傳感器誤差分析課件

61、輟學如磨刀之石，不見其損，日有所虧。62、奇文共欣贊，疑義相與析。63、曖曖遠人村，依依墟里煙，狗吠深巷中，雞鳴桑樹顛。64、一生復能幾，倏如流電驚。65、少無適俗韻，性本愛丘山。傳感器誤差分析傳感器誤差分析61、輟學如磨刀之石，不見其損，日有所虧。62、奇文共欣贊，疑義相與析。63、曖曖遠人村，依依墟里煙，狗吠深巷中，雞鳴桑樹顛。64、一生復能幾，倏如流電驚。65、少無適俗韻，性本愛丘山。傳感器誤差分析61、輟學如磨刀之石，不見其損，日有所虧。傳感器誤差分析傳感1傳感器誤差分析課件傳感器誤差分析課件傳感器誤差分析課件傳感器誤差分析課件1.檢測技術(shù)的重要性與發(fā)展趨勢1）檢測技術(shù)的重要性2）檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢1.檢測技術(shù)的重要性與發(fā)展趨勢1）2）1）檢測技術(shù)的重要性1）檢測技術(shù)的重要性傳感器誤差分析課件2）檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢2）檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢傳感器誤差分析課件2.檢測系統(tǒng)的組成一般來說，檢測工作的全過程所包含的環(huán)節(jié)有以適當?shù)姆绞郊畋粶y對象、信號的檢測和轉(zhuǎn)換、信號的調(diào)理、分析與處理、顯示與記錄，以及必要時以電量形式輸出檢測結(jié)果。檢測系統(tǒng)可采用如圖0-1所示的方式來表示。2.檢測系統(tǒng)的組成傳感器誤差分析課件1.誤差的概念檢測值與真實值之差稱為誤差。設被測量的真實值（真正的大?。閍，檢測值為x，誤差為ε，則有x-a=ε（0-1）事實上，由于不可能事先知道被測量的真實值，誤差值多由統(tǒng)計估計值和實際檢測值的差表示。一般的估計值選用平均值。二、誤差分析1.誤差的概念二、誤差分析

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Δ滿度相對誤差是指絕對誤差與測量的量程即滿度的百分比值。即

（式0-4）式中，為量程。顯然，滿度相對誤差在相當程度上代表了測量儀器的性能。實際上，最大絕對誤差與儀器量程比值的百分比值就是通常意義上的精度。即（式0-5）式中，S為儀器或者測量系統(tǒng)的精度；為最大絕對誤差值。精度一般規(guī)定取一系列標準值，精度等級越小，則測量系統(tǒng)的相對測量越小。滿度相對誤差是指絕對誤差與測量的量程即滿度的百分比值。即2.誤差來源及減小誤差的一般方法導致誤差的原因可歸納為四大類，詳細內(nèi)容敘述如下。（1）方法誤差（3）環(huán)境誤差（2）設備誤差（4）人為誤差2.誤差來源及減小誤差的一般方法（1）方法誤差（3）環(huán)境誤差傳感器誤差分析課件減少誤差的方法：剔除粗大誤差值排除明顯不合常理的測量值統(tǒng)計修正采用多次測量的平均值消除偶然因素校正補償檢測系統(tǒng)本身經(jīng)過推理的修正值減少誤差的方法：剔除粗大誤差值排除明顯不合常理的測量值統(tǒng)計修傳感器誤差分析課件信號是承載信息的物理參量。如電阻、電容、電感、電流、電壓、等等，是將物理信息變換為電參量后的表現(xiàn)形式。三、信號描述信號是承載信息的物理參量。如電阻、電容、電感、電流、電壓、等1.信號的分類1.信號的分類傳感器誤差分析課件2.信號時域和頻域描述2.信號時域和頻域描述傳感器誤差分析課件1.檢測裝置的靜態(tài)特性四、檢測裝置的基本特性分辨力靈敏度回程誤差穩(wěn)定度和漂移線性度123451.檢測裝置的靜態(tài)特性四、檢測裝置的基本特性分辨力靈敏度回程1）線性度線性度：用擬合直線表示傳感器的特性，由此而造成的誤差1）線性度2）靈敏度靈敏度：靈敏度是指系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下輸出變化與輸入變化之比K，其表達式為2）靈敏度3）分辨力分辨力：系統(tǒng)能檢測到被檢測的最小變化的能力，可認為是檢測曲線的最小位置。3）分辨力4）回程誤差回程誤差：指當被檢測由小變大和由大變小時，具有兩條不重合的輸入輸出曲線，其中最大差值稱為回程誤差。這是由于系統(tǒng)有死區(qū)，且有滯后特性的元件（如磁性元件和試探性元件）所致，主要原因是由于傳感器敏感元件材料的物理性質(zhì)和機械零部件的缺陷所造成的，例如彈性敏感元件彈性滯后、運動部件摩擦、傳動機構(gòu)的間隙、緊固件松動等?；爻陶`差又稱為遲滯。4）回程誤差5）穩(wěn)定度和漂移穩(wěn)定度：檢測裝置在規(guī)定條件下保持其檢測特性恒定不變的能力漂移：檢測特性隨時間的緩慢變化。5）穩(wěn)定度和漂移最常見的漂移是溫度漂移，即周圍環(huán)境溫度變化而引起輸出量的變化，溫度漂移主要表現(xiàn)為溫度零點漂移和溫度靈敏度漂移。溫度漂移通常用傳感器工作環(huán)境溫度偏離標準環(huán)境溫度(一般為20℃)時的輸出值的變化量與溫度變化量之比(ξ)來表示，即最常見的漂移是溫度漂移，即周圍環(huán)境溫度變化而引起輸出量的變化2.檢測裝置的動態(tài)特性動態(tài)特性：隨時間變化的被檢測量的響應特性。一般動態(tài)特性考察的目的是測量信號與實際信號的相符程度，包括滯后和放大程度。2.檢測裝置的動態(tài)特性檢測裝置的動態(tài)特性和靜態(tài)特性不相關(guān)，良好的靜態(tài)特性并不一定能帶來良好的動態(tài)特性。但是，靜態(tài)特性惡劣的系統(tǒng)其動態(tài)特性一定不好，所以，靜態(tài)特性良好是動態(tài)特性的基礎(chǔ)。在實際生產(chǎn)中，一般首先要確定檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性，如果需要，再測試系統(tǒng)的動態(tài)特性。檢測裝置的動態(tài)特性和靜態(tài)特性不相關(guān)，良好的靜態(tài)特性并不一定能1）采用線性化技術(shù)要保證傳感器的輸出能夠不失真地復現(xiàn)被測量，要求傳感器的輸出與輸入必須具有線性關(guān)系，而實際的傳感器特性或多或少都具有不同程度的非線性，這就要求在設計和制造傳感器時對其輸出輸入特性進行必要的線性化處理，以提高和改善傳感器的性能。如在一定條件下忽略某些高次項，或者以直線代替曲線等。1）采用線性化技術(shù)2）采用閉環(huán)技術(shù)利用電子技術(shù)和自動控制理論中的閉環(huán)反饋控制理論，采用傳感器、放大電路等組成閉環(huán)反饋測量控制系統(tǒng)，可以有效地改善測量精度和控制系統(tǒng)的性能。2）采用閉環(huán)技術(shù)3）采用補償和校正技術(shù)在傳感器產(chǎn)生誤差的規(guī)律比較復雜時，可以設法找出產(chǎn)生誤差的特點，從而進行補償。如進行溫度補償、應用計算機軟件實行誤差修正等。3）采用補償和校正技術(shù)4）采用差動技術(shù)用兩個相同的傳感器，使其輸入信號大小相等而方向相反，并且使兩個傳感器的輸出相減，則差值中的非線性項將只存在奇次項，差值輸出曲線關(guān)于坐標原點對稱，并且在坐標原點附近的一定范圍內(nèi)近似為直線。這種方法不僅可以減小非線性誤差，還能很好地抵消共模誤差，使靈敏度提高1倍。差動技術(shù)在電阻應變式傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器等傳感器中得到了廣泛應用。4）采用差動技術(shù)此外，采用平均技術(shù)，零位法和微差法，集成化和智能化，抗干擾技術(shù)，穩(wěn)定性處理技術(shù)等方法，對改善傳感器的性能，提高其技術(shù)指標都有著積極的意義。此外，采用平均技術(shù)，零位法和微差法，集成化和智能化，抗干擾3.傳感器的校準與標定利用某種標準器具產(chǎn)生已知的輸入，確定傳感器輸出量和輸入量之間關(guān)系的過程，稱為標定（定度）。傳感器在使用前或使用一段時間后，必須對其性能參數(shù)進行復測或作必要的調(diào)整和修正，以確保傳感器的檢測精度。這個復測調(diào)整過程稱為校準。3.傳感器的校準與標定傳感器誤差分析課件傳感器誤差分析課件思考與練習1.測量一個圓柱體的直徑，請想出盡可能多的測量方法，并分析這些方法中的誤差影響因素和大小。2.請舉例說明動態(tài)特性和靜態(tài)特性的區(qū)別。3.說明傳感器與檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢。4.說明頻域分析能解決的問題。思考與練習思考與練習1.測量一個圓柱體的直徑，請想出盡可能多的測量方法謝謝46、我們?nèi)粢呀邮茏顗牡?，就再沒有什么損失?！突?/p>

47、書到用時方恨少、事非經(jīng)過不知難?！懹?/p>

48、書籍把我們引入最美好的社會，使我們認識各個時代的偉大智者?！访罓査?/p>

49、熟讀唐詩三百首，不會作詩也會吟?！獙O洙

50、誰和我一樣用功，誰就會和我一樣成功?！刂x謝46、我們?nèi)粢呀邮茏顗牡?，就再沒有什么損失?！突?461、輟學如磨刀之石，不見其損，日有所虧。62、奇文共欣贊，疑義相與析。63、曖曖遠人村，依依墟里煙，狗吠深巷中，雞鳴桑樹顛。64、一生復能幾，倏如流電驚。65、少無適俗韻，性本愛丘山。傳感器誤差分析傳感器誤差分析61、輟學如磨刀之石，不見其損，日有所虧。62、奇文共欣贊，疑義相與析。63、曖曖遠人村，依依墟里煙，狗吠深巷中，雞鳴桑樹顛。64、一生復能幾，倏如流電驚。65、少無適俗韻，性本愛丘山。傳感器誤差分析61、輟學如磨刀之石，不見其損，日有所虧。傳感器誤差分析傳感45傳感器誤差分析課件傳感器誤差分析課件傳感器誤差分析課件傳感器誤差分析課件1.檢測技術(shù)的重要性與發(fā)展趨勢1）檢測技術(shù)的重要性2）檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢1.檢測技術(shù)的重要性與發(fā)展趨勢1）2）1）檢測技術(shù)的重要性1）檢測技術(shù)的重要性傳感器誤差分析課件2）檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢2）檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢傳感器誤差分析課件2.檢測系統(tǒng)的組成一般來說，檢測工作的全過程所包含的環(huán)節(jié)有以適當?shù)姆绞郊畋粶y對象、信號的檢測和轉(zhuǎn)換、信號的調(diào)理、分析與處理、顯示與記錄，以及必要時以電量形式輸出檢測結(jié)果。檢測系統(tǒng)可采用如圖0-1所示的方式來表示。2.檢測系統(tǒng)的組成傳感器誤差分析課件1.誤差的概念檢測值與真實值之差稱為誤差。設被測量的真實值（真正的大小）為a，檢測值為x，誤差為ε，則有x-a=ε（0-1）事實上，由于不可能事先知道被測量的真實值，誤差值多由統(tǒng)計估計值和實際檢測值的差表示。一般的估計值選用平均值。二、誤差分析1.誤差的概念二、誤差分析

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Δ滿度相對誤差是指絕對誤差與測量的量程即滿度的百分比值。即

（式0-4）式中，為量程。顯然，滿度相對誤差在相當程度上代表了測量儀器的性能。實際上，最大絕對誤差與儀器量程比值的百分比值就是通常意義上的精度。即（式0-5）式中，S為儀器或者測量系統(tǒng)的精度；為最大絕對誤差值。精度一般規(guī)定取一系列標準值，精度等級越小，則測量系統(tǒng)的相對測量越小。滿度相對誤差是指絕對誤差與測量的量程即滿度的百分比值。即2.誤差來源及減小誤差的一般方法導致誤差的原因可歸納為四大類，詳細內(nèi)容敘述如下。（1）方法誤差（3）環(huán)境誤差（2）設備誤差（4）人為誤差2.誤差來源及減小誤差的一般方法（1）方法誤差（3）環(huán)境誤差傳感器誤差分析課件減少誤差的方法：剔除粗大誤差值排除明顯不合常理的測量值統(tǒng)計修正采用多次測量的平均值消除偶然因素校正補償檢測系統(tǒng)本身經(jīng)過推理的修正值減少誤差的方法：剔除粗大誤差值排除明顯不合常理的測量值統(tǒng)計修傳感器誤差分析課件信號是承載信息的物理參量。如電阻、電容、電感、電流、電壓、等等，是將物理信息變換為電參量后的表現(xiàn)形式。三、信號描述信號是承載信息的物理參量。如電阻、電容、電感、電流、電壓、等1.信號的分類1.信號的分類傳感器誤差分析課件2.信號時域和頻域描述2.信號時域和頻域描述傳感器誤差分析課件1.檢測裝置的靜態(tài)特性四、檢測裝置的基本特性分辨力靈敏度回程誤差穩(wěn)定度和漂移線性度123451.檢測裝置的靜態(tài)特性四、檢測裝置的基本特性分辨力靈敏度回程1）線性度線性度：用擬合直線表示傳感器的特性，由此而造成的誤差1）線性度2）靈敏度靈敏度：靈敏度是指系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下輸出變化與輸入變化之比K，其表達式為2）靈敏度3）分辨力分辨力：系統(tǒng)能檢測到被檢測的最小變化的能力，可認為是檢測曲線的最小位置。3）分辨力4）回程誤差回程誤差：指當被檢測由小變大和由大變小時，具有兩條不重合的輸入輸出曲線，其中最大差值稱為回程誤差。這是由于系統(tǒng)有死區(qū)，且有滯后特性的元件（如磁性元件和試探性元件）所致，主要原因是由于傳感器敏感元件材料的物理性質(zhì)和機械零部件的缺陷所造成的，例如彈性敏感元件彈性滯后、運動部件摩擦、傳動機構(gòu)的間隙、緊固件松動等?；爻陶`差又稱為遲滯。4）回程誤差5）穩(wěn)定度和漂移穩(wěn)定度：檢測裝置在規(guī)定條件下保持其檢測特性恒定不變的能力漂移：檢測特性隨時間的緩慢變化。5）穩(wěn)定度和漂移最常見的漂移是溫度漂移，即周圍環(huán)境溫度變化而引起輸出量的變化，溫度漂移主要表現(xiàn)為溫度零點漂移和溫度靈敏度漂移。溫度漂移通常用傳感器工作環(huán)境溫度偏離標準環(huán)境溫度(一般為20℃)時的輸出值的變化量與溫度變化量之比(ξ)來表示，即最常見的漂移是溫度漂移，即周圍環(huán)境溫度變化而引起輸出量的變化2.檢測裝置的動態(tài)特性動態(tài)特性：隨時間變化的被檢測量的響應特性。一般動態(tài)特性考察的目的是測量信號與實際信號的相符程度，包括滯后和放大程度。2.檢測裝置的動態(tài)特性檢測裝置的動態(tài)特性和靜態(tài)特性不相關(guān)，良好的靜態(tài)特性并不一定能帶來良好的動態(tài)特性。但是，靜態(tài)特性惡劣的系統(tǒng)其動態(tài)特性一定不好，所以，靜態(tài)特性良好是動態(tài)特性的基礎(chǔ)。在實際生產(chǎn)中，一般首先要確定檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性，如果需要，再測試系統(tǒng)的動態(tài)特性。檢測裝置的動態(tài)特性和靜態(tài)特性不相關(guān)，良好的靜態(tài)特性并不一定能1）采用線性化技術(shù)要保證傳感器的輸出能夠不失真地復現(xiàn)被測量，要求傳感器的輸出與輸入必須具有線性關(guān)系，而實際的傳感器特性或多或少都具有不同程度的非線性，這就要求在設計和制造傳感器時對其輸出輸入特性進行必要的線性化處理，以提高和改善傳感器的性能。如在一定條件下忽略某些高次項，或者以直線代替曲線等。1）采用線性化技術(shù)2）采用閉環(huán)技術(shù)利用電子技術(shù)和自動控制理論中的閉環(huán)反饋控制理論，采用傳感器、放大電路等組成閉環(huán)反饋測量控制系統(tǒng)，可以有效地改善測量精度和控制系統(tǒng)的性能。2）采用閉環(huán)技術(shù)3）采用補償和校正技術(shù)在傳感器產(chǎn)生誤差的規(guī)律比較復雜時，可以設法找出產(chǎn)生誤差的特點，從而進行補償。如進行溫度補償、應用計算機軟件實行誤差修正等。3）采用補償和校正技術(shù)4）采用差動技術(shù)用兩個相同的傳感器，使其輸入信號大小相等而方向相反，并且使兩個傳感器的輸出相減，則差值中的非線性項將只存在奇次項，差值輸出曲線關(guān)于坐標原點對稱，并且在坐標