安全检测-复习

第二章 测试系统
◆ 信噪比(signal noise rate)
其定义为信号功率与噪声功率之比，或信号电压与噪声电压之比，
一般用分贝表示。
Ns Vs SNR 10 lg 20 lg Nn Vn 式中：SNR
( dB )
N s、N n —信号功率与噪声功率 Vs、Vn来自百度文库
例如，某仪器的信噪比为60 dB(分贝)，由上式计算可得信号电
第三章 测量误差分析与数据处理
（2）按误差出现的规律划分—系统误差、渐变误差、 随机误差与粗大误差
① 系统误差 系统误差是测量系统本身固有的。是由其构造因素所决定的。
误 差 的 分 类
② 渐变误差 随着时间缓慢变化的测试误差称为渐变误差。 由于存在渐变误差，故必须对各种仪器及传感器作定期的检 定和校正。 ③ 随机误差 在一定的测试条件下，对某一参数进行多次重复测量时，所得各 次测定值的误差没有确定的规律，其符号和数值大小均不定， 这种误差称为随机误差，又称偶然误差。 ④ 粗大误差 粗大误差亦称过失误差(或反常误差)，它是由于某种过失引起的 明显与实际不符的误差。
第三章 测量误差分析与数据处理
◆几种消除系统误差的典型方法
a.臵换法(代替法)
b.零示法 c.抵消法 d.补偿法 e.交换法(对臵法)
f.对称观察法
g.半周期观察法
第三章 测量误差分析与数据处理
方法： ① 进行补充测量处理 在测量过程个由于疏忽和失误，在测量仪器 的操作、读值、记录和计算等环节造成差错，而造成疏失误差。 这样在测量过程中发现异常测得值，应及时进行补充测量。根据 补充测量的结果能够判定是疏失误差造成的可疑值时，则可把可 疑值及时剔除。
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误 差 的 分 类
对测试装臵的相对误差常用示值误差与示值范围 ( 即满刻度值 )的 比值来表示。如某电感式测微仪，具有四挡，其示值范围分别为： ±100 m、±30 m、±10 m、±3 m，如果其示值的绝对误差相应 为±2 m、±0.6 m、±0.2 m、±0.06 m，则其相对示值误差均为 2％。
考试
◆时间:第8周星期五3-4节 地点:新前109 考试方式:开卷 ◆题型 ①名词解释 ②填空 ③简答题 ④综合题 平时成绩占30%;期末考试成绩占70%
第一章 绪论
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安全检测的工作对象：劳动者作业场所有毒有害物质和物 理危害因素的检测。
安全监控的工作对象：对生产设备和设施的安全状态和安 全水平进行监督检测。 狭义的安全检测，侧重于测量，是对生产过程中某些与不 安全、不卫生因素有关的量连续或断续监视测量，有时还 要取得反馈信息，用以对生产过程进行检查、监督、保护、 调整、预测，或者积累数据，寻求规律。广义的安全检测， 是把安全检测与安全监控统称为安全检测，认为安全检测 是指借助于仪器、传感器、探测设备迅速而准确地了解生 产系统与作业环境中危险因素与有毒因素的类型、危害程 度、范围及动态变化的一种手段。
度就是非线性度。作为技术指标，非线性度规定为：定度曲线与其拟
合直线间的最大偏差B(与输出同量纲)与装臵的输出范围(全量程)A的 比值，即
非线性度 =B/A×100%
第二章 测试系统
在测试工作中，常会遇到如右图
所示的现象，即当输入x逐渐增大时， 相应的输出y也相应增加，曲线按一定 规律上升；当输入 x加到某值后又逐渐 减小时，相应输出y也相应减小，但曲 线不能按原规律返回，这种输出滞后 于输入的现象称为滞后现象，所产生
第一章 绪论
报警、预警的概念及它们之间有什么不同?P4 预警 (early-warning,pre-warning) 可理解为系统实时检测危险源的 “安全状态信息”并自动输入数据处理单元，根据其变化趋势和描述安全 状态的数学模型或决策模式得到危险态势的动态数据，不断给出危险源向 事故临界状态转化的瞬态过程。 特点：预警应该有预测模型或决策模式，亦即描述危险源从相对安全 的状态向事故临界状态转化的条件及其相互之间关系的表达式，由数据处 理单元给出预测结果，必要时还可直接操作应急控制系统。 报警(alarm) 是指危险源安全状态信息中的某个或几个观测值，分别 达到各自的阀值时而发出声、光等信号而引人注意的功能。 达到阀值之前或之后的变化通常是未知的，即使有的检测报警系统具 有记录检测值的功能，或者设定两个以上的阀值，试图判别观测值的走势， 但此观测值都是相互独立的，难以描述危险源转态转化全过程。 而预警在 一定程度上是对危险源状态的转化过程实现在线仿真。 本质区别在于有无预测模型或模式。
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例如，数字电压表的最大读数999V，最小读数为1V，则其分辨力为1V或 1／999。
◆漂移
• 漂移是指在一段时间内，输入信号保持不变的情况下，输出量的变化量。 常以每小时的变化量来表示。
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其通常是由于装臵内部元件的发热或环境温度的变化而引起的，故又称 为温漂。若保持输入为零时进行观察和量度，故又叫做零点漂移或零漂。
第一章 绪论
◆ 目前我国安全检测技术发展现状与趋势？
第二章 测试系统
◆现代测试系统大致可分为三类：基本型、标准接口型与闭环控制型。
◆测量系统的动态特性用数学模型来描述。主要有三种形式：
①时域中的微分方程； ②复频域中的传递函数； ③频率域中的频率特性。
◆测定系统动态特性的表述也相应有两种形式：
第一种是频率特性，系统在正弦信号激励下，稳态输出时的幅值－频 率和相位频率的关系；
第一章 绪论
◆过程控制： 在现代化生产中，一些重要的工艺参数大都由变送器、工 业仪表乃至计算机来测量和调节，以保证生产过程及产品 质量的稳定，这就是过程控制。 ◆应急控制： 在对危险源的可控制性进行分析之后，选出一个或几个能 将危险源从事故临界状态拉回到相对安全状态，以避免事 故发生或将事故的伤害、损失降至最小程度。这种具有安 全防范性质的控制技术称为应急控制。 ◆监测与控制功能合而为一称为监控，将安全监测与应急控 制结合为一体的仪器仪表或系统，称为安全监控仪器或安 全监控系统。
第一章 绪论
◆ 化学检测： 利用检测对象的化学性质指标，通过一定的仪器与方 法，对检测对象进行定性或定量分析的一种检测方法。 主要用于有毒有害物质的检测，例如有毒有害气体、水质 和各种固、液体毒物的测定。
◆ 物理检测：
利用检测对象的物理量（热、声、光、磁等）来分析 对象。 如，噪声、电磁波、放射性、水质物理参数（水温、浊度、 电导率）等的测定。
压与噪声电压之比为Vs/Vn＝103，即该仪器的噪声电平仅为信号电平的
千分之一。
第三章 测量误差分析与数据处理
◆ 测量误差主要来自两个方面的原因：
(1) 在测量过程中产生的误差 (2) 在处理测量数据时产生的误差 ◆ 随机误差所遵循的统计特征
①对称性 绝对值相等的正、负误差出现的概率相同。即当测 量次数n相当大时，绝对值相等符号相反的随机误差出现的 机会相同。 ②有界性 绝对值很大的误差出现的概率为零。即在一定的条 件下，随机误差的绝对值不会超过某一界限。
第三章 测量误差分析与数据处理
（3）按使用条件划分—基本误差与附加误差
① 基本误差 仪器或传感器在标准条件下使用时所具有的误差称为基本误差， 它后于系统误差。其标准条件由国家标准或企业标准明确规定， 称为标准条件(例如：温度为20℃±0．5℃，电源电压为220V±50 ％，相对湿度小于80％等等)。
第一章 绪论
监控技术的发展主要表现在哪些方面?P3-4
① 监控网络集成化，它是将被监控对象按功能划分为
若干系统，每个系统由相应的监控系统实行监控，所有 监控系统都与中心控制计算机连接，形成监控网络，从 而实现对生产系统实行全方位的安全监控（或监视）。
② 预测型监控，这种监控即控制计算机根据检测结果， 按照一定的预测模型进行预测计算，根据计算结果发出 控制指令。这种监控技术对安全具有重要的意义。
第二章 测试系统
◆重复精度
重复精度是在等精度测量条件下(即在操作者、仪器、环境条件等因素 不变的情况下多次重复测量)，装臵给出相同示值的能力，又称为示值 的分散性，是表征装臵随机误差大小的指标。 ◆准确度 在不考虑随机误差时，准确度定义为被测量的示值与真值 ( 或约定 值)之差。通常用以表征装臵系统误差的大小。
第一章 绪论
安全检测的目的 ：是为职业健康安全状态进行
评价、为安全技术及设施进行监督、为安全技 术措施的效果进行评价等提供可靠而准确的信 息，达到改善劳动作业条件，改进生产工艺过 程，控制系统或设备的事故（故障）发生。
状态信息？
对安全生产和人员身心健康有直接或间接危害的各种因 素 。
第一章 绪论
常见的不安全因素有哪些？
① 粉尘危害因素：浓度、粒径分布；全尘或呼吸性粉 尘；煤尘、石棉尘、纤维尘、岩尘、沥青烟尘等。 ② 化学危害因素：可燃气体、有毒有害气体在空气中 的浓度和氧含量。
③ 物理危害因素：噪声与振动、辐射（紫外线、红外 线、射频、微波、激光、同位素）、静电、电磁场、照 度等。
④ 机械伤害因素：人体部位误入机械动作区域或运动 机械偏离规定的轨迹。 ⑤ 电气伤害因素：触电、电灼伤。 ⑥ 气候条件：气温、气压、湿度、风速等。
◆精确度通常有两种表示方法。
一种定义为 精度＝准确度+重复精度
另一种定义为被测量示值与真值之差(即误差)。由于真值无法得到，通常以 更高一级精度仪器的量值作为约定真值，其表示方法为
示值误差＝仪器示值－约定真值 引用误差＝（最大示值误差/仪器的测量范围）l00％
第二章 测试系统
◆分辨力
• 分辨力表征装臵可能检测到的被测量的最小增量，可以用装臵测量下限 的具体数值表示，也可以用测量下限对测量上限的比值来表示。
第二种是阶跃响应特性，即系统对阶跃输入的响应(输出)特性。多用
于温度、压力等非电量作为输入量的系统，因为获取随时间作阶跃规 律变化的非电量信号比作正弦规律变化的非电量信号要容易得多。
第二章 测试系统
◆非线性度是指在静态测量中输出与输入之间是否保持常值比例关系
(线性关系)的一种量度。通常可用实验的办法求出装臵的输入与输出 之间的关系曲线，称为“定度曲线”。定度曲线偏离其拟合直线的程
③单峰性 绝对值小的误差出现的概率大于绝对值大的误差出现 的概率。绝对值小的误差较绝对值大的误差出现的次数多。 ④抵偿性 随着测量次数n的增加，随机误差代数和趋于零。
第三章 测量误差分析与数据处理
（1）按误差的表达式划分——绝对误差与相对误差
① 绝对误差 0
测试误差绝对值的大小，表明了测试的精确度。误差的绝对值越 大，则测试的精度越低；绝对值越小，精度越高。因此，在测试 过程中如何设法尽量使测试误差减至最小，是提高涸试精确度主 要考虑的问题。 ② 相对误差，相对误差是绝对测量误差与被测量真值的比值
的误差称为回程误差或滞后误差。
回差（滞后量） 最大的值hmax称为回差。由于回差的存在，将会产生同一大小的 输入信号得到不同的输出信号的现象。 产生滞后误差的原因，是由于仪器内部存在各种摩擦、间隙、死 区等；存在着磁性材料和弹性材料的滞后特性。各种弹性材料产生滞后 的原因，主要是材料分子的内摩擦现象。若选择分子内摩擦小的材料， 可使回程误差大大减小。
误 差 的 分 类
② 附加误差 当使用条件偏离标准条件时，仪器或传感器必然在基本误差的基 础上增加新的系统误差，称为附加误差。
第三章 测量误差分析与数据处理
（4）按被测量速度划分－静态误差与动态误差
① 静态误差 当被测量稳定且不随时间变化时的测试误差称为静态误差。
误 差 的 分 类
② 动态误差 在被测量随时间而变化的过程中所产生的附加误差称为动态误差。
第一章 绪论
几个概念：
◆ 担负信息转化任务的器件称为传感器（ sensor）或 检测器（detector）。 ◆ 由传感器或检测器及信号处理、显示单元便组成了 “安全检测仪器”。 ◆ 如果将传感器或检测器及信号处理、显示单元集于一 体固定安装于现场，对安全状态信息进行实时（ real time）检测，则称这种装臵为安全监测仪器。 ◆ 如果只是将传感器或检测器固定安装于现场，而信号 处理、显示、报警等单元安装在远离现场的控制室内， 则称之为安全监测系统。 ◆ 将监测系统与控制系统结合起来，把监测数据转变成 控制信号，则称为监控系统。