第一章傳感器

第一節(jié)傳感器的重要性（Theimportanceofsensor)一、傳感器的重要性（Theimportanceofsensor)

人通過五官（視、聽、嗅、味、觸）接受外界的信息，經(jīng)過大腦的思維（信息處理），作出相應(yīng)的動(dòng)作。

同樣，如果用計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化裝置來代替人的勞動(dòng)，則可以說電子計(jì)算機(jī)相當(dāng)于人的大腦（一般俗稱電腦），而傳感器則相當(dāng)于人的五官部分（“電五官”）?？捎孟聢D表示

圖0.1

身體與機(jī)器人的對(duì)應(yīng)關(guān)系傳感器是獲取自然領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段

作為人腦的一種模擬的電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展極為迅速，可是起五種感覺模擬作用的傳感器卻發(fā)展很慢，因而引起了人們的普通關(guān)注，如果不進(jìn)行傳感器的開發(fā)，現(xiàn)在的電子計(jì)算機(jī)將處于一種不能適應(yīng)實(shí)際需要的狀態(tài)。如上圖所示，如同為了很好的將體力勞動(dòng)和腦力勞動(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)一樣，也要求傳感器、電子計(jì)算機(jī)和執(zhí)行器三者都能相互協(xié)調(diào)才行。

當(dāng)傳感器技術(shù)在工業(yè)自動(dòng)化、軍事國防和以宇宙開發(fā)、海洋開發(fā)為代表的尖端科學(xué)與工程等重要領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的同時(shí)，它正以自己的巨大潛力，向著與人們生活密切相關(guān)的方面滲透；生物工程、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(hù)、安全防范、家用電器、網(wǎng)絡(luò)家居等方面的傳感器已層出不窮，并在日新月異地發(fā)展。例如：1.在線檢測：零件尺寸、產(chǎn)品缺陷、裝配定位….在防盜防入侵地報(bào)警裝置中也裝有紅外傳感器。

2.美軍研制的未來單兵作戰(zhàn)武器---OICW

圖0.2圖0.3夜視瞄準(zhǔn)機(jī)系統(tǒng)：非冷卻紅外傳感器技術(shù)激光測距儀：可精確的定位目標(biāo)。在發(fā)射20毫米高爆彈時(shí)，激光測距儀可將目標(biāo)的距離信息自動(dòng)傳輸至高爆彈的爆炸引信，以便精確的設(shè)定引爆時(shí)間。3.汽車傳感器：汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，關(guān)鍵部件，核心技術(shù)內(nèi)容。普通轎車：約安裝幾十到近百只傳感器，豪華轎車：傳感器數(shù)量可多達(dá)二百余只。發(fā)動(dòng)機(jī)：向發(fā)動(dòng)機(jī)的電子控制單元（ECU）提供發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況信息，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況進(jìn)行精確控制溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、流量、氣體濃度和爆震傳感器等。

底盤：控制變速器系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)防抱死系統(tǒng)等車速、踏板、加速度、節(jié)氣門、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、水溫、油溫車身：提高汽車的安全性、可靠性和舒適性等。溫度、濕度、風(fēng)量、日照、加速度、車速、測距、圖象等。圖0.4汽車傳感器示意圖4.數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)：自動(dòng)對(duì)焦---紅外測距傳感器。自動(dòng)感應(yīng)燈：亮度檢測---光敏電阻；空調(diào)、冰箱、電飯煲：溫度檢測---熱敏電阻、熱電偶；電話、麥克風(fēng)：話音轉(zhuǎn)換---駐極電容傳感器。遙控接收：紅外檢測---光敏二極管、光敏三極管；可視對(duì)講、可視電話：圖像獲取---面陣CCD辦公商務(wù)：掃描儀：文檔掃描---線陣CCD紅外傳輸數(shù)據(jù)：紅外檢測---光敏二極管、光敏三極管醫(yī)療衛(wèi)生：數(shù)字體溫計(jì)：接觸式---熱敏電阻，非接觸式---紅外傳感器。電子血壓計(jì)：血壓檢測---壓力傳感器。血糖測試儀、膽固醇檢測儀---離子傳感器二.傳感器的作用（Thefunctionofsensor)

傳感器實(shí)際上是一種功能塊，其作用是將來自外界的各種信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。傳感器所檢測的信號(hào)近來顯著地增加，因而其品種也極其繁多。

為了對(duì)各種各樣的信號(hào)進(jìn)行檢測、控制，就必須獲得盡量簡單易于處理的信號(hào)，這樣的要求只有電信號(hào)能夠滿足。電信號(hào)能較容易地進(jìn)行放大、反饋、濾波、微分、存貯、遠(yuǎn)距離操作等。因此作為一種功能塊的傳感器可狹義的定義為：“將外界的輸入信號(hào)變換為電信號(hào)的一類元件。”如下圖所示：圖0.5第二節(jié)傳感器的定義和組成

（DefinitionandComposingofsensor）一.傳感器的定義（Thedefinitionofsensor)

根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB7665——87），傳感器（Transducer/Sensor)的定義是：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。

第二節(jié)傳感器的定義和組成

（DefinitionandComposingofsensor）傳感器是檢測系統(tǒng)的第一個(gè)環(huán)節(jié)。它是以一定的精度把被測量轉(zhuǎn)換成與之有確定關(guān)系的、便于應(yīng)用的某種量值的測量裝置。顧名思義，傳感器的功能是一感二

傳，即感受被測信息，并傳送出去。根據(jù)傳感器的功能要求，它一般應(yīng)由三部分組成，即：敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路傳感器是一種以一定的精確度把被測量轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系的、便于應(yīng)用的某種物理量的測量裝置。其包含以下幾個(gè)方面的意思：

1.傳感器是測量裝置，能完成檢測任務(wù)2.它的輸入量是某一被測量，可能是物理量，也可能是化學(xué)量、生物量等3.輸出量是某種物理量，這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等等，這種量可以是氣、光、電量，但主要是電量。4.輸入輸出有對(duì)應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確度。

二.傳感器的組成(Thecomposingofsensor)

傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、轉(zhuǎn)換電路三部分組成：

1.敏感元件（Sensitiveelement）：直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量的元件。2.轉(zhuǎn)換元件（Transductionelement）：以敏感元件的輸出為輸入，把輸入轉(zhuǎn)換成電路參數(shù)。

3.轉(zhuǎn)換電路（Transductioncircuit）：上述電路便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。

實(shí)際上，有些傳感器很簡單參數(shù)接入轉(zhuǎn)換電路，，僅由一個(gè)敏感元件（兼作轉(zhuǎn)換元件）組成，它感受被測量時(shí)直接輸出電量。如熱電偶。有些傳感器由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成，沒有轉(zhuǎn)換電路。有些傳感器，轉(zhuǎn)換元件不止一個(gè)，要經(jīng)過若干次轉(zhuǎn)換。圖0.6傳感器組成示意圖第三節(jié)傳感器的分類與命名

（CategoryandRequestofsensor）一.傳感器的分類（Thecategoryofsensor）傳感器種類繁多，目前常用的分類有兩種：一種是以被測量來分，另一種是以傳感器的原理來分。表0.1

按被測量來分類被測量類別被

測

量熱工量溫度、熱量、比熱；壓力、壓差、真空度；流量、流速、風(fēng)速機(jī)械量位移（線位移、角位移），尺寸、形狀；力、力矩、應(yīng)力；重量、質(zhì)量；轉(zhuǎn)速、線速度；振動(dòng)幅度、頻率、加速度、噪聲物性和成分量氣體化學(xué)成分、液體化學(xué)成分；酸堿度（PH值）、鹽度、濃度、粘度；密度、比重狀態(tài)量顏色、透明度、磨損量、材料內(nèi)部裂縫或缺陷、氣體泄漏、表面質(zhì)量表0.2

按傳感器的原理來分類序號(hào)工作原理序號(hào)工作原理1電阻式8光電式（紅外式、光導(dǎo)纖維式）2電感式9諧振式3電容式10霍爾式（磁式）4阻抗式（電渦流式）11超聲式5磁電式12同位素式6熱電式13電化學(xué)式7壓電式14微波式二.傳感器的一般要求(Therequestofsensor)由于各種傳感器的原理、結(jié)構(gòu)不同，使用環(huán)境、條件、目的不同，其技術(shù)指標(biāo)也不可能相同，但是有些一般要求卻基本上是共同的：a.足夠的容量——傳感器的工作范圍或量程足夠大；具有一定的過載能力。b.靈敏度高，精度適當(dāng)——即要求其輸出信號(hào)與被測信號(hào)成確定的關(guān)系（通常為線性），且比值要大；傳感器的靜態(tài)響應(yīng)與動(dòng)態(tài)響應(yīng)的準(zhǔn)確度能滿足要求。c.響應(yīng)速度快，工作穩(wěn)定，可靠性好。

d.使用性和適應(yīng)性強(qiáng)——體積小，重量輕，動(dòng)作能量小，對(duì)被測對(duì)象的狀態(tài)影響??；內(nèi)部噪聲小而又不易受外界干擾的影響；其輸出力求采用通用或標(biāo)準(zhǔn)形式，以便與系統(tǒng)對(duì)接。e.使用經(jīng)濟(jì)——成本低，壽命長，且便于使用、維修和校準(zhǔn)。當(dāng)然，能完全滿足上述性能要求的傳感器是很少的。我們應(yīng)根據(jù)應(yīng)用的目的、使用環(huán)境、被測對(duì)象狀況、精度要求和原理等具體條件作全面綜合考慮。綜合考慮的原則、性能及指標(biāo)，將在第一章中詳細(xì)討論。三傳感器命名與代號(hào)1.3.1傳感器的命名由主題詞加四級(jí)修飾語構(gòu)成。

I.

主題詞——傳感器；II.

第一級(jí)修飾語——被測量，包括修飾被測量的定語；III.

第二級(jí)修飾語——轉(zhuǎn)換原理，一般可后續(xù)以“式”字；IV.

第三級(jí)修飾語——特征描述，指必須強(qiáng)調(diào)的傳感器結(jié)構(gòu)、性能、材料特征、

敏感元件及其它必要的性能特征，一般可后續(xù)以“型”字；

V.第四級(jí)修飾語——主要技術(shù)指標(biāo)（量程、精確度、靈敏度等）。例：題中的用法：在有關(guān)傳感器的統(tǒng)計(jì)表格、圖書索引、檢索以及計(jì)算機(jī)漢字處理等特殊場合，應(yīng)采用上述之順序：如：傳感器，位移，應(yīng)變[計(jì)]式，100mm；正文中的用法：在技術(shù)文件、產(chǎn)品樣本、學(xué)術(shù)論文、教材及書刊的陳述句子中，作為產(chǎn)品名稱應(yīng)采用與上述相反的順序。如：10mm應(yīng)變式位移傳感器。由主題詞加四級(jí)修飾語構(gòu)成

1.3.2傳感器的代號(hào)依次為主稱（傳感器）被測量—轉(zhuǎn)換原理—序號(hào)I.

主稱——傳感器，代號(hào)C；II.

被測量—用一個(gè)或兩個(gè)漢語拼音的第一個(gè)大寫字母標(biāo)記。

III.

轉(zhuǎn)換原理——用一個(gè)或兩個(gè)漢語拼音的第一個(gè)大寫字母標(biāo)記。見附錄表3：常用轉(zhuǎn)換原理代碼表；IV.序號(hào)——用一個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)記，廠家自定，用來表征產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性、性能參數(shù)、產(chǎn)品系列等。若產(chǎn)品性能參數(shù)不變，僅在局部有改動(dòng)或變動(dòng)時(shí)，其序號(hào)可在原序號(hào)后面順序地加注大寫字母A、B、C等，（其中I、Q不用）。例：應(yīng)變式位移傳感器：CWY-YB-20；光纖壓力傳感器：CY-GQ-2。第四節(jié)

檢測技術(shù)基礎(chǔ)一、檢測技術(shù)的概念與作用

1、檢測與測量：檢測是意義更為廣泛的測量

測量：以確定被測對(duì)象的屬性和量值為目的的全部操作檢測技術(shù)：測量+信號(hào)檢出（極為重要）檢測過程：信息提取、信號(hào)轉(zhuǎn)換存儲(chǔ)與傳輸、顯示記錄、分析處理檢測技術(shù)：檢測方法、檢測結(jié)構(gòu)、檢測信號(hào)處理---綜合性技術(shù)2、檢測的分類被測量值的物理屬性：電量、非電量檢測原理（物理的、化學(xué)的、生物學(xué)的）：電磁法、光學(xué)法、微波法、超聲法、核輻射法、電化學(xué)分析、色譜分析、質(zhì)譜分析等檢測方法：主動(dòng)和被動(dòng)、直接與間接、接觸式與非接觸式、動(dòng)態(tài)和靜態(tài)3、測量單位測量：被測量基準(zhǔn)量倍數(shù)（結(jié)果）單位避免混亂----國際單位制（SI）：比較SI基本單位：七個(gè)物理量單位---相互獨(dú)立長度（m）質(zhì)量（kg）時(shí)間（s）電流（A）熱力學(xué)溫度（K）物質(zhì)的量（mol）光量（cd）

米----光在真空中1s時(shí)間內(nèi)傳播距離的1/299792485實(shí)物單位----千克標(biāo)準(zhǔn)原器SI組合單位：由基本單位導(dǎo)出能量（J）=力距離=質(zhì)量加速度距離J=kg（m/s2）m=m2·kg/s2能量---焦（耳）：長度、質(zhì)量、時(shí)間大得多/小得多----詞頭：mm、m、nm（10-9m）；kHz、MHz（106Hz）、GHz（109Hz）二、檢測技術(shù)的作用與意義1、產(chǎn)品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制的重要手段被動(dòng)檢測主動(dòng)檢測（在線檢測）質(zhì)量控制領(lǐng)域2、在大型設(shè)備安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行監(jiān)測中得到廣泛應(yīng)用故障監(jiān)測系統(tǒng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測保證設(shè)備和人員安全提高經(jīng)濟(jì)效益3、自動(dòng)化系統(tǒng)中不可缺少的組成部分生產(chǎn)過程：“物流”“信息流”檢測獲取信息分析判斷自動(dòng)控制自動(dòng)化：信息獲取、信息轉(zhuǎn)換、信息處理、信息傳送、信息執(zhí)行4、檢測技術(shù)的完善和發(fā)展推動(dòng)著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步檢測手段水平?jīng)Q定科學(xué)研究的深度和廣度理論研究成果離不開必要的檢測手段控制管理數(shù)量狀態(tài)趨向三、檢測系統(tǒng)構(gòu)成信息獲取轉(zhuǎn)換顯示和處理（信號(hào)檢出部分）（信號(hào)變換部分）（分析處理部分、通信接口及總線）圖0.71、信號(hào)檢出部分傳感器（Sensor）----檢出功能的器件信號(hào)提?。ū粶y量）、傳輸（信號(hào)變換部分）特點(diǎn)：1）輸出量為電壓、電流、頻率電阻、電容、電感兩種：數(shù)字量、模擬量2）輸出的電信號(hào)一般較微弱：電壓----毫伏級(jí)、微伏級(jí)；電流----毫安級(jí)、納安級(jí)3）輸出信號(hào)與噪聲混雜在一起----傳感器內(nèi)部噪聲傳感器的信噪比小、輸出信號(hào)弱----信號(hào)淹沒在噪聲中4）傳感器的輸出特性呈線性或非線性5）外界環(huán)境的變化會(huì)影響傳感器的輸出特性選擇：測量精度要求、被測量變化范圍、被測對(duì)象所處的環(huán)境條件以及對(duì)傳感器體積和整個(gè)檢測系統(tǒng)的成本等的限制。檢測系統(tǒng)中形式最多樣、與被測對(duì)象關(guān)聯(lián)最密切的部分。2、信號(hào)變換部分檢出信號(hào)適合于分析和處理的信號(hào)信號(hào)調(diào)理電路阻抗變換----輸出阻抗很高時(shí)；信號(hào)放大----輸出信號(hào)微弱時(shí)；噪聲抑制----信號(hào)淹沒在噪聲中；電壓/電流（V/A）轉(zhuǎn)換----需要電流輸出時(shí)；模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換----需要輸出數(shù)字信號(hào)時(shí)目的：1）對(duì)傳感器的輸出量變換成易于處理或放大的量；2）消除或抑制傳感器輸出量中的無用信號(hào)；3）提高測量、分析的準(zhǔn)確度；4）簡化后續(xù)系統(tǒng)的組成。3、分析處理部分不斷注入新內(nèi)容----檢測系統(tǒng)的研究中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)----強(qiáng)大問題分析能力、復(fù)雜系統(tǒng)的實(shí)時(shí)控制自動(dòng)化、智能化4、通信接口與總線部分功能：管理不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)、狀態(tài)和控制信息的傳輸和交換接口---分系統(tǒng)和上位機(jī)之間/分系統(tǒng)之間交換信息通用標(biāo)準(zhǔn)接口---不同的系統(tǒng)尤其是不同廠家的產(chǎn)品能夠互聯(lián)USB、IEEE-488、RS-232（串行）、并行（硬件系統(tǒng)）總線：傳送數(shù)字信號(hào)的公共通道----信號(hào)線的集合（規(guī)范、結(jié)構(gòu)形式）RS-232C、VXI、Centronics（并行）四、檢測方法選擇：被測量的性質(zhì)、特點(diǎn)和測量任務(wù)要求分類：（1）按測量手續(xù)：直接測量、間接測量（2）按測量值的獲得方式：偏移法測量、零位法測量、差分式測量（3）按傳感器與被測對(duì)象是否直接接觸：接觸式測量、非接觸式測量（4）根據(jù)對(duì)象變化的特點(diǎn)：靜態(tài)測量、動(dòng)態(tài)測量

1、直接測量與間接測量直接測量----與同類基準(zhǔn)進(jìn)行簡單的比較以得到被測量線紋尺----物體尺寸、天平----物體重量間接測量----被測量無法或不易進(jìn)行直接測量負(fù)載電阻功率=電壓電流目標(biāo)變量自變量（直接測量）（關(guān)系）2、偏移法與零位法測量1）偏移法---完全從被測量中獲得信號(hào)轉(zhuǎn)換所需能量例：彈簧秤2）零位法---不從信號(hào)源獲得能量3、差分式測量結(jié)構(gòu)：對(duì)稱結(jié)構(gòu)的兩個(gè)傳感器，被測量反對(duì)稱作用在兩個(gè)傳感器上作用：消除干擾的影響測量原理線性化、提高靈敏度（常見檢測結(jié)構(gòu)形式）

測量誤差高精度測量圖0.8差分結(jié)構(gòu)4、隨動(dòng)跟蹤測量---基于零位法的測量例：高精度電子秤、伺服加速度計(jì)、高精度壓力傳感器

高精度測量圖0.9五、檢測系統(tǒng)的基本組成

一個(gè)完整的檢測系統(tǒng)或檢測裝置通常是由傳感器、測量電路和顯示記錄裝置等部分組成，分別完成信息獲取、轉(zhuǎn)換、顯示和處理等功能。當(dāng)然其中還包括電源和傳輸通道等不可缺少的部分。圖0.10給出了檢測系統(tǒng)的組成框圖。力位移

速度

加速度

壓力流量溫度電阻式電容式電感式壓電式熱電式光電式磁電式電橋

放大器濾波器調(diào)制器解調(diào)器運(yùn)算器

阻抗變換器

筆式記錄儀光線示波器磁帶記錄儀電子示波器半導(dǎo)體存儲(chǔ)器顯示器磁卡數(shù)據(jù)處理器

頻譜分析儀

FFT

實(shí)時(shí)信號(hào)分析儀

電子計(jì)算機(jī)

被測對(duì)象

傳感器

中間變換測量裝置

顯示及記錄裝置

實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理裝置

激發(fā)裝置

圖0.10檢測系統(tǒng)的具體組成圖0.11圖0.11.1傳感器

傳感器是把被測量(如物理量、化學(xué)量等)轉(zhuǎn)換成電學(xué)量的裝置，顯然，傳感器是檢測系統(tǒng)與被測對(duì)象直接發(fā)生聯(lián)系的部件，是檢測系統(tǒng)最重要的環(huán)節(jié)，檢測系統(tǒng)獲取信息的質(zhì)量往往是由傳感器的性能一次性確定的，因?yàn)闄z測系統(tǒng)的其它環(huán)節(jié)無法添加新的檢測信息并且不易消除傳感器所引入的誤差。檢測技術(shù)中使用的傳感器種類繁多，分類的方法也各不相同。從傳感器應(yīng)用的目的出發(fā)，可以按被測量的性質(zhì)將傳感器分為：機(jī)械量傳感器，如位移傳感器、力傳感器、速度傳感器、加速度傳感器等；熱工量傳感器，如溫度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等；化學(xué)量傳感器；生物量傳感器等。從傳感器研究的目的出發(fā)，著眼于變換過程的特征可以將傳感器按輸出量的性質(zhì)分為：I.

參量型傳感器它的輸出是電阻、電感、電容等無源電參量，相應(yīng)的有電阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器等。Ⅱ.發(fā)電型傳感器它的輸出是電壓或電流，相應(yīng)的有熱電隅傳感器、光電傳感器、磁電傳感器、壓電傳感器等。1.2測量電路

測量電路的作用是將傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn)換成易于測量的電壓或電流信號(hào)。通常傳感器輸出信號(hào)是微弱的，就需要由測量電路加以放大，以滿足顯示記錄裝置的要求。根據(jù)需要測量電路還能進(jìn)行阻抗匹配、微分、積分、線性化補(bǔ)償?shù)刃盘?hào)處理工作。應(yīng)當(dāng)指出測量電路的種類和構(gòu)成是由傳感器的類型決定的，不同的傳感器所要求配用的測量電路經(jīng)常具有自己的特色。

1.3顯示記錄裝置

顯示記錄裝置是檢測人員和檢測系統(tǒng)聯(lián)系的主要環(huán)節(jié)，主要作用是使人們了解檢測數(shù)值的大小或變化的過程。目前常用的有模擬顯示、數(shù)字顯示和圖像顯示三種。模擬式顯示是利用指針對(duì)標(biāo)尺的相對(duì)位置表示被測量數(shù)值的大小。如各種指針式電氣測量儀表、其特點(diǎn)是讀數(shù)方便、直觀，結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉，在檢測系統(tǒng)中一直被大量應(yīng)用。但這種顯示方式的精度受標(biāo)尺最小分度限制，而且讀數(shù)時(shí)易引入主觀誤差。數(shù)字式顯示則直接以十進(jìn)制數(shù)字形式來顯示讀數(shù)，實(shí)際上是專用的數(shù)字電壓表，它可以附加打印機(jī)，打印記錄測量數(shù)值．并且易于和計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)，使數(shù)據(jù)處理更加方便。這種方式有利于消除讀數(shù)的主觀誤差。圖像顯示，如果被測量處于動(dòng)態(tài)變化之中，用顯示儀表讀數(shù)就十分困難，這時(shí)可以將輸出信號(hào)送至記錄儀，從而描繪出被測量隨時(shí)間變化的曲線，作為檢測結(jié)果，供分析使用。常用的自動(dòng)記錄儀器有筆式記錄儀、光線示波器、磁帶記錄儀。六、檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢

科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，為檢測技術(shù)的現(xiàn)代化創(chuàng)造了條件，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：第一、人們研究新原理、新材料和新工藝所取得的成果將產(chǎn)生更多品質(zhì)優(yōu)良的新型傳感器。例如光纖傳感器、液晶傳感器、以高分子有機(jī)材料為敏感元件的壓敏傳感器、微生物傳感器等。

另外，代替視覺、嗅覺、味覺和聽覺的各種仿生傳感器和檢測超高溫、超高壓、超低溫和超高真空等極端參數(shù)的新型傳感器也是今后傳感器技術(shù)研究和發(fā)展的重要方向。新型傳感器技術(shù)除了采用新原理、新材料和新工藝之外，還向著高精度小型化和集成化的方向發(fā)展。傳感器集成化的一個(gè)方向是具有同樣功能的傳感器集成化。從而使對(duì)一個(gè)點(diǎn)的測量變成對(duì)一個(gè)平面和空間的測量。例如。利用電荷耦合器件形成的固體圖像傳感器來進(jìn)行的文字和圖形識(shí)別即是如此。

傳感器集成化的另一個(gè)方向是不同功能的傳感器集成化，從而使一個(gè)傳感器可以同時(shí)測量不同種類的多個(gè)參數(shù)。例如，測量血液中各種成分的多功能傳感器。除了傳感器自身的集成化之外，還可以把傳感器和后續(xù)電路集成化。傳感器和測量電路的集成化可以減少干擾，提高靈敏度，方便使用。如果將傳感器和數(shù)據(jù)處理電路集成在一起。則可以方便地實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理。

第二，檢測系統(tǒng)或檢測裝置目前正迅速地由模擬式、數(shù)字式向智能化方向發(fā)展。帶有微處理機(jī)的各種智能化儀表已經(jīng)出現(xiàn)，這類儀表選用微處理機(jī)做控制單元，利用計(jì)算機(jī)可編程的特點(diǎn)，使儀表內(nèi)的各個(gè)環(huán)節(jié)自動(dòng)地協(xié)調(diào)工作，并且具有數(shù)據(jù)處理和故障診斷功能，成為一代嶄新儀表，把檢測技術(shù)自動(dòng)化推進(jìn)到一個(gè)新水平。第五節(jié)測量誤差的概念及其處理方法一、測量及測量方法1、測量測量是指人們用實(shí)驗(yàn)的方法，借助于一定的儀器或設(shè)備，將被測量與同性質(zhì)的單位標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，并確定被測量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù)，從而獲得關(guān)于被測量的定量信息。測量過程中使用的標(biāo)準(zhǔn)量應(yīng)該是國際或國內(nèi)公認(rèn)的性能穩(wěn)定的量，稱為測量單位。

測量的結(jié)果包括數(shù)值大小和測量單位兩部分。數(shù)值的大小可以用數(shù)字表示，也可以是曲線或者圖形。無論表現(xiàn)形式如何，在測量結(jié)果中必須注明單位。否則，測量結(jié)果是沒有意義的。測量：被測量基準(zhǔn)量倍數(shù)（結(jié)果）單位比較一切測量過程都包括比較、示差、平衡和讀數(shù)等四個(gè)步驟。例如，用鋼卷尺測量桿件長度時(shí)，首先將卷尺拉出與桿件緊靠在一起，進(jìn)行“比較”；然后找出卷尺與桿件的長度差別，即“示差”；進(jìn)而調(diào)整卷尺長度使二者長度相等，達(dá)到“平衡”；最后從卷尺刻度上讀出桿件的長度，即“讀數(shù)”。測量過程的核心是比較，但被測量能直接與標(biāo)準(zhǔn)量比較的場合并不多，大多數(shù)情況下，是將被測量和標(biāo)準(zhǔn)量變換成雙方易于比較的某個(gè)中間變量來進(jìn)行的。例如，用彈簧秤稱重。被測重量通過彈簧按比例伸長，圖1.12直接測量示意圖圖1.13間接測量示意圖轉(zhuǎn)換為指針位移而標(biāo)準(zhǔn)重量轉(zhuǎn)換成標(biāo)尺刻度。這樣，被測量和標(biāo)準(zhǔn)量都轉(zhuǎn)換成位移這一中間變量，就可以進(jìn)行直接比較。此外，為了提高測量精度，并且能夠?qū)ψ兓臁⒊掷m(xù)時(shí)間短的動(dòng)態(tài)量