1、項目一 檢測與傳感技術(shù)入門,項目一檢測與傳感技術(shù)入門,【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 了解檢測系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識、檢測系統(tǒng)的組成及發(fā)展趨勢； 理解傳感器的概念、用途、基本結(jié)構(gòu)； 理解測量誤差的來源及分類，掌握測量誤差的表示與計算方法； 理解傳感器靜態(tài)特性、動態(tài)特性的概念，掌握線性度、遲滯、靈敏度、分辨力、重復(fù)性、零漂、溫漂等靜態(tài)指標(biāo)的概念及表示方法。,項目二應(yīng)變式傳感器,任務(wù)一 檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識,任務(wù)二 傳感器基礎(chǔ)知識,任務(wù)三 測量系統(tǒng)與誤差,任務(wù)四 傳感器特性分析與應(yīng)用,任務(wù)一 檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識,檢測是指在各類生產(chǎn)、科研、試驗及服務(wù)等各個領(lǐng)域為及時獲得被測、被控對象的有關(guān)信息而實時或非實時地對一些參量進行定性檢查

2、和定量測量，檢測是意義更為廣泛的測量。 檢測技術(shù)就是利用各種物理化學(xué)效應(yīng)，選擇合適的方法和裝置，將生產(chǎn)、科研、生活中的有關(guān)信息通過檢查與測量的方法賦予定性或定量結(jié)果的過程。,檢測系統(tǒng)的組成,任務(wù)一 檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識,檢測技術(shù)的發(fā)展趨勢 1不斷提高監(jiān)測系統(tǒng)的測量精度、量程范圍、延長使用壽命、提高可靠性 2應(yīng)用新技術(shù)和新的物理效應(yīng)，擴大檢測領(lǐng)域 3集成化、功能化的傳感器不斷得到發(fā)展 4采用計算機技術(shù)，使檢測技術(shù)智能化 5發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化傳感器及檢測系統(tǒng),任務(wù)一 檢測技術(shù)基礎(chǔ)知識,定義 傳感器是一種能把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)變成便于利用的電信號的器件。,任務(wù)二 傳感器基礎(chǔ)知識,傳感器系統(tǒng),任務(wù)二 傳感器基礎(chǔ)知識

3、,傳感器的分類 1.物理傳感器與化學(xué)傳感器 根據(jù)傳感器工作原理的不同，傳感器可分為物理傳感器和化學(xué)傳感器兩大類。 2.按被測量分類 按被測量分類，傳感器可分為力學(xué)量、光學(xué)量、磁學(xué)量、幾何學(xué)量、運動學(xué)量、流速與流量、液面、熱學(xué)量、化學(xué)量、生物量傳感器等。這種分類方法有利于選擇傳感器、應(yīng)用傳感器。 3.按照工作原理分類 按照工作原理分類，傳感器可分為電阻式、電容式、電感式，光電式，光柵式、熱電式、壓電式、紅外、光纖、超聲波、激光傳感器等。,任務(wù)二 傳感器基礎(chǔ)知識,4.按敏感材料不同分類 按敏感材料不同，傳感器可分為半導(dǎo)體傳感器、陶瓷傳感器、石英傳感器、光導(dǎo)纖推傳感器、金屬傳感器、有機材料傳感器、高

4、分子材料傳感器等。 5.按照傳感器輸出量的性質(zhì)分類 按照傳感器輸出量的性質(zhì)分類，傳感器可分為摸擬傳感器、數(shù)字傳感器。 6按應(yīng)用場合不同分類 按應(yīng)用場合不同，傳感器可分為工業(yè)用，農(nóng)用、軍用、醫(yī)用、科研用、環(huán)保用和家電用傳感器等。若按具體便用場合，還可分為汽車用、船艦用、飛機用、宇宙飛船用、防災(zāi)用傳感器等。 7.根據(jù)使用目的的不同分類 根據(jù)使用目的的不同，傳感器又可分為計測用、監(jiān)視用，位查用、診斷用，控制用和分析用傳感器等。,任務(wù)二 傳感器基礎(chǔ)知識,測量系統(tǒng)： 在工程中，需要將傳感器與多臺儀表組合在一起，才能完成信號的檢測，這樣便形成了測量系統(tǒng)。,信息采集的主要含義： 測量以及取得結(jié)果,任務(wù)三 測

5、量系統(tǒng)與誤差,測量：將被測量與同種性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進行比較，從而確定被測量相對于標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù)的過程。,測量是檢測技術(shù)的重要組成部分，是以確定被測量值為目的的一系列操作。,測量方法：指實現(xiàn)被測量與標(biāo)準(zhǔn)量比較得出比值的方法。,按 測 量 過 程 的 特 點,直接測量法,間接測量法,組合測量法,按 測 量 儀 表 的 特 點,接觸測量法,非接觸測量法,按 測 量 對 象 的 特 點,靜態(tài)測量,動態(tài)測量,1.直接測量法,電子卡尺,2.間接測量法,用直接測量法測得與被測量有確定函數(shù)關(guān)系的一些物理量，經(jīng)過計算求得被測量（阿基米德測量皇冠的比重）。,3.接觸測量法,4.非接觸測量法 例：雷達測速,車載電子警察,

6、5.靜態(tài)測量法,2020/10/3,19,溫度計,對緩慢變化的對象進行測量亦屬于靜態(tài)測量。,6.動態(tài)測量法,地震測量 振動波形,示波器,測量誤差： 測量值與被測量的真值之間的差異。,真值： 是指在一定的時間及空間(位置或狀態(tài))條件下，被測量所體現(xiàn)的真實數(shù)值。,真 值,理論真值,約定真值,相對真值,1）理論真值 理論真值又稱為絕對真值，是指在嚴(yán)格的條件下，根據(jù)一定的理論按定義確定的數(shù)值。如三角形的內(nèi)角和恒為180。,2）約定真值 約定真值是指用約定的辦法確定的最高基準(zhǔn)值，它被認(rèn)為充分接近于真值，因而可以代替真值來使用。如基準(zhǔn)“米”的定義為光在真空中1/299 792 458 s的時間間隔內(nèi)的行程

7、。,3）相對真值 相對真值又稱為實際值，是指將測量儀表按精度不同分為若干等級，高等級的測量儀表的測量值即為相對真值。,按 表 示 方 法,（1）絕對誤差,（2）相對誤差,（1）絕對誤差 絕對誤差是指被測量的測量值與被測量的真值之間的差值，即,式中，為絕對誤差；Ax為測量值；A0為被測量的真值，可為約定真值或相對真值。,某采購員分別在三家商店購買100 kg大米、10 kg蘋果、1 kg巧克力，發(fā)現(xiàn)均缺少約0.5 kg，但該采購員對賣巧克力的商店意見最大，是何原因？,采用絕對誤差表示測量誤差, 不能很好說明測量質(zhì)量的好壞。采用絕對誤差表示測量誤差, 不能很好說明測量質(zhì)量的好壞。 例如, 在溫度測

8、量時, 絕對誤差=1 , 對體溫測量來說是不允許的, 而對測量鋼水溫度來說卻是一個極好的測量結(jié)果。 在實際應(yīng)用中更多地是用相對誤差來代替絕對誤差表示測量結(jié)果，這樣可以更客觀地反映測量的準(zhǔn)確性。,在實際應(yīng)用中更多地是用相對誤差來代替絕對誤差表示測量結(jié)果，這樣可以更客觀地反映測量的準(zhǔn)確性。,(2)相對誤差 相對誤差是絕對誤差與被測量的真值之比。相對誤差有以下表現(xiàn)形式：,幾個重要公式：,Ax：被測量 Am：儀器滿度（量程）,實際相對誤差,標(biāo)稱相對誤差,滿度相對誤差,精度,儀表的精度等級和最大滿度相對誤差,2020/10/3,28,滿度相對誤差 最大絕對誤差,例：某指針式電壓表的精度為2.5級，用它來測量電壓時可能產(chǎn)生的滿度相對誤差為2.5% 。,2020/10/3,29,例：