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1、常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传感器应用技术传感器应用技术传知万物传知万物 感创未来感创未来教师信息教师信息陆海空陆海空电子与电气学院测控教研室电子与电气学院测控教研室SB406电话：电话：13601500199Email:公共邮箱：公共邮箱：口令：口令：ccit2010传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传感器与执行器传感器与执行器课程定位课程定位电子、电气类专业基础课。电子、电气类专业基础课。课程特点：课程特点：1、专业知识承上启下；、专业知识承上启下；2、整个课程理论与实践结合，通篇通俗易懂；、整个课程理论与实践结合，通篇通俗易懂；完成三个
2、综合实训项目；完成三个综合实训项目；3、课程内容体系清晰明了；、课程内容体系清晰明了；4、很多其他专业领域均需要本课程知识；、很多其他专业领域均需要本课程知识；传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传感器与执行器传感器与执行器考核方式考核方式物联网应用技术专业：考试物联网应用技术专业：考试态度性评价占态度性评价占20%，知识性评价占，知识性评价占40%，技能性评价占，技能性评价占40%考核分类考核项目分数比例(%)考核指标考核要求态度性20上课迟到、早退、旷课、上课纪律等知识性作业12学习主动性与创造性课堂提问、课外答疑期末考试28笔试技能性项目准备8预习报
3、告项目操作16独立完成情况、数据正确性项目报告8书写规范、数据分析正确操作测试8传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传感器与执行器传感器与执行器学习要求学习要求学习方法要求：学习方法要求：1、课前预习；、课前预习；2、多自学、多探讨；、多自学、多探讨；3、多观察实际生活，多思考；、多观察实际生活，多思考；4、重视作业、实验实训等实践性环节；、重视作业、实验实训等实践性环节；5、及时复习、及时复习祝愿同学们学习愉快！祝愿同学们学习愉快！传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院课程内容课程内容认识传感器认识传感器温度传感器温度
4、传感器力传感器力传感器传感器介绍传感器介绍传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器什么是传感器什么是传感器v工业控制系统饮料灌装车间传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器什么是传感器什么是传感器v小型电子秤(Electronicscale)传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器什么是传感器什么是传感器v家庭用煤气报警器(Gasalarm)
5、传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器什么是传感器什么是传感器信息传送信息传送信息获取信息获取信息处理信息处理感官感官神经神经大脑大脑肢体肢体执执 行行通信技术通信技术Communication传感器技术传感器技术Sensor计算机技术计算机技术Computer执行机构执行机构Actuator传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器什么是传感器什么是传感器传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器什么是传感器什么是传感器操作人员的工作
6、操作人员的工作:检测检测眼眼运算、命令运算、命令脑脑执行执行手手汽包液位人工控制汽包液位人工控制传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器什么是传感器什么是传感器自动系统自动系统的工作的工作:检测检测传感器传感器运算、命令运算、命令控制器控制器执行执行执行器（控制阀）执行器（控制阀）汽包液位自动控制汽包液位自动控制传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器什么是传感器什么是传感器实质：非电量电测技术实质：非电量电测技术GB/T7665-2005传感器通用术语传感器通用术语传感器：能感受传感器
7、：能感受规定规定的的被测量被测量并并按照一定按照一定的规律转换的规律转换成成可用输出信号可用输出信号的器件或装置，的器件或装置，通常由通常由敏感元件敏感元件和和转换元件转换元件组成。组成。传感器：能把外界非电信息按一定规律转传感器：能把外界非电信息按一定规律转换成电信息输出的器件或装置。换成电信息输出的器件或装置。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器什么是传感器什么是传感器v工业控制中检测最多的物理量：工业控制中检测最多的物理量：温度温度力力光光位移位移传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器
8、认识传感器什么是传感器什么是传感器v工业测控系统工业测控系统温度测控温度测控1温度传感器；温度传感器；2电阻丝电阻丝传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器什么是传感器什么是传感器传感器应用技术涉及主要技术：传感器应用技术涉及主要技术：1、传感器制造技术、传感器制造技术2、检测技术、检测技术3、智能传感器技术、智能传感器技术传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器什么是传感器什么是传感器检测技术检测技术关于测量与误差关于测量与误差传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州
9、信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v检测技术地位检测技术地位v检测技术发展方向检测技术发展方向v检测系统组成检测系统组成v检测系统基本特性检测系统基本特性传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v一、检测技术地位一、检测技术地位(DetectionTechnology)含义含义检测技术是人们为了对检测技术是人们为了对被测对象被测对象所包含所包含的信息进行定性的了解和定量的掌握所采取的信息进行定性的了解和定量的掌握所采取的一系列的一系列技术措施技术措施。工欲善其事，工欲善其事，必先利其器必先利其器传知万物传知
10、万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术传感器技术传感器技术计算机技术计算机技术通信技术通信技术信息技术信息技术五官五官大脑大脑神经神经传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术作用一作用一作用二作用二作用三作用三检测技术是产品检验和质量控制的重要手段检测技术是产品检验和质量控制的重要手段 在线检测技术在线检测技术检测技术和装置是自动化系统中不可缺少的组成部分检测技术和装置是自动化系统中不可缺少的组成部分检测技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步检测技术的完善和发展推
11、动着现代科学技术的进步检测技术在大型设备安全经济运行监测中得到广泛应用检测技术在大型设备安全经济运行监测中得到广泛应用作用四作用四传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v二、检测技术发展方向二、检测技术发展方向1新原理、新材料、新工艺新原理、新材料、新工艺新原理：特种参数新原理：特种参数视觉、嗅觉、味觉、听觉等视觉、嗅觉、味觉、听觉等极端参数极端参数超高温、超高压等超高温、超高压等仿生学的发展：嗅觉传感器；方向传感器仿生学的发展：嗅觉传感器；方向传感器新材料：新型敏感元件新材料：新型敏感元件新工艺：无接触测量技术新工艺：无
12、接触测量技术传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v二、检测技术发展方向二、检测技术发展方向2多维化、多功能化、小型化、集成化多维化、多功能化、小型化、集成化同样功能的传感器集成：一维（点测量），二维（面测量），同样功能的传感器集成：一维（点测量），二维（面测量），三维（体测量）三维（体测量）不同功能的传感器集成：使一个传感器可同时测量不同种类的不同功能的传感器集成：使一个传感器可同时测量不同种类的多个参数多个参数传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术
13、v二、检测技术发展方向二、检测技术发展方向3微电子技术、微处理器与传感器结合（智能化）微电子技术、微处理器与传感器结合（智能化）可减少干扰、提高传感器精度、优化传感器功能，实现实时数据可减少干扰、提高传感器精度、优化传感器功能，实现实时数据处理等。即不只完成信息获取、转换，还能进行数据处理等，是广义处理等。即不只完成信息获取、转换，还能进行数据处理等，是广义上的检测技术。上的检测技术。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v三、检测系统组成三、检测系统组成传感器传感器测量电路测量电路电源电源指示仪指示仪记录仪记录仪数据处理
14、仪器数据处理仪器被测量被测量传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v三、检测系统组成三、检测系统组成信息的获取信息的获取转换转换显示、处理显示、处理传感器传感器测量电路、测量电路、放大器等放大器等数据处理、数据处理、分析仪器分析仪器指示仪、指示仪、记录仪等记录仪等敏感元件敏感元件如悬臂梁如悬臂梁转换元件转换元件如应变片如应变片传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v1 1、传感器、传感器测量接口测量接口能感受规定的被测量并按照一定的规律转换能感受规定的
15、被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。和转换元件组成。传感器是整个检测系统中最重要的环节，检测系统获取信息的质量由传感器的性能一次性确定，传感器的误差决定整个系统的精度。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v分类分类从应用目的角度（被测量性质）：从应用目的角度（被测量性质）：机械量传感器：机械量传感器：位移、速度、加速度、振动、力、尺寸热工量传感器：热工量传感器：温度、压力、流量、物位化学量传感器：化学量传感器：浓度、化学成分状态量传
16、感器：状态量传感器：颜色、透明度、磨损量、裂纹从研究目的角度（输出量性质从研究目的角度（输出量性质/工作原理）：工作原理）：参量型传感器：参量型传感器：电阻式、电容式、电感式（无源电参量）发电型传感器：发电型传感器：热电偶、光电、磁电、压电等（输出电压或电流）传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v2、测量电路、测量电路(MeasuringCircuit)作用作用：将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电将传感器的输出信号转换成易于测量的电压或电流信号。流信号。放大、阻抗匹配、微分、积分、线性化补偿等测量电路的种类由传感
17、器类型决定，如：电阻式传感器采用电桥电路测量。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v3、显示记录装置显示记录装置作用：是检测人员和检测系统联系的主要环节，使检测作用：是检测人员和检测系统联系的主要环节，使检测人员了解检测数值的大小或变化过程。人员了解检测数值的大小或变化过程。分类：模拟显示、数字显示、图像显示。分类：模拟显示、数字显示、图像显示。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v四、检测系统基本特性（静态特性）四、检测系统基本特性（静态特性）(
18、Staticcharacteristic)当被测量不随时间变化或变化很慢时，可当被测量不随时间变化或变化很慢时，可以认为检测系统的输入量和输出量都和时间无以认为检测系统的输入量和输出量都和时间无关，表示它们之间关系的是一个不含时间变量关，表示它们之间关系的是一个不含时间变量的代数方程，在这种关系基础上，确定的检测的代数方程，在这种关系基础上，确定的检测装置性能参数称为静态特性。装置性能参数称为静态特性。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v概念：测量范围与量程概念：测量范围与量程(Range)测量范围：测量范围：正常工作
19、条件下，检测系统或仪表能够测量的被测量值的总范围。通常以测量范围的下限值和上限值表示。测量量程：测量量程：测量范围上限值与下限值的代数差。给出测量范围即知被测量的上、下限和量程，但仅知道量程，却无法判断测量范围。输出量程：输出量程：测量系统输出的上限值与下限值的代数差零点（零点（ZERO）：一般指量程下限值的状态满量程（满量程（FS）：）：一般指量程上限值的状态，又叫满刻度、满标传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术1 1、灵敏度灵敏度(Sensitivity)传感器或检测系统在稳态下输出量传感器或检测系统在稳态下输出量变
20、化和引起此变化的输入量变化的比值。变化和引起此变化的输入量变化的比值。输入输入-输出特性曲线斜率输出特性曲线斜率传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术若系统的输出和输入间有线性关系，则灵敏度s是一个常数。一般希望灵敏度在整个测量范围内保持常数，这样，可得均匀刻度的标尺，读数方便，便于分析、处理测量结果。对于线性系统对于线性系统(Linearsystem)：灵敏度是其传递函数（输出量与输入量之比）对于非线性系统对于非线性系统(Nonlinearsystem)：其灵敏度随输入量的变化而变化，常将其校正(Calibration)
21、为线性系统输入输出若为不同量纲(Dimension)，则s也有量纲；输入输出若为相同量纲，s则可理解为放大倍数。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术若检测系统由多个环节组成，各环节灵敏度分别为S1、S2、S3，且以串联方式连接，则整个系统灵敏度为：y2y1S1S2S3xy0传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v例题例题1某测温系统由四个线性环节组成，各自灵敏度如下：铂电阻温度传感器：0.35/电桥：0.01V/放大器：100（放大倍数）笔式记录仪：
22、0.1cm/V求：（1）测温系统的总灵敏度（2）记录仪笔尖位移4cm时，所对应的温度变化值传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v2、分辨率与分辨力分辨率与分辨力(ResolutionandResolvingpower)用来表示仪表或装置能够检测被测量的最小量变化最小量变化的性能指标。分辨力：分辨力：输入量从某个任意值（非零值）缓慢增加，直到可以测量到输出的变化为止，此时的输入量的变化量即分辨力输入量的变化量即分辨力。即传感器能检测出被测信号的最小变化量。（传感器能检测出的输入量的即传感器能检测出被测信号的最小变化量。（传
23、感器能检测出的输入量的最小变化量）最小变化量）分辨率：分辨率：以最大量程的百分数表示，即：最小输入量/输入最大量程100%一般模拟式仪表的分辨力规定为最小刻度分格值的一半一般模拟式仪表的分辨力规定为最小刻度分格值的一半数字式仪表的分辨力为最后一位的一个字。数字式仪表的分辨力为最后一位的一个字。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v3、线性度、线性度(Linearity)对于理性的测量系统（仪表），其静态特性可由下列方程式表示：传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检
24、测技术检测技术假设假设a0已被校准（调零）已被校准（调零）理想性线：只有奇次项：只有偶次项：普通情况：传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术当静态特性曲线为曲线时，即存在非线性时，常用一条直线来近似地表示实际的非线性特性，这种方法称为“线性化”，所采用的直线成为拟合直线拟合直线。线性度：线性度：检测系统实测的输入-输出特性曲线与拟合直线之间的最大偏差与满量程输出的百分比。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术由于线性度是以所参考的拟合直线为基准线得到的
25、，所以基准线不同，所得的线性度就不同。采取不同方法选取拟合直线，所得的不同线性度如下：理论线性度；(TheoreticalLinearity)端基线性度；(Terminal-basedlinearity)最小二乘法线性度；(Leastsquareslinearity)传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v理论线性度：理论线性度：采用理论直线作为拟合直线，即选取连接理连接理论曲线坐标零点和满量程输出点的直线论曲线坐标零点和满量程输出点的直线。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感
26、器认识传感器检测技术检测技术v端基线性度端基线性度：拟合直线通过实际特性曲线的起点和满量程通过实际特性曲线的起点和满量程点点。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v最小二乘法线性度最小二乘法线性度：使拟合直线与特性曲线上各点偏差的拟合直线与特性曲线上各点偏差的平方和为最小平方和为最小。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v4、迟滞、迟滞(Hysteresis)迟滞特性表明检测系统在正向（输入量增大）正向（输入量增大）和反向（输入量减反向（输入量减小
27、）小）行程期间，输入-输出特性曲线不一致的程度。即对同样大小的输入量，检测系统在正反行程中会对应两个大小不同的输出量。通过实验，找出输出量的最大差值，并以满量程输出的百分数表示，即迟滞大小。迟滞可能由仪表元件存在能量吸收或传动机构的摩擦、间隙等原因造成。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v5、重复性重复性(Repeatability)重复性指传感器在输入量按同一方向做全量程内连续重复测量重复性指传感器在输入量按同一方向做全量程内连续重复测量时，所得特性曲线不一致的程度。时，所得特性曲线不一致的程度。v6、稳定性稳定性(
28、Stability)稳定性是指短期稳定性和长期稳定性之分。稳定性是指短期稳定性和长期稳定性之分。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v7、漂移漂移(Drift)漂移是指在外界干扰下，输出量发生了与输入量无关的不漂移是指在外界干扰下，输出量发生了与输入量无关的不需要的变化。需要的变化。包括零点漂移、灵敏度漂移，可分为时间漂移和温度漂移。包括零点漂移、灵敏度漂移，可分为时间漂移和温度漂移。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术7、漂移漂移RJ系列半精密金
29、属膜电阻器系列半精密金属膜电阻器符合国家军用标准：GJB1929-94温度范围：-65150稳定度：1.0701000h型 号RJ23RJ24RJ2570在不同温度下的额定功率（W）1/61/41/2最大工作电压（V）150250350阻值范围（）10-2M00.1-3M00.1-10M精度范围5.0%,2.0%,1.0%,0.5%,0.25%,0.1%温度系数范围（PPM/）100PPM/,50PPM/,25PPM/,20PPM/,15PPM/传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v五、检测系统基本特性（动态特性五、检测
30、系统基本特性（动态特性 Dynamiccharacteristics请课后认真自学阅读请课后认真自学阅读1.2.2(P7-8),讨论并回答以下问题：讨论并回答以下问题：1、研究传感器动态特性与静态特性，不同之处在于时间参数，对吗？为、研究传感器动态特性与静态特性，不同之处在于时间参数，对吗？为什么？什么？2、研究动态特性，常采用两种分析方法是什么？并且一般采用哪两种函、研究动态特性，常采用两种分析方法是什么？并且一般采用哪两种函数作为输入？数作为输入？3、什么是时间常数、上升时间、响应时间？、什么是时间常数、上升时间、响应时间？传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业
31、技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术v作业作业本章作业见文件（本章作业见文件（从从下下载）传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器检测技术检测技术休息一下休息一下传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差v测量方法测量方法v测量误差测量误差v标定与校准标定与校准传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差
32、v一、测量方法一、测量方法(Measurementmethod)1、测量的基本概念、测量的基本概念测量是通过实验对客观事物取得定量信息即数量概念的过程，借助于一定的仪器或设备，将被测量与同性质的单位标准量(Thestandardunit)进行比较，从而获得关于被测量的定量信息。标准量标准量(Standardquantity)：指国际或国内公认的性能稳定的量，也称为测量单位。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差七个基本七个基本SI单位单位
33、传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差平面角平面角弧度弧度（rad）两个两个辅助单位辅助单位立体角立体角球面度球面度（s）传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差v一、测量方法一、测量方法2、测量结果：、测量结果：数值大小；数值大小；测量单位测量单位3、测量过程：测量过程：比较、示差、
34、平衡、读数比较、示差、平衡、读数四个步骤四个步骤测量过程的核心：比较测量过程的核心：比较但是，并非被测量与标准量都能直接比较，大多情况下，被测大多情况下，被测量与标准量并非同性质的量，即量纲不同。量与标准量并非同性质的量，即量纲不同。此时，都是将被测量和标准量变换成双方易于比较的中间变量进行比较。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差v一、测量方法一、测量方法4、测量方法含义、测量方法含义是实现测量过程所采用的具体方法，应当根据被被测量的
35、性质、特点测量的性质、特点和测量任务的要求测量任务的要求选择适当的测量方法。正确可靠的测量结果依据：正确可靠的测量结果依据：测量方法和测量仪器的测量方法和测量仪器的正确选择、正确操作、正确选择、正确操作、测量数测量数据的据的正确处理正确处理。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差v一、测量方法一、测量方法5、测量方法分类、测量方法分类按测量过程分类按测量过程分类直接测量间接测量按测量方式分类按测量方式分类偏差式测量零位式测量微差式测量按是
36、否与被测对象接触按是否与被测对象接触接触式测量非接触式测量按被测对象的变化特点按被测对象的变化特点静态测量动态测量传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差v一、测量方法一、测量方法6、直接测量与间接测量、直接测量与间接测量直接测量直接测量(Directmeasurement)：用事先分度或标定好的测量仪表，直接读取被测量测量结果的方法。优点：直观、简便、迅速（工程测量中广泛应用）缺点：测量精度不高间接测量间接测量(Indirectmeasu
37、rement)：对和被测量有确定函数关系的几个量进行测量，再将测量值代入函数关系式，经计算得到所需结果。缺点：测量手续多，花费时间长常在以下情况使用：直接测量不方便、间接测量结果较直接测量更准确、没有相应直接测量的仪表时采用。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差v一、测量方法一、测量方法7、偏差式、零位式、微差式测量、偏差式、零位式、微差式测量(Deviation/zero/differentialmeasurement)偏差式测量：偏
38、差式测量：利用测量仪表指针相对于刻度初始点的位移（即偏差）来决定被测量的测量方法。从仪表刻度上直接读取被测量，包括大小和单位，又称“直读法”。仪表内没有标准量具，只有经过标准量具校准过的标尺或刻度盘。测量时，利用仪表指针在标尺上的示值读取被测量的数值，是以间接比较方式测量。优点：简单、迅速（工程测量广泛应用）缺点：精度不高传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差v一、测量方法一、测量方法7、偏差式、零位式、微差式测量、偏差式、零位式、微差式
39、测量零位式测量：零位式测量：用已知的标准量去平衡或抵消被测量的作用，并用指零式仪表来检测测量系统的平衡状态，从而判定被测量值等于已知标准量的方法。又称“零式法”或“平衡式测量法”。这种测量方法，标准量具处于测量系统中，提供一个可调节的标准量，被测量可直接与标准量比较，测量误差主要取决于标准量具的误差，因此，测量精度较高。只要零式器的灵敏度足够高，零位式测量法的测量准确度几乎等于标准量的准确度。（常用于实验室作为精密测量的一种方法）缺点：需要平衡操作，测量过程较复杂，花费时间长，即使采用自动平衡操作，反应速度也受到限制，因此，只适于变化缓慢的被测量。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业
40、技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差v一、测量方法一、测量方法7、偏差式、零位式、微差式测量、偏差式、零位式、微差式测量微差式测量：微差式测量：综合零位式测量和偏差式测量的优点而提出的测量方法。基本思路：基本思路：将被测量x的大部分作用先与已知标准量N的作用相抵消，剩余部分即=x-N，再用偏差法测量。设法使差值很小，这样可选用高灵敏度的偏差式仪器测量。只要足够小，测量准确度基本取决于标准量的准确度。优点：反应速度快，精度高常用在实验室中作精密测量，也广泛应用在生产线控制参数的测量上
41、。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差v二、测量误差二、测量误差1、基本概念（、基本概念（1）真值真值(Truevalue)：一个物理量在一定条件下所呈现：一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。的客观大小或真实数值。要想得到真值必须利用要想得到真值必须利用理想的量具或测量仪器理想的量具或测量仪器进行进行无误差的测量无误差的测量。由此。由此推断，物理量的真值实际是无法测得的。推断，物理量的真值实际是无法测得的。具体原因：具体原
42、因：一是：理想量具或测量仪器即测量过程的参考比较标准只是一个纯理一是：理想量具或测量仪器即测量过程的参考比较标准只是一个纯理论值，按照国际计量委员会对单位标准量的定义，则没有符合的可供实际论值，按照国际计量委员会对单位标准量的定义，则没有符合的可供实际使用的测量参考标准；使用的测量参考标准；二是：在测量过程中由于各种主观、客观因素的影响，做到无误差测二是：在测量过程中由于各种主观、客观因素的影响，做到无误差测量是不可能的。量是不可能的。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认
43、识传感器关于测量与误差关于测量与误差v二、测量误差二、测量误差1、基本概念（、基本概念（2）指定值指定值(Specifiedvalue)：因为绝对真值不可知，一：因为绝对真值不可知，一般由国家设立各种尽可能维持不变的实物标准（或基般由国家设立各种尽可能维持不变的实物标准（或基准），以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单准），以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的指令值。位的指令值。例如：指定国家计量局保存的铂铱合金圆柱体质量原器的质量为例如：指定国家计量局保存的铂铱合金圆柱体质量原器的质量为1Kg等。等。国际间通过互相比对来保持一定程度的一致，指定值也叫约定真国际间通过互相比对来保持一
44、定程度的一致，指定值也叫约定真值，一般可代替真值。值，一般可代替真值。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差v二、测量误差二、测量误差1、基本概念（、基本概念（3）实际值实际值(Actualvalue)：实际测量中不可能都直接与国：实际测量中不可能都直接与国家基准相比对，所以国家通过一系列各级实物计量标家基准相比对，所以国家通过一系列各级实物计量标准构成量值传递网，把国家基准所体现的计量单位逐准构成量值传递网，把国家基准所体现的计量单位逐
45、级比较并传递到日常工作仪器或量具上。级比较并传递到日常工作仪器或量具上。在每一级的比较中，都在每一级的比较中，都以上一级标准以上一级标准所体现的值当做准确无误的所体现的值当做准确无误的值，称为值，称为实际值实际值或或相对真值相对真值。例如：如果更高一级测量器具的误差为本级测量器具误差的例如：如果更高一级测量器具的误差为本级测量器具误差的1/31/10，就可认为更高一级测量器具的测量值（示值）为真值。，就可认为更高一级测量器具的测量值（示值）为真值。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来
46、认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差v二、测量误差二、测量误差1、基本概念（、基本概念（4）标称值标称值(Nominalvalue)：测量器具上标定的数值。：测量器具上标定的数值。由于制造和测量精度不够及环境等因素的影响，标称由于制造和测量精度不够及环境等因素的影响，标称值并不一定等于它的真值或实际值。因此，在标出测量器值并不一定等于它的真值或实际值。因此，在标出测量器具的标称值时，通常还要标出它的误差范围和准确度等级。具的标称值时，通常还要标出它的误差范围和准确度等级。例如：某电阻标称值为例如：某电阻标称值为1K，误差，误差1%，即意味着该，即意味着该电阻实际值是电阻实际值是?X
47、D7低频信号发生器频率刻度的工作误差低频信号发生器频率刻度的工作误差3%1Hz，如在额定工作条件下该仪器频率刻度是，如在额定工作条件下该仪器频率刻度是100Hz（标称值），则实际值（标称值），则实际值=?传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差v二、测量误差二、测量误差1、基本概念（、基本概念（5）示值示值(Indicatingvalue)：由测量器具指示的被测量量：由测量器具指示的被测量量值为测量器具的示值，也称测量值（包括数值和单位）。
48、值为测量器具的示值，也称测量值（包括数值和单位）。一般情况，示值与测量仪表的读数不同，读数是仪器刻度盘上直一般情况，示值与测量仪表的读数不同，读数是仪器刻度盘上直接读到的数字。接读到的数字。如：以如：以100分度表示分度表示50mA的电流表，当指针指在刻度盘的电流表，当指针指在刻度盘50，即，即读数是读数是50，而示值是，而示值是25mA。数字式仪表，通常示值和读数是统一的。数字式仪表，通常示值和读数是统一的。传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于
49、测量与误差测量基本值测量基本值测量值测量值实际值实际值指定值指定值真值真值传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差v二、测量误差二、测量误差(Measurementerror)1、基本概念（、基本概念（6）测量误差：检测结果和被测量的客观真值之间存在的差别。测量误差：检测结果和被测量的客观真值之间存在的差别。只能根据需要和可能将误差限制在一定范围内，而不可能完全消除。只能根据需要和可能将误差限制在一定范围内，而不可能完全消除。测量误差的主要
50、来源：测量误差的主要来源：工具误差、环境误差、方法误差、人员误差工具误差、环境误差、方法误差、人员误差测量误差的分类测量误差的分类按误差的表示方法分：按误差的表示方法分：绝对误差、相对误差绝对误差、相对误差按误差出现的规律分：系统误差、随机误差、粗大误差按误差出现的规律分：系统误差、随机误差、粗大误差按被测量与时间的关系分：静态误差、动态误差按被测量与时间的关系分：静态误差、动态误差传知万物传知万物 感创未来感创未来常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院常州信息职业技术学院传知万物传知万物 感创未来感创未来认识传感器认识传感器关于测量与误差关于测量与误差v二、测量误差二、