第一章检测技术的基本概念

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自动检测技术第一章知识点

第一章检测技术的基本概念考核知识点和考核要求：1、领会：测量的基本概念及测量方法，测量结果的数据统计及处理2、掌握：测量误差及分类，传感器及其基本特性3、熟练掌握：绝对误差和相对误差的计算，仪表的精度等级第一节测量的基本概念与方法 1）根据测量是否随时间变化：静态测量。

例如：激光干涉仪对建筑物的缓慢沉降做长期监测是静态测量动态测量。

例如：光导纤维陀螺仪测量火箭飞行速度、方向是动态测量 2）根据测量的手段不同：直接测量：直接读取被测量的测量结果。

例如：磁电式仪表测量电流电压、离子敏MOS 场效应管晶体测量PH 值和甜度间接测量：对与被测量有确定函数关系的量进行直接测量，再代入函数关系式计算测量量。

例如：测量物体密度3）根据测量结果的显示方式：模拟式测量和数字式测量（其中：数字式测量比模拟式测量精度要高） 4）根据是否是在生产过程中或流水线上测量：在线测量。

例如：自动化机床边加工边测量，在实际中大多采用在线测量方式离线测量5）根据测量的具体手段：偏位式测量：被测量作用于仪表内部的比较装置，使该比较装置产生偏移量，直接以仪表的偏移量表示被测量的测量方式（直接用偏移量的大小表示测量量）。

例如：弹簧秤测量物体质量，高斯计测量磁场强度。

特点：简单迅速但精度低。

易产生灵敏度漂移和零点漂移零位式测量：被测量与仪表内部的标准量比较，当系统达到平衡时，用已知标准量的值决定被测量的值（标准量的值为测量量的值）。

例如：天平测量物体质量，平衡式电桥测量电阻值。

特点：精度高但平衡复杂。

微差式测量：预先使被测量与测量装置内部的标准量取得平衡，当被测量有微小变化时，测量装置失去平衡，偏位式仪表指示出变化部分的数值（先平衡再有微量变化时）。

例如：天平测量化学药品，钢板厚度测量。

特点：上述两者的综合第二节测量误差及分类1.真值：是指在一定条件下被测量客观存在的实际值。

分类：1）理论真值（例：三角形的内角之和为180°）2）约定真值（例：标准条件下，水的三相点为273.16K ，金的凝固点为1064.18℃）3）相对真值（例：凡精度高一级或几级的仪表的误差是精度低的仪表误差的1/3以下时，则精度高的仪表的测量值可认为是相对真值）2.测量误差：测量值与真值之间的差值根据其特征不同：1）绝对误差：是指测量值A x 与真实值A 0之间的差值，即Δ＝A x －Ａ0 2）相对误差：反应测量值偏离真值程度的大小实际相对误差A γ:绝对误差Δ与被测量的真值Ａ0的百分比， %1000⨯∆=A Aγ示值（标称）相对误差x γ：绝对误差∆与被测量A x 的百分比，%100⨯∆=xxA γ满度（引用）相对误差m γ：绝对误差∆与仪器满度值A m 的百分比，%100m⨯∆=A mγ3. 准确度等级S ：当∆ 取仪表的最大绝对误差值∆m 时，满度相对误差常被用来确定仪表的准确度等级，100mm⨯=A ΔS 注意：仪表的准确度在工程中也常称为“精度”，准确度等级习惯上称为精度等级。

自动检测技术概述第1章自动检测技术的基本概念和数据处理

图1-1 糖化过程温度控制系统方框图
1.1.2 自动检测系统的基本组成
1 传感器（信号的获得）
直接感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和传感元件组成。
敏感元件是指传感器中直接感受被测量的部分，传感元件是指能将敏感元件的输出转换为电信号的部分。
图1-3 传感器图用图形符号图图1-4 电容式压力传感器的图用图形符号
1.2 测量方法
按测量手续分类：直接测量、间接测量、联立测量；
按测量方式分类：偏差式测量、零位式测量、微差式测量；
按敏感元件是否与被测介质接触分类：接触式测量、非接触式测量；
按被测量变化快慢分类：静态测量、动态测量；
自动检测技术概述第1章自动检测技术的基测量方法 1.3 传感器的一般特性 1.4 测量误差与数据处理
1.1 自动检测技术概述
1.1.1 自动检测技术在自动化专业中的地位
与作用
测量：以确定量值为目的的一组操作。
检验：分辨出被测参数的量值是否归属某一范围带，从而判别被测参数是否合格、现象是否存在等。
间接测量：首先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测量，将测量值代入函数关系式，经过计算得到测量所需的结果。
优势：间接测量可以实现难以直接测量的被测量的测量。
缺点：相对于直接测量，间接测量过程手续较多，所需时间较长，有时可以得到较高的测量精度。间接测量多用于实验室测量，工程测量中亦有应用。
优点：反应快、精度高。
1.2.3 接触式测量、非接触式测量
接触检测：指在测量过程中敏感元件与被测介质产生实际物理上的接触。
非接触检测：指利用物理、化学及声、光学的原理，使被测对象与敏感元件之间不发生物理上的直接接触而对被测量进行检测的方法。

01第一章检测技术基本概念

B (v1 v2 ) 2 (v2 v3 ) 2 (vn v1 ) 2
B 1 若则可能含有变化的系统误差。 1 2A n
3.粗大误差
在对重复测量所得一组测量值进行数据处理之前, 首先应将具有粗大误差的可疑数据找出来加以剔除。但绝对不能凭主观意愿对数据任意进行取舍, 而是要有一定的根据。因此要对测量数据进行必要的检验。
完整描述应包括：估计值（比值+误差）、测量单位、不确定度等。
二、测量方法
测量方法：实现被测量与标准量比较得出比值的方法。
测量方法分类
根据获得途径可分为直接测量、间接测量、组合测量；根据测量方式可分为偏差式测量、零位法测量、微差法测量；根据被测量变化快慢可分为静态测量、动态测量；根据测量的精度因素情况可分为等精度测量、非等精度测量；
3）准则检查法：
马利科夫判据：将残余误差前后各半分两组，若“Σ vi
前”与“Σ vi后”之差明显不为零，则可能含有线性系
统误差。
阿贝检验法则：检查残余误差是否偏离正态分布，若偏离，则可能存在变化的系统误差。将测量值的残余误差按测量顺序排列，设 A v 2 v 2 v 2 1 2 n
检测技术的基本概念
本章学习测量的基本概念、测量方法、误差分类、测量结果的数据统计处
理，传感器的基本特性等。他们是检测
与转换技术的理论基础。
第一节一、测量
测量的基本概念及方法
测量：以确定被测量值为目的的一系列操作。将被测量与同种性质的标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数的一系列操作。
x n u
特点：可以获得比较高的测量精度, 但测量过程比较复杂, 费时较长, 不适用于测量迅速变化的信号。

检测技术

第一章测试技术的基本知识●测试技术的概念：测试技术：也称检测技术，是具有试验性质的测量，泛指测量和试验两个方面的技术。

工程中，“检测”视作为“测量”的同义词或近义词。

●什么叫测量？以确定被测对象属性量值为目的的全部操作●测量可以分为直接测量和间接测量。

●直接测量可以分为直接比较和间接比较。

2理想的测试系统应该具有单值的、确定的输入－输出关系。

对于每一输入量都应该只有单一的输出量与之对应。

知道其中一个量就可以确定另一个量。

其中以输出和输入成线性关系最佳第二章测量系统的基本特性(1) 标定：用已知的标准校正仪器或测量系统的过程称为标定。

输入到测量系统中的已知量是静态量还是动态量，标定分静态标定和动态标定。

定义：静态标定：就是将原始基准器，或比被标定系统准确度高的各级标准器或已知输入源作用于测量系统，得出测量系统的激励－响应关系的实验操作。

静态标定的作用：①确定仪器或测量系统的输入－输出关系，赋予仪器或测量系统分度值；②确定仪器或测量系统的静态特性指标；③消除系统误差，改善仪器或测量系统的正确度静态标定的过程及要求：要求：标定时，一般应在全量程范围内均匀地取定5个或5个以上的标定点（包括零点）正行程：从零点开始，由低至高，逐次输入预定的标定值此称标定的正行程。

反行程：再倒序依次输入预定的标定值，直至返回零点，此称反行程。

几种曲线：正行程曲线，反行程曲线，实际工作曲线工作曲线：方程称之为工作曲线或静态特性曲线。

实际工作中，一般用标定过程中静态平均特性曲线来描述。

正行程曲线：正行程中激励与响应的平均曲线反行程曲线：反行程中激励与响应的平均曲线实际工作曲线：正反行程曲线之平均。

3，测量系统静态特性指标：灵敏度，线性度，迟滞，重复性，分辨率，阙值，测量范围……定义，求取方式灵敏度S：是仪器在静态条件下响应量的变化△y和与之相对应的输入量变化△x的比值。

示值范围是显示装置上最大与最小示值的范围。

当仪器有多档量程时，用标称范围取代示值范围。

检测技术—第一章

一、有关名词术语
① 真值； ② 标称值 ③ 示值 ④ 精度 ⑤ 重复性 ⑥ 误差公理
1、真值：被测量的真实数值，真值是真实存在的，但不可测量。
1）理论真值。如：一大气压下水的沸点为100℃
2）约定真值。如：米、千克、安培
米的定义：光在真空中，在1/299792458秒时间间隔内所行路径的长度。
系统误差也称装置误差，它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变化者，均属于系统误差。
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消除。
说明: (1) 系统误差估算：无限多次测量结果的平均值减去该被测量的真值。
2 1 2 3
3
x0
x
图正态分布曲线
2、标准偏差及其估计
标准偏差表示测量值的分散程度。标准偏差越小，表示测得值的离散性小，也即小误差出现的机会越多，而大误差出现的机会少，这意味着测量精度高；反之，标准偏差大，曲线平坦，表示所测得值分散。
当测量次数无穷大时，标准偏差可表示如下
lim N
产生粗大误差的一个例子
第三节随机误差的分析与处理
在测量中, 对测量数据进行处理时, 首先判断测量数据中是否含有粗大误差, 如有, 则必须加以剔除。再看数据中是否存在系统误差, 对系统误差可设法消除或加以修正。对排除了系统误差和粗大误差的测量数据, 则利用随机误差性质进行处理。
一.随机误差及其分布
（3）理论计算或按经验公式计算
2、变值系统误差的判别法
（1）观察法
根据测量数据的各个残差大小和符号的变化规律，直接由误差数据或误差曲线图形来判断有无系统误差。这种方法主要适用于发现变值系差。通常将测量列的残差做散点图：

第1章检测技术的基本概念

测试：带有试验性质的检测。
x Ax0
二、测量的基本概念
1 、测量的定义 • 测量是检测技术的重要组成部分，是以确定被测量值为目的的一系列操作。
• 测量：将被测量与同种性质的标准量进行比较，从而确定被测量相对于标准量的倍数的过程。
•
由基本方程式可知：
x Ax0
（1-1）
式（1-1）称为测量的基本方程式。式中，x为被测量；A 为测量值；x0为测量单位。 • 一个完整的测量结果应包含测量值和所选测量单位两部分内容。 • 测量过程三要素：测量方法、测量单位和测量仪器与设备。
3）相对真值相对真值又称为实际值，是指将测量仪表按精度不同分为若干等级，高等级的测量仪表的测量值即为相对真值。
Δ
2、误差的分类按表示方法分（1）绝对误差（2）相对误差 (1）绝对误差绝对误差是指被测量的测量值与被测量的真值之间的差值，即 Δ Ax A0 （1-2）
式中，Δ 为绝对误差；Ax为测量值；A0为被测量的真值，可为约定真值或相对真值。
• 采用绝对误差表示测量误差, 不能很好说明测量质量的好坏。 • 例如, 在温度测量时, 绝对误差Δ =1 ℃, 对体温测量来说是不允许的, 而对测量钢水温度来说却是一个极好的测量结果。 • 在实际应用中更多地是用相对误差来代替绝对误差表示测量结果，这样可以更客观地反映测量的准确性。
（2）相对误差
产生粗大误差的一个例子
•
系统误差决定了测量的准确度，表明了测量值偏离实际值的程度。系统误差越小，测量值的准确度越高。所以仪表的准确度即精度常常用来表示系统误差的大小。随机误差决定了测量的精密度。随机误差越小，测量值的精密度越高。
•
• 如果一个测量值的精密度和准确度都很高，就称此测量的精确度很高。

第一章检测技术的基本概念..

产生粗大误差的一个例子雷电产生尖峰干扰
2.系统误差
在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差，称为系统误差。凡误差的数值固定或按一定规律变化者，均属于系统误差。
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消除。
技术
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采用计算机技术，使检测技术智能化
智能机械手
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采用计算机技术，使检测技术智能化
单片机芯片
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6.发展网络化传感器及检测系统
区域网与上位机
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传感器的数字化和网络化结构
传感器在总体上呈现出多功能、微型化、数字化、集成化、智能化和网络化的发展趋势。将在第十三章检测系统的综合应用详细学习。
二、误差产生的性质：
1.粗大误差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差。当发现粗大误差时，应予以剔除。
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2、相对误差及精度等级
几个重要公式：绝对误差示值相对误差满度相对误差准确度(精度) Δ = A x –Ａ 0
100% Ax
x
m 100% Am
S Δm 100 Am
3、仪表的准确度等级和基本误差表
等级
0.1 0.2 0.5 1.0 1.5 2.5 5.0

第一章测量基本概念习题及答案

第一章检测技术的基本概念一、填空题：1、传感器有、、组成2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出与输入的比值。

3、从输出曲线看，曲线越陡，灵敏度。

4、下面公式是计算传感器的。

9)-(1 %100minmax max L L ⨯-=y y Δγ 5、某位移传感器的输入变化量为5mm ，输出变化量为800mv ，其灵敏度为。

二、选择题：1、标准表的指示值100KPa ，甲乙两表的读书各为101.0 KPa 和99.5 KPa 。

它们的绝对误差为。

A 1.0KPa 和-0.5KPaB 1.0KPa 和0.5KPaC 1.00KPa 和0.5KPa2、下列哪种误差不属于按误差数值表示。

A 绝对误差B 相对误差C 随机误差D 引用误差3、有一台测量仪表，其标尺范围0—500 KPa ，已知绝对误差最大值 ∆P max=4 KPa ，则该仪表的精度等级。

A 0.5级B 0.8级C 1级D 1.5级4、选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。

应选购的仪表量程为测量值的倍。

A3倍 B10倍 C 1.5倍 D 0.75倍5、电工实验中，常用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于测量，而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于测量。

A 偏位式 B 零位式 C 微差式6、因精神不集中写错数据属于。

系统误差 B 随机误差 C 粗大误差7、有一台精度2.5级，测量范围0—100 KPa ，则仪表的最小分格。

A45 B40 C30 D 208、重要场合使用的元件或仪表，购入后进行高、低温循环老化试验，目的是为了。

A 提高精度B 加速其衰老C 测试其各项性能指标D 提高可靠性9、传感器能感知的输入量越小，说明越高。

A 线性度好B 迟滞小C 重复性好D 分辨率高三、判断题1、回差在数值上等于不灵敏度 ( )2、灵敏度越大，仪表越灵敏（）3、同一台仪表，不同的输入输出段灵敏度不同（）4、灵敏度其实就是放大倍数（）5、测量值小数点后位数越多，说明数据越准确（）6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字（）7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字（）四、问答题1、什么是传感器的静态特性，有哪些指标。

检测技术基础

1.2.2 检测仪表的分类
(1) 按参数分类：如：温度压力流量液位
(2) 按响应形式分类：连续式：水银温度计、压力表等。开关式：电饭煲温度计
(3) 按使用的能源分类：机械式、电式、气式、光式 (4) 按是否具有远传功能分类：就地式、远传式
(5) 按信号的输出形式分类：模拟式、数字式、数模混合式
因为 0.5<0.7<1.0
所以应选0.5级的仪表。
例3：某仪表厂生产测温范围为200～700℃测温仪表,校验时得到的最大绝对误差为±4℃,最大变差为-6℃,试确定该仪表的精度等级。
解：该表的最大相对百分误差为：
4 100% 0.8%
700 200
0.5—1.0
去掉“±”与“％”号,其数值为0.8。等级中无0.8 级，而最大引用误差又超过了0.5级仪表的允许误差(±0.5％),则该仪表的精度等级应为1.0级。
被测参数（measured parameter ）（也称被测量）
敏感元件直接感受的参数。
待测参数（parameter to be measured）需要获取的测量参数。
直接测量（direct measurement）被测参数直接测量待测参数此时待测参数就是被侧参数
间接测量（indirect measurement）直接测量多个参数运算待测参数
0.005；0.02；0.05；
（Ⅰ级标准表）
0.1；0.2；0.25；0.4；0.5；（Ⅱ级标准表）
1.0 ；1.5；2.5；
（工业用表）
③ 准确度等级的确定确定方法：计算仪表满刻度相对误差，去掉“±”与“％”号, 便可以确定仪表的精度等级。
根据国家统一划分的准确度等级，选其中数值上最为接近又比准确度大的准确度等级作为该仪表的准确度等级。仪表的精度等级一般用不同的符号标志在仪表面板上。

自动检测技术及应用第一章

第一章检测技术的基本概念
本章学习测量的基本概念、测量方法、误差分类、测量结果的数据统计处理、测量不确定度，以及传感器的基本特性等，是检测技术的理论基础。
第一节检测技术的基本概念及方法
静态测量
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2
对缓慢变化的对象进行测量亦属于静态测量。
最高、最低温度计
Lmax L 100% ymax ymin
作图法求端基线性度演示
首先作一根理论直线——将仪表输出起始点与满量程点连接起来的直线。
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可靠性：可靠性是反映检测系统在规
定的条件下，在规定的时间内是否耐用的一种综合性的质量指标。磨合期又称早期失效期稳定期又称偶然失效期失效期又称衰老失效期
测量转换电路的作用是将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电压、电流或频率量。在左图中，当电位器的两端加上电源后，电位器就组成分压比电路，它的输出量是与压力成一定关系的电压Uo 。
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分压比电路的计算公式如下：
对圆盘式电位器来说，Uo 与滑动臂的旋转角度成正比：
测量不确定度的分类
为了正确地评定测量结果的不确定度，应全面分析影响测量结果的各种因素，仔细列出测量结果的所有不确定度来源。不确定度评定得太大，会造成资源浪费，评定得太小，将影响工程质量。在完成不确定度的分析和评定后，应给出不确定度报告。
测量不确定度的来源
①对被测量的定义不完善；②被测量定义复现的不理想；③被测量的样本不能代表定义的被测量；④环境条件对测量过程的影响考虑不周，或环境条件的测量不完善；⑤模拟仪表读数时人为的偏差；⑥仪器分辩力或鉴别阈不够；⑦赋予测量标准或标准物质的值不准；⑧ 从外部来源获得并用以数据计算的常数及其他参数不准；⑨测量方法和测量过程中引入的近似值及假设；⑩在相同条件下被测量重复观测值的变化等。

自动检测技术及应用(复习要点及答案)(1)

《自动检测与转换技术》本书学习特点：(1) 理清理论和应用之间的关系（题型：选择20个，填充15个，判断5个，简答30分，计算5题30分）熟悉以前的考卷，难度和风格基本和以前考卷相似。

着重理论基础，应用也离不开基础，精力要放在基本知识点，应用实例不要花太多时间。

(2) 重要的知识点要背，否则将无法做简答题，重要的知识点会在考卷中反复出现，可能是简答，也可能是选择。

(3) 力争把计算题拿满分(30分)题型和以前不会有太大变化，所用公式基本相同，但所求量和已知量会有所不同。

第一章检测技术的基本概念 ——1个计算题、1个简答题以及基本概念知识点1、测量的方法 P5 ①按手段分：直接测量、间接测量； ②按是否随时间变化分：静态测量(缓慢变化) 、动态测量(快速变化)；③按显示方式分模拟测量、数字测量 (07.04填)偏位式测量——如：弹簧秤P6 测量的具体手段零位式测量——如：天平、用平衡式电桥来测量电阻值均属零位式测量微差式测量——如：核辐射钢板测厚仪知识点2、测量误差 P8 （计算题一定有）(1) 绝对误差 △＝A x －A 0 A x 为测量值 A 0为真值(2) 相对误差 a 、实际相对误差 γA ＝△/A 0×100%b 、示值相对误差 γx ＝△/A x ×100%c 、满度相对误差 γm ＝△/A m ×100% A m 为量程 A m ＝A max －A min用于判断仪表准确度等级精确度 s ＝│△m /A m │×100P8 * 我国模拟仪表有7种等级：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0级，其他等级是没有的 P9 例1-1 例1-2 看懂又例：有三台仪表，量程为0～600℃，精度等级2.5级、2.0级、1.5级（仅作例题，实际无2.0级仪表）现需测量500℃左右温度，要求其相对误差不超过2.5%，应选哪只仪表合理？ (07.04计) 解：实际允许误差 △＝500×2.5%＝12. 5℃ 2.5级仪表最大误差 △1＝600×2.5%＝15℃ 2.0级仪表最大误差 △2＝600×2.0%＝12℃ 1.5级仪表最大误差 △3＝600×1.5%＝9℃ 选用2.0级仪表较为合理又例：有一仪表测量范围为0～500℃，重新校验时，发现其最大绝对误差为6℃，问这只仪表可定几级？ (07.04选) (07.04计)解：γm ＝△/A m ×100%＝6/500×100%＝1.2% 该仪表应定为1.5级* P9 (选/判)选用仪表时应兼顾精度等级和量程，通常希望示值落在仪表满度值的2/3以上，选仪表量程为实际值的1.5倍。

检测与转换技术

第一章检测技术的基本概念1、某压力仪表厂生产的压力表满度相对误差均控制在0.4%~0.6%，该压力表的精度等级应定为多少级？答：1 .02、某仪器厂需要购买压力表，希望压力表的满度相对误差小于0.9%，应购买精度等级为多少级的压力表？答：0 .5 a3、对同一被测量进行多次重复测量时，误差的绝对值和符号不可预知地随机变化，但总体满足一定的统计规律性，该误差称为什么误差？答：随机误差4、多次重复测量时，误差的大小或符号保持不变，或按一定规律出现（始终偏大、偏小或周期性变化），该误差称为什么误差？答：系统误差5、检测中使用一次仪表，新的国家标准规定电流输出和电压输出是多少？答：4～20mA、1～5V6、检测中由于电流信号不易受干扰，且便于远距离传输，所以在一次仪表中多采用电流输出型，新的国家标准规定电流输出为多少？答：4～20mA7、什么是系统误差？答：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差，称为系统误差。

8、什么是粗大误差？答：超出在规定条件下预计的误差，或明显偏离真值的误差称为粗大误差，也叫过失误差、疏忽误差或粗差，应予以剔除。

9、什么是测量答：测量过程实质上是一个比较的过程，即将被测量与一个同性质的、作为测量单位的标准量进行比较，从而确定被测量是标准量的若干倍或几分之几的比较过程。

10、什么是测量结果？答：测量结果可以表现为一定的数字，也可表现为一条曲线，或者显示成某种图形等，测量结果包含数值（大小和符号）以及单位。

有时还要给出误差范围11、什么是静态测量？什么是动态测量？答：在检测技术中，对缓慢变化的对象所进行的测量，亦属于静态测量。

工程中，有时可认为几十赫兹以上的测量称为动态测量。

12、传感器有哪三部分组成？答：传感器由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。

13、某数字表满量程为99.9A，该表的分辨力和分辨率为多少？答：数字表满量程为99.9A，该表的分辨力=0.1A，分辨率=0.1A÷99.9≈0.1%14、测量结果的正态分布的规律是怎样的？测量结果的正态分布的规律有：（1）集中性、（2）对称性、（３）有界性15、用核辐射式测厚仪对钢板的厚度进行6次等精度测量，所得数据为2.04mm、2.02mm、1.96mm、0.99mm、3.33mm、1.98mm，为粗大误差的值是什么？，在剔除粗大误差后，用算术平均值公式计算钢板厚度等于多少？答：为粗大误差的值是0.99和3.33mm，在剔除粗大误差后，用算术平均值公式计算钢板厚度=2.00mm。

传感器与检测技术课件全文

1.1.3传感器的分类
1．按输入量（被测量）分类 2．按工作原理（机理）分类 3、按能量的关系分类 4．按输出信号的形式分类
1.2 传感器的特性
静态特性和动态特性
输入量X和输输出Y的关系通常可用多项式表示
静态特性可以用一组性能指标来描述，如线性度、灵敏度、精确度（精度）、重复性、迟滞、漂移、阈值和分辨率、稳定性、量程等。
(4) 分贝误差在电子学和声学等计量中，常用对数形式来表示相对误差，称为分贝误差，它实质上是相对误差的另一种表示方式。
2、按性质分类
(1)系统误差(systematic error) 定义：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。特征：在相同条件下，多次测量同一量值时，此此的绝对值和符号保持不变，或者在条件改变时，按某一确定规律变化。分类（变化规律不同）：恒定系统误差包括恒正系统误差和恒负系统误差，可变系统误差包括线性系统误差、周期性系统误差和复杂规律系统误差等。
1、线性度也称为非线性误差，是指在全量程范围内实际
特性曲线与拟合直线之间的最大偏差值与满量程输出值之
比。反映了实际特性曲线与拟合直线的不吻合度或偏离程
度。
L
Lmax YFS
100 %
2.迟滞。传感器在输入量由小到大（正行程）及输入量由大到小（反行程）变化期间其输入输出特性曲线不重合的现象称为迟滞。即，对于同一大小的输入信号，传感器的正反行程输出信号大小不相等，这个差值称为迟滞差值。传感器在全量程范围内最大的迟滞差值或最大的迟滞差值的一半与满量程输出值之比称为迟滞误差，又称为回差或变差（最大滞环率）。
在仪表准确度等级及其测量标称范围或量程选择方面应注意如下原则： ①不应单纯追求测量仪表准确度越高越好，而应根据被测量的大小，兼顾仪表的级别和标称范围或量程上限全理进行选择。 ②选择被测量的值应大于均匀刻度测量仪表量程上限的三分之二，即 x>(2xm/3) ，此时测量的最大相对误差不超过 rx=±[xm/(2xm/3)]×s%=±1.5s%，即测量误差不会超过测量仪表等级的1.5倍。

自动检测技术及应用-检测技术的基本概念精选全文

n
xi / m
解：6个测量值中，2.90m明显是“坏
1
2.2000
值”，给予剔除，将剩下5个带有随机 2
2.2001
误差的测量值求算术平均值x=2.2000m 。 3
可以认为激光干涉测长仪的测量值为 4
相对真值A0=2.204m。
5 6
2.2002 2.1999 2.1998 2.9000
则算术平均值与真值x0之间的误差为系统误差,为负的 0.004m。因此必须在上述校验后,将该磁栅的基准向左调
零位式测量例3：自动平衡电桥
1－滑线电阻 2－电刷 3－指针 4－刻度尺 5－丝杆螺母传动 6－检零放大器 7－伺服电动机
零位式测量例4：
自动平衡电位差计式记录仪表
平衡时间：小于1s
匀速走纸
微差式测量
微差式测量法是综合了偏位式测量法速度快和零位式测量法准确度高的优点的一种测量方法。这种方法预先使被测量与测量装置内部的标准量取得平衡。当被测量有微小变化时，测量装置失去平衡。用偏位式仪表指示出其变化部分的数值。
接触式测量
非接触式测量
例：雷达测速
车载电子警察
离线测量
产品质量的手工检验
离线测量
产品质量检验
电路板焊接质量检验
.
在线测量
在流水线上，边加工，边检测，可提高产品的一致性和加工准确度。
例：安装有直线光栅的数控机床，一边加工一边测量直径和螺纹,到达设定值时自动退刀。
防护罩内为测量行程的传感器
2）可能出现的最大绝对误差Δm为多少千帕？ 3）测量结果显示为0.70MPa时，可能出现的最大示值相对误差γx。
解: 1）可能出现的最大满度相对误差可以从

《安全检测技术》课程笔记

《安全检测技术》课程笔记第一章：安全检测技术概述1.1 安全检测技术背景及意义安全检测技术是预防事故、保障生产和生活安全的重要手段。

随着科技的进步和工业的发展，安全检测技术在各个领域得到了广泛应用。

通过对危险源的实时监测、预警和控制，可以有效地降低事故发生的风险，保障人民生命财产安全。

1.2 安全检测技术的基本概念安全检测技术是指利用各种传感器、检测仪器和设备，对生产过程中的各种参数、环境及灾害进行实时监测、预警和控制的技术。

安全检测技术主要包括传感器技术、信号处理技术、数据通信技术、计算机技术和控制技术等。

1.3 安全检测技术的分类根据检测对象和目的的不同，安全检测技术可以分为以下几类：1.3.1 生产过程参数检测：对生产过程中的温度、压力、流量、液位等工艺参数进行监测，以确保生产过程的正常运行。

1.3.2 环境及灾害检测：对环境中的有毒有害气体、粉尘、噪声、辐射等污染物和自然灾害进行监测，以预防环境污染和灾害事故。

1.3.3 事故隐患检测：对生产过程中的设备、设施、场所等可能存在的事故隐患进行检测，以提前发现并消除隐患。

1.3.4 防爆检测：对易燃易爆场所的气体、蒸气、粉尘等危险物质进行检测，以预防火灾和爆炸事故。

1.4 安全检测技术的发展趋势随着科技的不断进步，安全检测技术也在不断发展和创新。

未来安全检测技术的发展趋势主要包括：1.4.1 网络化和智能化：利用物联网、大数据和人工智能等技术，实现安全检测信息的远程传输、智能分析和预警预测。

1.4.2 集成化和多功能化：将多种检测功能集成于一体，实现一体化检测，提高检测效率和准确性。

1.4.3 微型化和便携化：研发微型化、便携化的检测仪器和设备，方便现场检测和快速响应。

1.4.4 长寿命和低能耗：提高检测设备的稳定性和可靠性，延长使用寿命，降低能耗。

1.5 安全检测技术在我国的现状及挑战我国安全检测技术经过多年的发展，已取得了一定的成果。

然而，在技术水平和应用范围等方面，仍面临一些挑战：1.5.1 技术水平相对落后：与发达国家相比，我国安全检测技术在某些领域还存在一定的差距。

自动检测技术及应用复习资料

绪论1、自动检测系统原理图系统框图：用于表示一个系统各部分和各环节之间的关系，用来描述系统的输入输出、中间处理等基本功能和执行逻辑过程的概念模式。

自动检测系统的组成：传感器、信号调理电路、显示器，数据处理装置、执行机构组成。

（这里会出填空题）2、传感器：只一个能将被测的非电量变换成电量的器件。

3、自动磨削测控系统原理说明：传感器快速检测出工件的直径参数，计算机一方面对直径参数做一系列的运算、比较、判断等操作，然后将有关参数送到显示器显示出来，另一方面发出控制信号，控制研磨盘的径向位移，指导工件加工到规定要求为止。

第一章检测技术的基本概念1、测量：借助专门的技术和仪表设备，采用一定的方法取得某一客观事物定量数据资料的实践过程。

2、测量方法的分类：静态测量、动态测量直接测量、间接测量接触式测量、非接触式测量偏位式测量，零位式测量，微差式测量3、测量误差的表示方法：绝对误差和相对误差（示值相对误差、引用误差）4、测量误差的分类：粗大误差、系统误差、随机误差、静态误差、动态误差。

5、传感器的组成：由敏感元件、传感元件、测量转换电路组成、6、测量转换电路的作用：将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电压、电流或频率量。

7、传感器的静态特征：灵敏度：指传感器在稳态下输出变化值与输入变化值之比。

分辨力：指传感器能检测出被测信号的最小变化量。

非线性度：线性度又称非线性误差，指传感器实际特性曲线与拟合直线之间的最大偏差与传感器满量程范围内的输出之百分比。

迟滞误差：传感器的正向特性与反向特性的不一致程度。

稳定性、电磁兼容性、可靠性第二章电阻传感器1、应变效应：导体或半导体材料在外界力的作用下，会产生机械变形、其电阻值也将随着发生变化。

2、压阻效应：单晶硅材料在受到应力作用后，电阻率发生明显变化。

3、投入式液位计的工作原理：压阻式压力传感器安装在不锈钢壳体内，，并用不锈钢支架固定放置在液体底部。

传感器的高压侧的进气孔与液体相通，可读出安装高度处的表压力。

第1章检测技术与检测系统概述

图示为汽车出厂检验原理框图，测量参数包括润滑油温度、冷却水温度、燃油压力及发动机转速等。通过对抽样汽车的测试，工程师可以了解产品质量。
汽车扭距测量
第1章检测技术与检测系统概述
5、检测技术在日常生活中的应用与日俱增
在家电产品和办公自动化产品设计中，大量的应用了传感器和测试技术来提高产品性能和质量。
测量原理：实现测量所依据的物理、化学、生物等现象及有关定律的总体。
测量方法：是指测量原理确定后，根据测量任务的具体要求所采用的不同策略。
测试系统：包含对被测量进行检出、变换、传输、分析、处理、判断和显示等不同功能环节所构成的一个总体。
简单的测试系统可以只有一个模块，如玻璃管温度计。它直接将被温度变化转化液面示值。
第1章检测技术与检测系统概述
1.2 检测技术的作用与地位
1、检测技术的出现是人类社会发展的必然
社会发展历程：手工化
机械化
自动化信息化
…
对应生产方式：人单与工简具
动力机与机械
自动测量控制
智能机电装置
…
检测技术是应人类文明生活的需求而产生，起着人类的感官的作用。
第1章检测技术与检测系统概述
➢ 2003年伊拉克战争
90%
航天测控网是完成运载火箭、航天器跟踪测轨、遥测信号接收与处理、
遥控信号发送任务的综合电子系统。
“阿波罗10”：火箭部分---2077个传感器飞船部分---1218个传感器
神州5号：185套科学仪器
第1章检测技术与检测系统概述
4. 检测技术在工业生产领域的应用 4.1 工业过程监测
1、发现和应用新的测量原理，从事相应传感器的开发研究； 2、选择合适的测量原理，确定测量方法；电测法和非电测法、直接测量与间接测量、绝对测量与相对测量、开环测量与闭环测量等。 3、设计或选用各类装置组成测试系统； 4、测量数据的分析处理，得出符合客观实际的结论。

第1章生物医学检测技术-基本概念

理论值与实际测量值的误差为：
…
v1 l1 (a11 x1 a12 x2 a1m xm ) v2 l2 (a21 x1 a22 x2 a2m xm )
vn ln (an1 x1 an 2 x2 anm xm )
最小二乘法则是“残余误差的平方和为最小”，即小
a、b均为零。
y(D) y( j) b 0 微分方程形式： k x (D) x ( j) a 0
K——静态灵敏度
例如，右图所示线性电
位器就是一个零阶传感器。设电位器的阻值沿
长度L是线性分布的，则输出电压USC和电刷位移 U SR 之间的关系为。 U SC x Kx L
USC——输出电压； x——电刷位移。 USR——输入电压；
系统精确度等级A以—系列标准百分数值
(0.001，0.005，0.02，0.05，…，1.5，2.5，4.0…)
分档。它代表的误差指系统测量的最大允许误差。
（四）最小检测量和分辨率
最小检测量 —— 指系统能确切反映被测量的最低极限量。
最小检测量愈小，表示系统检测微量的能力愈高。由于系统的最小检测量易受噪声的影响，所以一般用相当于噪声电子若干倍的被测量为最小检测量。
例题
某传感器给定相对误差为2%FS，满度值输出为50mV，求可能出现的最大误差δ （以mV计）。当传感器使用在满刻度的 1/2和1/8时计算可能产生的百分误差。并由此说明使用传感器选择适当量程的重要性。
拟合直线建立常用方法：（若曲线不过零，作过零处理）
1、绝对法：方法简单，误差大 2、独立法：曲线过零，误差小
解得

x=70.8 Ω
y=0.288Ω/℃