第01章-传感器与检测技术基础.ppt

1.6 误差理论基础 环境误差：在测量过程中，因环境条件的变化而产生的误差称为环境误差。环境条件主要指环境的温度、湿度、气压、电场、磁场、振动、气流及辐射等。 人员误差：测量者生理特性和操作熟练程度引起的误差称为人员误差。 为了便于对测量误差进行分析和处理，按照误差的特点和性质进行分类，可分为随机误差、系统误差和粗大误差。 1.6 误差理论基础 1.6.2.1 随机误差 在相同的测量条件下，多次测量同一物理量时，误差的绝对值与符号以不可预定的方式变化着。也就是说，产生误差的原因及误差数值的大小、正负是随机的，没有确定的规律性，或者说带有偶然性，这样的误差就称为随机误差。随机误差就个体而言，从单次测量结果来看是没有规律的，但就其总体来说，随机误差服从一定的统计规律。 1.6 误差理论基础 1.6.2.2 系统误差 在相同的测量条件下，多次测量同一物理量时，误差不变或按一定规律变化着，这样的误差称之为系统误差。系统误差等于误差减去随机误差，是具有确定性规律的误差，可以用非统计的函数来描述。 1.6 误差理论基础 1.6.2.3 粗大误差 粗大误差是指那些误差数值特别大，超出在规定条件下的预计值，测量结果中有明显错误的误差。出现粗大误差的原因是由于在测量时仪器操作的错误，或读数错误，或计算出现明显的错误等。粗大误差一般是由于测量者粗心大意、实验条件突变造成的。粗大误差由于误差数值特别大，容易从测量结果中发现。一经发现有粗大误差，应认定该次测量无效，即可消除其对测量结果的影响。 1.6 误差理论基础 1.6.3 误差的表示方法 这里仅介绍常用的几种误差的表示方法，即绝对误差、相对误差和引用误差。 （一）绝对误差 △x是指测得值x与真值x0之差，可表示为：绝对误差测得值-真值。用符号表示即 (1-15) 1.6 误差理论基础 1.6.3.1 相对误差 相对误差是指绝对误差与被测真值之比值，通常用百分数表示，即 相对误差=(x/x0)×100% (1-16) 当被测真值为未知数时，一般可用测得值的算术平均值代替被测真值。对于不同的被测量值，用测量的绝对误差往往很难评定其测量精度的高低，通常采用相对误差来评定。 1.6 误差理论基础 1.6.3.2 引用误差 引用误差用测量仪器的绝对误差除以仪器的满度值表示，即 引用误差=(△x/xm)×100% (1-17) 式中 △x——测量仪器的绝对误差，一般指的是测量仪器的示值绝对误差； xm——测量仪器的满度值，一般又称为引用值，通常是测量仪器的量程。 1.6 误差理论基础 引用误差实质是一种相对误差，可用于评价某些测量仪器的准确度的高低。国际规定电测仪表的精度等级指数分为0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0共7级，其最大引用误差不超过仪器精度等级指数n的百分数，即引用误差≤n%。 1.6 误差理论基础 思 考 习 题 1 简述传感器的定义。 2 举例说明传感器在工程中的应用。 3 何为传感器的静态特性？静态特性的主要技 术指标有哪些？ 4 测量的方法有哪些？ 5 简述误差的定义。按误差的性质分类，误差 分为哪几类？ 6 电工仪表分为哪几个等级？ 1.4 传感器的标定和校准 与传感器的标定、校准相关联的技术之一，便是传感器的互换性。传感器使用一段时间后，由于性能变坏或完全损坏，就需要新的传感器进行替换，能进行替换的前提不仅是安装外形尺寸不冲突，而且要求传感器的性能与被替换的传感器有良好的一致性，否则需要重新标定。 1.4 传感器的标定和校准 与传感器的标定、校准相关联的技术之一，便是传感器的互换性。传感器使用一段时间后，由于性能变坏或完全损坏，就需要新的传感器进行替换，能进行替换的前提不仅是安装外形尺寸不冲突，而且要求传感器的性能与被替换的传感器有良好的一致性，否则需要重新标定。 1.5 测量的一般知识 1.5.1 测量方法 1.5.2 测量数据的处理及表述 1.5.1 测量方法 对于测量方法，从不同的角度出发，有不同的分类方法。本节重点阐述按测量手段分类的直接测量、间接测量和联立测量，以及按测量方式分类的偏差式测量、零位式测量和微差式测量。 1.5 测量的一般知识 1.5 测量的一般知识 1.5.1.1 按测量手段分类 1. 直接测量 直接测量法是工程上广泛采用的方法。这种在使用测量仪表进行测量时，对仪表读数不需要经过任何运算就能