第1章检测技术基础知识ppt课件.ppt

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1、第1章检测技术基础知识1.1检测系统误差分析基础1.2系统误差处理1.3随机系统误差处理1.4粗大误差处理1.5测量不确定度的评定1.6检测系统的静态特性1.7检测系统的动态特性在工程实践中经常碰到这样的情况：某个新设计、研制、调试成功的检测(仪器)系统在实验室调试时测得的精度已经达到甚至超过设计指标，但一旦安装到环境比较恶劣、干扰严重的工作现场，其实测精度往往大大低于实验室能达到的水平,甚至出现严重超差和无法正常运行的情况；从而需要设计人员根据现场测量获得的数据，结合该检测系统本身的静、动态特性、检测系统与被测对象现场安装、连接情况及现场存在

2、的各种噪声情况等进行综合分析研究，找出影响和造成检测系统实际精度下降的各种原因，然后对症下药，采取相应改进措施，直至该检测系统其实际测量精度和其它性能指标全部达到设计指标，这就是通常所说的现场调试过程。现场调试过程完成后，该检测系统才算真正研制成功，以及投入正常运行。下面对检测系统的一般静态、动态特性及主要性能指标作一扼要的介绍。１.6　检测系统的静态特性在设计或选用检测系统时，应考虑的最主要的因素是检测系统本身的基本特性能否实现及时、真实地（达到所需的精度要求）反映被测参量（在其变化范围内）的变化。1.6.1概述检测系统的基本特性一般分为两类

3、：静态特性和动态特性。。研究和分析检测系统的基本特性，主要有以下三个方面的用途。第一，也是最主要的用途，是通过检测系统已知基本特性由测量结果推知被测参量准确值；这也是检测系统对被测参量进行通常的测量过程。第二，用于对多环节构成的较复杂检测系统进行测量结果及（综合）不确定度分析，即根据该检测系统各组成环节已知的基本特性，依已知输入信号的流向，逐级推断和分析各环节输出信号及其不确定度。第三，根据测量得到的（输出）结果和已知输入信号，推断和分析出检测系统的基本特性。这主要用于该检测系统的设计、研制和改进优化，以及无法获得更好性能的同类检测系统，但还未

4、完全达到所需测量精度的重要检测项目进行深入分析、研究等场合。1.6.2检测系统静态特性方程与特性曲线一般检测系统的静态特性均可用一个统一（但具体系数各异）的代数方程，即通常称作静态特性方程来描述检测系统对被测参量的输出与输入间的关系，即(1-44)式中x——输入量；y(x)——输出量；——常系数项。1.6.3检测系统静态特性的主要参数静态特性表征检测系统在被测参量处于稳定状态时的输出－输入关系。衡量检测系统静态特性的主要参数是指测量范围、精度等级﹑灵敏度﹑线性度﹑滞环、重复性、分辨力﹑灵敏限、可靠性等。1.测量范围每个用于测量的检测仪器都有规定

5、的测量范围，它是该仪表按规定的精度对被测变量进行测量的允许范围。测量范围的最小值和最大值分别称为测量下限和测量上限，简称下限和上限。2.精度等级工业检测仪器（系统）通常以最大引用误差作为判断精度等级的尺度。取最大引用误差百分数的分子作为检测仪器（系统）精度等级的标志，也即用最大引用误差去掉±号和百分号(％)后的数字来表示精度等级，精度等级用符号G表示。引用误差＝检测系统测量值绝对误差/系统量程为统一和方便使用，国家标准GB776-76《测量指示仪表通用技术条件》规定，测量指示仪表的精度等级G分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5

6、.0七个等级，这也是工业检测仪器（系统）常用的精度等级。检测仪器（系统）的精度等级由生产厂商根据其最大引用误差的大小并以选大不选小的原则就近套用这七个精度等级得到。例：量程为0～1000V的数字电压表，如果其整个量程中最大绝对误差为1.05V，则有:由于0.105不是标准化精度等级，因此需要就近套用标准化精度等级值。0.105位于0.1级和0.2级之间，按选大不选小的原则，该数字电压表的精度等级G应为0.2级。因此，任何符合计量规范的检测仪器（系统）都满足故精度等级是反映仪表性能的最主要的质量指标。3.灵敏度灵敏度是指测量系统在静态测量时，输出

7、量的增量与输入量的增量之比。即对线性测量系统来说，灵敏度为:亦即线性测量系统的灵敏度是常数，可由静态特性曲线（直线）的斜率来求得，如图1-8（a）所示。式中为Y和X轴的比例尺，为相应点切线与X轴间的夹角。非线性测量系统其灵敏度是变化的。如图1-8（b）所示。图1-8（a）图1-8（b）4.非线性非线性通常也称为线性度。理想的测量系统，其静态特性曲线是一条直线，但实际测量系统的输入与输出曲线通常不是一条理想的直线。线性度就是反映测量系统实际输出、输入关系曲线与据此拟合的理想直线　　　　　　的偏离程度。通常用最大非线性引用误差来表示。即式中——线性

8、度；——校准曲线与拟合直线之间的最大偏差；——以拟合直线方程计算得到的满量程输出值由于最大偏差是以拟合直线为基准计算的，直线拟合方法不同，测量系统线性