第一章 檢測技術的基本概念

第一章檢測技術的基礎知識1.2

測量誤差及修正1.3

傳感器的基本特性1.4

傳感器的標定1.5

傳感器的選用1.1

檢測技術的基本概念11.1.1檢測技術

檢測技術室以研究自動檢測系統(tǒng)中的信息提取、信息裝換以及信息處理的理論和技術為主要內容的一門應用技術學科。檢測儀表的基本組成第一過程：將人們無法感受的被測信息轉換成可以直接感受的信息。第二過程：根據(jù)規(guī)則將被測參數(shù)與相應的單位進行比較，通過合適的形式給出被測參數(shù)的具體信息。任務：物理量變換、信號傳輸處理、測量結果顯示。1.1

檢測技術的基本概念21.1.2自動檢測系統(tǒng)

自動檢測系統(tǒng)是自動測量、自動計量、自動保護、自動診斷、自動信號處理等系統(tǒng)的總稱。自動檢測系統(tǒng)組成包含：被檢測量、敏感元件、電子測量電路、輸出單元。系統(tǒng)的區(qū)別在于輸出單元。1.1檢測技術的基本概念341.1.3傳感器1、傳感器傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉換為與之有確定對應關系的、便于應用的某種物理量的檢測裝置。2、傳感器的組成

1）敏感元件：完成預變換的功能，直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關系的某一物理量的器件。2）轉換元件：是能將感覺到的被測非電量參數(shù)轉換為電量的器件。彈性敏感元件（敏感元件）、熱電偶（敏感元件、轉換元件）。3）轉換電路：將傳感元件輸出的電參量再轉換成易于處理的電壓、電流或頻率量等信號。3、傳感器的分類

工作原理分類法；能量轉換情況分類法；轉換原理分類法；使用分類法；1.1檢測技術的基本概念4現(xiàn)代檢測系統(tǒng)的組成561.2.1誤差的基本概念及表示方法1、絕對誤差：輸出值與被測參數(shù)真值之間差值。2、

相對誤差：絕對誤差Δx與真值或實際值之比相對誤差值小，其測量精度就高。3、引用相對誤差：儀表絕對誤差與儀表量程比。

最大引用誤差γMAX＝（最大絕對誤差/量程）×100％

1.2測量誤差及修正6檢測儀表精度等級精度等級G用檢測系統(tǒng)最大引用相對誤差去掉百分號后的數(shù)字來表示精度等級。

GB776-76《測量指示儀表通用技術條件》規(guī)定，測量指示儀表精度等級G分0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七個等級。符合計量規(guī)范檢測儀器都滿足：1.2測量誤差及修正1.2.2誤差的分類與來源（誤差出現(xiàn)的規(guī)律）分類：1、系統(tǒng)誤差

在相同條件下多次測量同一量時，誤差的絕對值和符號保持恒定，或在改變時，與某一個或幾個因素成函數(shù)關系的有規(guī)律的誤差。2、隨機誤差

服從統(tǒng)計規(guī)律的誤差稱為隨機誤差，簡稱隨差，又稱偶然誤差。3、粗大誤差粗大誤差是一種顯然與實際值不符的誤差。含有粗大誤差的測量值稱為壞值或異常值，處理數(shù)據(jù)時應剔除掉。1.2測量誤差及修正1.2.3系統(tǒng)誤差和隨機誤差的表達式1、系統(tǒng)誤差2、隨機誤差兩式相加表明各次測量值的絕對誤差等于系統(tǒng)誤差

和隨機誤差的代數(shù)和。1.2測量誤差及修正1.2.4基本誤差和附加誤差基本誤差儀表在規(guī)定的標準條件下所產(chǎn)生的誤差；檢測儀表等級由基本誤差決定。

附加誤差當儀表的使用條件偏離標準（額定）工作條件，就會出現(xiàn)附加誤差。1.2測量誤差及修正1.2.5系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)與校正1、系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)與判別（1）實驗對比法

通過改變產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的條件而進行的不同的測量，以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差。這種方法適用于發(fā)現(xiàn)不變的系統(tǒng)誤差。（2）剩余誤差觀察法

剩余誤差為某測量值與測量平均值之差。根據(jù)測量數(shù)據(jù)的各個剩余誤差大小和符號的變化規(guī)律，可以直接有誤差數(shù)據(jù)和誤差曲線圖形來判斷有無系統(tǒng)誤差。1.2測量誤差及修正

（a）正負相間無規(guī)律，不存在系統(tǒng)誤差。（b）有規(guī)律遞增（遞減）含線性系統(tǒng)誤差。（c）有規(guī)律變化含周期性系統(tǒng)誤差（d）有規(guī)律含線性和周期性系統(tǒng)誤差（3）不同公式計算標準誤差比較法

貝塞爾公式和佩捷斯公式計算比較。若則懷疑測量中存在系統(tǒng)誤差。2、系統(tǒng)誤差的校正（1）補償法（2）差分法（3）比值補償法（4）測量數(shù)據(jù)的修正1.2測量誤差及修正1.3.1傳感器的靜態(tài)特性1、精確度（1）精密度：隨機誤差大小的標志，精密度高意味著隨機誤差小。（2）準確度：系統(tǒng)誤差大小的標志，準確度高意味著系統(tǒng)誤差小。（3）精確度（精度）：精密度與準確度的總和，精確度高說明精密度和準確度都高。2