第一章检测技术基本知识.pptx

传感器技术及应用;第一章 检测技术基础知识 ;一.传感器的定义;二.传感器的组成;敏感元件是直接感受被测量，并且将感受到的被测量转换为与被测量有确定关系的某一物理量的元件。 转换元件的作用就是将敏感元件送出的非电量转化成适合于传输或测量的电信号。 由于传感器输出信号一般都很微弱，因此传感器在除敏感元件，转换元件两大组成部分之外，还必须加入信号调理转换电路将输出的信号进行调理与转换、放大、运算与调制之后才能进行显示和参与控制 。 传感器的各个组成部分可以集成在同一芯片上构成传感器模块和集成电路传感器 。;三.传感器分类 ;按传感器的工作原理分类 按传感器的工作原理可分为按应变原理工作式、按电容原理工作式、按压电原理工作式、按磁电原理工作式、按光电效应原理工作式等，相应的有应变式传感器、电容式传感器、压电式传感器、磁电式传感器、光电式传感器等。 ;按信号变换特性分类 结构型：主要通过传感器结构参量的变化实现信号变换的。 物性型：利用敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换。;按能量关系分类 能量转换型：传感器直接由被测对象输入能量使其工作。例如热电偶、光电池等，这种类型传感器也称为有源传感器。 能量控制型：传感器从外部获得能量使其工作，由被测量的变化控制外部供给的能量的变化。 ;四.传感器技术的发展方向 ;五.传感器的基本特性 ;线性度：线性度是指传感器输出量与输入量之间的实际关系曲线偏离拟合直线的程度。 ;灵敏度:灵敏度是指在稳态下输出量变化和引起此变化的输入量变化的比值，用s来表示，即 若测量系统是由灵敏度分别为s1、s2、s3等多个独立环节组成时，如图1-3所示传感器系统的总灵敏度S为 ;迟滞 :迟滞特性表明检测系统在正向（输入增大）和反向（输入减少）行程期间，输入输出特性曲线不一致的程度. ;重复性:重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时，所得特性曲线不一致的程度。;分辨率 :分辨率指传感器在规定测量范围内能够精确检测到被测量的???小输入信号增量。 漂移 :传感器的漂移是指在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间变化，此现象称为漂移。 ;第二节测量误差的分析与处理 ;一.测量的概念;二.测量的方法;按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;2.零位式测量;3.微差式测量; 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。;按测量精度因素条件分类 1.等精度测量:是指在整个测量过程中，如果影响和决定误差大小的全部因素(条件)始终保持不变，比如由同一个测量者，用同一台仪器、同样的测量方法，在相同的环境条件下，对同一被测量进行多次重复测量的测量方法。 2.不等精度测量:是指有时在高精度测量中，在不同的测量环境条件下，用不同精度的仪表、不同的测量方法、不同的测量次数，以及不同的测量者进行测量和对比的测量方法。 ;按测量对象的变化特点分类 1.静态测量:是指被测对象的大小不随时间变化而变化，处于稳定状态下进行的测量方法. 2.动态测量:是指被测对象的大小在测量过程中是随时间不断变化的，处于非稳定状态下进行的测量方法，称为动态测量。 ;按测量敏感元件是否与被测介质接触分类 1.接触测量:是指传感器直接与被测对象接触，感受被测量的变化，从而获取信号，并测量出其大小的方法。 2.非接触测量:是指传感器不直接与被测对象接触，而是间接感受被测量的变化，从而获取信号，并测量出其大小的方法。;按测量敏感元件是否与被测介质接触分类 1.接触测量:是指传感器直接与被测对象接触，感受被测量的变化，从而获取信号，并测量出其大小的方法。 2.非接触测量:是指传感器不直接与被测对象接触，而是间接感受被测量的变化，从而获取信号，并测量出其大小的方法。;随机误差 1.在相同条件下，对同一被测量进行多次重复测量时，受偶然因素的影响而出现误差的绝对值和符号以不可预知的方式变化着，则此类误差称为随机误差。 2.随机误差能够反映测量结果的分散程度，通常称为精密度。随机误差越小，说明多次测量时的分散性越小，精密度要高。 ;检测技术中，用精准度（简称精度，它从精密度和准确度中各取一个字）反映精密度和准确度的综合结果。 ;a．规律性系统误差小 正确度高。