傳感器與檢測(cè)技術(shù)1

1、傳感器與檢測(cè)技術(shù)成績(jī)?cè)u(píng)定 平時(shí)成績(jī)60分； 期末考試40分。課程性質(zhì)：專(zhuān)業(yè)課（必修）一、檢測(cè)技術(shù)的概念檢測(cè)（Detection）定義： 利用各種物理、化學(xué)效應(yīng)，選擇合適的方法與裝置，將生產(chǎn)、科研、生活等各方面的有關(guān)信息通過(guò)檢查與測(cè)量的方法，賦予定性或定量結(jié)果的過(guò)程稱(chēng)為檢測(cè)技術(shù)。例：曹沖稱(chēng)象方法：比較法；方法：比較法；裝置：船、石頭、小秤；裝置：船、石頭、小秤；檢查檢查、測(cè)量測(cè)量，從而得到：，從而得到：定性定性、定量定量的結(jié)果。的結(jié)果。檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用：倍增器檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用：倍增器 檢測(cè)技術(shù)的作用檢測(cè)技術(shù)的作用在線(xiàn)檢測(cè)：在線(xiàn)檢測(cè)：零件尺寸、產(chǎn)品缺陷、裝配定零件尺寸、產(chǎn)品

2、缺陷、裝配定位位離線(xiàn)檢測(cè)：離線(xiàn)檢測(cè)：零件參數(shù)、零件參數(shù)、 尺寸與形位公差、尺寸與形位公差、 品質(zhì)參數(shù)品質(zhì)參數(shù)作作 用：用：現(xiàn)代工程裝備中，現(xiàn)代工程裝備中， 檢測(cè)環(huán)節(jié)的成檢測(cè)環(huán)節(jié)的成本約占本約占5070%號(hào)號(hào)檢測(cè)技術(shù)的作用檢測(cè)技術(shù)的作用檢測(cè)技術(shù)的作用檢測(cè)技術(shù)的作用自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)家庭與辦公自動(dòng)化家庭與辦公自動(dòng)化 在家電產(chǎn)品和辦公自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，人們大量的應(yīng)用在家電產(chǎn)品和辦公自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，人們大量的應(yīng)用了傳感器和測(cè)試技術(shù)來(lái)提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量。了傳感器和測(cè)試技術(shù)來(lái)提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量。全自動(dòng)洗衣機(jī)中的傳感器：全自動(dòng)洗衣機(jī)中的傳感器：衣物重量傳感器，衣質(zhì)傳衣物重量傳感器，衣質(zhì)傳感器，水溫傳

3、感器，水質(zhì)感器，水溫傳感器，水質(zhì)傳感器，透光率光傳感器傳感器，透光率光傳感器(洗凈度洗凈度) 液位傳感器，電液位傳感器，電阻傳感器阻傳感器(衣物烘干檢測(cè)衣物烘干檢測(cè))。指紋傳感器指紋傳感器透光率傳感器透光率傳感器溫濕度傳感器溫濕度傳感器溫度傳感器溫度傳感器在日常生活中的應(yīng)用與日俱增在日常生活中的應(yīng)用與日俱增 家用電器：家用電器：數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)：自動(dòng)對(duì)焦數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)：自動(dòng)對(duì)焦-紅外測(cè)距傳感器紅外測(cè)距傳感器數(shù)字體溫計(jì)：接觸式數(shù)字體溫計(jì)：接觸式-熱敏電阻，非接觸式熱敏電阻，非接觸式-紅外傳感器紅外傳感器自動(dòng)感應(yīng)燈：亮度檢測(cè)自動(dòng)感應(yīng)燈：亮度檢測(cè)-光敏電阻光敏電阻空調(diào)、冰箱、電飯煲：溫度檢

4、測(cè)空調(diào)、冰箱、電飯煲：溫度檢測(cè)-熱敏電阻、熱電偶熱敏電阻、熱電偶電話(huà)、麥克風(fēng)：話(huà)音轉(zhuǎn)換電話(huà)、麥克風(fēng)：話(huà)音轉(zhuǎn)換-駐極電容傳感器駐極電容傳感器遙控接收：紅外檢測(cè)遙控接收：紅外檢測(cè)-光敏二極管、光敏三極管光敏二極管、光敏三極管辦公商務(wù)：辦公商務(wù)：可視對(duì)講、可視電話(huà)：圖像獲取可視對(duì)講、可視電話(huà)：圖像獲取-面陣面陣CCDCCD掃描儀：文檔掃描掃描儀：文檔掃描-線(xiàn)陣線(xiàn)陣CCDCCD紅外傳輸數(shù)據(jù)：紅外檢測(cè)紅外傳輸數(shù)據(jù)：紅外檢測(cè)-光敏二極管、光敏三極管光敏二極管、光敏三極管醫(yī)療衛(wèi)生：醫(yī)療衛(wèi)生：電子血壓計(jì)：血壓檢測(cè)電子血壓計(jì)：血壓檢測(cè) - - 壓力傳感器壓力傳感器血糖測(cè)試儀、膽固醇檢測(cè)儀血糖測(cè)試儀、膽固醇檢測(cè)儀

5、 - - 離子傳感器離子傳感器 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)原理框圖自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)原理框圖指一個(gè)能將被測(cè)的非電量變換成電量的器件。指一個(gè)能將被測(cè)的非電量變換成電量的器件。 將溫度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感器將溫度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感器熱電偶熱電偶n傳感器：傳感器：例例1 1 汽車(chē)上通常有多少傳感器汽車(chē)上通常有多少傳感器1.1.曲軸轉(zhuǎn)速傳感器曲軸轉(zhuǎn)速傳感器, ,用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和判定一用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和判定一( (四四) )缸上止點(diǎn)。缸上止點(diǎn)。 2.2.凸輪軸位置傳感器，用于區(qū)分一（四）缸壓縮上止點(diǎn)。凸輪軸位置傳感器，用于區(qū)分一（四）缸壓縮上止點(diǎn)。 3.3.節(jié)氣門(mén)位置傳感器，用于檢測(cè)發(fā)

6、動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門(mén)位置（也是用節(jié)氣門(mén)位置傳感器，用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門(mén)位置（也是用于提供發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào)）。于提供發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷信號(hào)）。 4.4.爆震傳感器，用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆震。爆震傳感器，用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)是否發(fā)生爆震。5.5.水溫傳感器，用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度（提供發(fā)動(dòng)機(jī)溫度水溫傳感器，用于檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度（提供發(fā)動(dòng)機(jī)溫度信號(hào)）。信號(hào)）。 6.6.進(jìn)氣溫度傳感器，用于檢測(cè)進(jìn)氣溫度。進(jìn)氣溫度傳感器，用于檢測(cè)進(jìn)氣溫度。 7.7.進(jìn)氣管絕對(duì)壓力傳感器，用于檢測(cè)進(jìn)氣管內(nèi)的進(jìn)氣壓力。進(jìn)氣管絕對(duì)壓力傳感器，用于檢測(cè)進(jìn)氣管內(nèi)的進(jìn)氣壓力。8.8.空氣流量計(jì)，用于檢測(cè)進(jìn)氣空氣的質(zhì)量。空氣流量計(jì)，用于檢測(cè)進(jìn)氣空

7、氣的質(zhì)量。9.9.加速踏板位置傳感器，用于檢測(cè)加速踏板位置。加速踏板位置傳感器，用于檢測(cè)加速踏板位置。10.10.輪速傳感器，用于檢測(cè)輪速。輪速傳感器，用于檢測(cè)輪速。11.11.車(chē)速傳感器，用于檢測(cè)車(chē)速。車(chē)速傳感器，用于檢測(cè)車(chē)速。 此外還有風(fēng)速傳感器、雨量傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、車(chē)身高此外還有風(fēng)速傳感器、雨量傳感器、光照強(qiáng)度傳感器、車(chē)身高度傳感器、燃油液位傳感器、燃油溫度傳感器、機(jī)油壓力傳感度傳感器、燃油液位傳感器、燃油溫度傳感器、機(jī)油壓力傳感器、噴油器升程傳感器等等。器、噴油器升程傳感器等等。 在汽車(chē)中的應(yīng)用日新月異在汽車(chē)中的應(yīng)用日新月異發(fā)動(dòng)機(jī)：發(fā)動(dòng)機(jī)：向發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元（向發(fā)動(dòng)機(jī)的電子

8、控制單元（ECU）提供發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息，提供發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息， 對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況進(jìn)行精確控制對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況進(jìn)行精確控制 溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、流量、氣體濃度和爆震傳感器等溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、流量、氣體濃度和爆震傳感器等 汽車(chē)傳感器：汽車(chē)電子控制系統(tǒng)的信息源，關(guān)鍵部件，核心技術(shù)內(nèi)容汽車(chē)傳感器：汽車(chē)電子控制系統(tǒng)的信息源，關(guān)鍵部件，核心技術(shù)內(nèi)容 普通轎車(chē)：約安裝幾十到近百只傳感器，普通轎車(chē)：約安裝幾十到近百只傳感器， 豪華轎車(chē)：傳感器數(shù)量可多達(dá)二百余只。豪華轎車(chē)：傳感器數(shù)量可多達(dá)二百余只。 底底 盤(pán)：盤(pán)：控制變速器系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)等控制變速器系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)

9、、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)等 車(chē)速、踏板、加速度、節(jié)氣門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、油溫車(chē)速、踏板、加速度、節(jié)氣門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、油溫 車(chē)車(chē) 身：身：提高汽車(chē)的安全性、可靠性和舒適性等提高汽車(chē)的安全性、可靠性和舒適性等 溫度、濕度、風(fēng)量、日照、加速度、車(chē)速、測(cè)距、圖象等溫度、濕度、風(fēng)量、日照、加速度、車(chē)速、測(cè)距、圖象等 無(wú)論是金屬糧倉(cāng)還是土倉(cāng)，為防止霉變，糧無(wú)論是金屬糧倉(cāng)還是土倉(cāng)，為防止霉變，糧食都是分層存放，倉(cāng)內(nèi)溫度和濕度不能過(guò)高，為食都是分層存放，倉(cāng)內(nèi)溫度和濕度不能過(guò)高，為此，需在各層安放溫濕度傳感器進(jìn)行檢測(cè)。裝有此，需在各層安放溫濕度傳感器進(jìn)行檢測(cè)。裝有溫濕度探頭的糧倉(cāng)示意圖如下。溫濕度

10、探頭的糧倉(cāng)示意圖如下。 將各層探頭輸出接至溫濕度巡檢儀上，通過(guò)將各層探頭輸出接至溫濕度巡檢儀上，通過(guò)巡檢儀監(jiān)視器監(jiān)視各點(diǎn)溫濕度情況。通過(guò)通風(fēng)口巡檢儀監(jiān)視器監(jiān)視各點(diǎn)溫濕度情況。通過(guò)通風(fēng)口保持溫濕度在要求范圍內(nèi)。保持溫濕度在要求范圍內(nèi)。例例2 糧倉(cāng)溫度、濕度檢測(cè)糧倉(cāng)溫度、濕度檢測(cè)裝有溫濕度探頭的糧倉(cāng)示意圖裝有溫濕度探頭的糧倉(cāng)示意圖通通風(fēng)風(fēng)口口探探頭頭通通風(fēng)風(fēng)口口通通風(fēng)風(fēng)口口例3：感溫、 感煙火災(zāi)報(bào)警器集集控控器器1中中央央監(jiān)監(jiān)控控 監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖探頭探頭11探頭探頭12探頭探頭1N其監(jiān)控系統(tǒng)組成框圖如圖:可在每一房間安放一對(duì)感溫、感煙探頭（智能傳感可在每一房間安放一對(duì)感溫、感煙探

11、頭（智能傳感器），它們輸出溫度、濃度信號(hào)通過(guò)串行通訊線(xiàn)送器），它們輸出溫度、濃度信號(hào)通過(guò)串行通訊線(xiàn)送入由微機(jī)組成的檢測(cè)系統(tǒng)（集控器）；入由微機(jī)組成的檢測(cè)系統(tǒng)（集控器）；集控器負(fù)責(zé)信號(hào)匯總，匯總各房間的溫度和濃度信集控器負(fù)責(zé)信號(hào)匯總，匯總各房間的溫度和濃度信號(hào)，并監(jiān)控各房間溫度、煙濃度是否異常，如異常，號(hào)，并監(jiān)控各房間溫度、煙濃度是否異常，如異常，聲光報(bào)警并打開(kāi)噴淋設(shè)備滅火，一層一臺(tái)。聲光報(bào)警并打開(kāi)噴淋設(shè)備滅火，一層一臺(tái)。各層集控器通過(guò)各層集控器通過(guò)CANCAN總線(xiàn)、總線(xiàn)、M-BUSM-BUS總線(xiàn)等現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)將總線(xiàn)等現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)將溫度、濃度等信號(hào)送入中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)。值班人員溫度、濃度等信號(hào)送入中央監(jiān)控

12、計(jì)算機(jī)。值班人員在電腦屏幕上直觀(guān)監(jiān)視各房間情況（溫度、煙霧濃在電腦屏幕上直觀(guān)監(jiān)視各房間情況（溫度、煙霧濃度）。房間、樓道裝配攝像頭，還可通過(guò)電視屏幕度）。房間、樓道裝配攝像頭，還可通過(guò)電視屏幕查看房間、樓道情況。可看出沒(méi)有感溫、感煙傳感查看房間、樓道情況。可看出沒(méi)有感溫、感煙傳感器，就像人缺少感官，系統(tǒng)無(wú)法工作。器，就像人缺少感官，系統(tǒng)無(wú)法工作。傳感器與傳感器技術(shù)的地位和作用傳感器與傳感器技術(shù)的地位和作用-位移測(cè)試位移測(cè)試 傳感器與傳感器技術(shù)的地位和作用傳感器與傳感器技術(shù)的地位和作用-滾柱分選滾柱分選 二、傳感器的定義二、傳感器的定義 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB7665-87）中傳感器（Transduce

13、r/Sensor）的定義：能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成能夠感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置?？捎幂敵鲂盘?hào)的器件或裝置。物理量物理量電量電量傳感器是測(cè)量裝置，能完成檢測(cè)任務(wù)；傳感器是測(cè)量裝置，能完成檢測(cè)任務(wù)；輸入量是某一被測(cè)量，可能是物理量，也可能是化學(xué)輸入量是某一被測(cè)量，可能是物理量，也可能是化學(xué)量、生物量等；量、生物量等；輸出量是某種物理量，便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示輸出量是某種物理量，便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等，可以是氣、光、電物理量，主要是電物理量；等，可以是氣、光、電物理量，主要是電物理量；輸出輸入有對(duì)應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確程度。輸出輸入有對(duì)

14、應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確程度。 傳感器名稱(chēng)：發(fā)送器、傳送器、變送器、檢測(cè)器、探頭傳感器名稱(chēng)：發(fā)送器、傳送器、變送器、檢測(cè)器、探頭傳感器功用：一感二傳傳感器功用：一感二傳,即感受被測(cè)信息即感受被測(cè)信息,并傳送出去。并傳送出去。V、I、F、P三、傳感器的組成三、傳感器的組成 輔助電源輔助電源敏感元件敏感元件轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換元件基本轉(zhuǎn)換電路基本轉(zhuǎn)換電路被被測(cè)量測(cè)量電量電量敏感元件敏感元件：是直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確：是直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。定關(guān)系的某一物理量的元件。轉(zhuǎn)換元件轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入

15、轉(zhuǎn)換成電路參量。轉(zhuǎn)換成電路參量?；巨D(zhuǎn)換電路基本轉(zhuǎn)換電路：上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路（簡(jiǎn)：上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路（簡(jiǎn)稱(chēng)轉(zhuǎn)換電路），便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。稱(chēng)轉(zhuǎn)換電路），便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。 傳感器組成的理解：傳感器組成的理解： 敏感元件敏感元件的作用通常是將被測(cè)量（非電量的作用通常是將被測(cè)量（非電量1）變換成另一個(gè)與被測(cè)量有確定關(guān)系的非電量變換成另一個(gè)與被測(cè)量有確定關(guān)系的非電量2，而非電量，而非電量2易于通過(guò)變換元件轉(zhuǎn)換為電量。易于通過(guò)變換元件轉(zhuǎn)換為電量。例如應(yīng)變式壓力傳感器中的彈性模片就將其例如應(yīng)變式壓力傳感器中的彈性模片就將其被測(cè)量（壓力）轉(zhuǎn)換為另一非電量（應(yīng)變）。被測(cè)量（壓力）轉(zhuǎn)換為

16、另一非電量（應(yīng)變）。 變換元件變換元件通常不直接感受被測(cè)量。通常不直接感受被測(cè)量。例如應(yīng)變例如應(yīng)變壓力傳感器中的應(yīng)變片，它并不直接感受壓壓力傳感器中的應(yīng)變片，它并不直接感受壓力，而是將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化。力，而是將應(yīng)變轉(zhuǎn)換為電阻的變化。 不是所有的傳感器都能明確的區(qū)分敏感元件不是所有的傳感器都能明確的區(qū)分敏感元件與變換元件。與變換元件。 傳感器的輸出信號(hào)通常需要必要的信號(hào)調(diào)節(jié)電傳感器的輸出信號(hào)通常需要必要的信號(hào)調(diào)節(jié)電路將其進(jìn)行放大或轉(zhuǎn)換，而變成易于傳輸、處路將其進(jìn)行放大或轉(zhuǎn)換，而變成易于傳輸、處理、記錄和顯示的形式。理、記錄和顯示的形式。 常見(jiàn)的常見(jiàn)的信號(hào)調(diào)節(jié)電路信號(hào)調(diào)節(jié)電路有放大器、電橋、

17、阻抗變有放大器、電橋、阻抗變換器、振蕩器等。換器、振蕩器等。 信號(hào)調(diào)節(jié)電路通常完成傳感器輸出與后續(xù)測(cè)量信號(hào)調(diào)節(jié)電路通常完成傳感器輸出與后續(xù)測(cè)量電路之間的匹配。電路之間的匹配。 實(shí)際上，有些傳感器很簡(jiǎn)單，有些則較復(fù)雜，大實(shí)際上，有些傳感器很簡(jiǎn)單，有些則較復(fù)雜，大多數(shù)是多數(shù)是開(kāi)環(huán)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，也有些是帶反饋的，也有些是帶反饋的閉環(huán)系統(tǒng)閉環(huán)系統(tǒng)。 最簡(jiǎn)單最簡(jiǎn)單的傳感器由一個(gè)敏感元件的傳感器由一個(gè)敏感元件(兼轉(zhuǎn)換元件兼轉(zhuǎn)換元件)組成，組成，它感受被測(cè)量時(shí)直接輸出電量，如熱電偶。它感受被測(cè)量時(shí)直接輸出電量，如熱電偶。有些有些傳感器傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，沒(méi)有轉(zhuǎn)換電路，如壓電式由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件

18、組成，沒(méi)有轉(zhuǎn)換電路，如壓電式加速度傳感器，其中質(zhì)量塊加速度傳感器，其中質(zhì)量塊m是敏感元件，壓電片（塊）是敏感元件，壓電片（塊）是轉(zhuǎn)換元件。有些傳感器，轉(zhuǎn)換元件不只一個(gè)，要經(jīng)過(guò)是轉(zhuǎn)換元件。有些傳感器，轉(zhuǎn)換元件不只一個(gè)，要經(jīng)過(guò)若干次轉(zhuǎn)換。若干次轉(zhuǎn)換。由于空間的限制或者其他原因由于空間的限制或者其他原因,轉(zhuǎn)換電路常裝入電箱中。轉(zhuǎn)換電路常裝入電箱中。然而，因?yàn)椴簧賯鞲衅饕谕ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)換電路后才能輸出電然而，因?yàn)椴簧賯鞲衅饕谕ㄟ^(guò)轉(zhuǎn)換電路后才能輸出電信號(hào)，從而決定了信號(hào)，從而決定了轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換電路是傳感器的組成環(huán)節(jié)之一。是傳感器的組成環(huán)節(jié)之一。 電容式接近開(kāi)關(guān)在物位測(cè)量控制中的應(yīng)用電容式接近開(kāi)關(guān)在物位測(cè)量控

19、制中的應(yīng)用傳感器與傳感器技術(shù)傳感器與傳感器技術(shù) 傳感器傳感器傳感器與傳感器技術(shù)傳感器與傳感器技術(shù) 四、傳感器的分類(lèi)四、傳感器的分類(lèi) 1、按傳感器的工作機(jī)理，分為物理型、化學(xué)型、生物型等、按傳感器的工作機(jī)理，分為物理型、化學(xué)型、生物型等 2、按構(gòu)成原理，物性型與結(jié)構(gòu)型兩大類(lèi)、按構(gòu)成原理，物性型與結(jié)構(gòu)型兩大類(lèi) 3、根據(jù)傳感器的能量轉(zhuǎn)換情況，可分為能量控制型傳感器和能、根據(jù)傳感器的能量轉(zhuǎn)換情況，可分為能量控制型傳感器和能量轉(zhuǎn)換型傳感器量轉(zhuǎn)換型傳感器4、按照物理原理分類(lèi)：、按照物理原理分類(lèi)：十種十種5、按照傳感器的用途分類(lèi)、按照傳感器的用途分類(lèi) ：位移、壓力、振動(dòng)、溫度傳感器：位移、壓力、振動(dòng)、溫度傳

20、感器7、根據(jù)傳感器輸出信號(hào)：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)、根據(jù)傳感器輸出信號(hào)：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào) 6、根據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程可逆與否、根據(jù)轉(zhuǎn)換過(guò)程可逆與否 ：?jiǎn)蜗蚝碗p向：?jiǎn)蜗蚝碗p向8、根據(jù)傳感器使用電源與否：有源傳感器和無(wú)源傳感器、根據(jù)傳感器使用電源與否：有源傳感器和無(wú)源傳感器 按被測(cè)物理量按被測(cè)物理量( (用途用途) )分類(lèi)分類(lèi)常見(jiàn)的被測(cè)物理量常見(jiàn)的被測(cè)物理量機(jī)械量機(jī)械量: :長(zhǎng)度長(zhǎng)度, ,厚度厚度, ,位移位移, ,速度速度, ,加速度加速度, , 旋轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)角, ,轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)數(shù), ,質(zhì)量質(zhì)量, ,重量重量, ,力力, , 壓力壓力, ,真空度真空度, ,力矩力矩, ,風(fēng)速風(fēng)速, ,流速流速, , 流量流量; ;

21、聲聲: : 聲壓聲壓, ,噪聲噪聲. .磁磁: : 磁通磁通, ,磁場(chǎng)磁場(chǎng). .溫度溫度: : 溫度溫度, ,熱量熱量, ,比熱比熱. .光：光： 亮度，色彩亮度，色彩按構(gòu)成原理分類(lèi)按構(gòu)成原理分類(lèi)物性型傳感器物性型傳感器是利用是利用物質(zhì)定律物質(zhì)定律構(gòu)成的構(gòu)成的, ,如虎克定律、如虎克定律、歐姆定律等。物質(zhì)定律是表示物質(zhì)某種客觀(guān)性質(zhì)歐姆定律等。物質(zhì)定律是表示物質(zhì)某種客觀(guān)性質(zhì)的法則。這種法則，大多數(shù)是以物質(zhì)本身的常數(shù)的法則。這種法則，大多數(shù)是以物質(zhì)本身的常數(shù)形式給出。這些常數(shù)的大小，決定了傳感器的主形式給出。這些常數(shù)的大小，決定了傳感器的主要性能。因此，要性能。因此，物性型傳感器的性能隨材料的不物

22、性型傳感器的性能隨材料的不同而異同而異。如，光電管，它利用了物質(zhì)法則中的外。如，光電管，它利用了物質(zhì)法則中的外光電效應(yīng)。顯然，其特性與涂覆在電極上的材料光電效應(yīng)。顯然，其特性與涂覆在電極上的材料有著密切的關(guān)系。又如，所有半導(dǎo)體傳感器，以有著密切的關(guān)系。又如，所有半導(dǎo)體傳感器，以及所有利用各種環(huán)境變化而引起的金屬、半導(dǎo)體、及所有利用各種環(huán)境變化而引起的金屬、半導(dǎo)體、陶瓷、合金等性能變化的傳感器，都屬于物性型陶瓷、合金等性能變化的傳感器，都屬于物性型傳感器。傳感器。 結(jié)構(gòu)型傳感器結(jié)構(gòu)型傳感器是利用物理學(xué)中是利用物理學(xué)中場(chǎng)的定律場(chǎng)的定律構(gòu)成構(gòu)成的，包括動(dòng)力場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)定律，電磁場(chǎng)的電磁定律的，包括動(dòng)力場(chǎng)

23、的運(yùn)動(dòng)定律，電磁場(chǎng)的電磁定律等。物理學(xué)中的定律一般是以方程式給出的。對(duì)等。物理學(xué)中的定律一般是以方程式給出的。對(duì)于傳感器，這些方程式就是許多傳感器在工作時(shí)于傳感器，這些方程式就是許多傳感器在工作時(shí)的數(shù)學(xué)模型。這類(lèi)傳感器的特點(diǎn)是的數(shù)學(xué)模型。這類(lèi)傳感器的特點(diǎn)是傳感器的工作傳感器的工作原理是以傳感器中元件相對(duì)位置變化引起場(chǎng)的變?cè)硎且詡鞲衅髦性鄬?duì)位置變化引起場(chǎng)的變化為基礎(chǔ)，而不是以材料特性變化為基礎(chǔ)化為基礎(chǔ)，而不是以材料特性變化為基礎(chǔ)。 物性型物性型: :依靠敏感元件材料本身物理性質(zhì)的變化來(lái)依靠敏感元件材料本身物理性質(zhì)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換. .如如: :水銀溫度計(jì)水銀溫度計(jì). .結(jié)構(gòu)

24、型結(jié)構(gòu)型: :依靠傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)變依靠傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)變. . 例如例如: :電容式和電感式傳感器電容式和電感式傳感器. . 根據(jù)能量轉(zhuǎn)換情況：根據(jù)能量轉(zhuǎn)換情況：能量轉(zhuǎn)換型傳感器能量轉(zhuǎn)換型傳感器，又稱(chēng)有，又稱(chēng)有源型或發(fā)生器型，源型或發(fā)生器型，傳感器將從被測(cè)對(duì)象獲取的信息能傳感器將從被測(cè)對(duì)象獲取的信息能量直接轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)能量量直接轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)能量，主要由能量變換元件構(gòu)，主要由能量變換元件構(gòu)成，它不需要外電源。如基于壓電效應(yīng)、熱電效應(yīng)、成，它不需要外電源。如基于壓電效應(yīng)、熱電效應(yīng)、光電動(dòng)勢(shì)效應(yīng)等的傳感器都屬于此類(lèi)傳感器。光電動(dòng)勢(shì)效應(yīng)等的傳感器都屬于此類(lèi)傳感器。 能

25、量控制型傳感器能量控制型傳感器，在信息變化過(guò)程中，在信息變化過(guò)程中，傳感傳感器將從被測(cè)對(duì)象獲取的信息能量用于調(diào)制或控制外器將從被測(cè)對(duì)象獲取的信息能量用于調(diào)制或控制外部激勵(lì)源，使外部激勵(lì)源的部分能量載運(yùn)信息而形部激勵(lì)源，使外部激勵(lì)源的部分能量載運(yùn)信息而形成輸出信號(hào)成輸出信號(hào)，這類(lèi)傳感器必須由外部提供激勵(lì)源，這類(lèi)傳感器必須由外部提供激勵(lì)源，如電阻、電感、電容等電路參量傳感器都屬于這一如電阻、電感、電容等電路參量傳感器都屬于這一類(lèi)傳感器。基于應(yīng)變電阻效應(yīng)、磁阻效應(yīng)、熱阻效類(lèi)傳感器。基于應(yīng)變電阻效應(yīng)、磁阻效應(yīng)、熱阻效應(yīng)、光電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)等的傳感器也屬于此類(lèi)傳應(yīng)、光電效應(yīng)、霍爾效應(yīng)等的傳感器也屬于此類(lèi)

26、傳感器。感器。 能量轉(zhuǎn)換型能量轉(zhuǎn)換型: :直接由被測(cè)對(duì)象輸入能量使其工作直接由被測(cè)對(duì)象輸入能量使其工作. . 例如例如: :熱電偶溫度計(jì)熱電偶溫度計(jì), ,壓電式加速度計(jì)壓電式加速度計(jì). .能量控制型能量控制型: :從外部供給能量并由被測(cè)量控制外部從外部供給能量并由被測(cè)量控制外部 供給能量的變化供給能量的變化. .例如例如: :電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片. .按照物理原理分類(lèi)：按照物理原理分類(lèi)：電參量式傳感器：電阻式、電感式、電容式等；電參量式傳感器：電阻式、電感式、電容式等； 磁電式傳感器：磁電感應(yīng)式、霍爾式、磁柵式等；磁電式傳感器：磁電感應(yīng)式、霍爾式、磁柵式等； 壓電式傳感器：聲波傳感器、超聲波傳

27、感器；壓電式傳感器：聲波傳感器、超聲波傳感器； 光電式傳感器：一般光電式、光柵式、激光式、光電光電式傳感器：一般光電式、光柵式、激光式、光電碼盤(pán)式、光導(dǎo)纖維式、紅外式、攝像式等；碼盤(pán)式、光導(dǎo)纖維式、紅外式、攝像式等；氣電式傳感器：電位器式、應(yīng)變式；氣電式傳感器：電位器式、應(yīng)變式； 熱電式傳感器：熱電偶、熱電阻；熱電式傳感器：熱電偶、熱電阻； 波式傳感器：超聲波式、微波式等；波式傳感器：超聲波式、微波式等；射線(xiàn)式傳感器：熱輻射式、射線(xiàn)式傳感器：熱輻射式、射線(xiàn)式射線(xiàn)式；半導(dǎo)體式傳感器：霍耳器件、熱敏電阻；半導(dǎo)體式傳感器：霍耳器件、熱敏電阻；其他原理的傳感器：差動(dòng)變壓器、振弦式等。其他原理的傳感器：

28、差動(dòng)變壓器、振弦式等。 有些傳感器的工作原理具有兩種以上原理的復(fù)合形式有些傳感器的工作原理具有兩種以上原理的復(fù)合形式,如不少半導(dǎo)體式傳感器，也可看成電參量式傳感器。如不少半導(dǎo)體式傳感器，也可看成電參量式傳感器。 五、傳感器的發(fā)展趨勢(shì)五、傳感器的發(fā)展趨勢(shì) 傳感技術(shù)的發(fā)展分為兩個(gè)方面：提高與改善傳感器的技術(shù)性能提高與改善傳感器的技術(shù)性能；尋找新原理、新材料、新工藝及新功能等。尋找新原理、新材料、新工藝及新功能等。 一）改善傳感器的性能的技術(shù)途徑一）改善傳感器的性能的技術(shù)途徑1 1差動(dòng)技術(shù)差動(dòng)技術(shù) 差動(dòng)技術(shù)是傳感器中普遍采用的技術(shù)。它的應(yīng)用可顯著地減小溫度變化溫度變化、電源波動(dòng)電源波動(dòng)、外界干擾外界

29、干擾等對(duì)傳感器精度的影響，抵消了共模誤差共模誤差，減小非線(xiàn)非線(xiàn)性誤差性誤差等。不少傳感器由于采用了差動(dòng)技術(shù)，還可使靈敏度增大靈敏度增大。 2 2平均技術(shù)平均技術(shù) 在傳感器中普遍采用平均技術(shù)可產(chǎn)生平均效應(yīng)，其原理是利用若干個(gè)傳感單元同時(shí)感受被測(cè)量，其輸出則是這些單元輸出的平均值，若將每個(gè)單元可能帶來(lái)的誤差均可看作隨機(jī)誤差且服從正態(tài)分布，根據(jù)誤差理論，總的誤差將減小為=/n式中 n傳感單元數(shù)。 可見(jiàn)，在傳感器中利用平均技術(shù)不僅可使傳感器誤差減小，且可增大信號(hào)量，即增大傳感器靈敏度。3 3補(bǔ)償與修正技術(shù)補(bǔ)償與修正技術(shù) 補(bǔ)償與修正技術(shù)的運(yùn)用大致針對(duì)兩種情況： 針對(duì)傳感器本身特性針對(duì)傳感器本身特性 針對(duì)

30、傳感器的工作條件或外界環(huán)境針對(duì)傳感器的工作條件或外界環(huán)境 對(duì)于傳感器特性傳感器特性，找出誤差的變化規(guī)律，或者測(cè)出其大小和方向，采用適當(dāng)?shù)姆椒右匝a(bǔ)償或修正。 針對(duì)傳感器工作條件或外界環(huán)境傳感器工作條件或外界環(huán)境進(jìn)行誤差補(bǔ)償，也是提高傳感器精度的有力技術(shù)措施。不少傳感器對(duì)溫度敏感，由于溫度變化引起的誤差十分可觀(guān)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，必要時(shí)可以控制溫度，搞恒溫裝置，但往往費(fèi)用太高，或使用現(xiàn)場(chǎng)不允許。而在傳感器內(nèi)引入溫度誤差補(bǔ)償又常常是可行的。這時(shí)應(yīng)找出溫度對(duì)測(cè)量值影響的規(guī)律，然后引入溫度補(bǔ)償措施。補(bǔ)償與修正，可以利用電子線(xiàn)路（硬件）來(lái)解決，也可以采用微型計(jì)算機(jī)通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。4 4屏蔽、隔離與干擾抑

31、制屏蔽、隔離與干擾抑制 傳感器大都要在現(xiàn)場(chǎng)工作，現(xiàn)場(chǎng)的條件往往是難以充分預(yù)料的，有時(shí)是極其惡劣的。各種外界因素要影響傳感器的精度與各有關(guān)性能。為了減小測(cè)量誤差，保證其原有性能，就應(yīng)設(shè)法削弱或消除外界因素對(duì)傳感器的影響。其方法有：u 減小傳感器對(duì)影響因素的靈敏度u 降低外界因素對(duì)傳感器實(shí)際作用的程度對(duì)于電磁干擾，可以采用屏蔽屏蔽、隔離隔離措施，也可用濾濾波波等方法抑制。對(duì)于如溫度、濕度、機(jī)械振動(dòng)、氣壓、聲壓、輻射、甚至氣流等，可采用相應(yīng)的隔離措施，如隔熱、密封、隔振等，或者在變換成為電量后對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行分離或抑制，減小其影響。 5 5穩(wěn)定性處理穩(wěn)定性處理 在使用傳感器時(shí)，若測(cè)量要求較高，必要時(shí)也

32、應(yīng)對(duì)附加的調(diào)整元件、后續(xù)電路的關(guān)鍵元器件進(jìn)行老化處理。提高傳感器性能的穩(wěn)定性措施：對(duì)材料、元器件或傳對(duì)材料、元器件或傳感器整體進(jìn)行必要的穩(wěn)定性處理感器整體進(jìn)行必要的穩(wěn)定性處理。如永磁材料的時(shí)間老化、溫度老化、機(jī)械老化及交流穩(wěn)磁處理、電氣元件的老化篩選等。造成傳感器性能不穩(wěn)定的原因是：隨著時(shí)間的推移和隨著時(shí)間的推移和環(huán)境條件的變化，構(gòu)成傳感器的各種材料與元器件性環(huán)境條件的變化，構(gòu)成傳感器的各種材料與元器件性能將發(fā)生變化。能將發(fā)生變化。傳感器作為長(zhǎng)期測(cè)量或反復(fù)使用的器件，其穩(wěn)定性顯得特別重要，其重要性甚至勝過(guò)精度指標(biāo)，尤其是對(duì)那些很難或無(wú)法定期標(biāo)定的場(chǎng)合。二）傳感器的發(fā)展動(dòng)向v 開(kāi)發(fā)新型傳感器開(kāi)發(fā)

33、新型傳感器 v 開(kāi)發(fā)新材料開(kāi)發(fā)新材料 v 新工藝的采用新工藝的采用 v 集成化、多功能化集成化、多功能化v 智能化智能化 開(kāi)展基礎(chǔ)研究，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，開(kāi)發(fā)傳感器的新開(kāi)展基礎(chǔ)研究，發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象，開(kāi)發(fā)傳感器的新材料和新工藝；實(shí)現(xiàn)傳感器的集成化與智能化材料和新工藝；實(shí)現(xiàn)傳感器的集成化與智能化 傳感器的工作機(jī)理是基于各種效應(yīng)和定律，由此啟發(fā)人們進(jìn)一步探索具有新效應(yīng)的敏感功能材料，并以此研制出具有新原理的新型物性型傳感器件物性型傳感器件，這是發(fā)展高性能、多功能、低成本和小型化高性能、多功能、低成本和小型化傳感器的重要途徑。結(jié)構(gòu)型傳感器發(fā)展得較早，目前日趨成熟。結(jié)結(jié)構(gòu)型傳感器構(gòu)型傳感器，一般說(shuō)它的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體

34、積偏大，價(jià)格結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積偏大，價(jià)格偏高偏高。物性型傳感器大致與之相反，具有不少誘人的優(yōu)點(diǎn)，加之過(guò)去發(fā)展也不夠。世界各國(guó)都在物性型傳感器方面投入大量人力、物力加強(qiáng)研究，從而使它成為一個(gè)值得注意的發(fā)展動(dòng)向。 (micro-electromechanical systems (MEMS)微電機(jī)系統(tǒng)微電機(jī)系統(tǒng) )1 1開(kāi)發(fā)新型傳感器開(kāi)發(fā)新型傳感器新型傳感器包括：采用新原理；填補(bǔ)傳感器空白；仿生傳感器等方面。它們之間是互相聯(lián)系的。傳感器材料是傳感器技術(shù)的重要基礎(chǔ)，由于材料科學(xué)的進(jìn)步，人們?cè)谥圃鞎r(shí)，可任意控制它們的成分，從而設(shè)計(jì)制造出用于各種傳感器的功能材料。用復(fù)雜材料來(lái)制造性能更加良好的傳感器是今后的

35、發(fā)展方向之一。2 2開(kāi)發(fā)新材料開(kāi)發(fā)新材料（1）半導(dǎo)體敏感材料（2）陶瓷材料 （3）磁性材料 （4）智能材料如，半導(dǎo)體氧化物可以制造各種氣體傳感器，而陶瓷傳感器工作溫度遠(yuǎn)高于半導(dǎo)體，光導(dǎo)纖維的應(yīng)用是傳感器材料的重大突破，用它研制的傳感器與傳統(tǒng)的相比有突出的特點(diǎn)。有機(jī)材料作為傳感器材料的研究，引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的極大興趣。在發(fā)展新型傳感器中，離不開(kāi)新工藝的采用。新工藝的含義范圍很廣，這里主要指與發(fā)展新型傳感器聯(lián)系特別密切的微細(xì)加工技術(shù)。該技術(shù)又稱(chēng)微機(jī)械加工技術(shù)，是近年來(lái)隨著集成電路工藝發(fā)展起來(lái)的，它是離子束、電子束、分子束、激光束和化學(xué)刻蝕等用于微電子加工的技術(shù)，目前已越來(lái)越多地用于傳感器領(lǐng)域。 3

36、3新工藝的采用新工藝的采用例如利用半導(dǎo)體技術(shù)制造出壓阻式傳感器，利用薄膜工藝制造出快速響應(yīng)的氣敏、濕敏傳感器，日本橫河公司利用各向異性腐蝕技術(shù)進(jìn)行高精度三維加工，在硅片上構(gòu)成孔、溝棱錐、半球等各種開(kāi)頭，制作出全硅諧振式壓力傳感器。 4 4集成化、多功能化集成化、多功能化同一功能的多元件并列化同一功能的多元件并列化，即將同一類(lèi)型的單個(gè)傳感元件用集成工藝在同一平面上排列起來(lái)，如CCD圖像傳感器。(Charge Coupled Device電荷耦合器件) 多功能一體化多功能一體化，即將傳感器與放大、運(yùn)算以及溫度補(bǔ)償?shù)拳h(huán)節(jié)一體化，組裝成一個(gè)器件。把多個(gè)功能不同的傳感元件集成在一起把多個(gè)功能不同的傳感元

37、件集成在一起，除可同時(shí)進(jìn)行多種參數(shù)的測(cè)量外，還可對(duì)這些參數(shù)的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行綜合處理和評(píng)價(jià)，可反映出被測(cè)系統(tǒng)的整體狀態(tài)。 為同時(shí)測(cè)量幾種不同被測(cè)參數(shù)，可將幾種不同的傳感器元件復(fù)合在一起，作成集成塊。例如一種溫、氣、濕三功能陶瓷傳感器已經(jīng)研制成功。5 5智能化智能化對(duì)外界信息具有檢測(cè)檢測(cè)、數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理、邏輯判斷邏輯判斷、自診斷自診斷和自適應(yīng)自適應(yīng)能力的集成一體化多功能傳感器，這種傳感器具有與主機(jī)互相對(duì)話(huà)的功能，可以自行選擇最佳方案，能將已獲得的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分割處理，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、高速度、高精度傳輸?shù)?。智能傳感器是傳感器技術(shù)與大規(guī)模集成電路技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它的實(shí)現(xiàn)取決于傳感技術(shù)與半導(dǎo)體集成化工藝水

38、平的提高與發(fā)展。這類(lèi)傳感器具有多功能、高性能、體積小、適宜大批量生產(chǎn)和使用方便等優(yōu)點(diǎn)，是傳感器重要的發(fā)展方向之一。智能傳感器的結(jié)構(gòu)框圖 被測(cè)量傳感器預(yù)處理及接口微型機(jī)輸出接口執(zhí)行機(jī)構(gòu)顯示和記錄信號(hào)預(yù)處理模擬信號(hào)數(shù)字化輸入接口MP、ROM、RAM信息處理及校正軟件D / A轉(zhuǎn)換、驅(qū)動(dòng)電路智能式應(yīng)力傳感器的硬件結(jié)構(gòu)圖應(yīng) 力 傳 感 器 1應(yīng) 力 傳 感 器 2應(yīng) 力 傳 感 器 n多路開(kāi)關(guān)程 控放 大 器A / D控 制邏 輯鍵 盤(pán) 及顯 示 器打 印 機(jī)RAMROMD / A串 行通 信 口8031單 片 機(jī)模 擬 量 輸出智能式應(yīng)力傳感器的軟件結(jié)構(gòu)圖 開(kāi)機(jī)主程序模塊信號(hào)采集模塊信號(hào)處理模塊故障

39、診斷模塊鍵盤(pán)輸入及顯示模塊輸出及打印模塊通信模塊1.2 測(cè)量方法和測(cè)量誤差測(cè)量方法和測(cè)量誤差一、測(cè)量的意義一、測(cè)量的意義 1 1測(cè)量的意義：測(cè)量的意義： 測(cè)量是人類(lèi)對(duì)自然界中客觀(guān)事物取得測(cè)量是人類(lèi)對(duì)自然界中客觀(guān)事物取得數(shù)量觀(guān)念數(shù)量觀(guān)念的一種認(rèn)識(shí)過(guò)程。在這一過(guò)程中，人們借助于專(zhuān)門(mén)的一種認(rèn)識(shí)過(guò)程。在這一過(guò)程中，人們借助于專(zhuān)門(mén)工具，通過(guò)試驗(yàn)和對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，求得被工具，通過(guò)試驗(yàn)和對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析計(jì)算，求得被測(cè)量的值，獲得對(duì)于客觀(guān)事物的定量的概念和內(nèi)在測(cè)量的值，獲得對(duì)于客觀(guān)事物的定量的概念和內(nèi)在規(guī)律的認(rèn)識(shí)。規(guī)律的認(rèn)識(shí)。 1.2.1 測(cè)量的意義及方法測(cè)量的意義及方法u測(cè)量技術(shù)可分為若干分支，如測(cè)量

40、技術(shù)可分為若干分支，如力學(xué)測(cè)量、電學(xué)測(cè)量、熱工測(cè)量力學(xué)測(cè)量、電學(xué)測(cè)量、熱工測(cè)量等。等。u熱工測(cè)量是指熱工測(cè)量是指溫度、濕度、壓力、流量、煙氣成分溫度、濕度、壓力、流量、煙氣成分等參數(shù)的測(cè)量。等參數(shù)的測(cè)量。2 2應(yīng)用方面應(yīng)用方面 （1）過(guò)程監(jiān)測(cè)：過(guò)程監(jiān)測(cè)：對(duì)過(guò)程參數(shù)的監(jiān)測(cè)。對(duì)過(guò)程參數(shù)的監(jiān)測(cè)。 （2）過(guò)程控制：過(guò)程控制：為生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制為生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制提供依據(jù)。提供依據(jù)。 （3）試驗(yàn)分析與系統(tǒng)辨識(shí)：試驗(yàn)分析與系統(tǒng)辨識(shí)：解決科學(xué)上解決科學(xué)上的和過(guò)程上的問(wèn)題，一般需要綜合運(yùn)用理的和過(guò)程上的問(wèn)題，一般需要綜合運(yùn)用理論和實(shí)驗(yàn)的方法。測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)分論和實(shí)驗(yàn)的方法。測(cè)量技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)分析，是測(cè)量

41、技術(shù)的一個(gè)典型應(yīng)用。析，是測(cè)量技術(shù)的一個(gè)典型應(yīng)用。 二、測(cè)量方法二、測(cè)量方法u測(cè)量的定義：測(cè)量的定義：就是用實(shí)驗(yàn)的方法，就是用實(shí)驗(yàn)的方法，借助于一定的借助于一定的儀器或設(shè)備，將被測(cè)量與同性質(zhì)的單位標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行儀器或設(shè)備，將被測(cè)量與同性質(zhì)的單位標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，并確定被測(cè)量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù)，從而獲得關(guān)比較，并確定被測(cè)量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù)，從而獲得關(guān)于被測(cè)量的定量信息。于被測(cè)量的定量信息。 測(cè)量的結(jié)果包括數(shù)值測(cè)量的結(jié)果包括數(shù)值大小大小和測(cè)量和測(cè)量單位單位兩部分。數(shù)值兩部分。數(shù)值的大小可以用數(shù)字表示，也可以是曲線(xiàn)或者圖形。的大小可以用數(shù)字表示，也可以是曲線(xiàn)或者圖形。無(wú)論表現(xiàn)形式如何，在測(cè)量結(jié)果中必須注明單位。

42、無(wú)論表現(xiàn)形式如何，在測(cè)量結(jié)果中必須注明單位。測(cè)量過(guò)程的核心是測(cè)量過(guò)程的核心是比較比較。u使測(cè)量結(jié)果有意義的要求：使測(cè)量結(jié)果有意義的要求：u用來(lái)進(jìn)行比較的標(biāo)準(zhǔn)量應(yīng)該是國(guó)際上或國(guó)家所公用來(lái)進(jìn)行比較的標(biāo)準(zhǔn)量應(yīng)該是國(guó)際上或國(guó)家所公認(rèn)的，且性能穩(wěn)定。認(rèn)的，且性能穩(wěn)定。u進(jìn)行比較所用的方法和儀表必須經(jīng)過(guò)驗(yàn)證。進(jìn)行比較所用的方法和儀表必須經(jīng)過(guò)驗(yàn)證。測(cè)量的基本方程式：測(cè)量的基本方程式： X = aU 式中，式中， X 被測(cè)量；被測(cè)量； U 標(biāo)準(zhǔn)量（即選用的測(cè)量單位）；標(biāo)準(zhǔn)量（即選用的測(cè)量單位）； a 被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量的數(shù)字比值。被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量的數(shù)字比值。u測(cè)量方法測(cè)量方法就是實(shí)現(xiàn)被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量比較的方法。就是實(shí)

43、現(xiàn)被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量比較的方法。 測(cè)量方法是實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程所采用的具體方法，應(yīng)當(dāng)測(cè)量方法是實(shí)現(xiàn)測(cè)量過(guò)程所采用的具體方法，應(yīng)當(dāng)根據(jù)被測(cè)量的性質(zhì)、特點(diǎn)和測(cè)量任務(wù)的要求來(lái)選擇根據(jù)被測(cè)量的性質(zhì)、特點(diǎn)和測(cè)量任務(wù)的要求來(lái)選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法。按照測(cè)量手續(xù)可以將測(cè)量方法分適當(dāng)?shù)臏y(cè)量方法。按照測(cè)量手續(xù)可以將測(cè)量方法分為為直接測(cè)量和間接測(cè)量直接測(cè)量和間接測(cè)量；按照獲得測(cè)量值的方式可；按照獲得測(cè)量值的方式可以分為以分為偏差式測(cè)量、零位式測(cè)量和微差式測(cè)量偏差式測(cè)量、零位式測(cè)量和微差式測(cè)量；此；此外，根據(jù)傳感器是否與被測(cè)對(duì)象直接接觸，可區(qū)分外，根據(jù)傳感器是否與被測(cè)對(duì)象直接接觸，可區(qū)分為為接觸式接觸式測(cè)量和測(cè)量和非接觸式非接觸

44、式測(cè)量；而根據(jù)被測(cè)對(duì)象的測(cè)量；而根據(jù)被測(cè)對(duì)象的變化特點(diǎn)又可分為變化特點(diǎn)又可分為靜態(tài)靜態(tài)測(cè)量和測(cè)量和動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)測(cè)量等。測(cè)量等。 u測(cè)量方法的分類(lèi)（按測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的方式分）：測(cè)量方法的分類(lèi)（按測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生的方式分）： （1）直接測(cè)量法：直接測(cè)量法：使被測(cè)量直接與選用的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，使被測(cè)量直接與選用的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，或者預(yù)先或者預(yù)先分度或分度或標(biāo)定好了的測(cè)量?jī)x表進(jìn)行測(cè)量，從而直接求標(biāo)定好了的測(cè)量?jī)x表進(jìn)行測(cè)量，從而直接求得被測(cè)量數(shù)值的測(cè)量方法。得被測(cè)量數(shù)值的測(cè)量方法。 直接測(cè)量是工程技術(shù)中大量采用的方法，其優(yōu)點(diǎn)是直觀(guān)、簡(jiǎn)直接測(cè)量是工程技術(shù)中大量采用的方法，其優(yōu)點(diǎn)是直觀(guān)、簡(jiǎn)便、迅速，但不易達(dá)到很高的測(cè)

45、量精度。便、迅速，但不易達(dá)到很高的測(cè)量精度。(電流表測(cè)電流、彈簧秤稱(chēng)稱(chēng)重量) （2）間接測(cè)量法：間接測(cè)量法：通過(guò)直接測(cè)量與被測(cè)量有某種確定函數(shù)關(guān)通過(guò)直接測(cè)量與被測(cè)量有某種確定函數(shù)關(guān)系的其它各個(gè)變量，然后將所測(cè)得的數(shù)值代入函數(shù)關(guān)系進(jìn)行系的其它各個(gè)變量，然后將所測(cè)得的數(shù)值代入函數(shù)關(guān)系進(jìn)行計(jì)算，從而求得被測(cè)量數(shù)值的方法。計(jì)算，從而求得被測(cè)量數(shù)值的方法。 測(cè)量結(jié)果測(cè)量結(jié)果y和直接測(cè)量值和直接測(cè)量值xi(i1，2，3)之間的關(guān)系式為：之間的關(guān)系式為：yf(x1x2x3) 。間接測(cè)量手續(xù)多，花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，當(dāng)被測(cè)量不便間接測(cè)量手續(xù)多，花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，當(dāng)被測(cè)量不便于直接測(cè)量或沒(méi)有相應(yīng)直接測(cè)量的儀表時(shí)才采用。于直接測(cè)

46、量或沒(méi)有相應(yīng)直接測(cè)量的儀表時(shí)才采用。(測(cè)水塔的水量、曹沖稱(chēng)象)（3）組合測(cè)量法：組合測(cè)量法：測(cè)量中使各個(gè)未知量以不同測(cè)量中使各個(gè)未知量以不同的組合形式出現(xiàn)（或改變測(cè)量條件以獲得這種的組合形式出現(xiàn)（或改變測(cè)量條件以獲得這種不同組合），根據(jù)直接測(cè)量或間接測(cè)量所獲得不同組合），根據(jù)直接測(cè)量或間接測(cè)量所獲得的數(shù)據(jù)，通過(guò)解聯(lián)立方程組以求得未知量的數(shù)的數(shù)據(jù)，通過(guò)解聯(lián)立方程組以求得未知量的數(shù)值，這類(lèi)測(cè)量稱(chēng)為組合測(cè)量。值，這類(lèi)測(cè)量稱(chēng)為組合測(cè)量。(若干個(gè)被測(cè)量及測(cè)量量的情況)偏差式測(cè)量：偏差式測(cè)量： 在測(cè)量過(guò)程中，利用測(cè)量?jī)x表指針相對(duì)于刻度初始點(diǎn)的位在測(cè)量過(guò)程中，利用測(cè)量?jī)x表指針相對(duì)于刻度初始點(diǎn)的位移移(即偏差

47、即偏差)來(lái)決定被測(cè)量的測(cè)量方法，稱(chēng)為偏差式測(cè)量。它來(lái)決定被測(cè)量的測(cè)量方法，稱(chēng)為偏差式測(cè)量。它以間接方式實(shí)現(xiàn)被測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)量的比較。以間接方式實(shí)現(xiàn)被測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)量的比較。 偏差式測(cè)量?jī)x表在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，一般利用被測(cè)量產(chǎn)生的偏差式測(cè)量?jī)x表在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，一般利用被測(cè)量產(chǎn)生的力或力矩，使儀表的彈性元件變形，從而產(chǎn)生一個(gè)相反的作力或力矩，使儀表的彈性元件變形，從而產(chǎn)生一個(gè)相反的作用，并一直增大到與被測(cè)量所產(chǎn)生的力或力矩相平衡時(shí)，彈用，并一直增大到與被測(cè)量所產(chǎn)生的力或力矩相平衡時(shí)，彈性元件的變形就停止了，此變形即可通過(guò)一定的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變成性元件的變形就停止了，此變形即可通過(guò)一定的機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變成儀表指針相對(duì)標(biāo)尺起點(diǎn)的位移

48、，指針?biāo)甘镜臉?biāo)尺刻度值就儀表指針相對(duì)標(biāo)尺起點(diǎn)的位移，指針?biāo)甘镜臉?biāo)尺刻度值就表示了被測(cè)量的數(shù)值。表示了被測(cè)量的數(shù)值。 偏差式測(cè)量偏差式測(cè)量簡(jiǎn)單、迅速，但精度不高簡(jiǎn)單、迅速，但精度不高，這種測(cè)量方法廣，這種測(cè)量方法廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量中。泛應(yīng)用于工程測(cè)量中。 模擬電流/壓表、體重秤等。u根據(jù)測(cè)量方式分為根據(jù)測(cè)量方式分為 偏差式測(cè)量、零位式測(cè)量和微差式測(cè)量偏差式測(cè)量、零位式測(cè)量和微差式測(cè)量零位式測(cè)量：零位式測(cè)量： 用已知的標(biāo)準(zhǔn)量去平衡或抵消被測(cè)量的作用，并用指用已知的標(biāo)準(zhǔn)量去平衡或抵消被測(cè)量的作用，并用指零式儀表，從而判定被測(cè)量值等于已知標(biāo)準(zhǔn)量的方法稱(chēng)作零式儀表，從而判定被測(cè)量值等于已知標(biāo)準(zhǔn)量的方

49、法稱(chēng)作零位式測(cè)量。用天平測(cè)量物體的質(zhì)量就是零位式測(cè)量的一零位式測(cè)量。用天平測(cè)量物體的質(zhì)量就是零位式測(cè)量的一個(gè)簡(jiǎn)單例子。個(gè)簡(jiǎn)單例子。指零儀表指零時(shí)，被測(cè)量與已知標(biāo)準(zhǔn)量相等。指零儀表指零時(shí)，被測(cè)量與已知標(biāo)準(zhǔn)量相等。天平、電位差計(jì)等。 采用零位式測(cè)量法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，優(yōu)點(diǎn)是可以獲得比較采用零位式測(cè)量法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，優(yōu)點(diǎn)是可以獲得比較高的測(cè)量精度，但是測(cè)量過(guò)程比較復(fù)雜。采用自動(dòng)平衡操高的測(cè)量精度，但是測(cè)量過(guò)程比較復(fù)雜。采用自動(dòng)平衡操作以后，雖然可以加快測(cè)量過(guò)程，但它的反應(yīng)速度由于受作以后，雖然可以加快測(cè)量過(guò)程，但它的反應(yīng)速度由于受工作原理所限工作原理所限,也不會(huì)很高。因此，這種測(cè)量方法不適用也不會(huì)很高。因此

50、，這種測(cè)量方法不適用于測(cè)量變化迅速的信號(hào)，只于測(cè)量變化迅速的信號(hào)，只適用于測(cè)量變化較緩慢的信號(hào)適用于測(cè)量變化較緩慢的信號(hào)。電位差計(jì)簡(jiǎn)化等效電路 在進(jìn)行測(cè)量之前，應(yīng)先調(diào)在進(jìn)行測(cè)量之前，應(yīng)先調(diào)R R1 1，將回路工作電流，將回路工作電流I I校準(zhǔn)；在校準(zhǔn)；在測(cè)量時(shí)，要調(diào)整測(cè)量時(shí)，要調(diào)整R R的活動(dòng)觸點(diǎn)，使檢流計(jì)的活動(dòng)觸點(diǎn)，使檢流計(jì)G G回零，這時(shí)回零，這時(shí)I Ig g=O=O，即即U Uh h= =U Ux x，這樣，標(biāo)準(zhǔn)電壓，這樣，標(biāo)準(zhǔn)電壓U Uh h的值就表示被測(cè)未知電壓值的值就表示被測(cè)未知電壓值U Ux x. .微差式測(cè)量：微差式測(cè)量： 將被測(cè)量與已知的標(biāo)準(zhǔn)量相比較將被測(cè)量與已知的標(biāo)準(zhǔn)量相比

51、較, , 取得差值后取得差值后, , 再再用偏差法測(cè)得此差值。用偏差法測(cè)得此差值。游標(biāo)卡尺等。 這是綜合零位式測(cè)量和偏差式測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)而提出的這是綜合零位式測(cè)量和偏差式測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)而提出的一種測(cè)量方法，基本思路是將被測(cè)量一種測(cè)量方法，基本思路是將被測(cè)量x x的大部分作用先的大部分作用先與已知標(biāo)準(zhǔn)量與已知標(biāo)準(zhǔn)量N N的作用相抵消，剩余部分即兩者差值的作用相抵消，剩余部分即兩者差值x xN N，這個(gè)差值再用偏差法測(cè)量。微差式測(cè)量中，總，這個(gè)差值再用偏差法測(cè)量。微差式測(cè)量中，總是設(shè)法使差值很小，因此可選用高靈敏度的偏差式儀是設(shè)法使差值很小，因此可選用高靈敏度的偏差式儀表。即使差值的測(cè)量精度不高，但最終結(jié)

52、果仍可達(dá)到較表。即使差值的測(cè)量精度不高，但最終結(jié)果仍可達(dá)到較高的精度。高的精度。 微差式測(cè)量法是偏差式測(cè)量法和零位式測(cè)量法的結(jié)合。它通過(guò)測(cè)量待測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量之差（通常該差值很?。﹣?lái)得到待測(cè)量量值。 u測(cè)量方法的其它分類(lèi)方式：測(cè)量方法的其它分類(lèi)方式：u按按不同的測(cè)量條件分：不同的測(cè)量條件分：等精度測(cè)量：等精度測(cè)量：用相同儀表與測(cè)量方法對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量非等精度測(cè)量：非等精度測(cè)量：用不同精度的儀表或不同的測(cè)量方法, 或在環(huán)境條件相差很大時(shí)對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量u按被測(cè)量在測(cè)量過(guò)程中的狀態(tài)不同分：按被測(cè)量在測(cè)量過(guò)程中的狀態(tài)不同分： 靜態(tài)測(cè)量與動(dòng)態(tài)測(cè)量靜態(tài)測(cè)量與動(dòng)態(tài)測(cè)量 (即根據(jù)被測(cè)量變

53、化的快慢分為) 三、測(cè)量系統(tǒng)的組成三、測(cè)量系統(tǒng)的組成 測(cè)量系統(tǒng)由四個(gè)基本環(huán)節(jié)組成：傳感測(cè)量系統(tǒng)由四個(gè)基本環(huán)節(jié)組成：傳感器、變換器或變送器、傳輸通道和顯示裝器、變換器或變送器、傳輸通道和顯示裝置。置。傳感器變換器傳輸通道顯示裝置被測(cè)量測(cè)量值四、測(cè)量環(huán)節(jié)的功能四、測(cè)量環(huán)節(jié)的功能1、傳感器（敏感元件）、傳感器（敏感元件）u它是測(cè)量系統(tǒng)直接與被測(cè)對(duì)象發(fā)生聯(lián)系的部分。它是測(cè)量系統(tǒng)直接與被測(cè)對(duì)象發(fā)生聯(lián)系的部分。u理想敏感元件應(yīng)滿(mǎn)足的要求：理想敏感元件應(yīng)滿(mǎn)足的要求：u敏感元件輸入與輸出之間應(yīng)該有穩(wěn)定的單值函數(shù)關(guān)敏感元件輸入與輸出之間應(yīng)該有穩(wěn)定的單值函數(shù)關(guān)系。系。u敏感元件應(yīng)該只對(duì)被測(cè)量的變化敏感，而對(duì)其它一

54、敏感元件應(yīng)該只對(duì)被測(cè)量的變化敏感，而對(duì)其它一切可能的輸入信號(hào)不敏感。切可能的輸入信號(hào)不敏感。u在測(cè)量過(guò)程中，敏感元件應(yīng)該不干擾或盡量少干擾在測(cè)量過(guò)程中，敏感元件應(yīng)該不干擾或盡量少干擾被測(cè)介質(zhì)的狀態(tài)被測(cè)介質(zhì)的狀態(tài)。2、變換器（變送器）變換器（變送器）u它是傳感器和顯示裝置中間的部分，它是將傳它是傳感器和顯示裝置中間的部分，它是將傳感器輸出的信號(hào)變換成顯示裝置易于接收的部感器輸出的信號(hào)變換成顯示裝置易于接收的部件。件。u對(duì)變換器的要求：性能穩(wěn)定，精確度高，使信對(duì)變換器的要求：性能穩(wěn)定，精確度高，使信息損失最小。息損失最小。3、顯示裝置、顯示裝置u它是測(cè)量系統(tǒng)直接與觀(guān)測(cè)者發(fā)生聯(lián)系的部分它是測(cè)量系統(tǒng)直

55、接與觀(guān)測(cè)者發(fā)生聯(lián)系的部分u顯示裝置的基本形式：顯示裝置的基本形式：u模擬式顯示元件模擬式顯示元件u數(shù)字式顯示元件數(shù)字式顯示元件u屏幕式顯示元件屏幕式顯示元件4、傳輸通道、傳輸通道u它是儀表各環(huán)節(jié)間輸入、輸出信號(hào)的連接部分。它是儀表各環(huán)節(jié)間輸入、輸出信號(hào)的連接部分。u分為電線(xiàn)、光導(dǎo)纖維和管路等。分為電線(xiàn)、光導(dǎo)纖維和管路等。 在工程實(shí)踐中經(jīng)常碰到這樣的情況：某個(gè)新設(shè)計(jì)、在工程實(shí)踐中經(jīng)常碰到這樣的情況：某個(gè)新設(shè)計(jì)、研制、調(diào)試成功的檢測(cè)研制、調(diào)試成功的檢測(cè)(儀器儀器)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試時(shí)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室調(diào)試時(shí)測(cè)得的精度已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)設(shè)計(jì)指標(biāo)，但一旦安裝到得的精度已經(jīng)達(dá)到甚至超過(guò)設(shè)計(jì)指標(biāo)，但一旦安裝到環(huán)境

56、比較惡劣、干擾嚴(yán)重的工作現(xiàn)場(chǎng)，其實(shí)測(cè)精度往環(huán)境比較惡劣、干擾嚴(yán)重的工作現(xiàn)場(chǎng)，其實(shí)測(cè)精度往往大大低于實(shí)驗(yàn)室能達(dá)到的水平往大大低于實(shí)驗(yàn)室能達(dá)到的水平,甚至出現(xiàn)嚴(yán)重超差和甚至出現(xiàn)嚴(yán)重超差和無(wú)法正常運(yùn)行的情況；無(wú)法正常運(yùn)行的情況； 在檢測(cè)過(guò)程中，被測(cè)對(duì)象、檢測(cè)系統(tǒng)、檢測(cè)方法在檢測(cè)過(guò)程中，被測(cè)對(duì)象、檢測(cè)系統(tǒng)、檢測(cè)方法和檢測(cè)人員都會(huì)受到各種變動(dòng)因素的影響。而且，對(duì)和檢測(cè)人員都會(huì)受到各種變動(dòng)因素的影響。而且，對(duì)被測(cè)量的轉(zhuǎn)換，有時(shí)也會(huì)改變被測(cè)對(duì)象原有的狀態(tài)。被測(cè)量的轉(zhuǎn)換，有時(shí)也會(huì)改變被測(cè)對(duì)象原有的狀態(tài)。這就造成了檢測(cè)結(jié)果和被測(cè)量的客觀(guān)真值之間存在一這就造成了檢測(cè)結(jié)果和被測(cè)量的客觀(guān)真值之間存在一定的差別。這個(gè)差

57、值稱(chēng)為定的差別。這個(gè)差值稱(chēng)為測(cè)量誤差測(cè)量誤差。測(cè)量誤差的主要。測(cè)量誤差的主要來(lái)源可以概括為工具誤差、環(huán)境誤差、方法誤差和人來(lái)源可以概括為工具誤差、環(huán)境誤差、方法誤差和人員誤差等。員誤差等。1.2.2 檢測(cè)系統(tǒng)誤差分析基礎(chǔ)檢測(cè)系統(tǒng)誤差分析基礎(chǔ) 誤差的表示方法誤差的表示方法 絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差 相對(duì)誤差相對(duì)誤差 引用誤差引用誤差 基本誤差基本誤差(儀表在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下所具有的誤差。) 附加誤差附加誤差(儀表的使用條件偏離額定條件下出現(xiàn)的誤差。) 測(cè)量誤差的性質(zhì)測(cè)量誤差的性質(zhì) 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 粗大誤差粗大誤差1.1.測(cè)量誤差的定義測(cè)量誤差的定義 由于檢測(cè)系統(tǒng)由于檢測(cè)系統(tǒng)( (儀表

58、儀表) )不可能絕對(duì)精確，測(cè)量不可能絕對(duì)精確，測(cè)量原理的局限、測(cè)量方法的不盡完善、環(huán)境因素和原理的局限、測(cè)量方法的不盡完善、環(huán)境因素和外界干擾的存在以及測(cè)量過(guò)程可能會(huì)影響被測(cè)對(duì)外界干擾的存在以及測(cè)量過(guò)程可能會(huì)影響被測(cè)對(duì)象的原有狀態(tài)等，使得測(cè)量結(jié)果不能準(zhǔn)確地反映象的原有狀態(tài)等，使得測(cè)量結(jié)果不能準(zhǔn)確地反映被測(cè)量的真值而存在一定的偏差，這個(gè)偏差就是被測(cè)量的真值而存在一定的偏差，這個(gè)偏差就是測(cè)量誤差測(cè)量誤差。一、基本概念一、基本概念測(cè)量誤差是測(cè)得值減去被測(cè)量的真值。測(cè)量誤差是測(cè)得值減去被測(cè)量的真值。2.2.真值：真值： 在分析測(cè)量誤差時(shí)，人們采用的被測(cè)量真值是指在在分析測(cè)量誤差時(shí)，人們采用的被測(cè)量真值

59、是指在確定的時(shí)間、地點(diǎn)和狀態(tài)下，被測(cè)量所表現(xiàn)出來(lái)的確定的時(shí)間、地點(diǎn)和狀態(tài)下，被測(cè)量所表現(xiàn)出來(lái)的實(shí)際大小。一般來(lái)說(shuō)，真值是未知的，所以誤差也實(shí)際大小。一般來(lái)說(shuō)，真值是未知的，所以誤差也是未知的。但有些值可以作為真值來(lái)使用。例如是未知的。但有些值可以作為真值來(lái)使用。例如理理論真值論真值，它是理論設(shè)計(jì)和理論公式的表達(dá)值。還有，它是理論設(shè)計(jì)和理論公式的表達(dá)值。還有計(jì)量學(xué)計(jì)量學(xué)約定真值約定真值，它是由國(guó)際計(jì)量學(xué)大會(huì)確定的長(zhǎng)，它是由國(guó)際計(jì)量學(xué)大會(huì)確定的長(zhǎng)度、質(zhì)量、時(shí)間等基本單位。度、質(zhì)量、時(shí)間等基本單位。 一個(gè)量嚴(yán)格定義的理論值通常叫一個(gè)量嚴(yán)格定義的理論值通常叫理論真值理論真值.(1)(1)約定真值約定真

60、值 約定真值約定真值是一個(gè)接近真值的值，它與真值之差可忽是一個(gè)接近真值的值，它與真值之差可忽略不計(jì)。實(shí)際測(cè)量中以在沒(méi)有系統(tǒng)誤差的情況下，略不計(jì)。實(shí)際測(cè)量中以在沒(méi)有系統(tǒng)誤差的情況下，足夠多次的測(cè)量值之平均值作為約定真值。足夠多次的測(cè)量值之平均值作為約定真值。約定真值約定真值(conventional true value) (conventional true value) 是對(duì)于給定目的是對(duì)于給定目的具有適當(dāng)不確定度的、賦予特定量的值，有時(shí)該值是約具有適當(dāng)不確定度的、賦予特定量的值，有時(shí)該值是約定采用的。實(shí)際上對(duì)于給定目的，并不需要獲得特定量定采用的。實(shí)際上對(duì)于給定目的，并不需要獲得特定量的真