现代测试技术第2章.ppt

现代信息技术现代信息技术传感器技术传感器技术通信技术通信技术（信息传输）（信息传输）计算机技术计算机技术（信息处理）（信息处理）“感官”“神经”“大脑”传感器的发展方向：传感器的发展方向：分立式　　单片集成化　　智能化　　系统化、网络化　传感器处于测量系统的最前端，是信息采集的重要工具传感器处于测量系统的最前端，是信息采集的重要工具第2章 传感器概述1现代测试技术 第2章 传感器概述第2章 传感器概述一、传感器和敏感元件的概念传感器（传感器（Sensor/Transducer））的定义的定义（GB76615-87） 能够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v特定的传感器只能感受或响应规定的物理量非电量电量v传感器的输出信号为“可用信号”电信号光信号气信号v传感器的输出与输入之间具有一定规律且可复现2现代测试技术 第2章 传感器概述第2章 传感器概述一、传感器和敏感元件的概念敏感元件：敏感元件：传感器中能直接感受或响应被测量的部分传感器与敏感元件之间的关系（a）（b）3现代测试技术 第2章 传感器概述感受和变换功能器件的名称4现代测试技术 第2章 传感器概述第2章 传感器概述二、传感器的分类模拟数字v按输出信号分v按结构分结构型物性型复合型v按功能分单功能多功能智能型有源无源v按能源分v按被测量范畴分物理量化学量生物量v按转换原理分机-电光-电热-电磁-电电化学电参数型电量型v按输出量性质分5现代测试技术 第2章 传感器概述三、传感器的标定和校准 传感器的标定是通过试验建立传感器输入量与输出量之间的关系。

同时，确定出不同使用条件下的误差关系 v标定—新研制的传感器需进行全面技术性能的检定，用检定数据进行量值传递，同时检定数据也是改进传感器设计的重要依据；v校准—经过一段时间的储存或使用后对传感器 的复测工作6现代测试技术 第2章 传感器概述三、传感器的标定和校准•静态标定: 目的是确定传感器的静态特性指标，如线性度、灵敏度、滞后和重复性等•动态标定: 目的是确定传感器的动态特性参数，如频率响应、时间常数、固有频率和阻尼比等 7现代测试技术 第2章 传感器概述传感器的静态特性标定1. 静态标准条件2. 标定仪器设备精度等级的确定3. 静态特性标定的方法 8现代测试技术 第2章 传感器概述1. 静态标准条件静态标准条件 •没有加速度、振动、冲击（除非这些参数本身就是被测物理量）及环境温度一般为室温（20±5℃）、相对湿度不大于85% ，大气压力为101±7kPa的情况上一页下一页返 回9现代测试技术 第2章 传感器概述2. 标定仪器设备精度等级的确定标定仪器设备精度等级的确定•对传感器进行标定，是根据试验数据确定传感器的各项性能指标，实际上也是确定传感器的测量精度。

•标定传感器时，所用的测量仪器的精度至少要比被标定的传感器的精度高一个等级这样，通过标定确定的传感器的静态性能指标才是可靠的，所确定的精度才是可信的上一页下一页返 回10现代测试技术 第2章 传感器概述3. 静态特性标定的方法静态特性标定的方法标定过程步骤标定过程步骤：⑴ 将传感器全量程（测量范围）分成若干等间距点；⑵ 根据传感器量程分点情况，由小到大逐渐一点一点地输入标准量值，并记录下与各输入值相对应的输出值；⑶ 将输入值由大到小一点一点地减少，同时记录下与各输入值相对应的输出值；⑷ 按⑵、⑶所述过程，对传感器进行正、反行程往复循环多次测试，将得到的输出－输入测试数据用表格列出或画成曲线；⑸ 对测试数据进行必要的处理，根据处理结果就可以确定传感器的线性度、灵敏度、滞后和重复性等静态特性指标上一页下一页返 回11现代测试技术 第2章 传感器概述1.5.2 传感器的动态特性标定传感器的动态特性标定•主要研究传感器的动态响应，而与动态响应有关的参数，一阶传感器只有一个时间常数τ，二阶传感器则有固有频率ω0和阻尼比ζ两个参数•标准激励信号: 阶跃变化和正弦变化的输入信号上一页下一页返 回12现代测试技术 第2章 传感器概述压力传感器的静态标定压力传感器的静态标定•常用的标定装置有：活塞压力计、杠杆式和弹簧测力计式压力标定机。

1.5.5 活塞压力计标定压力传感器的示意图1--标准压力表 2—砝码 3—活塞 4—进油阀 5—油杯 6—被标传感器 7—针形阀 8—手轮 9—手摇压力泵上一页下一页返 回13现代测试技术 第2章 传感器概述 图 1.5.6 压力标定曲线 为了保证压力传感器的测量准确度，需定期检定，检定周期最长不超过一年上一页下一页返 回14现代测试技术 第2章 传感器概述。