第一章检测技术基本知识_精品文档.ppt
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第1章检测技术基础知识第第11章章检测技术基本知识检测技术基本知识2022/11/1第1章检测技术基础知识1.2测量误差及其分类测量误差及其分类21.1测量概述测量概述11.3传感器基本知识传感器基本知识31.4检测系统的组成检测系统的组成42022/11/1第1章检测技术基础知识知识目标：
知识目标：
（1）了解测量的基本概念和方法。
）了解测量的基本概念和方法。
（2）掌握各种测量误差的使用。
）掌握各种测量误差的使用。
（3）熟悉传感器的结构、组成及基本特性。
）熟悉传感器的结构、组成及基本特性。
教学目标教学目标技能目标：
技能目标：
（1）能够根据检测要求选择合适的传感器。
）能够根据检测要求选择合适的传感器。
（2）能够根据被测信号的特点设计出简单合理的传）能够根据被测信号的特点设计出简单合理的传感器检测电路。
感器检测电路。
（3）能够正确维护常用电子检测设备。
）能够正确维护常用电子检测设备。
2022/11/1第1章检测技术基础知识情感目标：
情感目标：
（1）养成良好的工作责任心、坚强的意志力和严谨）养成良好的工作责任心、坚强的意志力和严谨的工作作风。
的工作作风。
（2）培养良好的合作精神、创新精神和竞争意识。
）培养良好的合作精神、创新精神和竞争意识。
教学重难点教学重难点教学重点：
教学重点：
检测和传感器的含义及其基本内容检测和传感器的含义及其基本内容。
教学难点：
教学难点：
传感器的特性。
传感器的特性。
2022/11/1第1章检测技术基础知识利用各种物理、化学效应，选择合适的方利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法，赋予定性有关信息通过检查与测量的方法，赋予定性或定量结果的过程称为检测技术。
或定量结果的过程称为检测技术。
检测技术就是利用传感器，将生产科研需检测技术就是利用传感器，将生产科研需要的电量和非电量信息转化成为易于测量、要的电量和非电量信息转化成为易于测量、传输、显示和处理的电信号的过程。
传输、显示和处理的电信号的过程。
检测（检测（Detection）定义：
）定义：
2022/11/1第1章检测技术基础知识例：
曹冲称象方法方法：
比较法；：
比较法；装置装置：
船、石头、小秤；：
船、石头、小秤；测量测量，从而得到：
，从而得到：
定量定量的结果。
的结果。
2022/11/1第1章检测技术基础知识传感器技术是新技术革命和信息社会的重传感器技术是新技术革命和信息社会的重要技术基础，是现代科技的开路先锋，也要技术基础，是现代科技的开路先锋，也是当代科学技术发展的一个重要标志，它是当代科学技术发展的一个重要标志，它与通信技术、计算机技术构成信息产业的与通信技术、计算机技术构成信息产业的三大支柱之一。
如果说计算机是人类大脑三大支柱之一。
如果说计算机是人类大脑的扩展，那么传感器就是人类五官的延伸，的扩展，那么传感器就是人类五官的延伸，当集成电路、计算机技术飞速发展时，人当集成电路、计算机技术飞速发展时，人们才逐步认识信息摄取装置们才逐步认识信息摄取装置传感器没传感器没有跟上信息技术的发展而惊呼有跟上信息技术的发展而惊呼“大脑发达、大脑发达、五官不灵五官不灵”。
2022/11/1第1章检测技术基础知识传感器处于研究对象与测控系统的接口位传感器处于研究对象与测控系统的接口位置，是感知、获取与检测信息的窗口。
在置，是感知、获取与检测信息的窗口。
在一切科学实验和生产过程中，特别是在自一切科学实验和生产过程中，特别是在自动检测和自动控制系统中获取的信息，都动检测和自动控制系统中获取的信息，都要通过传感器转换为易于传输与处理的电要通过传感器转换为易于传输与处理的电信号。
信号。
2022/11/1第1章检测技术基础知识1.1测量概述测量概述测量系统：
测量系统：
在工程中，需要将传感器与多台仪表组合在一起，才在工程中，需要将传感器与多台仪表组合在一起，才能完成信号的检测，这样便形成了测量系统。
能完成信号的检测，这样便形成了测量系统。
信息采集的主要含义：
信息采集的主要含义：
测量以及取得结果测量以及取得结果2022/11/1第1章检测技术基础知识1.1.1测量的定义测量的定义测量：
将被测量与同种性质的标准量进行比较，从而测量：
将被测量与同种性质的标准量进行比较，从而确定被测量相对于标准量的倍数的过程。
确定被测量相对于标准量的倍数的过程。
（1-1）式中，式中，x为被测量；为被测量；A为测量值；为测量值；x0为标准量。
为标准量。
测量是检测技术的重要组成部分，是以确定被测量值测量是检测技术的重要组成部分，是以确定被测量值为目的的一系列操作。
为目的的一系列操作。
2022/11/1第1章检测技术基础知识1.1.2测量方法的分类测量方法的分类测量方法：
指实现被测量与标准量比较得出比值的方法。
测量方法：
指实现被测量与标准量比较得出比值的方法。
按按测测量量过过程程的的特特点点直接测量法直接测量法间接测量法间接测量法组合测量法组合测量法按按测测量量仪仪表表的的特特点点接触测量法接触测量法非接触测量法非接触测量法按按测测量量对对象象的的特特点点静态测量静态测量动态测量动态测量2022/11/1第1章检测技术基础知识1.直接测量直接测量法法电子卡尺2022/11/1第1章检测技术基础知识2.间接测量法间接测量法用直接测量法测得与被测量有确定函数关系的一些物理量，经过计算求用直接测量法测得与被测量有确定函数关系的一些物理量，经过计算求得被测量（阿基米德测量皇冠的比重）。
得被测量（阿基米德测量皇冠的比重）。
2022/11/1第1章检测技术基础知识3.接触测量法接触测量法2022/11/1第1章检测技术基础知识4.非接触测量法例：
雷达测速车载电子警察车载电子警察2022/11/1第1章检测技术基础知识5.静态测量法静态测量法2022/11/1第1章检测技术基础知识2022/11/117温度计对缓慢变化的对象进行测对缓慢变化的对象进行测量亦属于静态测量。
量亦属于静态测量。
第1章检测技术基础知识6.动态测量法动态测量法地震测量地震测量振动波形振动波形2022/11/1第1章检测技术基础知识示波器2022/11/1第1章检测技术基础知识1.2测量误差及其分类测量误差及其分类1.2.1测量误差的概念测量误差的概念测量误差：
测量误差：
测量值与被测量的真值之间的差异。
测量值与被测量的真值之间的差异。
真值：
真值：
是指在一定的时间及空间是指在一定的时间及空间（位置或状态位置或状态）条件下，被测条件下，被测量所体现的真实数值。
量所体现的真实数值。
真真值值理论真值理论真值约定真值约定真值相对真值相对真值2022/11/1第1章检测技术基础知识1）理论真值）理论真值理论真值又称为绝对真值，是指在严格的条件下，根据一定理论真值又称为绝对真值，是指在严格的条件下，根据一定的理论按定义确定的数值。
如三角形的内角和恒为的理论按定义确定的数值。
如三角形的内角和恒为180。
2）约定真值）约定真值约定真值是指用约定的办法确定的最高基准值，它被认为充约定真值是指用约定的办法确定的最高基准值，它被认为充分接近于真值，因而可以代替真值来使用。
如基准分接近于真值，因而可以代替真值来使用。
如基准“米米”的的定义为光在真空中定义为光在真空中1/299792458s的时间间隔内的行程。
的时间间隔内的行程。
3）相对真值）相对真值相对真值又称为实际值，是指将测量仪表按精度不同分为若相对真值又称为实际值，是指将测量仪表按精度不同分为若干等级，高等级的测量仪表的测量值即为相对真值。
干等级，高等级的测量仪表的测量值即为相对真值。
2022/11/1第1章检测技术基础知识1.2.2测量误差的分类测量误差的分类按按表表示示方方法法
（1）绝对误差）绝对误差
（2）相对误差）相对误差
（1）绝对误差）绝对误差绝对误差是指被测量的测量值与被测量的真值之间的差值，绝对误差是指被测量的测量值与被测量的真值之间的差值，即即式中，式中，为绝对误差；为绝对误差；Ax为测量值；为测量值；A0为被测量的真值，可为被测量的真值，可为约定真值或相对真值。
为约定真值或相对真值。
2022/11/1第1章检测技术基础知识某采购员分别在三家商店购买某采购员分别在三家商店购买100kg大米、大米、10kg苹果、苹果、1kg巧克力，发现均缺少约巧克力，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，是何原因？
意见最大，是何原因？
采用绝对误差表示测量误差采用绝对误差表示测量误差,不能很好说明测量质量的好坏。
不能很好说明测量质量的好坏。
采用绝对误差表示测量误差采用绝对误差表示测量误差,不能很好说明测量质量的好坏。
不能很好说明测量质量的好坏。
例如例如,在温度测量时在温度测量时,绝对误差绝对误差=1,对体温测量来说是不允对体温测量来说是不允许的许的,而对测量钢水温度来说却是一个极好的测量结果。
而对测量钢水温度来说却是一个极好的测量结果。
在实际应用中更多地是用相对误差来代替绝对误差表示测量在实际应用中更多地是用相对误差来代替绝对误差表示测量结果，这样可以更客观地反映测量的准确性。
结果，这样可以更客观地反映测量的准确性。
在实际应用中更多地是用相对误差来代替绝对误差表示测量在实际应用中更多地是用相对误差来代替绝对误差表示测量结果，这样可以更客观地反映测量的准确性。
结果，这样可以更客观地反映测量的准确性。
2022/11/1第1章检测技术基础知识实际相对误差实际相对误差标称标称（示值示值）相对误差相对误差满度满度（引用引用）相对误差相对误差
（2）相对误差相对误差相对误差是绝对误差与被测量的真值之比。
相对误差有以下相对误差是绝对误差与被测量的真值之比。
相对误差有以下表现形式：
表现形式：
2022/11/1第1章检测技术基础知识几个重要公式：
几个重要公式：
Ax：
被测量：
被测量Am：
仪器满度（量程）：
仪器满度（量程）实际相对误差实际相对误差标称相对误差标称相对误差满度相对误差满度相对误差最大满度相对误差最大满度相对误差2022/11/1第1章检测技术基础知识仪表的精度等级和最大满度相对误差2022/11/126满度相对误差满度相对误差最大绝对误差最大绝对误差等级等级求得求得精度等级精度等级0.10.20.51.01.52.55.0最大满度相对最大满度相对误差误差0.10.2%0.5%1.0%1.5%2.5%5.05例：
某指针式电压表的精度为例：
某指针式电压表的精度为2.5级，用它来测量电压时可能级，用它来测量电压时可能产生的满度相对误差为产生的满度相对误差为2.5%。
第1章检测技术基础知识2022/11/127例：
例：
用指针式用指针式万用表的万用表的10V量程测量一只量程测量一只1.5V干电池的干电池的电压，示值如电压，示值如图所示，问：
图所示，问：
选择该量程合选择该量程合理吗？
理吗？
第1章检测技术基础知识用用2.5V量程测量程测量同一只量同一只1.5V干电池的电压，干电池的电压，与上图比较，与上图比较，问示值相对误问示值相对误差哪一个大？
差哪一个大？
2022/11/1第1章检测技术基础知识解：
用精度等级为解：
用精度等级为0.50.5级的温度计测量时，最大标称相对误差为级的温度计测量时，最大标称相对误差为用精度等级为用精度等级为1.01.0级的温度计测量时，最大标称相对误差为级的温度计测量时，最大标称相对误差为由此可得由此可得，显然用精度等级为，显然用精度等级为1.01.0级的仪表测量比级的仪表测量比用精度等级为用精度等级为0.50.5级的温度计测量更合适。
级的温度计测量更合适。
例例1-1现有精度等级为现有精度等级为0.5级，量程为级，量程为0300和精度等级为和精度等级为1.0级，量程为级，量程为0100的两的两个温度计，要测个温度计，要测80的温度，试问采用哪一的温度，试问采用哪一个温度计好？
个温度计好？
2022/1
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