第1章 检测技术的基本知识_图文.ppt
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第1章 检测技术基础知识
电子信息工程教研室
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信息采集技术
2.相对误差 2.相对误差 检测系统的测量值(即示值)的绝对误差Δx 检测系统的测量值(即示值)的绝对误差Δx 与被测参 量真值X 的比值，称为检测系统测量(示值)的相对误差δ 量真值X0的比值，称为检测系统测量(示值)的相对误差δ， 常用百分数表示。 常用百分数表示。
电子信息工程教研室
信息采集技术
准确度与精密度
系统误差与随机误差一般同时存在。 系统误差与随机误差一般同时存在。
电子信息工程教研室
信息采集技术
按对其测量结果的影响程度分三种情况处理： 按对其测量结果的影响程度分三种情况处理： 远大于随机误差 系统误差远大于 系统误差远大于随机误差 系统误差很小 很小， 系统误差很小，已经校正 系统误差与随机误差差不多 系统误差与随机误差差不多 按系统误差处理 按随机误差处理 分别按不同方法处理 分别按不同方法处理
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信息采集技术
固有误差：处于基准条件下，检测仪器所反映的误差。 固有误差：处于基准条件下，检测仪器所反映的误差。 固有误差比较准确地反映仪器的技术性能。 固有误差比较准确地反映仪器的技术性能。 准确地反映仪器的技术性能 影响误差：一个参量在规定工作范围内， 影响误差：一个参量在规定工作范围内，其他参量处在基 准条件时，检测系统具有的误差。 准条件时，检测系统具有的误差。 用于分析检测仪器误差构成和减小降低误差 用于分析检测仪器误差构成和减小降低误差 分析检测仪器误差构成和减小降低 的方向。 的方向。 稳定性误差：仪表工作条件保持不变的情况下， 稳定性误差：仪表工作条件保持不变的情况下， 在规定的时间内， 在规定的时间内，检测仪器各测 量值与其标称值间的最大偏差。 量值与其标称值间的最大偏差。 评估正常测量误差，比实际测量误差偏小。 评估正常测量误差，比实际测量误差偏小。 正常测量误差 偏小
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2.相对误差 2.相对误差 检测系统的测量值(即示值)的绝对误差Δx 检测系统的测量值(即示值)的绝对误差Δx 与被测参 量真值X 的比值，称为检测系统测量(示值)的相对误差δ 量真值X0的比值，称为检测系统测量(示值)的相对误差δ， 常用百分数表示。 常用百分数表示。
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信息采集技术
准确度与精密度
系统误差与随机误差一般同时存在。 系统误差与随机误差一般同时存在。
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信息采集技术
按对其测量结果的影响程度分三种情况处理： 按对其测量结果的影响程度分三种情况处理： 远大于随机误差 系统误差远大于 系统误差远大于随机误差 系统误差很小 很小， 系统误差很小，已经校正 系统误差与随机误差差不多 系统误差与随机误差差不多 按系统误差处理 按随机误差处理 分别按不同方法处理 分别按不同方法处理
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信息采集技术
固有误差：处于基准条件下，检测仪器所反映的误差。 固有误差：处于基准条件下，检测仪器所反映的误差。 固有误差比较准确地反映仪器的技术性能。 固有误差比较准确地反映仪器的技术性能。 准确地反映仪器的技术性能 影响误差：一个参量在规定工作范围内， 影响误差：一个参量在规定工作范围内，其他参量处在基 准条件时，检测系统具有的误差。 准条件时，检测系统具有的误差。 用于分析检测仪器误差构成和减小降低误差 用于分析检测仪器误差构成和减小降低误差 分析检测仪器误差构成和减小降低 的方向。 的方向。 稳定性误差：仪表工作条件保持不变的情况下， 稳定性误差：仪表工作条件保持不变的情况下， 在规定的时间内， 在规定的时间内，检测仪器各测 量值与其标称值间的最大偏差。 量值与其标称值间的最大偏差。 评估正常测量误差，比实际测量误差偏小。 评估正常测量误差，比实际测量误差偏小。 正常测量误差 偏小
检测第一章 检测技术的基本概念ppt课件
第一章 检测技术的基本概念
测量的分类
测量误差及分类
传感器及其基本特性
编辑版pppt
1
第一章 检测技术的基本概念
检测是利用各种物理、化学效应，选择合适的方
法与装置，将生产、生活、科研等各个方面的有关信
息通过检查和测量的方法赋予定性和定量结果的过程。
？怎样进行检测？
首先要学会测量，通过测量来得到数据，
34
第三节
传感器及基本特性
一、传感器的组成
举例：测量压力的电位器式压力传感器
结合上述
工作原理，
能否将上
图方框图
中的内容
具体化？
1-弹簧管 2-电位器
2021/7/31
编辑版pppt
35
电位器式压力传感器原理框图
画一画
画出的电位器式压力传感器原理框图如图所示。
2021/7/31
编辑版pppt
36
弹性敏感元件（弹簧管）
分辨率常以百分比或几分之一
表示，是量纲为1的数。
右表的满量程为19.9A，问：该表的分辨率为多少？
2021/7/31
编辑版pppt
45
想一 想
在图1-11中，3位（最大显示999）数字液位计面板表的示值是多少？满量程
是多少？分辨力是多少？分辨率又约为多少？
2021/7/31
编辑版pppt
46
4.线性关系：
Ax
m
100%
Am
m
S
100
Am
编辑版pppt
准确 基本误
度等 差（引
1-2
级 用误差）
0.1
±0.1%
0.2
0.5
测量的分类
测量误差及分类
传感器及其基本特性
编辑版pppt
1
第一章 检测技术的基本概念
检测是利用各种物理、化学效应，选择合适的方
法与装置，将生产、生活、科研等各个方面的有关信
息通过检查和测量的方法赋予定性和定量结果的过程。
？怎样进行检测？
首先要学会测量，通过测量来得到数据，
34
第三节
传感器及基本特性
一、传感器的组成
举例：测量压力的电位器式压力传感器
结合上述
工作原理，
能否将上
图方框图
中的内容
具体化？
1-弹簧管 2-电位器
2021/7/31
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35
电位器式压力传感器原理框图
画一画
画出的电位器式压力传感器原理框图如图所示。
2021/7/31
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36
弹性敏感元件（弹簧管）
分辨率常以百分比或几分之一
表示，是量纲为1的数。
右表的满量程为19.9A，问：该表的分辨率为多少？
2021/7/31
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45
想一 想
在图1-11中，3位（最大显示999）数字液位计面板表的示值是多少？满量程
是多少？分辨力是多少？分辨率又约为多少？
2021/7/31
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46
4.线性关系：
Ax
m
100%
Am
m
S
100
Am
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准确 基本误
度等 差（引
1-2
级 用误差）
0.1
±0.1%
0.2
0.5
第一章检测技术的基本概念 ppt课件
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5
二、传感器的应用
实际上被测对象涉及各个领域。最初的测量对 象是长度、体积、质量和时间。18世纪以来科学技 术取得飞速发展，被测对象迅速扩大。 力学领域有速度、加速度、力、功和能量等； 电磁学领域中有电流、电压、电阻、电容、磁场； 化学领域中有浓度、成分、pH值等； 工业领域 中有流量、压力、温度、黏度等被测量。 现在的被测对象更为广泛，有人体心电、脑 电波等体表电位测量，生物断面测量如B超、CT； 工业领域的光泽、触觉等品质测量；卫星上监视地 球的红外线传感器；机器人的视觉、触觉等各种传 感器。
木材烘干
纸 品
芯片生产要求最高的湿度 稳定性
精确的 烟草烘干
纺 织 品
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湿度传感器
11
三、检测技术的发展趋势
1、不断提高检测系统的测量精度、量程范围、 延长使用寿命、提高可靠性： 2、应用新技术和新的物理效应，扩大检测领域 例如图像识别、激光测距、红外测温、C型超声波无 损探伤、放射性测厚、中子探测爆炸物。 3、 随着科学技术的不断发 展，检测技术继续 往数字化、智能化、远程控制方向发展。
非电量 传感器 理电路
显示器 装置
电量 信号处 Uo io f 数据处理
执行机构
或电量
1、传感器：(也可按其他形式分类，例如被测量）
参量型传感器：
输出量是电阻、电感、电容无源电参量，有电 阻式、电感式、电容式传感器等。 发电型传感器： 输出量是电压、电流，有热电式、光电式、磁 电式、压电式传感器等。 PPT课件
绪论
章节导入：
在信息社会的一切活动中，从日常生活、生产活 动到科学实验，时时处处离不开检测。现代化的检测 手段在很大程度上决定了生产、科学技术的发展水平， 而科学技术的发展又为检测技术提供了新的理论基础 和制造工艺，同时对检测技术提出了更高要求。
自动检测技术ppt课件
检测技术：为了对被检测对象所包含的信息进行定性的了解 和定量的掌握所采取的一系列技术措施
特点： 综合性（机、光、电一体）,先进性（学科发展）, 广泛性,传成性 软硬件结合
应用： 1、产品检测和质量控制 2、安全经济运行监测 3 、自动化技术四个支柱之一 4、推动科技发展
检测技术在国民经济中的地位和作用
一目了然
数字式仪表
数字式仪表 的特点： 准确，但最 后一位经常 跳动不止。
热敏电阻
LED、LCD的特点：
LED亮度高、耐振动；LCD耗电省、集成度高， 但不利于夜间观察。
带背光板的LCD可以在夜间观看
特点——
能显示复杂的 图形和曲线，
但价格昂贵。
图像显示
图像显示（续）
带RS-232接口的万用表及图像显示
工业检测涉及的内容（续）
物体的性质和成分量： 空气的湿度（绝对、相对）、气体的化学成分、浓度、
液体的粘度、浊度、透明度、物体的颜色 状态量：
工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态 （超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）
电工量（U、I、f、R、Z、E、B ……在电工、电子等课程
一种典型的自动检测系统
（检测系统在发电厂的应用） .
传感器简介：
①传感器是测量装置，能完成检测任务；
②输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、
生物量等；
V、I、F、P
③输出量是某种物理量，便于传输、转换、处理、显示等，
可以是气、光、电物理量，主要是电物理量；
④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。
检测技术在卫星中的应用 红外扫 描区域
人造卫星
检测技术在海啸预报中的应用
特点： 综合性（机、光、电一体）,先进性（学科发展）, 广泛性,传成性 软硬件结合
应用： 1、产品检测和质量控制 2、安全经济运行监测 3 、自动化技术四个支柱之一 4、推动科技发展
检测技术在国民经济中的地位和作用
一目了然
数字式仪表
数字式仪表 的特点： 准确，但最 后一位经常 跳动不止。
热敏电阻
LED、LCD的特点：
LED亮度高、耐振动；LCD耗电省、集成度高， 但不利于夜间观察。
带背光板的LCD可以在夜间观看
特点——
能显示复杂的 图形和曲线，
但价格昂贵。
图像显示
图像显示（续）
带RS-232接口的万用表及图像显示
工业检测涉及的内容（续）
物体的性质和成分量： 空气的湿度（绝对、相对）、气体的化学成分、浓度、
液体的粘度、浊度、透明度、物体的颜色 状态量：
工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异常状态 （超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、断裂等）
电工量（U、I、f、R、Z、E、B ……在电工、电子等课程
一种典型的自动检测系统
（检测系统在发电厂的应用） .
传感器简介：
①传感器是测量装置，能完成检测任务；
②输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、
生物量等；
V、I、F、P
③输出量是某种物理量，便于传输、转换、处理、显示等，
可以是气、光、电物理量，主要是电物理量；
④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。
检测技术在卫星中的应用 红外扫 描区域
人造卫星
检测技术在海啸预报中的应用
第一章检测技术概述
2）新领域、新需求
新型传感器
化学传感器、 微生物传感器、 仿生传感器（代替视觉、嗅觉、
味觉和听觉）以及检测超高温、超高压、超低温和超高真空等 极端参数的新型传感器
3）传感器向着高精度小型化和集成化方向发展
① 集成化：
微电子技术 --- 多个同类型传感器集成在一个芯片或阵列上
特点：点测量
平面/空间测量
第一章检测技术概述
3、测量单位
比较
测量： 被测量
基准量
倍数（结果）
单位 避免混乱 ---- 国际单位制（SI）：
SI 基本单位： 七个物理量单位 --- 相互独立
长度 质量 时间 电流 热力学温度 物质的量 光量 （m）（kg） （s）（A） （K） （mol） （cd）
米 ----光在真空中1s时间内传播距离的1/299792485
通过学习不断调整连接强度
问题最优解
调整对象的位置、姿态使检测结果具有确定性
五、检测技术的发展趋势
检测技术 重要手段 科学研究
相关学科：物理、化学、数学、生物学、材料科学等等 形成 推动实验研究和发展
新的检测理论、方法和技术手段
1、传感器水平的提高
1）新原理、新材料、新工艺
新功能传感器
光纤传感器、液晶传感器、压敏传感器（以高分子有机材料为 敏感元件）
目标变量（关系）自变量 （直接测量）
2、偏移法与零位法测量
ห้องสมุดไป่ตู้
1）偏移法 --- 完全从被测量中获得信号转换所需能量
例：弹簧秤
2）零位法 --- 不从信号源获得能量
高精度测量
例：天平称量物体
3、差分式测量
结构：对称结构的两个传感器，