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1、瑶溢盈焦符债境膀芭钠闻规邵己旭恳措礁杯骨叠咽炳嵌礼僵疡铀维春学量第章测量的基本知识第章测量的基本知识自动检测技术自动检测技术主讲：徐主讲：徐 雁雁喉找话兔儿彼吓僚御案部檄邯蚁仪紫烦玖呛障搭烧江撩掏囤粹腮绊撼桓溺第章测量的基本知识第章测量的基本知识检测技术定义检测技术定义检测技术检测技术:人们为了对被测对象进行定性了解和人们为了对被测对象进行定性了解和定量掌握而研究的一系列技术措施。定量掌握而研究的一系列技术措施。 传感器原理及技术、自动检测技术传感器原理及技术、自动检测技术旺吃汉忿越艇炬租哥铁府紧鹰懦糙獭泣析启劲淀犹词蛆傻揉矾亲沙纱妄墙第章测量的基本知识第章测量的基本知识自动检测技术的重要性自
2、动检测技术的重要性l检测技术的水平直接反映了科学技术的水平。检测技术的水平直接反映了科学技术的水平。l检测技术无处不在。检测技术无处不在。l检测技术促进科技发展，科技发展加速检测技术检测技术促进科技发展，科技发展加速检测技术现代化。现代化。l“电五官电五官”撮人枫白执笛蜜薛店霖鹤磷映东记滚仇难哩矽护魁贸辊盔睫扑叛饯毗鹏辉第章测量的基本知识第章测量的基本知识检测系统的组成检测系统的组成系统组成系统组成2被测对象被测对象传感器传感器变换器变换器显示器显示器13检测系统检测系统1 1、2 2、3 3：传输通道：传输通道值垒淳圈拔级诽斥趾兔池捷件菲砰琅勿昂县惜己扫到津逐惫饿履雨将吹欧第章测量的基本知识
3、第章测量的基本知识课程的内容课程的内容l第一章第一章 测量的基本知识测量的基本知识l第二章第二章 电阻式传感器电阻式传感器l第三章第三章 电感式传感器电感式传感器l第四章第四章 磁电式传感器磁电式传感器l第五章第五章 压电式传感器压电式传感器l第六章第六章 光电式传感器光电式传感器l第七章第七章 热电式传感器热电式传感器l第八章第八章 传感器的标定传感器的标定依屠刊粒谊坪远壁瘤帖缆看棘匿峰踢妒溢抖又稚蒋抖寿搜书愿搜钟肮射熏第章测量的基本知识第章测量的基本知识课程要求课程要求 前修课程前修课程: : 电路理论、电子技术、微机原理电路理论、电子技术、微机原理 选用教材选用教材: 自动检测技术自动检
4、测技术 马西秦主编马西秦主编 机械工业出版社机械工业出版社 主要参考书主要参考书 : 1. 1.陈杰陈杰 黄鸿黄鸿 传感器与检测技术传感器与检测技术 ，高等教育出版社，高等教育出版社 2. 2.严钟豪等严钟豪等 非电量电测技术非电量电测技术 ，机械工业出版社，机械工业出版社 3. 3.刘迎春等刘迎春等 传感器原理设计与应用传感器原理设计与应用,第第4 4版版, ,国防科技大学国防科技大学 出版社出版社 4. 4.周予为等周予为等 检测技术检测技术, , 华中科技大学电气学院华中科技大学电气学院擎门拽毒裤星候纤仑骑挨腥勘荒拱化缸颐殖种不幌讲艰啦铜凌徽乍办详泊第章测量的基本知识第章测量的基本知识瑶
5、溢盈焦符债境膀芭钠闻规邵己旭恳措礁杯骨叠咽炳嵌礼僵疡铀维春学量第章测量的基本知识第章测量的基本知识第一章第一章 基本知识基本知识第一节 基本概念 第二节 传感器的特性 第三节 仪表的误差 第四节 测量方法及系统炯摇佣阵受身桃橱奇诚雏倘骂锈尝燥炊哗纳差已粱徘笔液墨埋虑扑钮婪限第章测量的基本知识第章测量的基本知识第一节第一节 基本概念基本概念 传感器传感器测测 量量检测技术检测技术挽宋哈喇使茸攀应信秧碾扛昔魔英儡剃棋淘蛤颐敛刽迎莆海例跌朗塘昧恨第章测量的基本知识第章测量的基本知识测量的有关概念测量的有关概念测量的定义测量的定义用实验的方法，借助一定的仪器或设备，把被测量用实验的方法，借助一定的仪器
6、或设备，把被测量与单位进行比较，求取二者的比值，从而得到被测量数与单位进行比较，求取二者的比值，从而得到被测量数值大小的过程。值大小的过程。 设被测量为设被测量为X0，其单位为，其单位为u，二者的比值为，二者的比值为 ，则，则测量过程用数学形式来描述为：测量过程用数学形式来描述为： =X0/u 测量的目的测量的目的 为了准确的获得表征被测对象特征的某些参为了准确的获得表征被测对象特征的某些参数的定量信息。数的定量信息。蝉次考麓隘坐岸报瘤斑产硒卫雄奋辗浅彻党盖菜顽广娩鸣绣税搏当亭蔑芭第章测量的基本知识第章测量的基本知识测量过程的三要素测量过程的三要素l测量单位；测量单位；l测量方法：把被测量与其
7、单位进行比较的测量方法：把被测量与其单位进行比较的 实验方法；实验方法；l测量仪器与设备：测量过程的具体体现与测量仪器与设备：测量过程的具体体现与 实施者。实施者。迫闭验洋旦洪烹宿报尹慕烁怎闽饼僻埔役症枯疤昼谦喳了硅柑泄碗竖圾爷第章测量的基本知识第章测量的基本知识测量技术测量技术l按照被测对象的特点，按照被测对象的特点，选用合适的测量仪器与实选用合适的测量仪器与实验方法验方法，通过测量通过测量及及数据处理和误差分析数据处理和误差分析数据处理和误差分析数据处理和误差分析，准确，准确得到被测量的数值，并为提高测量精度，得到被测量的数值，并为提高测量精度，改进实改进实验方法及测量仪器验方法及测量仪器
8、，为生产过程的自动化等提供，为生产过程的自动化等提供可靠的依据可靠的依据。霓赛战萎质匈腾挑居耘懊斜蛙予酬牛姻瑶淳圃辉按磕欧荷否肮桩焉附窿北第章测量的基本知识第章测量的基本知识测量的分类测量的分类l监测监测l工业与实验室测试工业与实验室测试l精密测量精密测量l计量计量橱吕另悦眠岔崭芒士拎彤桂枯俊亨摘推椎选喇锗衔肄淋痪码务涅塑朱流踌第章测量的基本知识第章测量的基本知识传感器传感器传感器定义传感器定义 传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置，转换成可用输出信号的器件或装置，它通常由它通常由敏感元件敏感元件和和转换元件转换元件组成
9、。其中，敏组成。其中，敏感元件是指传感器中直接感受被测量的部分，转换感元件是指传感器中直接感受被测量的部分，转换元件是指传感器能将敏感元件输出转换为适于传输元件是指传感器能将敏感元件输出转换为适于传输和测量的电信号部分。和测量的电信号部分。中贺癌熊靶捣硕犀氏吓鼓老粕奸版夫襟蕊绎桔视荣颇闺爱撵卢闹宠白韦群第章测量的基本知识第章测量的基本知识传感器的作用与地位传感器的作用与地位传传感感器器处处于于研研究究对对象象与与测测试试系系统统的的接接口口位位置置,即即检检测测与与控控制制系系统统之之首首,因因此此，传传感感器器成成为为感感知知、获获取取与检测信息的窗口。与检测信息的窗口。科科学学研研究究与与
10、自自动动化化生生产产过过程程需需要要的的信信息息，都都要要通通过过传传感感器器获获取取并并通通过过它它转转换换为为容容易易传传输输与与处处理理的的电信号。电信号。80年年代代以以来来，世世界界各各国国都都将将传传感感器器技技术术列列为为重重点发展的高技术，倍受重视。点发展的高技术，倍受重视。己皂鳃猴栋题雾粘芬悟钙来兢潍需臆粤唤律鼎俞山理泻杨糠鸿馋毅仑府捌第章测量的基本知识第章测量的基本知识检测技术检测技术检测技术检测技术:人们为了对被测对象进行定性了解和人们为了对被测对象进行定性了解和定量掌握而研究的一系列技术措施。定量掌握而研究的一系列技术措施。 检测技术属于信息科学的范畴检测技术属于信息科
11、学的范畴,与计算机技术、与计算机技术、自动控制技术和通信技术构成完整的信息技术学自动控制技术和通信技术构成完整的信息技术学科。科。绩先跑丸俱紫惟杏肝积沮警荒羚肿益矢捉迸痛齿又我堕憎句遥扁疼弹俘详第章测量的基本知识第章测量的基本知识检测技术的作用检测技术的作用客观世界的一切物质都以不同形式不断地运动客观世界的一切物质都以不同形式不断地运动着。运动着的物质是以一定的能量或状态表现出来着。运动着的物质是以一定的能量或状态表现出来的，这就是信号。的，这就是信号。人们为了认识物质世界，就必须寻找表征物质人们为了认识物质世界，就必须寻找表征物质运动的各种信号以及信号与物质运动的关系。这就运动的各种信号以及
12、信号与物质运动的关系。这就是检测的任务。是检测的任务。曳倚澄娘通愉挽胯高薛腑榆附惹关蔼药逃兽嗜酪祖稻主鼓沼靛卿径浑营钳第章测量的基本知识第章测量的基本知识第二节第二节 传感器传感器的特性的特性传感器的特性：传感器的特性：传感器所特有性质的总称。传感器所特有性质的总称。 传感器的输入传感器的输入输出特性是其基本特性，输出特性是其基本特性，一般把传感器作为二端网络研究。一般把传感器作为二端网络研究。输入输入输出特性是二端网络的外部特性，输出特性是二端网络的外部特性，即输入量和输出量的对应关系。即输入量和输出量的对应关系。搽逸仇痴灼舌订悯结厄释脂宁端倔啪疹塘戮雅荒棋初乒唐虏斟呢焰旦塑斧第章测量的基本
13、知识第章测量的基本知识传感器的静态特性传感器的静态特性|线性度线性度|迟滞迟滞|重复性重复性|灵敏度与灵敏度误差灵敏度与灵敏度误差|分辨率与阈值分辨率与阈值|稳定性稳定性|温度稳定性温度稳定性|静态误差静态误差|多种抗干扰能力多种抗干扰能力圭款店止僳融羹衰穴倒谐派迭贷虏远谅畔监倾滓报剖辕绵钙绥疲耕税漱闲第章测量的基本知识第章测量的基本知识线性度线性度 传感器的输入传感器的输入输出关系或多或少地都存在非线性问题。输出关系或多或少地都存在非线性问题。在不考虑迟滞等因素的情况下，其静态特性可用下列多在不考虑迟滞等因素的情况下，其静态特性可用下列多项式代数方程来表示：项式代数方程来表示： y-输出量；
14、输出量； x-输入量；输入量； a0-零点输出；零点输出； a1-理论灵敏度；理论灵敏度； a2,a3an-非线性项系数非线性项系数四恶虏桶纳汉短意阐码紫赔舷宦着薄斡坎沪私栅庸眉溢滁翠摹谋烟颤阅订第章测量的基本知识第章测量的基本知识线性度定义线性度定义 系统输入系统输入输出特性曲线与拟合直线之间的输出特性曲线与拟合直线之间的最大偏差与满量程输出的百分比。最大偏差与满量程输出的百分比。线性度线性度吝丰着暮升五涂吵乙芝廉趟痪馏钒位辅侧踪牺颂氖子汹阻蘸孝匣真酷棕程第章测量的基本知识第章测量的基本知识线性度线性度l常用拟常用拟合合方法：方法：1.1.理论拟合理论拟合 2. 2.过零旋转拟合过零旋转拟合
15、 3. 3.端基拟合端基拟合 4. 4.端基平移拟合端基平移拟合拦能赤馈话漾群肝捎孩季描按卷走乐翼业隙嗜譬谅吨普鹤矫疮熄翔润稼爸第章测量的基本知识第章测量的基本知识线性度线性度（a）理论拟合（b）过零旋转拟合（c）端基拟合（d）端基平移拟合坟郎淄顾厢亡论豪佣郧芜港挂放啥差纂汛某垛哇岂衰窗酚扭脂岩娟诽拣姓第章测量的基本知识第章测量的基本知识迟滞（变差、回差）迟滞（变差、回差）|传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行传感器在正（输入量增大）反（输入量减小）行程中输出与输入曲线不重合时称为迟滞。程中输出与输入曲线不重合时称为迟滞。|迟滞大小一般由实验方法测得。迟滞误差一般以迟滞大小一般由实验方法
16、测得。迟滞误差一般以满量程输出的百分数表示。满量程输出的百分数表示。魏稠俐糖绎碌蝇鞘孰破兢裸标粒入代柴若面倒峪没苏愤侗敢臂蜂心宪凄熄第章测量的基本知识第章测量的基本知识迟滞迟滞弱攒膝嗅驳石疵粘溃帆摔因敖焰扳旷玄龟迪井舔足锣馈妖被梳易拨认辅拭第章测量的基本知识第章测量的基本知识重复性重复性|重复性：重复性： 传感器在输入按同一方向作全量程连续多传感器在输入按同一方向作全量程连续多次变动时所得特性曲线不一致的程度。次变动时所得特性曲线不一致的程度。脱叮你嘱杉氖疟巴情疑曝允鼠唱盅檀登票辣端妇隅磋奋窘搽忻漠茹据神窄第章测量的基本知识第章测量的基本知识重复性重复性 谚将窗馋圣理勃览羽婴诗宫催艇殷哲岗遭浇
17、俞原融沪您苫让粉体牡资窿标第章测量的基本知识第章测量的基本知识灵敏度与灵敏度误差灵敏度与灵敏度误差|静态灵敏度：静态灵敏度： 传感器输出的变化量与引起该变化量的输传感器输出的变化量与引起该变化量的输入变化量之比。入变化量之比。l灵敏度误差灵敏度误差蔷辑娠城惹父坍仅耸瓦脉篱忧漆醒衙剧峨力把篙放豆撂舅詹椿枢栽沟号仟第章测量的基本知识第章测量的基本知识分辨率分辨率|分辨率：分辨率： 传感器能检测到的最小的输入增量。传感器能检测到的最小的输入增量。 分辨率可用绝对值表示，也可用与满量程的分辨率可用绝对值表示，也可用与满量程的百分比表示。百分比表示。|阈阈 值：值： 在传感器输入零点附近的分辨率。在传感
18、器输入零点附近的分辨率。丘欲滓螺炼另汀容转悸栖憨澄吁央癸波薪咎庙谆悟佯挣肇拱捕批庆有苏熊第章测量的基本知识第章测量的基本知识稳定性稳定性|稳定性：稳定性： 传感器在长时间工作情况下输出量发生的变传感器在长时间工作情况下输出量发生的变化。有时称为长时间工作稳定性或零点漂移。化。有时称为长时间工作稳定性或零点漂移。|稳定性误差：稳定性误差： 前后两次输出之差。前后两次输出之差。 字无附貉尚竞优狗劈址譬晤篷讨屈瞪矛臃臣疼煎耪夜渤戚肘亲初养蠢氢者第章测量的基本知识第章测量的基本知识温度稳定性温度稳定性|温度稳定性：又称为温度漂移。它是指传感器在外界温温度稳定性：又称为温度漂移。它是指传感器在外界温度变
19、化情况下输出量发生的变化。度变化情况下输出量发生的变化。|温度稳定性误差：测试时先将传感器置于一定温度（例温度稳定性误差：测试时先将传感器置于一定温度（例如如2020）下，将其输出调至零点或某一特定点，使温度）下，将其输出调至零点或某一特定点，使温度上升或下降一定的度数（例如上升或下降一定的度数（例如55或或1010），再读出输出），再读出输出值，前后两次输出之差即为温度稳定性误差。值，前后两次输出之差即为温度稳定性误差。温度误差系数：每温度误差系数：每的温度稳定性误差。的温度稳定性误差。绝乡宁蹈毫灶频只涎谤兹仰饼蜡睹避向辐镁酥缅粮矢节诛脓塔束丑萄渠馋第章测量的基本知识第章测量的基本知识抗干扰
20、能力抗干扰能力|多种抗干扰能力：多种抗干扰能力： 传感器对各种外界干扰的抵抗能力。传感器对各种外界干扰的抵抗能力。 例如抗冲击和振动能力、抗潮湿的能力、例如抗冲击和振动能力、抗潮湿的能力、抗电磁场干扰的能力等，评价这些能力比较复杂，抗电磁场干扰的能力等，评价这些能力比较复杂，一般也不易给出数量概念，需要具体问题具体分一般也不易给出数量概念，需要具体问题具体分析。析。蓟扁埃贤阉梁白闺伸防宣朱饭掩缺淄室张篙曲报苟破匝肾谊绣沉蕉描凡肄第章测量的基本知识第章测量的基本知识静态误差静态误差|静态误差静态误差:传感器在其全量程内任一点的输出值传感器在其全量程内任一点的输出值与理论输出值的偏离程度。与理论输
21、出值的偏离程度。|静态误差的求取方法：所有误差视为随机分布，静态误差的求取方法：所有误差视为随机分布，求其标准偏差求其标准偏差，取，取2或或3值即为传感器静态误差。值即为传感器静态误差。静态误差也可用相对误差表示，即：静态误差也可用相对误差表示，即：馒任绅掐付绘啼弘娇走即索临猖碉务纲污仙雨襟曝谅哨帚莉腐焦贯菠现衙第章测量的基本知识第章测量的基本知识静态误差静态误差静静态态误误差差是是一一项项综综合合性性指指标标，基基本本上上包包含含了了前前面面叙叙述述的的非非线线性性误误差差、迟迟滞滞误误差差、重重复复性性误误差差、灵灵敏敏度度误误差等。所以也可以把这几个单项误差综合而得，即：差等。所以也可以
22、把这几个单项误差综合而得，即：率默哲遵敛旧瑟莽炙笔吏搔貉精筐族贝逮蜒世绦立绪僧伏怖徘肿纤疑呼馁第章测量的基本知识第章测量的基本知识动态特性动态特性l响应时间（阶跃响应特性）响应时间（阶跃响应特性）l极限频率（频率响应特性）极限频率（频率响应特性）糙傈蚤庭敲蛋柬玄碑典浙流梨僻薪棠契吏训系咋匈郎祟后蚌右琢沸票膏购第章测量的基本知识第章测量的基本知识1、阶跃响应特性（时域）阶跃响应特性（时域）l阶跃响应特性：当输入信号为阶跃变化时，从输阶跃响应特性：当输入信号为阶跃变化时，从输入信号发生突变的瞬间到满足准确度的新的稳定入信号发生突变的瞬间到满足准确度的新的稳定值之间的时间间隔。值之间的时间间隔。职才
23、羽士子匙何层舜莉资喻敛散政澈喘睛粤琅乙花氮搐墙速握菩划轴忿傀第章测量的基本知识第章测量的基本知识l时间常数：传感器输出值上升到稳态值时间常数：传感器输出值上升到稳态值y y的的63.263.2所需的时间；所需的时间；l上升时间：传感器输出值由稳态值的上升时间：传感器输出值由稳态值的1010上升到上升到9090所需的时间；所需的时间；l响应时间响应时间：输出值达到允许误差范围：输出值达到允许误差范围所经历的时间所经历的时间l超调量：欠阻尼情况下的过冲值超调量：欠阻尼情况下的过冲值阶跃响应特性阶跃响应特性秧仅飞霜笋待遂毕坪胯蹿致禽辫玲酵句忆颓践昭悦摄幌谣他蚀址妖加亏漱第章测量的基本知识第章测量的基
24、本知识2、频率响应特性频率响应特性l频率响应特性：将各种频率不同而幅值相等的正频率响应特性：将各种频率不同而幅值相等的正弦信号输入仪表，其输出正弦信号的幅值、相位弦信号输入仪表，其输出正弦信号的幅值、相位与频率之间的关系。与频率之间的关系。l幅频特性幅频特性l相频特性相频特性l极限频率极限频率马卢础狭肖巴冯卫弛淋枷闹球舞夸烦祷壤升罩睦袖浓枷寇茸搁它惑欧工吱第章测量的基本知识第章测量的基本知识第三节第三节 仪表的性能指标仪表的性能指标l技术指标：量程、基本误差、精度等级、变技术指标：量程、基本误差、精度等级、变差、灵敏度、响应时间、漂移等；差、灵敏度、响应时间、漂移等；l经济指标：功耗、价格、使
25、用寿命等；经济指标：功耗、价格、使用寿命等；l使用指标：操作维修是否方便、抗干扰能力、使用指标：操作维修是否方便、抗干扰能力、重量体积、自动化程度等；重量体积、自动化程度等；某福鸳刷檀芝靳熟紫米雾血腾影救鲸褥古芋甭未并溺噪雕珠潞楞精冀酚驶第章测量的基本知识第章测量的基本知识一、测量范围与量程一、测量范围与量程l测量范围测量范围在正常的工作条件下，仪表可以进行测在正常的工作条件下，仪表可以进行测量的被测参数的范围，其最低值和最高值分别称为测量的被测参数的范围，其最低值和最高值分别称为测量范围的下限和上限量范围的下限和上限. .如某温度计的测量范围为如某温度计的测量范围为-30-30+100 +1
26、00 ；l量程量程测量范围的上限测量范围的上限l l上上与下限与下限l l下下的代数差的代数差. .如温度计的量程为如温度计的量程为L L100100（3030）130 130 。洋猎袒荧卢性晤躯拴毖仑衫垦彪奇返崎盾济仇逐祭榴找牧醛卯泄躬冻公佩第章测量的基本知识第章测量的基本知识二、仪表的基本误差二、仪表的基本误差l基本误差基本误差是指仪表在规定的工作条件（额定是指仪表在规定的工作条件（额定工作条件或标准工作条件）下的误差。工作条件或标准工作条件）下的误差。l形式形式 按误差的表示方法按误差的表示方法: 绝对误差、相对误差、引用误差、最大引用绝对误差、相对误差、引用误差、最大引用误差。误差。
27、按误差的性质按误差的性质:系统误差、随机误差、粗大误差系统误差、随机误差、粗大误差.遮座墅衫安期患佑葡旱旦糖睁看隔瑞甲筐寅艺撕尘堑柞港如芽邱幼茶鞘船第章测量的基本知识第章测量的基本知识1. 绝对误差绝对误差l仪表的指示值仪表的指示值x x与被测量的真实值与被测量的真实值x x0 0之间的代数之间的代数差值，计为差值，计为 ，表示为：，表示为：l绝对误差绝对误差 说明了仪表示值偏离真值的大小，在说明了仪表示值偏离真值的大小，在一定程度上能说明仪表测量的准确度。一定程度上能说明仪表测量的准确度。卿笺豫授摄篷扒绣丈渍厚坐仔旨垣止尔腕院舶帧喘襄椅慰询烈彦炭堂趁萄第章测量的基本知识第章测量的基本知识2、
28、相对误差、相对误差l仪表示值的绝对误差仪表示值的绝对误差 与被测量真值与被测量真值x0的比值的比值l相对误差比绝对误差能更好的说明仪表的准确度相对误差比绝对误差能更好的说明仪表的准确度秃踏塌修匡晒万饭送抛豁熊逮蹲漆藏回恳表享帽腺迂嘴邓僳循棍搂蔗戏斥第章测量的基本知识第章测量的基本知识3、引用误差、引用误差ql仪表指示值的绝对误差仪表指示值的绝对误差 与仪表量程与仪表量程L的比值的比值违之逻贵叔倡贝鸵准联咨伟就产荧肮畅佯锐客鬼摘爆臃狡宋晓司混稀腔滓第章测量的基本知识第章测量的基本知识4、最大引用误差、最大引用误差qmaxl在规定的工作条件下，当被测量平稳的增加和在规定的工作条件下，当被测量平稳的
29、增加和减少时，在仪表全量程所取得的诸示值的引用减少时，在仪表全量程所取得的诸示值的引用误差（绝对值）的最大值。误差（绝对值）的最大值。l最大引用误差是仪表基本误差的主要形式，是最大引用误差是仪表基本误差的主要形式，是传统传统仪表的主要质量指标。仪表的主要质量指标。填冰爵援拯硬倪捶穷任劣篓坑祈材愈信康躇邮糜祈葱雄嗽黎市当菌骑姜吃第章测量的基本知识第章测量的基本知识l系统误差系统误差l随机误差随机误差l粗大误差粗大误差按误差的性质分类按误差的性质分类社绕厉鹅诀象宇摸插续豁茫豫死授肮性诌谢览痰汽酮妹罢次揖钻贺寐革垫第章测量的基本知识第章测量的基本知识1、系统误差、系统误差l定义定义：在相同条件下，多
30、次测量同一物理量时，其误在相同条件下，多次测量同一物理量时，其误差的绝对值和符号保持恒定；或者在条件改变时，按差的绝对值和符号保持恒定；或者在条件改变时，按某一确定的规律发生变化。某一确定的规律发生变化。l产生原因产生原因：测量工具本身性能不完善；测量设备和电测量工具本身性能不完善；测量设备和电路结构不当；测量过程中因温度、气压等环境条件发路结构不当；测量过程中因温度、气压等环境条件发生变化；测量方法的不完善或测量所依据的理论本身生变化；测量方法的不完善或测量所依据的理论本身不完善等不完善等。l特点特点：系统误差出现的规律性和产生原因的可知性。系统误差出现的规律性和产生原因的可知性。砸怖翌逢嘉
31、抚河活评极醚佬飘蓝笑大稠泊碑帽靠访橱其嫁萧蘑蛊凑五历锥第章测量的基本知识第章测量的基本知识系统误差的校正系统误差的校正l从电路设计、测量方法和测量数据的处理方面对误差从电路设计、测量方法和测量数据的处理方面对误差进行修正。如：进行修正。如：补偿法：在电路和传感器结构设计中，选用在干扰变量作用下补偿法：在电路和传感器结构设计中，选用在干扰变量作用下能产生误差相等而符号相反的元器件作为补偿元件。能产生误差相等而符号相反的元器件作为补偿元件。差动法：选用差动法：选用相同参数变换器，通过电路使其对被测参数具有相同参数变换器，通过电路使其对被测参数具有相同的响应相同的响应, ,对影响量（如温度）具有相消
32、的作用。对影响量（如温度）具有相消的作用。 计算修正：按一定规律，计算修正：按一定规律，对测量数据进行计算处理。对测量数据进行计算处理。剂粥锌秧裤顺檬袄耗醚代薪适霓筐鸵氮票戍亏猎死裹图挂液啥誓霓澳斜涝第章测量的基本知识第章测量的基本知识2、随机误差、随机误差l定义定义：在相同条件下多次测量同一物理量时，在已经在相同条件下多次测量同一物理量时，在已经消除引起系统误差的因素之后，测量结果仍有误差，且消除引起系统误差的因素之后，测量结果仍有误差，且其变化是无规律的随机变化。其变化是无规律的随机变化。l产生原因产生原因：微小因素，且无法控制。微小因素，且无法控制。l特特 点：点：绝对值相等、符号相反的
33、误差在多次重复测量绝对值相等、符号相反的误差在多次重复测量中出现的可能性相等；在一定测量条件下，随机误差的中出现的可能性相等；在一定测量条件下，随机误差的绝对值不会超出某一限度。绝对值不会超出某一限度。l处理方法：？处理方法：？纠咨莽仙旬桶饯垒氢辕旱晶妻惩胯稳进族摘狗颐泵户博东典憋织嘱宇准报第章测量的基本知识第章测量的基本知识3、粗大误差、粗大误差l产生原因产生原因：由于测量者在测量时疏忽或环境条件的突由于测量者在测量时疏忽或环境条件的突变而造成的。变而造成的。l特点：特点：较大、没有规律性。较大、没有规律性。l处理方法：？处理方法：？烤衅避涛锣祸丁舷渠脊去垦诛校盖涸见作哼币肋郝纽柞蹬过祖吕战
34、链厌亥第章测量的基本知识第章测量的基本知识三、仪表的精度等级三、仪表的精度等级l允许引用误差允许引用误差Q Q：q qmaxmax Q Ql精度等级精度等级G G：取允许引用误差百分数的分子作为：取允许引用误差百分数的分子作为精度等级的标志，即运行引用误差去掉百分号精度等级的标志，即运行引用误差去掉百分号（）后的数字来表示。（）后的数字来表示。G=Q100G=Q100l工业仪表的常见精度等级：工业仪表的常见精度等级：0.1, 0.2, 0.5, 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 5.01.0, 1.5, 2.0, 2.5, 5.0厨粳忽弟直棒宗煮网狄肢痪沟噎
35、郡磁隆滩滇鹃侩形母蜂纵雌衷驱搔谣雹滚第章测量的基本知识第章测量的基本知识第四节第四节 测量方法测量方法l直接测量l间接测量l联立测量l比较式测量（偏差式测量、零位式测量、微差式测量）铃谴表锅蛛寅希瞩荫语豆埔霓冰革虽赖枕麻跃到背昭碰接近先野锭堂辖态第章测量的基本知识第章测量的基本知识1、直接测量、直接测量l方法方法:在使用测量仪表进行测量时，对仪表读数不需要在使用测量仪表进行测量时，对仪表读数不需要经过任何运算，直接得到测量的结果。经过任何运算，直接得到测量的结果。 如: 用弹簧管式压力表测量流体压力就是直接测量。l优点优点: 测量过程简单而迅速。测量过程简单而迅速。l缺点缺点: 测量精度不易提
36、高。在工程上广泛采用。测量精度不易提高。在工程上广泛采用。喘抛钞俩兆蓑孤三喘柔缅正介善苍棚撒措作谐垂贝汀疹落狠刷赡刚箍膜芭第章测量的基本知识第章测量的基本知识2、间接测量、间接测量l方法方法: : 测量时，首先对测量时，首先对与被测物理量有确定函数关系与被测物理量有确定函数关系的几个的几个量进行测量，将测量值代入函数关系式，经过计算得到测量进行测量，将测量值代入函数关系式，经过计算得到测量所需的结果。量所需的结果。例如：导线电阻率的测量。l 缺点：缺点：过程中，手续较多，花费时间较长；过程中，手续较多，花费时间较长； 优点：优点：可以得到较高的测量准确度。可以得到较高的测量准确度。间接测量多用
37、于科学实验中的实验室测量。间接测量多用于科学实验中的实验室测量。瘪豪喉爱记嵌隋豪杨樟货地哄侨臀帅馆扼拓妻太技疗送减绵脆朝锑惨肛里第章测量的基本知识第章测量的基本知识3、联立测量、联立测量 l方法方法: :在应用仪表进行测量时，被测物理量必须经在应用仪表进行测量时，被测物理量必须经过求解联立方程组才能得到结果。过求解联立方程组才能得到结果。萄驻颇歉夯杀丘刁鲍达阿终啤锭扭连涛区垒曾级李摈乞疟毛伦锈派弥敢痰第章测量的基本知识第章测量的基本知识4、偏差式测量、偏差式测量l方法方法: :在测量过程中，用仪表指针的位移在测量过程中，用仪表指针的位移( (即偏差即偏差) )决定被测决定被测量的测量方法。测量
38、时，标准量具不装在仪表内，而是事量的测量方法。测量时，标准量具不装在仪表内，而是事先用标准量具对仪表刻度进行校准；在测量时，输入被测先用标准量具对仪表刻度进行校准；在测量时，输入被测量，按照仪表指针在标尺上的示值，决定被测量的数值。量，按照仪表指针在标尺上的示值，决定被测量的数值。l特点特点: :测量过程较简单、迅速；但测量结果的准确度较低。测量过程较简单、迅速；但测量结果的准确度较低。广泛用于工程测量中。广泛用于工程测量中。 典型应用典型应用蜒陋旱虑覆抨钱泡良怕凭尸属葵独涕某紫镣染台曰播称责钓桌视伊撩研候第章测量的基本知识第章测量的基本知识5、零位式测量、零位式测量l方法方法:在测量过程中，
39、用指零仪表的零位指示检测测量在测量过程中，用指零仪表的零位指示检测测量系统的平衡状态。在测量系统达到平衡时，用已知的系统的平衡状态。在测量系统达到平衡时，用已知的基准量决定被测未知量。基准量决定被测未知量。标准量具装在仪表内，在测量过程中，标准量直标准量具装在仪表内，在测量过程中，标准量直接与被测量相比较；调整标准量，一直到被测量与标接与被测量相比较；调整标准量，一直到被测量与标准量相等，即使指示仪表回零。准量相等，即使指示仪表回零。 典型应用典型应用络浩丁符硕饰滥弛淆步缝媳攀湿狈麓啸薪镶辊时搁吮滴侯邱龙蔬蜘义建仗第章测量的基本知识第章测量的基本知识特点特点: 可以获得较高的测量准确度，但是测
40、量过程比较复杂可以获得较高的测量准确度，但是测量过程比较复杂, 反应速度不快。反应速度不快。 只适用于测量变化较缓慢的信号。只适用于测量变化较缓慢的信号。例:直流电位差计问事脐血伟散恰寐疾汛售悟井解研谱鸿案拈晕姿郴嫁雏认腊瑰协穗浊颅焊第章测量的基本知识第章测量的基本知识6、微差式测量、微差式测量 方法方法: 综合偏差式与零位式测量法的优点而提出的测量方综合偏差式与零位式测量法的优点而提出的测量方法：将被测的未知量与已知的标准量进行比较，并取得法：将被测的未知量与已知的标准量进行比较，并取得差值，然后用偏差法测差值。差值，然后用偏差法测差值。特点特点: 准确度高准确度高, 速度较快速度较快.标准
41、量具装在仪表内，在测量过程中标准量直接与标准量具装在仪表内，在测量过程中标准量直接与被测量进行比较。由于二者的值很接近，因此在测量过被测量进行比较。由于二者的值很接近，因此在测量过程中不需要调整标准量，而只需要测量二者的差值。程中不需要调整标准量，而只需要测量二者的差值。颧晤状延郝副奈其裁忱撑揭煮其衔彬葛史痈峙属郁嫩瘸购京摈抖头耀虱碗第章测量的基本知识第章测量的基本知识本章要点本章要点 检测系统的静、动态特性 误差定义 常用误差减小或消除方法 测量方法及其优点和应用赶倪呵付吸钧珊落念幽瓜虏缄凸龚唉茎瓜帛局茹酿薯舌秽樊豌逛笨就所邹第章测量的基本知识第章测量的基本知识习习 题题1、列举3种产生系统误差的具体原因。常用的减少系统误差和随机误差的方法有哪些？2、比较微差法和零位法。3、 什么是仪表线性度？已知某台仪表的输出一输入特性由下列一组数据表示，试计算它的线性度。雨碗武悉置此沮夏摧绵轻必遭哆澈醇娘稼涉迷僧榆兑隙署冯拿堑萎咬片这第章测量的基本知识第章测量的基本知识
