智能检测的ppt第一章.ppt

Academic Seminar 以上定义表明传感器有以下含义 ①它是检测装置，能完成检测任务； ②输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等； ③输出量是某种物理量，便于传输、转换、处理、显示等，可以是气、光、电物理量，主要是电量； ④传感器的输出与输入之间存在确定的对应关系，且应有一定的精确程度。 按使用场合不同又称为： 发送器、传送器、变送器、检测器、探头 二、传感器的组成 传感器的分类表 设拟合直线方程： 即得到k和b的表达式 （5）迟滞 （7）重复性(Repeatability) 例题：测得某检测装置的一组输入输出数据如下：试用最小二乘法拟合直线，求其线性度和灵敏度 五、传感器的可靠性 传感器只有在规定条件和规定期间无故障工作才是可靠的。可靠性在统计学上被描述为：高可靠性意味着按要求工作的概率接近于1（即在所考虑的期间，该传感器几乎不失效）。目前，用可靠率R(t)、失效率λ(t)、失效率λ随时间变化规律（浴盆曲线）和平均无故障时间MTBF来评价可靠性。 可靠率是指在规定条件下和规定时间内传感器完成所规定任务的成功率。设有N个相同的传感器，使它们同时工作在同样的条件下，从它们开始运行到t时刻的时间内，有F(t)个传感器发生故障，其余S(t)个传感器工作正常，则该传感器的可靠率R(t)可定义为： R(t)= S(t)/N 传感器的不可靠率Q(t)可相应地表示为： Q(t)= F(t)/N 由于一个传感器发生故障和无故障是互斥事件，必然满足R(t)+Q(t)=1。因此可靠率还可写成： R(t) =1-Q(t)=[ N- F(t)] /N 2．失效率(瞬时失效率或称故障率) 是指传感器运行到t时刻后单位时间内发生故障的传感器个数与t时刻完好传感器个数之比。假定N个传感器的可靠率为R(t)，在t时刻到t+Δt时刻的失效率为N[R(t)-R(t+Δt)]，那么单位时间内的失效率为N[R(t)-R(t+Δt)]/Δt。t时刻完好传感器个数为NR(t)=S(t)。于是，失效率λ(t)可表示为： 3．平均无故障时间 1、应用传感器需遵循的原则 2、应用传感器考虑的主要因素 1、与测量条件有关的因素 (1)测量的目的； (2)被测试量的选择； (3)测量范围； (4)输入信号的幅值，频带宽度； (5)精度要求； (6)测量所需要的时间。 2、与传感器有关的技术指标 (1)精度； (2)稳定度； (3)响应特性； (4)模拟量与数字量； (5)输出幅值； (6)对被测物体产生的负载效应； (7)校正周期； (8)超标准过大的输入信号保护。 3、与使用环境条件有关的因素 (1)安装现场条件及情况； (2)环境条件(湿度、温度、振动等)； (3)信号传输距离； (4)所需现场提供的功率容量。 4）ξ1（过阻尼）：特征方程具有两个不同的实根 3) ξ=1 (临界阻尼)：特征方程具有重根-1/τ,过渡函数为 上两式表明，当ξ≥1时，该系统不再是振荡的，而是由两个一阶阻尼环节组成，前者两个时间常数相同，后者两个时间常数不同。 过渡函数为 1．可靠率 λ(t)= N[R(t)-R(t+Δt)]/ NR(t)? Δt 微分形式 : 正常使用状态下，认为传感器失效率λ(t)不随时间而变化或变化很小，λ(t)= λ=常数，故上式积分得： 可见，传感器经过一段时间老化后，其可靠率符合指数衰减规律。当某一时间的可靠率R(t)已知时，可计算失效率。 λ=γ/T γ——传感器失效数； T——传感器工作个数与其工作时间的乘积。 传感器的平均失效率具有与元器件失效率相同的变化规律，如图的“浴盆曲线”。在传感器刚投入使用时，大多由于设计不当与工艺上的缺陷，使有些传感器很快出现早期故障而失效，这时的失效率较高，即图中的早期失效段。要提高传感器的可靠性，应当采取合理设计方案，通过元器件筛选、老化和整机加速试验等措施来尽可能缩短早期失效段的时间，并尽可能使早期失效段在厂内渡过。图中的第二段为偶发失效段，这一段是在早期失效段的缺陷全部暴露之后，平均失效变得较小且为常数，此期间发生的故障是由随机因素影响而造成的。这种偶发失效来源于随机产生的应