传感器与检测技术第一章1ppt课件

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1、主讲：张亮亮传感器与检测技术第一章检测技术的基本概念本章学习测量的基本概念、测量方法、误差分类、测量结果的数据统计处理，以及传感器的基本特性等，他们是传感器与检测技术的理论基础。8/21/20212检测（Detection）定义：检测技术就是利用传感器将生产科研需要的电量和非电量信息转化成为易于测量、传输、显示和处理的电信号的过程。利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法，赋予定性或定量结果的过程称为检测技术。传感器处于研究对象与测控系统

2、的接口位置，是感知、获取与检测信息的窗口。一切科学实验和生产过程，特别是在自动检测和自动控制系统中获取的信息，都要通过传感器转换为易于传输与处理的电信号。1.1测量的概述信息采集的主要含义：测量以及取得结果测量系统：将传感器与多台仪表组合在一起以完成信号的检测，便形成了测量系统。1.1.1测量的定义测量是检测技术的重要组成部分，是以确定被测量值为目的的一系列操作。测量：将被测量与同种性质的标准量进行比较，从而确定被测量相对于标准量的倍数的过程。（1-1）式中，x为被测量；A为测量值；x0为标准量。1

3、.1.2测量的方法直接测量测量手段间接测量组合测量法接触测量法测量仪表的特点非接触测量法测量方法：指实现被测量与标准量比较得出比值的方法。1.直接测量电子卡尺8/21/202182.间接测量对多个被测量进行测量，经过计算求得被测量（阿基米德测量皇冠的比重）。8/21/202193.接触式测量8/21/2021104.非接触式测量例：雷达测速8/21/2021115.静态测量8/21/202113对缓慢变化的对象进行测量亦属于静态测量。温度计8/21/2021146.动态测量地震测量振动波形8/21/

4、202115示波器离线测量产品质量检验在线测量在流水线上，边加工，边检验，可提高产品的一致性和加工精度。1.2测量误差及其分类1.2.1测量误差的概念测量误差：测量值与被测量的真值之间的差异。真值是指在一定的时间及空间(位置或状态)条件下，被测量所体现的真实数值。真值相对真值约定真值理论真值1）理论真值理论真值又称为绝对真值，是指在严格的条件下，根据一定的理论，按定义确定的数值。如三角形的内角和恒为180°。2）约定真值约定真值是指用约定的办法确定的最高基准值，它被认为充分接近于真值，因而可以代替真

5、值来使用。如基准米的定义为光在真空中1/299792458s的时间间隔内的行程。3）相对真值相对真值又称为实际值，是指将测量仪表按精度不同分为若干等级，高等级的测量仪表的测量值即为相对真值。1.按表示方法分（1）绝对误差（2）相对误差1.2.2测量误差的分类(1）绝对误差绝对误差是指被测量的测量值与被测量的真值之间的差值，即（1-2）式中，Δ为绝对误差；Ax为测量值；A0为被测量的真值，可为约定真值或相对真值。某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5k

6、g，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，是何原因？8/21/202122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。在实际应用中更多地是用相对误差来代替绝对误差表示测量结果，这样可以更客观地反映测量的准确性。8/21/202123(2)相对误差及精度等级相对误差是绝对误差与被测量的真值之比。相对误差有以下表现形式：①实际相对误差②标称(示值)相对误差③满度(引用)相对误差8/21/2

7、02124几个重要公式：Ax：被测量Am：仪器满度（量程）实际相对误差示值相对误差满度相对误差准确度等级仪表的准确度等级和误差例：某指针式电压表的精度为2.5级，用它来测量电压时可能产生的满度相对误差为2.5%。满度相对误差最大绝对误差等级求得8/21/202126某公司生产测量温度的仪表，满度误差均在1.1~1.6％之间，该系列产品属于哪一级温度表？某车间希望测量温度的仪表满度相对误差控制在1.1~1.6％之间，应购买哪一级温度表？例：某指针式万用表的面板如图所示，问：用它来测量直流、交流（~）电

8、压时，可能产生的满度相对误差分别为多少？例：用指针式万用表的10V量程测量一只1.5V干电池的电压，示值如图所示，问：选择该量程合理吗？8/21/202129用2.5V量程测量同一只1.5V干电池的电压，与上图比较，问示值相对误差哪一个大？8/21/202130结论：可认为仪表的最大绝对误差是不变的；示值相对误差随示值（测量值）的减小而增大；选用仪表时，示值应在仪表满度值的2/3以上。8/21/202131例1-1现有精度等级为0.5级，量程为0～300℃和精度等级为