传感器与检测技术课件.ppt

1、2022-6-231第一章第一章 检测技术的基本概念检测技术的基本概念 本章学习本章学习测量的基本概念、测量方法、测量的基本概念、测量方法、误差分类、测量结果的数据统计处理，以及误差分类、测量结果的数据统计处理，以及传感器的基本特性等，他们是检测与转换技传感器的基本特性等，他们是检测与转换技术的理论基础。术的理论基础。 2022-6-232第一节第一节 检测技术的基本概念及方法检测技术的基本概念及方法 静态测量静态测量 2022-6-233 对缓慢变化的对对缓慢变化的对象进行测量亦属于静象进行测量亦属于静态测量。态测量。 最高、最低最高、最低温度计温度计2022-6-234 动态测量动态测量

2、地震测量地震测量振动波形振动波形2022-6-235便携式仪表便携式仪表 可以显示波形可以显示波形的便携式仪表的便携式仪表2022-6-236直接测量直接测量 电子卡尺电子卡尺2022-6-237间接测量间接测量 对多个被测量进行测量，经过计算求得对多个被测量进行测量，经过计算求得被测量（阿基米德测量皇冠的比重）。被测量（阿基米德测量皇冠的比重）。 2022-6-238接触式测量接触式测量 2022-6-239非接触式测量非接触式测量 例：雷达测速例：雷达测速车载电子警察车载电子警察2022-6-2310离线测量离线测量 产品质量检验产品质量检验2022-6-2311在线测量在线测量 在流水线

3、上，边加工，边检验，在流水线上，边加工，边检验，可提高产品的一致性和加工精度。可提高产品的一致性和加工精度。第二节第二节 测量误差及分类测量误差及分类 绝对误差：绝对误差： = =A Ax x0 0 某采购员分别在三家商店购买某采购员分别在三家商店购买100kg大大米、米、10kg苹果、苹果、1kg巧克力，发现均缺少约巧克力，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，是何原因？最大，是何原因？ (1-1)相对误差及精度等级相对误差及精度等级 几个重要公式：几个重要公式：100% 1-2xxAmm100% 1-3 Amm100 1-4 SA202

4、2-6-2314仪表的准确度等级和基本误差仪表的准确度等级和基本误差 例：某指针式电压表的精度为例：某指针式电压表的精度为2.52.5级，用它来测量电压时可能产生的满度级，用它来测量电压时可能产生的满度相对误差为相对误差为2.5% 2.5% 。2022-6-2315例：某指针式万某指针式万用表的面板如图用表的面板如图所示，问：用它所示，问：用它来测量来测量直流直流、交交流（流（）电压时，电压时，可能产生的满度可能产生的满度相对误差分别为相对误差分别为多少？多少？2022-6-2316例：例：用指针式万用用指针式万用表的表的10V量程测量量程测量一只一只1.5V干电池的干电池的电压，示值如图所电

5、压，示值如图所示，问：选择该量示，问：选择该量程合理吗？程合理吗？2022-6-2317 用用2.5V量程量程测量同一只测量同一只1.5V干电池的电压，干电池的电压，与上图比较，问与上图比较，问示值相对误差哪示值相对误差哪一个大？一个大？2022-6-2318误差产生的因素误差产生的因素：1.1.粗大误差粗大误差 明显偏离真值的误差称为粗大误差，也明显偏离真值的误差称为粗大误差，也叫过失误差。粗大误差主要是由于测量人员叫过失误差。粗大误差主要是由于测量人员的粗心大意及电子测量仪器受到突然而强大的粗心大意及电子测量仪器受到突然而强大的干扰所引起的。如测错、读错、记错、外的干扰所引起的。如测错、读

6、错、记错、外界过电压尖峰干扰等造成的误差。就数值大界过电压尖峰干扰等造成的误差。就数值大小而言，粗大误差明显超过正常条件下的误小而言，粗大误差明显超过正常条件下的误差。当发现粗大误差时，应予以剔除。差。当发现粗大误差时，应予以剔除。 2022-6-2319产生粗大误差的一个例子产生粗大误差的一个例子 2022-6-2320 2. 2.系统误差：系统误差：夏天摆钟变慢的原夏天摆钟变慢的原因是什么？因是什么？ 系统误差也称装置误差，它系统误差也称装置误差，它反映了测量值偏离真值的程度。反映了测量值偏离真值的程度。凡误差的数值固定或按一定规律凡误差的数值固定或按一定规律变化者，均属于系统误差。变化者

7、，均属于系统误差。 系统误差是有规律性的，因系统误差是有规律性的，因此可以通过实验的方法或引入修此可以通过实验的方法或引入修正值的方法计算修正，也可以重正值的方法计算修正，也可以重新调整测量仪表的有关部件予以新调整测量仪表的有关部件予以消除。消除。 2022-6-23213.3.随机误差随机误差 在同一条件下，多次测量同一被测量，有时在同一条件下，多次测量同一被测量，有时会发现测量值时大时小，误差的绝对值及正、负会发现测量值时大时小，误差的绝对值及正、负以不可预见的方式变化，该误差称为随机误差，以不可预见的方式变化，该误差称为随机误差，也称偶然误差，它反映了测量值离散性的大小。也称偶然误差，它

8、反映了测量值离散性的大小。随机误差是测量过程中许多独立的、微小的、偶随机误差是测量过程中许多独立的、微小的、偶然的因素引起的综合结果。然的因素引起的综合结果。 存在随机误差的测量结果中，虽然单个测量存在随机误差的测量结果中，虽然单个测量值误差的出现是随机的，既不能用实验的方法消值误差的出现是随机的，既不能用实验的方法消除，也不能修正，但是就误差的整体而言，多数除，也不能修正，但是就误差的整体而言，多数随机误差都服从正态分布规律。随机误差都服从正态分布规律。 2022-6-2322随机误差的正态分布规律随机误差的正态分布规律长度相对测量值长度相对测量值次次数数统统计计2022-6-2323随机事例的几个例子随机事例的几个例子 彩票摇奖彩票摇奖2022-6-23244.4.动态误差动态误差 由心电图仪放大器由心电图仪放大器带宽不够引起的动带宽不够引起的动态误差态误差 当被测量随时间迅速变化当被测量随时间迅速变化时，系统的输出量在时间上不时，系统的输出量在时间上不能与被测量的变化精确吻合，能与被测量的变化精确吻合，这种误差称为动态误差。这种误差称为动态误差。 2022-6-2325本章第本章第1 1、2 2节节作业作业P13：第第2、3、4、5、6题题2022-6-2326休休 息息 一一 下下