检测技术及仪表 教学课件 作者 毛徐辛 等 第1章 检测技术及仪表基础知识.pptVIP

检测技术及仪表 主编 毛徐辛 第1章　检测技术及仪表基础知识 1.1　测量及测量误差1.2　检测仪表基本特性及性能指标1.3　检测仪表组成与分类 1.1　测量及测量误差 1.1.1　测量及测量方法　　测量是指用专门的技术工具，依靠实验和计算找到被测量的量值（量值由数值和单位组合而成），即把被测量与相应的测量单位（标准）进行比较，确定出被测量的大小和单位。因此，测量是以确定量值为目的的一组操作。通过测量可以掌握被测对象的真实状态。(1)直接测量１)偏差法是在测量过程中，用检测仪表指针的位移(即偏差)来表示被测量的大小的方法。２)零位法是在测量过程中，将被测量与已知的标准量进行比较，当调节标准量使之等于被测量时，标准量的值即代表了被测量的大小。 1.1　测量及测量误差 ３)微差法是将偏差法和零位法组合使用的一种测量方法。(2)间接测量(3)混合测量　1.1.2　测量误差及分类　　由于测量方法的局限性、测量设备的准确性、周围环境的影响以及人为因素等原因，使得测量结果与真实值之间总是存在一定差异，这种差异即为测量误差。 1.测量误差 (1)绝对误差(2)相对误差　(3)引用误差 1.1　测量及测量误差 2.测量误差的分类(1)基本误差和附加误差　 基本误差是指仪表在规定的工作条件(或参比条件)下工作，其本身所具有的误差，它是仪表固有的误差，通常用引用误差表示，其最大值不得超过仪表的允许误差。 附加误差是指仪表在偏离工作条件下工作是所增加的误差。 (2)系统误差、随机误差和粗大误差 1.1　测量及测量误差 图1-1　系统误差特征曲线 1)系统误差。 1.1　测量及测量误差 2)随机误差。 图1-2　随机误差的正态分布曲线 1.1　测量及测量误差 随机误差服从正态分布时的特征： ① 对称性：大小相等、符号相反的随机误差出现的概率相同。② 单峰性：绝对值小的误差出现的概率大，绝对值大的误差出现的概率小，零误差出现的概率比任何其他数值的误差出现的概率都大。③ 有界性：绝对值很大的误差出现的概率接近于零，即误差的绝对值有一定的实际界限。④ 抵偿性：在相同测量条件下对同一被测量进行测量，误差的算术平均值随测量次数的增加而趋于零，即正、负误差是相互抵消的。 3)粗大误差。 1.1　测量及测量误差 1.1.3　测量误差的消除及减小方法1.系统误差的消除及减小(1)消除产生系统误差的根源　(2)对测量结果进行修正　(3)采用特殊测量方法　 1)替代法。 2)交换法。 3)抵消法。 4)对称观测法。 5)半周期偶数观测法。 6)对于按除线性和周期性以外其他规律变化的系统误差，可求出其变化函数关系，再进行修正。 1.1　测量及测量误差 2.随机误差的消除或减小 尽可能地多测几次并以多次测量结果的算术平均值作为最终测量值； 改进仪表结构、提高零部件工艺质量、采取必要的防护措施。 3.粗大误差的消除 将存在粗大误差的测量数据剔除。 粗大误差的判断： １)定性分析 ２)定量判断 1.2　检测仪表基本特性及性能指标 1.2.1　静态特性及性能指标　　静态特性是指在静态测量（即测量过程中被测量不随时间变化或随时间变化很缓慢的测量）中仪表的基本特性。描述检测仪表静态特性的性能指标主要有准确度、灵敏度、分辨力、线性度、迟滞和稳定性等。1.准确度 准确度是指测量结果与真值之间的一致程度。2.灵敏度 灵敏度表征了仪表对被测量变化的灵敏程度。 1.2　检测仪表基本特性及性能指标 图1-3　仪表的线性度 3.分辨力 4.线性度 1.2　检测仪表基本特性及性能指标 5.迟滞(回差) 图1-4　仪表的迟滞特性 6.稳定性 1.2　检测仪表基本特性及性能指标 1.2.2　动态特性及性能指标　　动态特性是指在动态测量（即测量过程中被测量随时间变化的测量）中仪表的输出量跟随被测量随时间变化的特性。仪表的动态特性与被测量（输入量）的形式有关，常用的典型信号有阶跃信号和正弦信号。 图1-5　仪表的阶跃响应特性 1.2　检测仪表基本特性及性能指标 1.时间常数2.响应时间3.峰值时间 4.超调量 1.3　检测仪表组成与分类 1.3.1　检测仪表组成及结构形式　　检测仪表的组成，基本上有检测部分、测量电路、显示输出装置三部分；检测仪表的结构形式，有开环和闭环两种形式。1.检测仪表的基本组成 图1-6　检测仪表的基本组成 (1)检测部分　检测部分通过检测元件直接感受被测量的变化， 1.3　检测仪表组成与分类 将被测量按一定的原理转换成便于测量和传输的信号形式(如位移、电量等)，它是检测仪表的关键部件。(2)测量电路　测量电路接收检测