传感器与检测技术 教学配套课件 朱自勤 主编 第1章 检测技术的基本概念.pdfVIP

传感器与检测技术 主编朱自勤 第1章 检测技术的基本概念 1.1 检测技术的基本概念及作用 1.1.1 检测技术的基本概念 1.1.2 检测技术的发展与展望 1.1.3 课程的任务、特点和学习方法 1.2 测量的基本概念 1.2.1 测量的定义 1.2.2 测量方法的分类 1.3 测量误差的分析 1.3.1 误差的分类 1.3.2 随机误差的处理 1.3.3 系统误差的处理 1.4 有效数字的处理 1.1 检测技术的基本概念及作用 1.1.1 检测技术的基本概念 (1)测量：以确定客观事物的量值为目的，借助于一定的工具和设 备，用比较的方法取得被测量数据的过程，包括数据处理、显示 或记录等步骤。 (2)计量：以获得标准为目的的测量，包括基准器的研制、量值的 传递、量值单位的定义和管理以及精密测量等，其规程具有一定 的法律性和权威性。 (3)检测：利用传感器把被测信息检取出来，并转换成测量仪表或 仪器所能接收的信号，再进行测量以确定量值的过程；或转换成 执行器所能接收的信号，实现对被测物理量的控制。 (4)测试：带有试验性质的检测，在特定情况下，检测信号可由模 拟被测物理量的信号发生装置产生。 1.1.2 检测技术的发展与展望 1.不断扩大测量范围 科学技术的发展要求检测量的范围不断扩 大。 2.提高测量精度及可靠性 科学技术的发展对检测精度的要求也 越来越高。 3.开发检测的新领域与新技术 随着人类活动领域的扩大，检测 对象也在扩大。 3.开发检测的新领域与新技术 (1)新型：其含意有三个方面。 1)采用新型敏感材料、新原理、新效应或新工艺。 2)利用原有的物理和化学效应，根据被测物理量的要求,巧妙地运用 于传感技术。 3)利用集成技术和计算机技术开发的新型传感器。 (2)集成化：其含义也有三个方面。 1)将众多单体敏感元件集成在同一衬底上构成二维图像的敏感元 件，主要用于光和图像传感器领域。 2)把传感器与放大、运算及温度补偿等环节集成在一个基片上，如 集成压力传感器就是将硅膜片、压阻电桥、放大器和温度补偿电阻 集成为一个器件，称为“热敏晶闸管器件”。 3)将两种或两种以上敏感元件集成在—起，称为多功能传感器。 3.开发检测的新领域与新技术 (3)智能化：由检测系统固体化和智能化的构成及发展过程可知，固 体化和智能化的结果，逐渐模糊了检测系统和传感器的界限，智能 化传感器本身就是智能化检测系统，从而开创了“材料、器件、电 路、仪表”一体化的新途径。 1.1.3 课程的任务、特点和学习方法 1.课程的任务 本课程的主要任务是传授工业生产过程中信息检 测技术及常用技术。 2.课程的特点和学习方法 1.课程的任务 1)熟悉传感器的原理、结构、特性和应用，能根据需要合理选用传 感器。 2)掌握检测中信号的特点，熟悉传感器接口电路和信号处理电路技 术，了解新型仪表电路技术，从而明确如何获得可测量的信号，并 生成控制信号。 3) 了解常用显示和记录技术，建立一般的检测系统，掌握误差分析 和数据处理技术，从而明确如何获取正确的测量结果。 4) 了解电动仪表概况，掌握其使用技术，以适应工业生产现状，并 作为引入微型计算机应用的依据。 5)能综合运用微型计算机和检测等方面的技术，组成微机化检测系 统，为企业技术改造、安装及使用新设备及提高工业生产过程自动 化程度奠定基础。 2.课程的特点和学习方法 1)本课程是一门知识和技术都很密集的新型学科，直接与本课程有 关的基础课程有数学、物理学、工程力学、电工学、自动控制理 论、数字技术和微机原理等。 2)本课程各章内容相互独立，自成体系，联系松散，学习时可能会 感到找不到重点，摸不着规律。 3)本课程是一门实践性很强的应用技术，学习时务必联系实际，着 眼于应用，要富于设想，善于借鉴，乐于实践，勇于开拓，学而用 之。 1.2 测量的基本概念