第1章 基础知识幻灯片1.pptVIP

一.自动检测技术的重要性 检测的基本任务就是获取有用的信息，通过借助专门的仪器、设备，设计合理的实验方法以及进行必要的信号分析与数据处理，从而获得与被测对象有关的信息，最后将结果提供显示或输入其他信息处理装置、控制系统。 信息流：检测技术的主要内容：信息的获取、转换、显示、处理 温度、位移、压力、流量等非电量转换为电信号，信息放大、整形，输出 检测系统的组成： 传感器 （非电量--------电量） 测量电路 （微弱电量----较强电信号） 输出单元：显示记录装置（可能远程输出） 三.检测技术的发展方向 提高仪器性能、可靠性、应用范围 应用新原理、新材料、新工艺方面的成果制造各种新型传感器：光纤传感器、压敏传感器、微生物传感器、仿生传感器、超常参数传感器等。 传感器集成化（如CCD器件进行文字、图象处理，扫描仪 数码相机）传感器和测量电路集成化。 整个检测系统智能化。 一.传感器的定义 二.传感器的组成 三.传感器的分类 传感器是指以一定精确度把被测量（主要是非电量）转换为与之有确定关系、便于应用的物理量的测量装置 传感器的输出量通常是电信号，它便于传输、转换、处理、显示等。电信号形式：电压、电流、电容、电阻等 传感器又称为敏感元件、检测器件、转换器件等 传感器的组成按其定义一般由敏感元件、转换元件、信号调理转换电路三部分组成 敏感元件：是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分 转换元件：是指传感器中能将敏感元件输出转换成电参数。 转换电路：电参数转换成电量输出。由于传感器输出信号一般都很微弱，一般需要进行信号调理与转换、放大、运算与调制之后才能进行显示和参与控制。 第三节 测量误差与数据处理 一.测量误差的基本概念 测量误差：用测量器具进行测量时，所测量出来的数值与被测量的实际值（或真值）之间的差值 系统误差：在同一条件下，多次测量同一量值时绝对值和符号保持不变，或在条件改变时按一定规律变化的误差 随机误差：在同一条件下，多次测量同一量值时绝对值和符号随机变化 粗大误差：超出规定条件下的误差 第四节 传感器的一般特性 灵敏度与分辨率 二．动态特性 标定：在明确输入——输出变换对应关系的前提下，利用某种标准或标准器具对新研制或生产的传感器进行全面的技术检定和标度。 校准: 是指对传感器在使用中和储存后进行的性能复测。 标定的基本方法是利用标准仪器产生已知的非电量并输入到待标定的传感器中，然后得到一系列传感器的输出量与输入标准数据或者曲线。实际应用中输入的标准量可以用标准传感器检测得到，即将待标定的传感器与标准传感器进行比较。 传感器的标定是通过实验建立传感器输入量与输出量之间的关系。同时，确定出不同使用条件下的误差关系。 静态标定是指在输入信号不随时间变化的静态标准条件下，对传感器的静态特性如灵敏度、线性度、滞后和重复性等指标的检定。 静态标定的目的是确定传感器的静态特性指标，如线性度、灵敏度、滞后和重复性等。 (1) 将传感器全量程(测量范围)分成若干等间距点。 (2) 根据传感器量程分点情况，由小到大逐渐一点一点地输入标准量值，并记录下与各输入值相对应的输出值。 (3) 将输入值由大到小一点一点的减小，同时记录下与各输入值相对应的输出值； (4) 按(2)、(3)所述过程，对传感器进行正、反行程往复循环多次测试，将得到的输出与输入测试数据用表格列出或画成曲线。 (5) 对测试数据进行必要的处理，根据处理结果就可以确定传感器的线性度、灵敏度、滞后和重复性等静态特性指标。 动态标定主要是研究传感器的动态响应。常用的标准激励信号源是正弦信号和阶跃信号。 动态标定的目的是确定传感器的动态特性参数，如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等。 第五节 随机误差的处理方法* 第六节 系统误差的消除方法 造成热电偶输出波形失真和产生动态误差的原因, 是因为温度传感器有热惯性（由传感器的比热容和质量大小决定）和传热热阻, 使得在动态测温时传感器输出总是滞后于被测介质的温度变化。 如带有套管的热电偶的热惯性要比裸热电偶大得多。 这种热惯性是热电偶固有的, 这种热惯性决定了热电偶测量快速温度变化时会产生动态误差。影响动态特性的“固有因素”任何传感器都有, 只不过它们的表现形式和作用程度不同而已。 动态特性除了与传感器的固有因素有关