检测技术复习提纲

自动控制系统方块图
总复习
单元组合仪表的构成：
• 基本单元：变送、显示、控制、运算、执 行、转换、给定、辅助单元。 • 气动单元组合仪表QDZ：QDZ-I、QDZ-II、 QDZ-III。 • 电动单元组合仪表DDZ：DDZ-I、DDZ-II、 DDZ-III 。
总复习
单元组合仪表标准信号：
• • • • • DDZ-II：0~10mA D.C. DDZ-III: 4~20mA D.C. ，1~5V D.C. QDZ: 0.2~1kgf/cm2 (0.02~0.1Mpa) 通过变送器 将输出信号变成统一标准信号； 统一标准信号：即各仪表之间的通信协议： 0～10mA、0～2V、20～100kPa; 4~20mA、 1～5V→数字信号。
总复习
仪表精度计算题：
例2 某台测温仪表的测温范围为０～1000℃。根据工艺要求， 温度指示值的误差不允许超过±７℃，试问应如何选择仪表 的精度等级才能满足以上要求？ 解 根据工艺上的要求，仪表的允许误差为
允
7 100 % 0.7% 1000 0
如果将仪表的允许误差去掉“±” 号与“％”号，其 数值介于0.5～1.0之间，如果选择精度等级为 1.0级的仪表， 其允许的误差为±1.0％，超过了工艺上允许的数值，故应 选择0.5级仪表才能满足工艺要求。
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1.2 检测仪表控制系统（自动控制系统）的一般组成
自动控制的方块图
– 方块图中， x 指设定值；z 指输出信号；e 指偏差信 号；p 指发出信号；q 指进（或出）系统的流量（或 能量）信号；y 指被控变量；f 指扰动作用。当x 取正 值，z取负值，e= x- z，负反馈；x 取正值，z取正值， e= x+ z，正反馈。
yB=fB(u1，u2) → yB=fB(u1，u2+△u2)。
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2.差分(difference)结构
差分结构可以看作是补偿结构的特例，是排除干扰、选 择必要的测量参数的重要方法。 差动结构的两传感要素一般采用空间对称结构形式即：
工作原理:互感现象.
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标准误差是方差的均方根值，它是表示测量值偏离真值的 重要参数。（偏差小的测量精密度高） 2014-6-8
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5.精确度
精度级
输出
误差上限 实际上升校验曲线 标准输入输出特性曲线 误差下限
最大可能的绝对误差 100 仪表量程
实际下降校验曲线 基本误差限
0
输入(被测量)
图1-6 精度等级确定过程（两曲线和直线的接近程度）
残差（残余误差）：各测量值与平均值的差 vi=Mi-A 由平均值A的定义式可知：∑vi=0 （特征） ？ 方差：

2
1 n n i 1
M i A0
1 n n i 1
2
标准误差：

M i A0
i
2
n 1 实验标准误差： n 1 i 1
M M
差动检测结构特点
•结构特点:
两个空间对称结构； 测量参数反对称作用； 干扰或影响参数对称作用。
δ
0
δ
C1-C2
0
C2
Δ δ
C1 0
Δ δ /δ
0
•处理方法：
取两结构差值
(4-10) 差动电容特性
•功能特点：

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1、普通方式：小范围测量； 2、差动式工作优点； （1）使灵敏度扩大一倍； （ 2）改善了线性； 自动检测技术及仪表控制系统
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1.检测技术基础
1.1 检测技术的基本概念 • 掌握检测的基本概念、常见的检测分类方 法，会识别不同的检测方法 1.2 检测仪表的基本概念 • 熟悉检测仪表（系统）基本组成、掌握检 测系统各部分的主要作用； • 了解检测仪表的分类； • 熟练掌握检测仪表的静态性能和动态性能；
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总复习
1.1 检测技术的基本概念
举例
如： 1.5
1.0
总复习
2.检测技术与检测元件
第一节 检测技术的原理与方法
• 了解参数检测的一般方法；
第二节 机械式检测元件
• 理解弹性元件的基本性能 • 熟悉常见的弹性元件
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第3节 电阻式检测元件
• 熟悉电阻式检测元件的基本原理和常见的 电阻式检测元件 • 掌握电阻应变元件的工作原理和分类 • 掌握应变效应、压阻效应 • 理解应变片的主要特性 • 理解电阻应变片的应用
总复习
仪表的精度等级是衡量仪表质量优劣的重要指标之一。 确定仪表精度等级往大精度级别号“靠拢”。
选择仪表精度等级往小精度级别号“靠拢”。
精度等级数值越小，就表征该仪表的精确度等级越高，也 说明该仪表的精确度越高。 0.05 级以上的仪表，常用来作为 标准表；工业现场用的测量仪表，其精度大多在0.5以下。 仪表的精度等级一般可用不同的符号形式标志在仪表面板 上。
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3.2.3 检测系统的结构分析
一个传感器的输入信号，除被测参数以外， 还有其他未知参数或干扰参数，因此，可视为多 输入单输出系统。
x1 输入量 x2 x3 输出量 传感器 y
为减小和消除这些多余信号，实际上常常采取一 些特殊结构。常见的结构有：补偿结构、差分结构。
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闭环型检测系统如图 (b)所示。
被测量 +
(b)
-
变换器
反变换器
放大器
输出
平衡式仪表及检测系统一般采用这种结构。
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3.1.5 强度变量检测与容量变量检 测 强度变量检测：力、压力、温度、电压等表示作用的大小，与体积
（空间）、质量无关的称强度变量； 容量变量检测：长度、重量、热量、电流等与占据空间相关，与体积、 质量成比例关系的，为容量变量。
仪表精度计算题：精度级 最大可能的绝对误差100
举例
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仪表量程
例 1 某台测温仪表的测温范围为 200~700℃ ，校验该表时 得到的最大绝对误差为＋4℃，试确定该仪表的精度等级。
解 该仪表的相对百分误差为
4 100 % 0.8% 700 200
如果将该仪表的δ去掉“＋”号与“％”号，其数值为0.8。由 于国家规定的精度等级中没有0.8级仪表，同时，该仪表的误差超 过了0.5级仪表所允许的最大误差，所以，这台测温仪表的精度等 级为1.0级。
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1.补偿(compensation)结构
设被检测量为u1，干扰量为 u2，传感器A为测量用传感 补偿结构是利用传感器 B的输出结果，补偿传感 器，同时受u1、u2 的作用，在u1、u2有微小变化的前后，输 器A中的干扰量作用，使检测系统的输出结果不受被 出信号分别为：yA=fA(u1，u2) → yA=fA(u1+△u1，u2+△u2)。 测参数以外的干扰参数的影响，实现信号选择性。 传感器B为补偿用传感器，受干扰量 u2及其微小变化 补偿结果输出为 : 的影响。在固定u1时，输出分别为： y=yA- yB =fA(u1+△u1，u2+△u2)- fB(u1，u2+△u2) 。
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检测技术及仪表
总复习
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检测技术及仪表—课程内容
第一篇 基础知识引论 1.绪论、2.误差分析基础、3.检测技术及方法分析 第二篇 过程参数检测技术 4.温度检测、5.压力检测、6.流量检测、7.物位检测、 8.机械量检测、9.成分检测 第三篇 仪表系统分析 10. 仪表系统及其理论分析、11.变送单元、12.显示单元、 13.调节控制单元、14. 执行单元 第四篇 系统控制技术 15. 计算机仪表控制系统、16.现场总线 第五篇 现代检测技术与仪表 17.虚拟仪器、18.软测量方法与技术、19.多传感器数据 融合技术、20.传感器网络
非电量
电量
（被测 量）
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传感器(sensor, transducer)种类很多，它 的分类方法有很多种：
1. 根据检测对象分类，如温度、压力、位移等。
2. 从传感器原理或反应效应分类，如热阻/热电/
压阻/电磁感应/霍尔/光电/压电等。
3. 根据传感器的材料分类，如导电体、半导体等。 4. 按应用领域分类，如化工、纺织、造纸、环保 等 5. 按输出信号形式分类，如模拟和数字式等。
总复习
本节关于仪表性能的基本概念
• • • • • • 测量范围、上下限、量程 仪表的输入输出特性 零点迁移、量程迁移 滞环、死区和回差 测量精度等级 重复性和再现性
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• 1.3 测量误差的理论基础 • 掌握各种误差的概念 • 掌握误差的分类、产生原因，会识别不同 类型的误差 • 了解误差的估计、评价处理方法 • 掌握消除误差的方法。
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总复习
第3节 电阻式检测元件
• 掌握热电阻式检测元件的工作原理、分类、 应用及常见的热电阻式检测元件 • 热敏电阻的分类及各类的特性
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误差
• 绝对误差：绝对误差=示值-被测真值 绝对误差=示值-约定真值

相对误差（%）：
绝对误差 相对误差 100% 约定真值

引用误差（%） ：
绝对误差 引用误差 100% 量程
最大引用误差 最大绝对误差 100% 量程

最大引用误差（%） ：
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2.2.2 几种误差的定义
6. 按反映形式或能量供给方式分类，如能动型和
被动型、能量变换型和能量控制型等。