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《现代检测技术及仪表》孙传友高教出版社电子教案第11章第一篇：《现代检测技术及仪表》孙传友高教出版社电子教案第11章第11章成分与含量的电测法11.1 水分和湿度电测法11.1.1水分和湿度的定义及表示方法一、气体的湿度1、绝对湿度在一定湿度及压力条件下，每单位体积混合气体中所含的水蒸气量，其单位为g/m3。
2、相对湿度单位体积混合气体中所含的水蒸气量与同温度下饱和水蒸气量的比值的百分数，一般用符号%RH表示。
3、露(霜)点温度当空气的温度下降到某一温度时, 空气中的水蒸汽就凝结成露珠（或凝结成霜），这一特定温度称为空气的露点温度（或霜点温度）。
已测知空气的露点为Ta，待测空气所处温度为Tw，通过查表求得温度为Ta和Tw时水的饱和水蒸汽压，二者之比即为待测空气的相对湿度。
二、固体的湿度固体的湿度也称为含水量(或称水分)，通常以物质中所含水分质量(或重量)与总质量(或总重量)之比的百分数来表示。
11.1.2固体水分电测法一、红外式用易被水吸收和不被水吸收的两种波长的红外辐射轮流交替地透过被测固体，取其透过被测固体的辐射强度之比值来测定被测固体的水分。
二、电阻式图11-1-1 利用固体物质的电阻值随含水量的不同而不同的特性，可以测量其湿度。
三、电容式图11-1-2 根据物料介电常数与水分的关系，通过测量以物料为电介质的电容器的电容值即可确定物料的水分。
11.1.3气体湿度电测法一、测温式——干湿球湿度计图11-1-3 原理：根据所测得干球温度T1和湿球温度T2之差，确定空气的相对湿度。
1、传统方法――用水银温度计测量干湿球温度，查相应的表，确定气体的湿度。
2、用两个热电偶或两个热电阻测量干湿球温度差图10-2-10图10-2-113、“电子干湿式”湿度传感器图11-1-4二、电阻式通过测量湿敏电阻受湿度影响后的阻值即可测得相应的湿度。
(详见4.1.5节)三、电容式高分子湿敏电容的电容值与气体中相对湿度之间成线性关系。
技术检测与仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解技术检测与仪表的基本原理，掌握常用检测仪表的工作原理及其应用场景。
2. 学生能够描述各种传感器的工作原理，并列举其在工程检测中的应用。
3. 学生能够掌握检测数据的处理与分析方法，了解数据处理中的常见问题及其解决策略。
技能目标：1. 学生能够正确使用常见的检测仪表，进行简单的系统调试和故障排查。
2. 学生通过实际操作，培养解决实际工程技术问题的能力，提高动手操作和团队协作能力。
3. 学生能够运用所学的知识，设计简单的技术检测方案，并进行数据分析和解释。
情感态度价值观目标：1. 学生通过技术检测与仪表的学习，培养严谨的科学态度，增强对技术研究的兴趣。
2. 学生在学习过程中，能够体会技术检测在工程实践中的重要性，增强社会责任感。
3. 学生通过小组合作，培养团队协作精神，学会尊重他人意见，提高沟通与交流能力。
课程性质分析：本课程属于技术实践类课程，侧重于技术原理与实际操作的结合，旨在培养学生的实践能力和创新精神。
学生特点分析：考虑到学生所在年级，他们已具有一定的理论基础，但实际操作经验相对不足，需要通过实践课程来提高技术应用能力。
教学要求分析：教学中应注重理论与实践相结合，强调学生在教师引导下的主体地位，通过项目驱动和问题导向的教学方法，提高学生的技术检测与仪表应用能力。
通过具体的学习成果分解，确保教学设计和评估的针对性和实效性。
二、教学内容1. 技术检测基础理论：- 检测仪表的分类、原理及其应用。
- 传感器的工作原理、特性及其在检测技术中的应用。
2. 常用检测仪表：- 电磁式仪表、电动式仪表、数字式仪表的结构与功能。
- 温度传感器、压力传感器、流量传感器等的使用方法和操作技巧。
3. 检测数据处理与分析：- 数据采集、处理和存储的基本方法。
- 数据分析中的误差处理、信号处理技术。
4. 实践操作与案例分析：- 设计简单的技术检测方案，进行实际操作。
第6章 数字式传感器6.1 编码器6.1.1 直接编码器——直接将角位移转换为2进制数码一、工作原理1、组成结构 图6-1-1 ⎪⎩⎪⎨⎧个光电元件－－圈码道码盘－－有光源n n2、工作原理：各光电元件根据受光照与否转换输出相应的电平信号分别代表二元码“1”和“0”。
通过光电转换，码盘转角α转换成成一组相应的n 位二元码。
结论：直接编码器多采用循环码盘三、转换关系和转换电路1、转角与二进码转换 ∑∑=-=-︒=︒==ni ii n i i n i nC C N 1112 360 22360θα 2、二进码与循环码的转换C 1C 2C 3C 4……C n R 1R 2R 3R 4……R n⊕ C 1C 2C 3……C n-1 ⊕ C 1C 2C 3……C n-1 R 1R 2R 3R 4……R n C 1C 2C 3C 4……C n3、转换电路1）二进制码转换为循环码1°并行电路 图6-1-4（a ） 2°串行电路 图6-1-4（b ）2）循环码转换为二进制码1°并行电路 图6-1-5（a ）2°串行电路 图6-1-5（b ）触发器先清零，J=K=R i ，i i i i i i i R C C R C R C Q ⊕=⋅+⋅==---111 6.1.2 增量编码器 一、结构与工作原理 1．组成结构 图6-1-6 ①光源②码盘 三个码道：1°零位码道A —1条透个狭缝2°增量码道B —m 个透光不透光扇区3°辨向码道 C —m 个透光不透光扇区 （B 、C 全错开半个扇区）③光电元件三个——与三个码道对应 2．工作原理码盘每转一周：光电元件A 产生一个脉冲 光电元件B 产生m 个脉冲光电元件C 产生m 个脉冲 相位差90° 二、转向和转角的测量1．转向判别——电路图6-1-8，波形图6-1-9正转 反转感光先后 C 先感光 B 先感光 相位关系 C 超前 B 超前 触发器 Q=1 Q=0 计数器 加计数 减计数 2．净转角测量①分辨率 m /3601︒=θ②净转角α与计数结果N 的关系6.2 光栅6.2.1光栅的结构和基本原理一、光栅传感器的结构 图6-2-11、主光栅(又称标尺光栅) ，均匀地刻划有透光和不透光的线条2、指示光栅，刻有与主光栅同样刻线密度的条纹3、光源和透镜4、光电元件二、莫尔条纹的形成与特点1、莫尔条纹的形成 图6-2-2主光栅与指示光栅的栅线之间保持很小的夹角β，在近乎垂直栅线的方向上出现了明暗相间的条纹――莫尔条纹。
技术检测与仪表课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解技术检测与仪表的基本原理，掌握相关概念和术语。
2. 学习各类传感器的工作原理及其在工程检测中的应用。
3. 掌握数据采集、处理与分析的基本方法，并能运用所学知识解决实际问题。
技能目标：1. 能够正确使用常见的检测仪表和设备，进行简单的故障排查和维护。
2. 培养学生动手操作能力，设计简单的技术检测方案，进行数据采集与分析。
3. 提高学生团队协作能力，通过小组讨论、实践等形式，共同解决问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对技术检测与仪表的兴趣，激发学生学习热情，形成积极的学习态度。
2. 增强学生的工程意识，了解技术检测在工程领域的重要性，培养学生的职业责任感。
3. 引导学生关注我国技术检测领域的发展，树立民族自豪感，提高国家认同感。
课程性质：本课程属于理论与实践相结合的课程，旨在培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。
学生特点：学生处于高中阶段，具有一定的物理和数学基础，对新技术和新设备充满好奇，喜欢动手实践。
教学要求：注重理论与实践相结合，突出实用性，激发学生兴趣，提高学生的动手操作能力和团队协作能力。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面均取得预期成果。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 技术检测与仪表的基本原理- 介绍仪表的定义、分类及其在工程中的应用。
- 分析传感器的工作原理，如电阻式、电容式、电感式传感器等。
2. 常见检测仪表的使用与维护- 学习各类仪表的结构、原理及使用方法，如万用表、示波器等。
- 掌握仪表的日常维护和故障排查方法。
3. 数据采集、处理与分析- 介绍数据采集系统组成，学习数据采集方法。
- 掌握数据处理与分析的基本技巧，如滤波、信号提取等。
4. 实践操作与案例分析- 设计实践项目，让学生动手操作，如温度、湿度、压力等检测。
- 分析典型案例，让学生了解技术检测在实际工程中的应用。
严正声明：孙传友是高等教育出版社出版的《现代检测技术及仪表》第1版和第2版教材及其习题解答的唯一著作权人。
该教材的习题解答仅供读者和网友下载阅读。
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《现代检测技术及仪表》第2版习题解答孙传友编第1章1-1答：钱学森院士对新技术革命的论述中说：“新技术革命的关键技术是信息技术。
信息技术由测量技术、计算机技术、通讯技术三部分组成。
测量技术则是关键和基础”。
如果没有仪器仪表作为测量的工具，就不能获取生产、科学、环境、社会等领域中全方位的信息，进入信息时代将是不可能的。
因此可以说，仪器技术是信息的源头技术。
仪器工业是信息工业的重要组成部分。
1-2答：同非电的方法相比，电测法具有无可比拟的优越性：1、便于采用电子技术，用放大和衰减的办法灵活地改变测量仪器的灵敏度，从而大大扩展仪器的测量幅值范围(量程)。
2、电子测量仪器具有极小的惯性，既能测量缓慢变化的量，也可测量快速变化的量，因此采用电测技术将具有很宽的测量频率范围(频带)。
3、把非电量变成电信号后，便于远距离传送和控制，这样就可实现远距离的自动测量。
4、把非电量转换为数字电信号，不仅能实现测量结果的数字显示，而且更重要的是能与计算机技术相结合，便于用计算机对测量数据进行处理，实现测量的微机化和智能化。
1-3答：各类仪器仪表都是人类获取信息的手段和工具。
尽管各种仪器仪表的型号、原理和用途不同，但都由三大必要的部分组成：信息获取部分、信息处理部分、信息显示部分。
从“硬件”方面来看，如果把常见的各类仪器仪表“化整为零”地解剖开来，我们会发现它们内部组成模块大多是相同的。
从“软件”方面来看，如果把各个模块“化零为整”地组装起来，我们会发现它们的整机原理、总体设计思想、主要的软件算法也是大体相近的。
这就是说，常见的各类仪器仪表尽管用途、名称型号、性能各不相同，但它们有很多的共性，而且共性和个性相比，共性是主要的，它们共同的理论基础和技术基础实质就是“检测技术”。
检测技术与控制仪表知到章节测试答案智慧树2023年最新青岛理工大学第一章测试1.在半在一个典型的工业检测仪表结构中，（）是控制系统实现控制作用的基础，它完成对所有被控变量的直接测量。
参考答案:检测单元2.有四台量程不同，但精度等级均为1.0级的测温仪表。
今欲测250℃的温度，选用量程为（）的最为合理。
参考答案:0～300℃3.某台测温仪表的测温范围是200～600℃，而该仪表的最大绝对误差为±3℃，该仪表的精度等级是（）。
参考答案:0.75级4.自动控制系统中，（）是被控系统的核心。
参考答案:被控对象5.显示仪表能够监测到被测量最小变化量的能力称分辨力。
（）参考答案:对第二章测试1.误差是仪表检测示值的函数。
（）参考答案:对2.在同一条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号保持不变的误差称为（）。
参考答案:系统误差3.精密度是指测量仪表值不一致程度的量。
（）参考答案:正确4.某采购员分别在三家商店购买100kg大米、10kg苹果、1kg巧克力，发现缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，在这个例子中，产生此心理作用的主要因素是（）。
参考答案:示值相对误差5.粗大误差主要是由于读数或操作失误造成的。
（）参考答案:对第三章测试1.构成一个传感器必不可少的部分是（）。
参考答案:敏感元件2.天平属于（）检测方法。
参考答案:零位法3.传感器是一种以测量为目的的测量装置。
（）参考答案:对4.微差法是间接法和偏差法的组合。
先将被测量与一个已知标准量进行比较，不足部分再用偏差法测出。
（）参考答案:错5.电阻应变片的核心部分是（）。
参考答案:敏感栅第四章测试1.在热电偶测温回路中经常使用补偿导线的最主要的目的是（）。
参考答案:将热电偶冷端延长到远离高温区的地方2.热电偶有两个热电极。
测温时，置于被测温度场中的接点称热端，置于恒定温度场中的接点称冷端。
（）参考答案:对3.物质的电阻率随温度变化而变化的物理现象，称为热电阻效应。
现代检测技术及仪表课程设计一、引言现代检测技术及仪表课程是理工科学生必不可少的一门课程，也是现代工业不可或缺的重要技术之一。
此课程的重点在于介绍现代检测技术和仪器的基本原理和应用，让学生掌握现代工业发展过程中的检测技术和仪表的应用，提高学生的实际操作能力和实践能力，为将来的工作打下坚实的基础。
二、课程设计为了让学生更好地掌握现代检测技术及仪表课程，我们设计了一套完整的课程体系，具体内容如下：1. 理论学习首先，我们会导入理论知识，介绍检测技术和仪表的基本原理和应用，让学生了解仪器的基本构造、参数和动作原理，并学会分析其测量误差和不确定度。
为此，我们精心挑选了一批优秀的教材和参考书籍，让学生通过自主学习和课堂讲解相结合的方式，深入学习相关理论知识。
2. 实践操作其次，我们将组织学生进行丰富的实践操作。
包括仪器的组装调试、测量精度评定和故障排除等，让学生亲身感受检测仪器的工作过程和特点，培养他们的动手能力和实践能力。
同时，在实践操作过程中，学生也需要加强相关的安全防护和操作规范，以保证其安全、高效完成相关实验课程。
3. 论文撰写最后，我们还将要求所有学生完成一篇相关的学术论文，让学生通过撰写论文的过程，对于理论知识和实践操作有更深入的理解和把握，培养良好的学术写作能力和综合素质，并为将来进一步深入研究相关领域奠定良好的基础。
三、课程评估与总结为了监测学生们对于现代检测技术及仪表课程的学习和掌握情况，我们将采取多种评估方式，包括课堂测试、实验课程报告分析、论文评阅及辅导、成绩统计和汇总等方式，将学生的学习情况得以定时、科学、全面地掌握。
最终，我们将通过评估报告，对本次课程的教学设计和效果进行总结和改进，以求不断提高课程的教学质量和实践效果。
四、结语现代检测技术及仪表课程是现代工业必不可少的基础技能之一，其重要性和实用性也得到了广泛认可和推广。
通过本次课程的教学设计，相信我们能够培养更多的工业技术人才，为提高我国制造业的整体竞争力和影响力做出贡献！。
现代检测技术及仪表现代检测理论与技术现代检测理论与技术检测技术是将自动化、电子、计算机、控制工程、处理、机械等多种学科、多种技术融合为一体并综合运用的符合技术，广泛应用于交通、电力、冶金、化工、建材等各领域自动化装备及生产自动化过程。
1. 常用算法在现代检测理论与技术这门学科中介绍了几种经典的算法，其中遗传算法是最常应用到的。
遗传算法（Geic Algorithm）是模拟达尔文生物进化论的自然选择和遗传学机理的生物进化过程的计算模型，是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法，它最初由美国Michigan 大学J.Holland 教授于1975年首先提出来的。
遗传算法是从代表问题可能潜在的解集的一个种群开始的，而一个种群则由经过基因编码的一定数目的个体组成。
每个个体实际上是染色体带有特征的实体。
染色体作为遗传物质的主要载体，即多个基因的集合，其内部表现（即基因型）是某种基因组合，它决定了个体的形状的外部表现，如黑头发的特征是由染色体中控制这一特征的某种基因组合决定的。
因此，在一开始需要实现从表现型到基因型的映射即编码工作。
由于仿照基因编码的工作很复杂，我们往往进行简化，如二进制编码，初代种群产生之后，按照适者生存和优胜劣汰的原理，逐代演化产生出越来越好的近似解，在每一代，根据问题域中个体的适应度大小选择个体，并借助于自然遗传学的遗传算子进行组合交叉和变异，产生出代表新的解集的种群。
这个过程将导致种群像自然进化一样的后生代种群比前代更加适应于环境，末代种群中的最优个体经过解码，可以作为问题近似最优解。
遗传算法是解决搜索问题的一种通用算法，对于各种通用问题都可以使用。
搜索算法的共同特征为：①首先组成一组候选解；②依据某些适应性条件测算这些候选解的适应度；③根据适应度保留某些候选解，放弃其他候选解；④对保留的候选解进行某些操作，生成新的候选解。
在遗传算法中，上述几个特征以一种特殊的方式组合在一起：基于染色体群的并行搜索，带有猜测性质的选择操作、交换操作和突变操作。
现代检测技术实验报告总结在本次现代检测技术实验中，我们深入探究了多种先进的检测方法，并实际应用这些技术于不同的实验场景中。
以下是对本次实验的总结报告。
实验目的：本次实验旨在使学生熟悉并掌握现代检测技术的原理和操作流程，提高学生的实验技能和分析问题、解决问题的能力。
实验原理：现代检测技术包括但不限于光谱分析、色谱分析、质谱分析、电化学分析等。
这些技术各有其特点和优势，适用于不同物质的检测和分析。
实验材料与设备：- 光谱分析仪- 色谱分析系统- 质谱仪- 电化学工作站- 标准样品- 试剂和耗材实验内容：1. 光谱分析实验：通过使用光谱分析仪，我们对不同物质的光谱特性进行了测量和分析，学习了如何根据光谱图谱识别物质成分。
2. 色谱分析实验：通过色谱分析系统，我们对混合物中各组分的分离和鉴定进行了实验，掌握了色谱图的解读和定量分析方法。
3. 质谱分析实验：利用质谱仪，我们对复杂样品的分子质量进行了测定，了解了质谱图的解析方法和分子结构的推断。
4. 电化学分析实验：通过电化学工作站，我们进行了电位、电流的测量，学习了电化学传感器的工作原理和应用。
实验结果：实验结果显示，所有参与实验的学生均能正确操作相关设备，并对实验数据进行了准确分析。
光谱分析实验中，学生们成功识别了不同物质的光谱特征；色谱分析实验中，学生们能够准确地分离并定量混合物中的组分；质谱分析实验中，学生们掌握了质谱图的解析技巧；电化学分析实验中，学生们能够根据电位-电流曲线推断出样品的电化学性质。
实验讨论：在实验过程中，我们发现一些学生在设备操作和数据分析上存在一定的困难。
针对这些问题，我们建议加强实验前的理论知识学习，以及实验中的实践操作指导。
结论：通过本次实验，学生们不仅掌握了现代检测技术的基本操作，而且提高了解决实际问题的能力。
实验结果表明，学生们能够熟练运用所学技术进行物质的检测和分析，达到了实验教学的目的。
建议：为了进一步提高实验教学效果，建议增加实验案例的多样性，鼓励学生进行创新性实验设计，同时加强实验后的数据整理和分析能力的培养。
第一章1、五大热工量：温度，压力，物位，流量，成分2、理论上讲，M 种敏感期、N 种传感器和3种仪表电路的排列组合可产生M ×N ×3种非电量检测仪表3、非电量电测系统组成第２章 检测系统的基本特性 二、灵敏度Sdxdyx y S x =∆∆=→∆)(lim 0 串接系统的总灵敏度为各组成环节灵敏度的连乘积321S S S S =分辨力与分辨率1、分辨力：能引起输出量发生变化时输入量的最小变化量min x ∆。
2、分辨率：全量程中最大的min x ∆即min max x ∆与满量程L 之比的百分数。
3、 线性系统不失真条件1、K （ω）=｜H(j ω)｜=K 0即幅频特性应当是水平直线，否则产生“幅度失真”2、Φ（ω）=-ωτ即相频特性是过原点的负斜率直线，否则产生“相位失真” 第３章 误差分析与处理基础 3.1 误差的概念与分类3.1.1测量误差的概念及表达方式 一、绝对误差――测量值与真值之差0x x x -=∆ X ――检测仪表指示或显示被测参量的数值即仪表读数或示值（测量值） X 0――在一定时间、空间条件下客观存在的被测量的真实数值（真值）， 一般情况下，理论真值是未知的，在工程上，通常用高一级标准仪器的测量值来代替真值。
二、相对误差（评定测量的精确度）1、实际相对误差：绝对误差与被测量的真值的百分比，记为 %1000⨯∆=x xA δ 2、示值相对误差：绝对误差与仪器的示值的百分比，记为 %100⨯∆=xxx δ 为了减小测量中的示值误差，当选择仪器、仪表量程时，应使被测量的数值接近满度值，一般使这类仪器、仪表工作在不小于满度值2／3以上的区域。
三、引用误差 1、引用误差――示值绝对误差Δx 与仪表量程L 之比值。
%100⨯∆=Lxq 2、最大引用误差max q ：仪表量程内出现的最大绝对误差max x ∆与该仪器仪表量程L 之比值，即%100maxmax ⨯∆=Lx q 仪表在出厂检验时，其示值的最大引用误差q max 不能超过其允许误差Q （以百分数表示）即Q L x q ≤∆=maxmax 3、精度等级工业检测系统常以允许误差Q 作为判断精度等级的尺度。
规定：取允许误差百分数的分子作为精度等级的标志，也即用最大引用误差中去掉百分号（%）后的数字来表示精度等级，其符号是100100max ⨯=⨯=q Q G 精度等级为G 的仪表在规定的条件下使用时，它的绝对误差的最大值的范围是 L G x ⨯±=∆%max[例3-1-1] 检定一个满度值为5A 的1.5级电流表，若在2.0A 刻度处的绝对误差最大，∆x max ＝+0.1A ，问此电流表精度是否合格?解 按式(3-1-6)求此电流表的最大引用误差%0.2%10051.0max =⨯=q 2.0％＞1.5％即该表的基本误差超出1.5级表的允许值。
所以该表的精度不合格。
但该表最大引用误差小于2.5级表的允许值，若其它性能合格可降作2.5级表使用。
[例３-1-2] 测量一个约80 V 的电压，现有两块电压表：一块量程300 V 、0.5级，另一块量程l00 V 、1.0级。
问选用哪一块为好?解 如使用300 V 、0. 5级表、按式(3-1-4)、(3-1-9)求出其示值相对误差为%88.1%10080%5.0300≈⨯⨯≤δ如使用100V 、1.0级表，其示值相对误差为%25.1%10080%0.1100≈⨯⨯≤δ可见由于仪表量程的原因，选用1.0级表测量的精度可能比选用0.5级表为高。
故选用100V 、1.0级表为好。
3.1.2 测量误差的分类根据测量误差的性质及产生的原因，可分为三类：一、随机误差随机误差i δ是测量结果i x 与在重复条件下对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值A 之差。
即A x i i -=δ 随机误差是测量值与数学期望之差，它表明了测量结果的分散性，经常用来表征测量精密度的高低。
随差越小，精密度越高。
二、系统误差在相同测量条件下，对同一被测量进行无限多次重复测量所得结果的平均值A 与被测量的真值A 0之差。
即0A A -=ε系统误差表明了测量结果偏离真值或实际值的程度。
系统误差越小，测量就越准确。
所以，系统误差经常用来表征测量准确度的高低。
三、粗大误差在相同的条件下，多次重复测量同一量时，明显地歪曲了测量结果的误差，称粗大误差，简称粗差。
粗差是由于疏忽大意，操作不当，或测量条件的超常变化而引起的。
含有粗大误差的测量值称为坏值，所有的坏值都应去除，但不是主观或随便去除，必须科学地舍弃。
正确的实验结果不应该包含有粗大误差。
四、准确度、精密度和精确度 测量中发现了粗大误差，数据处理时应将其剔除，这样要估计的误差就只有系统误差和随机误差两类。
ii i i x A x A x A A ∆=-=-+-=+)()(0δε由上式可见，各次测量值的绝对误差等于系统误差ε和随机误差i δ的代数和。
精确度又称为精度，它反映系统误差和随机误差综合影响的程度；准确度则是反映系统误差影响的程度，精密度则是反映随机误差影响的程度。
因此，精度高说明准确度和精密度都高，意味着系统误差和随机误差都小。
3.3.3 系统误差的消除方法一、消除产生误差的根源二、对测量结果进行修正三、采用特殊测量法1、恒定系差消除法(1）零值法(2)替代法(3)交换法(4)补偿法（5）微差法（虚零法）2、变值系差消除法(1)等时距对称观测法――可以有效地消除随时间成比例变化的线性系统误差。
（2）半周期偶数观测法――可以消除周期性的系统误差。
第四章 阻抗型传感器４.1 电阻式传感器：将非电量变化转化为电阻变化的传感器。
４.1.1 电位器式传感器 组成原理三、结构形式2．非接触式――光电电位器 图4－1－2（c ） 3.线绕式电位器的工作原理：其电阻器是由电阻系数很高的极细的绝缘导线整齐的绕在一个绝缘骨架上制成的，在它与电刷相接处的部分，将导线表面的绝缘层去掉，然后加以抛光，形成一个电刷可在其上滑动而平整的接触道。
电刷通常由具有弹性的金属薄片或金属丝制成，其末端弯曲呈弧形。
利用电刷本身的弹性形变所产生的弹性力，使电刷与电阻元件之间有一定的接触压力，以使两者在相对滑动过程中保持可靠的接触和导电。
当电刷离开这一匝而与下一匝接触时，电阻突然增加一匝导线阻值，因此特性曲线相应出现阶梯状。
五、用途：①测量位移；②测量可转化为位移的其他非电量1.应变电阻效应：导体或半导体材料在受到外界压力作用时，产生机械变形，机械变形导致其阻值变化，这种因形变而使其阻值发生变化的现象即为应变电阻效应。
压阻效应：半导体材料受到应力作用时，其电阻率会发生变化，这种现象既是。
半导体材料的电阻变化主要基于压阻效应。
热电阻——金属电阻 一般说来，金属的电阻率随温度的升高而升高，从而使金属的电阻也随温度的升高而升高。
2．对热电阻材料的要求①温度特性的线性度好②温度系数大且稳定③电阻率大④物理化学性能稳定热敏电阻——半导体电阻PTC 正温度系数 CTC 负温度系数 NTC 临界温度系数NTC ——常用于温度测量和温度补偿 PTC 、CTC ——常用作开关元件NTC 热敏电阻特点：电阻温度系数大，灵敏度高，是热电阻的10倍；结构简单，体积小，可以测量点温度；电阻率高，热惯性小，适宜动态测量。
4.1.6 电阻传感器接口电路电桥电路（一）惠斯通电桥 图４-1-１42、电桥开路输出电压： 恒压源供电时))((43214231434211Z Z Z Z Z Z Z Z E Z Z Z Z Z Z E U ++-=⎪⎪⎭⎫⎝⎛+-+=恒流源供电时)(43214231Z Z Z Z Z Z Z Z IU +++-=表4-1-1列出了这几种情况下电桥输出电压的计算公式。
表4-1-1中R ∆表示被测非电量x 引起的传感器电阻的变化，T R ∆表示温度引起的传感器电阻的变化，e 表示不考虑温度影响时的非线性误差。
电阻变化绝对值相同情况的对比结论1、差动半桥和差动全桥与单臂电桥相比，灵敏度高，非线性误差减小，温度误差减小2、双臂工作，只能提高灵敏度，并不能减小非线性误差和温度误差，因此尽可能的采用差动式电阻传感器和差动电桥。
3、恒流源供电时单臂半桥和差动半桥的温度误差都比恒压源供电时小，恒流源供电时差动全桥在理论上无温度误差。
3、电阻变化绝对值不同的情况几点结论： 1）由于温度引起的电阻变化是相同的，因此，如果电阻传感器接在电桥的相邻两臂， 温度引起的电阻变化将相互抵消，其影响将减小或消除；2）被测非电量若使两电阻传感器的电阻变化符号相同，则应将这两电阻传感器接在电桥的相对两臂，但是这只能提高电桥输出电压，并不能减小温度变化的影响和非线性误差。
3）被测非电量若使两电阻传感器的电阻变化符号相反，则应将这两电阻传感器接在电桥的相邻两臂，即构成差动电桥，这既能提高电桥输出电压，又能减小温度变化的影响和非线性误差。
4）恒流源供电时单臂电桥和差动半桥的温度误差都比恒压源供电时小，恒流源供电时差动全桥在理论上无温度误差。
（二）有源电桥――电桥输出电压U0与传感器电阻相对变化RR∆成线性关系 图４－1－１6(a) 02E RU R ∆=-⋅图４－1－１6(b) 0RU E R∆=-⋅图４－1－１6(c) 20112E R R U R R ⎛⎫∆=-⋅+ ⎪⎝⎭图４－1－１6(d) 2o SEU R R =⋅∆４.2 电容式传感器结构类型：变极距、变面积、变介质 二、交流电桥1、电阻平衡臂电桥 图４-２-７（a ）2、变压器电桥图４-２-７（b ）开路（ZL →∞时）输出电压都为2112212022Z Z ZZ E E Z Z Z E U +-⋅=-+⋅=∙∙∙∙Z1和Z2若为两个电容传感器，则..120122C C E U C C -=⋅+ 应用于变极距差动式电容传感器002E d U d ∆=⋅ 第五章 电压型传感器5.2.1 压电效应及其表达式 一、压电效应1．正压电效应（压电效应） 某些电介质，当沿着一定方向对其施力而使它变形时，内部就产生极化现象，同时在它的两个相对的表面上便产生符号相反的电荷；当外力去掉后，又重新恢复不带电的状态；当作用力的方向改变时，电荷的极性也随着改变。
2．逆压电效就（电致伸缩效应）当在电介质的极化方向上施加电场时，这些电介质会产生变形二、电压放大器 图5-2-12 输入电压ωωωωωj CQc j R Qj c j R I U i1111+⨯=+=+= RC10=ω电压放大器增益 121R R K += 输出电压 10U K U ⋅= 输出电压与输入电荷之间的关系具有一阶高通滤波特性其转换灵敏度为200)(11ωω+⨯=CKQ U测力时，dF Q = CdFKU =0因此为扩展传感器工作频带的低频段，须减小ω0三、电荷放大器在理想运放条件下图中R 和C 两端电压均为零，即流过电流为零，因此电荷源电流全部流过Z 即R ／／C.故有)1/(10FFC j R I U ω+-= ωωωωj C Q C j R Q j FF F 0111+⨯-=+-= FF C R 10=ω所以 输出电压与输入电荷之间的转换关系具有一阶高通滤波特性200)(11ωω+⨯=FC QU测力F 时，dF Q =，所以Fc dF U /0= 结论：1、压电传感器不能测量静态参数2、采用电压放大器，更换电缆时，须重新校正采用电荷放大器，更换电缆时，无须重新校正5.3 热电偶（thermal couple ） 5.3.1 热电效应两种导体AB 的两端分别焊接或交接在一起，形成一个闭合的回路。
