第1章传感器理论基础[“传感器基础”课件].pptVIP

;1.1 传感器基础 ;1．传感器的组成 ;敏感元件(sensing element)： 直接感受被测量的变化，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件，是传感器的核心 。 转换元件(transduction element) ： 将敏感元件输出的物理量转换成适于传输或测量的电信号。 测量电路(measuring circuit)： 将转换元件输出的电信号进行进一步的转换和处理，如放大、滤波、线性化、补偿等，以获得更好的品质特性，便于后续电路实现显示、记录、处理及控制等功能。 ;2．传感器的分类 ; 传感器的基本特性是指系统的输出输入关系特性，即系统输出信号;1．静态特性 ;2) 量程(span) 传感器测量范围的上限值 与下限值 的代数差 称为量程。 ;4) 线性度(linearity); 在不考虑零位输出的情况下，传感器的线性度可分为以下几种情况：; 采用直线拟合的方法来线性化时，输入—输出的校正曲线与其拟合直线之间的最大偏差，称为非线性误差，通常用相对误差 来表示：; 常用的拟合方法： 理论拟合、 过零旋转拟合、 端点拟合、 端点平移拟合、 最小二乘法拟合等。;5) 灵敏度(sensitivity);6) 分辨率和阈值(resolution and threshold) ;7) 重复性(repeatability) ;8) 迟滞(hysteresis) ;9) 稳定性(stability) ;10) 漂移(drift);2．动态特性 ; 动态特性的数学描述：微分方程 实际传感器较复杂，动态响应特性一般并不能直接给出其微分方程，可通过实验给出传感器与阶跃响应曲线和幅频特性曲线上的某些特征值来表示仪器的动态响应特性。 大部分传感器的动态特性可近似用一阶或二阶系统来描述，其动态分析方法详见《自控原理》相关内容。;1.1.4 传感器的命名、代号和图形符号 ;2．传感器的代号 ;3．传感器的图形符号 ; 表示转换原理的限定符号应写进正方形内，表示被测量的限定符号应写进三角形内。 ; 对于传感器的电气引线，应根据接线图设计需要，从正方形的三条边线垂直引出。 ; 对于某些转换原理难以用图 形符号简单、形象地表达时， 也可用文字符号替代。;1.1.5 传感器的发展趋势 ;1.2 检测技术理论基础 ;1.2.2 测量方法 ;2. 测量方法 ; 经过求解联立方程组，才能得到被测物理量的最后结果，则称这样的测量为组合测量。 ;3) 等精度测量与非等精度测量 ; 被测量在测量过程中认为是固定不变的，这种测量称为静态测量。 若被测量在测量过程中是随时间不断变化的，这种测量称为动态测量。 ;1.2.3 检测系统 ;2. 开环检测系统与闭环检测系统 ;2) 闭环检测系统 ;当 1时，则;1.2.4 测量误差及数据处理 ; 对测量值进行修正时，被测量真实值应等于测量值加上修正值，即A=x+c。其中修正值c是与绝对误差大小相等、符号相反的值。 ;③ 引用(满度)相对误差 ;(2) 基本误差和附加误差 ;(3) 工具误差和方法误差 ;2) 误差的性质 ;(2) 随机误差(简称随差，又称偶然误差) ; 精密度、准确度和精确度三者的关系 ;(3) 粗大误差(简称粗差，又称疏忽误差) ;2. 测量数据的估计和处理 ; 随机误差分布规律的特点 ; 由于随机误差的出现是符合正态分布曲线的，因此它的出现概率就是该曲线下所包围的面积，该面积是全部随机误差出现的概率 之和，也就是应该等于1。 ;① 算术平均值 ;三种不同 的正态分布曲线 ; 标准误差 的求法（贝赛尔(Bessel)公式） ; 残差 有一个重要特性，即 ;可以证明，这时概率P如下：;2) 系统误差的检查及消除 ;第1章 传感器理论基础;(3) 理论计算法 ; 阿卑—赫梅特(Abbe—Helmert)准则 ;3) 粗大误差的判别 (1) 拉依达准则（ 准则）;(3) 格拉布斯(Grubbs)准则 ;4) 测量数据的处理 ;⑦ 依照已知条件和实际要求，可根据拉依达准则检查是否有 ＞ 的测量值；或根据肖维勒准则，检查是否有 ＞ 的测量值；或根据格拉布斯准则，检查是否有 的测量值；如果有，则应认为该测量值为坏值，舍去此值，然后重复完成③～⑦的步骤，直到没有坏值为止。 ⑧ 判断有无变值系统误差。 ⑨ 计算测量值的算术平均值的标准误差 。 ⑩ 根据实际要求，写出最后测量结果( )。;5) 误差的合成与分配 ;(2) 误差的分配