测控技术与仪器专业概论 教学课件 ppt 作者 孙自强、刘笛 主编 第3章 检测技术与仪器.pptx

第3章检测技术与仪器

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3.1检测变送的基本概念

3.2传感器的组成和分类

3.3常规传感器与检测技术3.4变送器

3.5未来传感技术的发展

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准确：能正确反映被测量，误差小

迅速：及时反映被测量的变化

可靠：能在环境工况下长期稳定工作

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图3-1检测变送环节工作原理

3.1.1对检测变送环节的基本要求

3.1检测变送的基本概念

位移、压力

差压、电量等

被测量

检测元件

标准信号

变送器

3.1.2对检测变送信号的处理

1.信号转换

2.信号放大

3.信号的非线性补偿

4.信号滤波

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性质和特点

产生原因

处理方法

系统误差

在同一被测量的多次测量过程中，保持恒定或以可预知方式变化，具有确定性

仪表制造、安装或使用方法不正确；测量人员的一些不良读数习惯

可以采用对测量结果引入修正值或补偿校正的方法来减小或消除

随机误差

在同一量的多次测量过程中，其大小与符号以不可预知方式变化，具有随机性

实验条件和环境因素无规则的起伏变化，引起测量值围绕真值发生波动

使用统计方法，如取多次测量的平均值

粗大误差

也叫过失误差，指测得的值明显偏离实际值所形成的误差

操作不当；读数、记录和计算错误；检测仪器的突然故障；环境条件的突然变化

应避免出现粗大误差。如出现粗大误差，应分析粗大误差产生的原因。处理数据时，

剔除异常数据。

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精度

精度是仪表的一个重要性能指标，用来表示测量的准确度，常采用最大引用误差不能超过的允许值作为划分精度等级的尺度，其中引用误差为绝对误差与仪表量程的百分比。

精度等级就是最大引用误差去掉正负号和%。工业仪表常见的精度等级有0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,5.0。

由于仪表精度与量程有关，在仪表精度等级一定的前提下适当缩小量程，可以减小测量误差。

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变差

变差是指仪表被测变量多次从不同方向达到同一数值时，仪表指示值之间的最大差值，或者说是仪表在外界条件不变的情况下，被测参数由小到大变化(正向特性)和被测参数由大到小变化(反向特性)不一致的程度

变差大小取最大绝对误差与仪表标尺范围之比的百分比

变差产生的主要原因是仪表传动机构的间隙，运动部件的磨擦，弹性元件滞后等

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灵敏度

灵敏度一仪表对被测参数变化的灵敏程度。它是指仪表在达到稳定状态以后，仪表输出信号变化与引起此输出信号变化的被测参数(输入信号)变化量之比。

如果仪表的输入输出是线性特性，灵敏度是常数；如果是非线性特性，则灵敏度在整个量程范围内是变数。

◆仪表的灵敏度可用一个比值和输出、被测量(输入)

两个量的单位来表示。如果输入输出具有相同的单位，则灵敏度就是放大倍数；如果是不同的单位，则灵敏度是转换系数。

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3.2传感器的组成和分类

根据国家标准《传感器通用术语》,传感器的定义为：

“能感受(或响应)规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件和产生可用输出信号的转换元件以及相应的电子线路所组成。”

由传感器的定