一检测技术的基础知识
自动检测技术第一章 知识点
第一章 检测技术的基本概念 考核知识点和考核要求：1、领会：测量的基本概念及测量方法，测量结果的数据统计及处理2、掌握：测量误差及分类，传感器及其基本特性3、熟练掌握：绝对误差和相对误差的计算，仪表的精度等级 第一节 测量的基本概念与方法 1）根据测量是否随时间变化：静态测量。
例如：激光干涉仪对建筑物的缓慢沉降做长期监测是静态测量 动态测量。
例如：光导纤维陀螺仪测量火箭飞行速度、方向是动态测量 2）根据测量的手段不同：直接测量：直接读取被测量的测量结果。
例如：磁电式仪表测量电流电压、离子敏MOS 场效应管晶体测量PH 值和甜度间接测量：对与被测量有确定函数关系的量进行直接测量，再代入函数关系式计算测量量。
例如：测量物体密度3）根据测量结果的显示方式：模拟式测量和数字式测量（其中：数字式测量比模拟式测量精度要高） 4）根据是否是在生产过程中或流水线上测量：在线测量。
例如：自动化机床边加工边测量，在实际中大多采用在线测量方式 离线测量5）根据测量的具体手段：偏位式测量：被测量作用于仪表内部的比较装置，使该比较装置产生偏移量，直接以仪表的偏移量表示被测量的测量方式（直接用偏移量的大小表示测量量）。
例如：弹簧秤测量物体质量，高斯计测量磁场强度。
特点：简单迅速但精度低。
易产生灵敏度漂移和零点漂移零位式测量：被测量与仪表内部的标准量比较，当系统达到平衡时，用已知标准量的值决定被测量的值（标准量的值为测量量的值）。
例如：天平测量物体质量，平衡式电桥测量电阻值。
特点：精度高但平衡复杂。
微差式测量：预先使被测量与测量装置内部的标准量取得平衡，当被测量有微小变化时，测量装置失去平衡，偏位式仪表指示出变化部分的数值（先平衡再有微量变化时）。
例如：天平测量化学药品，钢板厚度测量。
特点：上述两者的综合 第二节 测量误差及分类1.真值：是指在一定条件下被测量客观存在的实际值。
分类：1）理论真值（例：三角形的内角之和为180°）2）约定真值（例：标准条件下，水的三相点为273.16K ，金的凝固点为1064.18℃）3）相对真值（例：凡精度高一级或几级的仪表的误差是精度低的仪表误差的1/3以下时，则精度高的仪表的测量值可认为是相对真值）2.测量误差：测量值与真值之间的差值 根据其特征不同：1）绝对误差：是指测量值A x 与真实值A 0之间的差值，即Δ＝A x －Ａ0 2）相对误差：反应测量值偏离真值程度的大小实际相对误差A γ:绝对误差Δ与被测量的真值Ａ0的百分比， %1000⨯∆=A Aγ示值（标称）相对误差x γ：绝对误差∆与被测量A x 的百分比，%100⨯∆=xxA γ满度（引用）相对误差m γ：绝对误差∆与仪器满度值A m 的百分比，%100m⨯∆=A mγ3. 准确度等级S ：当∆ 取仪表的最大绝对误差值∆m 时，满度相对误差常被用来确定仪表的准确度等级，100mm⨯=A ΔS 注意：仪表的准确度在工程中也常称为“精度”，准确度等级习惯上称为精度等级。
第1章 检测技术基础知识
电子信息工程教研室
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
电子信息工程教研室
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
检测技术基础知识试题
检测技术基础知识试题### 检测技术基础知识试题#### 一、选择题（每题2分，共20分）1. 检测技术中常用的传感器类型不包括以下哪一项？A. 温度传感器B. 压力传感器C. 光敏传感器D. 声音放大器2. 在自动化检测系统中，以下哪个不是数据采集的基本步骤？A. 信号放大B. 信号滤波C. 信号转换D. 数据存储3. 以下哪项不是检测技术的基本原则？A. 准确性B. 可靠性C. 经济性D. 复杂性4. 传感器的灵敏度是指：A. 传感器对被测量变化的响应速度B. 传感器对被测量变化的响应大小C. 传感器的稳定性D. 传感器的耐用性5. 以下哪个是数字信号的特点？A. 易于受到噪声干扰B. 抗干扰能力强C. 信号传输距离有限D. 需要模拟/数字转换器6. 在检测技术中，线性度是指：A. 传感器输出与输入成正比的程度B. 传感器输出与输入成反比的程度C. 传感器输出与输入无关的程度D. 传感器输出与输入的非线性关系7. 检测技术中，以下哪种误差属于系统误差？A. 随机误差B. 固定误差C. 测量误差D. 环境误差8. 以下哪种方法常用于提高测量精度？A. 增加测量次数B. 减少测量次数C. 只测量一次D. 忽略测量误差9. 检测技术的发展趋势不包括：A. 智能化B. 网络化C. 单一化D. 微型化10. 以下哪种技术不属于现代检测技术？A. 光纤传感技术B. 无线传感网络技术C. 红外传感技术D. 机械式测量技术#### 二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述传感器在检测技术中的作用及其重要性。
2. 解释什么是校准，并说明校准在检测技术中的重要性。
3. 描述数字信号处理的基本步骤，并解释其在提高测量精度中的作用。
#### 三、计算题（每题25分，共50分）1. 假设有一个线性传感器，其输出与输入的关系可以表示为\( V_{out} = 2V_{in} + 3 \)，其中 \( V_{in} \) 是输入电压，\( V_{out} \) 是输出电压。
检测技术知识点总结
1、检测技术：完成检测过程所采取的技术措施。
2、检测的含义：对各种参数或物理量进行检查和测量，从而获得必要的信息。
3、检测技术的作用：①检测技术是产品检验和质量控制的重要手段②检测技术在大型设备安全经济运行检测中得到广泛应用③检测技术和装置是自动化系统中不可缺少的组成部分④检测技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步4、检测系统的组成：①传感器②测量电路③现实记录装置5、非电学亮点测量的特点：①能够连续、自动对被测量进行测量和记录②电子装置精度高、频率响应好，不仅能适用与静态测量，选用适当的传感器和记录装置还可以进行动态测量甚至瞬态测量③电信号可以远距离传输，便于实现远距离测量和集中控制④电子测量装置能方便地改变量程，因此测量的范围广⑤可以方便地与计算机相连，进行数据的自动运算、分析和处理。
6、测量过程包括：比较示差平衡读数7、测量方法；①按照测量手续可以将测量方法分为直接测量和间接测量。
②按照获得测量值得方式可以分为偏差式测量，零位式测量和微差式测量，③根据传感器是否与被测对象直接接触，可区分为接触式测量和非接触式测量8、模拟仪表分辨率= 最小刻度值风格值的一半数字仪表的分辨率=最后一位数字为1所代表的值九、灵敏度是指传感器或检测系统在稳态下输出量变化的输入量变化的比值 s=dy/dx 整个灵敏度可谓s=s1s2s3。
十、分辨率是指检测仪表能够精确检测出被测量的最小变化的能力十一、测量误差：在检测过程中，被测对象、检测系统、检测方法和检测人员受到各种变动因素的影响，对被测量的转换，偶尔也会改变被测对象原有的状态，造成了检测结果和被测量的客观值之间存在一定的差别，这个差值称为测量误差。
十二、测量误差的主要来源可以概括为工具误差、环境误差、方法误差和人员误差等十三、误差分类：按照误差的方法可以分为绝对误差和相对误差；按照误差出现的规律，可以分系统误差、随机误差和粗大误差；按照被测量与时间的关系，可以分为静态误差和动态误差。
检测技术应用知识点总结
检测技术应用知识点总结一、检测技术的基本概念1.1 检测技术的定义检测技术是指利用特定的设备、仪器或方法对被测物体的特定物理、化学、生物性质进行测量、探测和判定的技术。
1.2 检测技术的基本要素检测技术的基本要素包括被测物体、检测设备、检测方法和检测结果等。
其中，被测物体是指需要进行检测的物质或物体，检测设备是指进行检测所需要的仪器、设备或工具，检测方法是指对被测物体进行检测的具体步骤和手段，检测结果是指通过检测得到的相关数据或信息。
1.3 检测技术的重要性检测技术在各个行业中都扮演着重要的角色。
它可以帮助人们了解被测物体的特定性质，对于产品质量控制、环境监测、医学诊断、食品安全等方面都具有重要意义。
同时，检测技术还可以为科学研究和技术创新提供重要的数据支持。
二、检测技术的分类2.1 检测技术的分类方式检测技术可以根据其检测对象、检测方法、检测原理等不同特点进行分类。
根据检测对象的不同，可以将检测技术分为物理检测技术、化学检测技术、生物检测技术等；根据检测方法的不同，可以将检测技术分为光学检测技术、声学检测技术、电磁检测技术等；根据检测原理的不同，可以将检测技术分为传感器技术、成像技术、分析技术等。
2.2 检测技术的主要应用领域根据不同的分类方式，检测技术在各个行业中都有不同的应用。
物理检测技术主要应用于工程领域和材料科学中，用于检测物体的形状、结构、物理性质等；化学检测技术主要应用于化工领域和环境保护中，用于检测物质的化学成分和性质；生物检测技术主要应用于医学诊断、食品安全、生物医药领域，用于检测生物体的生理和生化特性。
2.3 检测技术的未来发展方向随着科技的不断进步，检测技术也在不断发展。
未来，检测技术将朝着智能化、精准化、高效化的方向发展。
同时，随着人工智能、大数据、云计算等技术的不断成熟，检测技术还将与这些新兴技术相结合，形成更加强大的检测系统，为各个行业提供更加全面、精准的检测解决方案。
检测技术基础知识
第1章 检测技术基础知识
2. 按测量方式分类
1）
在测量过程中，用仪表指针的位移(即偏差)决定被测量的 测量方法，称为偏差式测量法。应用这种方法进行测量时标准 量具不装在仪表内，而是事先用标准量具对仪表刻度进行校准。 在测量时，输入被测量，按照仪表指针在标尺上的示值， 决 定被测量的数值。它以直接方式实现被测量与标准量的比较， 测量过程比较简单、迅速，但是测量结果的精度较低。这种测 量方法广泛用于工程测量中。
第1章 检测技术基础知识 3）
在应用仪表进行测量时，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，则称这样的测量为联立测量(也称 为组合测量)。在进行联立测量时，一般需要改变测试条件， 才能获得一组联立方程所需要的数据。
联立测量的操作手续很复杂，花费时间很长，是一种特殊 的精密测量方法。它多适用于科学实验或特殊场合。
第1章 检测技术基础知识 1.2.2
1.
1）
在使用仪表进行测量时，对仪表读数不需要经过任何运算， 就能直接表示测量所需要的结果，称为直接测量。例如，用磁 电式电流表测量电路的支路电流，用弹簧管式压力表测量锅炉 压力等就为直接测量。直接测量的优点是测量过程简单而迅速， 缺点是测量精度通常较低。这种测量方法是工程上大量采用的 方法。
第1章 检测技术基础知识 3. 网络化检测系统
总线和虚拟仪器的应用，使得组建集中和分布式测控系统 比较方便，可满足局部或分系统的测控要求，但仍然满足不了 远程和范围较大的检测与监控的需要。近十年来，随着网络技 术的高速发展，网络化检测技术与具有网络通信功能的现代网 络检测系统应运而生。例如，基于现场总线技术的网络化检测 系统，由于其组态灵活、综合功能强、运行可靠性高，已逐步 取代相对封闭的集中和分散相结合的集散检测系统。又如，面 向Internet的网络化检测系统，利用Internet丰富的硬件和软 件资源，实现远程数据采集与控制、高档智能仪器的远程实时 调用及远程监测系统的故障诊断等功能；
第1章检测技术基本知识
3.实际值：在排除系统误差前提下，对精密测量，当测 量次数无限多时，测量结果算术平均值接近于真值，可 将它视为被测量真值。但测量次数有限时，把精度更高 一级的标准器具所测得的值作为真值，其实并非“真 值”，故称为实际值。它是在满足规定准确度时用以代
联立求得：
Rx
U1 U3 2U 2
RN
5．补偿法
在测量系统内部采取补偿措施，消除测量过程 中由于某个条件变化或某个环节的非线性引起的 变值系统误差。（如热电偶的冷端补偿）
1.3.4 数据处理的基本方法
• 数据处理:从获得数据起到得出结论为止的
整个数据加工过程。
常用方法: 列表法、作图法和最小二乘法拟合。
四．按被测量是否随时间变化的原则
可分为静态测量和动态测量
1. 静态测量：被测信号在测量过程中恒定不变或相对 于仪表的动态特性变化缓慢，称~。
2. 动态测量：被测信号在测量过程中随时间变化的， 称~。如噪声测量、弹道轨迹测量等
课题1 检测技术的基本知识
1.1 检测的基本概念 1.2 检测方法及分类 1.3 测量误差与数据处理 1.4 检测技术的发展趋势
⑶粗大误差：
在测量条件一定的情况下，测量值明显偏离 实际值所形成的误差称为粗大误差，也称为疏 失误差、差错或粗差。
产生粗大误差的主要原因是读数错误、测量 方法错误、测量仪器有缺陷以及测量条件的突 然变化等。凡是含有粗大误差的测量数据称为 坏值，应剔除不用。
举例
1.3.3 测量精度
测量精度是从另一角度评价测量误差大小的量，它与 误差大小相对应，即误差大，精度低；误差小，精度高。 测量精度可细分为：准确度、精密度、精确度。 1．准确度
检验技术基础知识
检验技术基础知识
14
（五）GLP的标准操作
• SOP (Standard operation procedures)-----技术规范化 • 准确性、可比性、真实性和可重复性——便于“追
因”
检验技术基础知识
15
（六）监督体系
• QAU: 独立部门，不直接参加实验（研究）
（一）对实验室进行现场检查，了解情况，调 查取证；
• 据有关专家介绍，率先建设国内生物安全级别最高的实验室，将使武汉在烈 性传染病的研究领域占据领先地位。
• P4实验室:P4实验室是指生物安全四级实验室，专门用于开展烈性传染病的研 究，是全球生物安全最高级别的实验室，目前国内尚无一家。据相关专家介 绍，P4实验室的安全措施比P3实验室更严格，研究人员入内不仅要穿全封闭 的防护服，还要携带氧气瓶。
• GLP：Good Laboratory Pracice
是就实验室实验研究从计划、实验、监督、 记录到实验报告等一系列管理而制定的法 规性文件，涉及到实验室工作的可影响到 结果和实验结果解释的所有方面。
针对：医药，农药，食品添加剂，化妆品，兽药
等进行安全性评价实验而制定的规范
检验技术基础知识
5
制定GLP的目的
（二）责令违反本办法及有关规定的实验室及 其人员停止违法违规行为；
（三）对违反本办法及有关规定的行为进行查 处。
检验技术基础知识
16
三、GLP的特点
• 1. GLP能保证实验数据和结论的科学性、可信性 和重复性。
• 2. 是安全检测机构建设的重要组成部分，是法规 性文件。
• 3. 强调软硬件结合； • 4. GLP可操作性强。
• 2004年4月：在实验动物中心P3动物实验室开展“人用抗SARS 病毒灭活疫苗对猕猴的免疫感染增强实验”
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
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。
1.3 测量误差
1.3.2 误差的分类与来源 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。 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。 二、随机误差 服从统计规律的误差称随机误差，又称偶 然误差。误差产生的原因很复杂，所以不能用修正或采取 某种技术措施的办法来消除。 应该指出，在任何一次测量中，系统误差与随机误差一般 都是同时存在的，而且两者之间并不存在绝对的界限。 三、粗大误差 是一种显然与实际值不符的误差。
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 偏差式测量、零位式测量与微差式测量
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。
1.3 测量误差
一、随机误差的影响及统计处理 二、系统误差的发现与校正 1、系统误差的发现与判别
发现系统误差的常用方法如下： （1） 实验对比法 （2）剩余误差观察法 （3）不同公式计算标准误差比较法 （4）计算数据比较法 2、系统误差的校正 （1）补偿法 （2）差动法 （3）比值补偿法 （4）测量数据的修正
传感器的分类
1.2 测量方法
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。
1.2.1 直接测量、间接测量与联立测量
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。
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。
1.3 测量误差
1.3.6 测量误差的合成与分配 一、测量误差的合成
1、系统误差的合成 2、随机误差的合成 3、总合成误差 二、测量误差的分配 1、系统误差的分配 2、随机无耻的分配 3、最佳测量方案的选择
1.4 传感器的基本特性
1.4.1 传感器的静态特性
一、精确度 用精密度、准确度和精确度三个 指标来描述。
含义：（1）传感器是测量装置，能完成信号的获取任务；
（2）它的输入量是某一被测量；
（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；
（4）输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。
传感器的组成
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。
1.1 检测技术的基本概念
1.1.2 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。
1.1 检测技术的基本概念
1.1.3 传感器
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。
以射击为例，加深对三个概念的理解。
二、稳定性 1、稳定度
2、影响量
1.4 传感器的基本特性
三、传感器的静态输入—输出特性 静态特性是指输入的 被测参数不随时间而变化 或随时间变化很缓慢时，传感 器的输出量与输入量 的关系。 1、线性度 通常用相对误差δ L来表示，即
1.3 测量误差
1.3.1 误差的基本概念及表达式 一、绝对误差 二、相对误差
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。
三、引用误差 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0.2～ 4.0级之间。
1、精密度 精密度是随机误差大小的标志，精 密度高，意味着随机误差小。
2、准确度 它说明传感器输出值与真值的偏离 程度。准确度是系统误差大小的标志，准确度 高意味着系统误差小；同样准确度高不一定精 密度高。
3、精确度 它是精密度和准确度两者的总和， 精确度高表示精密度准确度都比较高。
1.4 传感器的基本特性
1.3 测量误差
1.3.3系统误差和随机误差的表达式 1.3.4 基本误差和附加误差 一、基本误差 简单地说，测量仪器在额定条件下工作
时所具有的误差，称为基本误差。如电源电压、温度、 湿度等。 二、附加误差 当使用条件偏离标准条件时，传感器和 仪表必然在基本误差的基础上增加了新的系统误差， 称为附加误差。如温度附加误差、电源电压波动附加 误差等。 1.3.5 测量误差的估计和校正 测量误差中包括系统误差和随机误差，由于它们的 性质不同，对测量结果的影响及处理的方法也不同。
第一章 检测技术的基础知识
本章主要介绍检测技术的基本概念、 测量中误 差的处理方法以及传感器的 基本特性。
1.1 检测技术的基本概念
1.1.1 检测技术 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。
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。