传感器与自动检测技术.pptVIP

第一章传感器与自动检测技术的基本概念本章学习的主要内容：1、传感器简述2、自动检测系统概述3、测量误差与精度4、检测系统中的弹性敏感元件

§1－1传感器简述一、传感器的定义与组成传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成有用输出电信号的器件或装置。敏感元件传感元件测量转换电路非电量被测量非电量电参量电量传感器组成框图

二、传感器的分类及命名（1）按工作原理划分参量传感器发电传感器特殊传感器电阻式传感器电感式传感器电容式传感器等热电偶传感器压电式传感器霍尔式传感器等超声波探头激光检测等1.分类

（2）按被测量性质来分机械量传感器热工量传感器成分量传感器状态量传感器探伤传感器等如：扭力传感器、倾角传感器等如：温度传感器、流量传感器等如：气敏传感器等如：各种接近开关等如：超声波探伤仪等

（3）按输出量种类来分模拟传感器数字传感器（4）按传感器结构来分直接传感器补偿传感器差动传感器

传感器常常按工作原理及被测量性质两种分类方式合二为一进行命名。例如：①电感式位移传感器②光电式转速计③压电式加速度计光电式转速计（2）命名

1.精度τ三、传感器的基本特性精度分为准确度δ和精密度ε（a）准确度高而精密度低（b）准确度低而精密度高（c）精确度高εδ

2．稳定性（1）稳定度则稳定度为1.3mV/h。【例1】某仪表电压指示值每小时变化1.3mV（2）环境影响系数则环境影响系数表达为0.02mA/（V±10%）【例2】某仪表由于电源电压变化10%而引起指示值变化0.02mA

3．可靠性表征传感器可靠性最基本的尺度是可靠度，它是衡量传感器能够正常工作并完成其功能的程度。例如：三菱公司生产的F系列PLC的可靠性就很高，平均无故障时间高达30万小时关于可靠性问题本课程将在第八章第二节中介绍

（1）线性度传感器输出－输入的实际特性曲线和拟合直线之间的最大偏差与输出量程范围之比。输入输出特性动态特性静态特性线性度灵敏度迟滞分辨率4．输入输出特性

-线性度概念动画演示线性度表达式为

（2）灵敏度传感器在稳定标准条件下，输出变化量与输入变化量的比值（3）迟滞传感器的正向特性与反向特性的不一致程度。

（5）动态特性反映了当被测量随时间迅速变化时，指示值与被测量值之间的关系。（4）分辨率与分辨力【例3】一光栅传感器，测量长度10mm，最小测量距离0.1um则分辨率为0.1％，分辨力为0.1um

四、对传感器的要求对传感器的具体要求因使用条件不同而异，主要从基本特性、使用性能、方便程度等方面提出要求。一般要求传感器特性好、性能优、使用方便易维修；体积小、重量轻、价格便宜寿命长。

§1－2自动检测系统概述一、自动检测系统的组成传感器转换电路显示记录数据处理执行机构被测量

自动检测系统组成的动画演示

二、自动检测系统的功能1．变换功能2．选择功能选择有用输入信号抑制其它一切无用影响因素

3．比较功能4．显示功能模拟式仪表，比较过程由测量者在读数时执行数字仪表,标准量比较，然后变换成数码指针的转动指示图像显示三、自动检测系统的基本特性自动检测系统的基本特性与传感器的基本特性相似。数字值及符号文字显示记录笔移动的痕迹

§1－3测量误差与精度、测量误差的基本概念检测包括：检查与测量。测量过程实际上是一个比较过程。测量误差为测量值与真值之间的偏差。（1）真值（2）约定真值（3）实际值（4）标称值（示值）（5）测量误差有关测量的部分名词术语：

二、误差的分类1.按表示方法划分2.按误差出现的规律划分绝对误差相对误差系统误差随机误差粗大误差实际相对误差标称相对误差满度相对误差

3.按被测量随时间变化的速度划分4.按使用条件划分静态误差动态误差基本误差附加误差

（1）绝对误差某采购员分别在A、B、C三家商店购买100kg牛肉干、10kg牛肉干、1kg牛肉干，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对C家卖牛肉干的商店意见最大，是何原因？【例1】

（2）相对误差①实际相对误差②标称相对误差③满度（或引用）相对误差

当Δ取为Δm时，满度（或引用）相对误差就被用来确定仪表的精度等级S：我国