生物檢測(cè)在臨床應(yīng)用、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、生理醫(yī)學(xué)研究等諸多領(lǐng)域ppt課件

1、 生物檢測(cè)在臨床運(yùn)用、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、生理醫(yī)學(xué)研討等諸多領(lǐng)域中起著非常重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的快速開(kāi)展，涌現(xiàn)出大量的、新穎的檢測(cè)技術(shù)和檢測(cè)設(shè)備。 生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)是運(yùn)用工程的方法去丈量生物體的形狀、生理機(jī)能及其他形狀變化的生理參數(shù)。第一章第一章 生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的根本概念生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的根本概念 把人和檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)合在一同思索把人和檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)合在一同思索1、生命之間有高度的相關(guān)性；、生命之間有高度的相關(guān)性；2、有很多重要的生理參數(shù)對(duì)丈量安裝是不容易、有很多重要的生理參數(shù)對(duì)丈量安裝是不容易接近的；接近的；3、對(duì)生命體進(jìn)展檢測(cè)必需確保人身平安。、對(duì)生命體進(jìn)展檢測(cè)必需確保人身平安。檢測(cè)系統(tǒng)與被檢測(cè)生物體

2、之間存在復(fù)雜的互作檢測(cè)系統(tǒng)與被檢測(cè)生物體之間存在復(fù)雜的互作用用 第一節(jié)第一節(jié) 生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的組成生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的組成生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)儀器分為兩大類：生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)儀器分為兩大類：一、生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)儀器分類：一、生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)儀器分類：1、臨床用的檢測(cè)儀器：用于疾病的診斷、監(jiān)、臨床用的檢測(cè)儀器：用于疾病的診斷、監(jiān)護(hù)。要求便于醫(yī)護(hù)人員操作、運(yùn)用，構(gòu)造結(jié)實(shí)護(hù)。要求便于醫(yī)護(hù)人員操作、運(yùn)用，構(gòu)造結(jié)實(shí)可靠?？煽俊?、醫(yī)學(xué)研討用：要求較高的精度、分辨率，有、醫(yī)學(xué)研討用：要求較高的精度、分辨率，有一些是介于二者之間。一些是介于二者之間。二、生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)人體丈量大致分類1、活體丈量in vivo：人體處于機(jī)能

3、形狀下的臨床檢查或體內(nèi)丈量。2、離體丈量in vitro：處置血液、尿之類的標(biāo)本化驗(yàn)。三、生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng) 生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)包括信息的檢測(cè)采集、傳播、存儲(chǔ)、加工處置和監(jiān)視讀出。在許多醫(yī)學(xué)丈量中，要求對(duì)某種方式的外部刺激作出反響。用以產(chǎn)生提供刺激給被測(cè)對(duì)象的設(shè)備是生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。刺激可以是視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)。也可以是對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)某些部位的電刺激。系統(tǒng)人體生理系統(tǒng)要做出反響。主要是人體的生理系統(tǒng)。它提供了系統(tǒng)要丈量的各種生理的物理量。醫(yī)學(xué)上主要丈量的有生物電位、壓力、流量、位移、速度、溫度、化學(xué)濃度、阻抗等。前往傳感器把來(lái)自生物體的能或信息轉(zhuǎn)換成電的方式，把電信號(hào)加到電子設(shè)備上。醫(yī)

4、用傳感器轉(zhuǎn)換的最主要量包括溫度、壓力、流量、位移、速度和力等非電量。生物醫(yī)學(xué)電極是直接感知人體生物電位的元件。這是系統(tǒng)的采集部分。將傳感器輸出的電信號(hào)進(jìn)展放大、整理或作其他變換的單元稱為信號(hào)調(diào)理器或稱為信號(hào)處置器它把采集到并已轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的信息進(jìn)展放大整理或做其他變換以滿足系統(tǒng)的功能需求。 將處置后的生物信息變?yōu)榭晒┤藗冎苯硬炜吹姆绞?。醫(yī)學(xué)儀器對(duì)記錄顯示系統(tǒng)的要求是記錄顯示的效果明顯、明晰，便于察看和分析，正確反映輸入信號(hào)的變化情況，缺點(diǎn)少、壽命長(zhǎng)，與其他部分有較好的銜接。記錄與顯示設(shè)備按其任務(wù)原理，可以分為三種：1直接描記式記錄安裝 直接記錄各種生理參數(shù)隨時(shí)間變化的模擬量。 磁帶記錄器 數(shù)字

5、式顯示器可分為描筆偏轉(zhuǎn)式和自動(dòng)平衡式： 描筆偏轉(zhuǎn)式記錄器構(gòu)造簡(jiǎn)單、本錢低，在心電圖機(jī)、腦電圖機(jī)及心音圖機(jī)中得到廣泛運(yùn)用。 自動(dòng)平衡式記錄器的缺陷是構(gòu)造復(fù)雜，頻響范圍窄。優(yōu)點(diǎn)是記錄幅度大、精度高，可與計(jì)算機(jī)銜接。普通用于記錄體溫、血壓、脈搏等監(jiān)護(hù)儀器上。2磁帶記錄器 它在生理丈量和病人監(jiān)護(hù)中的運(yùn)用日益增多。其任務(wù)原理根本與磁帶錄音原理一樣。按對(duì)被記錄信號(hào)的處置方法可分為模擬式和數(shù)字式兩種。 把輸入的被記信號(hào)按原樣進(jìn)展磁化記錄的稱為模擬式磁帶記錄器，它類似一部錄音機(jī)。磁帶記錄安裝的優(yōu)點(diǎn)：1頻率呼應(yīng)寬，記錄的信息可以反復(fù)重放，便于分析處置和保管。2信號(hào)失真度低，適宜于作準(zhǔn)確丈量。3一條磁帶可同時(shí)記錄

6、多個(gè)生理量適宜于長(zhǎng)間延續(xù)記錄和大量資料存貯。4記錄信息可擦除，可多次運(yùn)用，本錢低。3數(shù)字式顯示器 顯示器接受信號(hào)處置后的信息，并以操作人員所能感知的方式顯示結(jié)果。顯示方式可以是數(shù)字的或圖像的，也可以是延續(xù)的或離散的。多數(shù)是依托運(yùn)用者的視覺(jué)，但也有采用聽(tīng)覺(jué)感知的辦法。數(shù)字式顯示器是一種將信號(hào)以數(shù)字方式顯示供察看的器件，普通由計(jì)數(shù)器、譯碼器、驅(qū)動(dòng)器和數(shù)碼管等組成。其中顯示器分熒光數(shù)碼管和液晶顯示兩種。從人體采得的信息具有二個(gè)特點(diǎn)：1信號(hào)很微弱，各種干擾很大，信噪比低，有用信號(hào)淹沒(méi)在強(qiáng)干擾背景中。2需求用各種統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)信號(hào)進(jìn)展疊加、相關(guān)處置、頻譜分析、直方圖等數(shù)據(jù)處置。數(shù)據(jù)傳輸：是異地診斷。前

7、往把部分輸出信號(hào)反響到輸入部分，以使系統(tǒng)按某一方式任務(wù)，如控制刺激量的大小、控制傳感器或儀器系統(tǒng)中其他任何部分?？刂坪头错懣梢允亲詣?dòng)的或手動(dòng)的。前往 信號(hào)源 信號(hào)檢測(cè) 信號(hào)傳輸 信號(hào)顯示 信號(hào)處理被測(cè)物體 生物電極傳感器中間變換裝置顯示、記錄裝置數(shù)據(jù)處理裝置血 壓呼 吸體 溫心 跳血 流 量脈 搏位 移壓 力成 份生 物 電 極電阻傳感器電容傳感器電感傳感器光電傳感器磁電傳感器熱電傳感器壓電傳感器壓電傳感器直 流 電 橋交 流 電 橋運(yùn)算放大器濾 波 器阻抗變換器調(diào) 制 器電 流 表光線示波器筆式記錄儀磁帶記錄儀電子示波器電 壓 表電 流 表頻譜分析儀電子計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理器典型生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的

8、組成框圖第二節(jié)第二節(jié) 生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的特殊性生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的特殊性 醫(yī)學(xué)儀器丈量的主要目的：醫(yī)學(xué)儀器丈量的主要目的：是獲得與臨床診斷和治療有關(guān)的人體生理參是獲得與臨床診斷和治療有關(guān)的人體生理參數(shù)。數(shù)。醫(yī)學(xué)丈量與普通物理參數(shù)丈量異同點(diǎn)：醫(yī)學(xué)丈量與普通物理參數(shù)丈量異同點(diǎn)：它們的不同之處主要在于丈量對(duì)象不同。普它們的不同之處主要在于丈量對(duì)象不同。普通物理丈量的被測(cè)對(duì)象是物如設(shè)備、機(jī)器、通物理丈量的被測(cè)對(duì)象是物如設(shè)備、機(jī)器、化學(xué)物品、工程系統(tǒng)、環(huán)境等，而醫(yī)學(xué)丈化學(xué)物品、工程系統(tǒng)、環(huán)境等，而醫(yī)學(xué)丈量的對(duì)象是人體復(fù)雜的生理系統(tǒng)。量的對(duì)象是人體復(fù)雜的生理系統(tǒng)。醫(yī)學(xué)丈量遇到的一些特殊問(wèn)題： 一、被測(cè)值難以

9、獲得 對(duì)生命系統(tǒng)丈量時(shí)，遇到的最大困難是難以獲得被測(cè)值。 為理處理被丈量不可接近的困難，必需采用間接丈量。 留意:在丈量過(guò)程中應(yīng)堅(jiān)持兩個(gè)變量之間關(guān)系不變，并且應(yīng)在兩者關(guān)系失效時(shí)及時(shí)對(duì)丈量結(jié)果加以修正。 二、數(shù)據(jù)的易變性 從人體測(cè)得的量是易變的，即使一切可控制的要素都固定，但大多數(shù)被測(cè)參數(shù)還是隨時(shí)間變化，每次丈量會(huì)有不同結(jié)果。在完全一樣的條件下，各次丈量結(jié)果與正常值總會(huì)有偏向。因此，生理量不能以為是嚴(yán)厲的定值，而應(yīng)該用統(tǒng)計(jì)的或概率分布的方式來(lái)處置。 三、生理系統(tǒng)間的相互作用 人體各生理系統(tǒng)之間存在復(fù)雜的相互作用和大量反響環(huán)路。如對(duì)某系統(tǒng)中一部分進(jìn)展刺激，結(jié)果該系統(tǒng)的其他部分和其他系統(tǒng)也會(huì)有反響。

10、甚至當(dāng)翻開(kāi)反響回路時(shí)，會(huì)出現(xiàn)旁系環(huán)路，而原始反響環(huán)路的某些性質(zhì)依然存在，使因果關(guān)系很難分清。如能了解一些生理系統(tǒng)之間相互關(guān)系，那么有利于做好生物醫(yī)學(xué)丈量系統(tǒng)和生理學(xué)系統(tǒng)之間的結(jié)合任務(wù)。 四、傳感器對(duì)丈量形狀的影響 由于傳感器的存在，使任何方式的丈量幾乎都遭到不同程度的影響，表現(xiàn)為：1、顯著地改動(dòng)了丈量讀數(shù)，特別是對(duì)活體的測(cè)量。2、影響另外系統(tǒng)的丈量。因此在設(shè)計(jì)生物醫(yī)學(xué)丈量系統(tǒng)時(shí)，必需盡力做到使丈量安裝的影響減到最小。五、能量的限制 生物醫(yī)學(xué)丈量，一種是依托被測(cè)活體本身發(fā)出的能量，例如生物電位丈量；另一種是利用傳感器任務(wù)時(shí)產(chǎn)生的能量作用于被測(cè)活體。當(dāng)電流流過(guò)人體組織時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，而對(duì)組織加熱是一

11、種必需加以限制的景象。 此外，由于生理參數(shù)在人體內(nèi)可用的能量有限，所以在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量防止生物醫(yī)學(xué)丈量系統(tǒng)成為被測(cè)信號(hào)源的負(fù)載。六、偽跡和干擾 在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)上，被測(cè)信號(hào)以外的任何信號(hào)成分稱為偽跡。生物醫(yī)學(xué)丈量系統(tǒng)中引起偽跡和干擾的一個(gè)重要緣由：1、被測(cè)對(duì)象的挪動(dòng)而導(dǎo)致丈量?jī)x器挪動(dòng)。2、丈量?jī)x器本機(jī)噪聲、人體感應(yīng)的交流干擾等。七、平安性 在醫(yī)學(xué)丈量中，為了保證平安，必需做到：1、必需保證不危及人體生命和損害正常功能。2、不允許隨便地實(shí)驗(yàn)尚不可靠的丈量方法。3、生物醫(yī)學(xué)丈量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要注重平安可靠。4、生物醫(yī)學(xué)丈量不使被測(cè)者太疼痛、外傷或不溫馨。5、設(shè)計(jì)醫(yī)學(xué)儀器時(shí)還要思索輻射、化學(xué)腐蝕、毒物、有害

12、氣體、交叉感染等要素。第三節(jié)第三節(jié) 生物醫(yī)學(xué)丈量范圍生物醫(yī)學(xué)丈量范圍 為了正確地選擇和運(yùn)用醫(yī)用檢測(cè)儀器，為了正確地選擇和運(yùn)用醫(yī)用檢測(cè)儀器，運(yùn)用運(yùn)用前應(yīng)該清楚了解待測(cè)參數(shù)的目的范圍。下表前應(yīng)該清楚了解待測(cè)參數(shù)的目的范圍。下表列出列出了常用的生理參數(shù)的丈量范圍。這些目的在了常用的生理參數(shù)的丈量范圍。這些目的在不同不同的資料上的報(bào)道不盡一樣。有時(shí)丈量目的不的資料上的報(bào)道不盡一樣。有時(shí)丈量目的不同，同，或被測(cè)試者處于不同形狀，那么對(duì)同終身理或被測(cè)試者處于不同形狀，那么對(duì)同終身理目的所目的所要求的范圍也不一樣。要求的范圍也不一樣。 參 數(shù) 幅 度 范 圍 頻率范圍（Hz） 心 電皮膚電極10V5mV(典

13、型值1mV) 0.0580心臟電極10V5mV(典型值50mV) 0.0580胎兒心電10V5mV(典型值10V)2100 腦 電頭皮電極10200V(典型值50V) 0.5100顱內(nèi)電極10100mV(典型值50V)0.5100 肌 肉 電 位20V1mV105000（或102500） 細(xì)胞內(nèi)電位-100+200V(典型值100V)DC2000（或12000） 細(xì)胞外電位-100+200V(典型值50V)DC1000（或11000） 視網(wǎng)膜電位01mV(典型值100V)DC25（或0.05120） 眼 電 位0.055mV(典型值100V)DC25 胃 電 位0.055mV（典型值20mV）

14、0.0520 平滑肌電位0.5100mVDC1第四節(jié) 生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的根本特征 為了評(píng)價(jià)一個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)性能的質(zhì)量?jī)?yōu)劣，需要有鑒別檢測(cè)系統(tǒng)性能的定量規(guī)范。通常按照檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)輸入信號(hào)頻率的呼應(yīng)，分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性二大類。靜態(tài)特性是掃描儀器對(duì)輸入信號(hào)為直流或很低頻率時(shí)的性能。它表示系統(tǒng)在輸入量穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)輸出和輸入的關(guān)系。動(dòng)態(tài)特性那么需求用微積分來(lái)描畫(huà)。 Y輸出量； X輸入量； a0零位輸出； a1系統(tǒng)的靈敏度，常用K表示； a2,a3,，an非線性項(xiàng)待定常數(shù)。 一、靜態(tài)特性一、靜態(tài)特性 通常，要求在靜態(tài)情況下的輸出通常，要求在靜態(tài)情況下的輸出輸入關(guān)輸入關(guān)系系堅(jiān)持線性。實(shí)踐上，其輸出量和輸入量之

15、間的關(guān)堅(jiān)持線性。實(shí)踐上，其輸出量和輸入量之間的關(guān)系系(不思索遲滯及蠕變效應(yīng)不思索遲滯及蠕變效應(yīng))可由以下方程式確定?？捎梢韵路匠淌酱_定。 由上式可見(jiàn)，假設(shè)a0 =0 ，表示靜態(tài)特性經(jīng)過(guò)原點(diǎn)。此時(shí)靜態(tài)特性是由線性項(xiàng)(a1X)和非線性項(xiàng)(a2X2，anXn)疊加而成，普通可分為以下四種典型情況。(a)1、理想線性 XaY1 2、具有X奇次階項(xiàng)的非線性 3、具有X偶次階項(xiàng)的非線性 44221XaXaXaY 4、具有X奇、偶次階項(xiàng)的非線性 (a)(b)(c)(d) 由此可見(jiàn)，除圖(a)為理想線性關(guān)系外，其他均為非線性關(guān)系。其中具有X奇次項(xiàng)的曲線圖(b)，在原點(diǎn)附近一定范圍內(nèi)根本上是線性特性。 系統(tǒng)的靜

16、態(tài)特性是在靜態(tài)規(guī)范條件下測(cè)定的，在規(guī)范任務(wù)形狀下，利用一定精度等級(jí)的校準(zhǔn)設(shè)備，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)展往復(fù)循環(huán)測(cè)試，即可得到輸出輸入數(shù)據(jù)。將這些數(shù)據(jù)列成表格，再畫(huà)出各被丈量值(正行程和反行程)對(duì)應(yīng)輸出平均值的連線，即為系統(tǒng)的靜態(tài)校準(zhǔn)曲線。 系統(tǒng)靜態(tài)特性的主要目的有以下幾點(diǎn) 一、線性度(非線性誤差) 二、靈敏度 三、準(zhǔn)確度(精度) 四、最小檢丈量和分辨率 五、遲滯 六、反復(fù)性 七、零點(diǎn)漂移 八、溫漂一線性度(非線性誤差) 在規(guī)定條件下，系統(tǒng)校準(zhǔn)曲線與擬合直線間最大偏向與滿量程(FS)輸出值的百分比稱為線性度.用L代表線性度，那么Ymax校準(zhǔn)曲線與擬合直線間的最大偏向； YFS系統(tǒng)滿量程輸出；0maxYYYSF

17、 %100maxSFLYY 由于定標(biāo)曲線成線性的檢測(cè)系統(tǒng)是理想系統(tǒng)而實(shí)踐的系統(tǒng)那么往往是非線性的。因此常用實(shí)踐的定標(biāo)曲線與理想直線的吻合程度，來(lái)作為衡量實(shí)踐檢測(cè)系統(tǒng)的線性度。 由此可知，非線性誤差是以一定的擬合直線或理想直線為基準(zhǔn)直線算出來(lái)的。因此，基準(zhǔn)直線不同，所得線性度也不同。擬合直線建立常用方法： 1、絕對(duì)法：把零點(diǎn)和滿量程輸出點(diǎn)銜接的直線作為實(shí)際擬合直線。2、獨(dú)立法：在實(shí)踐丈量點(diǎn)中取一條最正確直線，使直線兩側(cè)的最大實(shí)測(cè)偏向根本相等作為擬合直線3、端基點(diǎn)法：把實(shí)測(cè)平均曲線的起始點(diǎn)和最終點(diǎn)的連線作為擬合直線。4、平均選點(diǎn)法：把實(shí)測(cè)點(diǎn)按輸入量的大小分為前半部和后半部?jī)山M，并使兩組的點(diǎn)數(shù)相等。

18、分別求出各自輸入量和輸出量的“平均點(diǎn)，將其連成直線就得到擬合直線。5、最小二乘法：采用最小二乘法原那么求得最正確擬合直線方程。以此作為理想直線。兩種常用的擬合基準(zhǔn)直線方法：1、端基法 把傳感器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)的零點(diǎn)輸出平均值a0和滿量程輸出平均值b0連成的直線a0b0作為系統(tǒng)特性的擬合直線。KXaY0 Y輸出量； X輸入量； a0Y軸上截距； K直線a0b0的斜率。2、最小二乘法 用最小二乘法原那么擬合直線，可使擬合精度最高。其計(jì)算方法如下： 令擬合直線方程為:假定實(shí)踐校準(zhǔn)點(diǎn)有n個(gè)，在n個(gè)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)中，任一個(gè)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)Yi與擬合直線上對(duì)應(yīng)的理想值Y間線差為： KXaY0 最小二乘法擬合直線的擬合原那么就是

19、使為最小值，亦即使 對(duì)K和a0的一階偏導(dǎo)數(shù)等于零，從而求出K和a0的表達(dá)式。 nii12 nii12 聯(lián)立求解以上二式，可得：n校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)。 通常采用差動(dòng)丈量方法來(lái)減小系統(tǒng)的非線性誤差。例如，某位移丈量系統(tǒng)特性方程式為： 另一個(gè)與之完全一樣的位移丈量系統(tǒng)，但是它感受相反方向位移，那么特性方程式為： 在差動(dòng)輸出情況下，其特性方程式可寫(xiě)成： 44332210XaXaXaXaaYi 44332210XaXaXaXaaYi 5533121(2XaXaXaYYY 可見(jiàn)采用此方法后，由于消除了X偶次項(xiàng)而使非線性誤差大大減小，靈敏度提高一倍，零點(diǎn)偏移也消除了。因此差動(dòng)式系統(tǒng)已得到廣泛應(yīng)用。 二、靈敏度 靈敏度

20、系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定時(shí)，輸出量的變化量與 引起此變化的輸入變化量之比。線性傳感器校準(zhǔn) 曲線的斜率就是靜態(tài)靈敏度K。其的計(jì)算方法為：XYK輸入變化量輸出變化量 非線性傳感器的靈敏度用dYdX表示，其數(shù)值等于所對(duì)應(yīng)的最小二乘法擬合直線的斜率。三、準(zhǔn)確度(精度) 闡明準(zhǔn)確度的目的有三個(gè)：精細(xì)度、正確度和準(zhǔn)確度。 1、精細(xì)度 它闡明丈量結(jié)果的分散性。即對(duì)某一穩(wěn)定的對(duì)象(被丈量)由同一丈量者用同一系統(tǒng)在相當(dāng)短的時(shí)間內(nèi)延續(xù)反復(fù)丈量多次(等精度丈量)，其測(cè)量結(jié)果的分散程度。愈小那么闡明丈量愈精細(xì)(對(duì)應(yīng)隨機(jī)誤差)。 2、正確度 它闡明丈量結(jié)果偏離真值大小的程度，即示值有規(guī)那么偏離真值的程度。指所測(cè)值與真值的符合程度(

21、對(duì)應(yīng)系統(tǒng)誤差)。 3、準(zhǔn)確度 它含有精細(xì)度與正確度兩者之和的意思，即丈量的綜合優(yōu)良程度。在最簡(jiǎn)單的場(chǎng)所下可取兩者的代數(shù)和，即 。通常準(zhǔn)確度是以丈量誤差的相對(duì)值來(lái)表示的。系統(tǒng)準(zhǔn)確度等級(jí)A系統(tǒng)在規(guī)定條件下，其允許的最大絕對(duì)誤差值相對(duì)于其丈量范圍的百分?jǐn)?shù)。它可以表示為 ：A丈量范圍內(nèi)允許的最大絕對(duì)誤差；YFS滿量程輸出。 系統(tǒng)準(zhǔn)確度等級(jí)A以系列規(guī)范百分?jǐn)?shù)值(0.001，0.005，0.02，0.05，1.5，2.5，4.0)分檔。它代表的誤差指系統(tǒng)丈量的最大允許誤差。 %100SFYAA 四、最小檢丈量和分辨率最小檢丈量指系統(tǒng)能確切反映被丈量的最低極限量。 最小檢丈量愈小，表示系統(tǒng)檢測(cè)微量的才干愈高

22、。由于系統(tǒng)的最小檢丈量易受噪聲的影響，所以普通用相當(dāng)于噪聲電子假設(shè)干倍的被丈量為最小檢丈量。 C系數(shù)(普通取15)； N噪聲電平； K傳感器的靈敏度。 例如系統(tǒng)的噪聲電平為0.2mV，靈敏度K為5mVmmH20，假設(shè)取C=2，根據(jù)上式計(jì)算得最小檢丈量為0.08mmH2O。 數(shù)字式系統(tǒng)普通用分辨率表示，即輸出數(shù)字指示值最后一位數(shù)字所代表的輸入量。 最小檢丈量：KCNM 五、遲滯 遲滯指在一樣任務(wù)條件下作全丈量范圍校準(zhǔn)時(shí)，在同一次校準(zhǔn)中對(duì)應(yīng)同一輸入量的正行程和反行程其輸出值間的最大偏向。其數(shù)值用最大偏向或最大偏向的一半與滿量程輸出值的百分比表示。H系統(tǒng)的遲滯；Hmax輸出值在正反行程間最大偏向。

23、遲滯景象反映了系統(tǒng)機(jī)械構(gòu)造和制造工藝上的缺陷。遲滯量：或六、反復(fù)性反復(fù)必指在同一工作條件下，輸入量按同一方向在全丈量范圍內(nèi)延續(xù)變動(dòng)多次所得特性曲線的不一致性。 反復(fù)性在數(shù)值上用各丈量值正、反行程規(guī)范偏向最大值的兩倍或三倍與滿量程YFS的百分比表示。%10032SFkY k表示反復(fù)性； 規(guī)范偏向。 當(dāng)用貝塞爾公式計(jì)算規(guī)范偏向時(shí)，那么有：1)(21nYYnii Yi丈量值；n丈量次數(shù)； 丈量值的算術(shù)平均值； 反復(fù)性所反映的是丈量結(jié)果偶爾誤差的大小，而不表示與真值之間的差別。有時(shí)反復(fù)性雖然很好，但能夠遠(yuǎn)離真值。七、零點(diǎn)漂移零點(diǎn)漂移系統(tǒng)無(wú)輸入信號(hào)或輸入值不變時(shí)，每隔一段時(shí)間進(jìn)展讀數(shù)，其輸出偏離零值或原

24、指示值。 Y0最大零點(diǎn)偏向(或相應(yīng)偏向)； YFS滿量程輸出。八、溫漂溫漂溫度變化時(shí)，系統(tǒng)輸出值的偏離程度。普通以溫度變化1輸出最大偏向與滿量程的百分比來(lái)表示。 max輸出最大偏向； T溫度變化范圍； YFS滿量程輸出。二、動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特性指系統(tǒng)對(duì)于隨時(shí)間變化的輸入量的呼應(yīng)特性。 系統(tǒng)所檢測(cè)的非電量信號(hào)大多數(shù)是時(shí)間的函數(shù)。為了使系統(tǒng)輸出信號(hào)和輸入信號(hào)隨時(shí)問(wèn)的變化曲線一致或相近，我們要求系統(tǒng)不僅應(yīng)有良好的靜態(tài)特性，而且還應(yīng)具有良好的動(dòng)態(tài)特性。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性是傳感器的輸出值可以真實(shí)地再現(xiàn)變化著的輸入量才干的反映。一動(dòng)態(tài)特性與靜態(tài)特性區(qū)別 靜態(tài)特性是它的輸入不隨時(shí)間變化。由于系統(tǒng)被以為是線性的，線性

25、系統(tǒng)的頻率不變性決議了它的輸出量也不隨時(shí)間而變化。因此靜態(tài)特性的輸入輸出量之比是一個(gè)常數(shù)。而動(dòng)態(tài)特性，由于它的輸入隨時(shí)間變化，它的輸出也隨頻率變化而變化。是一個(gè)自變量為頻率輸入頻率的函數(shù)，這個(gè)函數(shù)稱為傳送函數(shù)。二動(dòng)態(tài)特性描畫(huà)方法 1、動(dòng)態(tài)特性的普通數(shù)學(xué)模型 檢測(cè)系統(tǒng)可用一個(gè)常微分方程表示，輸出信號(hào)y(t)與輸入信號(hào)x(t)的關(guān)系如下：引入微分算子： kkkdt()dD 將上式改寫(xiě)成： 當(dāng)系統(tǒng)是線性時(shí)，an、an-1、a0和bm、bm-1、b0都是不隨信號(hào)輸入量而變化的數(shù)。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性可用傳送函數(shù)來(lái)描畫(huà)： 當(dāng)系統(tǒng)的輸出量是正弦函數(shù)時(shí)，它的傳送函數(shù)稱為頻率呼應(yīng)函數(shù)。其方式為： 1零階系統(tǒng) 儀器傳

26、送函數(shù)方程中除a0、b0外，其他一切a、b均為零。微分方程方式：K靜態(tài)靈敏度USC輸出電壓； USR輸入電壓；x電刷位移。例如，右圖所示線性電位器就是一個(gè)零階傳感器。 設(shè)電位器的阻值沿長(zhǎng)度L是線性分布的，那么輸出電壓USC和電刷位移之間的關(guān)系為。KxxLUUSRSC 由上式可知，輸出電壓USC與位移x成正比，它對(duì)任何頻率輸入均無(wú)時(shí)間滯后。實(shí)踐上由于存在寄生電容和電感，高頻時(shí)會(huì)引起少量失真，影響動(dòng)態(tài)性能。 零階儀器具有理想的動(dòng)態(tài)特性，在任何頻率下，它的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)成比例。在自動(dòng)控制實(shí)際中也稱作比例環(huán)節(jié)。用微分算子 代入得：D+1y(t)=kx(t)k=b0/a0 為靜態(tài)靈敏度；=a1/a0 為時(shí)間常數(shù) 。 2一階系統(tǒng) 系統(tǒng)中包含一個(gè)儲(chǔ)能元件的稱為一階系統(tǒng)。它的傳送函數(shù)方程可表示為： )()()(001txbtyadttdya dtdD 頻率傳送函數(shù)： 其中相位角： =arctg(-)運(yùn)算傳送函數(shù)：典型的一階系統(tǒng)玻璃溫度計(jì) X(t)為輸入被測(cè)物體