第一章检测技术的基础知识
25页1、 1.1 检测技术的基本概念 n 1.1.1 检测技术 n 检测技术: 以研究自动检测系统中的信息提 取、信息转换以及信息处理的理论和技术为主要 内容的一门应用技术学科。 n任 务:寻找与自然信息具有对应关系的 种种表现形式的信号,以及确定二者间的定性、 定量关系;从反映某一信息的多种信号表现中挑 选出在所处条件下最为合适的表现形式,以及寻 求最佳的采集、变换、处理、传输、存储、显示 等的方法和相应的设备。 第一页,共25页。 1.1 检测技术的基本概念n1.1.2 自动检测系统 自动检测系统是自动测量、自动计量、自动 保护、自动诊断、自动信号等诸系统的总称。他 的组成如图1.1.1 所示。 第二页,共25页。 1.1 检测技术的基本概念n 1.1.3 传感器 n定义:是一种以一定的精确度把被测量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的某种物理量的测量装置。 n含义:(1)传感器是测量装置,能完成信号的获取任务;n (2)它的输入量是某一被测量;n (3)它的输出量是某种物理量,这种物理量要便于传输、转换、处理、显示等;n (4)输出输入有对应关系,且应有一定的精确程度。n传感器的组成
2、功用是一感二传,即感受被测信息,并传送 出去。一般由敏感元件、转换元件、转换电路三 部分组成。 n传感器的分类 第三页,共25页。 1.2 测量方法 n按测量手续分直接测量、间接测量和联立测量; 按测量方式分偏差式测量、零位测量和微差式测量。 n 1.2.1 直接测量、间接测量与联立测量 n一、直接测量 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,就能直接表示测量的结果称为直 接测量。 n二、间接测量 在使用仪表测量时,首先对与被测物理量有确 定函数关系的几个量进行测量,将测需的结果,称 这种测量为间接测量。 n三、联立测量 在使用仪表进行测量时,若被测物理量必须经 过求解联立方程组才能得到最后结果,称这种测量 为联立测量。 第四页,共25页。 1.2 测量方法n1.2.2 偏差式测量、零位式测量与微差式测量n一、偏差式测量 用仪表指针的位移(即偏差)决定被测量的方法,称为偏差式测量法。这种测量方法过程比较简单、迅速,但精度低,广泛用于工程测量中。n二、零位式测量 用指零仪表的零位指示检测系统的平衡状态,在系统达到平衡时,用已知的基准量决定被测未知量的测量方法,称为零位式
3、测量。这种测量方法精度较高,但过程比较复杂,不适于测量变化迅速的信号。n三、微差式测量 综合了偏差式测量法和零位式测量法的优点而提出的测量方法,它是将被测的未知量与已知的标准量进行比较,并取得差值后,用偏差法测得此值。优点是反应快、精度高,适用于在线控制参数的检测。 第五页,共25页。 1.3 测量误差 n 1.3.1 误差的基本概念及表达式n一、绝对误差 n二、相对误差 n通常用于衡量测量的准确程度,相对误差越小,准确程度越高。n三、引用误差 n我国电工仪表分七级:0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,及5.0。工业自动化仪表的精度等级一 般在0240级之间。n选用仪表时,一般使其最好能工作在不小于满刻度值2/3的区域。 第六页,共25页。 1.3 测量误差n1.3.2 误差的分类与来源 n一、系统误差 在相同的条件下多次测量同一量时,误差的绝对值和符号保持恒定或在条件改变时,与某一个或几个因素成函数关系的有规律的误差,称为系统误差。n 它产生的主要原因是仪表制造、安装或使用方法不正确,也可能是测量人员一些不良的读数习惯等。n二、随机误差 服从统计规律的误差称随机误差,又称
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