传感器与检测技术.pptVIP

第1章 检测技术基本知识 ;1.2 测量误差及其分类;知识目标： （1）了解测量的基本概念和方法。 （2）掌握各种测量误差的使用。 （3）熟识传感器的结构、组成及基本特性。;情感目标： （1）养成良好的工作责任心、坚强的意志力和严谨的工作作风。 （2）培育良好的合作精神、创新精神和竞争意识。; 利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法，赋予定性或定量结果的过程称为检测技术。 检测技术就是利用传感器，将生产科研需要的电量和非电量信息转化成为易于测量、传输、显示和处理的电信号的过程。;例：曹冲称象; 传感器技术是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋，也是当代科学技术进展的一个重要标志，它与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱之一。如果说计算机是人类大脑的扩展，那么传感器就是人类五官的延长，当集成电路、计算机技术飞速进展时，人们才逐步熟识信息摄取装置——传感器没有跟上信息技术的进展而惊呼“大脑发达、五官不灵”。; 传感器处于讨论对象与测控系统的接口位置，是感知、猎取与检测信息的窗口。在一切科学实验和生产过程中，格外是在自动检测和自动掌握系统中猎取的信息，都要通过传感器转换为易于传输与处理的电信号。;1.1 测量概述;1.1.1 测量的定义;1.1.2 测量方法的分类;1.直接测量法;2.间接测量法 ;3.接触测量法 ;4.非接触测量法 例：雷达测速;5.静态测量法 ; ;6.动态测量法 ;示波器;1.2 测量误差及其分类;1）理论真值 理论真值又称为肯定真值，是指在严格的条件下，依据肯定的理论按定义确定的数值。如三角形的内角和恒为180°。;1.2.2测量误差的分类;某选购员分别在三家商店购买100 kg大米、10 kg苹果、1 kg巧克力，发现均缺少约0.5 kg，但该选购员对卖巧克力的商店意见最大，是何缘由？ ; ;几个重要公式：;仪表的精度等级和最大满度相对误差 ;例：用指针式万用表的10 V量程测量一只1.5 V干电池的电压，示值如图所示，问：选择该量程合理吗？; 用2.5 V量程测量同一只1.5 V干电池的电压??与上图比较，问示值相对误差哪一个大？;解：用精度等级为0.5 级的温度计测量时，最大标称相对误差为 ;例1-2 某压力表精度等级为5.0 级，量程为0～1.5 MPa，测量结果显示为0.70 MPa，试求： （1）可能消灭的最大满度相对误差γm。 （2）可能消灭的最大肯定误差△m？ （3）可能消灭的最大标称相对误差γx。;解： （1）可能消灭的最大满度相对误差可以从精度等级直接得到，即γm＝ ±5.0％。 （2）Δm ＝ ± （ 5.0%×1.5）= ± 0.075 Mpa （3）;按 误 差 出 现 的 规 律; 1）系统误差：;系统误差产生的缘由大体上可分为以下几种：;2）随机误差 ;随机误差的正态分布规律;随机事例的几个例子 ;3）粗大误差 ;产生粗大误差的一个例子 ;系统误差决定了测量的精密度，表明白测量值偏离实际值的程度。系统误差越小，测量值的精准度越高。所以仪表的精准度即精度常常用来表示系统误差的大小。;测量的精准度与精密度的区分，由图1.1可知，若靶心为真实值，图中黑点为测量值，则图1.1(a)表示精准却不精密的测量，图1.1(b)表示精密却不精准的测量，图1.1(c)表示既精准又精密的测量。一切测量都应同时兼顾精准度和精密度，力求既精准又精密，才能成为精确的测量。一般来说，工程测量中，占主要地位的是系统误差，应力求精准度高，所以人们习惯上又把精度称为精准度。而在精密测量中由于已经实行肯定的措施(如改进测量方法，改善测量条件)减小或消除了系统误差，因而随机误差是主要的。;按 使 用 条 件;1）基本误差 基本误差是指检测系统在规定的标准条件下使用时所产生的误差。所谓规定的标准条件是指一般传感器在实验室、制造厂或计量部门标定刻度时所保持的工作条件，如电源电压（220±5） V、温度（20±5） ℃、湿度小于80％、电源频率（50±1） Hz等。基本误差是检测仪表在额定条件下工作所具有的误差，检测仪表的精确度是由基本误差决定的。;按 被 测 量 随 时 间 变 化 的 速 度;1）静态误差 当被测量不随时间变化时所产生的误差称为静态误差。; 由心电图仪放大器带宽不够引起的动态误差 ;1.3 传感器基本知识;1.3.2传感器的组成;1.敏感元件;弹性敏感元件（弹簧管）;弹性敏感元件（弹簧管）;弹簧管放大图;被测量通过敏感元件转换后，再经传感元件转换成电参量; 测量转换电路的作用是将传感元件输出的电参量转换成易于