傳感器應(yīng)用技術(shù)完整版課件全套ppt教程

1、項(xiàng)目一檢測(cè)與傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)一、項(xiàng)目要求 在科學(xué)技術(shù)高度發(fā)達(dá)的現(xiàn)代社會(huì)中，人類已進(jìn)入瞬息萬(wàn)變的信息時(shí)代。人們?cè)趶氖鹿I(yè)生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)中，主要依靠對(duì)信息資源的開(kāi)發(fā)、獲取、傳輸和處理。傳感器是人類感官的延長(zhǎng)。它處于研究對(duì)象與測(cè)控系統(tǒng)的接口位置，是感知、獲取與檢測(cè)信息的窗口。一切科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)過(guò)程，都需要大量的信息，特別是自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制系統(tǒng)要獲取的信息，都要通過(guò)傳感器將其轉(zhuǎn)換為容易傳輸與處理的電信號(hào)。沒(méi)有傳感器，科學(xué)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)過(guò)程就無(wú)法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化。傳感器的工作原理涉及很多學(xué)科領(lǐng)域，它的開(kāi)發(fā)帶動(dòng)了邊緣學(xué)科的發(fā)展。一、項(xiàng)目要求“測(cè)量系統(tǒng)”這一概念是傳感技術(shù)發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物。在工程中，需要有

2、傳感器與多臺(tái)儀表組合在一起，才能完成信號(hào)的檢測(cè)，這樣便形成了測(cè)量系統(tǒng)。為了更好地掌握傳感器，需要對(duì)測(cè)量的基本概念、測(cè)量系統(tǒng)的特性、測(cè)量誤差及數(shù)據(jù)處理等方面的理論及工程方法進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究，只有了解和掌握了這些基本理論，才能更有效地完成檢測(cè)任務(wù)。傳感器已滲透到諸如工業(yè)生產(chǎn)、宇宙開(kāi)發(fā)、海洋探測(cè)、環(huán)境保護(hù)、資源調(diào)查、醫(yī)學(xué)診斷、生物工程、甚至文物保護(hù)等極其廣泛的領(lǐng)域。從茫茫的太空到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開(kāi)各種各樣的傳感器。一、項(xiàng)目要求本項(xiàng)目將使學(xué)生了解檢測(cè)技術(shù)的含義，檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向、傳感器的定義、傳感器的組成、傳感器動(dòng)態(tài)特性的分析方法。熟悉測(cè)量誤差的概念和通

3、過(guò)誤差要求如何選擇測(cè)量裝置的精度等級(jí)。掌握傳感器的靜態(tài)特性線性度、靈敏度、回程誤差、測(cè)量范圍與量程和精度等級(jí)等的基本概念。一、項(xiàng)目要求【知識(shí)要求】了解檢測(cè)技術(shù)的含義、作用和地位。掌握檢測(cè)系統(tǒng)的組成。了解誤差的基本概念和儀表的精度等級(jí)。掌握隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差的處理方法，測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法。了解傳感器的組成，即敏感元件、傳感元件、檢測(cè)線路及傳感器的分類。掌握傳感器的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性的分析方法。 重點(diǎn)：靈敏度的概念、靈敏度與量程、穩(wěn)定性的關(guān)系，多環(huán)節(jié)系統(tǒng)的靈敏度，傳感器的組成。 難點(diǎn)：根據(jù)誤差要求合理選擇檢測(cè)裝置的精度等級(jí)，測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法。一、項(xiàng)目要求【能力要求】1.能夠了解和使用檢測(cè)技術(shù)中的

4、儀表、儀器。2.正確地識(shí)別各種傳感器及其特點(diǎn)和其在整個(gè)工作系統(tǒng)中的作用。3.能夠準(zhǔn)確判斷出傳感器的好壞，熟練掌握測(cè)量誤差的處理方法和測(cè)量數(shù)據(jù)的處理方法。4.能夠準(zhǔn)確掌握敏感元件、傳感元件和檢測(cè)線路以及傳感器的分類方法。二、相關(guān)知識(shí) （一）測(cè)量的基礎(chǔ)知識(shí) 1.測(cè)量概念 測(cè)量是以確定量值為目的的一系列操作。所以測(cè)量也就是將被測(cè)量與同種性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，確定被測(cè)量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù)。它可由下式表示： (1-1) 或 (1-2) 式中x被測(cè)量值； u標(biāo)準(zhǔn)量，即測(cè)量單位； n比值（純數(shù)），含有測(cè)量誤差。二、相關(guān)知識(shí) 由測(cè)量所獲得的被測(cè)的量值叫做測(cè)量結(jié)果。測(cè)量結(jié)果可用一定的數(shù)值表示，也可以用一條曲線或某種

5、圖形表示。但無(wú)論其表現(xiàn)形式如何，測(cè)量結(jié)果應(yīng)包括比值和測(cè)量單位兩部分。確切地講，測(cè)量結(jié)果還應(yīng)包括誤差部分。 被測(cè)量值和比值等都是測(cè)量過(guò)程的信息，這些信息依托于物質(zhì)才能在空間和時(shí)間上進(jìn)行傳遞。參數(shù)承載了信息而成為信號(hào)。選擇適當(dāng)?shù)膮?shù)作為測(cè)量信號(hào)，例如,熱電偶溫度傳感器的工作參數(shù)是熱電偶的電勢(shì)，差壓流量傳感器中的孔板工作參數(shù)是差壓p。測(cè)量過(guò)程就是傳感器從被測(cè)對(duì)象獲取被測(cè)量的信息，建立起測(cè)量信號(hào)，經(jīng)過(guò)變換、傳輸、處理，從而獲得被測(cè)量的量值。二、相關(guān)知識(shí) 2.測(cè)量方法 實(shí)現(xiàn)被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量比較得出比值的方法，稱為測(cè)量方法。針對(duì)不同測(cè)量任務(wù)進(jìn)行具體分析以找出切實(shí)可行的測(cè)量方法，對(duì)測(cè)量工作是十分重要的。 從不

6、同角度看,測(cè)量方法有多種分類方法。根據(jù)獲得測(cè)量值的方法可分為直接測(cè)量、間接測(cè)量和組合測(cè)量；根據(jù)測(cè)量的精度因素可分為等精度測(cè)量與非等精度測(cè)量；根據(jù)測(cè)量方式可分為偏差式測(cè)量、零位式測(cè)量和微差式測(cè)量；根據(jù)被測(cè)量變化快慢可分為靜態(tài)測(cè)量與動(dòng)態(tài)測(cè)量；根據(jù)測(cè)量敏感元件是否與被測(cè)介質(zhì)接觸可分為接觸測(cè)量與非接觸測(cè)量；根據(jù)測(cè)量系統(tǒng)是否向被測(cè)對(duì)象施加能量可分為主動(dòng)式測(cè)量與被動(dòng)式測(cè)量等。二、相關(guān)知識(shí) （1）直接測(cè)量、間接測(cè)量和組合測(cè)量 在使用儀表或傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，對(duì)儀表讀數(shù)不需要經(jīng)過(guò)任何運(yùn)算就能直接表示測(cè)量所需要的結(jié)果的測(cè)量方法稱為直接測(cè)量。例如，用磁電式電流表測(cè)量電路的某一支路電流，用彈簧管壓力表測(cè)量壓力等，都屬

7、于直接測(cè)量。直接測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單而又迅速，缺點(diǎn)是測(cè)量精度不高。 在使用儀表或傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，首先對(duì)與測(cè)量有確定函數(shù)關(guān)系的幾個(gè)量進(jìn)行測(cè)量，將被測(cè)量代入函數(shù)關(guān)系式，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到所需要的結(jié)果，這種測(cè)量稱為間接測(cè)量。間接測(cè)量的測(cè)量手續(xù)較多，花費(fèi)時(shí)間較長(zhǎng)，一般用在直接測(cè)量不方便或者缺乏直接測(cè)量手段的場(chǎng)合。二、相關(guān)知識(shí) 若被測(cè)量必須經(jīng)過(guò)求解聯(lián)立方程組，才能得到最后結(jié)果，則稱這樣的測(cè)量為組合測(cè)量。組合測(cè)量是一種特殊的精密測(cè)量方法，操作手續(xù)復(fù)雜，花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)，多用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)或特殊場(chǎng)合。 （2）等精度測(cè)量與非等精度測(cè)量 用相同儀表與測(cè)量方法對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量，稱為等精度測(cè)量。用不同精度的儀表或

8、不同的測(cè)量方法，或在環(huán)境條件相差很大時(shí)對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量稱為非等精度測(cè)量。 （3）偏差式測(cè)量、零位式測(cè)量和微差式測(cè)量二、相關(guān)知識(shí) 用儀表指針的位移（即偏差）決定被測(cè)量的量值，這種測(cè)量方法稱為偏差式測(cè)量。應(yīng)用這種方法測(cè)量時(shí)，儀表刻度事先用標(biāo)準(zhǔn)器具標(biāo)定。在測(cè)量時(shí)，輸入被測(cè)量，按照儀表指針在標(biāo)尺上的示值，決定被測(cè)量的數(shù)值。這種方法測(cè)量過(guò)程比較簡(jiǎn)單、迅速，但測(cè)量結(jié)果精度較低。 用指零儀表的零位指示檢測(cè)測(cè)量系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，在測(cè)量系統(tǒng)平衡時(shí)，用已知的標(biāo)準(zhǔn)量決定被測(cè)量的量值，這種測(cè)量方法稱為零位式測(cè)量。在測(cè)量時(shí)，已知標(biāo)準(zhǔn)量直接與被測(cè)量相比較，已知量應(yīng)連續(xù)可調(diào)，指零儀表指零時(shí)，被測(cè)量與已知標(biāo)準(zhǔn)量相等

9、，例如天平、電位差計(jì)等。二、相關(guān)知識(shí) 零位式測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是可以獲得比較高的測(cè)量精度，但測(cè)量過(guò)程比較復(fù)雜，費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)，不適用于測(cè)量迅速變化的信號(hào)。 微差式測(cè)量是綜合了偏差式測(cè)量與零位式測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)而提出的一種測(cè)量方法。它將被測(cè)量與已知的標(biāo)準(zhǔn)量相比較，取得差值后，再用偏差法測(cè)得此差值。應(yīng)用這種方法測(cè)量時(shí)，不需要調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量，而只需測(cè)量?jī)烧叩牟钪?。設(shè)N為標(biāo)準(zhǔn)量，x為被測(cè)量，為二者之差，則x=N+。由于N是標(biāo)準(zhǔn)量，其誤差很小，且N，因此可選用高靈敏度的偏差式儀表測(cè)量，即使測(cè)量的精度較低，但因1時(shí)，則（1-5）系統(tǒng)的輸入/輸出關(guān)系為（1-6）二、相關(guān)知識(shí)顯然，這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的輸入/輸出關(guān)系由反饋環(huán)節(jié)的特性決定，放

10、大器等環(huán)節(jié)特性的變化不會(huì)造成測(cè)量誤差，或者說(shuō)造成的誤差很小。根據(jù)以上分析可知，在構(gòu)成測(cè)量系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)將開(kāi)環(huán)系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)巧妙地組合在一起加以應(yīng)用，才能達(dá)到所期望的目的。（二）測(cè)量數(shù)據(jù)誤差測(cè)量的目的是希望通過(guò)測(cè)量獲取被測(cè)量的真實(shí)值，但由于種種原因，例如，傳感器本身性能不十分優(yōu)良，測(cè)量方法不十分完善，外界干擾的影響等，都會(huì)造成被測(cè)參數(shù)的測(cè)量值與真實(shí)值不一致，兩者不一致程度用測(cè)量誤差表示。二、相關(guān)知識(shí)測(cè)量誤差就是測(cè)量值與真實(shí)值之間的差值。它反映了測(cè)量質(zhì)量的好壞。測(cè)量的可靠性至關(guān)重要，不同場(chǎng)合對(duì)測(cè)量結(jié)果可靠性的要求也不同。例如，在量值傳遞、經(jīng)濟(jì)核算、產(chǎn)品檢驗(yàn)等場(chǎng)合應(yīng)保證測(cè)量結(jié)果有足夠的準(zhǔn)確度。當(dāng)測(cè)量值用

11、做控制信號(hào)時(shí)，則要注意測(cè)量的穩(wěn)定性和可靠性。因此，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度應(yīng)與測(cè)量的目的與要求相聯(lián)系、相適應(yīng)，那種不惜工本、不顧場(chǎng)合，一味追求越準(zhǔn)越好的做法是不可取的，要有技術(shù)與經(jīng)濟(jì)兼顧的意識(shí)。（1）測(cè)量誤差的表示方法測(cè)量誤差的表示方法有多種，含義各異。二、相關(guān)知識(shí)絕對(duì)誤差可定義為 =xL （1-7）式中絕對(duì)誤差； x測(cè)量值； L真實(shí)值。 對(duì)測(cè)量值進(jìn)行修正時(shí)，要用到絕對(duì)誤差。修正值是與絕對(duì)誤差大小相等、符號(hào)相反的值，實(shí)際值等于測(cè)量值加上修正值。采用絕對(duì)誤差表示測(cè)量誤差，不能很好地說(shuō)明測(cè)量質(zhì)量的好壞。例如，在溫度測(cè)量時(shí)，絕對(duì)誤差=1，對(duì)體溫測(cè)量來(lái)說(shuō)是不允許的，而對(duì)測(cè)量鋼水溫度來(lái)說(shuō)卻是一個(gè)極好的測(cè)量結(jié)果

12、。二、相關(guān)知識(shí) 相對(duì)誤差可定義為（1-8）式中相對(duì)誤差，一般用百分?jǐn)?shù)給出； 絕對(duì)誤差 L真實(shí)值。 由于被測(cè)量的真實(shí)值L無(wú)法知道，實(shí)際測(cè)量時(shí)用測(cè)量值 x 代替真實(shí)值L來(lái)進(jìn)行計(jì)算，這個(gè)相對(duì)誤差稱為標(biāo)稱相對(duì)誤差，即（1-9）二、相關(guān)知識(shí)引用誤差是儀表中通用的一種誤差表示方法。它是相對(duì)儀表滿量程的一種誤差，一般也用百分?jǐn)?shù)表示，即（1-10）式中引用誤差； 絕對(duì)誤差。 儀表精度等級(jí)是根據(jù)引用誤差來(lái)確定的。例如，0.5級(jí)儀表的引用誤差的最大值不超過(guò)0.5%，1.0級(jí)儀表的引用誤差的最大值不超過(guò)1%。 在使用儀表和傳感器時(shí)，經(jīng)常也會(huì)遇到基本誤差和附加誤差兩個(gè)概念。二、相關(guān)知識(shí)基本誤差是指儀表在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件

13、下所具有的誤差。例如，儀表是在電源電壓(2205)V、電網(wǎng)頻率(502)Hz、環(huán)境溫度(205)、濕度65%5%的條件下標(biāo)定的。如果這臺(tái)儀表在這個(gè)條件下工作，則儀表所具有的誤差為基本誤差。測(cè)量?jī)x表的精度等級(jí)就是由基本誤差決定的。附加誤差是指當(dāng)儀表的使用條件偏離額定條件下出現(xiàn)的誤差。例如，溫度附加誤差、頻率附加誤差。（2）誤差的性質(zhì)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)中的誤差所呈現(xiàn)的規(guī)律，將誤差分為三種，即系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。這種分類方法便于測(cè)量數(shù)據(jù)處理。二、相關(guān)知識(shí)系統(tǒng)誤差：對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，如果誤差按照一定的規(guī)律出現(xiàn)，則把這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。例如，標(biāo)準(zhǔn)量值的不準(zhǔn)確及儀表刻度的不準(zhǔn)確而引起的

14、誤差。隨機(jī)誤差：對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，絕對(duì)值和符號(hào)不可預(yù)知地隨機(jī)變化，但就誤差的總體而言，具有一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性的誤差稱為隨機(jī)誤差。例如，電源電壓波動(dòng)附加誤差等。引起隨機(jī)誤差的原因很多是難以掌握或暫時(shí)未能掌握的微小因素，一般無(wú)法控制。對(duì)于隨機(jī)誤差不能用簡(jiǎn)單的修正值來(lái)修正，只能用概率和數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法去計(jì)算它出現(xiàn)的可能性。二、相關(guān)知識(shí)粗大誤差：明顯偏離測(cè)量結(jié)果的誤差稱為粗大誤差，又稱疏忽誤差。這類誤差是由于測(cè)量者疏忽大意或環(huán)境條件的突然變化而引起的。對(duì)于粗大誤差，首先應(yīng)設(shè)法判斷是否存在，然后將其剔除。（三）測(cè)量數(shù)據(jù)的估計(jì)和處理由工程測(cè)量實(shí)踐可知，測(cè)量數(shù)據(jù)中含有系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，有時(shí)還會(huì)含

15、有粗大誤差。它們的性質(zhì)不同，對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響及處理方法也不同。在測(cè)量中，對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理時(shí)，首先判斷測(cè)量數(shù)據(jù)中是否含有粗大誤差，如有，則必須加以剔除。再看數(shù)據(jù)中是否存在系統(tǒng)誤差，對(duì)系統(tǒng)誤差可設(shè)法消除或加以修正。對(duì)排除了二、相關(guān)知識(shí)系統(tǒng)誤差和粗大誤差的測(cè)量數(shù)據(jù)，則利用隨機(jī)誤差性質(zhì)進(jìn)行處理?？傊?，對(duì)于不同情況的測(cè)量數(shù)據(jù)，首先要加以分析研究，判斷情況，分別處理，然后再經(jīng)綜合整理以得出合乎科學(xué)性的結(jié)果。1.隨機(jī)誤差的統(tǒng)計(jì)處理在測(cè)量中，當(dāng)系統(tǒng)誤差已設(shè)法消除或減小到可以忽略的程度時(shí)，如果測(cè)量數(shù)據(jù)仍有不穩(wěn)定的現(xiàn)象，說(shuō)明存在隨機(jī)誤差。在等精度測(cè)量情況下，得n個(gè)測(cè)量值x1，x2xn，設(shè)只含有隨機(jī)誤差1，2n。

16、這組測(cè)量值或隨機(jī)誤差都是隨機(jī)事件，可以用概率數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法來(lái)研究。隨機(jī)誤差的處理任務(wù)是從隨機(jī)數(shù)據(jù)中求出最接近真值的值（或稱真值的最佳估計(jì)值），對(duì)數(shù)據(jù)精密度的高低（或稱可信賴的程度）進(jìn)行評(píng)定并給出測(cè)量結(jié)果。二、相關(guān)知識(shí)（1）隨機(jī)誤差的正態(tài)分布曲線測(cè)量實(shí)踐表明，多數(shù)測(cè)量的隨機(jī)誤差具有以下特征：絕對(duì)值小的隨機(jī)誤差出現(xiàn)的概率大于絕對(duì)值大的隨機(jī)誤差出現(xiàn)的概率。隨機(jī)誤差的絕對(duì)值不會(huì)超出一定界限。測(cè)量次數(shù)n很大時(shí)，絕對(duì)值相等，符號(hào)相反的隨機(jī)誤差出現(xiàn)的概率相等。由特征不難推算出，當(dāng)n時(shí)，隨機(jī)誤差的代數(shù)和趨近于零。隨機(jī)誤差的上述三個(gè)特征，說(shuō)明其分布實(shí)際上是單一峰值并且是有界限的，且當(dāng)測(cè)量次數(shù)無(wú)窮增加時(shí)，這類誤差

17、還具有對(duì)稱性（即抵償性）。二、相關(guān)知識(shí)在大多數(shù)情況下，當(dāng)測(cè)量次數(shù)足夠多時(shí)，測(cè)量過(guò)程中產(chǎn)生的誤差服從正態(tài)分布規(guī)律。分布密度函數(shù)為（1-11）式中y概率密度； x測(cè)量值（隨機(jī)變量）； 均方根偏差（標(biāo)準(zhǔn)誤差）； L真值（隨機(jī)變量x的數(shù)學(xué)期望）； 隨機(jī)誤差（隨機(jī)變量），=xL。二、相關(guān)知識(shí)正態(tài)分布方程式的關(guān)系曲線為一條鐘形的曲線如圖所示，說(shuō)明隨機(jī)變量在x=L或=0處的附近區(qū)域內(nèi)具有最大概率。正態(tài)分布曲線 二、相關(guān)知識(shí)（2）正態(tài)分布的隨機(jī)誤差的數(shù)字特征在實(shí)際測(cè)量時(shí)，真值L不可能得到。但如果隨機(jī)誤差服從正態(tài)分布，則算術(shù)平均值處隨機(jī)誤差的概率密度最大。對(duì)被測(cè)量進(jìn)行等精度的n次測(cè)量，得n個(gè)測(cè)量值x1，x2xn

18、，它們的算術(shù)平均值為（1-12）算術(shù)平均值是各測(cè)量值中最可信賴的，它可以作為等精度多次測(cè)量的結(jié)果。二、相關(guān)知識(shí)上述的算術(shù)平均值是反映隨機(jī)誤差的分布中心，而均方根偏差則反映隨機(jī)誤差的分布范圍。均方根偏差愈大，測(cè)量數(shù)據(jù)的分散范圍也愈大，所以均方根偏差可以描述測(cè)量數(shù)據(jù)和測(cè)量結(jié)果的精度。如圖所示為不同下正態(tài)分布曲線。由圖可見(jiàn)：愈小，分布曲線愈陡峭，說(shuō)明隨機(jī)變量的分散性小，測(cè)量精度高；反之，愈大，分布曲線愈平坦，隨機(jī)變量的分散性也大，則測(cè)量精度也低。不同下正態(tài)分布曲線 二、相關(guān)知識(shí) 均方根偏差可由下式求?。海?-13）式中n測(cè)量次數(shù)； xi第i次測(cè)量值。二、相關(guān)知識(shí)在實(shí)際測(cè)量時(shí)，由于真值L是無(wú)法確切知道

19、的，可以用測(cè)量值的算術(shù)平均值來(lái)代替，各測(cè)量值與算術(shù)平均值差值稱為殘余誤差，即（1-14）用殘余誤差計(jì)算的均方根偏差稱為均方根偏差的估計(jì)值s，即 （1-15）二、相關(guān)知識(shí)通常在有限次測(cè)量時(shí)，算術(shù)平均值不可能等于被測(cè)量的真值L，它也是隨機(jī)變動(dòng)的。設(shè)對(duì)被測(cè)量進(jìn)行m組的“多次測(cè)量”，各組所得的算術(shù)平均值1，2m，圍繞真值L有一定的分散性，也是隨機(jī)變量。算術(shù)平均值x的精度可由算術(shù)平均值的均方根偏差來(lái)評(píng)定。它與s的關(guān)系如下（1-16）二、相關(guān)知識(shí)（3）正態(tài)分布的概率計(jì)算人們?cè)诶梅植记€進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)處理的目的是求取測(cè)量的結(jié)果，確定相應(yīng)的誤差限以及分析測(cè)量的可靠性等。為此，需要計(jì)算正態(tài)分布在不同區(qū)間的概率。

20、分布曲線下的全部面積應(yīng)等于總概率。由殘余誤差表示的正態(tài)分布密度函數(shù)為故（1-17）二、相關(guān)知識(shí)在任意誤差區(qū)間（a，b）出現(xiàn)的概率為是正態(tài)分布的特征參數(shù)，誤差區(qū)間通常表示成的倍數(shù)，如t。由于隨機(jī)誤差分布對(duì)稱性的特點(diǎn)，常取對(duì)稱的區(qū)間，即（1-18）式中 t置信系數(shù)； Pa置信概率； t誤差限。二、相關(guān)知識(shí)表給出幾個(gè)典型的t值及其相應(yīng)的概率t0.674511.9622.5834Pa0.50.68270.950.95450.990.99730.99994值及其相應(yīng)的概率隨機(jī)誤差在t范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率為Pa，則超出的概率稱為顯著度，用表示，即二、相關(guān)知識(shí)Pa與關(guān)系如圖所示。從表可知，當(dāng)t=1時(shí)，Pa=0.

21、6827，即測(cè)量結(jié)果中隨機(jī)誤差出現(xiàn)在-+范圍內(nèi)的概率為68.27%，而|v|的概率為31.73%。出現(xiàn)在-3+3范圍內(nèi)的概率是99.73%，因此可以認(rèn)為絕對(duì)值大于3的誤差是不可能出現(xiàn)的，通常把這個(gè)誤差稱為極限誤差lim。按照上面分析，測(cè)量結(jié)果可表示為或（1-19）二、相關(guān)知識(shí) 例：有一組測(cè)量值為237.4、237.2、237.9、237.1、238.1、237.5、237.4、237.6、237.6、237.4，求測(cè)量結(jié)果。 解：將測(cè)量值列于表中。序號(hào)測(cè)量值殘余誤差1237.4-0.120.0142237.2-0.320.103237.90.380.144237.1-0.420.185238.

22、10.580.346237.5-0.020.00047237.5-0.120.0148237.60.080.00649237.60.080.006410237.4-0.120.014二、相關(guān)知識(shí)二、相關(guān)知識(shí)2.系統(tǒng)誤差的通用處理方法（1）從誤差根源上消除系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是在一定的測(cè)量條件下，測(cè)量值中含有固定不變或按一定規(guī)律變化的誤差。系統(tǒng)誤差不具有抵償性，重復(fù)測(cè)量也難以發(fā)現(xiàn)，在工程測(cè)量中應(yīng)特別注意該項(xiàng)誤差。由于系統(tǒng)誤差的特殊性，在處理方法上與隨機(jī)誤差完全不同。有效地找出系統(tǒng)誤差的根源并減小或消除的關(guān)鍵是如何查找誤差根源，這就需要對(duì)測(cè)量設(shè)備、測(cè)量對(duì)象和測(cè)量系統(tǒng)作全面分析，明確其中有無(wú)產(chǎn)生明顯系統(tǒng)

23、誤差的因素，并采取相應(yīng)措施予以修正或消除。由于具體條件不同，在分析查找誤差根源時(shí)并無(wú)一成不變的方法，這與測(cè)量者的經(jīng)驗(yàn)、水平以及測(cè)量技術(shù)的發(fā)展密切相關(guān)。但我們可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析考慮。二、相關(guān)知識(shí)以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析考慮。所用傳感器、測(cè)量?jī)x表或組成元件是否準(zhǔn)確可靠。比如傳感器或儀表靈敏度不足，儀表刻度不準(zhǔn)確，變換器、放大器等性能不太優(yōu)良，由這些引起的誤差是常見(jiàn)的誤差。測(cè)量方法是否完善。如用電壓表測(cè)量電壓，電壓表的內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果有影響。傳感器或儀表安裝、調(diào)整或放置是否正確合理。例如，沒(méi)有調(diào)好儀表水平位置，安裝時(shí)儀表指針偏心等都會(huì)引起誤差。傳感器或儀表工作場(chǎng)所的環(huán)境條件是否符合規(guī)定條件。例

24、如，環(huán)境、溫度、濕度、氣壓等的變化也會(huì)引起誤差。二、相關(guān)知識(shí) 測(cè)量者的操作是否正確。例如，讀數(shù)時(shí)的視差、視力疲勞等都會(huì)引起系統(tǒng)誤差。 （2）系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)與判別 發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差一般比較困難，下面只介紹幾種發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差的一般方法。 實(shí)驗(yàn)對(duì)比法。這種方法是通過(guò)改變產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的條件從而進(jìn)行不同條件的測(cè)量，以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差。這種方法適用于發(fā)現(xiàn)固定的系統(tǒng)誤差。例如，一臺(tái)測(cè)量?jī)x表本身存在固定的系統(tǒng)誤差，即使進(jìn)行多次測(cè)量也不能發(fā)現(xiàn)，只有用精度更高一級(jí)的測(cè)量?jī)x表測(cè)量，才能發(fā)現(xiàn)這臺(tái)測(cè)量?jī)x表的系統(tǒng)誤差。二、相關(guān)知識(shí) 殘余誤差觀察法。這種方法是根據(jù)測(cè)量值的殘余誤差的大小和符號(hào)的變化規(guī)律，直接由誤差數(shù)據(jù)或誤差曲線圖形判

25、斷有無(wú)變化的系統(tǒng)誤差。如圖所示中把殘余誤差按測(cè)量值先后順序排列，圖（a）的殘余誤差排列后有遞減的變值系統(tǒng)誤差；圖（b）則可能有周期性系統(tǒng)誤差。殘余誤差變化規(guī)律二、相關(guān)知識(shí) 準(zhǔn)則檢查法。已有多種準(zhǔn)則供人們檢驗(yàn)測(cè)量數(shù)據(jù)中是否含有系統(tǒng)誤差，不過(guò)這些準(zhǔn)則都有一定的適用范圍。 例如，馬利科夫判據(jù)是將殘余誤差前后各半分兩組，若“vi前”與“vi后”之差明顯不為零，則可能含有線性系統(tǒng)誤差。阿貝檢驗(yàn)法則檢查殘余誤差是否偏離正態(tài)分布，若偏離，則可能存在變化的系統(tǒng)誤差。將測(cè)量值的殘余誤差按測(cè)量順序排列，且設(shè)二、相關(guān)知識(shí) 若則可能含有變化的系統(tǒng)誤差。（1-20）二、相關(guān)知識(shí) （3）系統(tǒng)誤差的消除 在測(cè)量結(jié)果中進(jìn)行修

26、正對(duì)于已知的系統(tǒng)誤差，可以用修正值對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正；對(duì)于變值系統(tǒng)誤差，設(shè)法找出誤差的變化規(guī)律，用修正公式或修正曲線對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行修正；對(duì)未知系統(tǒng)誤差，則按隨機(jī)誤差進(jìn)行處理。 消除系統(tǒng)誤差的根源在測(cè)量之前，仔細(xì)檢查儀表，正確調(diào)整和安裝；防止外界干擾影響；選好觀測(cè)位置，消除視差；選擇環(huán)境條件比較穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行讀數(shù)等。 在測(cè)量系統(tǒng)中采用補(bǔ)償措施找出系統(tǒng)誤差的規(guī)律，在測(cè)量過(guò)程中自動(dòng)消除系統(tǒng)誤差。如用熱電偶測(cè)量溫度時(shí)，熱電偶參考端溫度變化會(huì)引起系統(tǒng)誤差，消除此誤差的辦法之一是在熱電偶回路中加一個(gè)冷端補(bǔ)償器，從而進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償。二、相關(guān)知識(shí) 實(shí)時(shí)反饋修正由于自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)及微機(jī)的應(yīng)用，可用實(shí)時(shí)反饋修正的辦法來(lái)

27、消除復(fù)雜的變化系統(tǒng)誤差。當(dāng)查明某種誤差因素的變化對(duì)測(cè)量結(jié)果有明顯的復(fù)雜影響時(shí)，應(yīng)盡可能找出其影響測(cè)量結(jié)果的函數(shù)關(guān)系或近似的函數(shù)關(guān)系。在測(cè)量過(guò)程中，用傳感器將這些誤差因素的變化轉(zhuǎn)換成某種物理量形式（一般為電量），及時(shí)按照其函數(shù)關(guān)系，通過(guò)計(jì)算機(jī)算出影響測(cè)量結(jié)果的誤差值，對(duì)測(cè)量結(jié)果作實(shí)時(shí)的自動(dòng)修正。 3.粗大誤差 如前所述，在對(duì)重復(fù)測(cè)量所得一組測(cè)量值進(jìn)行數(shù)據(jù)處理之前，首先應(yīng)將具有粗大誤差的可疑數(shù)據(jù)找出來(lái)加以剔除。絕對(duì)不能憑主觀意愿對(duì)數(shù)據(jù)任意進(jìn)行取舍，而是要有一定的根據(jù)。 原則就是要看這個(gè)可疑值的誤差是否仍處于隨機(jī)誤差的范圍之內(nèi)，是則留，不是則棄。因此要對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的檢驗(yàn)。二、相關(guān)知識(shí) 下面就常

28、用的幾種準(zhǔn)則進(jìn)行介紹： （1）3準(zhǔn)則 前面已講到，通常把等于3的誤差稱為極限誤差。3準(zhǔn)則就是如果一組測(cè)量數(shù)據(jù)中某個(gè)測(cè)量值的殘余誤差的絕對(duì)值|Vi|3時(shí)，則該測(cè)量值為可疑值（壞值），應(yīng)剔除。 （2）肖維勒準(zhǔn)則 肖維勒準(zhǔn)則以正態(tài)分布為前提，假設(shè)多次重復(fù)測(cè)量所得n個(gè)測(cè)量值中，某個(gè)測(cè)量值的殘余誤差|Vi|ZC，則剔除此數(shù)據(jù)。實(shí)用中ZCG，則判斷此值中含有粗大誤差，應(yīng)剔除。此準(zhǔn)則即格拉布斯準(zhǔn)則。G值與重復(fù)測(cè)量次數(shù)n和置信概率Pa有關(guān)，見(jiàn)表。表格拉布斯準(zhǔn)則中的G值 置信概率Pa G值測(cè)量次數(shù)n0.990.95 置信概率Pa G值測(cè)量次數(shù)n0.990.9531.161.15112.482.2341.491.

29、46122.552.2851.751.67132.612.3361.941.82142.662.3772.101.94152.702.4182.222.03162.742.4492.322.11182.822.50102.412.18202.882.56格拉布斯準(zhǔn)則中的G值二、相關(guān)知識(shí) 以上準(zhǔn)則是以數(shù)據(jù)按正態(tài)分布為前提的，當(dāng)偏離正態(tài)分布，特別是測(cè)量次數(shù)很少時(shí)，則判斷的可靠性就差。因此，對(duì)粗大誤差除用剔除準(zhǔn)則（即上述三種準(zhǔn)則）外，更重要的是要提高工作人員的技術(shù)水平和工作責(zé)任心。另外，要保證測(cè)量條件穩(wěn)定，防止因環(huán)境條件劇烈變化而產(chǎn)生的突變影響。 4.不等精度測(cè)量的權(quán)與誤差 前面講述的內(nèi)容是等精度測(cè)

30、量的問(wèn)題。即多次重復(fù)測(cè)量得到的各個(gè)測(cè)量值具有相同的精度，可用同一個(gè)均方根偏差值來(lái)表征，或者說(shuō)具有相同的可信賴程度。 嚴(yán)格地說(shuō)來(lái)，絕對(duì)的等精度測(cè)量是很難保證的，但對(duì)條件差別不大的測(cè)量，一般都當(dāng)做等精度測(cè)量對(duì)待，某些條件的變化，如測(cè)量時(shí)溫度的波動(dòng)等，只作為誤差來(lái)考慮。因此，在一般測(cè)量實(shí)踐中，基本上都屬等精度測(cè)量。但在科學(xué)實(shí)驗(yàn)或高精度測(cè)量中，為了提高測(cè)量的可靠性和精度，往往在不同的測(cè)量條件下，用不同的測(cè)量?jī)x表，不同的測(cè)量方法，不同的測(cè)量次數(shù)以及由不同的測(cè)量者進(jìn)行測(cè)量并進(jìn)行對(duì)比，則認(rèn)為它們是不等精度的測(cè)量。二、相關(guān)知識(shí)二、相關(guān)知識(shí) （1）“權(quán)”的概念 在不等精度測(cè)量時(shí)，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行m組測(cè)量，得到m

31、組測(cè)量列（進(jìn)行多次測(cè)量的一組數(shù)據(jù)稱為一測(cè)量列）的測(cè)量結(jié)果及其誤差，它們不能同等看待。精度高的測(cè)量列具有較高的可靠性，將這種可靠性的大小稱為“權(quán)”。 “權(quán)”可理解為各組測(cè)量結(jié)果相對(duì)的可信賴程度。測(cè)量次數(shù)多、測(cè)量方法完善、測(cè)量?jī)x表精度高、測(cè)量的環(huán)境條件好、測(cè)量人員的水平高，則測(cè)量結(jié)果可靠，其權(quán)也大。權(quán)是相比較而存在的。權(quán)用符號(hào)p表示，有兩種計(jì)算方法。二、相關(guān)知識(shí) 用各組測(cè)量列的測(cè)量次數(shù)n的比值表示，并取測(cè)量次數(shù)較小的測(cè)量列的權(quán)為1，則有 用各組測(cè)量列的誤差平方的倒數(shù)的比值表示，并取誤差較大的測(cè)量列的權(quán)為1，則有（1-21）（1-22）二、相關(guān)知識(shí) （2）加權(quán)算術(shù)平均值 加權(quán)算術(shù)平均值不同于一般的算

32、術(shù)平均值，應(yīng)考慮各測(cè)量列的權(quán)的情況。若對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行m組不等精度測(cè)量，得到m個(gè)測(cè)量列的算術(shù)平均值1，2m，相應(yīng)各組的權(quán)分別為p1，p2pm，則加權(quán)平均值可表示為（1-23）二、相關(guān)知識(shí) （3）加權(quán)算術(shù)平均值 的標(biāo)準(zhǔn)誤差 當(dāng)進(jìn)一步計(jì)算加權(quán)算術(shù)平均值 的標(biāo)準(zhǔn)誤差時(shí)，也要考慮各測(cè)量列的權(quán)的情況，標(biāo)準(zhǔn)誤差 可表示為二、相關(guān)知識(shí) （四）傳感器的概述 傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。在有些學(xué)科領(lǐng)域，傳感器又稱為敏感元件、檢測(cè)器、轉(zhuǎn)換器等。這些不同提法，反映了在不同的技術(shù)領(lǐng)域中，只是根據(jù)器件用途對(duì)同一類型的器件使用著不同的技術(shù)術(shù)語(yǔ)而已。如在電子技術(shù)領(lǐng)域，常把能

33、感受信號(hào)的電子元件稱為敏感元件，如熱敏元件、磁敏元件、光敏元件及氣敏元件等，在超聲波技術(shù)中則強(qiáng)調(diào)的是能量的轉(zhuǎn)換，如壓電式換能器。這些提法在含義上有些狹窄，而傳感器一詞是使用最為廣泛而廣括的用語(yǔ)。二、相關(guān)知識(shí)傳感器的輸出信號(hào)通常是電量，它便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等。電量有很多形式，如電壓、電流、電容、電阻等，輸出信號(hào)的形式由傳感器的原理確定。通常傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。其中，敏感元件是指?jìng)鞲衅髦心苤苯痈惺芑蝽憫?yīng)被測(cè)量的部分；轉(zhuǎn)換元件是指?jìng)鞲衅髦袑⒚舾性惺芑蝽憫?yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)部分。由于傳感器的輸出信號(hào)一般都很微弱，因此需要有信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路對(duì)其進(jìn)行放大、運(yùn)算調(diào)

34、制等。隨著半導(dǎo)體器件與集成技術(shù)在傳感器中的應(yīng)用，傳感器的信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換電路可能安裝在傳感器的殼體里或與敏感元件一起集成在同一芯片上。認(rèn)識(shí)傳感器超聲傳感器 電感傳感器 電容傳感器 紅外溫度傳感器 磁阻傳感器 熱電偶 氣體成分傳感器 流量傳感器 62使用USB接口的測(cè)量硬件及IEEE 1451.4 TEDS智能傳感器 熱敏電阻離子感煙器 明火探測(cè)器 傳感器實(shí)驗(yàn)儀63電阻式遠(yuǎn)傳壓力表感應(yīng)式流量表稱重傳感器CCD傳感器64質(zhì)子旋進(jìn)式磁敏傳感器壓阻式液位傳感器光敏傳感器溫度傳感器65風(fēng)力參數(shù)傳感器地震檢波器反射式光敏傳感器磁、氣、力敏傳感器超聲傳感器66相關(guān)產(chǎn)品67此外，信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及傳感器工作必

35、須有輔助的電源，因此，信號(hào)調(diào)理轉(zhuǎn)換電路以及所需的電源都應(yīng)作為傳感器組成的一部分。傳感器組成框圖如圖所示。二、相關(guān)知識(shí)傳感器組成框圖二、相關(guān)知識(shí)傳感器技術(shù)是一門知識(shí)密集型技術(shù)，它與許多學(xué)科有關(guān)。傳感器的原理各種各樣，其種類十分繁多，分類方法也很多，但目前一般采用兩種分類方法：一是按被測(cè)參數(shù)分類，如溫度、壓力、位移、速度等；二是按傳感器的工作原理分類，如應(yīng)變式、電容式、壓電式、磁電式等。本書是按后一種分類方法來(lái)介紹各種傳感器的，而傳感器的工程應(yīng)用則是根據(jù)工程參數(shù)進(jìn)行敘述的。對(duì)于初學(xué)者和應(yīng)用傳感器的工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，應(yīng)先從工作原理出發(fā)，了解各種各樣傳感器，而對(duì)工程上的被測(cè)參數(shù)則應(yīng)著重于如何合理選擇和

36、使用傳感器。70工業(yè)生產(chǎn)需要用各種傳感器來(lái)監(jiān)視和控制生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)參數(shù)使設(shè)備工作在最佳工作狀態(tài)，沒(méi)有傳感器現(xiàn)代工業(yè)失去基礎(chǔ) 。71智能建筑降低能耗提高操作者工作效率提高樓宇內(nèi)部舒適程度提供高效的設(shè)備管理手段監(jiān)控軟件縮短投資回收周期降低培訓(xùn)成本紅外掃描區(qū)域人造衛(wèi)星在衛(wèi)星中的應(yīng)用四川地震中的生命探測(cè)儀及其使用二、相關(guān)知識(shí)（五）傳感器的基本特性在生產(chǎn)過(guò)程和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，要對(duì)各種各樣的參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)和控制，就要求傳感器能感受被測(cè)非電量的變化并將其不失真地變換成相應(yīng)的電量，這取決于傳感器的基本特性，即輸出/輸入特性。如果把傳感器看做二端口網(wǎng)絡(luò)，即有兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，那么傳感器的輸出/輸入特性是與其內(nèi)部

37、結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)的外部特性。傳感器的基本特性可用靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性來(lái)描述。 1.傳感器的靜態(tài)特性 傳感器的靜態(tài)特性是指被測(cè)量的值處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的輸出/輸入關(guān)系。只考慮傳感器的靜態(tài)特性時(shí)，輸入量與輸出量之間的關(guān)系式中不含有時(shí)間變量。衡量靜態(tài)特性的重要指標(biāo)是線性度、靈敏度、遲滯和重復(fù)性等。二、相關(guān)知識(shí)（1）線性度傳感器的線性度是指?jìng)鞲衅鞯妮敵雠c輸入之間數(shù)量關(guān)系的線性程度。輸出與輸入關(guān)系可分為線性特性和非線性特性。從傳感器的性能來(lái)看，希望具有線性關(guān)系，即具有理想的輸出/輸入關(guān)系。但實(shí)際遇到的傳感器大多為非線性，如果不考慮遲滯和蠕變等因素，傳感器的輸出與輸入關(guān)系可用一個(gè)多項(xiàng)式表示，即（1-25）式中 a0

38、輸入量x為零時(shí)的輸出量； a1，a2an非線性項(xiàng)系數(shù)。二、相關(guān)知識(shí)各項(xiàng)系數(shù)不同，決定了特性曲線的具體形式各不相同。靜態(tài)特性曲線可通過(guò)實(shí)際測(cè)試獲得。在實(shí)際使用中，為了標(biāo)定和數(shù)據(jù)處理的方便，希望得到線性關(guān)系，因此引入各種非線性補(bǔ)償環(huán)節(jié)。如采用非線性補(bǔ)償電路或計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行線性化處理，從而使傳感器的輸出與輸入關(guān)系為線性或接近線性。但如果傳感器非線性的方次不高，輸入量變化范圍較小時(shí)，可用一條直線（切線或割線）近似地代表實(shí)際曲線的一段，如圖所示，使傳感器輸出/輸入特性線性化，所采用的直線稱為擬合直線。二、相關(guān)知識(shí)幾種直線擬合方法實(shí)際特性曲線與擬合直線之間的偏差稱為傳感器的非線性誤差（或線性度），通常用相

39、對(duì)誤差 表示，二、相關(guān)知識(shí)（1-26）式中Lmax最大非線性絕對(duì)誤差； YFS滿量程輸出。二、相關(guān)知識(shí)從圖中可見(jiàn)，即使是同類傳感器，擬合直線不同，其線性度也是不同的。選取擬合直線的方法很多，用最小二乘法求取的擬合直線的擬合精度最高。（2）靈敏度靈敏度（K）是指?jìng)鞲衅鞯妮敵隽康脑隽浚▂）與引起輸出量增量的輸入量的增量（x）的比值，即（1-27）二、相關(guān)知識(shí)對(duì)于線性傳感器，它的靈敏度就是它的靜態(tài)特性的斜率，即K=y/x為常數(shù)，而非線性傳感器的靈敏度為一變量，用K=dy/dx表示。傳感器的靈敏度如圖所示。傳感器的靈敏度二、相關(guān)知識(shí)（3）遲滯傳感器在正（輸入量增大）反（輸入量減?。┬谐唐陂g其輸出/輸入

40、特性曲線不重合的現(xiàn)象稱為遲滯，如圖所示。也就是說(shuō)，對(duì)于同一大小的輸入信號(hào)，傳感器的正反行程輸出信號(hào)大小不相等。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是由傳感器敏感元件材料的物理性質(zhì)和機(jī)械零部件的缺陷所造成的，例如，彈性敏感元件的彈性滯后、運(yùn)動(dòng)部件摩擦、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的間隙、緊固件松動(dòng)等。遲滯大小通常由實(shí)驗(yàn)確定。遲滯誤差 可表示為（1-28）遲滯性二、相關(guān)知識(shí)（4）重復(fù)性重復(fù)性是指?jìng)鞲衅髟谳斎肓堪赐环较蜃魅砍踢B續(xù)多次變化時(shí)，所得特性曲線不一致的程度，如圖所示。重復(fù)性誤差屬于隨機(jī)誤差，常用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，也可用正反行程中的最大值的兩倍或者三倍與滿量程的百分比來(lái)表示，即或重復(fù)性（1-29）（1-30）2.傳感器的動(dòng)態(tài)特

41、性傳感器的動(dòng)態(tài)特性是指其輸出對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。當(dāng)被測(cè)量隨時(shí)間變化（是時(shí)間的函數(shù)）時(shí)，則傳感器的輸出量也是時(shí)間的函數(shù)，其間的關(guān)系要用動(dòng)態(tài)特性來(lái)表示。一個(gè)動(dòng)態(tài)特性好的傳感器，其輸出將再現(xiàn)輸入量的變化規(guī)律，即具有相同的時(shí)間函數(shù)。實(shí)際上除了具有理想的比例特性外，輸出信號(hào)將不會(huì)與輸入信號(hào)具有相同的時(shí)間函數(shù)，這種輸出與輸入間的差異就是所謂的動(dòng)態(tài)誤差。 為了說(shuō)明傳感器的動(dòng)態(tài)特性，下面簡(jiǎn)要介紹動(dòng)態(tài)測(cè)溫的問(wèn)題。在被測(cè)溫度隨時(shí)間變化或傳感器突然插入被測(cè)介質(zhì)中以及傳感器以掃描方式測(cè)量某溫度場(chǎng)的溫度分布等情況下，都存在動(dòng)態(tài)測(cè)溫問(wèn)題。二、相關(guān)知識(shí)如把一支熱電偶從溫度為t0環(huán)境中迅速插入一個(gè)溫度為t1的恒溫

42、水槽中（插入時(shí)間忽略不計(jì)），這時(shí)熱電偶測(cè)量的介質(zhì)溫度從t0突然上升到t1，而熱電偶反映出來(lái)的溫度從t0變化到t1需要經(jīng)歷一段時(shí)間，即有一段過(guò)渡過(guò)程，如圖所示。熱電偶反映出來(lái)的溫度與介質(zhì)溫度的差值就稱為動(dòng)態(tài)誤差。二、相關(guān)知識(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)溫二、相關(guān)知識(shí)造成熱電偶輸出波形失真和產(chǎn)生動(dòng)態(tài)誤差的原因，是因?yàn)闇囟葌鞲衅饔袩釕T性（由傳感器的比熱容和質(zhì)量大小決定）和傳熱熱阻，使得在動(dòng)態(tài)測(cè)溫時(shí)傳感器輸出總是滯后于被測(cè)介質(zhì)的溫度變化。如帶有套管的熱電偶的熱慣性要比裸熱電偶大得多。這種熱慣性是熱電偶固有的，它決定了熱電偶測(cè)量快速溫度變化時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)誤差。影響動(dòng)態(tài)特性的“固有因素”任何傳感器都有，只不過(guò)它們的表現(xiàn)形式和作

43、用程度不同而已。動(dòng)態(tài)特性除了與傳感器的固有因素有關(guān)之外，還與傳感器輸入量的變化形式有關(guān)。也就是說(shuō)，我們?cè)谘芯總鞲衅鲃?dòng)態(tài)特性時(shí)，通常是根據(jù)不同輸入變化規(guī)律來(lái)考察傳感器的響應(yīng)的。雖然傳感器的種類和形式很多，但它們一般可以簡(jiǎn)化為一階或二階系統(tǒng)（高階可以分解成若干個(gè)低階環(huán)節(jié)），因此一階和二階傳感器是最基本的。傳感器的輸入量隨時(shí)間變化的規(guī)律是各種各樣的，下面在對(duì)傳感器動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析時(shí)，采用最典型、最簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)的正弦信號(hào)和階躍信號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)輸入信號(hào)。對(duì)于正弦輸入信號(hào)，傳感器的響應(yīng)稱為頻率響應(yīng)或穩(wěn)態(tài)響應(yīng)；對(duì)于階躍輸入信號(hào)，則稱為傳感器的階躍響應(yīng)或瞬態(tài)響應(yīng)。二、相關(guān)知識(shí)（1）瞬態(tài)響應(yīng)特性傳感器的瞬態(tài)響應(yīng)是時(shí)

44、間響應(yīng)。在研究傳感器的動(dòng)態(tài)特性時(shí)，有時(shí)需要從時(shí)域中對(duì)傳感器的響應(yīng)和過(guò)渡過(guò)程進(jìn)行分析。這種分析方法是時(shí)域分析法，傳感器對(duì)所加激勵(lì)信號(hào)響應(yīng)稱瞬態(tài)響應(yīng)。常用激勵(lì)信號(hào)有階躍函數(shù)、斜坡函數(shù)、脈沖函數(shù)等。下面用傳感器的單位階躍響應(yīng)來(lái)評(píng)價(jià)傳感器的動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)。一階傳感器的單位階躍響應(yīng)在工程上，一般將 視為一階傳感器單位階躍響應(yīng)的通式。式中x(t)、y(t)分別為傳感器的輸入量和輸出量，均是時(shí)間的函數(shù)，表征傳感器的時(shí)間常數(shù)，具有時(shí)間“秒”的量綱。二、相關(guān)知識(shí) 一階傳感器的傳遞函數(shù)為二、相關(guān)知識(shí)（1-31）對(duì)初始狀態(tài)為零的傳感器,當(dāng)輸入一個(gè)單位階躍信號(hào) 時(shí)，一階傳感器的單位階躍響應(yīng)信號(hào)為（1-32）相應(yīng)的響應(yīng)曲

45、線如圖所示。由圖可見(jiàn)，傳感器存在慣性，它的輸出不能立即出現(xiàn)輸入信號(hào)，而是從零開(kāi)始，按指數(shù)規(guī)律上升，最終達(dá)到穩(wěn)態(tài)值。理論上傳感器的響應(yīng)只在 t 趨于無(wú)窮大時(shí)才達(dá)到穩(wěn)態(tài)值，但實(shí)際上，當(dāng) t=4時(shí),其輸出達(dá)到穩(wěn)態(tài)值的98.2%，可以認(rèn)為已達(dá)到穩(wěn)態(tài)。越小，響應(yīng)曲線越接近于輸入階躍曲線。因此，值是一階傳感器重要的性能參數(shù)。二、相關(guān)知識(shí)一階傳感器單位階躍響應(yīng) 二階傳感器的單位階躍響應(yīng) 二階傳感器的單位階躍響應(yīng)的通式為二、相關(guān)知識(shí)（1-33）式中，n為傳感器的固有頻率。 二階傳感器的傳遞函數(shù)為 傳感器輸出的拉氏變換為二、相關(guān)知識(shí)（1-34）（1-35）二、相關(guān)知識(shí)二階傳感器對(duì)階躍信號(hào)的響應(yīng)在很大程度上取決于

46、阻尼比和固有頻率n。固有頻率n由傳感器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定，n越高，傳感器的響應(yīng)越快。當(dāng)n為常數(shù)時(shí)，傳感器的響應(yīng)取決于阻尼比。如圖所示為二階傳感器的單位階躍響應(yīng)曲線。阻尼比直接影響超調(diào)量和振蕩次數(shù)。=0為臨界阻尼，超調(diào)量為100%，產(chǎn)生等幅振蕩，達(dá)不到穩(wěn)態(tài)值。1為過(guò)阻尼，無(wú)超調(diào)也無(wú)振蕩，但達(dá)到穩(wěn)態(tài)值所需時(shí)間較長(zhǎng)。T0)；RTa溫度Ta時(shí)，熱敏電阻的電阻值；t時(shí)間。當(dāng)熱敏電阻由溫度Tu冷卻至T0時(shí)，其電阻值RTt與時(shí)間的關(guān)系為二、相關(guān)知識(shí)（1） 測(cè)溫用的熱敏電阻熱敏電阻傳感器結(jié)構(gòu)如圖所示。如圖所示為測(cè)表面溫度用的熱敏電阻的各種安裝方式。熱敏電阻測(cè)溫電橋及其等效電路如圖所示。溫度檢測(cè)用的各種熱敏電阻

47、器探頭 1熱敏電阻；2鉑絲；3銀焊；4釷鎂絲；5絕緣柱；6玻璃二、相關(guān)知識(shí)測(cè)量物體表面溫度時(shí)熱敏電阻的安裝方式熱敏電阻測(cè)溫電橋及其等效電路二、相關(guān)知識(shí)（2）熱敏電阻作溫度補(bǔ)償晶體管的主要參數(shù)，如電流放大倍數(shù)、基極發(fā)射極電壓、集電極電流等，都與環(huán)境溫度密切相關(guān)。因此，在晶體管電路中需要采取必要的溫度補(bǔ)償措施，才能獲得較高的穩(wěn)定性和較寬的環(huán)境溫度范圍。由熱敏電阻RT和與溫度無(wú)關(guān)的線性電阻R1、R2串并聯(lián)組成溫度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)如圖所示，補(bǔ)償溫度范圍為T1T2。偏置電路的溫度補(bǔ)償元件還可采用二極管、壓敏電阻等非線性元件。溫度補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)二、相關(guān)知識(shí)（五）集成型溫度傳感器集成型溫度傳感器是利用晶體管PN結(jié)的電流電

48、壓特性與溫度的關(guān)系，把感溫PN結(jié)及有關(guān)電子線路集成在一個(gè)小硅片上，構(gòu)成一個(gè)小型化、一體化的專用集成電路片。集成溫度傳感器具有體積小、反應(yīng)快、線性好、價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)，由于PN結(jié)受耐熱性能和特性范圍的限制，它只能用來(lái)測(cè)量150 以下的溫度。二、相關(guān)知識(shí)1基本工作原理目前在集成型溫度傳感器中，都采用一對(duì)非常匹配的差分對(duì)管作為溫度敏感元件。圖 是集成型溫度傳感器基本原理圖。其中VT1和VT2是互相匹配的晶體管，I1和I2分別是VT1和VT2管的集電極電流，由恒流源提供。VT1和VT2管的兩個(gè)發(fā)射極和基極電壓之差Ube可用下式表示，即集成型溫度傳感器基本原理圖二、相關(guān)知識(shí)式中K波爾茲曼常數(shù)；q電子電荷量；

49、T絕對(duì)溫度；AE1, AE2VT1、VT2發(fā)射結(jié)的面積；是VT1和VT2管發(fā)射結(jié)的面積之比。從式中看出，如果保證I1/I2恒定，則Ube就與溫度T成單值線性函數(shù)關(guān)系。這就是集成型溫度傳感器的基本工作原理，在此基礎(chǔ)上還可設(shè)計(jì)出各種不同電路以及不同輸出類型的集成型溫度傳感器。二、相關(guān)知識(shí)2集成型溫度傳感器的信號(hào)輸出方式集成型溫度傳感器按輸出形式可分為電壓輸出型和電流輸出型兩種。電壓輸出型一般以0 為零點(diǎn)；溫度系數(shù)為10 mV/K；電流輸出型一般以0 K為零點(diǎn)，溫度系數(shù)為1A/K。電流輸出型溫度傳感器適用于遠(yuǎn)距離測(cè)量。(1)電壓輸出型電壓輸出型溫度傳感器原理電路圖如圖所示。當(dāng)電流I1恒定時(shí)，通過(guò)改變

50、R1的阻值，可實(shí)現(xiàn)I1=I2，當(dāng)晶體管的1時(shí)，電路的輸出電壓可由下式確定。電壓輸出型溫度傳感器原理電路圖二、相關(guān)知識(shí)若取R1=940 ，R2=30 k，=37，則電路輸出的溫度系數(shù)為二、相關(guān)知識(shí)（2）電流輸出型圖為電流輸出型溫度傳感器的原理電路圖。VT1和VT2是結(jié)構(gòu)對(duì)稱的兩個(gè)晶體管，作為恒流源負(fù)載，VT3和VT4管是測(cè)溫用的晶體管，其中VT3管的發(fā)射結(jié)面積是VT4管的8倍，即=8。流過(guò)電路的總電流IT為電流輸出型溫度傳感器原理電路圖二、相關(guān)知識(shí)典型的電流輸出型溫度傳感器有美國(guó)AD公司生產(chǎn)的AD590，我國(guó)生產(chǎn)的SG590也屬于同類型產(chǎn)品?；倦娐放c上圖一樣，只是增加了一些啟動(dòng)電路，防止電源反

51、接以及使左右兩支路對(duì)稱的附加電路，以進(jìn)一步提高性能。AD590的電源電壓為430 V，可測(cè)溫度范圍為-50+150 。3AD590集成型溫度傳感器應(yīng)用實(shí)例AD590是應(yīng)用廣泛的一種集成型溫度傳感器，由于它內(nèi)部有放大電路，再配上相應(yīng)外電路，方便地構(gòu)成各種應(yīng)用電路。下面介紹AD590幾種簡(jiǎn)單的應(yīng)用線路。二、相關(guān)知識(shí)(1) 溫度測(cè)量電路右圖是一個(gè)簡(jiǎn)單的測(cè)溫電路。AD590在25 （298.2 K）時(shí)，理想輸出電流為298.2 A，但實(shí)際上存在一定誤差，可以在外電路中進(jìn)行修正。將AD590串聯(lián)一個(gè)可調(diào)電阻，在已知溫度下調(diào)整電阻值，使輸出電壓UT滿足1 mV/K的關(guān)系（如25 時(shí)，UT應(yīng)為298.2 m

52、V）。調(diào)整好以后，固定可調(diào)電阻，即可由輸出電壓UT讀出AD590處的熱力學(xué)溫度。簡(jiǎn)單的測(cè)溫電路二、相關(guān)知識(shí)(2) 控溫電路簡(jiǎn)單的控溫電路如圖所示。AD311為比較器，它的輸出控制加熱器電流，調(diào)節(jié)R1可改變比較電壓，從而改變了控制溫度。AD581是穩(wěn)壓器，為AD590提供了一個(gè)合理的穩(wěn)定電壓。簡(jiǎn)單的控溫電路1AD311；2溫控元件二、相關(guān)知識(shí)(3) 熱電偶參考端補(bǔ)償電路補(bǔ)償電路如圖所示。AD590應(yīng)與熱電偶參考端處于同一溫度下。AD580是一個(gè)三端穩(wěn)壓器，其輸出電壓Uo=2.5 V。電路工作時(shí)，調(diào)整電阻R2，使得I1=t010-3 mA熱電偶參考端補(bǔ)償電路二、相關(guān)知識(shí)這樣在電阻R1上將產(chǎn)生一個(gè)隨

53、參考端溫度t0變化而變化的補(bǔ)償電壓，即U1=I1R1。當(dāng)熱電偶參考端溫度為t0，其熱電動(dòng)勢(shì)EAB(t0，0)St0，S為塞貝克系數(shù)（V/）。補(bǔ)償時(shí)應(yīng)使U1與EAB(t0，0)近似相等，即R1與塞貝克系數(shù)相等，不同分度號(hào)的熱電偶，其R1的阻值亦不同。熱電偶參考端補(bǔ)償電路靈敏、準(zhǔn)確、可靠、調(diào)整方便，溫度變化在1535 范圍內(nèi)，可獲得5 的補(bǔ)償精度。 三、項(xiàng)目實(shí)施（一）實(shí)施要求(1)通過(guò)本項(xiàng)目的實(shí)施，在掌握溫度傳感器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理的基礎(chǔ)上掌握溫度傳感器的器件識(shí)別、故障判斷、測(cè)量方法和實(shí)際應(yīng)用。(2)該項(xiàng)目需要溫度傳感器實(shí)訓(xùn)臺(tái)或相關(guān)設(shè)備、導(dǎo)線若干、相關(guān)的儀表、萬(wàn)用表、示波器等。三、項(xiàng)目實(shí)施（二）

54、實(shí)施步驟（1）找出電路中溫度傳感器，并判斷是什么類型的傳感器。（2）分析測(cè)量電路的工作原理，觀察溫度傳感器工作過(guò)程中的現(xiàn)象。（3）找出各個(gè)單元電路，記錄其電路組成形式。（4）按照原理圖用導(dǎo)線將電路連接好，檢查確認(rèn)無(wú)誤后，啟動(dòng)電源。（5）觀察各單元電路的工作情況，記錄其在工作過(guò)程中不同狀態(tài)下的數(shù)據(jù)，并繪出溫度與其他相關(guān)量的曲線關(guān)系。四、拓展知識(shí)（一）雙金屬溫度傳感器雙金屬溫度傳感器是將兩種不同的熱膨脹系數(shù)的金屬用壓延的方法貼合在一起，當(dāng)它受熱時(shí)，就會(huì)因?yàn)樯扉L(zhǎng)不一樣而發(fā)生彎曲變形，從而使接點(diǎn)開(kāi)關(guān)接通和斷開(kāi)。雙金屬片常用鎳鐵合金和黃銅來(lái)制作，并要求其彎曲度均勻，且具有良好的彈性，以保證溫控精度和重復(fù)

55、使用性。雙金屬片的變形量、接點(diǎn)壓力由下式確定(參見(jiàn)圖)，即雙金屬片參數(shù)圖四、拓展知識(shí)式中x變形量;F 接點(diǎn)壓力；T溫度變化量；L雙金屬片的長(zhǎng)度；h雙金屬片的厚度；b雙金屬片的寬度；K1由兩種金屬熱膨脹系數(shù)之差、彈性系數(shù)之比和厚度比所確定的系數(shù)；K2接點(diǎn)壓力與雙金屬?gòu)椥韵禂?shù)成正比的系數(shù)。四、拓展知識(shí)恒溫箱控溫用的雙金屬溫度傳感器原理圖如圖所示。它由雙金屬片、接電簧片及調(diào)溫旋鈕等組成。控溫用的電開(kāi)關(guān)信號(hào)從雙金屬片和接電簧片輸出。由于雙金屬片和接電簧片上裝有大容量銀質(zhì)觸點(diǎn)，可以直接控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作。恒溫箱控溫用雙金屬溫度傳感器原理圖四、拓展知識(shí)雙金屬片溫度傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，又比水銀溫

56、度計(jì)堅(jiān)固耐用、耐震，因此廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的溫度檢測(cè)、控制及報(bào)警。近年來(lái)，利用雙金屬片的特性開(kāi)發(fā)出了雙金屬型過(guò)熱保護(hù)器，這種保護(hù)器結(jié)構(gòu)小巧，最大尺寸僅有7.533 mm，且耐沖擊電壓能力強(qiáng)，安全性也好，可用于恒溫箱的過(guò)熱保護(hù)和溫度控制。除此之外，還可在電機(jī)、變壓器等電路中起過(guò)熱和過(guò)電流保護(hù)作用。雙金屬片溫度傳感器的缺點(diǎn)是精度不高，可靠性較低。這主要是由于接點(diǎn)老化所造成的。如果使接點(diǎn)處在無(wú)損耗的電流下工作，則其可靠性會(huì)得到保證。雙金屬片溫度傳感器的測(cè)溫范圍為-30300 ，接點(diǎn)的電壓為24220 V，容量小于24VA。四、拓展知識(shí)（二）熱電偶傳感器在火藥燃燒氣體溫度的測(cè)量中的應(yīng)用火藥燃燒氣體溫

57、度測(cè)量原理圖如圖所示。其中溫度傳感器選用0.05 mm鎳鉻鎳硅熱電偶，該熱電偶測(cè)量最高溫度為900 ，響應(yīng)時(shí)間為1020 ms。為防止燃燒氣體損壞傳感器，傳感器應(yīng)良好地固定并距氣體噴口有一定的距離。傳感器調(diào)試前應(yīng)進(jìn)行標(biāo)定。由振子示波器測(cè)得的燃燒氣體的溫度曲線如圖所示。燃燒氣體的溫度曲線火藥燃燒氣體溫度測(cè)量原理圖四、拓展知識(shí)（三）熱敏電阻傳感器在谷物溫度測(cè)量中的應(yīng)用在糧食存儲(chǔ)和運(yùn)輸過(guò)程中，常常把谷物裝在麻袋中，為檢查谷物的情況，需要對(duì)袋內(nèi)谷物的溫度進(jìn)行測(cè)量。該測(cè)量?jī)x是一個(gè)專門用于袋內(nèi)谷物溫度測(cè)量的簡(jiǎn)單儀器，其溫度測(cè)量范圍為10+70 ，精度為2 。測(cè)量?jī)x由探針、電橋及電源組成，其結(jié)構(gòu)如圖所示。作

58、為溫度傳感器的熱敏電阻裝在探針的頭部，由銅保護(hù)帽將被測(cè)谷物的溫度傳給熱敏電阻，為保證測(cè)量的精度，在探針的頭部還裝有絕熱套。熱敏電阻通過(guò)引線和連接件與測(cè)溫直流電橋進(jìn)行電路連接。電橋和電池裝在一個(gè)不大的電路盒內(nèi)，電路盒和探針通過(guò)連接件又組合在一起。谷物溫度測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)圖四、拓展知識(shí)四、拓展知識(shí)測(cè)量?jī)x的基本工作原理是，在溫度改變時(shí)，接在電橋一個(gè)臂中的熱敏電阻的阻值將會(huì)發(fā)生變化，使電橋失去平衡，接于電橋一個(gè)對(duì)角線上的直流微安表即指示出相應(yīng)的溫度。四、拓展知識(shí)測(cè)量?jī)x的電路如圖所示。熱敏電阻RT構(gòu)成測(cè)量電橋的一個(gè)臂(開(kāi)關(guān)置在測(cè)量位置)，在其他橋臂中接入電阻R3、R4、R2和RP1。電橋的一個(gè)對(duì)角線接入電流表

59、，另一對(duì)角線經(jīng)電阻R5和RP2和開(kāi)關(guān)S1接入電源。可變電阻RP1的作用是在-10 時(shí)調(diào)整電橋的平衡。電阻R1的阻值等于+70 時(shí)熱敏電阻RT的阻值，用于校準(zhǔn)儀器。校準(zhǔn)時(shí)將開(kāi)關(guān)S2放置在校準(zhǔn)擋，調(diào)節(jié)電位器RP2，使表頭指針對(duì)準(zhǔn)+70 的刻度。谷物溫度測(cè)量?jī)x電路圖四、拓展知識(shí)（四）采用集成型溫度傳感器的液位報(bào)警器液位報(bào)警器的原理電路如圖所示。它由兩個(gè)AD590集成型溫度傳感器、運(yùn)算放大器及報(bào)警電路等組成。其中傳感器B2設(shè)置在警戒液面的位置，而傳感器B1設(shè)置在外部。平時(shí)兩個(gè)傳感器在相同的溫度條件下。調(diào)節(jié)電位器RP1，使運(yùn)算放大器的輸出為零。當(dāng)液面升高時(shí)，傳感器B2將會(huì)被液體淹沒(méi)，由于液體溫度與環(huán)境溫

60、度不同，使運(yùn)算放大器輸出控制信號(hào)，經(jīng)報(bào)警電路報(bào)警液位報(bào)警器的原理電路五、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)（一）K型熱電偶測(cè)溫實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私釱型熱電偶的特性與應(yīng)用。2.實(shí)驗(yàn)儀器智能調(diào)節(jié)儀、PT100、K型熱電偶、溫度源、溫度傳感器實(shí)驗(yàn)?zāi)K。五、項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)3.實(shí)驗(yàn)原理（1）熱電偶傳感器的工作原理熱電偶是一種使用最多的溫度傳感器，它的原理是基于1821年發(fā)現(xiàn)的塞貝克效應(yīng)，即兩種不同的導(dǎo)體或半導(dǎo)體A或B組成一個(gè)回路，其兩端相互連接，只要兩結(jié)點(diǎn)處的溫度不同，一端溫度為T，另一端溫度為T0，則回路中就有電流產(chǎn)生，如圖（a）所示，即回路中存在電動(dòng)勢(shì)，該電動(dòng)勢(shì)被稱為熱電動(dòng)勢(shì)。兩種不同導(dǎo)體或半導(dǎo)體的組合被稱為熱電偶。當(dāng)回路斷開(kāi)時(shí)，