传感器与检测技术整理.doc

绪论 1测试的含义 （1） 测试技术是一项综合运用了多种学科知识的学科，特别是现代测试技术，几乎应用了所有近代新技术和新理论。 （2） 测量是指一个被测量与一个预定标准之间进行定量测量比较，从而获得被测对象的数值结果，即以确定被测对象的量值为目的的全部操作。 试验是对被研究的对象或系统进行试验性研究的过程。 直接比较法无须经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值。间接比较法利用仪器仪表把待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化。 测量是被动的、静态的、较孤立的记录性操作，其重要性在于它提供了系统所要求的和实际所取得的结果之间的一种比较；测试是主动的、涉及过程动态的、系统的记录与分析的操作，通过试验得到试验数据成为研究对象的重要依据。 1.2 测量原理及过程 （1） 电测法是将非电量转换为电量，然后用各种电测仪表和装置乃至计算机对电信号进行处理和分析。 非电量 电量 在线处理 信号检测 信号分析 典型非电量电测法测过程 （2） 信号分析是测试系统更为重要的一个环节。将调理电路输出的信号直接送到信号分析设备中进行处理，称为在线处理，并以数据或图像的形式通过输出显示装置进行显示。 1.3测试技术的典型应用 （1） 产品质量测试 （2） 设备运行状态监控系统 （3） 家电产品中的传感器 （4） 数宇自动化 1.4测试技术的发展方向 传感器技术的发展 物理型传感器的开发。物理型传感器依据机敏材料本身的物理随被测量的变化来实现信号转换的装置。 集成化、智能化传感器的开发。 测试系统的基本特性 2.1测试系统的概念 测试系统是指为完成某种物理量而由具有某一种或多种变换特性的物理装置构成的总体。 测试系统的特性： 迭加性、比例特性、微分特性、积分特性和频率特性。（P8 表2-2） 2.2 测试系统的静态特征 （1） 测试系统的静态特征是指当输出信号为不变或缓变信号时，输出和输入之间的关系。测试系统处于静止状态，输入和输出的各阶导数均为零。 上式是常系数线性微分方程的特例，称为测试系统的静态传递方程，简称静态方程。 测试系统的静态特性的主要定量指标有：精确度、灵敏度、非线性度、回城误差、重复性、分辨率、漂移和死区等。 （2）绝对误差Ｅ是指测量值（指示指）与真值（或准确值）之差： 　　　　　　　　　　　Ｅ＝ｙ－ｘ 　　　　ｙ为测量值（指示指），x为真值（或准确值）。 相对误差是绝对误差与被测量真值之比，即 在实际过程中，用相对误差表示整个量程内仪表的准确度，往往感到不便，因此，用引用误差即 (3) 系统误差是指在相同的条件下，多次重复测试同一个量时，其绝对值和符号固定不变，或改变条件（如环境条件，测量条件）后按一定规定变化的误差。 随机误差是指在相同的条件下，多次重复测试同一个量时，其绝对值和符号变化无常，但随着测量次数的增加又符合统计规律的误差。 粗大误差是一种明显歪曲实验结果的误差。主要由于操作不当、疏忽大意、环境条件、突然变化所造成的。 （4） 精密度是精度的组成部分，他表示多次重复测量中，测量值彼此之间的重复性或分散性大小的程度。精密度反应随机误差的大小，随机误差愈小，测量值就愈密集，重复性愈好，精密度愈高。 准确度则表示多次重复测量中，测量平均值与真值接近的程度。正确度反映系统误差的大小，系统误差愈小，测量平均值就愈接近真值，正确度愈高。 精确度（精度）是指由测试系统的输出所反映的测量结果和被测参量的真值相符合的程度，综合反映系统误差和随机误差。 精密度高，但准确度差，其精密不会好，反之，准确度好。 （5） 灵敏度是指测试系统在静态条件下，响应量y的变化 y 和与之相对应的输入量x变化量 x的比值，即 理想测试系统输入/输出特性为线性关系，则有 灵敏度表征测试系统对输入信号