检测技术的基本概念

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。

检测技术应用知识点总结一、检测技术的基本概念1.1 检测技术的定义检测技术是指利用特定的设备、仪器或方法对被测物体的特定物理、化学、生物性质进行测量、探测和判定的技术。

1.2 检测技术的基本要素检测技术的基本要素包括被测物体、检测设备、检测方法和检测结果等。

其中，被测物体是指需要进行检测的物质或物体，检测设备是指进行检测所需要的仪器、设备或工具，检测方法是指对被测物体进行检测的具体步骤和手段，检测结果是指通过检测得到的相关数据或信息。

1.3 检测技术的重要性检测技术在各个行业中都扮演着重要的角色。

它可以帮助人们了解被测物体的特定性质，对于产品质量控制、环境监测、医学诊断、食品安全等方面都具有重要意义。

同时，检测技术还可以为科学研究和技术创新提供重要的数据支持。

二、检测技术的分类2.1 检测技术的分类方式检测技术可以根据其检测对象、检测方法、检测原理等不同特点进行分类。

根据检测对象的不同，可以将检测技术分为物理检测技术、化学检测技术、生物检测技术等；根据检测方法的不同，可以将检测技术分为光学检测技术、声学检测技术、电磁检测技术等；根据检测原理的不同，可以将检测技术分为传感器技术、成像技术、分析技术等。

2.2 检测技术的主要应用领域根据不同的分类方式，检测技术在各个行业中都有不同的应用。

物理检测技术主要应用于工程领域和材料科学中，用于检测物体的形状、结构、物理性质等；化学检测技术主要应用于化工领域和环境保护中，用于检测物质的化学成分和性质；生物检测技术主要应用于医学诊断、食品安全、生物医药领域，用于检测生物体的生理和生化特性。

2.3 检测技术的未来发展方向随着科技的不断进步，检测技术也在不断发展。

未来，检测技术将朝着智能化、精准化、高效化的方向发展。

同时，随着人工智能、大数据、云计算等技术的不断成熟，检测技术还将与这些新兴技术相结合，形成更加强大的检测系统，为各个行业提供更加全面、精准的检测解决方案。

教师授课方案（首页）教案附页测量是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。

二、测量的方法：可分为静态测量和动态测量、直接测量和间接测量、模拟式测量和数字式测量、接触式测量和非接触式测量、在线测量和离线测量。

根据测量的具体手段来分，又可分为偏位式测量、零位式测量和微差式测量。

第二节测量误差及分类【本节内容设计】由误差分类以及产生误差的原因学习之后进行有关误差计算、测量结果的数据统计处理进行传感器的基本特性中的静态特性的学习为以后学习各种传感器以及检测转换技术做知识储备【授课内容】一、误差的分类1、介绍：真值Ａ0、绝对误差：Δ=A x–Ａ（1-1）2、示值（标称）相对误差x3、引用误差m%100m⨯∆=A m γ （1-4） 4、当取仪表的最大绝对误差值m时，引用误差常被用来确定仪表的准确度等级S ，即100mm⨯=A ΔS （1-5） 我国的模拟仪表有下列七种等级，准确度等级的数值越小，仪表的就越昂贵表1-1 仪表的准确度等级和基本误差准确度等级 0.1 0.20.51.0 1.52.5 基本误差±0.1%±0.2% ±0.5%±1.0%±1.5%±2.5%±仪表的准确度与“精度”举例：在正常情况下，用0.5级、量程为100℃温度表来测量温度时，可能产生的最大绝对误差为：Δm ＝（±0.5%）×A m ＝±（0.5%×100）℃＝±0.5℃例1-1 某压力表准确度为2.5级，量程为0～1.5MPa ，求：1）可能出现的最大满度相对误差m。

2）可能出现的最大绝对误差m为多少kPa ？3）测量结果显示为0.70MPa 时，可能出现的最大示值相对误差x。

解 1）可能出现的最大满度相对误差可以从准确度等级直接得到，即m＝±25%。

2） m ＝mA m ＝±25％１.5MPa ＝±0.0375MPa ＝±37.5kPa由上例可知，x的绝对值总是大于（在满度时等于）m例1-2 现有准确度为0.5级的0～300℃的和准确度为1.0级的0～100℃的两个温度计，要测量80℃的温度，试问采用哪一个温度计好？解 计算用0.5级表以及1.0级表测量时，可能出现的最大示值相对误差分别为±1.88%和±1.25%。

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。

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。