自动检测技术第3版马西秦第1章节基础知识.ppt

第一章 检测技术的基础知识 一.检测技术的含义、作用和地位 检测：对基本参数和物理量进行检查测 量，从而获得定量信息的过程。 检测技术：完成检测过程所采取的技术措施。 检测技术的主要内容：信息的获取、转换、显示、处理 二.检测系统的组成 传感器 （非电量---------电量） 测量电路 （微弱电量---------较强电信号） 显示记录装置（可能远程输出） 三.非电量电测法的特点 能够连续、自动测量和记录 测量精度高、动态特性好 可以远程传输，实现远距离测量和集中控制 可以方便地变换量程，测量范围广 能借助于计算机进行运算、分析和数据处理。 四.检测技术的发展方向 应用新原理、新材料、新工艺方面的成果制造各种新型传感器：光纤传感器、压敏传感器、微生物传感器、仿生传感器、超常参数传感器等。 传感器集成化（如CCD器件进行文字、图象处理，扫描仪 数码相机）传感器和测量电路集成化。 整个检测系统智能化。 第二节 测量方法 一.测量的基本概念 测量：用实验方法，借助于一定的仪器或设备，将被测量与同性质的单位标准量进行比较，确定被测量对标准量的倍数，获得被测量的定量信息。 测量的四个步骤：比较、示差、平衡、读数。 测量的重要概念：转换 非电量测量结果只有转换才能更好的测出。 二.测量方法 按测量手续分类 1.直接测量：利用测量仪器，直接读取被测量的测量结果。 2.间接测量：已知被测量与其他几个量有 确定的函数关系，可以分别测出其他几个量,再利用函数关系求出被测量。 根据传感器是否与被测对象接触分类 1.接触式测量 2.非接触式测量 1.偏差式测量 2.零位式测量 3.微差式测量 第三节 检测系统的基本特性 一.静态特性（测量已经达到稳定状态时，检测装置或传感器呈现的特性） 灵敏度与分辨率 二．动态特性 第四节 误差的概念 一．绝对误差与相对误差 二．系统误差与随机误差 第五节 随机误差的处理方法 第六节 系统误差的消除方法 输出曲线 二阶传感器对阶跃信号的响应在很大程度上取决于阻尼比ξ和固有频率ωn。 固有频率ωn由传感器主要结构参数所决定, ωn越高, 传感器的响应越快。 当ωn为常数时, 传感器的响应取决于阻尼比ξ。阻尼比ξ直接影响超调量和振荡次数。ξ=0, 为临界阻尼, 超调量为 100%, 产生等幅振荡, 达不到稳态。ξ1, 为过阻尼, 无超调也无振荡, 但达到稳态所需时间较长。ξ1, 为欠阻尼, 衰减振荡, 达到稳态值所需时间随ξ的减小而加长。ξ=1 时响应时间最短。但实际使用中常按稍欠阻尼调整, ξ取 0.7～0.8 为最好。 3.瞬态响应特性指标 （1）时间常数τ 一阶传感器时间常数τ越小, 响应速度越快。 （2）延时时间 传感器输出达到稳态值的50%所需时间。 （3）上升时间 传感器输出达到稳态值的90%所需时间。 （4） 超调量 传感器输出超过稳态值的最大值与稳态值的百分比。一阶传感器的超调量为零。 真值：被测量的准确数值（只能靠近，无法准 确知道）。 误差检测结果与真值的差（永远存在）。 精度：测量所能达到的误差范围。 误差来源：工具、环境、方法、人员误差等。 误差分类： 按误差的表示方法划分 按误差出现的规律划分 相对误差 绝对误差 随机误差 系统误差 绝对误差 测量值与真值的差 *适合于测量同一量时，比较测量结果的精度 。 *应用于修正量与真值计算：