中職-傳感器-ppt課件-2重點(diǎn)第一頁(yè)，共50頁(yè)。第一章檢測(cè)技術(shù)的基本概念

在這一章里，卡卡給大家講一講測(cè)量的方法有哪些；測(cè)量誤差有哪些；如何克服誤差?？ㄟ€將與大家一起來(lái)學(xué)習(xí)如何讀懂傳感器的“特性參數(shù)表”。4/27/20232第二頁(yè)，共50頁(yè)。第一節(jié)測(cè)量的分類

1.什么是靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)？

4/27/20233第三頁(yè)，共50頁(yè)。對(duì)緩慢變化的對(duì)象進(jìn)行測(cè)量亦屬于靜態(tài)測(cè)量。

最高、最低溫度計(jì)4/27/20234第四頁(yè)，共50頁(yè)。什么是動(dòng)態(tài)

測(cè)量？

地震測(cè)量振動(dòng)波形4/27/20235第五頁(yè)，共50頁(yè)。2.什么是直接測(cè)量和間接測(cè)量？電子卡尺4/27/20236第六頁(yè)，共50頁(yè)。間接測(cè)量

對(duì)多個(gè)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過(guò)計(jì)算求得被測(cè)量。

（阿基米德測(cè)量皇冠的比重）4/27/20237第七頁(yè)，共50頁(yè)。什么是接觸式測(cè)量？4/27/20238第八頁(yè)，共50頁(yè)。非接觸式測(cè)量

例：雷達(dá)測(cè)速利用紅外線輻射測(cè)量供電變壓器的表面溫度車載雷達(dá)測(cè)速4/27/20239第九頁(yè)，共50頁(yè)。什么是

在線

測(cè)量？

在流水線上，邊加工，邊檢驗(yàn)，可提高產(chǎn)品的一致性和加工精度。4/27/202310第十頁(yè)，共50頁(yè)。離線測(cè)量

批量產(chǎn)品的質(zhì)量“人工”離線測(cè)量4/27/202311第十一頁(yè)，共50頁(yè)。第二節(jié)測(cè)量誤差及分類

絕對(duì)誤差：

Δ=Ax－Ａ0某采購(gòu)員分別在三家商店購(gòu)買100kg大米、10kg蘋果、1kg巧克力，發(fā)現(xiàn)均缺少約0.5kg，但該采購(gòu)員對(duì)賣巧克力的商店意見最大，是何原因？4/27/202312第十二頁(yè)，共50頁(yè)。相對(duì)誤差及精度等級(jí)

幾個(gè)重要公式：示值相對(duì)誤差滿度相對(duì)誤差（引用誤差）準(zhǔn)確度（精度）4/27/202313第十三頁(yè)，共50頁(yè)。例：用同一臺(tái)磅秤測(cè)量三個(gè)不同重量物體的示值相對(duì)誤差的比較，請(qǐng)得出結(jié)論！滿度相對(duì)誤差相等，示值相對(duì)誤差的差別很大4/27/202314第十四頁(yè)，共50頁(yè)。儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)和基本誤差

例：某指針式電壓表的準(zhǔn)確度為2.5級(jí)，用它來(lái)測(cè)量電壓時(shí)可能產(chǎn)生的最大滿度相對(duì)誤差為2.5%。某公司生產(chǎn)測(cè)量溫度的儀表，滿度誤差均在1.1~1.6％之間，該系列產(chǎn)品屬于哪一級(jí)溫度表？某車間希望測(cè)量溫度的儀表滿度相對(duì)誤差控制在1.1~1.6％之間，應(yīng)購(gòu)買哪一級(jí)溫度表？4/27/202315第十五頁(yè)，共50頁(yè)。例：某指針式萬(wàn)用表的面板如圖所示，問：用它來(lái)測(cè)量直流、交流（~）電壓時(shí)，可能產(chǎn)生的滿度相對(duì)誤差分別為多少？4/27/202316第十六頁(yè)，共50頁(yè)。例：用指針式萬(wàn)用表的10V量程測(cè)量一只1.5V干電池的電壓，示值如圖所示，問：選擇該量程合理嗎？4/27/202317第十七頁(yè)，共50頁(yè)。

用2.5V量程測(cè)量同一只1.5V干電池的電壓，與上圖比較，問示值相對(duì)誤差哪一個(gè)大？4/27/202318第十八頁(yè)，共50頁(yè)。1.已知被測(cè)電壓的準(zhǔn)確值為220V，請(qǐng)觀察并計(jì)算圖1-4所示的電壓表上的準(zhǔn)確度等級(jí)S、滿度值A(chǔ)m、最大絕對(duì)誤差Δm、示值A(chǔ)x、與220V正確值的誤差Δ、示值相對(duì)誤差x以及引用誤差m。2.示值相對(duì)誤差有沒有可能小于引用誤差？在儀表絕對(duì)誤差不變的情況下，被測(cè)電壓降為22V，示值相對(duì)誤差x將變大了？還是變小了？算一算

4/27/202319第十九頁(yè)，共50頁(yè)?？ㄋ愠鰜?lái)啦1.從圖1-4可知，準(zhǔn)確度等級(jí)S＝5.0級(jí)，滿度值A(chǔ)m＝300V。最大絕對(duì)誤差Δm＝300V×5.0÷100＝15V，示值A(chǔ)x＝230V。用更高級(jí)別的檢驗(yàn)儀表測(cè)得被測(cè)電壓（220V）與示值值的誤差Δ＝10V，示值相對(duì)誤差x＝4.3%。引用誤差m＝（10/300）×100%＝3.3%，小于出廠時(shí)所標(biāo)定的5.0%。2.若絕對(duì)誤差

仍為10V，當(dāng)示值A(chǔ)x為22V，示值相對(duì)誤差x＝（10/22）×100%=45%。與測(cè)量220V時(shí)相比，示值相對(duì)誤差大多啦！

4/27/202320第二十頁(yè)，共50頁(yè)。誤差產(chǎn)生的因素：

1.粗大誤差

明顯偏離真值的誤差稱為粗大誤差，也叫過(guò)失誤差。粗大誤差主要是由于測(cè)量人員的粗心大意及電子測(cè)量?jī)x器受到突然而強(qiáng)大的干擾所引起的。如測(cè)錯(cuò)、讀錯(cuò)、記錯(cuò)、外界過(guò)電壓尖峰干擾等造成的誤差。就數(shù)值大小而言，粗大誤差明顯超過(guò)正常條件下的誤差。當(dāng)發(fā)現(xiàn)粗大誤差時(shí)，應(yīng)予以剔除。

4/27/202321第二十一頁(yè)，共50頁(yè)。產(chǎn)生粗大誤差的一個(gè)例子

4/27/202322第二十二頁(yè)，共50頁(yè)。在重復(fù)性條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行無(wú)限多次測(cè)量所得結(jié)果的平均值與被測(cè)量的真值之差，稱為系統(tǒng)誤差。凡誤差的數(shù)值固定或按一定規(guī)律變化者，均屬于系統(tǒng)誤差。系統(tǒng)誤差是有規(guī)律性的，因此可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法或引入修正值的方法計(jì)算修正，也可以重新調(diào)整測(cè)量?jī)x表的有關(guān)部件予以消除。

2.系統(tǒng)誤差：夏天擺鐘變慢的原因是什么？4/27/202323第二十三頁(yè)，共50頁(yè)。3.隨機(jī)誤差

測(cè)量結(jié)果與在重復(fù)條件下，對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行無(wú)限多次測(cè)量所得結(jié)果的平均值之差稱為隨機(jī)誤差。也可以采用如下的表達(dá)：在同一條件下，多次測(cè)量同一被測(cè)量，有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)測(cè)量值時(shí)大時(shí)小，誤差的絕對(duì)值及正、負(fù)以不可預(yù)見的方式變化，該誤差稱為隨機(jī)誤差。

存在隨機(jī)誤差的測(cè)量結(jié)果中，雖然單個(gè)測(cè)量值誤差的出現(xiàn)是隨機(jī)的，既不能用實(shí)驗(yàn)的方法消除，也不能修正，但是就誤差的整體而言，多數(shù)隨機(jī)誤差都服從正態(tài)分布規(guī)律。4/27/202324第二十四頁(yè)，共50頁(yè)。隨機(jī)事件與隨機(jī)誤差有區(qū)別，并不一定符合正態(tài)分布規(guī)律。

彩票搖獎(jiǎng)（無(wú)規(guī)律可循，不可預(yù)測(cè)）4/27/202325第二十五頁(yè)，共50頁(yè)。隨機(jī)誤差的正態(tài)分布規(guī)律長(zhǎng)度相對(duì)測(cè)量值次數(shù)統(tǒng)計(jì)4/27/202326第二十六頁(yè)，共50頁(yè)。隨機(jī)誤差的正態(tài)分布規(guī)律長(zhǎng)度相對(duì)測(cè)量值次數(shù)統(tǒng)計(jì)4/27/202327第二十七頁(yè)，共50頁(yè)。4.動(dòng)態(tài)誤差

由心電圖儀放大器帶寬不夠引起的動(dòng)態(tài)誤差

當(dāng)被測(cè)量隨時(shí)間迅速變化時(shí)，系統(tǒng)的輸出量在時(shí)間上不能與被測(cè)量的變化精確吻合，這種誤差稱為動(dòng)態(tài)誤差。

4/27/202328第二十八頁(yè)，共50頁(yè)。第三節(jié)傳感器及基本特性

一、傳感器的組成舉例：測(cè)量壓力的電位器式壓力傳感器

1-彈簧管2-電位器結(jié)合上述工作原理，能否將上圖方框圖中的內(nèi)容具體化？4/27/202329第二十九頁(yè)，共50頁(yè)。電位器式壓力傳感器原理框圖畫出的電位器式壓力傳感器原理框圖如圖所示。

畫一畫4/27/202330第三十頁(yè)，共50頁(yè)。彈性敏感元件（彈簧管）

敏感元件在傳感器中直接感受被測(cè)量，并轉(zhuǎn)換成與被測(cè)量有確定關(guān)系、更易于轉(zhuǎn)換的非電量。4/27/202331第三十一頁(yè)，共50頁(yè)。彈簧管放大圖

當(dāng)被測(cè)壓力p增大時(shí)，彈簧管撐直，通過(guò)齒條帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)電位器的電刷產(chǎn)生角位移。4/27/202332第三十二頁(yè)，共50頁(yè)。壓力傳感器的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)4/27/202333第三十三頁(yè)，共50頁(yè)。被測(cè)量通過(guò)敏感元件轉(zhuǎn)換后，再經(jīng)傳感元件轉(zhuǎn)換成電參量

在右圖中，電位器為傳感元件，它將角位移轉(zhuǎn)換為電參量——電阻的變化（ΔR）4/27/202334第三十四頁(yè)，共50頁(yè)。

360度圓盤形電位器傳感器(測(cè)量角位移)右圖所示的360度圓盤形電位器的中間焊片為滑動(dòng)片，右邊焊片接地，左邊焊片接電源。

接地4/27/202335第三十五頁(yè)，共50頁(yè)。二、傳感器的基本特性傳感器的特性很多，卡卡簡(jiǎn)單地給大家介紹幾種常用的特性，如：靈敏度、分辨力、分辨率、線性度、穩(wěn)定性、EMC以及可靠性等。4/27/202336第三十六頁(yè)，共50頁(yè)。1.靈敏度：靈敏度是指?jìng)鞲衅髟诜€(wěn)態(tài)下輸出變化值與輸入變化值之比，用K來(lái)表示：

4/27/202337第三十七頁(yè)，共50頁(yè)。作圖法求曲線上某一指定點(diǎn)的靈敏度過(guò)程xyx1ΔxΔy0切點(diǎn)傳感器特性曲線4/27/202338第三十八頁(yè)，共50頁(yè)。2.分辨力：指?jìng)鞲衅髂軝z出被測(cè)信號(hào)的最小變化量。當(dāng)被測(cè)量的變化小于分辨力時(shí)，傳感器對(duì)輸入量的變化無(wú)任何反應(yīng)。對(duì)數(shù)字儀表而言，如果沒有其他附加說(shuō)明，可以認(rèn)為該表的最后一位所表示的數(shù)值就是它的分辨力。一般地說(shuō)，分辨力的數(shù)值小于儀表的最大絕對(duì)誤差。右表的分辨力為多少？

4/27/202339第三十九頁(yè)，共50頁(yè)。3.分辨率：將分辨力除以儀表的滿量程就是儀表的分辨率，分辨率常以百分比或幾分之一表示，是量綱為1的數(shù)。

右表的滿量程為199.9A，問：該表的分辨率為多少？

4/27/202340第四十頁(yè)，共50頁(yè)。在圖1-11中，3位（最大顯示999）數(shù)字液位計(jì)面板表的示值是多少？滿量程是多少？分辨力是多少？分辨率又約為多少？想一想4/27/202341第四十一頁(yè)，共50頁(yè)。4.線性關(guān)系：人們總是希望傳感器的輸入與輸出的關(guān)系成正比，即線性關(guān)系。這樣可使顯示儀表的刻度均勻，在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)具有相同的靈敏度。如果傳感器的輸入與輸出的關(guān)系為非線性關(guān)系，可以用計(jì)算機(jī)予以糾正。4/27/202342第四十二頁(yè)，共50頁(yè)。傳感器輸入輸出的線性關(guān)系與

非線性關(guān)系的比較4/27/202343第四十三頁(yè)，共50頁(yè)。5.遲滯現(xiàn)象遲滯是指?jìng)鞲衅髡蛱匦院头聪蛱匦缘牟灰恢鲁潭?，用?jì)算機(jī)逐點(diǎn)測(cè)量得到的某傳感器遲滯特性示意圖如圖1-12所示。遲滯會(huì)引起重復(fù)性、分辨力變差，或造成測(cè)量盲區(qū)，一般希望遲滯越小越好。4/27/202344第四十四頁(yè)，共50頁(yè)。6.穩(wěn)定性穩(wěn)定性包括時(shí)間穩(wěn)定度和環(huán)境影響量。一般以儀表的示值變化量與時(shí)間的長(zhǎng)短之比來(lái)表示穩(wěn)定度。例如，某儀表輸出電壓值在8h內(nèi)的最大變化量為1.2mV，則表示為1.2mV/(8h)。環(huán)境影響量?jī)H指由外界環(huán)境變化而引起的示值變化量。示值的變化由兩個(gè)因素構(gòu)成。一是零漂，二是靈敏度漂移。造成環(huán)境影響量的因素有溫度、濕度、氣壓、電源電壓、電源頻率等。4/27/202345第四十五頁(yè)，共50頁(yè)。7.EMC所謂EMC是指電磁兼容性，即電子設(shè)備在規(guī)定的電磁干擾環(huán)境中能正常工作，而且也不干擾其他設(shè)備的能力。具體的抗電磁干擾、提高電磁兼容能力的方法將在第十二章中介紹。4/27/202346第四十六頁(yè)，共50頁(yè)。8.可靠性：可靠性是反映檢測(cè)系統(tǒng)在規(guī)定的條件下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)是否耐用的一種綜合性的質(zhì)量指標(biāo)。

浴盆曲線磨合期又稱早期失效期穩(wěn)定期又稱偶然失效期失效期又稱衰老