检测技术基础知识.

相对误差及精度等级
几个重要公式：
xA x100%
mA m100%
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% 。
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？
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。
压力传感器的外形及内部结构
2）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。
K y
Δx
x
xmax x
作图法求灵敏度的过程
有一台测量流量的仪表，测量范围为0～10m3/s，输入输 出特性曲线如下图所示，请用作图法求该仪表在1m3/s和7m3/s
时的灵敏度K1、K2，和该仪表的端基线性度。
分别过1m3/s和 7m3/s点作切线，得到 以Δx 和Δy为边的三角 形，利用下式得到灵 敏度K 。
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。
随机误差的正态分布规律
次 数 统 计
长度相对测量值
随机事例的几个例子
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下图是射击弹着点示意图，请你分别 说出图a、b、c各是什么原因造成的，应 如何克服？
本教材采用第一种分类法。
3）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。
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
作图法求灵敏度过程
y
切点
传感器 特性曲线
Δy
x1
0
产生粗大误差的一个例子
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。
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。
L
Lmax ymax ymin
100%
作图法求端基线性度的过程演示
将传感器输出 起始点与满量程点 连接起来的直线称 为拟合直线或端基
理论直线。找出传 量 感器实际特性曲线 程
与拟合直线之间的 最大偏差 Lmax， 再除以传感器量程，
就得到L 。
1—拟合直线y =ax+b 2—实际特性曲线
关于数字表显示位及位数的概念介绍 用一台3 1 位（俗称3位半或3 ½位）、精度为
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
产品质量检验
在线测量
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。
2.测量误差及分类
绝对误差：
Δ=Ax－Ａ0
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？
检测技术基础知识是我们学好这门课程 的重要条件，只有打牢基础才能为以后的学 习奠定基础。
三.基础知识
1.测量概念和分类
静态测量
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
动态测量
地震测量 振动波形
便携式仪表
可以显示波形 的便携式仪表
直接测量
电子卡尺
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）。
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？
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。
项目1 检测技术基础知识
一．教学目的 1. 学习测量的基本概念、误差的概念以及传感
器的基本特性。 2. 熟悉实训仪各种设备、采集软件和使用放大
模块。
二．任务分析
在各种现代装备系统的设计和制造工作 中，检测技术已占到首位。检测系统的成本 已达到总成本的50％－70％，它是保证现代 工程装备系统性能指标和正常工作的重要手 段，是其先进性能和实用水平的重要标志。
偏差特别大
弹着点接近 正态分布
弹着点均偏 向右上侧
3.传感器及基本特性
1）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
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。
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
K dy y dx x
1
7 q/（m3/s）
线性度：
线性Leabharlann Baidu又称非线性误差，是指传感器实际 特性曲线与拟合直线（有时也称理论直线）之 间的最大偏差与传感器量程范围内的输出之百 分比。将传感器输出起始点与满量程点连接起 来的直线作为拟合直线，这条直线称为端基理 论直线，按上述方法得出的线性度称为端基线 性度，非线性误差越小越好 。线性度的计算 公式如下：
0.5级（已2包含最后一位的+1误差）的数字式电 子温度计，测量汽轮机高压蒸汽的温度，数字 面板上显示出如图所示的数值。假设其最后一 位即为分辨力，求该仪表的……
（提示见下页）
1 2
数字多用表（Digital Multimeter,简称DMM）的
显示位数目前一般为3位~8 ½位（即8 1 位，以下 同）。具体地说，有3位、3 ½位、3 2/2 3位、3 3/4 位、4 ½位、4 3/4位、5 ½位、6 ½位、7 ½位、8 ½ 位等。最近国外还推出8 3/4位、10 ½位等规格，使