《传感器技术及应用》课件项目1.pptx

项目一检测技术及传感器的基本概念

任务一检测及误差的基本概念

任务二传感器的基本概念

任务一检测及误差的基本概念

测量和检测问题广泛存在于各行各业，存在于生产、生活等领域，而且随着生产力水平与人类生活水平的不断提高，对测量和检测问题提出了越来越高的要求。一方面要求检测系统具有更高的速度、精度、可靠性和自动化水平，以便尽量减少人力，提高工作效率；另一方面要求检测系统具有更大的灵活性和适应性，并向多功能化、智能化方向发展。

内容一测量方法及检测系统的基本概念

一、测量的基本概念

在科学实验和工业生产中，为了及时了解实验进展情况、生产过程情况以及它们的结果，人们需要经常对一些物理量，如电流、电压、温度、压力、流量、液位等参数进行测量，

这时人们就要选择合适的测量装置，采用一定的检测方法进行测量。

如用X表示被测量，{X}表示被测量的数值即比值(含测

量误差),[X]表示标准量，即测量单位，则上述定义用数学公式表示为

X={X}[X](1-1)

二、测量方法

1.直接测量、间接测量和组合测量

(1)直接测量。

(2)间接测量。

(3)组合测量。

2.等精度测量和非等精度测量

用相同仪表与测量方法对同一被测量进行多次重复测量，称为等精度测量。用不同精度的仪表或不同的测量方法，或在环境条件相差很大时对同一被测量进行多次重复测量称为非等精度测量。

3.偏差式测量、零位式测量和微差式测量

(1)偏差式测量。

(2)零位式测量。

(3)微差式测量。

图1-1微差式测量原理图

三、检测系统的组成

在自动检测系统中，各个组成部分是以信息流的过程来划分的。检测时，首先获取被测量的信息，并通过信息的转换把获得的信息变换为电量，然后进行一系列的处理，再用指示仪或显示仪将信息输出，或由计算机对数据进行处理，最后把信息输送给执行机构。所以一个检测系统主要分为信息的获得、信息的转换、信息的处理和信息的输出等几个部分。

执行机构

图1-2自动检测系统的组成

显示装置

U₀(I,f)

信号处理电路数据处理装置

非电量

传感器

电量

1.传感器

传感器是把被测量的非电量(如物理量、化学量、生物量等)变换为另一种与之有确定对应关系并且容易测量的量(通常为电学量)的装置。它是一种获得信息的重要手段，它所获得信息的正确与否，关系到整个检测系统的精度，因而在非电量检测系统中占有重要的地位。

2.信号处理电路

通常传感器输出信号是微弱的，需要由信号处理电路加以放大、调制、解调、滤波、运算以及进行数字化处理等。信号处理电路的主要作用就是把传感器输出的电学量变成具有一定功率的模拟电压(或电流)信号或数字信号，以推动后级的输出显示或记录设备、数据处理装置及执行机构。

3.显示装置

(1)模拟显示是利用指针对标尺的相对位置来表示被测

量数值的大小，如毫伏表、毫安表等，其特点是读数方便、

直观，结构简单，价格低廉，在检测系统中一直被大量使用。但这种显示方式的精度要受标尺最小分度的限制，而且读数时易引入主观误差。

(2)数字显示是指用数字形式来显示测量值，目前大多采用LED发光数码管或液晶显示屏等，如数字电压表。这类检测仪器还可附加打印机，打印记录测量数值，并易于计算机联机，使数据处理更加方便。

(3)图像显示是指用屏幕显示(CRT)读数或被测参数变化

的曲线，主要用于计算机自动检测系统中。如果被测量处于动态变化中，用一般的显示仪表读数就十分困难，这时可将输出信号送给计算机进行图像显示或送至记录仪，从而描绘出被测量随时间变化的曲线，并以之作为检测结果，供分析使用。常用的自动记录仪器有笔式记录仪、光线示波器、磁带记录仪和计算机等。

4.数据处理装置和执行机构

数据处理装置就是利用微机技术，对被测结果进行处理、运算、分析，对动态测试结果进行频谱、幅值和能量谱分析等。

在自动测控系统中，经信号处理电路输出的与被测量对应的电压或电流信号还可以驱动某些执行机构动作，为自动控制系统提供控制信号。

数据采集子

系统及其接口

数据通信子系统及其接口

传感器1传感器2-传感器n—

其他仪器或系统

图1-3微机自动检测系统的典型结构

被测控对象

被测试组件

测试信号发生器

其他控制对象

显示

记录

打印

键盘输入

其他I/O设备

基本

I/O

子系

统及

其接口

数据分配

子系统及其接口

微机|基|本|子|系|统|

控制

心事。

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内容二误差的基本概念

一、测量误差

在检测过程中，不论采用什么样的测量方式和方法，也不论采用什么样的测