传感器原理与检测技术 童敏明 第1章：（第二部分）检测技术的基本概念新.ppt

在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 第一节 测量方法及分类 第二节 真值和平均值 第三节 检测装置的基本性能 第四节 测量系统的静态特性 第五节 测量系统的动态特性 第一章 检测技术基础 本章学习要求 2、掌握各种检测方法的特点和应用场合 1、掌握检测技术的基本原理和基本概念 3、了解检测系统静态特性的特点和指标 4、了解检测系统动态特性的特点和指标 采用各种手段将被测量与同类标准量进行比较，从而确定出被测量大小的方法。 测量结果与被测量真值的差别。 测量： 误差： 第一节 测量方法及分类 被测量 同类标准量 1、测重量 砝码 2、测气体 标准气体 测量方法的分类 根据获得测量结果的方法不同，可以分为直接测量、间接测量和组合测量。 在仪表上直接读出被测量的大小而无须经过任何运算。 ?直接测量： 如汽车油位表、油温表 优点：简单、迅速 缺点：精度差 1.1 直接测量、间接测量和组合测量 直接测量除了指针式仪表外,还有什么方式? ?间接测量： 首先测出与被测量有确定函数关系的物理量，再经过函数运算求出被测量的大小。 如：测电阻率 ?组合测量： 又称“联立测量”，即被测物理量必须经过求解联立方程才能导出结果。 组合测量举例：测量一金属导线的温度系数 故不同 、　，测得 、 由{ 由近似值得 温度系数 根据测量条件相同与否，分为等精度测量和不等精度测量。 1.2等精度测量和不等精度测量 等精度测量： 在测量过程中，影响测量误差的各种因素不改变。 不等精度测量： 改变测量条件的测量。 名 词 解 释 等精度测量： 不等精度测量： 例如测量一高炉的温度 采用同一测温仪器， 用相同的测量方式，在 相同的条件下测量多次。 例如对瓦斯检测仪器进行温度试验 采用相同的仪器，在 不同的温度条件下对某 一浓度的甲烷气体测量。 1.3其它测量方法 ⑴接触测量和非接触测量 ⑵静态测量和动态测量 接触被测对象的测量 远离被测对象的测量 测量对象的稳态值 如重量、压力等等 测量对象随时间的变化值 如振动、加速度等等。 接触测量 非接触测量 举例说明： 请判断下面的检测属哪种检测方法？ 1.接触测量或非接触测量？ 2.静态测量或动态测量? 体温测量 测量塔的倾角 电动机转速测量: 1.用测速发电机? 2.用光电检测法? 烟雾报警 红外测温 汽车速度测量 地震测量 振动波形 测量的目的在于寻求被测量的真值。 设 、　…　代表各次的观测值，n为测量次数，则平均值有如下几种： 第二节 真值和平均值 在科学试验中，通常用平均值代替真值。 1.算术平均值： 2.几何平均值： 3.均方根平均值： 常用来表示 测量真值 衡量检测装置性能的指标主要有精度，稳定性等等. 1.精度： ⑴精密度—— 在相同条件下，对同一个量进行重复测量时，这些测量值之间的相互接近程度（离散程度） 反映了随机 误差的大小 第三节 检测装置的基本性能 ⑵准确度—— 它表示测量仪器指示值对真值的偏离程度 反映系统误 差的大小 ⑶精确度—— 它是精密度和准确度的综合反映 反映系统综 合误差的大小 例：打靶结果评价： 精密度高 准确度差 精密度高 准确度好 精密度低 准确度差 2.稳定性： 测值随时间的变化程度 在一定条件下，保持输入信号不变，输出信号随时间而变化 时间t延长 灵敏度下降 零点漂移： 灵敏度变化： 灵敏度的衰减反映使用的寿命指标！ 对任何一个测量系统，在一定条件下，输出输入存在着一定的函数关系，即静态特性 输出量 输入量 一般形式有： 第四节 测量系统的静态特性 1.灵敏度 灵敏度—— 传感器或检测仪表在稳态下输出量的变化量△y与输入量的变化量△x之比，用K表示 如果输入输出特性为线性的传感器或仪表，则 对一般的非线性 输出灵敏度可近似认为: K＝a1 例如： 某铂丝热敏传感器 1.在小测量温度范围内，其阻值与温度可近似 看作线性关系，有 R＝R0(1+?tT) R T 00C时的阻值 温度系数 灵敏度为： K＝dR/dT=R0?t 2.将此铂丝构成电桥进行温度测量，输出电压 信号与温度的关系呈非线性关系，有 U=a0+a1T-a2T2 a1、a2、a3 是常数。 U T 灵敏度为： K=a1 2. 分辨率 分辨率—— 灵敏度阈值，引起输出量产生微小变化所需的最小输入量的变化量 1. 对数字显示的测量系统，分辨率是数字显示的最后一位所代表的量度。 2. 对指针式测量仪表，分辨率与人们的观察能力和仪表的灵敏度有关。 举例说明： 1.数字天平 2.指针式称重计 天平的分辨率是多少? 0.01g 人们所能观察的指