1認(rèn)識傳感器-電創(chuàng)課件

傳感器應(yīng)用技術(shù)傳知萬物感創(chuàng)未來教師信息陸?？针娮优c電氣學(xué)院測控教研室SB406電話mail:lhk19872004@163.com公共郵箱：shudian0519@163.com

口令：ccit2010傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院《傳感器與執(zhí)行器》課程定位電子、電氣類專業(yè)基礎(chǔ)課。課程特點(diǎn)：1、專業(yè)知識承上啟下；2、整個(gè)課程理論與實(shí)踐結(jié)合，通篇通俗易懂；完成三個(gè)綜合實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目；3、課程內(nèi)容體系清晰明了；4、很多其他專業(yè)領(lǐng)域均需要本課程知識；傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院《傳感器與執(zhí)行器》考核方式物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)：考試態(tài)度性評價(jià)占20%，知識性評價(jià)占40%，技能性評價(jià)占40%

考核分類考核項(xiàng)目分?jǐn)?shù)比例(%)考核指標(biāo)考核要求態(tài)度性20上課遲到、早退、曠課、上課紀(jì)律等知識性作業(yè)12學(xué)習(xí)主動(dòng)性與創(chuàng)造性課堂提問、課外答疑期末考試28筆試技能性項(xiàng)目準(zhǔn)備8預(yù)習(xí)報(bào)告項(xiàng)目操作16獨(dú)立完成情況、數(shù)據(jù)正確性項(xiàng)目報(bào)告8書寫規(guī)范、數(shù)據(jù)分析正確操作測試8傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院《傳感器與執(zhí)行器》學(xué)習(xí)要求學(xué)習(xí)方法要求：1、課前預(yù)習(xí)；2、多自學(xué)、多探討；3、多觀察實(shí)際生活，多思考；4、重視作業(yè)、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)等實(shí)踐性環(huán)節(jié)；5、及時(shí)復(fù)習(xí)……祝愿同學(xué)們學(xué)習(xí)愉快！傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院課程內(nèi)容認(rèn)識傳感器溫度傳感器力傳感器傳感器介紹傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器什么是傳感器WhatisSensor傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——什么是傳感器工業(yè)控制系統(tǒng)——飲料灌裝車間傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——什么是傳感器小型電子秤(Electronicscale)傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——什么是傳感器家庭用煤氣報(bào)警器(Gasalarm)傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——什么是傳感器信息傳送信息獲取信息處理感官神經(jīng)大腦肢體執(zhí)行通信技術(shù)Communication傳感器技術(shù)Sensor計(jì)算機(jī)技術(shù)Computer執(zhí)行機(jī)構(gòu)Actuator傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——什么是傳感器傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——什么是傳感器操作人員的工作:①檢測——眼②運(yùn)算、命令——腦③執(zhí)行——手汽包液位人工控制傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——什么是傳感器自動(dòng)系統(tǒng)的工作:①檢測——傳感器②運(yùn)算、命令——控制器③執(zhí)行——執(zhí)行器（控制閥）汽包液位自動(dòng)控制傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——什么是傳感器實(shí)質(zhì)：非電量電測技術(shù)GB/T7665-2005傳感器通用術(shù)語傳感器：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。傳感器：能把外界非電信息按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成電信息輸出的器件或裝置。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——什么是傳感器工業(yè)控制中檢測最多的物理量：溫度力光位移傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——什么是傳感器工業(yè)測控系統(tǒng)——溫度測控1．溫度傳感器；2．電阻絲傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——什么是傳感器傳感器應(yīng)用技術(shù)涉及主要技術(shù)：1、傳感器制造技術(shù)2、檢測技術(shù)3、智能傳感器技術(shù)……傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器什么是傳感器檢測技術(shù)關(guān)于測量與誤差傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)檢測技術(shù)地位檢測技術(shù)發(fā)展方向檢測系統(tǒng)組成檢測系統(tǒng)基本特性傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)一、檢測技術(shù)地位(DetectionTechnology)含義檢測技術(shù)是人們?yōu)榱藢Ρ粶y對象所包含的信息進(jìn)行定性的了解和定量的掌握所采取的一系列技術(shù)措施。

工欲善其事，必先利其器傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)傳感器技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)信息技術(shù)五官大腦神經(jīng)傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)作用一作用二作用三檢測技術(shù)是產(chǎn)品檢驗(yàn)和質(zhì)量控制的重要手段——在線檢測技術(shù)檢測技術(shù)和裝置是自動(dòng)化系統(tǒng)中不可缺少的組成部分檢測技術(shù)的完善和發(fā)展推動(dòng)著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步檢測技術(shù)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)用作用四傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)二、檢測技術(shù)發(fā)展方向1新原理、新材料、新工藝新原理：特種參數(shù)——視覺、嗅覺、味覺、聽覺等極端參數(shù)——超高溫、超高壓等仿生學(xué)的發(fā)展：嗅覺傳感器；方向傳感器新材料：新型敏感元件新工藝：無接觸測量技術(shù)傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)二、檢測技術(shù)發(fā)展方向2多維化、多功能化、小型化、集成化同樣功能的傳感器集成：一維（點(diǎn)測量），二維（面測量），三維（體測量）不同功能的傳感器集成：使一個(gè)傳感器可同時(shí)測量不同種類的多個(gè)參數(shù)傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)二、檢測技術(shù)發(fā)展方向3微電子技術(shù)、微處理器與傳感器結(jié)合（智能化）可減少干擾、提高傳感器精度、優(yōu)化傳感器功能，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理等。即不只完成信息獲取、轉(zhuǎn)換，還能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理等，是廣義上的檢測技術(shù)。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)三、檢測系統(tǒng)組成傳感器測量電路電源指示儀記錄儀數(shù)據(jù)處理儀器被測量傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)三、檢測系統(tǒng)組成信息的獲取轉(zhuǎn)換顯示、處理傳感器測量電路、放大器等數(shù)據(jù)處理、分析儀器指示儀、記錄儀等敏感元件如懸臂梁轉(zhuǎn)換元件如應(yīng)變片傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)1、傳感器——測量接口

能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成。

傳感器是整個(gè)檢測系統(tǒng)中最重要的環(huán)節(jié)，檢測系統(tǒng)獲取信息的質(zhì)量由傳感器的性能一次性確定，傳感器的誤差決定整個(gè)系統(tǒng)的精度。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)分類

從應(yīng)用目的角度（被測量性質(zhì)）：機(jī)械量傳感器：位移、速度、加速度、振動(dòng)、力、尺寸熱工量傳感器：溫度、壓力、流量、物位化學(xué)量傳感器：濃度、化學(xué)成分狀態(tài)量傳感器：顏色、透明度、磨損量、裂紋

從研究目的角度（輸出量性質(zhì)/工作原理）：參量型傳感器：電阻式、電容式、電感式（無源電參量）發(fā)電型傳感器：熱電偶、光電、磁電、壓電等（輸出電壓或電流）傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)2、測量電路(MeasuringCircuit)

作用：將傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)換成易于測量的電壓或電流信號。放大、阻抗匹配、微分、積分、線性化補(bǔ)償?shù)葴y量電路的種類由傳感器類型決定，如：電阻式傳感器采用電橋電路測量。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)3、顯示記錄裝置

作用：是檢測人員和檢測系統(tǒng)聯(lián)系的主要環(huán)節(jié)，使檢測人員了解檢測數(shù)值的大小或變化過程。分類：模擬顯示、數(shù)字顯示、圖像顯示。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)四、檢測系統(tǒng)基本特性（靜態(tài)特性）(Staticcharacteristic)當(dāng)被測量不隨時(shí)間變化或變化很慢時(shí)，可以認(rèn)為檢測系統(tǒng)的輸入量和輸出量都和時(shí)間無關(guān)，表示它們之間關(guān)系的是一個(gè)不含時(shí)間變量的代數(shù)方程，在這種關(guān)系基礎(chǔ)上，確定的檢測裝置性能參數(shù)稱為靜態(tài)特性。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)概念：測量范圍與量程(Range)測量范圍：正常工作條件下，檢測系統(tǒng)或儀表能夠測量的被測量值的總范圍。通常以測量范圍的下限值和上限值表示。測量量程：測量范圍上限值與下限值的代數(shù)差。給出測量范圍即知被測量的上、下限和量程，但僅知道量程，卻無法判斷測量范圍。輸出量程：測量系統(tǒng)輸出的上限值與下限值的代數(shù)差零點(diǎn)（ZERO）：一般指量程下限值的狀態(tài)滿量程（FS）：一般指量程上限值的狀態(tài)，又叫滿刻度、滿標(biāo)傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)1、靈敏度(Sensitivity)傳感器或檢測系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下輸出量變化和引起此變化的輸入量變化的比值。輸入-輸出特性曲線斜率傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)若系統(tǒng)的輸出和輸入間有線性關(guān)系，則靈敏度s是一個(gè)常數(shù)。一般希望靈敏度在整個(gè)測量范圍內(nèi)保持常數(shù)，這樣，可得均勻刻度的標(biāo)尺，讀數(shù)方便，便于分析、處理測量結(jié)果。對于線性系統(tǒng)(Linearsystem)：靈敏度是其傳遞函數(shù)（輸出量與輸入量之比）對于非線性系統(tǒng)(Nonlinearsystem)：其靈敏度隨輸入量的變化而變化，常將其校正(Calibration)為線性系統(tǒng)輸入輸出若為不同量綱(Dimension)，則s也有量綱；輸入輸出若為相同量綱，s則可理解為放大倍數(shù)。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)若檢測系統(tǒng)由多個(gè)環(huán)節(jié)組成，各環(huán)節(jié)靈敏度分別為S1、S2、S3，且以串聯(lián)方式連接，則整個(gè)系統(tǒng)靈敏度為：

y2y1S1S2S3xy0傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)例題1

某測溫系統(tǒng)由四個(gè)線性環(huán)節(jié)組成，各自靈敏度如下：鉑電阻溫度傳感器：0.35Ω/℃電橋：0.01V/Ω放大器：100（放大倍數(shù)）筆式記錄儀：0.1cm/V求：（1）測溫系統(tǒng)的總靈敏度（2）記錄儀筆尖位移4cm時(shí)，所對應(yīng)的溫度變化值傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)2、分辨率與分辨力(ResolutionandResolvingpower)

用來表示儀表或裝置能夠檢測被測量的最小量變化的性能指標(biāo)。分辨力：輸入量從某個(gè)任意值（非零值）緩慢增加，直到可以測量到輸出的變化為止，此時(shí)的輸入量的變化量即分辨力。即傳感器能檢測出被測信號的最小變化量。（傳感器能檢測出的輸入量的最小變化量）分辨率：以最大量程的百分?jǐn)?shù)表示，即：最小輸入量/輸入最大量程×100%一般模擬式儀表的分辨力規(guī)定為最小刻度分格值的一半數(shù)字式儀表的分辨力為最后一位的一個(gè)字。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)3、線性度(Linearity)對于理性的測量系統(tǒng)（儀表），其靜態(tài)特性可由下列方程式表示：傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)假設(shè)a0已被校準(zhǔn)（調(diào)零）﹡理想性線：﹡只有奇次項(xiàng)：﹡只有偶次項(xiàng)：﹡普通情況：傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)當(dāng)靜態(tài)特性曲線為曲線時(shí)，即存在非線性時(shí)，常用一條直線來近似地表示實(shí)際的非線性特性，這種方法稱為“線性化”，所采用的直線成為擬合直線。線性度：檢測系統(tǒng)實(shí)測的輸入-輸出特性曲線與擬合直線之間的最大偏差與滿量程輸出的百分比。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)由于線性度是以所參考的擬合直線為基準(zhǔn)線得到的，所以基準(zhǔn)線不同，所得的線性度就不同。采取不同方法選取擬合直線，所得的不同線性度如下：①理論線性度；(Theoretical

Linearity)②端基線性度；(Terminal-basedlinearity)③最小二乘法線性度；(Leastsquareslinearity)傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)理論線性度：采用理論直線作為擬合直線，即選取連接理論曲線坐標(biāo)零點(diǎn)和滿量程輸出點(diǎn)的直線。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)端基線性度：擬合直線通過實(shí)際特性曲線的起點(diǎn)和滿量程點(diǎn)。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)最小二乘法線性度：使擬合直線與特性曲線上各點(diǎn)偏差的平方和為最小。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)4、遲滯(Hysteresis)

遲滯特性表明檢測系統(tǒng)在正向（輸入量增大）和反向（輸入量減小）行程期間，輸入-輸出特性曲線不一致的程度。即對同樣大小的輸入量，檢測系統(tǒng)在正反行程中會對應(yīng)兩個(gè)大小不同的輸出量。通過實(shí)驗(yàn)，找出輸出量的最大差值，并以滿量程輸出的百分?jǐn)?shù)表示，即遲滯大小。遲滯可能由儀表元件存在能量吸收或傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的摩擦、間隙等原因造成。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)5、重復(fù)性(Repeatability)重復(fù)性指傳感器在輸入量按同一方向做全量程內(nèi)連續(xù)重復(fù)測量時(shí)，所得特性曲線不一致的程度。6、穩(wěn)定性(Stability)穩(wěn)定性是指短期穩(wěn)定性和長期穩(wěn)定性之分。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)7、漂移(Drift)漂移是指在外界干擾下，輸出量發(fā)生了與輸入量無關(guān)的不需要的變化。包括零點(diǎn)漂移、靈敏度漂移，可分為時(shí)間漂移和溫度漂移。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)7、漂移

RJ系列半精密金屬膜電阻器

●符合國家軍用標(biāo)準(zhǔn)：GJB1929-94

●溫度范圍：-65℃～150℃

●穩(wěn)定度：±1.0％70℃1000h型號RJ23RJ24RJ2570℃在不同溫度下的額定功率（W）1/61/41/2最大工作電壓（V）150250350阻值范圍（Ω）10Ω-2M00.1Ω-3M00.1Ω-10M精度范圍±5.0%,±2.0%,±1.0%,±0.5%,±0.25%,±0.1%溫度系數(shù)范圍（PPM/℃）±100PPM/℃,±50PPM/℃,±25PPM/℃,±20PPM/℃,±15PPM/℃?zhèn)髦f物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)五、檢測系統(tǒng)基本特性（動(dòng)態(tài)特性Dynamiccharacteristics

請課后認(rèn)真自學(xué)閱讀1.2.2(P7-8),討論并回答以下問題：1、研究傳感器動(dòng)態(tài)特性與靜態(tài)特性，不同之處在于時(shí)間參數(shù)，對嗎？為什么？2、研究動(dòng)態(tài)特性，常采用兩種分析方法是什么？并且一般采用哪兩種函數(shù)作為輸入？3、什么是時(shí)間常數(shù)、上升時(shí)間、響應(yīng)時(shí)間？傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)作業(yè)本章作業(yè)見文件（從shudian0519@163.com下載）傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——檢測技術(shù)休息一下傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差測量方法測量誤差標(biāo)定與校準(zhǔn)傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差

一、測量方法(Measurementmethod)1、測量的基本概念測量是通過實(shí)驗(yàn)對客觀事物取得定量信息即數(shù)量概念的過程，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(Thestandardunit)進(jìn)行比較，從而獲得關(guān)于被測量的定量信息。標(biāo)準(zhǔn)量(Standardquantity)：指國際或國內(nèi)公認(rèn)的性能穩(wěn)定的量，也稱為測量單位。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差電流質(zhì)量光強(qiáng)熱力學(xué)溫標(biāo)長度物質(zhì)的量時(shí)間七個(gè)基本SI單位傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差平面角弧度（rad）兩個(gè)輔助單位立體角球面度（sγ）傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差

一、測量方法2、測量結(jié)果：①數(shù)值大??；②測量單位3、測量過程：

比較、示差、平衡、讀數(shù)四個(gè)步驟

測量過程的核心：比較但是，并非被測量與標(biāo)準(zhǔn)量都能直接比較，大多情況下，被測量與標(biāo)準(zhǔn)量并非同性質(zhì)的量，即量綱不同。此時(shí)，都是將被測量和標(biāo)準(zhǔn)量變換成雙方易于比較的中間變量進(jìn)行比較。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差一、測量方法4、測量方法含義是實(shí)現(xiàn)測量過程所采用的具體方法，應(yīng)當(dāng)根據(jù)被測量的性質(zhì)、特點(diǎn)和測量任務(wù)的要求選擇適當(dāng)?shù)臏y量方法。正確可靠的測量結(jié)果依據(jù)：測量方法和測量儀器的正確選擇、正確操作、測量數(shù)據(jù)的正確處理。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差一、測量方法5、測量方法分類按測量過程分類直接測量間接測量按測量方式分類偏差式測量零位式測量微差式測量按是否與被測對象接觸接觸式測量非接觸式測量按被測對象的變化特點(diǎn)靜態(tài)測量動(dòng)態(tài)測量傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差一、測量方法6、直接測量與間接測量直接測量(Directmeasurement)：用事先分度或標(biāo)定好的測量儀表，直接讀取被測量測量結(jié)果的方法。優(yōu)點(diǎn)：直觀、簡便、迅速（工程測量中廣泛應(yīng)用）缺點(diǎn)：測量精度不高間接測量(Indirectmeasurement)：對和被測量有確定函數(shù)關(guān)系的幾個(gè)量進(jìn)行測量，再將測量值代入函數(shù)關(guān)系式，經(jīng)計(jì)算得到所需結(jié)果。缺點(diǎn)：測量手續(xù)多，花費(fèi)時(shí)間長常在以下情況使用：直接測量不方便、間接測量結(jié)果較直接測量更準(zhǔn)確、沒有相應(yīng)直接測量的儀表時(shí)采用。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差一、測量方法7、偏差式、零位式、微差式測量(Deviation/zero/

differentialmeasurement)偏差式測量：利用測量儀表指針相對于刻度初始點(diǎn)的位移（即偏差）來決定被測量的測量方法。從儀表刻度上直接讀取被測量，包括大小和單位，又稱“直讀法”。儀表內(nèi)沒有標(biāo)準(zhǔn)量具，只有經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)量具校準(zhǔn)過的標(biāo)尺或刻度盤。測量時(shí)，利用儀表指針在標(biāo)尺上的示值讀取被測量的數(shù)值，是以間接比較方式測量。優(yōu)點(diǎn)：簡單、迅速（工程測量廣泛應(yīng)用）缺點(diǎn)：精度不高

傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差一、測量方法7、偏差式、零位式、微差式測量

零位式測量：用已知的標(biāo)準(zhǔn)量去平衡或抵消被測量的作用，并用指零式儀表來檢測測量系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，從而判定被測量值等于已知標(biāo)準(zhǔn)量的方法。又稱“零式法”或“平衡式測量法”。這種測量方法，標(biāo)準(zhǔn)量具處于測量系統(tǒng)中，提供一個(gè)可調(diào)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)量，被測量可直接與標(biāo)準(zhǔn)量比較，測量誤差主要取決于標(biāo)準(zhǔn)量具的誤差，因此，測量精度較高。只要零式器的靈敏度足夠高，零位式測量法的測量準(zhǔn)確度幾乎等于標(biāo)準(zhǔn)量的準(zhǔn)確度。（常用于實(shí)驗(yàn)室作為精密測量的一種方法）缺點(diǎn)：需要平衡操作，測量過程較復(fù)雜，花費(fèi)時(shí)間長，即使采用自動(dòng)平衡操作，反應(yīng)速度也受到限制，因此，只適于變化緩慢的被測量。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差一、測量方法7、偏差式、零位式、微差式測量微差式測量：綜合零位式測量和偏差式測量的優(yōu)點(diǎn)而提出的測量方法。

基本思路：將被測量x的大部分作用先與已知標(biāo)準(zhǔn)量N的作用相抵消，剩余部分即△=x-N，再用偏差法測量。設(shè)法使差值△很小，這樣可選用高靈敏度的偏差式儀器測量。只要△足夠小，測量準(zhǔn)確度基本取決于標(biāo)準(zhǔn)量的準(zhǔn)確度。優(yōu)點(diǎn)：反應(yīng)速度快，精度高常用在實(shí)驗(yàn)室中作精密測量，也廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)線控制參數(shù)的測量上。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差二、測量誤差1、基本概念（1）真值(Truevalue)：一個(gè)物理量在一定條件下所呈現(xiàn)的客觀大小或真實(shí)數(shù)值。要想得到真值必須利用理想的量具或測量儀器進(jìn)行無誤差的測量。由此推斷，物理量的真值實(shí)際是無法測得的。具體原因：一是：理想量具或測量儀器即測量過程的參考比較標(biāo)準(zhǔn)只是一個(gè)純理論值，按照國際計(jì)量委員會對單位標(biāo)準(zhǔn)量的定義，則沒有符合的可供實(shí)際使用的測量參考標(biāo)準(zhǔn)；二是：在測量過程中由于各種主觀、客觀因素的影響，做到無誤差測量是不可能的。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差二、測量誤差1、基本概念（2）指定值(Specifiedvalue)：因?yàn)榻^對真值不可知，一般由國家設(shè)立各種盡可能維持不變的實(shí)物標(biāo)準(zhǔn)（或基準(zhǔn)），以法令的形式指定其所體現(xiàn)的量值作為計(jì)量單位的指令值。例如：指定國家計(jì)量局保存的鉑銥合金圓柱體質(zhì)量原器的質(zhì)量為1Kg等。國際間通過互相比對來保持一定程度的一致，指定值也叫約定真值，一般可代替真值。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差二、測量誤差1、基本概念（3）實(shí)際值(Actualvalue)：實(shí)際測量中不可能都直接與國家基準(zhǔn)相比對，所以國家通過一系列各級實(shí)物計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成量值傳遞網(wǎng)，把國家基準(zhǔn)所體現(xiàn)的計(jì)量單位逐級比較并傳遞到日常工作儀器或量具上。在每一級的比較中，都以上一級標(biāo)準(zhǔn)所體現(xiàn)的值當(dāng)做準(zhǔn)確無誤的值，稱為實(shí)際值或相對真值。例如：如果更高一級測量器具的誤差為本級測量器具誤差的1/3～1/10，就可認(rèn)為更高一級測量器具的測量值（示值）為真值。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差二、測量誤差1、基本概念（4）標(biāo)稱值(Nominalvalue)：測量器具上標(biāo)定的數(shù)值。

由于制造和測量精度不夠及環(huán)境等因素的影響，標(biāo)稱值并不一定等于它的真值或?qū)嶋H值。因此，在標(biāo)出測量器具的標(biāo)稱值時(shí)，通常還要標(biāo)出它的誤差范圍和準(zhǔn)確度等級。例如：某電阻標(biāo)稱值為1KΩ，誤差±1%，即意味著該電阻實(shí)際值是?XD7低頻信號發(fā)生器頻率刻度的工作誤差≦±3%±1Hz，如在額定工作條件下該儀器頻率刻度是100Hz（標(biāo)稱值），則實(shí)際值=?傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差二、測量誤差1、基本概念（5）示值(Indicatingvalue)：由測量器具指示的被測量量值為測量器具的示值，也稱測量值（包括數(shù)值和單位）。一般情況，示值與測量儀表的讀數(shù)不同，讀數(shù)是儀器刻度盤上直接讀到的數(shù)字。如：以100分度表示50mA的電流表，當(dāng)指針指在刻度盤50，即讀數(shù)是50，而示值是25mA。數(shù)字式儀表，通常示值和讀數(shù)是統(tǒng)一的。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差測量基本值測量值實(shí)際值指定值真值傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差二、測量誤差(Measurementerror)1、基本概念（6）測量誤差：檢測結(jié)果和被測量的客觀真值之間存在的差別。只能根據(jù)需要和可能將誤差限制在一定范圍內(nèi)，而不可能完全消除。測量誤差的主要來源：工具誤差、環(huán)境誤差、方法誤差、人員誤差測量誤差的分類按誤差的表示方法分：絕對誤差、相對誤差按誤差出現(xiàn)的規(guī)律分：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差按被測量與時(shí)間的關(guān)系分：靜態(tài)誤差、動(dòng)態(tài)誤差傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差二、測量誤差2、絕對誤差(Absoluteerror)

儀表的指示值（測量值）與被測量真值之間的差值。絕對誤差：有符號，有單位被測量真值：修正值（校正量）：修正值：與絕對誤差絕對值相等但符號相反的值。測量儀器的修正值可通過檢定由上一級標(biāo)準(zhǔn)給出，可以是表格、曲線或函數(shù)表達(dá)式等。一般儀表送上級計(jì)量部門檢定，主要目的就是獲得準(zhǔn)確的修正值，利用修正值和儀器指示值可得到被測量的實(shí)際值，即含有誤差的指示值加上修正值后，可消除誤差影響。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差例如：某電流表測得電流示值為0.83mA,查該電流表檢定證書得知該電流表在0.8mA及附近的修正值都為-0.02mA，則被測電流實(shí)際值是？

當(dāng)被測量相同情況下，絕對誤差越小，說明指示值越接近真值，測量精度越高。例如：一儀器測量10㎜的長度，絕對誤差0.001㎜，另一儀器測量200㎜的長度，絕對誤差是0.01㎜。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差二、測量誤差3、相對誤差(Relativeerror)實(shí)際相對誤差(Actual

relativeerror)：儀表指示值的絕對誤差與被測量真值（實(shí)際值）的比值。

實(shí)際相對誤差

實(shí)際測量中，若真值未知，或測量誤差不大，可用指示值代替真值計(jì)算相對誤差，即示值相對誤差

相對誤差只能說明不同被測量的測量精度（準(zhǔn)確度），不能說明儀表在整個(gè)測量范圍的誤差情況。因?yàn)橥粌x表在整個(gè)測量范圍的絕對誤差不是隨實(shí)際值等比例變化的，一般來說被測量越小，相對誤差越大。傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差二、測量誤差4、引用誤差（滿度相對誤差）(Fiducial

value)絕對誤差與儀表量程的比值：

最大引用誤差：整個(gè)量程中，可能出現(xiàn)的絕對誤差最大值與儀表量程的比值。

一臺確定的儀表或檢測系統(tǒng)，滿度誤差是一個(gè)定值。滿度誤差實(shí)際給出了儀表量程內(nèi)各絕對誤差的最大值。精度等級=，我國電工儀表的準(zhǔn)確度等級就是按照滿度誤差分級的：0.1級、0.2級、0.5級、1.0級、1.5級、2.0級、2.5級、5.0級傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差

例如：精度等級為0.5的儀表，表明準(zhǔn)確度等級是0.5級，它的滿度誤差不超過±0.5%。例1：某電壓表s=1.5，計(jì)算它在0～100V量程中的最大絕對誤差。誤差的整量化：即認(rèn)為儀器在同一量程各處的絕對誤差是一個(gè)常數(shù)且等于最大絕對誤差，并以這個(gè)最大絕對誤差進(jìn)行修正。選擇：為減小測量中的示值誤差，在進(jìn)行量程選擇時(shí)應(yīng)盡可能使示值接近滿度值，一般以示值不小于滿度值的2/3為宜。例2：某1.0級電流表的滿度值（量程上限值）是100μA，求測量值分別為100μA、80μA、20μA時(shí)的絕對誤差和示值相對誤差。示值相對誤差：±1%、±1.25%、±5%傳知萬物感創(chuàng)未來常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳知萬物感創(chuàng)未來認(rèn)識傳感器——關(guān)于測量與誤差

結(jié)論：同一量程內(nèi)，測得值越小，示值相對誤差越大，即測量值的準(zhǔn)確度越低，所以，測量中所用儀表的準(zhǔn)確度并非測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，即測量值的準(zhǔn)確度數(shù)值（實(shí)際相對誤差）將大于儀表的準(zhǔn)確度等級（滿度相對誤差）。例3：要測量100℃的溫度，現(xiàn)有0.5級、測量范圍0～300℃和1.0級、測量范圍0～100℃兩種溫度計(jì)，分