第1章检测装置的组成、信号分析、误差分析

1、3/3/202213/3/20222第一节第一节 测试装置的组成测试装置的组成p传感器；传感器；p中间电路；中间电路；p显示记录装置。显示记录装置。 3/3/202233/3/202243/3/202253/3/202263/3/202273/3/202283/3/202293/3/2022103/3/202211一、传感器一、传感器1 1定义定义p从被测参量中从被测参量中提出提出有用的信息有用的信息（往往是电量），即（往往是电量），即感受感受被阻参被阻参数的变化，同时将此变化数的变化，同时将此变化转换转换成成易于传递和处理的信号，并向中易于传递和处理的信号，并向中间电路间电路输出输出的器件。

2、的器件。3/3/2022122 2、作用、作用 感受、转换、处理、传输。感受、转换、处理、传输。3 3、组成、组成 敏感元件敏感元件 + + 辅助电路辅助电路（一次转（一次转换）（二次转换，测量）换）（二次转换，测量）3/3/2022134 4、要求、要求1 1）只依赖于被测参数变化；）只依赖于被测参数变化；2 2）线性单值；）线性单值；3 3）抗干抗能力强。）抗干抗能力强。3/3/202214二、中间电路二、中间电路1 1、定义：、定义： 接受接受传感器的输出信号，进行传感器的输出信号，进行适当的适当的调理调理和和处理处理，并向显示装置，并向显示装置输出输出的器件。的器件。 3/3/2022

3、152 2、作用、作用1 1）简单传输：）简单传输： 如、如、U U型压力计、温度计。型压力计、温度计。2 2）信号调理：）信号调理：p幅值放大（衰减）；幅值放大（衰减）；p阻抗变化转换成电压或频率的变阻抗变化转换成电压或频率的变化，便于传输和处理；化，便于传输和处理；3/3/2022163 3）信号处理：）信号处理：p滤波、运算（线性化）、分析；滤波、运算（线性化）、分析；p如、电桥、调制与解制器，滤波如、电桥、调制与解制器，滤波器，器，A/DA/D， D/AD/A转换。转换。3/3/2022173 3、组成、组成1 1）简单结构；）简单结构；2 2）复杂的电路；）复杂的电路；3 3）可是独

4、立仪表，可合并于显示装）可是独立仪表，可合并于显示装置和传感器中。置和传感器中。3/3/2022184 4、要求、要求p信号损失尽量少（大小和形状）；信号损失尽量少（大小和形状）；p即误差尽量减少。即误差尽量减少。3/3/202219三、显示装置三、显示装置（二次仪表）（二次仪表）1 1定义与作用：定义与作用：显示和记录被显示和记录被测参数变化的器件。测参数变化的器件。2 2显示的方式显示的方式 3/3/2022201 1）按示值分类）按示值分类p瞬时量；瞬时量；p累积量；累积量；p超越或极限值；超越或极限值；p指标（声光）；指标（声光）；p相应记录、带反馈和调节功能。相应记录、带反馈和调节功

5、能。 3/3/2022212 2）按原理分类）按原理分类 模拟式：模拟式：p指针、液面、光线指针、液面、光线 + + 刻度；刻度；p费时费事，主观误差大。费时费事，主观误差大。 数字式：数字式：pA/DA/D转换转换 + + 处理处理 + + 数码管显示；数码管显示；p主观误差小，便于自动控制。主观误差小，便于自动控制。3/3/202222 记录仪：记录仪：p可长期保存备查；可长期保存备查；p避免视读和人工记录的失误。避免视读和人工记录的失误。p如、如、Y Y记录仪，打印机，屏幕显记录仪，打印机，屏幕显示器，报警仪。示器，报警仪。3/3/202223 3 3要求要求 直观；直观； 易保留；易保

6、留； 人为误差小。人为误差小。3/3/202224第二节第二节 误差分析误差分析一、概念一、概念1 1等精度测量等精度测量 p在在同一条件同一条件进行的进行的一系列重复测量一系列重复测量。反之为非等精度测量。反之为非等精度测量。3/3/2022252 2真值：真值：p被测量被测量x x 所具有的所具有的真正值真正值。3 3实际值实际值x x0 0：p为精度更高一级的标准器具所测为精度更高一级的标准器具所测得的得的真值真值。4 4示值示值x xi i：仪器仪表指示值。仪器仪表指示值。3/3/2022265 5误差（误差（ ）：）： p定义：定义：表示表示x xi i与与x x0 0的差值。的差值

7、。p表示方式：表示方式： 1 1）绝对误差绝对误差： |x|xi i- x- x0 0| | 2 2）相对误差相对误差： |x|xi i- x- x0 0|/ x|/ x0 0100%100%3/3/202227二、误差分析二、误差分析p按原因分类：按原因分类：疏失误差疏失误差；系统误差系统误差；偶然误差偶然误差（随机误差）。（随机误差）。3/3/2022283/3/2022293/3/2022303/3/2022313/3/2022323/3/2022333/3/2022343/3/2022353/3/2022363/3/2022373/3/202238第三节第三节 信号的分类信号的分类一、

8、信息与信号一、信息与信号1 1、信息、信息p对事物运动状态、变化和特征的对事物运动状态、变化和特征的描述，是信号所载的内容；描述，是信号所载的内容；p不等于物质，不具备能量。不等于物质，不具备能量。3/3/2022392 2、信号、信号p信息的载体；是物质，具有能量。信息的载体；是物质，具有能量。p同一信息可以用不同的信号来运同一信息可以用不同的信号来运载，载，如、如、交通信息交通信息：红绿灯或交红绿灯或交通警手势。通警手势。3/3/202240p同一信号可以运载不同信息。同一信号可以运载不同信息。p因此，信息是事物客观存在或运因此，信息是事物客观存在或运动状态的特征，它总是通过某些物动状态的

9、特征，它总是通过某些物理量的形式表现出来；理量的形式表现出来；p这些这些物理量物理量就是信号，其中就是信号，其中电信电信号号最为最为方便。方便。3/3/202241二、信号的分类二、信号的分类（一）确定性信号与非确定信号（一）确定性信号与非确定信号1 1、确定性信号、确定性信号1 1）定义：）定义：p可用可用数学关系数学关系或或图表精确描述图表精确描述的的信号。信号。3/3/2022422 2）分类）分类p周期信号：周期信号：谐波信号，一般周期谐波信号，一般周期信号。信号。p非周期信号：非周期信号：准周期信号，一般准周期信号，一般非周期信号非周期信号。3/3/202243p 周期信号：周期信号

10、：是按一定时间间隔周是按一定时间间隔周而复始而复始重复出现重复出现的信号。的信号。p 非周期信号：非周期信号：将确定信号中那些将确定信号中那些不具有周期重复性的信号。不具有周期重复性的信号。3/3/2022443 3）描述分析的工具）描述分析的工具p傅里叶级数傅里叶级数、傅里叶变换傅里叶变换：时域特性时域特性 波形分析；波形分析；频域特性频域特性 频谱分析频谱分析。 3/3/2022452 2非确定信号非确定信号1 1）定义：）定义：p不能用数学式或图表描述的信号。不能用数学式或图表描述的信号。2 2）分类：）分类：p平稳随机信号，非平稳随机信号。平稳随机信号，非平稳随机信号。 3/3/202

11、2463 3）描述分析工具：）描述分析工具：p概率和数理统计；概率和数理统计；p均值、方差、概率密度函数均方值均值、方差、概率密度函数均方值3/3/202247（二）连续信号与离散信号（二）连续信号与离散信号1 1、连续信号：、连续信号：p若信号中的独立变量若信号中的独立变量取值是连续的取值是连续的信号；信号；p可用数学式和图形表示可用数学式和图形表示。3/3/2022482 2、离散信号：、离散信号：p若信号中的独立变量取值是若信号中的独立变量取值是离散离散的的信号；信号；p只能用只能用离散图形离散图形和和数字序列数字序列表示。表示。3/3/2022493 3、模拟信号：、模拟信号：p若独立变量和幅值均若独立变量和幅值均取连续值取连续值的的信号。信号。