第1章-檢測技術(shù)的基本知識

第1章-檢測技術(shù)的基本知識課程學習簡介教材課程情況教學：48學時實驗：0學時考試：（考勤+作業(yè)）10%，實驗20%，期末考試70%答疑輔導網(wǎng)絡：@139；在線：待定傳統(tǒng)：地點：機械樓M214

2主要學習內(nèi)容檢測技術(shù)的基本知識（4學時）檢測儀表與傳感器（24學時）顯示儀表（8學時）自動調(diào)節(jié)儀表（4學時）執(zhí)行器（2學時）簡單控制系統(tǒng)（2學時）典型工業(yè)生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)及復習（4學時）3第1章檢測技術(shù)的基本知識1.1概述1.2檢測儀表的分類與組成1.3檢測儀表的品質(zhì)指標1.4測量誤差及誤差分析1.5系統(tǒng)誤差的消除方法1.6隨機誤差及其估算1.7誤差的綜合1.8測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理41.1概述一、檢測的概念過程檢測：指在生產(chǎn)過程中，為及時掌握生產(chǎn)情況和監(jiān)視、控制生產(chǎn)過程，而對其中一些變量進行的定性檢測和定量測量。目的：為獲取各過程變量值的信息。意義：按照被測對象的特點，選用合適的測量儀器與實驗方法，通過測量機數(shù)據(jù)的處理和誤差分析，準確得到被測量的數(shù)值，并為提高測量精度、改進測量方法及測量儀器，為生產(chǎn)過程等提供可靠的依據(jù)。51.1概述一、檢測的概念過程檢測的特點：1）被測對象形態(tài)多樣：氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)及混合2）被測參數(shù)性質(zhì)多樣：溫度、壓力、流量、物位3）被測變量的變化范圍寬：4）檢測方式多種多樣：離線/在線，單參數(shù)/多參數(shù),隔時間對不同參數(shù)5）檢測環(huán)境比較惡劣要求：儀表具有良好的靜態(tài)特性和動態(tài)特性，且對不同被測對象和測量要求應采用不同的測量原理和手段。61.1概述二、測量的單位量的名稱單位名稱單位符號長度米m質(zhì)量千克（公斤）時間秒s電流安（培）A熱力學溫度開（爾文）K物質(zhì)的量摩（爾）發(fā)光強度坎（德拉）71.2檢測儀表的分類與組成一、分類標準信號：指變化范圍的上下限已經(jīng)標準化的信號（4~20，20~100）。按被測量分類：溫度/壓力/流量/物位/機械量/過程分析測量原理分類：電容/電磁/壓電/光電/超聲波/核輻射按輸出信號分類：模擬/數(shù)字/開關信號按結(jié)構(gòu)和功能特點分類：一體化儀表/單元組合儀表/智能儀表/虛擬儀器81.2檢測儀表的分類與組成一、組成組成：傳感器或檢出元件、變量轉(zhuǎn)換與控制環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)傳輸環(huán)節(jié)、顯示環(huán)節(jié)、數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)。開環(huán)/閉環(huán)91.3檢測儀表的品質(zhì)指標一、測量誤差

在檢測過程中儀表測量值與真實值之間總會存在一定的差值。誤差存在于一切測量中，而且貫串測量過程的始終。正確的誤差分析。包括：絕對誤差和相對誤差101.3檢測儀表的品質(zhì)指標一、測量誤差絕對誤差：指測量值與被測量真值之間的差值，即式中△為絕對誤差，x為測量值，A為被測量的真值。111.3檢測儀表的品質(zhì)指標一、測量誤差絕對誤差：

實際應用中，被測量的真值是無法真正得到的。因此，在一臺儀表的量程范圍內(nèi)，各點讀數(shù)的絕對誤差是指用標準儀表(精度較高)和該表對同一被測量測量時得到的那個讀數(shù)的差值。即將被測量真值用標準儀表的讀數(shù)來替代。絕對誤差不能確切地反映測量結(jié)果的準確程度，為此實際測量中引入相對誤差，而絕對誤差一般只適用于標準器具的標準，但它是相對誤差表述的基礎。121.3檢測儀表的品質(zhì)指標一、測量誤差相對誤差：包括實際相對誤差、示值相對誤差和滿度百分誤差；·實際相對誤差是用絕對誤差Δx與被測量的實際值A的百分比值來表示的相對誤差。即

131.3檢測儀表的品質(zhì)指標一、測量誤差相對誤差：包括實際相對誤差、示值相對誤差和滿度百分誤差·示值相對誤差示值相對誤差δx是用絕對誤差Δx與被測量的示值x的百分比值表示相對誤差。即實際相對誤差和示值相對誤差都是用來衡量測量值的準確程度。

141.3檢測儀表的品質(zhì)指標一、測量誤差相對誤差：包括實際相對誤差、示值相對誤差和滿度百分誤差·引用相對誤差引用相對誤差δm是用絕對誤差Δx與量程范圍的百分比值表示的相對誤差。即

151.3檢測儀表的品質(zhì)指標一、測量誤差按性質(zhì)還可分為：系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。系統(tǒng)誤差：指測量儀表本身或其他原因(如零點沒有調(diào)整好、測量方法不當?shù)?引起的有規(guī)律的誤差。這種誤差的絕對值和符號保持不變，當測量條件改變時誤差服從某種函數(shù)關系。161.3檢測儀表的品質(zhì)指標一、測量誤差按性質(zhì)還可分為：系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。系統(tǒng)誤差的來源：①由儀表引入的系統(tǒng)誤差如儀表的示值不準，零值誤差，儀表的結(jié)構(gòu)誤差等等②理論(方法)誤差由于某些理論公式本身的近似性，或?qū)嶒灄l件不能滿足理論公式所規(guī)定的要求，或測量方法本身所帶來的誤差。③個人誤差由于實驗者本人生理或心理特點造成的，使實驗結(jié)果產(chǎn)生偏向一定、大小一定的誤差。171.3檢測儀表的品質(zhì)指標一、測量誤差按性質(zhì)還可分為：系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。隨機誤差：是由一些實驗中的偶然因素、人的感官靈敏度和儀表的精密度有限性以及周圍環(huán)境的干擾等引起的。用實驗方法完全消除測量中的偶然誤差是不可能的，但是用概率統(tǒng)計方法可以減少偶然誤差對最后結(jié)果的影響，并且可以估計誤差的大小181.3檢測儀表的品質(zhì)指標一、測量誤差按性質(zhì)還可分為：系統(tǒng)誤差、隨機誤差和粗大誤差。粗大誤差：指由于儀表產(chǎn)生故障、操作者疏忽大意或重大外界干擾而引起的顯著偏離實際值的誤差。這種誤差對測量結(jié)果影響很大，應該盡量避免出現(xiàn)；多次測量中出現(xiàn)的粗大誤差，應作為異常值除掉191.3檢測儀表的品質(zhì)指標二、靈敏度是檢測儀表在到達穩(wěn)態(tài)后，輸出增量Δy與輸入增量Δx之比表示，即K:靈敏度；ΔY：輸出變量Y的增量；ΔX：輸入變量X的增量；201.3檢測儀表的品質(zhì)指標三、線性度實際特性曲線往往偏離理論上的規(guī)定特性曲線。校準曲線與規(guī)定直線之間最大偏差的絕對值為線性度誤差。

211.3檢測儀表的品質(zhì)指標四、分辨率

是反應儀表能檢測出被測量的最小變化的能力，又稱分辨能力。221.3檢測儀表的品質(zhì)指標五、滯環(huán)、死區(qū)和回差滯環(huán)：死區(qū)效應：回差：變差，回變差六、重復性和再現(xiàn)性七、精確度八、長期動態(tài)性九、動態(tài)特性231.4測量誤差及誤差分析一、研究誤差的意義正確認識誤差的性質(zhì)，分析誤差產(chǎn)生的原因，以便消除或減小它；正確處理數(shù)據(jù)，合理計算所得結(jié)果，以便在一定條件下，得到更接近于真值的數(shù)據(jù)；正確組成檢測系統(tǒng)，合理設計檢測系統(tǒng)或選用測量儀表、選擇正確的檢測方法，以便在最經(jīng)濟的條件下，得到最理想的測量結(jié)果。241.5系統(tǒng)誤差的消除方法一、消除誤差產(chǎn)生的根源首先：從測量裝置的設計入手，選用最合適的測量方法和工作原理，以避免方法誤差；其次：選擇最佳的結(jié)構(gòu)設計與合理的加工、裝配、調(diào)校工藝，以避免和減小工具誤差。最后：應做到正確地安裝、使用，外界條件穩(wěn)定，防干擾251.5系統(tǒng)誤差的消除方法二、對測量結(jié)果進行修正測量前：對儀器儀表進行校準或檢定。確定修正值；測量時：注意修正值。最后：修正最終結(jié)果261.5系統(tǒng)誤差的消除方法三、采用特殊測量法1、恒定系差消除法：（1）零示法（2）替代法（3）交換法2、變值系差消除法（1）等時距對稱觀測法（2）半周期偶數(shù)觀測法

271.6隨機誤差及其估算一、隨機誤差的分布規(guī)律及統(tǒng)計特性

隨機誤差偶然性大；當隨機誤差由大量、相互獨立的微小作用引起時，通常對遵守正態(tài)分布規(guī)律。

281.6隨機誤差及其估算一、測量值得算術(shù)平均值與標準偏差

1、算術(shù)平均值與被測量真值的估計值2、標準偏差3、算術(shù)平均值的標準偏差291.7誤差的綜合略（自學）301.8測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理一、測量結(jié)果的表示方法與有效數(shù)字的處理原則1、測量結(jié)果的數(shù)字表示方法