第章基础知识.ppt
《第章基础知识.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第章基础知识.ppt(51页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、第一章 检测技术的基础知识,第一节 概 述,一.检测技术的含义、作用和地位 二.检测系统的组成 三.非电量电测法的特点 四.检测技术的发展方向,一.检测技术的含义、作用和地位,检测:对被测对象所包含的信息进行定性的了解和定量的掌握的过程。 检测技术:完成检测过程所采取的技术措施。 检测技术的主要内容:信息的获取、转换、显示、处理。,产品检验和质量控制 大型设备的安全、经济运行监测 自动化系统中的重要组成部分 检测技术的发展推动着科学技术的发展 (科学技术的发展带动检测技术发展),地位:,主要应用:,与生产、生活、科技息息相关,正发挥着愈来愈重要的作用。,二.检测系统的组成,传感器-获取信息(非
2、电量-电量) 测量电路-转换 (微弱电量-较强电信号) 显示记录装置(可能远程输出),传感器按被测量的性质分为:机械量(位移、力、速度、加速度)、热工量(温度、压力、流量)、化学量、生物量传感器等。 按输出量的性质分为:参量型(输出为电阻、电流、电容等无源电参量)、发电型传感器(输出为电压或电流,如热电偶传感器、光电传感器、磁电传感器、压电传感器)等。,本教材采用哪一种分类法?,三.非电量电测法的特点,能够连续、自动测量和记录 测量精度高、动态特性好 可以远程传输,实现远距离测量和集中控制 可以方便地变换量程,测量范围广 能借助于计算机进行运算、分析和数据处理。,四.检测技术的发展方向,应用新
3、原理、新材料、新工艺方面的成果制造各种新型传感器:光纤传感器、压敏传感器、微生物传感器、仿生传感器、超常参数传感器等。 传感器集成化(如CCD器件进行文字、图象处理,扫描仪 数码相机)传感器和测量电路集成化。 整个检测系统智能化。,第二节 测量方法,一.测量的基本概念 二.测量方法,一.测量的基本概念,测量:用实验方法,借助于一定的仪器或设备,将被测量与同性质的单位标准量进行比较,确定被测量对标准量的倍数,获得被测量的定量信息。 测量的四个步骤:比较、示差、平衡、读数。 测量过程的核心是比较,而为了能够具有“可比性”,转换很关键。,二.测量方法,按测量手续分类 1.直接测量:利用测量仪器,直接
4、读取被测量的测量结果。 2.间接测量:已知被测量与其他几个量有 确定的函数关系,可以分别测出其他几个量,再利用函数关系求出被测量。,电子卡尺,阿基米德测量皇冠的比重,根据传感器是否与被测对象接触分类 1.接触式测量 2.非接触式测量,雷达测速 车载电子警察,按被测对象的变化特点分类 1.静态测量:被测量不随时间变化或变化缓慢,测比较稳定的量值。 2.动态测量:被测量随时间变化,测变化过程。,按获得测量结果的方式分类 1.偏差式测量 2.零位式测量 3.微差式测量,1.偏差式测量,利用测量仪表指针对于刻度初始点的偏移来读出被测量的的测量方法。如万用表测量。 特点:表内没有标准量具(如单位电流、单
5、位电阻),只有经标准量具校准过的刻度盘。比较是将被测量与刻度盘比较。 精度低,但简单迅速。,2.零位式测量,调节已知标准量与被测量达到平衡状态(相等),读取标准量作为被测值。 特点:测量装置中有标准量具(如天平的砝码、电桥的标准电阻),测量过程是将被测量与标准量具比较,在平衡或指针指零时,读取标准量具的大小。 精度高,操作复杂,反应速度较慢。,3.微差式测量,零位式与偏差式测量的综合应用。 测量前先把被测量U调到基准数值大小,调节已知标准量使二者相等,读取被测值的基准大小U0。 测量中只读取被测值的微小变化 计算得测量结果为:,特点:测量装置中有标准量具,测量始条件是指针指零或平衡。 对微小信
6、号实行偏差式测量。 减小了偏差式测量的范围,精度高,小信号反应速度快,适合于在线测量。,第三节 检测系统的 基本特性,一.静态特性 二.动态特性,一.静态特性(被测量不随时间变化或变化很慢时,输入和输出间的关系不含时间变量,而在此基础上确定的检测装置或传感器呈现的特性),灵敏度与分辨率,灵敏度:输出变化与输入变 化的比值。有量纲。 分辨率:检测仪表能够精确检测出被测量的最小变化的能力。即输入量最小变化多少,能被测量出来。 *灵敏度愈高测量范围愈窄。 *灵敏度越高,分辨率越好。 *模拟仪表的分辨率=最小刻度分格值/2 *数字仪表的分辨率=最后一位数字为1 所代表的值。 *如果串联环节组成检测系统
7、,总灵敏度为各部分灵敏度的乘积。,线性度,图中曲线为检测系统的实际输入输出关系。 直线为理论上的输入输出关系,称为拟合直线。 为实测直线与拟合曲线的最大偏差。 为输出满量程值。 线性度定义:,迟滞,迟滞特性指检测系统在正向(输入量增大) 和反向(输入量减小)行程期间,输入输出特性曲线不一致的程度。 为正反向检测曲线的最大差值。 迟滞的定义:,测量范围与量程,测量范围:正常工作条件下,检测系统能够测量的被测量的总范围,以下限值与上限值来表示。 量程 =(代数)差 =上限值 - 下限值,精度等级,测量仪表均具有精度等级。,二动态特性:检测系统对随时间变化的输入量的响应特性。一般由实验方法求得。,时
8、域内,常用阶跃信号来分析系统的瞬态响应,包括超调量、上升时间、响应时间,频域内,常用正弦输入信号来分析系统的瞬态响应,包括包括幅频特性和相频特性,信号与系统,第四节 误差的概念,真值:被测量的准确数值(只能靠近,无法准 确知道)。 误差:检测结果与真值的差(永远存在)。 精度:测量所能达到的误差范围。 误差来源:工具、环境、方法、人员误差等。,按误差出现的规律划分,按误差的表示方法划分,误差分类:,一绝对误差与相对误差,绝对误差-有单位、有正负 测量值与真值的差,修正量定义,真值计算:,*适合于测量同一量时,比较测量结果的精度 。,相对误差 绝对误差与真值的(百分)比,*实际测量中,由于真值未
9、知,指示值又接近真值, 求相对误差时,可用x取代x0近似计算。 *可适用于不同被测量的测量精度比较,比绝对误差更好的衡量测量结果的精度。 *不适用于衡量仪表本身的质量。同一台仪表,被测量小,相对误差大,反之,被测量大,相对误差小。 *对仪表测量精度的衡量,使用引用误差。,仪表的引用误差:绝对误差与量程之(百分)比。,*该式虽然分母一定,但绝对误差不是确定的。不实用。,仪表的最大引用误差:最大绝对误差与量程之(百分)比。,*该式分子是指整个量程中最大绝对误差,为定值,分母也是确定的。因此,对于一台确定的检测仪表或系统,最大引用误差就是定值,可以用来衡量仪表精度。,仪表的精度等级: 取仪表的最大引
10、用误差,去掉百分号。,*常见仪表精度等级:01 02 05 10 15 20 25 50,1. 已知被测电压的准确值为220V,请观察并计算图1所示的电压表上的准确度等级S、满度值Am、最大绝对误差m、示值Ax、与220V正确值的误差、示值相对误差x以及引用误差m。 2. 示值相对误差有没有可能小于引用误差?在仪表绝对误差不变的情况下,被测电压降为22V,示值相对误差x将变大了?还是变小了?,仪表的应用问题:,量程的选择: 对一个确定的仪表, 仪表精度已定, 为精度加百分号,也为定值。因 ,所以 与量程乘正比,量程越大,测量带来的最大可能绝对误差 就越大,对应的最大可能相对误差 也越大。 就是
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基础知识
链接地址:https://www.31doc.com/p-2565616.html