檢測技術(shù)基礎(chǔ)課件

第一章檢測技術(shù)概述一、檢測的作用與意義二、檢測的基本概念三、檢測系統(tǒng)構(gòu)成四、檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性五、檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性六、一般檢測方法

4學時*歷史時代：手工化機械化自動化信息化生產(chǎn)方式：人與簡單工具動力機與機械自動測量控制智能機械裝置第一章檢測技術(shù)概述一、檢測的地位和作用1.

信息化是科學技術(shù)發(fā)展的必然……*

人與機器的機能對應(yīng)關(guān)系：一、檢測的地位和作用*2.信息流是客觀世界的一個主流

物料流能流信息流客觀世界一、檢測的地位和作用*信息流組成信息流獲取傳輸處理控制…信息獲取是信息流的一環(huán)一、檢測的地位和作用*

獲取信息是儀器科學的基本任務(wù)儀器儀表是信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分儀器儀表是信息工業(yè)的源頭一、檢測的地位和作用*3檢測儀器儀表的作用一、檢測的地位和作用

工業(yè)生產(chǎn)倍增器

科學研究先行官

社會物化法官

軍事戰(zhàn)斗力*一、檢測的地位和作用工業(yè)生產(chǎn)倍增器檢測技術(shù)是帶動國民經(jīng)濟增長的一個關(guān)鍵領(lǐng)域在美國：檢測技術(shù)占4%，拉動經(jīng)濟增長66%*檢測技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用一、檢測的地位和作用在線檢測：零件尺寸、產(chǎn)品缺陷、裝配定位….**一、檢測技術(shù)的作用和地位檢測技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用離線檢測：零件參數(shù)、尺寸與形位公差、品質(zhì)參數(shù)作用：現(xiàn)代工程裝備中，

檢測環(huán)節(jié)的成本約占

50~70%*檢測技術(shù)在汽車中的應(yīng)用日新月異一、檢測技術(shù)的作用和地位發(fā)動機：向發(fā)動機的電子控制單元（ECU）提供發(fā)動機的工作狀況信息，對發(fā)動機工作狀況進行精確控制溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、流量、氣體濃度和爆震傳感器等

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)量可多達二百余只。

底盤：控制變速器系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)、動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動防抱死系統(tǒng)等車速、踏板、加速度、節(jié)氣門、發(fā)動機轉(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、風量、日照、加速度、車速、測距、圖象等**檢測技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用與日俱增一、檢測技術(shù)的作用和地位

家用電器：數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機：自動對焦---紅外測距傳感器數(shù)字體溫計：接觸式---熱敏電阻，非接觸式---紅外傳感器自動感應(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：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、光敏三極管辦公商務(wù)：可視對講、可視電話：圖像獲取---面陣CCD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：電子血壓計：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*一、檢測技術(shù)的作用和地位科學研究的先行官

諾貝爾獎獲得者R.R.Ernst說“現(xiàn)代科學的進步越來越依靠尖端儀器的發(fā)展”

俄國化學家門捷列夫指出“科學是從測量開始的”

近80年來，與科學儀器密切相關(guān)的諾貝爾獎獲得者達38人*一、檢測技術(shù)的作用和地位軍事戰(zhàn)斗力1991年海灣戰(zhàn)爭精確制導炸彈和導彈占8%2003年伊拉克戰(zhàn)爭90%1994年美國防部建立自動測試系統(tǒng)執(zhí)行局立體作戰(zhàn)*一、檢測技術(shù)的作用和地位檢測技術(shù)在軍事上的應(yīng)用美軍研制的未來單兵作戰(zhàn)武器---OICW夜視瞄準機系統(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。在發(fā)射20毫米高爆彈時，激光測距儀可將目標的距離信息自動傳輸至高爆彈的爆炸引信，以便精確的設(shè)定引爆時間。*美國國家導彈防御計劃---NMD一、檢測技術(shù)的作用和地位檢測技術(shù)在國防領(lǐng)域的應(yīng)用1.地基攔截器2.早期預警系統(tǒng)3.前沿部署(如雷達）4.管理與控制系統(tǒng)5.衛(wèi)星紅外線監(jiān)測系統(tǒng)

監(jiān)測系統(tǒng):探測和發(fā)現(xiàn)敵人導彈的發(fā)射并追蹤導彈的飛行軌道；

攔截器：能識別真假彈頭，敵友方*檢測技術(shù)在航天領(lǐng)域舉足輕重一、檢測技術(shù)的作用和地位飛行器測控---檢測飛行器姿態(tài)、發(fā)電機工況，控制與操縱

火箭測控---檢測火箭狀況、姿態(tài)、軌跡

*一、檢測技術(shù)的作用和地位“阿波羅10”：火箭部分---2077個傳感器飛船部分---1218個傳感器，檢測參數(shù)---加速度、溫度、壓力、振動、流量、應(yīng)變、聲學、神州飛船：185臺（套）儀器裝置*一、檢測技術(shù)的作用和地位“物化法官”

檢查產(chǎn)品質(zhì)量

監(jiān)測環(huán)境污染

識別指紋假鈔

查服違禁藥物

偵破刑事案件*一、檢測技術(shù)的作用和地位……教學實驗、氣象預報、大地測繪、災(zāi)情預報、交通指揮、……涵蓋吃穿用、農(nóng)輕重、海陸空*定義：被測信息：傳感器、檢測儀器、檢測裝置、檢測系統(tǒng)全部操作：檢測過程：確定被測對象的屬性和量值為目的的全部操作二、檢測的基本概念信號采集、信號處理、信號顯示、信號輸出物理量（光、電、力、熱、磁、聲、…）被測對象：宇宙萬物（固液氣體、動物、植物、天體……）檢測器具：化學量（PH、成份…）生物量（酶、葡萄糖、…）……*例：空調(diào)機測量控制室溫二、檢測的基本概念空氣被測對象：被測信息：檢測器具：操作過程：室內(nèi)空氣溫度溫度傳感器---熱電阻、熱電偶

熱敏電阻

電信號

處理

顯示空調(diào)機*三、檢測系統(tǒng)的構(gòu)成接口總線存儲顯示分析監(jiān)控判斷決策一般構(gòu)成：信號檢出┇信號檢出信號檢出信號轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換處理顯示處理顯示處理顯示信號檢出：功能---將被測信號的轉(zhuǎn)換為電信號的變化（detection）器件---傳感器（sensor,transducer）信號轉(zhuǎn)換：功能---將傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)換為便于處理的形式（conversion）器件---信號調(diào)理電路（signalconditioningcircuit）處理顯示：功能---分析（analysis）、處理（processing）、顯示（display）通訊接口/總線接口(RS232、RS485、GPIB、PCI、······)其它環(huán)節(jié)：存儲、監(jiān)控、決策*檢測系統(tǒng)構(gòu)成力位移

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體存儲器顯示器磁卡數(shù)據(jù)處理器

頻譜分析儀

FFT

實時信號分析儀

電子計算機

被測對象

傳感器

中間變換測量裝置

顯示及記錄裝置

實驗結(jié)果處理裝置

激發(fā)裝置

*四、檢測方法分類1.

直接測量（絕對測量、相對測量）間接測量2.

開環(huán)測量與閉環(huán)測量3.

偏差法、零位法、微差法*四、檢測方法分類1、直接測量與間接測量

直接測量：直接將被測量與標準量進行比較標準量標準計量單位（如米尺、光柵尺、激光、……）

絕對測量定值標準量（如某一固定尺寸）

相對測量*四、檢測方法分類--絕對測量：采用儀器、設(shè)備、手段測量被測量，直接得到測量值測量結(jié)果：20.1mm--相對測量：將被測量直接與基準量比較，得到偏差值特點：簡單、直觀、明了；測量精度不高基準量：20.00mm測量值：+0.08mm結(jié)果：20.08mm特點：精度高；復雜、成本高、要求高*四、檢測方法分類

間接測量如測導線的導電率ρ：測量與被測量有一定函數(shù)關(guān)系的參量，被測量由計算獲得*四、檢測方法分類2、開環(huán)測量與閉環(huán)測量開環(huán)測量：反饋測量：特點：簡單、直觀、明了；測量精度不高特點：精度高；復雜、成本高、要求高傳感器輸入量x輸出量y傳感器輸入量x輸出量y放大反響傳感器*四、檢測方法分類3、偏差法、零位法和微差法偏差法：零位法：利用測量儀表的指針相對于刻度的偏差位移直接表示測量的數(shù)值利用指零機構(gòu)的作用，使用被測量和已知標準量兩者達到平衡，根據(jù)指零機構(gòu)示值為零來確定被測量等于標準量值微差法：偏差法和零位法的結(jié)合被償測量被測量余數(shù)被償測量大值與標準量大體平衡*四、檢測方法分類思考：桿秤、磅秤和天平分別屬于何種檢測方法？*五、現(xiàn)代檢測技術(shù)發(fā)展趨勢智能化虛擬化網(wǎng)絡(luò)化微型化軟測量技術(shù)*****39誤差定義、來源、分類、測量精度第二章誤差理論與數(shù)據(jù)處理§2.2數(shù)據(jù)處理的一般方法算術(shù)平均法、最小二乘法、一元線性回歸….§2.1測量誤差的基本理論40基本理論§2.1.1測量誤差的定義定義：Δx–

測量誤差x–

測量結(jié)果x0

–

真值測量結(jié)果與其真值的差異真值：被測量的客觀真實值理論真值：理論上存在、計算推導出來如：三角形內(nèi)角和180°約定真值：國際上公認的最高基準值如：基準米(氪-86的能級躍遷在真空中的輻射波長)相對真值：利用高一等級精度的儀器或裝置的測量結(jié)果作為近似真值1m=1650763.73λ標準儀器的測量標準差<1/3測量系統(tǒng)標準差→檢定定性概念，定量表示41基本理論§2.1.2測量誤差的來源(1)原理誤差：測量原理和方法本身存在缺陷和偏差近似：如：非線性比較小時可以近似為線性假設(shè)：理論上成立、實際中不成立如：誤差因素互不相關(guān)(2)裝置誤差：測量儀器、設(shè)備、裝置導致的測量誤差機械：零件材料性能變化、配合間隙變化、傳動比變化、蠕變、空程電路：電源波動、元件老化、漂移、電氣噪聲(3)環(huán)境誤差：測量環(huán)境、條件引起的測量誤差空氣溫度、濕度，大氣壓力，振動，電磁場干擾，氣流擾動，(4)使用誤差：理論分析與實際情況差異方法：測量方法存在錯誤或不足如：采樣頻率低、測量基準錯誤讀數(shù)誤差、違規(guī)操作、42基本理論§2.1.3測量誤差的性質(zhì)與分類(1)隨機誤差(randomerror)正態(tài)分布性質(zhì)：原因：裝置誤差、環(huán)境誤差、使用誤差處理：統(tǒng)計分析、計算處理→減小對稱性有界性抵償性單峰性絕對值相等的正負誤差出現(xiàn)的次數(shù)相等絕對值小的誤差比絕對值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多偶然誤差絕對值不會超過一定程度當測量次數(shù)足夠多時，偶然誤差算術(shù)平均值趨于043基本理論§2.1.3測量誤差的性質(zhì)與分類(2)系統(tǒng)誤差(systemerror)

：性質(zhì)：有規(guī)律，可再現(xiàn)，可以預測原因：原理誤差、方法誤差、環(huán)境誤差、使用誤差處理：理論分析、實驗驗證→修正(3)粗大誤差(abnormalerror)

：性質(zhì)：偶然出現(xiàn)，誤差很大，異常數(shù)據(jù)，與有用數(shù)據(jù)混在一起原因：裝置誤差、使用誤差處理：判斷、剔除44基本理論§2.1.4測量精度精度：測量結(jié)果與真值吻合程度定性概念測量精度舉例不精密（隨機誤差大）準確（系統(tǒng)誤差?。?/p>

精密（隨機誤差小）不準確（系統(tǒng)誤差大）不精密（隨機誤差大）不準確（系統(tǒng)誤差大）精密（隨機誤差?。蚀_（系統(tǒng)誤差小）45基本理論精密度：(precision)表述：概念：重復測量時，測量結(jié)果的分散性準確度：表述：精確度：(正確度)測量結(jié)果與真值的接近程度，系統(tǒng)誤差的影響程度性質(zhì)：隨機誤差的標準差(standarddeviation)性質(zhì)：系統(tǒng)誤差和隨機誤差綜合影響程度平均值與真值的偏差(deviation)表述：不確定度(uncertainty)工程表示：引用誤差，最大允許誤差相對于儀表測量范圍地百分數(shù)0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七級46數(shù)據(jù)處理§2.2.1算術(shù)平均值法表述：x1,x2,…xn---測量數(shù)據(jù)原理：多次重復測量時，取全部測量數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值為測量結(jié)果剩余誤差偶然誤差性質(zhì)：（1）剩余誤差的代數(shù)和等于零，即算術(shù)平均值法可以濾除或減小偶然誤差（2）剩余誤差的平方和為最小最小二乘法基礎(chǔ)47數(shù)據(jù)處理標準誤差用偶然誤差表示:用剩余誤差表示:Bessel公式48數(shù)據(jù)處理算術(shù)平均值的標準誤差：分組重復多次測量，以每組算術(shù)平均值作為處理數(shù)據(jù)49數(shù)據(jù)處理§2.2.2異常數(shù)據(jù)剔除準則：說明：(1)測量誤差為隨機變量，且符合正態(tài)分布(2)真值必然處于一個有限的范圍測量數(shù)據(jù)與算術(shù)平均值的偏差大于標準差的3倍原理：當測量結(jié)果超出正常范圍時，給與剔除(3)此法只適合于測量數(shù)據(jù)大于10個的情況概率95.4%概率99.73%，即±3σ以外的概率為0.27%50數(shù)據(jù)處理§2.2.3最小二乘法

曲線擬合

多項式回歸

?

?

?

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?

?

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直線擬合一元線性回歸方程一元非線性回歸方程多元線性回歸51數(shù)據(jù)處理一元線性回歸方程擬合直線形式：實際測量值與回歸值之差:

與偏差平方和：因正規(guī)方程52數(shù)據(jù)處理一元線性回歸方程解正規(guī)方程得：其中：53曲線擬合

一元非線性回歸方程步驟:(1)確定函數(shù)的類型（如雙曲線、指數(shù)曲線、對數(shù)曲線等…）(2)求解相關(guān)函數(shù)中的未知參數(shù)舉例:指數(shù)曲線

曲線問題直線問題（變量代換）

回歸曲線回歸多項式54數(shù)據(jù)處理(1)基本公式函數(shù)誤差其中：各直接測量值的誤差各個誤差的傳遞函數(shù)§2.2.4函數(shù)誤差計算55數(shù)據(jù)處理(2)計算系統(tǒng)誤差偶然誤差56靜態(tài)模型、靜態(tài)特性指標第三章檢測系統(tǒng)的特性與技術(shù)指標§3.2動態(tài)特性動態(tài)模型、動態(tài)特性§3.1靜態(tài)特性傳感器典型環(huán)節(jié)動態(tài)特性分析57檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性§3.1.1靜態(tài)模型靜態(tài)特性：檢測系統(tǒng)在被測量處于穩(wěn)定狀態(tài)時的輸入輸出關(guān)系檢測系統(tǒng)輸入量x輸出量y理想狀態(tài)：實際狀態(tài)：a---零點輸出b---理論靈敏度線性關(guān)系非線性關(guān)系xyaO58檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性非線性原因：(結(jié)構(gòu)原理性原因除外)誤差因素檢測系統(tǒng)輸入x輸入y=f(x)溫度濕度壓力沖擊振動磁場電場摩擦間隙松動遲滯蠕變變形老化外界干擾59檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性§3.1.2靜態(tài)特性指標

線性度

回程誤差

分辨力

重復性

靈敏度60檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性(1)線性度:檢測系統(tǒng)輸入輸出曲線與理想直線的偏離程度相對誤差輸出值與理想直線的最大偏差值理論滿量程輸出值理想直線：亦稱非線性誤差定義:(non-linearity)表達:xyΔ擬合直線一般不存在或很難獲得準確結(jié)果利用測量數(shù)據(jù)，通過計算獲得61檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性獲取擬合直線方法：(c)最小二乘法：計算：有n個測量數(shù)據(jù):(x1,y1),(x2,y2),…,(xn,yn)，(n>2)殘差：

i=yi–(a+b

xi)殘差平方和最小：2i=min使得正負行程的非線性偏差相等且最小(a)端點連線法：檢測系統(tǒng)輸入輸出曲線的兩端點連線特點：xyΔ算法：簡單、方便，偏差大，與測量值有關(guān)(b)最佳直線法：精度最高，計算法（迭代、逐次逼近）算法：特點：算法：特點：精度高xyΔΔ簡單實用，三點作圖法（兩高一低/兩低一高）62檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性(2)回程誤差檢測系統(tǒng)在正行程和反行程的輸入輸出曲線不重合的程度相對誤差

Hmax：正反行程輸出值的最大偏差定義：亦稱空程誤差、滯后(hysteresis)算法：63檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性(3)分辨力:能夠檢測出的被測量的最小變化量2、分辨率---是相對數(shù)值：定義：1、分辨力---是絕對數(shù)值，如0.01mm，0.1g，10ms，……說明：表征測量系統(tǒng)的分辨能力(resolution)能檢測的最小被測量的變換量相對于滿量程的百分數(shù)，如：0.1%,0.02%3、閥值---在系統(tǒng)輸入零點附近的分辨力64檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性(4)重復性同一條件下，對同一被測量，同一方向，多次重復測量，差異程度對同一被測量值：各次測量數(shù)值的偏差程度重復性是檢測系統(tǒng)最基本的技術(shù)指標，是其他各項指標的前提和保證測量數(shù)據(jù)的分散性重復性誤差：隨機誤差標準差：大，則分散性大；反之亦然計算：貝塞爾公式y(tǒng)i---測量輸出值，i=1,2,…,ny---輸出值的平均值對不同被測數(shù)值：各次測量曲線的偏差程度(repeatability)65檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性(5)靈敏度測量系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下輸出量的增量與輸入量的增量之比斜率：a.線性檢測系統(tǒng)：靈敏度為常數(shù)；例：間隙式平板電容傳感器定義：b.非線性檢測系統(tǒng)：靈敏度為變數(shù)說明：(靈敏度系數(shù))(sensitivity)靈敏度雙曲線、非線性66檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性§3.2.1動態(tài)模型動態(tài)特性：檢測系統(tǒng)在被測量隨時間變化的條件下輸入輸出關(guān)系(1)微分方程：根據(jù)相應(yīng)的物理定律（如牛頓定律、能量守恒定律、基爾霍夫電路定律等），用線性常系數(shù)微分方程表示系統(tǒng)的輸入x與輸出y關(guān)系的數(shù)字方程式ai、bi(i=0,1,…)：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特性參數(shù)，常數(shù)，系統(tǒng)的階次由輸出量最高微分階次決定。常見為O階、一階、二階系統(tǒng)優(yōu)點：概念清晰，輸入-輸出關(guān)系明了，可區(qū)分暫態(tài)響應(yīng)和穩(wěn)態(tài)響應(yīng)缺點：求解方程麻煩，傳感器調(diào)整時分析困難67檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性O(shè)階系統(tǒng)：例電位計、電子示波器一階系統(tǒng)：例:無質(zhì)量單自由度振動系統(tǒng)、無源積分電路、液位溫度計68檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性二階系統(tǒng)：69檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性(2)傳遞函數(shù)：利用拉氏變換，將微分方程轉(zhuǎn)換成為復數(shù)域的數(shù)學模型，輸出量的拉氏變換與輸入量的拉氏變換之比：優(yōu)點：表示了傳感器本身特性，與輸入輸出無關(guān)，可通過實驗求得70檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性§3.2.2動態(tài)特性過程：激勵：暫態(tài)過程（輸出量由一個穩(wěn)態(tài)到另一個穩(wěn)態(tài)的過渡過程）穩(wěn)態(tài)過程（輸出量達到穩(wěn)定的狀態(tài)）信號----正弦信號、階躍信號、線性信號、脈沖信號71檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性(1)頻率響應(yīng)特性：輸入：輸出：頻率響應(yīng)特性輸入量：輸出量：頻率響應(yīng)函數(shù)：系統(tǒng)頻率特性：穩(wěn)態(tài)輸出與輸入幅值之比和兩者相位差是輸入頻率的函數(shù)：幅--頻、相—頻正弦信號---一系列，頻率不同，幅值相等正弦信號---觀察：幅值、相位、頻率(穩(wěn)態(tài))72檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性典型的對數(shù)幅頻特性曲線：理想幅頻特性：相頻特性：相頻特性幅頻特性幅頻特性：頻響范圍：幅值比與頻率關(guān)系0dB水平線（幅值不變）誤差3dB對應(yīng)的頻率范圍通頻帶、頻帶、工作頻帶相位與頻率的關(guān)系A(chǔ)(ω)：輸出幅值與靜態(tài)幅值比---系統(tǒng)的動態(tài)靈敏度（增益）73檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性(2)檢測系統(tǒng)的階躍響應(yīng)特性：輸入：階躍信號輸出：階躍響應(yīng)時間常數(shù)

：上升時間Tr：響應(yīng)時間Ts：超調(diào)量a1：衰減率

：穩(wěn)態(tài)誤差ess：系統(tǒng)輸出值上升到穩(wěn)態(tài)值yc的63.2%所需的時間傳感器輸出從穩(wěn)態(tài)值yc的10%上升到90%所需時間輸出值達到允許范圍

%的所需時間響應(yīng)曲線第一次超過穩(wěn)態(tài)值yc的峰高：ymax-yc相鄰兩個波峰（或波谷）高度下降的百分數(shù)無限長時間后，傳感器穩(wěn)態(tài)值與目標值偏差的相對誤差74§3.2.3典型檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性a)零階系統(tǒng)：微分方程：特點：a)屬于靜態(tài)環(huán)節(jié)：d)實際零階環(huán)節(jié)：緩慢變化，頻率較低---近似零階環(huán)節(jié)c)與時間無關(guān)，與頻率無關(guān)，無滯后，無慣性理想環(huán)節(jié)靜態(tài)靈敏度系數(shù)b)輸出輸入又稱：比例環(huán)節(jié)幅頻特性：相頻特性：實例：電位計式角位移傳感器微分方程：靜態(tài)靈敏度系數(shù)：UEU0θ75檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性b)一階系統(tǒng)：微分方程：時間常數(shù)靜態(tài)靈敏度幅頻特性：相頻特性：幅頻特性和相頻特性對數(shù)圖（伯德圖）：失真<<1/時：A()=K()=0零階無滯后<<1/10時：>1/時：A()()幅值衰減相位滯后76檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性輸入階躍信號：一階環(huán)節(jié)微分方程：t=2：ed=13.5%；動態(tài)誤差：特點：實例：動態(tài)響應(yīng)特性主要取決于時間常數(shù)；階躍響應(yīng)：t=3：ed=5%；t=5：ed=0.7%；

小階躍響應(yīng)迅速截止頻率高慣性小慣性環(huán)節(jié)運動方程：帶阻尼彈簧測力傳感器時間常數(shù)：靜態(tài)靈敏度系數(shù)：k-彈簧剛度c-阻尼系數(shù)77檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性c)二階環(huán)節(jié)：微分方程：固有頻率阻尼比幅頻特性：相頻特性：幅頻特性與相頻特性伯德圖：當

/n<<1時：

較小時：A()K，()0A()隨出現(xiàn)較大波動0.7時：A()平坦段最寬，()接近斜直線A()<0衰減近似零階當

/n>0.3時：與阻尼有關(guān)當

=0時，A(

n)=,附近諧振

較大時：78檢測系統(tǒng)的動態(tài)特性輸入當

>1時：應(yīng)用實例：當

<1時：當=1時：無過沖，無震蕩，過阻尼曲線上升慢，響應(yīng)速度低產(chǎn)生衰減震蕩欠阻尼

曲線上升塊，響應(yīng)速度高臨界阻尼彈簧(k)阻尼(c)質(zhì)量(m)壓電式動態(tài)測力傳感器靜態(tài)靈敏度系數(shù)：運動微分方程：固有頻率:阻尼比:一般取：

=0.6~0.8階躍響應(yīng)：第4章信號轉(zhuǎn)換與處理技術(shù)一、測量電橋二、放大電路三、電壓-電流轉(zhuǎn)換技術(shù)四、電壓-頻率轉(zhuǎn)換技術(shù)五、模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)六、噪聲抑制七、抗干擾技術(shù)一、檢測的作用與意義81第五章檢測電路設(shè)計

5.1信號調(diào)理電路

5.2信號變換技術(shù)

5.3噪聲及干擾抑制技術(shù)

6學時825.1信號調(diào)理電路

5.1.1放大電路1、幾個基本概念等效電路共模電壓、差模電壓（常模電壓）差模放大倍數(shù)、共模放大倍數(shù)共模抑制比835.1.1放大電路（續(xù)）2、集成運算放大器3、比例放大電路845.1.1放大電路（續(xù)）855.1.1放大電路（續(xù)）4、儀用放大電路865.1.2濾波電路1、基本概念通帶增益A0諧振頻率f0、截至頻率fp

頻帶寬度BW品質(zhì)因素Q、阻尼系數(shù)ξ875.1.2濾波電路

（續(xù)）2、無源濾波器和有源濾波器885.1.2濾波電路

（續(xù)）3、二階