讲义PPT.ppt

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1、传感器与检测重点IT技术信息采集、信息传输、信息处理信息产业三大支柱传感器技术、通信技术、计算机技术什么是传感器？形形色色的传感器传感器的地位和作用课程安排课程安排讲课30学时习题课4学时实验课8学时总计42学时2.1.2测量方法根据测量条件分为等精度测量：用相同仪表与测量方法对同一被测量进行多次重复测量不等精度测量：用不同精度的仪表或不同的测量方法,或在环境条件相差很大时对同一被测量进行多次重复测量根据被测量变化的快慢分为静态测量动态测量2.1.3测量误差测量误差是测得值减去被测量的真值。误差的表示方法绝对误差相对误差引用误差基本误差附加误差测量误差的性质随机误差系统误差粗大

2、误差误差的表示方法（1）（1）绝对误差绝对误差可用下式定义:Δ=x-L式中:Δ——绝对误差;x——测量值;L——真值。采用绝对误差表示测量误差,不能很好说明测量质量的好坏。例如,在温度测量时,绝对误差Δ=1℃,对体温测量来说是不允许的,而对测量钢水温度来说却是一个极好的测量结果。误差的表示方法（2）（2）相对误差相对误差可用下式定义:式中:δ——相对误差,一般用百分数给出;Δ——绝对误差;L——真值。标称相对误差：（3）引用误差引用误差可用下式定义:引用误差是仪表中通用的一种误差表示方法。（4）基本误差仪表在规定的标准条件下所具有的误差。（5）附加误差仪

3、表的使用条件偏离额定条件下出现的误差。误差的表示方法（3）测量误差的性质（1）（1）随机误差对同一被测量进行多次重复测量时,绝对值和符号不可预知地随机变化,但就误差的总体而言,具有一定的统计规律性的误差称为随机误差。引起的原因？（2）系统误差对同一被测量进行多次重复测量时,如果误差按照一定的规律出现,则把这种误差称为系统误差。例如,标准量值的不准确及仪表刻度的不准确而引起的误差。引起的原因？（3）粗大误差明显偏离测量结果的误差。引起的原因？测量误差的性质（2）60kg50kg0kg系统误差随机误差粗大误差例1-1某电压表的精度等级S为1.5级，试算出它在0V～100V量程的

4、最大绝对误差。解：电压表的量程是：xm=100V－0V=100V∵精度等级S=1.5即引用误差为：γ＝±1.5％∴可求得最大绝对误差：Δm=γxm=100V×(±1.5％)=±1.5V故：该电压表在0V～100V量程的最大绝对误差是±1.5V。例1-2某1.0级电流表，满度值xm=100uA，求测量值分别为x1=100uA，x2=80uA，x3=20uA时的绝对误差和示值相对误差。解：∵精度等级S=1.0即引用误差为：γ＝±1.0％∴可求得最大绝对误差：Δm=γxm=100uA×(±1.0％)=±1.0uA依据误差的整量化原则：认为仪器在同一量程各示值处的绝对误差是常数，且等于

5、Δm。（注意：1.通常，测量仪器在同一量程不同示值处的绝对误差实际上未必处处相等，但对使用者来讲，在没有修正值可以利用的情况下，只能按最坏情况处理，于是就有了误差的整量化处理原则。2.因此，为减小测量中的示值误差，在进行量程选择时应尽可能使示值接近满度值，一般示值不小于满度值的2/3。）故：三个测量值处的绝对误差分别为：Δx1=Δx2=Δx3=Δm=±1.0uA三个测量值处的示值（标称）相对误差分别为：例1-3要测量100℃的温度，现有0.5级、测量范围0～300℃和1.0级、测量范围0～100℃的两种温度计，试分析各自产生的示值误差。问选用哪一个温度计更合适？解：①对0.5级

6、温度计，可能产生的最大绝对值误差为：按照误差整量化原则，认为该量程内的绝对误差为：所以示值相对误差为：②对1.0级温度计，可能产生的最大绝对值误差为：按照误差整量化原则，认为该量程内的绝对误差为：所以示值相对误差为：③结论：用1.0级小量程的温度计测量所产生的示值相对误差反而比选用0.5级的较大量程的温度计测量所产生的示值相对误差小，因此选用1.0级小量程的温度计更合适。1.2测量数据的估计和处理1.2.1随机误差的统计处理1.2.2系统误差的通用处理方法1.2.3粗大误差1.2.4测量数据处理中的几个问题随机误差的统计处理正态分布随机误差具有以下特征:①绝对值相等的正误差与

7、负误差出现的次数大致相等——对称性。②在一定测量条件下的有限测量值中，其随机误差的绝对值不会超过一定的界限——有界性。③绝对值小的误差出现的次数比绝对值大的误差出现的次数多——单峰性④对同一量值进行多次测量，其误差的算术平均值随着测量次数n的增加趋向于零——抵偿性。（凡是具有抵偿性的误差原则上可以按随机误差来处理）这种误差的特征符合正态分布随机误差的统计处理随机误差的数字特征算术平均值。对被测量进行等精度的n次测量,，得n个测量值x1,x2,…,xn,，它们的算术平均值为：标准偏差简称标