第一章 检测技术的基本概念
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第一章 检测技术的基本概念 考核知识点和考核要求:1、领会:测量的基本概念及测量方法,测量结果的数据统计及处理2、掌握:测量误差及分类,传感器及其基本特性3、熟练掌握:绝对误差和相对误差的计算,仪表的精度等级 第一节 测量的基本概念与方法 1)根据测量是否随时间变化:静态测量。
例如:激光干涉仪对建筑物的缓慢沉降做长期监测是静态测量 动态测量。
例如:光导纤维陀螺仪测量火箭飞行速度、方向是动态测量 2)根据测量的手段不同:直接测量:直接读取被测量的测量结果。
例如:磁电式仪表测量电流电压、离子敏MOS 场效应管晶体测量PH 值和甜度间接测量:对与被测量有确定函数关系的量进行直接测量,再代入函数关系式计算测量量。
例如:测量物体密度3)根据测量结果的显示方式:模拟式测量和数字式测量(其中:数字式测量比模拟式测量精度要高) 4)根据是否是在生产过程中或流水线上测量:在线测量。
例如:自动化机床边加工边测量,在实际中大多采用在线测量方式 离线测量5)根据测量的具体手段:偏位式测量:被测量作用于仪表内部的比较装置,使该比较装置产生偏移量,直接以仪表的偏移量表示被测量的测量方式(直接用偏移量的大小表示测量量)。
例如:弹簧秤测量物体质量,高斯计测量磁场强度。
特点:简单迅速但精度低。
易产生灵敏度漂移和零点漂移零位式测量:被测量与仪表内部的标准量比较,当系统达到平衡时,用已知标准量的值决定被测量的值(标准量的值为测量量的值)。
例如:天平测量物体质量,平衡式电桥测量电阻值。
特点:精度高但平衡复杂。
微差式测量:预先使被测量与测量装置内部的标准量取得平衡,当被测量有微小变化时,测量装置失去平衡,偏位式仪表指示出变化部分的数值(先平衡再有微量变化时)。
例如:天平测量化学药品,钢板厚度测量。
特点:上述两者的综合 第二节 测量误差及分类1.真值:是指在一定条件下被测量客观存在的实际值。
分类:1)理论真值(例:三角形的内角之和为180°)2)约定真值(例:标准条件下,水的三相点为273.16K ,金的凝固点为1064.18℃)3)相对真值(例:凡精度高一级或几级的仪表的误差是精度低的仪表误差的1/3以下时,则精度高的仪表的测量值可认为是相对真值)2.测量误差:测量值与真值之间的差值 根据其特征不同:1)绝对误差:是指测量值A x 与真实值A 0之间的差值,即Δ=A x -A0 2)相对误差:反应测量值偏离真值程度的大小实际相对误差A γ:绝对误差Δ与被测量的真值A0的百分比, %1000⨯∆=A Aγ示值(标称)相对误差x γ:绝对误差∆与被测量A x 的百分比,%100⨯∆=xxA γ满度(引用)相对误差m γ:绝对误差∆与仪器满度值A m 的百分比,%100m⨯∆=A mγ3. 准确度等级S :当∆ 取仪表的最大绝对误差值∆m 时,满度相对误差常被用来确定仪表的准确度等级,100mm⨯=A ΔS 注意:仪表的准确度在工程中也常称为“精度”,准确度等级习惯上称为精度等级。