项目一传感器与检测技术的认知概论.ppt

项目一 传感器与检测技术的认知;学习目标;本章任务;一、传感器的定义;二、传感器的组成;三、传感器的分类;三、传感器的分类;三、传感器的分类;三、传感器的分类;传感器的样式 细长型压力传感器 　 位移传感器 　　　温度传感器 ;;传感器的应用实例 二密闭容器的液位检测; 测量：是把被测未知量与同性质标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数，并用数字表示这个倍数的过程。 （测量的结果包括 数值大小 和 测量单位 两个部分） 以天平测量为例： ①比较：被测量和标准量（砝码）分别放到天平两边秤盘上比较。 ②示差：观察指针位置的变化值，即示差。 ③平衡：调整砝码数值，使之平衡。 ④读数：根据砝码多少，读出物体质量的值，即读数。;测量误差的基本概念 1．测量误差 2．真值 3．标称值 4．示值 5．精确度（精度） 6．重复性 7．误差公理;测量误差的表示法 1、绝对误差：被测量的指示值x与真值x0之间的差值。;测量误差的表示法 2、相对误差：绝对误差与真值(实际值)比值的百分数。式中：x0为真值，x为指示值。 ;3、引用误差（或满度相对误差）：绝对误差与仪表量程比值的百分数。 ;;;测量误差的分类 一、按误差出现的规律分类： 按误差出现的规律，误差可分为系统误差、 随机误差和粗大误差三类。 二、按被测量与时间的关系分类： 可分为静态误差与动态误差两大类。;系统误差：在相同的条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变，或在条件改变时，遵循一定规律变化的误差。 随机误差：在相同的条件下，多次重复测量同一量时，误差的大小和符号均无规律变化的误差。 粗大误差：明显歪曲测量结果的误差。;粗大误差的例子;1．静态误差：在被测量不随时间变化时测得的测量误差。 2．动态误差：在被测量随时间变化过程中进行测量时所产生的附加误差。它的大小为动态中测量和静态中测量所得误差值的差值。;测量误差的处理 1．从产生系统误差的来源上考虑，设法消除或尽量减小其影响。 2．采用修正方法来消除。 ;1．概率、概率密度和正态分布 2．随机误差的特性 3．算术平均值和标准误差 4．测量结果的正确表示和置信度 ;1．定性分析：对测量设备、测量条件、测量步骤进行分析，看是否存在问题而引起出现异常数据。这种判断无严格规则，属于定性判断。 2．定量判断：用概率统计和误差理论知识建立的粗大误差判断准则为依据，进行定量判断，以确定该异常值是否应剔除。在工程上常用拉依达准则（3准则）来判断粗大误差： ;1．线性度 2．迟滞性 3、重复性 4、灵敏度 5、分辨率 6、测量范围与量程 7、稳定性 8、漂移 ;1．线性度 线性度又称非线性度或非线性误差，是指实际输入输出特性曲线与拟合直线（理想直线）之间的最大偏差与传感器满量程输出值的百分比 。 2．迟滞性 迟滞性又称回差或滞后性，是传感器与检测系统在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中输入输出特性曲线之间不重合的程度 ;3．重复性 重复性是指输入量按同一方向作全量程连续多次测试时，所得特性曲线最大不重复误差与传感器满量程范围值的百分比 4．灵敏度 灵敏度是指传感器与检测系统对被测量变化的反应能力。 ①灵敏度S是有量纲的。但若x与y是同类量时，S无量纲，为放大倍数K。 ②若系统是有多个环节组成的串联式系统，则系统总灵敏度为各个环节灵敏度的乘积，即S＝S1S2S3。 ③灵敏度越高，测量精度越高，但测量范围越窄，稳定性越差。;5．分辨率 分辨率是指传感器能够检测出被测量的最小变化量，是有量纲的数。对数字式仪表，该表的最后一位数值就是它的分辨率；一般模拟式仪表分辨率为最小刻度分格数值的一半。 灵敏度越高，分辨率越好。 6．测量范围与量程 测量范围是指在规定的测量特性和精确度范围内所测量的被测变量的范围。测量上限和测量下限的代数差称为量程。;7．稳定性 稳定性是指传感器在较长时间内保持其原性能的能力。即对于相同输入量，其输出量发生变化的程度。 8．漂移 漂移是指在外界干扰的情况下，在一定的时间间隔内，传感器输出量发生与输入量无关的变化程度，包括时间漂移和温度漂移。时漂是指在规定的条件下，零点或灵敏度随时间的缓慢变化；温漂是指周围温度变化引起的零点或灵敏度的变化。; 任务三 传感器与检测系统的特性认识;一、传感器的常用性能指标 1.基本参数指标 ①量程指标：量程范围、过载能力等。 ②精度指标：精度（误差）、线性度、迟滞性、重复性、稳定性、漂移、阀值等。 ③灵敏度指标：灵敏度、分辨率、输入与输出阻抗等。 ④动态性能指标：频率响应范围、频率特性、时间常数、阻尼系数、过冲量等。