中職-傳感器-課件-2重點(diǎn)

機(jī)械工業(yè)出版社

中等職業(yè)教育電氣類規(guī)劃教材

《自動(dòng)檢測與轉(zhuǎn)換技術(shù)》

第一章

多媒體課件

2009－5－1更新3/22/20251第一章檢測技術(shù)的基本概念

在這一章里，卡卡給大家講一講測量的方法有哪些；測量誤差有哪些；如何克服誤差?？ㄟ€將與大家一起來學(xué)習(xí)如何讀懂傳感器的“特性參數(shù)表”。3/22/20252第一節(jié)測量的分類

1.什么是靜態(tài)測量和動(dòng)態(tài)？

3/22/20253對緩慢變化的對象進(jìn)行測量亦屬于靜態(tài)測量。

最高、最低溫度計(jì)3/22/20254什么是動(dòng)態(tài)

測量？

地震測量振動(dòng)波形3/22/202552.什么是直接測量和間接測量？電子卡尺3/22/20256間接測量

對多個(gè)被測量進(jìn)行測量，經(jīng)過計(jì)算求得被測量。

（阿基米德測量皇冠的比重）3/22/20257什么是接觸式測量？3/22/20258非接觸式測量

例：雷達(dá)測速利用紅外線輻射測量供電變壓器的表面溫度車載雷達(dá)測速3/22/20259什么是

在線

測量？

在流水線上，邊加工，邊檢驗(yàn)，可提高產(chǎn)品的一致性和加工精度。3/22/202510離線測量

批量產(chǎn)品的質(zhì)量“人工”離線測量3/22/202511第二節(jié)測量誤差及分類

絕對誤差：

Δ=Ax－Ａ0某采購員分別在三家商店購買100kg大米、10kg蘋果、1kg巧克力，發(fā)現(xiàn)均缺少約0.5kg，但該采購員對賣巧克力的商店意見最大，是何原因？3/22/202512相對誤差及精度等級

幾個(gè)重要公式：示值相對誤差滿度相對誤差（引用誤差）準(zhǔn)確度（精度）3/22/202513例：用同一臺磅秤測量三個(gè)不同重量物體的示值相對誤差的比較，請得出結(jié)論！滿度相對誤差相等，示值相對誤差的差別很大3/22/202514儀表的準(zhǔn)確度等級和基本誤差

例：某指針式電壓表的準(zhǔn)確度為2.5級，用它來測量電壓時(shí)可能產(chǎn)生的最大滿度相對誤差為2.5%。某公司生產(chǎn)測量溫度的儀表，滿度誤差均在1.1~1.6％之間，該系列產(chǎn)品屬于哪一級溫度表？某車間希望測量溫度的儀表滿度相對誤差控制在1.1~1.6％之間，應(yīng)購買哪一級溫度表？3/22/202515例：某指針式萬用表的面板如圖所示，問：用它來測量直流、交流（~）電壓時(shí)，可能產(chǎn)生的滿度相對誤差分別為多少？3/22/202516例：用指針式萬用表的10V量程測量一只1.5V干電池的電壓，示值如圖所示，問：選擇該量程合理嗎？3/22/202517

用2.5V量程測量同一只1.5V干電池的電壓，與上圖比較，問示值相對誤差哪一個(gè)大？3/22/2025181.已知被測電壓的準(zhǔn)確值為220V，請觀察并計(jì)算圖1-4所示的電壓表上的準(zhǔn)確度等級S、滿度值A(chǔ)m、最大絕對誤差Δm、示值A(chǔ)x、與220V正確值的誤差Δ、示值相對誤差

x以及引用誤差

m。2.示值相對誤差有沒有可能小于引用誤差？在儀表絕對誤差不變的情況下，被測電壓降為22V，示值相對誤差

x將變大了？還是變小了？算一算

3/22/202519卡卡算出來啦1.從圖1-4可知，準(zhǔn)確度等級S＝5.0級，滿度值A(chǔ)m＝300V。最大絕對誤差Δm＝300V×5.0÷100＝15V，示值A(chǔ)x＝230V。用更高級別的檢驗(yàn)儀表測得被測電壓（220V）與示值值的誤差Δ＝10V，示值相對誤差

x＝4.3%。引用誤差

m＝（10/300）×100%＝3.3%，小于出廠時(shí)所標(biāo)定的5.0%。2.若絕對誤差

仍為10V，當(dāng)示值A(chǔ)x為22V，示值相對誤差

x＝（10/22）×100%=45%。與測量220V時(shí)相比，示值相對誤差大多啦！

3/22/202520誤差產(chǎn)生的因素：

1.粗大誤差

明顯偏離真值的誤差稱為粗大誤差，也叫過失誤差。粗大誤差主要是由于測量人員的粗心大意及電子測量儀器受到突然而強(qiáng)大的干擾所引起的。如測錯(cuò)、讀錯(cuò)、記錯(cuò)、外界過電壓尖峰干擾等造成的誤差。就數(shù)值大小而言，粗大誤差明顯超過正常條件下的誤差。當(dāng)發(fā)現(xiàn)粗大誤差時(shí)，應(yīng)予以剔除。

3/22/202521產(chǎn)生粗大誤差的一個(gè)例子

3/22/202522在重復(fù)性條件下，對同一被測量進(jìn)行無限多次測量所得結(jié)果的平均值與被測量的真值之差，稱為系統(tǒng)誤差。凡誤差的數(shù)值固定或按一定規(guī)律變化者，均屬于系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差是有規(guī)律性的，因此可以通過實(shí)驗(yàn)的方法或引入修正值的方法計(jì)算修正，也可以重新調(diào)整測量儀表的有關(guān)部件予以消除。

2.系統(tǒng)誤差：夏天擺鐘變慢的原因是什么？3/22/2025233.隨機(jī)誤差

測量結(jié)果與在重復(fù)條件下，對同一被測量進(jìn)行無限多次測量所得結(jié)果的平均值之差稱為隨機(jī)誤差。也可以采用如下的表達(dá)：在同一條件下，多次測量同一被測量，有時(shí)會發(fā)現(xiàn)測量值時(shí)大時(shí)小，誤差的絕對值及正、負(fù)以不可預(yù)見的方式變化，該誤差稱為隨機(jī)誤差。

存在隨機(jī)誤差的測量結(jié)果中，雖然單個(gè)測量值誤差的出現(xiàn)是隨機(jī)的，既不能用實(shí)驗(yàn)的方法消除，也不能修正，但是就誤差的整體而言，多數(shù)隨機(jī)誤差都服從正態(tài)分布規(guī)律。3/22/202524隨機(jī)事件與隨機(jī)誤差有區(qū)別，并不一定符合正態(tài)分布規(guī)律。

彩票搖獎(jiǎng)（無規(guī)律可循，不可預(yù)測）3/22/202525隨機(jī)誤差的正態(tài)分布規(guī)律長度相對測量值次數(shù)統(tǒng)計(jì)3/22/202526隨機(jī)誤差的正態(tài)分布規(guī)律長度相對測量值次數(shù)統(tǒng)計(jì)3/22/2025274.動(dòng)態(tài)誤差

由心電圖儀放大器帶寬不夠引起的動(dòng)態(tài)誤差

當(dāng)被測量隨時(shí)間迅速變化時(shí)，系統(tǒng)的輸出量在時(shí)間上不能與被測量的變化精確吻合，這種誤差稱為動(dòng)態(tài)誤差。

3/22/202528第三節(jié)傳感器及基本特性

一、傳感器的組成舉例：測量壓力的電位器式壓力傳感器

1-彈簧管2-電位器結(jié)合上述工作原理，能否將上圖方框圖中的內(nèi)容具體化？3/22/202529電位器式壓力傳感器原理框圖畫出的電位器式壓力傳感器原理框圖如圖所示。

畫一畫3/22/202530彈性敏感元件（彈簧管）

敏感元件在傳感器中直接感受被測量，并轉(zhuǎn)換成與被測量有確定關(guān)系、更易于轉(zhuǎn)換的非電量。3/22/202531彈簧管放大圖

當(dāng)被測壓力p增大時(shí)，彈簧管撐直，通過齒條帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)電位器的電刷產(chǎn)生角位移。3/22/202532壓力傳感器的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)3/22/202533被測量通過敏感元件轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)傳感元件轉(zhuǎn)換成電參量

在右圖中，電位器為傳感元件，它將角位移轉(zhuǎn)換為電參量——電阻的變化（ΔR）3/22/202534

360度圓盤形電位器傳感器(測量角位移)右圖所示的360度圓盤形電位器的中間焊片為滑動(dòng)片，右邊焊片接地，左邊焊片接電源。

接地3/22/202535二、傳感器的基本特性傳感器的特性很多，卡卡簡單地給大家介紹幾種常用的特性，如：靈敏度、分辨力、分辨率、線性度、穩(wěn)定性、EMC以及可靠性等。3/22/2025361.靈敏度：靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出變化值與輸入變化值之比，用K來表示：

3/22/202537作圖法求曲線上某一指定點(diǎn)的靈敏度過程xyx1ΔxΔy0切點(diǎn)傳感器特性曲線3/22/2025382.分辨力：指傳感器能檢出被測信號的最小變化量。當(dāng)被測量的變化小于分辨力時(shí)，傳感器對輸入量的變化無任何反應(yīng)。對數(shù)字儀表而言，如果沒有其他附加說明，可以認(rèn)為該表的最后一位所表示的數(shù)值就是它的分辨力。一般地說，分辨力的數(shù)值小于儀表的最大絕對誤差。右表的分辨力為多少？

3/22/2025393.分辨率：將分辨力除以儀表的滿量程就是儀表的分辨率，分辨率常以百分比或幾分之一表示，是量綱為1的數(shù)。

右表的滿量程為199.9A，問：該表的分辨率為多少？

3/22/202540在圖1-11中，3位（最大顯示999）數(shù)字液位計(jì)面板表的示值是多少？滿量程是多少？分辨力是多少？分辨率又約為多少？想一想3/22/2025414.線性關(guān)系：人們總是希望傳感器的輸入與輸出的關(guān)系成正比，即線性關(guān)系。這樣可使顯示儀表的刻度均勻，在整個(gè)測量范圍內(nèi)具有相同的靈敏度。如果傳感器的輸入與輸出的關(guān)系為非線性關(guān)系，可以用計(jì)算機(jī)予以糾正。3/22/202542傳感器輸入輸出的線性關(guān)系與

非線性關(guān)系的比較3/22/2025435.遲滯現(xiàn)象遲滯是指傳感器正向特性和反向特性的不一致程度，用計(jì)算機(jī)逐點(diǎn)測量得到的某傳感器遲滯特性示意圖如圖1-12所示。遲滯會引起重復(fù)性、分辨力變差，或造成測量盲區(qū)，一般希望遲滯越小越好。3/22/2025446.穩(wěn)定性穩(wěn)定性包括時(shí)間穩(wěn)定度和環(huán)境影響量。一般以儀表的示值變化量與時(shí)間的長短之比來表示穩(wěn)定度。例如，某儀表輸出電壓值在8h內(nèi)的最大變化量為1.2mV，則表示為1.2mV/(8h)。環(huán)境影響量僅指由外界環(huán)境變化而引起的示值變化量。示值的變化由兩個(gè)因素構(gòu)成。一是零漂，二是靈敏度漂移。造成環(huán)境影響量的因素有溫度、濕度、氣壓、電源電壓、電源頻率等。3/22/2025457.EMC所謂EMC是指電磁兼容性，即電子設(shè)備在規(guī)定的電磁干擾環(huán)境中能正常工作，而且也不干擾其他設(shè)備的能力。具體的抗電磁干擾、提高電磁兼容能力的方法將在第十二章中介紹。3/22/2025468.可靠性：可靠性是反映檢測系統(tǒng)在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)是否耐用的一種綜合性的質(zhì)量指標(biāo)。

浴盆曲線磨合期又稱早期失效期穩(wěn)定期又稱偶然失效期失效期又稱衰老失效期期3/22/202547

“老化”試驗(yàn)：在檢測設(shè)備通電的情況下，將之放置于高溫環(huán)境

低溫環(huán)境

高溫環(huán)境……反復(fù)循環(huán)。老化之后的系統(tǒng)在現(xiàn)場使用時(shí)，故障率大為降低。3/22/202548某振動(dòng)傳感器的產(chǎn)品說明書原件如表1-2所示，該傳感器共有幾個(gè)參數(shù)？主要參數(shù)是哪幾個(gè)？靈敏度怎么看表1-2EMT220袖珍式測振儀技術(shù)參數(shù)3/22/202549休息一下3/22/2025501、字體安裝與設(shè)置如果您對PPT模板中的字體風(fēng)格不滿意，可進(jìn)行批量替換，一次性更改各頁面字體。在“開始”選項(xiàng)卡中，點(diǎn)擊“替換”按鈕右側(cè)箭頭，選擇“替換字體”