检测技术的基本概念1

《⾃动检测技术及应⽤》期末复习资料第1章检测技术的基本概念1. 电⼯实验中，采⽤平衡电桥测量电阻的阻值，是属于零位式测量，⽽⽤⽔银温度计测量⽔温的微⼩变化，是属于偏位式测量。

2. 某采购员分别在三家商店购买100kg ⼤⽶，10kg 苹果，1kg 巧克⼒，发现均缺少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⽰值相对误差。

3. 在选购线性仪表时，必须在同⼀系列的仪表中选择适当的量程。

这时必须考虑到应尽量使选购的仪表量程为欲测量的1.5倍左右为宜。

4. ⽤万⽤表交流电压档(频率上限为5kHz)测量100kHz 、10V 左右的⾼频电压，发现⽰值不到2V ，该误差属于粗⼤误差。

⽤该表直流电压档测量5号⼲电池电压，发现每次⽰值均为1.8V ，该误差属于系统误差。

5. 重要场合使⽤的元器件或仪表，购⼊后需进⾏⾼、低温循环⽼化试验，其⽬的是为了提早发现故障，提⾼可靠性。

6. 各举出两个⽇常⽣活中的⾮电量电测的例⼦来说明静态测量：⽤电⼦天平称出物体的重量；⽤⽔银温度计测量⽔温；动态测量：地震测量振动波形；⼼电图测量跳动波形；直接测量：⽤电⼦卡尺测量物体的⾼度；间接测量：曹聪称象；接触式测量：⽤体温计测体温；⾮接触式测量：雷达测速；在线测量：在流⽔线上，边加⼯，边检验，可提⾼产品的⼀致性和加⼯精度；离线测量：产品质量检验；7. 有⼀温度计，它的测量范围为0~200℃，准确度等级为0.5级，求：(1)该表可能出现的最⼤绝对误差。

(2)当⽰值分别为20℃、100℃时的⽰值相对误差。

解:(1)由表1-1所⽰，温度计的准确度等级对应最⼤满度相对误差，即由满度相对误差的定义，可得最⼤绝对误差为：m =(±0.5%)A m =±(0.5%×200)℃=±1℃(2)当⽰值分别为20℃和100℃时，⽰值相对误差为：%5%100201%10011±=?±=??=x m x A γ %1%1001001%10022±=?±==x m x A γ 8. 欲测240V 左右的电压，要求测量⽰值相对误差不⼤于0.6%，问：若选⽤量程为250V 电压表，其准确度应选模拟仪表中常⽤的哪⼀个等级？若选⽤量程为300V 和500V 的电压表，其准确度⼜应分别选哪⼀级？解：(240×0.6%)/250=0.576%，下近0.5级，应选择0.5级。

检测技术的基本概念第一节测量的一般概念及方法对于测量方法，从不同的角度出发，有不同的分类方法。

（须举例说明）：1. 静态测量和动态测量2. 直接测量和间接测量3. 模拟式测量和数字式测量4. 接触式测量和非接触式测量5. 在线测量和离线测量第二节测量误差及分类测量值与真值之间的差值称为测量误差（Measuring error）。

测量误差可其不同特征进行分类。

一、绝对误差和相对误差重要公式：1. 绝对误差（Absolute Error ）△=A x —A 02. 相对误差（Relative Error ）（掌握基本概念！）（1）示值（标称）相对误差x（2）满度（引用）相对误差m我国模拟仪表有下列七种等级：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。

讨论：上表说明什么？在正常工作条件下，可以认为仪表的最大绝对误差是不变的，而示值相对误差x随示值的减小而增大。

与同学一起做：例1-1 :分析讨论仪表精度等级与量程范围及示值相对误差之间的关系。

二、粗大误差、系统误差和随机误差（掌握基本概念）1. 粗大误差（举例）2. 系统误差（举例）3. 随机误差（举例）分析正态分布的规律：（举例）（1）有界性（2）对称性（3）集中性三、静态误差和动态误差1 .静态误差（Static Error ）（举例）2.动态误差（Dynamic Error ）（举例）第三节传感器及基本特性讨论传感器的组成及框图：传感器由敏感元件，传感元件及测量转换电路三部分组成。

分析：图1-3 :传感器的组成框图结合电位器式压力传感器的工作原理，可将图1-4方框中的内容具体化。

图1-5 :电位器式压力传感器原理框图（演示该传感器）二、传感器分类1）按被测量分类2）按测量原理分类三、传感器基本特性1. 灵敏度（是否越大越好？）分析：图1-6，用作图法求取传感器的灵敏度（先看多媒体动画）2. 分辨力（举例）3. 线性度（数值大好还是小好？）图1-7 :传感器线性度作图（先看多媒体动画）4. 稳定性（Regulation ）（举例说明重要性）5. 电磁兼容性（EMC （举例说明重要性）6. 可靠性（Reliability ）（1）故障平均间隔时间（MTBF⑵平均修复时间（MTTR（3）故障率或失效率（■）图1-8 :故障率变化曲线。

绪论1、什么是检测：指利用各种物理、化学效应，选择合适的方法与装置，将生产、科研、生活等各方面的有关信息通过检查与测量的方法赋予定性或定量的过程。

2、什么是自动检测与转换技术：指能够自动地完成整个检测处理过程的技术称为。

一、检测技术在国民经济中的地位和作用答：1.在机械制造行业中2.在电力等行业中3.在交通领域中4.在国防科研中5.在导弹、卫星研制中6.在日常生活中二、工业检测技术的内容1.热工量，2.机械量，3.几何量，4.物体的性质和成分量，5.状态量，6.电工量三、自动检测系统的组成1.自动检测系统的组成：1.传感器，2.信号调理，3.数据处理装置，4.显示器，5.执行机构2.传感器：指一个能将被测的非电量变换成电量的器件（确切定义如1-3）四、检测技术的发展趋势1.不断提高检测系统的测量准确度，量程范围，延长使用寿命，提高可靠性。

2.应用新技术和新的物理效应，扩大检测领域。

3.发展集成化、功能化的传感器4.采用计算机技术，使检测技术智能化。

5.发展网络化传感器及检测系统。

五、学习方法1.本书配套或第一章检测技术的基本概念测量得到的定量的结果&1-1测量的基本概念及方法1.测量：借助专门的技术和仪表设备，采用一定的方法取得某一客观事物定量数据资料的认识过程2.测量方法的分类：1.静态和动态测量根据被测量是否随时间变化2.直接和间接测量间接测量比较复杂（用函数关系计算求得）3.模拟式和数字式测量4.接触式和非接触式测量5.在线和离线测量生产过程边生产边测量称在线测量。

&&1-2 测量误差及分类1.真值：指在一定条件下被测量客观存在的实际值。

2.真值分类：1.理论真值：三角形内角和为180度2.约定真值：银的凝固点为961.78度3.相对真值：凡准确度高两级的仪表的误差与准确度低的仪表的误差比在1/3以下时，则高两级仪表的测量值可以认为是相对真值3.测量误差：指测量值与真值之间的差值4.测量误差的分类：1.绝对误差和相对误差2.粗大误差、系统误差和随机误差3.静态误差和动态误差一、绝对误差和相对误差1.绝对误差Δ：测量值Ax与真值A0之间的差值：Δ= Ax- A02.相对误差1.示值（标称）相对误差γx : 指用绝对误差Δ与被测量值Ax的百分数比来表示γx = Δ/ Ax *100%2. 满度（引用）相对误差γm :测量下限为0的仪表的γm= =Δ/A m *100%（A m仪表满度值）（A m =Amax-Amin)3. 满度（引用）相对误差常被用来确定仪表的准确度等级S：S= Δm/A m *100 ( Δm指最大误差值）准确度等级也称为精度等级例1-1（P11)某压力表准确度为2.5级，量程0-1.5MPa,测量结果显示为0.7MPa，试求：1.可能出现的最大满度相对误差γm，2.可能出现的最大绝对误差Δm为多少千帕，3.可能出现的最大示值相对误差γx解：1.可能出现的最大满度相对误差即为准确度等级：γm=2.5%2.Δm=γm*A m=2.5%*1.5=0.0375MPA=37.5KPA3.γx=Δm/Ax*100%=0.0375/0.7*100%=5.36%例1-2（P12）现有0.5级的0-300度的和1.0级的0-100度的两个温度计，要测量80度的温度，试问哪一个好？解：本题是要确定两个温度计的γx，选小的。

《自动检测与转换技术》 本书学习特点：(1) 理清理论和应用之间的关系（题型：选择20个，填充15个，判断5个，简答30分，计算5题30分）熟悉以前的考卷，难度和风格基本和以前考卷相似。

着重理论基础，应用也离不开基础，精力要放在基本知识点，应用实例不要花太多时间。

(2) 重要的知识点要背，否则将无法做简答题，重要的知识点会在考卷中反复出现，可能是简答，也可能是选择。

(3) 力争把计算题拿满分(30分)题型和以前不会有太大变化，所用公式基本相同，但所求量和已知量会有所不同。

第一章 检测技术的基本概念 ——1个计算题、1个简答题以及基本概念知识点1、测量的方法 P5 ①按手段分：直接测量、间接测量； ②按是否随时间变化分：静态测量(缓慢变化) 、动态测量(快速变化)；③按显示方式分 模拟测量、数字测量 (07.04填)偏位式测量——如：弹簧秤P6 测量的具体手段 零位式测量——如：天平、用平衡式电桥来测量电阻值均属零位式测量 微差式测量——如：核辐射钢板测厚仪知识点2、测量误差 P8 （计算题一定有）(1) 绝对误差 △＝A x －A 0 A x 为测量值 A 0为真值(2) 相对误差 a 、实际相对误差 γA ＝△/A 0×100%b 、示值相对误差 γx ＝△/A x ×100%c 、满度相对误差 γm ＝△/A m ×100% A m 为量程 A m ＝A max －A min用于判断仪表准确度等级精确度 s ＝│△m /A m │×100P8 * 我国模拟仪表有7种等级：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0级，其他等级是没有的 P9 例1-1 例1-2 看懂又例：有三台仪表，量程为0～600℃，精度等级2.5级、2.0级、1.5级（仅作例题，实际无2.0级仪表）现需测量500℃左右温度，要求其相对误差不超过2.5%，应选哪只仪表合理？ (07.04计) 解：实际允许误差 △＝500×2.5%＝12. 5℃ 2.5级仪表最大误差 △1＝600×2.5%＝15℃ 2.0级仪表最大误差 △2＝600×2.0%＝12℃ 1.5级仪表最大误差 △3＝600×1.5%＝9℃ 选用2.0级仪表较为合理又例：有一仪表测量范围为0～500℃，重新校验时，发现其最大绝对误差为6℃，问这只仪表可定几级？ (07.04选) (07.04计)解：γm ＝△/A m ×100%＝6/500×100%＝1.2% 该仪表应定为1.5级* P9 (选/判)选用仪表时应兼顾精度等级和量程，通常希望示值落在仪表满度值的2/3以上，选仪表量程为实际值的1.5倍。

第一章 检测技术的基本概念一、填空题：1、传感器有 、 、 组成2、传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出 与输入 的比值。

3、从输出曲线看，曲线越陡，灵敏度 。

4、下面公式是计算传感器的 。

9)-(1 %100minmax max L L ⨯-=y y Δγ 5、某位移传感器的输入变化量为5mm ，输出变化量为800mv ，其灵敏度为 。

二、选择题：1、标准表的指示值100KPa ，甲乙两表的读书各为101.0 KPa 和99.5 KPa 。

它们的绝对误差为 。

A 1.0KPa 和-0.5KPaB 1.0KPa 和0.5KPaC 1.00KPa 和0.5KPa2、下列哪种误差不属于按误差数值表示 。

A 绝对误差B 相对误差C 随机误差D 引用误差3、有一台测量仪表，其标尺范围0—500 KPa ，已知绝对误差最大值∆P max=4 KPa ，则该仪表的精度等级 。

A 0.5级B 0.8级C 1级D 1.5级4、选购线性仪表时，必须在同一系列的仪表中选择适当的量程。

应选购的仪表量程为测量值的 倍。

A3倍 B10倍 C 1.5倍 D 0.75倍5、电工实验中，常用平衡电桥测量电阻的阻值，是属于 测量，而用水银温度计测量水温的微小变化，是属于 测量。

A 偏位式B 零位式C 微差式6、因精神不集中写错数据属于 。

系统误差 B 随机误差 C 粗大误差7、有一台精度2.5级，测量范围0—100 KPa ，则仪表的最小分 格。

A45 B40 C30 D 208、重要场合使用的元件或仪表，购入后进行高、低温循环老化试验，目的是为了 。

A 提高精度B 加速其衰老C 测试其各项性能指标D 提高可靠性9、传感器能感知的输入量越小，说明 越高。

A 线性度好B 迟滞小C 重复性好D 分辨率高三、判断题1、回差在数值上等于不灵敏度 ( )2、灵敏度越大，仪表越灵敏 （ ）3、同一台仪表，不同的输入输出段灵敏度不同 （ ）4、灵敏度其实就是放大倍数 （ ）5、测量值小数点后位数越多，说明数据越准确 （ ）6、测量数据中所有的非零数字都是有效数字 （ ）7、测量结果中小数点后最末位的零数字为无效数字（）四、问答题1、什么是传感器的静态特性，有哪些指标。

检测技术的基本概念典型参数的检测技术检测技术的练习检测技术的基本概念检测的意义为了满足机械产品的功能要求,在正确合理地完成了可靠性、使用寿命、运动精度等方面的设计以后，还须进行加工和装配过程的制造工艺设计，即确定加工方法、加工设备、工艺参数、生产流程及检测手段。

其中，特别重要的环节就是质量保证措施中的精度检验。

“检验”就是确定产品是否满足设计要求的过程，即判断产品合格性的过程。

检验的方法可以分为两类：定性检验和定量检验。

定性检验的方法只能得到被检验对象合格与否的结论，而不能得到其具体的量值。

定量检验的方法是在对被检验对象进行测量后，得到其实际值并判断其是否合格的方法，简称为“检测”。

检测的核心是测量技术。

通过测量得到的数据，不仅能判断其合格性，还为分析产品制造过程中的质量状况提供了最直接而可靠的依据。

测量的基本要素一个完整的测量过程应包含被测量、计量单位、测量方法（含测量器具）和测量误差等四个要素。

被测量在机械精度的检测中主要是有关几何精度方面的参数量，其基本对象是长度和角度。

计量单位是以定量表示同种量的量值而约定采用的特定量。

我国规定采用以国际单位制（SI）为基础的“法定计量单位制”。

常用的长度单位有“毫米（mm）”、“微米（μm）”和“纳米（n m）”，常用的角度单位有“度（°）”、“分（′）”、“秒（″）”和“弧度（rad）”、“球面度（sr）”。

测量方法是根据一定的测量原理，在实施测量过程中对测量原理的运用及其实际操作。

广义地说，测量方法可以理解为测量原理、测量器具（计量器具）和测量条件（环境和操作者）的总和。

测量误差是被测量的测得值与其真值之差。

由于测量会受到许多因素的影响，其过程总是不完善的，即任何测量都不可能没有误差。

从测量的角度来讲，真值只是一个理想的概念。

因此，对于每一个测量值都应给出相应的测量误差范围，说明其可信度。

不考虑测量精度而得到的测量结果是没有任何意义的。

检测的一般步骤通常情况下，检测应有以下几个步骤：1、确定被检测项目认真审阅被测件图纸及有关的技术资料，了解被测件的用途，熟悉各项技术要求，明确需要检测的项目。

《自动检测与转换技术》 本书学习特点：(1) 理清理论和应用之间的关系（题型：选择20个，填充15个，判断5个，简答30分，计算5题30分）熟悉以前的考卷，难度和风格基本和以前考卷相似。

着重理论基础，应用也离不开基础，精力要放在基本知识点，应用实例不要花太多时间。

(2) 重要的知识点要背，否则将无法做简答题，重要的知识点会在考卷中反复出现，可能是简答，也可能是选择。

(3) 力争把计算题拿满分(30分)题型和以前不会有太大变化，所用公式基本相同，但所求量和已知量会有所不同。

第一章 检测技术的基本概念 ——1个计算题、1个简答题以及基本概念知识点1、测量的方法 P5 ①按手段分：直接测量、间接测量； ②按是否随时间变化分：静态测量(缓慢变化) 、动态测量(快速变化)；③按显示方式分 模拟测量、数字测量 (07.04填)偏位式测量——如：弹簧秤P6 测量的具体手段 零位式测量——如：天平、用平衡式电桥来测量电阻值均属零位式测量微差式测量——如：核辐射钢板测厚仪知识点2、测量误差 P8 （计算题一定有）(1) 绝对误差 △＝A x －A 0 A x 为测量值 A 0为真值(2) 相对误差 a 、实际相对误差 γA ＝△/A 0×100%b 、示值相对误差 γx ＝△/A x ×100%c 、满度相对误差 γm ＝△/A m ×100% A m 为量程 A m ＝A max －A min用于判断仪表准确度等级精确度 s ＝│△m /A m │×100P8 * 我国模拟仪表有7种等级：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0级，其他等级是没有的P9 例1-1 例1-2 看懂又例：有三台仪表，量程为0～600℃，精度等级2.5级、2.0级、1.5级（仅作例题，实际无2.0级仪表）现需测量500℃左右温度，要求其相对误差不超过2.5%，应选哪只仪表合理？ (07.04计)解：实际允许误差 △＝500×2.5%＝12. 5℃ 2.5级仪表最大误差 △1＝600×2.5%＝15℃2.0级仪表最大误差 △2＝600×2.0%＝12℃ 1.5级仪表最大误差 △3＝600×1.5%＝9℃ 选用2.0级仪表较为合理又例：有一仪表测量范围为0～500℃，重新校验时，发现其最大绝对误差为6℃，问这只仪表可定几级？ (07.04选) (07.04计)解：γm ＝△/A m ×100%＝6/500×100%＝1.2% 该仪表应定为1.5级* P9 (选/判)选用仪表时应兼顾精度等级和量程，通常希望示值落在仪表满度值的2/3以上，选仪表量程为实际值的1.5倍。