项目1-检测与传感技术入门1

1、项目一 检测与传感技术入门,项目一检测与传感技术入门,【学习目标】 了解检测系统的基础知识、检测系统的组成及发展趋势； 理解传感器的概念、用途、基本结构； 理解测量误差的来源及分类，掌握测量误差的表示与计算方法； 理解传感器静态特性、动态特性的概念，掌握线性度、迟滞、灵敏度、分辨力、重复性、零漂、温漂等静态指标的概念及表示方法。,项目二应变式传感器,任务一 检测技术基础知识,任务二 传感器基础知识,任务三 测量系统与误差,任务四 传感器特性分析与应用,任务一 检测技术基础知识,检测是指在各类生产、科研、试验及服务等各个领域为及时获得被测、被控对象的有关信息而实时或非实时地对一些参量进行定性检查

2、和定量测量，检测是意义更为广泛的测量。 检测技术就是利用各种物理化学效应，选择合适的方法和装置，将生产、科研、生活中的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量结果的过程。,检测系统的组成,任务一 检测技术基础知识,检测技术的发展趋势 1不断提高监测系统的测量精度、量程范围、延长使用寿命、提高可靠性 2应用新技术和新的物理效应，扩大检测领域 3集成化、功能化的传感器不断得到发展 4采用计算机技术，使检测技术智能化 5发展网络化传感器及检测系统,任务一 检测技术基础知识,定义 传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件。,任务二 传感器基础知识,传感器系统,任务二 传感器基础知识

3、,传感器的分类 1.物理传感器与化学传感器 根据传感器工作原理的不同，传感器可分为物理传感器和化学传感器两大类。 2.按被测量分类 按被测量分类，传感器可分为力学量、光学量、磁学量、几何学量、运动学量、流速与流量、液面、热学量、化学量、生物量传感器等。这种分类方法有利于选择传感器、应用传感器。 3.按照工作原理分类 按照工作原理分类，传感器可分为电阻式、电容式、电感式，光电式，光栅式、热电式、压电式、红外、光纤、超声波、激光传感器等。,任务二 传感器基础知识,4.按敏感材料不同分类 按敏感材料不同，传感器可分为半导体传感器、陶瓷传感器、石英传感器、光导纤推传感器、金属传感器、有机材料传感器、高

4、分子材料传感器等。 5.按照传感器输出量的性质分类 按照传感器输出量的性质分类，传感器可分为摸拟传感器、数字传感器。 6按应用场合不同分类 按应用场合不同，传感器可分为工业用，农用、军用、医用、科研用、环保用和家电用传感器等。若按具体便用场合，还可分为汽车用、船舰用、飞机用、宇宙飞船用、防灾用传感器等。 7.根据使用目的的不同分类 根据使用目的的不同，传感器又可分为计测用、监视用，位查用、诊断用，控制用和分析用传感器等。,任务二 传感器基础知识,测量系统： 在工程中，需要将传感器与多台仪表组合在一起，才能完成信号的检测，这样便形成了测量系统。,信息采集的主要含义： 测量以及取得结果,任务三 测

5、量系统与误差,测量：将被测量与同种性质的标准量进行比较，从而确定被测量相对于标准量的倍数的过程。,测量是检测技术的重要组成部分，是以确定被测量值为目的的一系列操作。,测量方法：指实现被测量与标准量比较得出比值的方法。,按 测 量 过 程 的 特 点,直接测量法,间接测量法,组合测量法,按 测 量 仪 表 的 特 点,接触测量法,非接触测量法,按 测 量 对 象 的 特 点,静态测量,动态测量,1.直接测量法,电子卡尺,2.间接测量法,用直接测量法测得与被测量有确定函数关系的一些物理量，经过计算求得被测量（阿基米德测量皇冠的比重）。,3.接触测量法,4.非接触测量法 例：雷达测速,车载电子警察,

6、5.静态测量法,2020/10/3,19,温度计,对缓慢变化的对象进行测量亦属于静态测量。,6.动态测量法,地震测量 振动波形,示波器,测量误差： 测量值与被测量的真值之间的差异。,真值： 是指在一定的时间及空间(位置或状态)条件下，被测量所体现的真实数值。,真 值,理论真值,约定真值,相对真值,1）理论真值 理论真值又称为绝对真值，是指在严格的条件下，根据一定的理论按定义确定的数值。如三角形的内角和恒为180。,2）约定真值 约定真值是指用约定的办法确定的最高基准值，它被认为充分接近于真值，因而可以代替真值来使用。如基准“米”的定义为光在真空中1/299 792 458 s的时间间隔内的行程

7、。,3）相对真值 相对真值又称为实际值，是指将测量仪表按精度不同分为若干等级，高等级的测量仪表的测量值即为相对真值。,按 表 示 方 法,（1）绝对误差,（2）相对误差,（1）绝对误差 绝对误差是指被测量的测量值与被测量的真值之间的差值，即,式中，为绝对误差；Ax为测量值；A0为被测量的真值，可为约定真值或相对真值。,某采购员分别在三家商店购买100 kg大米、10 kg苹果、1 kg巧克力，发现均缺少约0.5 kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，是何原因？,采用绝对误差表示测量误差, 不能很好说明测量质量的好坏。采用绝对误差表示测量误差, 不能很好说明测量质量的好坏。 例如, 在温度测

8、量时, 绝对误差=1 , 对体温测量来说是不允许的, 而对测量钢水温度来说却是一个极好的测量结果。 在实际应用中更多地是用相对误差来代替绝对误差表示测量结果，这样可以更客观地反映测量的准确性。,在实际应用中更多地是用相对误差来代替绝对误差表示测量结果，这样可以更客观地反映测量的准确性。,(2)相对误差 相对误差是绝对误差与被测量的真值之比。相对误差有以下表现形式：,几个重要公式：,Ax：被测量 Am：仪器满度（量程）,实际相对误差,标称相对误差,满度相对误差,精度,仪表的精度等级和最大满度相对误差,2020/10/3,28,满度相对误差 最大绝对误差,例：某指针式电压表的精度为2.5级，用它来测量电压时可能产生的满度相对误差为2.5% 。,2020/10/3,29,例：