《传感器与检测技术》东大版全套教学课件.pptx

;;课程考核方式—— 平时成绩 + 研讨课成绩 + 期末考试成绩 平时成绩：10% 研讨课成绩：40% 期末考试成绩：50%;第一章 传感器与检测技术理论基础;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 技术科学。;信息和信号;信息提取、信息转换和信息处理;检测技术的研究内容;检测技术的作用和意义;? 采用自动检测系统，能够实时测量、分析产品性能，对 产品加工过程实时控制，提高产品质量。采用自动检测 系统也有利??工业生产中提高劳动生产率。;? 国民经济中任何部门使用微 型计算机正确及时处理获得 的各种信息，信息转换必须 由检测系统来完成。 ? 没有检测技术就不可能自动 保护、自动报警和自动诊断 系统，不能组成自动控制系 统，不能实现自动计量和自;检测系统的构成;? 信号变换部分 ? 功能：将检出信号变换为适合于分析和处理的信号。 ? 目的： ? 将传感器的输出量变换成易于处理或放大的量。 ? 消除或抑制传感器输出量中的无用信号。 ? 提高测量、分析的准确度。 ? 简化后续系统的组成。 ? 信号调理电路：阻抗变换、信号放大、噪声抑制、电压/ 电流(V/A)转换、模拟/数字(A/D)转换。;? 分析处理部分 ? 功能：用计算机系统实现强大的问题分析能力、复杂系 统的实时控制自动化、智能化。 ? 通信接口与总线部分 ? 功能：实现不同系统间数据、状态和控制信息的传输和 交换。;检测方法;? 按被检测量的获得方式分类：偏移法测量、零位法测量、 差分式测量/微差式测量。 ? 按检测条件是否相同分类：等精度测量、不等精度测量。;偏移法测量和零位法测量;检测技术的发展趋势;1.2 误差理论与数据处理;测量误差;真值;? 由于真值的不可知性，在实际应用时，常用实际真值(多 次测量的平均值)/高一等级精度的仪器或装置测得的示 值(也称为相对真值)作为真值。 ? 理论上，实际真值可以视为试验次数无限多时求得的平 均值。 ? 实际的试验次数是有限的，因此用有限试验次数求出的 平均值只能是近似真值。;测量误差的研究意义;测量误差的表示方法;? 相对误差——绝对误差与真值(或测量值)的比值。前者;? 引用(相对)误差——绝对误差与仪器仪表的量程值的比;现有0.5级的0~300oC和1.0级的0~100oC的两个温度计，欲测 量80oC的温度，确定哪个温度计更合适。;测量误差的分类;? 产生原因： ? 仪表制造、安装或使用方法不正确。 ? 人员不良读数习惯等。 ? 系统误差是一种有规律的误差，可采用修正值或补偿校 正(补偿法、差分法和比值补偿法)的方法减小或消除。 ? 发现系统误差的常用方法： ? 实验对比法 ? 剩余误差观察法 ? 不同公式计算标准误差比较法;? 随机误差——服从统计规律的误差。 ? 单次测试的随机误差没有规律，多次测量的总体服从统 计规律。 ? 随机误差产生的原因很复杂，不能用修正或采取某种技 术措施的方法消除，只能用概率和数理统计的方法去计 算它出现的可能性大小。 ? 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。;? 测量值与测量误差都服从正态分布，只是分布中心不同。 ? 随机误差具有如下特点： ? 单峰性：绝对值小的误差出现的概率大于绝对值大 的误差出现的概率。 ? 对称性：绝对值相同、符号相反的误差出现的概率 相等。 ? 相消性/抵偿性：随机误差的平均值随测量次数的增 加趋于零。 ? 有界性：绝对值很大的误差出现的概率趋于零。;;;? 粗大误差——由于某些原因造成的使测量值受到显著歪 曲的误差，是一种显然与实际值不符的误差。 ? 产生原因： ? 测量者的疏忽大意(例如测错、读错、记错等)。 ? 环境条件的突然变化(例如受到振动、冲击等)。 ? 含有粗大误差的测量值称为坏值/异常值，在处理数据时 应将其剔除。;;极限随机误差;;? 拉伊达(Pauta)检验法;;对某物理量进行15次等精度测量，测量值如下：2839， 2839，2840，2841，2842，2843，2840，2830，2839， 2842，2843，2840，2843，2842，2843。对该组测量数据 进行坏值检验(α=0.05)。;等精度测量与不等精度测量;? 不等精度测量的目的是对不同条件下的测量结果加以比 较分析，以便获得更精确的测量结果。 ? 不等精度测量各组测量值的可靠程度不同，不能单纯用 算术平均值来表示，应遵从以下原则：可靠程度大或精 确度高的测量值在最终测量结果中所占比重大一些，可 靠程度小或精确度低的结果在最终测量结果中所占比重 小一些。;? 用权