传感器原理及应用第一章-基础知识课件.ppt

1、1l测量的基本概念测量的基本概念l误差的基本知识误差的基本知识l传感器的基本特性传感器的基本特性2l测量测量或检测就或检测就是是指指为了获得测量结果为了获得测量结果或被测量或被测量的值而进行的一系列操作，它是将被测量与相的值而进行的一系列操作，它是将被测量与相同性质单位的标准量进行比较，并确定被测量同性质单位的标准量进行比较，并确定被测量对标准量的倍数。对标准量的倍数。l经过测量后所得的被测量的值叫测量结果经过测量后所得的被测量的值叫测量结果 l测量单位在测量结果中则是必不可少的测量单位在测量结果中则是必不可少的 3l按测量手段可分为两类按测量手段可分为两类 直接测量直接测量、间接测量间接测量

2、 l按照被测量获得的方法按照被测量获得的方法 偏差式测量、零位式测量、微差式测量偏差式测量、零位式测量、微差式测量 4l用测量仪表指针相对于刻度起始点的位移（偏用测量仪表指针相对于刻度起始点的位移（偏差）来表示被测量大小的测量方法称为偏差式差）来表示被测量大小的测量方法称为偏差式测量。测量。5l用指零式仪表来反映测量系统的平衡状态，在用指零式仪表来反映测量系统的平衡状态，在测量过程中，当指零式仪表指零，测量系统达测量过程中，当指零式仪表指零，测量系统达到平衡时，用已知的标准量来确定被测量的大到平衡时，用已知的标准量来确定被测量的大小，这样的测量方法称为零位式测量小，这样的测量方法称为零位式测量

3、l天平天平就是典型的零位式测量就是典型的零位式测量6微差式测量微差式测量 l将被测量与已知的标准量进行比较，得到差值将被测量与已知的标准量进行比较，得到差值后，再用偏差式测量的方法得到这个差值，最后，再用偏差式测量的方法得到这个差值，最后把差值和已知的标准量相加，从而获得我们后把差值和已知的标准量相加，从而获得我们需要测量的被测量的大小需要测量的被测量的大小 7误差的基本知识误差的基本知识 l真值：严格定义的理论值或者客观存在的实际真值：严格定义的理论值或者客观存在的实际的值称为理论真值的值称为理论真值 l示值示值 ：检测系统（仪器）指示或显示被测量：检测系统（仪器）指示或显示被测量的数值叫示

4、值的数值叫示值 8误差的表示方法误差的表示方法 l绝对误差：测量值与被测量的真值之间的代数绝对误差：测量值与被测量的真值之间的代数差，即差，即 l相对误差相对误差：实际相对误差实际相对误差 实际相对误差就是绝对误差实际相对误差就是绝对误差与真与真值值A0的比值的比值 示值相对误差示值相对误差 示值相对误差就是绝对误差示值相对误差就是绝对误差与示与示值值Ax的比值的比值 0AAx%1000AA%100 xxA9l检测系统（仪器）常以满度相对误差的最大值检测系统（仪器）常以满度相对误差的最大值作为判断检测系统精度等级的标准作为判断检测系统精度等级的标准 l根据国家有关精度等级的规定，将精度根据国家

5、有关精度等级的规定，将精度S S划分划分为七个等级，从高到低依次是为七个等级，从高到低依次是0.10.1、0.20.2、0.50.5、1.01.0、1.51.5、2.52.5、5.05.0级。级。10例例1-11-1：现有：现有1.51.5级级0 01000V1000V和和2.52.5级级0 0300V300V的两的两个电压表，要测量个电压表，要测量220V220V的电压，试问采用哪个电的电压，试问采用哪个电压表更好、更精确？压表更好、更精确？l用用1.51.5级级0 01000V1000V的电压表测量的电压表测量220V220V电压时，最大示电压时，最大示值相对误差为值相对误差为 l用用2.

6、52.5级级0 0300V300V的电压表测量的电压表测量220V220V电压时，最大示值电压时，最大示值相对误差为相对误差为 l可见应该选用可见应该选用2.52.5级级0 0300V300V的电压表的电压表%82.6%100220%5.11000%100%10011max1max1xxxASAA%41.3%100220%5.2300%100%10022max2max2xxxASAA11l粗大误差：是粗大误差：是明显偏离真值明显偏离真值的误差的误差 l系统误差：在相同条件下，多次测量同一被测系统误差：在相同条件下，多次测量同一被测量时，其误差的符号和大小保持不变，或在条量时，其误差的符号和大小

7、保持不变，或在条件改变时，件改变时，按一定规律变化按一定规律变化 l随机误差随机误差：在相同条件下，多次测量同一被在相同条件下，多次测量同一被测量时，其测量时，其误差的大小与符号均无规律变化误差的大小与符号均无规律变化 12l灵敏度灵敏度：输出输出的变化量的变化量yy与与引起输出变化量（即引起输出变化量（即输入输入）的增量的增量x之比之比。l线性度线性度 ：传感器的输出：传感器的输出-输输入的入的实际实际特性特性曲线与理论曲线与理论直直线之间线之间的最大偏差与输出量的最大偏差与输出量程范围之比程范围之比 13l迟滞迟滞：传感器的正向输入量传感器的正向输入量（由小到大）及反向输入量（由小到大）及

8、反向输入量（由大到小）的变化期间，（由大到小）的变化期间，输入输出特性曲线不一致输入输出特性曲线不一致的的程度程度l重复性重复性 ：重复性是指检测系重复性是指检测系统或传感器在统或传感器在输入量输入量按同一按同一方向作方向作全量程多次变化时全量程多次变化时，所得特性曲线所得特性曲线不一致的程度不一致的程度 14l测量范围与量程测量范围与量程 检测系统或仪表在检测系统或仪表在正常工作的条件下正常工作的条件下，能，能够测量被测量值的范围够测量被测量值的范围 测量范围的最大值称为测量的上限值，测测量范围的最大值称为测量的上限值，测量范围的最小值称为测量的下限值，测量量范围的最小值称为测量的下限值，测量的的上限值与下限值上限值与下限值代数代数差差的绝对值的绝对值即为量即为量程程 15l动态特性是指传感器动态特性是指传感器对随时间变化的对随时间变化的输入量的输入量的响应特性响应特性 l传感器的动态特性取决于传感器本身，另一方传感器的动态特性取决于传感器本身，另一方面也与被测量的形式有关。面也与被测量的形式有关。