《傳感器檢測(cè)與應(yīng)用》（省獎(jiǎng)）作者王斌 學(xué)習(xí)情境1.認(rèn)識(shí)傳感器

1、傳感器檢測(cè)與應(yīng)用傳感器檢測(cè)與應(yīng)用學(xué)習(xí)情境一：認(rèn)識(shí)傳感器學(xué)習(xí)情境一：認(rèn)識(shí)傳感器情境介紹：情境介紹： 現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，為了監(jiān)督、控制整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程和對(duì)象，需要在檢測(cè)各種參數(shù)和物理量。所謂檢測(cè)就是人們借助于儀器、設(shè)備，利用各種物理效應(yīng)，采用一定的方法，將客觀世界的有關(guān)信息通過(guò)檢查與測(cè)量獲取定性或定量信息的認(rèn)識(shí)過(guò)程。這些儀器和設(shè)備的核心部件就是傳感器，傳感器是感知被測(cè)量（多為非電量），并把它轉(zhuǎn)化為電量的一種器件或裝置。 在具體學(xué)習(xí)傳感器及其應(yīng)用之前，通過(guò)本學(xué)習(xí)情境首先了解什么檢測(cè)技術(shù)，什么是傳感器以及它們的廣泛用途，同時(shí)了解測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí)，使得整個(gè)課程學(xué)習(xí)先有一個(gè)感性認(rèn)知。學(xué)習(xí)情境一：認(rèn)識(shí)傳感器學(xué)習(xí)情境

2、一：認(rèn)識(shí)傳感器學(xué)習(xí)要點(diǎn)：學(xué)習(xí)要點(diǎn)： l檢測(cè)及傳感器的含義及工業(yè)檢測(cè)涉及的內(nèi)容；l自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成;l幾種測(cè)量方法的分類；l絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差及精度的計(jì)算； l隨機(jī)誤差的概念及處理方法；l傳感器的分類、組成及特性。l自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)l傳感器及其特性傳感器及其特性l測(cè)量及測(cè)量誤差測(cè)量及測(cè)量誤差學(xué)習(xí)情境一：認(rèn)識(shí)傳感器學(xué)習(xí)情境一：認(rèn)識(shí)傳感器 檢測(cè)檢測(cè): :利用各種物理、化學(xué)效應(yīng)，選擇合適的方法與裝置，將生產(chǎn)、科研、生活等各方面的有關(guān)信息通過(guò)檢查與測(cè)量的方法，賦予定性或定量結(jié)果的過(guò)程。一、檢測(cè)與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)一、檢測(cè)與自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)方法：比較法方法：比較法裝置：船、石頭、小秤裝置：船、石頭、小秤

3、結(jié)果：定量結(jié)果：定量 自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)：自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)：以信息的獲取、轉(zhuǎn)換、顯示和處理為主要內(nèi)容，自動(dòng)完成整個(gè)檢測(cè)過(guò)程的技術(shù)。 二、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位二、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位 用這句話來(lái)說(shuō)明自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的重要性是很恰當(dāng)?shù)模^“事”，就是指發(fā)展現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的偉大事業(yè)，而“器”則是指利用自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)而制造的儀器、儀表、工具等。所以說(shuō)自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)是科學(xué)實(shí)踐和生產(chǎn)實(shí)踐的必要手段，它的水平高低也是科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。 古語(yǔ)有：“工欲善其事，必先利其器?！睓z測(cè)技術(shù)在衛(wèi)星中的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在衛(wèi)星中的應(yīng)用人造衛(wèi)星人造衛(wèi)星檢測(cè)技術(shù)在海嘯預(yù)報(bào)中的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在海嘯預(yù)報(bào)中的應(yīng)用

4、海浪振動(dòng)檢測(cè)海浪振動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)浮標(biāo)浮標(biāo)深海地溝深海地溝檢測(cè)技術(shù)在飛行器中的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在飛行器中的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用超聲波檢測(cè)檢測(cè)技術(shù)在汽車中的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在汽車中的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用溫濕度傳感器溫濕度傳感器溫度傳感器溫度傳感器透光率傳感器透光率傳感器指紋傳感器指紋傳感器檢測(cè)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用GPS定位導(dǎo)航檢測(cè)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)

5、用檢測(cè)技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用光幕自動(dòng)收費(fèi)檢測(cè)技術(shù)在軍事上的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在軍事上的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在軍事上的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在軍事上的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用檢測(cè)技術(shù)在航天領(lǐng)域的應(yīng)用火箭測(cè)控 - 檢測(cè)火箭狀況、姿態(tài)、軌跡 飛行器測(cè)控 - 檢測(cè)飛行器姿態(tài)、發(fā)電機(jī)工況，控制與操縱 檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械加工中的作用檢測(cè)技術(shù)在機(jī)械加工中的作用 機(jī)床導(dǎo)軌位置檢測(cè)三、工業(yè)檢測(cè)技術(shù)涉及的內(nèi)容三、工業(yè)檢測(cè)技術(shù)涉及的內(nèi)容熱工量：熱工量：溫度、壓力（壓強(qiáng)）、流量、流速、液位機(jī)械量：機(jī)械量：直線位移、角位移、速度、加速度、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)幾何量：幾何量：長(zhǎng)度、厚度、角度、直徑、間距、形狀、粗糙度物體的性質(zhì)和成分量：物體的性質(zhì)和成分量

6、：空氣的濕度、氣體的化學(xué)成分、濃度、液體的粘度、透明度、物體的顏色狀態(tài)量：狀態(tài)量：工作機(jī)械的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、生產(chǎn)設(shè)備的異常狀態(tài)（超溫、過(guò)載、磨損、堵塞、斷裂等） 四、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成四、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的組成自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)系統(tǒng)原理框圖自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)系統(tǒng)原理框圖 不帶微處理器時(shí)不帶微處理器時(shí) 1 1、傳感器：、傳感器：指一個(gè)能將被測(cè)的非電量變換成電量的器件。2 2、信號(hào)處理裝置：、信號(hào)處理裝置：把傳感器輸出的電量變成具有一定驅(qū)動(dòng)和傳輸能力的電壓、電流或頻率信號(hào)等，以推動(dòng)后級(jí)的顯示器、數(shù)據(jù)處理裝置及執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 ？是否是否傳感器傳感器 能將溫度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感器能將溫度轉(zhuǎn)換為電壓的傳感器熱電偶熱電偶3 3、顯示

7、記錄裝置：、顯示記錄裝置：對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行顯示與記錄。 包括模擬顯示、數(shù)字顯示、圖形顯示儀表及有紙、無(wú)紙記錄儀。特點(diǎn)特點(diǎn)：直觀直觀（1）模擬顯示）模擬顯示光柱模擬顯示光柱模擬顯示特點(diǎn)：一目了然特點(diǎn)：一目了然（2 2）數(shù)字顯示）數(shù)字顯示 L LED（發(fā)光二極管）、LCD（液晶屏）數(shù)字式儀表特點(diǎn)：準(zhǔn)確，但數(shù)字式儀表特點(diǎn)：準(zhǔn)確，但最后一位經(jīng)常跳動(dòng)不止。最后一位經(jīng)常跳動(dòng)不止。熱敏電阻熱敏電阻 LEDLED亮度高、耐振動(dòng)亮度高、耐振動(dòng)LED、LCD的特點(diǎn)：LCLCD D耗電省、集成度高，但不利于夜間觀察耗電省、集成度高，但不利于夜間觀察帶背光板的LCD可以在夜間觀看 (3)(3)圖像顯示：圖像顯示：用用C

8、RTCRT或點(diǎn)陣或點(diǎn)陣LCDLCD來(lái)顯示讀數(shù)或被測(cè)參來(lái)顯示讀數(shù)或被測(cè)參數(shù)變化曲線、圖表或彩色圖等形式來(lái)反映整個(gè)生產(chǎn)線上數(shù)變化曲線、圖表或彩色圖等形式來(lái)反映整個(gè)生產(chǎn)線上的多組數(shù)據(jù)。的多組數(shù)據(jù)。 特點(diǎn)特點(diǎn): :能顯示復(fù)雜的圖能顯示復(fù)雜的圖形和曲線，但價(jià)格昂貴。形和曲線，但價(jià)格昂貴。 圖像顯示圖像顯示(4)(4)記錄儀：記錄儀：主要用來(lái)記錄被檢測(cè)對(duì)象的動(dòng)主要用來(lái)記錄被檢測(cè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程態(tài)變化過(guò)程有紙記錄儀無(wú)紙記錄儀 主要用來(lái)記錄和存儲(chǔ)被檢測(cè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。4 4、數(shù)據(jù)處理裝置：、數(shù)據(jù)處理裝置：對(duì)測(cè)試所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、運(yùn)算、邏輯判斷、線性變換，對(duì)動(dòng)態(tài)測(cè)試結(jié)果作頻譜分析（幅值譜分析、功率譜

9、分析）等，完成這些工作必須采用計(jì)算機(jī)技術(shù)。 5 5、執(zhí)行機(jī)構(gòu)：、執(zhí)行機(jī)構(gòu)：執(zhí)行機(jī)構(gòu)：通常是指各種繼電器、電磁鐵、電磁閥門、電磁調(diào)節(jié)閥、伺服電動(dòng)機(jī)等，它們?cè)陔娐分惺瞧鹜〝?、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)等作用的電器設(shè)備。 繼電器插座繼電器插座繼電器繼電器各種繼電器各種繼電器 電磁鐵電磁鐵能產(chǎn)生機(jī)械力能產(chǎn)生機(jī)械力 電磁調(diào)節(jié)閥電磁調(diào)節(jié)閥 用于控制流量的大小用于控制流量的大小 加上控制加上控制信號(hào)，電磁調(diào)信號(hào)，電磁調(diào)節(jié)閥在電動(dòng)機(jī)節(jié)閥在電動(dòng)機(jī)的控制下，可的控制下，可以逐漸開(kāi)合以逐漸開(kāi)合伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī) 可以正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、可以正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、快轉(zhuǎn)、慢轉(zhuǎn)快轉(zhuǎn)、慢轉(zhuǎn)伺服型雷達(dá)天線報(bào)警器報(bào)警器報(bào)警燈及喇叭報(bào)警燈及喇叭 舉例舉例

10、 工件磨削測(cè)控過(guò)程工件磨削測(cè)控過(guò)程 傳感器傳感器快速檢測(cè)工件的直徑參快速檢測(cè)工件的直徑參數(shù)數(shù)D D。計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)快速地對(duì)直徑參快速地對(duì)直徑參數(shù)作運(yùn)算、比較、判斷等一系數(shù)作運(yùn)算、比較、判斷等一系列工作，然后將有關(guān)參數(shù)送到列工作，然后將有關(guān)參數(shù)送到顯示器顯示器顯示出來(lái)，另一方面，顯示出來(lái)，另一方面，對(duì)研磨盤驅(qū)動(dòng)對(duì)研磨盤驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)伺服電動(dòng)機(jī)發(fā)出發(fā)出控制信號(hào)，控制研磨盤的水平控制信號(hào)，控制研磨盤的水平徑向位移徑向位移x x，直到工件被磨削，直到工件被磨削到規(guī)定的直徑為止。到規(guī)定的直徑為止。 工件磨削測(cè)控過(guò)程演示工件磨削測(cè)控過(guò)程演示 數(shù)字電壓、歐姆表數(shù)字電壓、歐姆表五、檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)五、檢測(cè)技術(shù)

11、的發(fā)展趨勢(shì) 1 1、不斷提高檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量精度、量程范圍、延、不斷提高檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量精度、量程范圍、延長(zhǎng)使用壽命、提高可靠性長(zhǎng)使用壽命、提高可靠性將量程切換到將量程切換到2V2V時(shí)，時(shí)，最小顯示值為最小顯示值為1V1V提高測(cè)量精度提高測(cè)量精度提高可靠性提高可靠性承受劇烈振動(dòng)承受劇烈振動(dòng)2 2、應(yīng)用新技術(shù)和新的物理效應(yīng)，擴(kuò)大檢測(cè)領(lǐng)、應(yīng)用新技術(shù)和新的物理效應(yīng)，擴(kuò)大檢測(cè)領(lǐng)域域月球車月球車火星車火星車2 2、應(yīng)用新技術(shù)和新的物理效應(yīng)，擴(kuò)大檢測(cè)領(lǐng)域、應(yīng)用新技術(shù)和新的物理效應(yīng)，擴(kuò)大檢測(cè)領(lǐng)域（續(xù)）（續(xù)） 安全檢查安全檢查 3 3、發(fā)展集成化、功能化的傳感器、發(fā)展集成化、功能化的傳感器 可拍照的手機(jī)可拍照的手

12、機(jī)4.4.采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，使檢測(cè)技術(shù)智能化采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，使檢測(cè)技術(shù)智能化 面部識(shí)別技術(shù)面部識(shí)別技術(shù)4.4.采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，使檢測(cè)技術(shù)智能化采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，使檢測(cè)技術(shù)智能化( (續(xù)續(xù)) )動(dòng)作捕捉動(dòng)作捕捉4.4.采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，使檢測(cè)技術(shù)智能化（續(xù)）采用計(jì)算機(jī)技術(shù)，使檢測(cè)技術(shù)智能化（續(xù)） 單片機(jī)芯片單片機(jī)芯片 5 5、發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化傳感器及檢測(cè)系統(tǒng)、發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化傳感器及檢測(cè)系統(tǒng)一、傳感器一、傳感器的的概念和作用概念和作用 1 1概念：概念： 傳感器是一種能感受規(guī)定的被測(cè)量，并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。常用傳感器的輸出信號(hào)多為易處理的電量，如電壓、電流、頻率等。 2 2作用：作用：

13、 可準(zhǔn)確、及時(shí)地獲取并發(fā)送信息；與通信、計(jì)算機(jī)構(gòu)成信息技術(shù)的三大支柱。 二、傳感器二、傳感器的的組成組成 1 1、敏感元件：、敏感元件：直接感受被測(cè)物理量，并轉(zhuǎn)換成與之直接感受被測(cè)物理量，并轉(zhuǎn)換成與之成一定關(guān)系的、更易轉(zhuǎn)換的非電量輸出。成一定關(guān)系的、更易轉(zhuǎn)換的非電量輸出。2 2、傳感元件：、傳感元件：將敏感元件輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)將敏感元件輸出的信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。輸出。3 3、轉(zhuǎn)換電路：、轉(zhuǎn)換電路：將傳感元件輸出的電參量轉(zhuǎn)換成便于將傳感元件輸出的電參量轉(zhuǎn)換成便于顯示、記錄和處理的電壓、電流或頻率量。顯示、記錄和處理的電壓、電流或頻率量。有些傳感器的敏感元件與傳感元件兩者合為一體。有些傳感

14、器的敏感元件與傳感元件兩者合為一體。 舉例：測(cè)量壓力的電位器式壓力傳感器舉例：測(cè)量壓力的電位器式壓力傳感器 1-1-彈簧管彈簧管 2-2-電位器電位器 3-3-電刷電刷 4-4-傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)彈性彈性敏感元件（彈簧管）敏感元件（彈簧管） 敏感元件敏感元件在傳感器中直接感受被測(cè)量，并轉(zhuǎn)換成與被測(cè)量有確定關(guān)系、更易于轉(zhuǎn)換的非電量。彈性彈性敏感元件（彈簧管）敏感元件（彈簧管） 在下圖中，彈簧管將壓力轉(zhuǎn)換為角位移彈簧管實(shí)物放大圖彈簧管實(shí)物放大圖 當(dāng)被測(cè)壓力p增大時(shí)，彈簧管撐直，通過(guò)齒條帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)電位器的電刷產(chǎn)生角位移。 其他各種彈性敏感元件其他各種彈性敏感元件 在上圖中的各種彈性元件也能

15、將壓力轉(zhuǎn)換為角位移或直線位移。壓力傳感器的壓力傳感器的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 被測(cè)量通過(guò)敏感元件轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)被測(cè)量通過(guò)敏感元件轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)傳感元件傳感元件轉(zhuǎn)換成電參量。轉(zhuǎn)換成電參量。 在左圖中，在左圖中， 電位器為傳感元電位器為傳感元件，它將角位移件，它將角位移轉(zhuǎn)換為電參量轉(zhuǎn)換為電參量-電阻的變化電阻的變化（R R） 360 360度圓盤形電位器度圓盤形電位器 左圖所示的左圖所示的360360度圓盤形電度圓盤形電位器的中間焊片位器的中間焊片為滑動(dòng)片，右邊為滑動(dòng)片，右邊焊片接地，左邊焊片接地，左邊焊片接電源焊片接電源。 接地接地 測(cè)量轉(zhuǎn)換電路測(cè)量轉(zhuǎn)換電路的作用是將傳感元件輸出的電的作用是將

16、傳感元件輸出的電參量轉(zhuǎn)換成易于處理的電壓、電流或頻率量。參量轉(zhuǎn)換成易于處理的電壓、電流或頻率量。 在左圖中，當(dāng)電在左圖中，當(dāng)電位器的兩端加上電源位器的兩端加上電源后，電位器就組成分后，電位器就組成分壓比電路，它的輸出壓比電路，它的輸出量是與壓力成一定關(guān)量是與壓力成一定關(guān)系的電壓系的電壓U Uo o 。 分壓比電路的計(jì)算公式如下：分壓比電路的計(jì)算公式如下： 直滑電位器式傳感器的輸出電壓直滑電位器式傳感器的輸出電壓U Uo o與滑動(dòng)觸點(diǎn)與滑動(dòng)觸點(diǎn)C C的位移量的位移量x x成正比成正比：oi xUUL 對(duì)圓盤式電位器來(lái)說(shuō)，對(duì)圓盤式電位器來(lái)說(shuō)，U Uo o與滑動(dòng)與滑動(dòng)臂的旋轉(zhuǎn)角度成正比：臂的旋轉(zhuǎn)角度

17、成正比： oi 360UU三、傳感器分類三、傳感器分類 傳感器的種類名目繁多，分類不盡相同。常用的分傳感器的種類名目繁多，分類不盡相同。常用的分類方法有：類方法有： 1 1、按被測(cè)量分類：、按被測(cè)量分類： 分為位移、力、力矩、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、加速度、溫分為位移、力、力矩、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、加速度、溫度、壓力、流量、流速等傳感器。度、壓力、流量、流速等傳感器。 2 2、按測(cè)量原理分類：、按測(cè)量原理分類： 分為電阻、電容、電感、光柵、熱電耦、超聲波、分為電阻、電容、電感、光柵、熱電耦、超聲波、激光、紅外、光導(dǎo)纖維等傳感器。激光、紅外、光導(dǎo)纖維等傳感器。 四、傳感器基本特性四、傳感器基本特性 傳感器的特性一般

18、指輸入、輸出特性，且有靜態(tài)、傳感器的特性一般指輸入、輸出特性，且有靜態(tài)、動(dòng)態(tài)之分。動(dòng)態(tài)之分。 靜態(tài)特性靜態(tài)特性包括：靈敏度、分辨力、線性度、穩(wěn)定包括：靈敏度、分辨力、線性度、穩(wěn)定度、電磁兼容性、可靠性等。度、電磁兼容性、可靠性等。 1 1、靈敏度、靈敏度 ： 靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)下輸出變化值與輸靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)下輸出變化值與輸入變化值之比，用入變化值之比，用K K 來(lái)表示：來(lái)表示： dyyKdxx（16）作圖法求靈敏度過(guò)程作圖法求靈敏度過(guò)程xyx1xy0切點(diǎn)切點(diǎn)傳感器特性曲線xmaxyKx2 2、分辨力、分辨力： 指感器能檢出被測(cè)信號(hào)的指感器能檢出被測(cè)信號(hào)的最小變化最小變化量量。當(dāng)被測(cè)

19、量的變化小于分辨力時(shí)，傳。當(dāng)被測(cè)量的變化小于分辨力時(shí)，傳感器對(duì)輸入量的變化無(wú)任何反應(yīng)。對(duì)數(shù)感器對(duì)輸入量的變化無(wú)任何反應(yīng)。對(duì)數(shù)字儀表而言，如果沒(méi)有其他附加說(shuō)明，字儀表而言，如果沒(méi)有其他附加說(shuō)明，可以認(rèn)為該表的最后一位所表示的數(shù)值可以認(rèn)為該表的最后一位所表示的數(shù)值就是它的分辨力。就是它的分辨力。一般地說(shuō)，分辨力的一般地說(shuō)，分辨力的數(shù)值小于儀表的最大絕對(duì)誤差數(shù)值小于儀表的最大絕對(duì)誤差。 將分率力除以儀表的滿度量程就是將分率力除以儀表的滿度量程就是儀表的儀表的分辨率分辨率。分辨率常以百分比或幾。分辨率常以百分比或幾分之一表示，無(wú)量綱。分之一表示，無(wú)量綱。 3 3、線性度：、線性度：LmaxLmaxmi

20、n100%yy 線性度又稱非線性誤差，是指線性度又稱非線性誤差，是指?jìng)鞲衅鲗?shí)際特傳感器實(shí)際特性曲線與擬合直線（有時(shí)也稱理論直線）之間的最性曲線與擬合直線（有時(shí)也稱理論直線）之間的最大偏差與傳感器量程范圍內(nèi)的輸出之百分比大偏差與傳感器量程范圍內(nèi)的輸出之百分比。 將傳感器輸出起始點(diǎn)與滿量程點(diǎn)連接起來(lái)的將傳感器輸出起始點(diǎn)與滿量程點(diǎn)連接起來(lái)的直線作為擬合直線，這條直線稱為直線作為擬合直線，這條直線稱為端基理論直線端基理論直線，按上述方法得出的線性度稱為端基線性度，非線性按上述方法得出的線性度稱為端基線性度，非線性誤差越小越好誤差越小越好 。線性度的計(jì)算公式如下：。線性度的計(jì)算公式如下：（17）作圖法求

21、線性度演示作圖法求線性度演示 （ 1 1擬合曲線擬合曲線 2 2實(shí)際特性曲線實(shí)際特性曲線 ）4 4、穩(wěn)定性、穩(wěn)定性： 包含穩(wěn)定度和環(huán)境影響量?jī)蓚€(gè)方面。包含穩(wěn)定度和環(huán)境影響量?jī)蓚€(gè)方面。 穩(wěn)定度穩(wěn)定度是指?jìng)鞲衅魇褂脳l件不變時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)保是指?jìng)鞲衅魇褂脳l件不變時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)保持示值不變的能力。穩(wěn)定度一般以儀表的示值變化量和時(shí)持示值不變的能力。穩(wěn)定度一般以儀表的示值變化量和時(shí)間的長(zhǎng)短之比來(lái)表示。間的長(zhǎng)短之比來(lái)表示。 例：某儀表輸出電壓值在例：某儀表輸出電壓值在8h8h內(nèi)的最大變化量為內(nèi)的最大變化量為1.2mV1.2mV，則表示為則表示為1.2mV/(8h)1.2mV/(8h)。 實(shí)際應(yīng)用時(shí)穩(wěn)定度

22、調(diào)整方法：在測(cè)量前，將輸入端短實(shí)際應(yīng)用時(shí)穩(wěn)定度調(diào)整方法：在測(cè)量前，將輸入端短路通過(guò)重新調(diào)零來(lái)克服。路通過(guò)重新調(diào)零來(lái)克服。 環(huán)境變化量環(huán)境變化量?jī)H指由外界環(huán)境變化引起的示值變化量。僅指由外界環(huán)境變化引起的示值變化量。5 5、電磁兼容性（、電磁兼容性（EMCEMC）：）： 指電子設(shè)備在規(guī)定的電磁干擾環(huán)境中能按照原指電子設(shè)備在規(guī)定的電磁干擾環(huán)境中能按照原設(shè)計(jì)要求正常工作的能力，且不向處于同一環(huán)境中設(shè)計(jì)要求正常工作的能力，且不向處于同一環(huán)境中的其他設(shè)備釋放超過(guò)允許范圍的電磁干擾。的其他設(shè)備釋放超過(guò)允許范圍的電磁干擾。 6 6、可靠性、可靠性 ： 可靠性是反映檢測(cè)系統(tǒng)在規(guī)定的條件下，在規(guī)可靠性是反映檢測(cè)

23、系統(tǒng)在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)是否耐用的一種綜合性的質(zhì)量指標(biāo)。定的時(shí)間內(nèi)是否耐用的一種綜合性的質(zhì)量指標(biāo)。 浴盆曲線浴盆曲線 “ “老化老化”試驗(yàn)：試驗(yàn)： 在檢測(cè)設(shè)備通電的情況下，將之放置于高溫在檢測(cè)設(shè)備通電的情況下，將之放置于高溫環(huán)境環(huán)境 低溫環(huán)境低溫環(huán)境 高溫環(huán)境高溫環(huán)境反復(fù)循環(huán)。老化反復(fù)循環(huán)。老化之后的系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，故障率大為降低之后的系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，故障率大為降低 。老化試驗(yàn)臺(tái)老化試驗(yàn)臺(tái)一、測(cè)量的概念一、測(cè)量的概念 測(cè)量是借助專門的技術(shù)和儀表設(shè)備，采用一定的方法取得某一客觀事物定量數(shù)據(jù)資料的認(rèn)識(shí)過(guò)程。二、測(cè)量的分類二、測(cè)量的分類1靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量根據(jù)被測(cè)量是

24、否隨時(shí)間變化分2直接測(cè)量和間接測(cè)量直接測(cè)量和間接測(cè)量根據(jù)測(cè)量手段的不同來(lái)分3模擬式測(cè)量和數(shù)字式測(cè)量模擬式測(cè)量和數(shù)字式測(cè)量按測(cè)量結(jié)果的顯示方式來(lái)分，要求精密測(cè)量時(shí)，大多采用數(shù)字式測(cè)量。4接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量根據(jù)是否與被測(cè)對(duì)象相接觸來(lái)分5在線測(cè)量和離線測(cè)量在線測(cè)量和離線測(cè)量根據(jù)被測(cè)參數(shù)是否在生產(chǎn)過(guò)程中測(cè)量來(lái)分 靜態(tài)測(cè)量靜態(tài)測(cè)量 對(duì)緩慢變化的對(duì)象進(jìn)行測(cè)量亦屬于靜態(tài)測(cè)量靜態(tài)測(cè)量。 最高最高最低最低溫度計(jì)溫度計(jì) 動(dòng)態(tài)測(cè)量動(dòng)態(tài)測(cè)量 地震測(cè)量振動(dòng)波形地震測(cè)量振動(dòng)波形便攜式儀表便攜式儀表 可以顯示波形的便攜可以顯示波形的便攜式儀表式儀表直接測(cè)量直接測(cè)量 電子卡尺電子卡尺間接測(cè)量間接

25、測(cè)量 對(duì)多個(gè)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過(guò)計(jì)算求得被測(cè)量（阿基對(duì)多個(gè)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過(guò)計(jì)算求得被測(cè)量（阿基米德測(cè)量皇冠的比重）。米德測(cè)量皇冠的比重）。 接觸式測(cè)量接觸式測(cè)量 非接觸式測(cè)量非接觸式測(cè)量車載電子警察車載電子警察離線測(cè)量離線測(cè)量 產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)在線測(cè)量在線測(cè)量 在流水線上，邊加工，邊檢驗(yàn)，可提高產(chǎn)品在流水線上，邊加工，邊檢驗(yàn)，可提高產(chǎn)品的一致性和加工精度。的一致性和加工精度。三、測(cè)量誤差三、測(cè)量誤差l測(cè)量誤差：測(cè)量誤差：測(cè)量值與被測(cè)參數(shù)真實(shí)值之間的差距測(cè)量值與被測(cè)參數(shù)真實(shí)值之間的差距。l誤差的分類誤差的分類 按按表示方法表示方法劃分劃分 絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差 相對(duì)誤差相對(duì)誤差 標(biāo)稱相對(duì)

26、誤差標(biāo)稱相對(duì)誤差 滿度相對(duì)誤差滿度相對(duì)誤差 按按誤差出現(xiàn)的規(guī)律誤差出現(xiàn)的規(guī)律劃分劃分 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差 隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差 粗大誤差粗大誤差 按按被測(cè)量隨時(shí)間變化被測(cè)量隨時(shí)間變化的速度的速度劃分劃分 靜態(tài)誤差靜態(tài)誤差 動(dòng)態(tài)誤差動(dòng)態(tài)誤差 （一）測(cè)量誤差的表示方法（一）測(cè)量誤差的表示方法 （1 1）絕對(duì)誤差）絕對(duì)誤差： =Ax=AxA A0 0 某采購(gòu)員分別在三家商店購(gòu)買某采購(gòu)員分別在三家商店購(gòu)買100kg100kg大米、大米、10kg10kg香香蕉、蕉、1kg1kg牛肉干，發(fā)現(xiàn)均缺少約牛肉干，發(fā)現(xiàn)均缺少約0.5kg0.5kg，該采購(gòu)員對(duì)哪個(gè)商，該采購(gòu)員對(duì)哪個(gè)商店意見(jiàn)最大，是何原因？店意見(jiàn)最大，是何

27、原因？ 舉例舉例結(jié)結(jié)論論 絕對(duì)誤差的大小有時(shí)不足以反映測(cè)量值所偏離約絕對(duì)誤差的大小有時(shí)不足以反映測(cè)量值所偏離約定真值大小程度。定真值大小程度。 （2 2）相對(duì)誤差）相對(duì)誤差 100% 1-2xxAmm100% 1-3 Amm100 1-4 SA標(biāo)稱相對(duì)誤差標(biāo)稱相對(duì)誤差 滿度（或引用）相對(duì)誤差滿度（或引用）相對(duì)誤差 精度等級(jí)精度等級(jí)S S 儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)和基本誤差儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)和基本誤差 例：某指針式電壓表的精度為例：某指針式電壓表的精度為2.52.5級(jí)，用它來(lái)測(cè)量級(jí)，用它來(lái)測(cè)量電壓時(shí)可能產(chǎn)生的滿度相對(duì)誤差為電壓時(shí)可能產(chǎn)生的滿度相對(duì)誤差為2.5% 2.5% 。 * * 模擬儀表采用引用誤差的

28、形式表示其精度等級(jí)。模擬儀表采用引用誤差的形式表示其精度等級(jí)。將引用誤差的將引用誤差的“”和和% %去掉后的數(shù)值與國(guó)標(biāo)規(guī)定去掉后的數(shù)值與國(guó)標(biāo)規(guī)定的精度等級(jí)相靠攏。的精度等級(jí)相靠攏。 【例】某壓力表精度為【例】某壓力表精度為2.52.5級(jí)，量程為級(jí)，量程為0-1.5MPa0-1.5MPa，測(cè)量，測(cè)量結(jié)果顯示為結(jié)果顯示為0.70MPa0.70MPa，試求：，試求：1 1）可能出現(xiàn)的最大滿度相）可能出現(xiàn)的最大滿度相對(duì)誤差對(duì)誤差 ；2 2）可能出現(xiàn)的最大絕對(duì)誤差）可能出現(xiàn)的最大絕對(duì)誤差 ？3 3）可能）可能出現(xiàn)的最大示值相對(duì)誤差出現(xiàn)的最大示值相對(duì)誤差 ？%5 . 2mkPaMPaAmmm5 .375

29、. 1%5 . 2解：解：1 1）最大滿度相對(duì)誤差可從精度得到最大滿度相對(duì)誤差可從精度得到 mmxmmmA2 2）因?yàn)椋┮驗(yàn)? 3）%36. 5%1007 . 00375. 0%100 xmxA【例】今有【例】今有0.50.5級(jí)的級(jí)的00300 300 和和1.01.0級(jí)的級(jí)的0 0 100 100 兩個(gè)溫度計(jì)，要測(cè)兩個(gè)溫度計(jì)，要測(cè)80 80 的溫度，試問(wèn)采用哪一個(gè)溫度計(jì)的溫度，試問(wèn)采用哪一個(gè)溫度計(jì)好？好？%875. 1%10080%5 . 0300%10011xmxA%25. 1%10080%0 . 1100%10022xmxA12xx解：用解：用0.50.5級(jí)儀表測(cè)量時(shí)，最大標(biāo)稱相對(duì)誤差為

30、：級(jí)儀表測(cè)量時(shí)，最大標(biāo)稱相對(duì)誤差為： 用用1.01.0級(jí)儀表測(cè)量時(shí)，最大標(biāo)稱相對(duì)誤差為：級(jí)儀表測(cè)量時(shí)，最大標(biāo)稱相對(duì)誤差為： 顯然本例中用顯然本例中用1.01.0級(jí)儀表比用級(jí)儀表比用0.50.5級(jí)儀表更合適級(jí)儀表更合適。 用指針式萬(wàn)用用指針式萬(wàn)用表的表的10V10V量程測(cè)量程測(cè)量一只量一只1.5V1.5V干電干電池的電壓，示值池的電壓，示值如圖所示，問(wèn)：如圖所示，問(wèn)：選擇該量程合理選擇該量程合理嗎？嗎？ 用用2.5V2.5V量程測(cè)量程測(cè)量同一只量同一只1.5V1.5V干干電池的電壓，與電池的電壓，與上圖比較，問(wèn)示上圖比較，問(wèn)示值相對(duì)誤差哪一值相對(duì)誤差哪一個(gè)大個(gè)大？（1 1）粗大誤差）粗大誤差 明

31、顯偏離真值的誤差稱為粗大誤差，也叫明顯偏離真值的誤差稱為粗大誤差，也叫過(guò)失誤過(guò)失誤差差。粗大誤差主要是由于測(cè)量人員的粗心大意及電。粗大誤差主要是由于測(cè)量人員的粗心大意及電子測(cè)量?jī)x器受到突然而強(qiáng)大的干擾所引起的。如測(cè)子測(cè)量?jī)x器受到突然而強(qiáng)大的干擾所引起的。如測(cè)錯(cuò)、讀錯(cuò)、記錯(cuò)、外界過(guò)電壓尖峰干擾等造成的誤錯(cuò)、讀錯(cuò)、記錯(cuò)、外界過(guò)電壓尖峰干擾等造成的誤差。就數(shù)值大小而言，粗大誤差明顯超過(guò)正常條件差。就數(shù)值大小而言，粗大誤差明顯超過(guò)正常條件下的誤差。當(dāng)發(fā)現(xiàn)粗大誤差時(shí)，下的誤差。當(dāng)發(fā)現(xiàn)粗大誤差時(shí)，應(yīng)予以剔除應(yīng)予以剔除。 （二）測(cè)量誤差產(chǎn)生的因素（二）測(cè)量誤差產(chǎn)生的因素產(chǎn)生粗大誤差的一個(gè)例子產(chǎn)生粗大誤差的一個(gè)例子 （2 2）系統(tǒng)誤差：）系統(tǒng)誤差：夏天擺鐘變慢的原夏天擺鐘變慢的原因是什么？因是什么？ 系統(tǒng)誤差也稱系統(tǒng)誤差也稱裝置誤差裝置誤差，它