检测技术基础
第1章 检测技术基础知识
电子信息工程教研室
信息采集技术
2.相对误差 2.相对误差 检测系统的测量值(即示值)的绝对误差Δx 检测系统的测量值(即示值)的绝对误差Δx 与被测参 量真值X 的比值，称为检测系统测量(示值)的相对误差δ 量真值X0的比值，称为检测系统测量(示值)的相对误差δ， 常用百分数表示。 常用百分数表示。
电子信息工程教研室
信息采集技术
准确度与精密度
系统误差与随机误差一般同时存在。 系统误差与随机误差一般同时存在。
电子信息工程教研室
信息采集技术
按对其测量结果的影响程度分三种情况处理： 按对其测量结果的影响程度分三种情况处理： 远大于随机误差 系统误差远大于 系统误差远大于随机误差 系统误差很小 很小， 系统误差很小，已经校正 系统误差与随机误差差不多 系统误差与随机误差差不多 按系统误差处理 按随机误差处理 分别按不同方法处理 分别按不同方法处理
电子信息工程教研室
信息采集技术
固有误差：处于基准条件下，检测仪器所反映的误差。 固有误差：处于基准条件下，检测仪器所反映的误差。 固有误差比较准确地反映仪器的技术性能。 固有误差比较准确地反映仪器的技术性能。 准确地反映仪器的技术性能 影响误差：一个参量在规定工作范围内， 影响误差：一个参量在规定工作范围内，其他参量处在基 准条件时，检测系统具有的误差。 准条件时，检测系统具有的误差。 用于分析检测仪器误差构成和减小降低误差 用于分析检测仪器误差构成和减小降低误差 分析检测仪器误差构成和减小降低 的方向。 的方向。 稳定性误差：仪表工作条件保持不变的情况下， 稳定性误差：仪表工作条件保持不变的情况下， 在规定的时间内， 在规定的时间内，检测仪器各测 量值与其标称值间的最大偏差。 量值与其标称值间的最大偏差。 评估正常测量误差，比实际测量误差偏小。 评估正常测量误差，比实际测量误差偏小。 正常测量误差 偏小
检测技术基础知识试题
检测技术基础知识试题### 检测技术基础知识试题#### 一、选择题（每题2分，共20分）1. 检测技术中常用的传感器类型不包括以下哪一项？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 光敏传感器D. 声音放大器2. 在自动化检测系统中，以下哪个不是数据采集的基本步骤？A. 信号放大B. 信号滤波C. 信号转换D. 数据存储3. 以下哪项不是检测技术的基本原则？A. 准确性B. 可靠性C. 经济性D. 复杂性4. 传感器的灵敏度是指：A. 传感器对被测量变化的响应速度B. 传感器对被测量变化的响应大小C. 传感器的稳定性D. 传感器的耐用性5. 以下哪个是数字信号的特点？A. 易于受到噪声干扰B. 抗干扰能力强C. 信号传输距离有限D. 需要模拟/数字转换器6. 在检测技术中，线性度是指：A. 传感器输出与输入成正比的程度B. 传感器输出与输入成反比的程度C. 传感器输出与输入无关的程度D. 传感器输出与输入的非线性关系7. 检测技术中，以下哪种误差属于系统误差？A. 随机误差B. 固定误差C. 测量误差D. 环境误差8. 以下哪种方法常用于提高测量精度？A. 增加测量次数B. 减少测量次数C. 只测量一次D. 忽略测量误差9. 检测技术的发展趋势不包括：A. 智能化B. 网络化C. 单一化D. 微型化10. 以下哪种技术不属于现代检测技术？A. 光纤传感技术B. 无线传感网络技术C. 红外传感技术D. 机械式测量技术#### 二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述传感器在检测技术中的作用及其重要性。
2. 解释什么是校准，并说明校准在检测技术中的重要性。
3. 描述数字信号处理的基本步骤，并解释其在提高测量精度中的作用。
#### 三、计算题（每题25分，共50分）1. 假设有一个线性传感器，其输出与输入的关系可以表示为\( V_{out} = 2V_{in} + 3 \)，其中 \( V_{in} \) 是输入电压，\( V_{out} \) 是输出电压。
测试与检测技术基础课程有哪些
测试与检测技术基础课程有哪些测试与检测技术基础课程是计算机学科中的重要一环，主要介绍软件、硬件等方面的测试与检测方法与技术。
这些课程旨在为学生提供系统、全面的知识体系，培养其在软件、硬件开发与维护过程中的测试与检测能力。
接下来，我们将介绍一些常见的测试与检测技术基础课程。
1. 软件测试基础软件测试基础课程在计算机科学与技术、软件工程等专业中广泛开设。
该课程主要介绍软件测试的基本理论、方法和技术。
学生将学习软件测试的概念、原理和流程，掌握测试需求分析、测试用例设计、测试执行、缺陷管理等技能。
此外，该课程还会介绍常见的软件测试工具和自动化测试技术。
2. 硬件测试基础硬件测试基础课程主要针对电子信息工程、计算机硬件相关专业。
该课程着重介绍硬件测试的基本概念、技术和方法。
学生将学习如何设计测试方案、选择测试工具和设备，学会使用示波器、万用表、逻辑分析仪等测试设备进行电路板、芯片等硬件元件的测试与故障排除。
3. 面向对象程序设计与测试面向对象程序设计与测试是计算机科学、软件工程等专业的核心课程之一。
该课程旨在培养学生面向对象程序设计和测试的能力。
学生将学习面向对象的分析和设计方法，掌握常用的面向对象编程语言，理解面向对象测试的原则与技巧。
此外，该课程还会重点介绍面向对象软件构建过程中的测试策略和方法。
4. 软件质量保证与测试管理软件质量保证与测试管理课程主要关注软件项目的质量保证与测试管理方面的知识。
学生将学习质量保证的基本概念、软件测试的规划和组织以及测试项目的管理技巧。
此外，该课程还包括软件质量评估、软件测试工程师的角色与职责等内容，以提高软件项目的质量和效率。
5. 网络安全测试与评估网络安全测试与评估课程主要关注网络应用系统的安全性测试和评估技术。
学生将学习网络安全测试的基本原理、基础技术和工具。
该课程还包括网络渗透测试、漏洞分析与修补、入侵检测与防范等内容，旨在培养学生在网络安全领域的测试与评估能力。
第八章 检测技术的基础——霍尔传感器
施密特触发器,输出电路所 构成。 放大器采用差分式，利于
抗干扰； 施密特触发器是常用的限位
电平翻转的电路； 输出电路采用集电极开路方式(2,
3脚）。
2.线性集成块
放大器采用三运放组成精密电桥放大器，具有强大的抗干扰 能力。考虑到需要线性输出，有的器件内部安排了线性补偿电路。
角位移
3
2
1
7—14 角位移测量仪结构示意图
1—极靴 2—霍尔器件 3—励磁线圈
角度和电势变化正比，但不是线性，必须采用特定形状的磁极
位移
在磁场强度相同而极性相反的两个磁铁气隙中放置一 个霍尔元件。当元件的控制电流I恒定不变时，霍尔电 势方V 向H的与变磁化感梯应度强d度B dBx成为正一比常。数若则磁当场霍在尔一元定件范沿围x内方沿向x 移动时，VH 的变化为:
三.霍尔片的电路补偿
1.不等位电势的补偿:
不对称电路简单，而对称补偿的温度稳定性要好些
2.温度补偿
霍尔元件一般为半导体材料制成,许多参数都会受到温度的影响.例如迁移率、电 阻率都受到温度变化而明显变化。由此引起灵敏度,输入电阻,输出电阻都发 生相应变化.为了保证测量精度,有必要采取补偿措施。
（1）恒流源分压电阻法:
霍尔元件是半导体四端薄片，一般做成正方形，在薄片的相对两侧对称的悍上两对电极 引出线（一对称激励电流端，另一对称霍尔电势输出端）
霍尔元件实测
演示视频
二、霍尔片的主要技术指标
1.额定激励电流IH:
霍尔元件温升10C所焦耳热W.
Wj
I 2R
I 2
的测量以及自动控制。归纳起来，霍尔传感器主要有下列三 个方面的用途：
①维持I、a不变，则E=f(B)，在这方面的应用有：测量
测试与检测技术基础课程
测试与检测技术基础课程一、课程简介测试与检测技术基础课程是一门基础性的课程，旨在为学生提供测试与检测技术领域的基本知识和技能。
通过学习本课程，学生将了解测试与检测的概念、原理和常用方法，并具备一定的实践能力。
本文档将介绍该课程的重要内容和教学目标，帮助学生对该课程有一个清晰的认识。
二、课程内容1.概述：介绍测试与检测的基本概念、定义和分类。
讲解测试与检测在不同领域的应用和重要性。
2.测试技术：介绍测试技术的基本原理和方法。
涵盖测试环境搭建、测试方案设计、测试用例编写和执行、测试数据分析等内容。
3.检测技术：介绍检测技术的基本原理和方法。
包括传感器原理、信号处理、特征提取和模式识别等内容。
4.常用工具：介绍测试与检测领域的常用工具软件，包括测试管理工具、自动化测试工具、数据分析工具等。
学生将学会使用这些工具来提高测试与检测的效率和准确性。
5.实践项目：通过实践项目，学生将运用所学知识解决实际问题，并完成相应的测试与检测任务。
实践项目将提供丰富的实际案例，帮助学生培养实际操作能力。
三、教学目标本课程的教学目标如下：1.掌握测试与检测领域的基本概念、定义和分类，了解测试与检测的重要性和应用领域。
2.理解和掌握测试技术的基本原理和方法，能够独立设计和执行测试方案，并对测试结果进行分析和评估。
3.理解和掌握检测技术的基本原理和方法，能够应用传感器和信号处理技术进行实时监测和检测。
4.熟练使用测试与检测领域的常用工具软件，提高测试与检测的效率和准确性。
5.在实践项目中运用所学知识解决实际问题，培养实际操作能力和团队合作精神。
四、课程评估本课程的评估方式主要包括平时表现、实验报告和期末考试。
1.平时表现：包括课堂积极参与和作业完成情况。
2.实验报告：每个实验项目需提交一份实验报告，报告内容包括实验目的、实验步骤、数据分析和结论等。
3.期末考试：针对课程的理论知识进行考核，内容覆盖课程的重要概念、原理和方法。
五、参考资料1.《测试与检测技术导论》2.《现代测量与检测技术》3.《传感器与检测技术基础》4.《实验设计与数据分析》以上为《测试与检测技术基础课程》的简要介绍，希望通过本课程的学习，能够为学生今后在测试与检测技术领域的学习和工作打下坚实的基础。
检测技术基础知识
第1章 检测技术基础知识
2. 按测量方式分类
1）
在测量过程中，用仪表指针的位移(即偏差)决定被测量的 测量方法，称为偏差式测量法。应用这种方法进行测量时标准 量具不装在仪表内，而是事先用标准量具对仪表刻度进行校准。 在测量时，输入被测量，按照仪表指针在标尺上的示值， 决 定被测量的数值。它以直接方式实现被测量与标准量的比较， 测量过程比较简单、迅速，但是测量结果的精度较低。这种测 量方法广泛用于工程测量中。
第1章 检测技术基础知识 3）
在应用仪表进行测量时，若被测物理量必须经过求解联立 方程组才能得到最后结果，则称这样的测量为联立测量(也称 为组合测量)。在进行联立测量时，一般需要改变测试条件， 才能获得一组联立方程所需要的数据。
联立测量的操作手续很复杂，花费时间很长，是一种特殊 的精密测量方法。它多适用于科学实验或特殊场合。
第1章 检测技术基础知识 1.2.2
1.
1）
在使用仪表进行测量时，对仪表读数不需要经过任何运算， 就能直接表示测量所需要的结果，称为直接测量。例如，用磁 电式电流表测量电路的支路电流，用弹簧管式压力表测量锅炉 压力等就为直接测量。直接测量的优点是测量过程简单而迅速， 缺点是测量精度通常较低。这种测量方法是工程上大量采用的 方法。
第1章 检测技术基础知识 3. 网络化检测系统
总线和虚拟仪器的应用，使得组建集中和分布式测控系统 比较方便，可满足局部或分系统的测控要求，但仍然满足不了 远程和范围较大的检测与监控的需要。近十年来，随着网络技 术的高速发展，网络化检测技术与具有网络通信功能的现代网 络检测系统应运而生。例如，基于现场总线技术的网络化检测 系统，由于其组态灵活、综合功能强、运行可靠性高，已逐步 取代相对封闭的集中和分散相结合的集散检测系统。又如，面 向Internet的网络化检测系统，利用Internet丰富的硬件和软 件资源，实现远程数据采集与控制、高档智能仪器的远程实时 调用及远程监测系统的故障诊断等功能；
传感器与检测技术基础
转换元件 它是将敏感元件输出的非电信号直接转换为电信号，或直接将被测非电信号转换为电信号(如应变式压力传感器的电阻应变片，它作为转换元件将弹性敏感元件的输出转换为电阻)。 转换电路 它能把转换元件输出的电信号转换为便于显示、处理和传输的有用信号。
传感器的分类 传感器技术是一门知识密集型技术。
1.2 测量误差与准确度
3)恰为第n位单位数字的0.5，则第n位为偶数或零时就舍去，为奇数时则进1。 (2)参加中间运算的有效数字的处理 1)加法运算：运算结果的有效数字位数应与参与运算的各数中小数点后面的有效位数相同。 2)乘除运算：运算结果的有效数字位数，应与参与运算的各数中有效位数最小的相同。 3)乘方及开方运算：运算结果的有效数字位数比原数据多保留一位。 4)对数运算：取对数前后有效数字位数应相同。 2.测量数据的处理 常用的数据处理方法有列表法、图示法、最小二乘法线性拟合。
列表法 列表法是把被测量的数据列成表格，可以简明地表示有关物理量之间的对应关系，便于随时检查测量结果是否合理，及时发现和分析问题。
01
图示法 图示法是用图形或曲线表示物理量之间的关系，它能更直观地表示物理量之间的变化规律，如递增或递减。
02
最小二乘法线性拟合 图示法虽然能很直观方便地将测量中的各种物理量之间的关系、变化规律用图像表示出来，但是，在图像的绘制上往往会引起一些附加的误差。
1.1 传感器简述
1.1 传感器简述
1)超调量σ：传感器输出超出稳定值而出现的最大偏差，常用相对于最终稳定值的百分比来表示。 2)延滞时间td：阶跃响应达到稳态值的50%所需要的时间。 3)上升时间tr：传感器的输出由稳态值的10%变化到稳态值的90%所需的时间。 4)峰值时间tp：传感器从阶跃输入开始到输出值达到第一个峰值所需的时间。 5)响应时间ts：传感器从阶跃输入开始到输出值进入稳态值所规定的范围内所需的时间。 (2)频率响应法 频率响应法是从传感器的频率特性出发研究传感器的动态特性。
检验技术基础知识
检验技术基础知识
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（五）GLP的标准操作
• SOP (Standard operation procedures)-----技术规范化 • 准确性、可比性、真实性和可重复性——便于“追
因”
检验技术基础知识
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（六）监督体系
• QAU: 独立部门，不直接参加实验（研究）
（一）对实验室进行现场检查，了解情况，调 查取证；
• 据有关专家介绍，率先建设国内生物安全级别最高的实验室，将使武汉在烈 性传染病的研究领域占据领先地位。
• P4实验室:P4实验室是指生物安全四级实验室，专门用于开展烈性传染病的研 究，是全球生物安全最高级别的实验室，目前国内尚无一家。据相关专家介 绍，P4实验室的安全措施比P3实验室更严格，研究人员入内不仅要穿全封闭 的防护服，还要携带氧气瓶。
• GLP：Good Laboratory Pracice
是就实验室实验研究从计划、实验、监督、 记录到实验报告等一系列管理而制定的法 规性文件，涉及到实验室工作的可影响到 结果和实验结果解释的所有方面。
针对：医药，农药，食品添加剂，化妆品，兽药
等进行安全性评价实验而制定的规范
检验技术基础知识
5
制定GLP的目的
（二）责令违反本办法及有关规定的实验室及 其人员停止违法违规行为；
（三）对违反本办法及有关规定的行为进行查 处。
检验技术基础知识
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三、GLP的特点
• 1. GLP能保证实验数据和结论的科学性、可信性 和重复性。
• 2. 是安全检测机构建设的重要组成部分，是法规 性文件。
• 3. 强调软硬件结合； • 4. GLP可操作性强。
• 2004年4月：在实验动物中心P3动物实验室开展“人用抗SARS 病毒灭活疫苗对猕猴的免疫感染增强实验”
检测技术基础的认识
检测技术基础的认识一、概述检测技术是指通过特定的方法、手段和设备对被检测物进行检测、测试、分析和评估的技术。
它在许多领域都有着广泛的应用，如工业生产、医疗保健、环境监测等。
本文将介绍检测技术的基础认识。
二、检测技术分类1. 物理检测技术：利用物理原理进行检测，如电子显微镜、X射线检测等。
2. 化学检测技术：利用化学反应原理进行检测，如荧光法、红外光谱法等。
3. 生物学检测技术：利用生物学原理进行检测，如酶联免疫吸附试验（ELISA）、聚合酶链式反应（PCR）等。
三、常见的检测设备1. 电子显微镜：使用电子束代替光线，可以获得更高分辨率的图像。
2. 红外光谱仪：利用不同材料对红外光吸收的差异来进行分析。
3. 质谱仪：通过将样品分离成不同质量的离子来进行分析。
4. 高效液相色谱仪：利用不同物质在流动相和固定相之间的分配系数进行分离。
5. 气相色谱仪：利用不同物质在气态状态下在固定相和流动相之间的分配系数进行分离。
四、检测技术的应用1. 工业生产：如金属材料的强度测试、食品中添加物的检测等。
2. 医疗保健：如血液中生化指标的检测、病原体的检测等。
3. 环境监测：如空气污染物的检测、水质污染物的检测等。
五、检测技术的优缺点1. 优点：（1）高灵敏度，能够发现微小变化；（2）高精度，能够得到准确数据；（3）非常规手段，能够发现难以察觉或无法直接观察到的问题。
2. 缺点：（1）成本较高；（2）需要专业人员操作和维护设备；（3）有些技术可能会对被检测物造成损伤。
六、总结检测技术是一种非常重要且广泛应用于各个领域的技术。
通过对其基础认识的了解，我们可以更好地应用检测技术来解决实际问题。
测试与检测技术基础
测试与检测技术基础测试与检测技术基础测试与检测技术是通过对被测对象、系统或设备进行测试和检测，验证其是否符合设计要求和规范标准的过程。
常见的测试与检测技术演进包括传统软件测试技术、自动化测试技术和全面质量管理技术等。
传统软件测试技术传统软件测试技术是指通过手工或半自动化方式对软件进行测试和验证。
常见的传统测试方法包括需求分析测试、设计测试、编码测试、集成测试、系统测试、验收测试等。
传统软件测试技术的优点是简单易行、成本低廉；缺点则是测试覆盖率较低、测试效率低下、难以保证系统稳定性等。
自动化测试技术自动化测试技术是指利用软件自动化测试工具和脚本，实现对软件的自动化测试和验证。
自动化测试技术包括功能测试自动化、性能测试自动化、安全测试自动化等。
自动化测试技术的优点是测试过程更加全面、准确、高效、覆盖率更高；缺点则是实施难度较大、投入成本高。
全面质量管理技术全面质量管理技术是指将测试和验证过程集成到整个软件开发生命周期中，从需求分析、开发设计、测试验证、发布运维等各环节，实现对软件质量和可靠性的全面管理。
全面质量管理技术的优点是具备较高的测试覆盖率、较高的测试效率和质量保证能力；缺点则是利用集成测试平台的投入成本较高。
测试与检测技术的应用测试与检测技术广泛应用于软件开发、硬件开发、电子产品制造等领域中，以保证产品的质量和稳定性。
以下是测试与检测技术在不同领域中的应用案例：软件开发在软件开发过程中，通过测试与检测技术可以实现对软件各个阶段的自动化测试和验证，以验证软件是否符合设计要求和规范标准、是否具备可靠性和安全性等。
常见的应用包括代码静态分析、构建自动化、单元测试自动化、集成测试自动化等。
硬件开发在硬件开发过程中，通过测试与检测技术可以实现对硬件各个阶段的自动化测试和验证，以验证硬件是否符合设计要求和规范标准、是否具备可靠性和稳定性等。
常见的应用包括电路板测试、芯片测试、硬件系统测试等。
电子产品制造在电子产品制造过程中，通过测试与检测技术可以实现对电子产品各个阶段的自动化测试和验证，以验证电子产品是否符合设计要求和规范标准、是否具备可靠性和安全性等。
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。
1检测技术基础知识-概述
主要测量被测量随时间的变化规律。
2.频域测量（稳态测量）
主要目的是获取待测量与频率之间的关系。
3.数据域测量（逻辑量测量）
主要是用逻辑分析仪等设备对数字量或电路的逻辑状
态进行测量。
4.随机测量（统计测量）
主要是对各类噪声信号进行动态测量和统计分析。
1.5 xm m xm 100 1.5V 100
可见：同一量程内，测得值越小，示值相对误差 越大。因此测量中所用仪表的准确度并不是测量 结果的准确度，一般测得值的准确度是低于仪表 的准确度，在示值和满度值相等时两者才相等。 例2：某1.0级电流表，满度值Xm=100uA，求测量值 测量时，为减小误差，示值应尽量接近满度值， 一般也不小于满度值的2/3为宜。 X1=100uA，X2=80uA，X3=20uA时的绝对误差和示值
小依次划分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0七级。 如某电压 表S=0.5，即表明它的准确度等级为0.5级，也就是它的满度相对 误差不超过0.5%，即 m 0.5% ，习惯上写成 m 0.5%。
例1：某电压表S=1.5，试标出它在0-100V量程中的最
大绝对误差。 解：该表在0-100V量程内上限值（仪表满度值）为 Xm=100V，而S=1.5，所以
第三节 误差理论
3.1 测量误差的基本概念
误差公理 真值 指定真值（约定真值） 实际值（相对真值） 标称值 示值（测量值）
3.2 测量误差的分析
1.按表示方法分析 （1）绝对误差：示值AX与被测量真值A0之间的差值。
Δ A=AX-A0 式中： Δ A为绝对误差，AX为示值（测量值）， A0为被测量的真值，但该值一般很难得到，所以 一般用实际值A来代替被测量的真值。即绝对误差一般表 示为Δ X=AX-A 修正值：实际值A与示值AX之间的差值。 C=A-AX C为修正值，其绝对值和绝对误差Δ X相等，但符号相反。 即： C= -Δ X =A-AX
第五章 检测技术的基础——热电偶
假定,金属A的自由电子的密度为NA,金属B的自由电子的密度为NB. 自由电子的密度大的向自由电子的密度小的方向扩散。 失去电子一方带正电，得到电子一方带负电。 这种扩散运动逐渐在界面上建立电势，类似于势垒，它又阻碍 自由电子进一步扩散，产生了一个动态平衡。
接触电势的关系式：
KT N A E AB (T ) ln e NB
热电偶的结构与材料,类型
任意两种导体或半导体材料都可以配置成热电偶。但真 正能作为测温元件具有一些技术要求。 ※有较宽的测温范围,长期使用的物理化学性能稳定; ※电导率高,电阻温度系数小; ※配置的热电势灵敏度高,热电势与温度之间成线性; ※易于复制,工艺简单,价格便宜。 上述要求在实际使用中很难完全符合。一般地,纯金属容易 复制,但热电势小,平均为20V/º C,非金属电极1000V/º C,但是 复制性与稳定性差。通常合金材料比较合适。
检测技术基础
检测就是去认识
——科学家西门子（W.Ven.Siemens）
四、热电偶传感器
一. 热电偶传感器的工作原理
温度测量是通过某些测温物质的各种物理性能变化，例如固体的 尺寸,密度,硬度,粘度,电导率,热辐射等的变化来判断被测物体的 温度。在许多测量方法中，热电偶测温的应用为最广泛之一。
主要优点：
（1）式减（2）式：
E AC (T , T0 ) EBC (T , T0 ) E AC (T ) E AC (T0 ) EBC (T ) EBC (T0 ) [ E AC (T ) EBC (T )] [ EBC (T0 ) E AC (T0 )] E AB (T ) E AB (T0 ) E AB (T , T0 )
中间温度定律为制定热电偶分度表奠定了基础。 许多年来，科学家们试图研究能否用函数关系式甚 至用分段函数来表达热电偶的热端（测量端）温度与 热电偶回路所产生的热电势之间的关系，最终没能成 功。 所谓分度表就是热电偶自由端（冷端）温度为0℃时 ，热电偶工作端（热端）温度与输出热电动势之间的 对应关系的表格。如果自由端温度不为0℃，则可通过 该定律及分度表求得工作端的温度t。
安全检测技术(第三版)检测技术基础知识
称为检测系统测量值（示值）的相对误差δ，该值无量纲，常用
百分数表示，即
x 100 % x x0 100 %
x0
x0
（2-2）
这里的真值可以是约定真值，也可以是相对真值。工程上， 在无法得到本次测量的约定真值和相对真值时，常在被测参量 （已消除系统误差）没有发生变化的条件下重复多次测量，用 多次测量的平均值代替相对真值。
在实际工作中常用约定真值或相对真值来代替理论真
值。
1） 约Байду номын сангаас真值
根据国际计量委员会通过并发布的各种物理参量单 位的值被公认为国际或国家基准， 称为约定真值。
各地可用经过上级法定计量部门按规定定期送检、校验过的 标准器或标准仪器及其修正值作为当地相应物理参量单位的约定 真值。
1)
在测量过程中由于所使用的仪器本身及其附件的电气、机械 等特性不完善所引起的误差称为设备误差。例如，由于刻度不准确、
调节机构不完善等原因造成的读数误差，内部噪声引起的误差，元件老化、 环境改变等原因造成的稳定性误差。在测量中，仪器误差往往是主要的。
2)
由于所采用的测量原理或测量方法的不完善所引起的误差，如定义的不 严密以及在测量结果的表达式中没有反映出其影响因素，而在实际测量中又 在原理和方法上起作用的这些因素所引起的并未能得到补偿或修正的误差， 称为方法误差。
3)
在相同条件下，多次重复测量同一被测参数时，测 量结果显著地偏离其实际值时所对应的误差，这类误 差被称为粗大误差。
从性质上来看，粗大误差并不是单独的类别，它本身既可能具有系统误 差的性质，也可能具有随机误差的性质，只不过在一定的测量条件下其绝对 值特别大而已。
粗大误差一般由外界重大干扰、仪器故障或不正确的操作等原因引起。
检测技术基础知识
第二章检测技术基础知识1.1测量误差: 因为多种原因, 肯定使测量值和真值存在着一定差值1.2真值: 被测量真实值1.3理论真值: 一个严格定义理论值1.4相对真值（实际值）: 在实际测量过程中, 能够满足要求正确度情况下, 用来替换使用值1.5标称值: 计量或测量器具上标注量值1.6示值（测量值或读数）: 检测仪器指示或显示数值1.7测量误差分类系统误差, 数次反复测量同一被测参数时, 误差大小和符号保持不变或按某一确定规律改变系统误差表明了一个测量结果偏离真值或实际值程度。
系统误差越小, 测量就越正确误差值不变称为发觉: 试验对比法、原理分析与理论计算加以修正、改变外界测量条件变值系统误差残差观察法、马利科夫准则、阿贝-赫梅特准则消除: 引入修正值法、零位式测量法、替换法、对照法、交叉读数法、半周期法误差（偶然误差）在相同条件下数次反复测量同一被测参数时, 测量误差大小与符号均无规律改变误差越大, 精密度越低; 反之, 误差越小, 精密度越高, 即表明测量反复性越好特征: 对称性、单峰性、有界性、折偿性粗大误差在相同条件下, 数次反复测量同一被测参数时, 测量结果显著地偏离其实际值时所对应误差判别: 莱以特准则、格拉布斯准则、狄克松准则、罗曼诺夫斯基准则按误差起源分类: 仪器误差、理论误差与方法误差、环境误差、人员误差按被测量随时间改变速度分类: 静态误差、动态误差按使用条件分类: 基础误差、 附加误差按误差与被测量关系分类: 定值误差、 累积误差1.8绝对误差测量值（示值）х与被测量真值х0之间代数差值△х△х△х=х-х0说明系统示值偏离真值大小可正可负1.9相对误差测量值（即示值）绝对误差Δx 与被测参量真值x 0比值 δ相对误差值越小, 其测量精度就越高 1.10引用误差测量值绝对误差Δx 与仪表满量程L 之比值γ 1.11最大引用误差在要求工作条件下, 当被测量平稳增加或降低时, 在仪表全量程 γMAX 内所测得各示值绝对误差值绝对值与满量程L 比值百分数测量仪表最关键质量指标, 能很好地表征测量仪表测量精度。
检测技术基础知识
(2-14)
相应的有限离散数字信号序列：｛x(k)｝(k=1,2,…,N)的平
均功率(均方值)和有效值(均方根值)计算式分别为
平均功率：
xMS
1 N
N
x2 (k )
k 1
(2-15)
有效值：
xRMS
1 N x2(k) N k 1
(2-16)
第2章 检测技术的基础知识
Ⅲ.峰值和双峰值
第2章 检测技术的基础知识
2)随机误差的处理方法 (1)若无系统误差存在，当测量次数n无限增大
时，测量值的算术平均值与真值就无限接近。 (2)极限误差也称最大误差，是对随机误差取值
最大范围的概率统计。工程上常用±3σ估计随机误 差的范围。取±3σ作为极限误差，超过±3σ者作 为疏失误差处理。
第2章 检测技术的基础知识
第2章 检测技术的基础知识
2.1.2 测量误差的表示方法
1.绝对误差
测量值（即示值）x与被测量的真值x0之间的代 数差值Δx称为测量值的绝对误差，即
2.相对误差
Δ x=x-x0
（2-1）
测量值（即示值）的绝对误差Δx与被测参量真
值x0的比值，称为检测系统测量值（示值）的相对
误差δ，该值无量纲，常用百分数表示，即
当n为偶数时
k
n
M vi vi
当n为奇数时 i1
k 1
取 kn 2
（2-6）
k
n
M vi vi
i 1
k
(2)周期性系统误差的检查
取 k n 1 （2-7） 2
第2章 检测技术的基础知识
2）系统误差的消除
Ⅰ 引入修正值法 Ⅱ 零位式测量法 Ⅲ 替换法（替代法、代替法） Ⅳ 对照法（交换法） Ⅴ 交叉读书法 Ⅵ 半周期法
1、谈谈你对《检测技术基础》这门课的认识以及未来你的职业方向
1、谈谈你对《检测技术基础》这门课的认识以及未来你的职
业方向
《检测技术基础》是一门理论基础课程，它主要介绍了各种检测技术的原理、分类、特点和应用。
通过本课程的学习，我深入了解到了各种检测技术的优缺点、适用范围和应用场景，对于今后从事相关领域的工作具有非常重要的意义。
从我个人的角度来看，《检测技术基础》课程对于我的未来职业道路起到了很大的指导作用。
我将来想从事的是机械制造行业，而在这个行业里，检测技术是非常重要的一环。
它不仅可以保证产品的质量，还可以提高生产效率、降低成本、提高企业的竞争力。
因此，我在未来的职业方向中，一定要把检测技术作为重要的研究方向。
我将会进一步深入学习各种检测技术的具体原理和实现方法，开展相关的研究工作，提出新的创新性检测方法和技术，为行业的发展和进步做出自己的贡献。
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2）
按保温设计要求，仪表管线内介质的温度应在20℃～ 80℃，保温箱内的温度宜保持在15℃～20℃。
4．防尘及防震问题
仪表外部的防尘方法是给仪表罩上防护罩或放在密封 箱内。
(4)温度补偿：元件采用温度补偿元件以补偿环境温 度的变化对电子元件或装置的影响。
４）
在检测仪表中广泛使用各种半导体元件，但半导体元 件在光的作用下会改变其导电性能，产生电动势与引起阻 值变化，从而影响检测仪表正常工作。
５）
湿度增加会引起绝缘体的绝缘电阻下降，漏电流增加； 电介质的介电系数增加，电容量增加；吸潮后骨架膨胀使线 圈阻值增加，电感器变化；应变片粘贴后，胶质变软，精度 下降等。
3）
（1）控制易爆气体。
人为地在危险场所(我们把同时具备发生爆炸所需的三 个条件的工业现场称为危险场所)营造出一个没有易爆气体 的空间，将仪表安装在其中，典型代表为正压型防爆方法 Exp（Ex为防爆标志，Exp为正压型防爆标志）。
(2）控制爆炸范围。人为地将爆炸限制在一个有限的局 部范围内，使该范围内的爆炸不致于引起更大范围的爆炸。 典型代表为隔爆型防爆方法Exd（Exd为隔爆型防爆标志）。
６）
酸、碱、盐等化学物品以及其他腐蚀性气体，除了其 化学腐蚀性作用将损坏仪器设备和元器件外，还能与金属 导体产生化学电动势，从而影响仪器设备的正常工作。
７）
核辐射可产生很强的电磁波，射线会使气体电离，使 金属逸出电子，从而影响到电测装置的正常工作。
2．电磁干扰的产生
1)
(1)天体和天电干扰。天体干扰是由太阳或其他恒星辐射 电磁波所产生的干扰；天电干扰是由雷电、大气的电离作用、 火山爆发及地震等自然现象所产生的电磁波和空间电位变化 所引起的干扰。
2）可信任概率P
可信任概率表示在给定时间内检测系统在正常工作条件 下保持规定技术指标（限内）的概率。
3）
故障率也称失效率，它是MTBF的倒数。
4）
衡量检测系统可靠性的综合指标是有效度，对于排除故 障，修复后又可投入正常工作的检测系统，其有效度A定义 为平均无故障时间与平均无故障时间、平均故障修复时间 MTTR （ MeanTimeToRepair ） 和 的 比 值 ， 即 A=MTBF/ （MTBF+MTTR）。
３） 对于热干扰，工程上通常采取下列几种方法进行抑制。
(1)热屏蔽：把某些对温度比较敏感或电路中关键的元 器件和部件，用导热性能良好的金属材料做成的屏蔽罩包 围起来，使罩内温度场趋于均匀和恒定。
(2)恒温法：例如将石英振荡晶体与基准稳压管等与精 度有密切关系的元件置于恒温设备中。
(3)对称平衡结构：如差分放大电路、电桥电路等， 使两个与温度有关的元件处于对称平衡的电路结构两侧， 使温度对两者的影响在输出端互相抵消。
(1)合理选择材料。 （2）加保护层。 （3）采用隔离液。 (4)膜片隔离。 (5)吹气法。
3．防冻及防热问题
1）
(1)伴热保温(防冻)对象。
当被测介质通过测量管线传送到变送器时，测量管线内的 被测介质在周围环境可能遇到的最低温度时会发生冻结、 凝固、析出结晶，或因温度过低而影响测量的准确性。为 此，必须对测量管线和仪表保温箱进行防冻处理。
2.4 检测系统的可靠性技术
2.4.1 检测系统的现场防护 2.4.2 检测系统的抗干扰 2.4.3 传感器的寿命、损坏原因分析以及元器件等损坏情况分析
2.4 检测Βιβλιοθήκη 统的可靠性技术1）平均无故障时间MTBF（MeanTimeBetweenFailure） MTBF指检测系统在正常工作条件下开始连续不间断工作， 直至因系统本身发生故障丧失正常工作能力时为止的时间， 单位通常为小时或天。
2.4.2检测系统的抗干扰 1.干扰的类型 根据干扰产生的原因，通常将干扰分为以下几种类型。 1） 电和磁可以通过电路和磁路对测量仪表产生干扰作用，
电场和磁场的变化在检测仪表的有关电路或导线中感应出 干扰电压，从而影响检测仪表的正常工作。
２)
机械干扰是指由于机械的振动或冲击，使仪表或装置 中的电气元件发生振动、变形，使连接线发生位移，指针 发生抖动，仪器接头松动等。
2.4.1检测系统的现场防护 1．防爆问题 1） 爆炸是由于氧化或其他放热反应引起的温度和压力突
然升高的一种化学现象，它具有极大的破坏力。产生爆炸
（1）氧气(空气); （2）易爆气体; （3）引爆源。
2）
在化工、炼油生产工艺装置中，爆炸性物质被分为矿井 甲烷、爆炸性气体和蒸汽、爆炸性粉尘和纤维等三类。根据 可能引爆的最小火花能量的大小、引燃温度的高低再进行分 级分组。
(4)辉光、弧光放电干扰。通常放电管具有负阻抗特 性，当和外电路连接时容易引起高频振荡。如大量使用荧 光灯、霓虹灯等。
2)
(1)射频干扰。电视、广播、雷达及无线电收发机等对 邻近电子设备造成干扰。
(2)工频干扰。大功率配电线与邻近检测系统的传输线 通过耦合产生干扰。
(3)感应干扰。当使用电子开关、脉冲发生器时，因为 其工作中会使电流发生急剧变化，形成非常陡峭的电流、 电压前沿，具有一定的能量和丰富的高次谐波分量，会在 其周围产生交变电磁场，从而引起感应干扰。
（3）控制引爆源。人为地消除引爆源，既消除足以引爆 的火花，又消除足以引爆的表面温升，典型代表为本质安全 型防爆方法Exi（Exi为本质安全型防爆标志）。
2．防腐蚀问题
1）
由于化工介质多半有腐蚀性，所以通常把金属材料与外 部介质接触而产生化学作用所引起的破坏称为腐蚀。为了确 保仪表的正常运行，必须采取相应的措施来满足仪表精度和 使用寿命的要求。
(2)电晕放电干扰。电晕放电干扰主要发生在超高压大功 率输电线路和变压器、大功率互感器、高电压输变电等设备 上。电晕放电具有间歇性，并产生脉冲电流。随着电晕放电 过程将产生高频振荡，并向周围辐射电磁波。其衰减特性一 般与距离的平方成反比，所以一般对检测系统影响不大。
(3)火花放电干扰。如电动机的电刷和整流子间的周 期性瞬间放电，电焊、电火花、加工机床、电气开关设备 中的开关通断的放电，电气机车和电车导电线与电刷间的 放电等。