1检测技术基本概念
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换成电参量
在右图 中， 电位器 为传感元件， 它将角位移 转换为电参 量-----电阻 的变化（ΔR）
2020/8/4
33
360度圆盘形电位器
右图所
wk.baidu.com
示的360度圆
盘形电位器
的中间焊片
为滑动片，
右边焊片接
地，左边焊
片接电源。
接地
2020/8/4
34
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
2020/8/4
18
产生粗大误差的一个例子
2020/8/4
19
2.系统误差：
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。
相对误差及精度等级
几个重要公式：
x
Ax
100%
m
Am
100%
S m 100 Am
1-2
1-3
1-4
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2.5 级，用它来测量电压时可能产生的满度 相对误差为2.5% 。
2020/8/4
14
例：某指针式万 用表的面板如图 所示，问：用它 来测量直流、交 流（~）电压时， 可能产生的满度 相对误差分别为 多少？
2020/8/4
29
弹簧管放大图
当被测压力p增大时，弹簧管撑直，通过齿 条带动齿轮转动，从而带动电位器的电刷产生 角位移。
2020/8/4
30
其他各种弹性敏感元件
在上图中的各种弹性元件也能将压力转 换为角位移或直线位移。
2020/8/4
31
压力传感器的外形及内部结构
2020/8/4
32
被测量通过敏感元件转换后，再经传感元件转
夏天摆钟变慢的原 因是什么？
2020/8/4
20
3.随机误差
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 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。 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。
一、传感器的组成 举例：测量压力的电位器式压力传感器
1-弹簧管 2-电位器
2020/8/4
图1-4 传感器 组成框图
27
弹性敏感元件（弹簧管）
敏感元件在传感器中直接感受被测量， 并转换成与被测量有确定关系、更易于转换 的非电量。
2020/8/4
28
弹性敏感元件（弹簧管）
在下图中，弹簧管将压力转换为角位移α
3
动态测量
地震测量 振动波形
2020/8/4
4
便携式仪表
可以显示波形 的便携式仪表
2020/8/4
5
直接测量
电子卡尺
2020/8/4
6
间接测量
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）。
2020/8/4
7
接触式测量
2020/8/4
8
非接触式测量
例：雷达测速
车载电子警察
2020/8/4
15
例：用指针式万用 表的10V量程测量 一只1.5V干电池的 电压，示值如图所 示，问：选择该量 程合理吗？
2020/8/4
16
用2.5V量程 测量同一只1.5V 干电池的电压， 与上图比较，问 示值相对误差哪 一个大？
2020/8/4
17
误差产生的因素：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。
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 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。
2020/8/4
21
随机误差的正态分布规律
次 数 统 计
长度相对测量值
2020/8/4
22
随机事例的几个例子
彩票摇奖
2020/8/4
23
4.动态误差
2020/8/4
9
离线测量
2020/8/4
产品质量检验
10
在线测量
2020/8/4
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。
11
第二节 测量误差及分类
绝对误差：
Δ=Ax－Ａ0
(1-1)
某采购员分别在三家商店购买100kg大 米、10kg苹果、1kg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 最大，是何原因？
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 。
2020/8/4
35
分压比电路的计算公式如下：
直滑电位器式传感器的
输出电压Uo与滑动触点C的位
移量x成正比：
Uo
x L Ui
对圆盘式电位器来说，Uo 与滑动臂的旋转角度成正比：
Uo 360 Ui
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37
三、传感器基本特性
传感器的特性一般指输入、输出特性， 包括：灵敏度、分辨力、线性度、稳定度、 电磁兼容性、可靠性等。
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38
灵敏度 ：
灵敏度是指传感器在稳态下输出变 化值与输入变化值之比，用K 来表示：
K dy y dx x
（1－6）
2020/8/4
当被测量随时间迅速变化 时，系统的输出量在时间上不 能与被测量的变化精确吻合， 这种误差称为动态误差。
由心电图仪放大器 带宽不够引起的动 态误差
2020/8/4
24
本章第1、2节 作业
P13： 第2、3、4、5、6题
2020/8/4
25
休息一下
2020/8/4
26
第一章、第三节 传感器及基本特性
2020/8/4
36
二、传感器分类
传感器的种类名目繁多，分类不尽相 同。常用的分类方法有： １）按被测量分类：可分为位移、力、力 矩、转速、振动、加速度、温度、压力、 流量、流速等传感器。 2）按测量原理分类：可分为电阻、电容、 电感、光栅、热电耦、超声波、激光、红 外、光导纤维等传感器。
本教材采用第二种分类法。
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，以及 传感器的基本特性等，他们是检测与转换技 术的理论基础。
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1
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
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在右图 中， 电位器 为传感元件， 它将角位移 转换为电参 量-----电阻 的变化（ΔR）
2020/8/4
33
360度圆盘形电位器
右图所
wk.baidu.com
示的360度圆
盘形电位器
的中间焊片
为滑动片，
右边焊片接
地，左边焊
片接电源。
接地
2020/8/4
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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
2020/8/4
18
产生粗大误差的一个例子
2020/8/4
19
2.系统误差：
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。
相对误差及精度等级
几个重要公式：
x
Ax
100%
m
Am
100%
S m 100 Am
1-2
1-3
1-4
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2.5 级，用它来测量电压时可能产生的满度 相对误差为2.5% 。
2020/8/4
14
例：某指针式万 用表的面板如图 所示，问：用它 来测量直流、交 流（~）电压时， 可能产生的满度 相对误差分别为 多少？
2020/8/4
29
弹簧管放大图
当被测压力p增大时，弹簧管撑直，通过齿 条带动齿轮转动，从而带动电位器的电刷产生 角位移。
2020/8/4
30
其他各种弹性敏感元件
在上图中的各种弹性元件也能将压力转 换为角位移或直线位移。
2020/8/4
31
压力传感器的外形及内部结构
2020/8/4
32
被测量通过敏感元件转换后，再经传感元件转
夏天摆钟变慢的原 因是什么？
2020/8/4
20
3.随机误差
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 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。 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。
一、传感器的组成 举例：测量压力的电位器式压力传感器
1-弹簧管 2-电位器
2020/8/4
图1-4 传感器 组成框图
27
弹性敏感元件（弹簧管）
敏感元件在传感器中直接感受被测量， 并转换成与被测量有确定关系、更易于转换 的非电量。
2020/8/4
28
弹性敏感元件（弹簧管）
在下图中，弹簧管将压力转换为角位移α
3
动态测量
地震测量 振动波形
2020/8/4
4
便携式仪表
可以显示波形 的便携式仪表
2020/8/4
5
直接测量
电子卡尺
2020/8/4
6
间接测量
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）。
2020/8/4
7
接触式测量
2020/8/4
8
非接触式测量
例：雷达测速
车载电子警察
2020/8/4
15
例：用指针式万用 表的10V量程测量 一只1.5V干电池的 电压，示值如图所 示，问：选择该量 程合理吗？
2020/8/4
16
用2.5V量程 测量同一只1.5V 干电池的电压， 与上图比较，问 示值相对误差哪 一个大？
2020/8/4
17
误差产生的因素：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。
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 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。
2020/8/4
21
随机误差的正态分布规律
次 数 统 计
长度相对测量值
2020/8/4
22
随机事例的几个例子
彩票摇奖
2020/8/4
23
4.动态误差
2020/8/4
9
离线测量
2020/8/4
产品质量检验
10
在线测量
2020/8/4
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。
11
第二节 测量误差及分类
绝对误差：
Δ=Ax－Ａ0
(1-1)
某采购员分别在三家商店购买100kg大 米、10kg苹果、1kg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 最大，是何原因？
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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35
分压比电路的计算公式如下：
直滑电位器式传感器的
输出电压Uo与滑动触点C的位
移量x成正比：
Uo
x L Ui
对圆盘式电位器来说，Uo 与滑动臂的旋转角度成正比：
Uo 360 Ui
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37
三、传感器基本特性
传感器的特性一般指输入、输出特性， 包括：灵敏度、分辨力、线性度、稳定度、 电磁兼容性、可靠性等。
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38
灵敏度 ：
灵敏度是指传感器在稳态下输出变 化值与输入变化值之比，用K 来表示：
K dy y dx x
（1－6）
2020/8/4
当被测量随时间迅速变化 时，系统的输出量在时间上不 能与被测量的变化精确吻合， 这种误差称为动态误差。
由心电图仪放大器 带宽不够引起的动 态误差
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24
本章第1、2节 作业
P13： 第2、3、4、5、6题
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25
休息一下
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第一章、第三节 传感器及基本特性
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二、传感器分类
传感器的种类名目繁多，分类不尽相 同。常用的分类方法有： １）按被测量分类：可分为位移、力、力 矩、转速、振动、加速度、温度、压力、 流量、流速等传感器。 2）按测量原理分类：可分为电阻、电容、 电感、光栅、热电耦、超声波、激光、红 外、光导纤维等传感器。
本教材采用第二种分类法。
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，以及 传感器的基本特性等，他们是检测与转换技 术的理论基础。
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1
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
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