传感器与检测技术第一章

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1、第1章检测技术基本知识2021/6/91.2测量误差及其分类21.1测量概述11.3传感器基本知识3目录1.4检测系统的组成42021/6/9知识目标：（1）了解测量的基本概念和方法。（2）掌握各种测量误差的使用。（3）熟悉传感器的结构、组成及基本特性。教学目标技能目标：（1）能够根据检测要求选择合适的传感器。（2）能够根据被测信号的特点设计出简单合理的传感器检测电路。（3）能够正确维护常用电子检测设备。2021/6/9情感目标：（1）养成良好的工作责任心、坚强的意志力和严谨的工作作风。（2）培养良好的合作精神、创

2、新精神和竞争意识。教学重难点教学重点：检测和传感器的含义及其基本内容。教学难点：传感器的特性。2021/6/9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。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。检测（Detection）定义：2021/6/9例：曹冲称象方法：比较法；装置：船、石头、小秤；测量，从而得到：定量的结果。2021/6/9传感器技术是新技术革命

3、和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋，也是当代科学技术发展的一个重要标志，它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱之一。如果说计算机是人类大脑的扩展，那么传感器就是人类五官的延伸，当集成电路、计算机技术飞速发展时，人们才逐步认识信息摄取装置——传感器没有跟上信息技术的发展而惊呼“大脑发达、五官不灵”。2021/6/9传感器处于研究对象与测控系统的接口位置，是感知、获取与检测信息的窗口。在一切科学实验和生产过程中，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。

4、2021/6/91.1测量概述测量系统：在工程中，需要将传感器与多台仪表组合在一起，才能完成信号的检测，这样便形成了测量系统。信息采集的主要含义：测量以及取得结果2021/6/91.1.1测量的定义测量：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。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。2021/6/91.1.2测量方法的分类测量方法：指实现被测量与标准量比较得出比值的方法。按测量过程的特点直接测量法间接

5、测量法组合测量法按测量仪表的特点接触测量法非接触测量法按测量对象的特点静态测量动态测量2021/6/91.直接测量法电子卡尺2021/6/92.间接测量法用直接测量法测得与被测量有确定函数关系的一些物理量，经过计算求得被测量（阿基米德测量皇冠的比重）。2021/6/93.接触测量法2021/6/94.非接触测量法例：雷达测速车载电子警察2021/6/95.静态测量法2021/6/92021/6/917温度计对缓慢变化的对象进行测量亦属于静态测量。6.动态测量法地震测量振动波形2021/6/9示波器2021/6/91

6、.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。真值理论真值约定真值相对真值2021/6/91）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

7、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。2021/6/91.2.2测量误差的分类按表示方法（1）绝对误差（2）相对误差（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。2021/6/9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0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，是何原因？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

8、。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。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。2021/6