03章1节检测仪表与传感器概论.pptVIP

第三章检测仪表与传感器 第一节 概述 一、检测过程及误差 1、测量、检测、检测方法分类： 测量：以确定被测对象的属性和量值为目的的全部操作 检测：测量信号检出,是意义更为广泛的测量 检测技术：检测方法、检测结构、检测信号处理--- 综合性技术 检测过程：信息提取、信号转换存储与传输、显示记录、分析处理 2.1系统误差 在同一测量条件下，对同一被测参数进行多次重复测量时，误差的大小和符号保持不变或按一定规律变化 特点：有一定规律的，一般可通过实验或分析的 方法找出其规律和影响因素，引入相应的 校正补偿措施，便可以消除或大大减小。 误差产生的原因：系统误差主要是由于检测仪表本身的不完善、检测中使用仪表的方法不正确以及测量者固有的不良习惯等引起的。 2.2 疏忽误差 明显地歪曲测量结果的误差，又称粗差， 特点：无任何规律可循。 误差产生的原因：引起的原因主要是由于操作者的粗心（如读错、算错数据等）、不正确操作、实验条件的突变或实验状况尚未达到预想的要求而匆忙测试等原因所造成的。这时含有粗差的测量值称为异常值或坏值，一般均应从测量结果中剔除。 2.3 随机误差 在相同条件下多次重复测量同一量时，误差的大小、符号均为无规律变化，又称偶然误差。 特点：变化难以预测，无法修正 误差产生的原因：随机误差主要是由于测量过程中某种尚未认识的或无法控制的各种随机因素（如空气扰动、噪声扰动、电磁场等）所引起的综合结果。 (1)产品检验和质量控制的重要手段 二、检测仪表的基本技术性能指标 绝对误差 绝对误差指仪表指示值与被测参数真值之间的差值，即 χ——仪表指示值 χt ——被测量的真值 χ0——约定真值 相对百分误差（引用误差） 精度等级 例1 有两台测温仪表，它们的测温范围分别为0~100℃和100~300℃，校验表时得到它们的最大绝对误差均为2℃，试确定这两台仪表的精度等级。 例3 某台测温仪表的工作范围为0~500℃，工艺要求测温时测量误差不超过±4℃，试问如何选择仪表的精度等级才能满足要求？ 解 根据工艺要求，仪表的最大引用误差为 应选择0.5级的仪表才能满足要求 小结：在确定一个仪表的精度等级时，要求仪表的允许误差应该大于或等于仪表校验时所得到的最大引用误差；而根据工艺要求来选择仪表的精度等级时，仪表的允许误差应该小于或等于工艺上所允许的最大引用误差。 变差（回差） 在外界条件不变的情况下，当被测参数从小到大（正行程）和从大到小（反行程）时，同一输入的两个相应输出值常常不相等。两者绝对值之差的最大值和仪表量程之比的百分数称为回差，也称变差。 灵敏度与灵敏限 灵敏度：仪表的单位参数的位移值，表示仪表对被测参数变化反应的能力，即 *重复性：在同一工作条件下，同方向连续多次对同一输入值进行测量所得到的多个输出值之间相互一致的程度。 *再现性：仪表实际上升曲线和实际下降曲线之间离散程度的表示，常取两种曲线之间离散程度最大点的值来表示。 *可靠度 表征仪表可靠性的尺度有多种，最基本的是可靠度。它是衡量仪表能够正常工作并发挥其功能的程度。 简单地来说，如果有100台同样的仪表，工作1000小时后约有99台仍能正常工作，则可以说这批仪表工作1000小时后的可靠度是99％。 *MTBF 和 MTTR 平均无故障工作时间MTBF (Mean Time Between Failure)：仪表在相邻两次故障间隔内有效工作时的平均时间。 平均故障修复时间 MTTR (Mean Time to Repair)：仪表出现故障到恢复工作时的平均时间。 有效度：即在要求平均无故障工作时间尽可能长的同时，又要求平均故障修复时间尽可能短，综合评价仪表的可靠性，引出综合性指标有效度，其定义如下： 附录 练习题1 1、一台温度测量仪表的测量范围是100~600℃，校验该表时，得到的最大绝对误差是±6℃，试确定该表的精度等级。 题解： 国家标准GB 776—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、5.0七个等级。 最大引用误差=最大绝对误差 / 量程=1.2% 该仪表的精度在1.0和1.5之间，往差的方向靠，确定仪表的精度为1.5级。 练习题2 2、已知待测拉力约为70N，现有两只测压表，一只精度0.5级，量程0-500N；另一只精度1.0级，量程0-100N。问选择哪个更好？为什么？ 题解： 练习题3 3、有一温度计，它的测量范围为0~200℃，精度为0.5级。求 1) 该表可能出现的最大绝对误差 2