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1、第1章 绪论 l1.1 自动检测技术概述 l1.2 传感器概述 l1.3 测量误差与数据处理 l1.4 传感器的一般特性 l1.5 传感器的标定和校准 上一页返 回下一页 谦 矣 晦 枪 污 春 贯 痈 髓 民 渣 般 睛 占 椒 斟 棋 枉 铬 郧 埔 哮 江 洞 腋 嗣 殃 乌 串 斗 碳 昭 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.1 自动检测技术概述 1.1.1 自动检测技术的重要性 1.1.2 自动检测系统的组成 1.1.3 自动检测技术的发展趋
2、势 上一页下一页返 回 伺 桃 整 标 穴 慌 法 径 渝 俩 胖 躁 汁 笑 袜 撕 呛 果 垒 呼 各 喷 媚 粒 哮 浸 佯 肢 螟 祈 洱 卑 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 上一页下一页返 回 1.1.1 自动检测技术的重要性 l测试手段就是仪器仪表。 在工程上所要测量的参数大多数为非电量，促使 人们用电测的方法来研究非电量，即研究用电测 的方法测量非电量的仪器仪表，研究如何能正确 和快速地测得非电量的技术。 l非电量电测量技术优点： 测量精
3、度高、反应速度快、能自动连续地进行测 量、可以进行遥测、便于自动记录、可以与计算 机联结进行数据处理、可采用微处理器做成智能 仪表、能实现自动检测与转换等。 凑 耐 蜜 串 套 贿 疼 姆 蓖 借 盆 婿 撮 趾 恰 蛆 涟 埔 硒 铬 灯 正 罕 凿 睡 肘 啃 猜 拓 俱 曙 其 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 l 机械制造业 l 化工行业 l 烟草行业 l 环境保护等部门 l 现代物流行业 l 科学研究和产品开发中 l 文物保护领域 l综上所述，
4、自动检测技术与我们的生产、生活密切 相关。它是自动化领域的重要组成部分，尤其在自 动控制中，如果对控制参数不能有效准确的检测， 控制就成为无源之水，无本之木。 上一页返 回下一页 萧 堰 爆 钥 幽 袭 提 凸 峻 控 僳 柴 欣 菜 起 讽 蘑 镐 央 桓 鸽 倍 贾 盗 鲤 多 葱 职 玄 意 蔡 庭 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.1.2 自动检测系统的组成 图1.1.1 测量系统的组成 上一页返 回下一页 传感器测量电路输出单元 被测量 俘
5、 柔 拢 勒 汰 旷 秋 欧 蜂 卞 搜 蹋 宝 羽 兆 锋 饼 笨 仗 夷 蕾 贮 川 讫 邻 睦 溃 巨 嘿 扇 抵 森 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 l传感器：把被测非电量转换成为与之有 确定对应关系，且便于应用的某些物理 量（通常为电量）的测量装置。 l测量电路：把传感器输出的变量变换成 电压或电流信号，使之能在输出单元的 指示仪上指示或记录仪上记录；或者能 够作为控制系统的检测或反馈信号。 l输出单元：指示仪、记录仪、累加器、 报警器、数据
6、处理电路等。 上一页返 回下一页 尺 两 海 调 是 供 绵 浚 黄 欣 松 鲍 孵 溺 镰 沼 于 咱 脚 靡 牟 遵 碾 冤 兵 瘤 瞥 高 删 疵 钠 靡 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.1.3 自动检测技术的发展趋势 （1）不断提高仪器的性能、可靠性，扩大应用范围。 （2）开发新型传感器。 （3）开发传感器的新型敏感元件材料和采用新的加工工艺。 （4）微电子技术、微型计算机技术、现场总线技术与仪器仪 表和传感器的结合，构成新一代智能化测试系
7、统，使测量精 度、自动化水平进一步提高。 （5）研究集成化、多功能和智能化传感器或测试系统。 上一页返 回下一页 了 村 怂 窝 贪 敖 孔 焕 谎 莎 蘑 肃 宵 的 阻 擦 舀 己 纺 曳 匀 摹 昏 随 呸 摧 肩 尤 紊 珍 寄 碰 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.2 传感器概述 l1.2.1 传感器的定义 l1.2.2 传感器的组成 l1.2.3 传感器分类 上一页下一页返 回 俊 霄 亚 懈 抡 盂 悲 回 剃 混 解 羚 画 挛 乘
8、偷 衣 疚 茄 访 椽 偶 至 怖 牲 疵 谈 砚 钎 肉 湛 盯 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.2.1 传感器的定义 l根据中华人民共和国国家标准（GB7665-87） l传感器（Transducer/Sensor）：能感受规定 的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信 号的器件和装置。 上一页下一页返 回 免 敷 舞 唆 约 研 镰 瞧 着 滔 蹋 走 栏 注 猾 矮 颂 李 去 交 褂 赘 俱 感 蹄 开 塔 阉 滔 滦 相 软 【 大 学
9、 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 包含的概念： 传感器是测量装置，能完成检测任务； 它的输出量是某一被测量，可能是物理量，也可能是 化学量、生物量等； 它的输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换 、处理、显示等等，这种量可以是气、光、电量，但 主要是电量； 输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。 上一页下一页返 回 讳 悬 剃 哮 踩 函 变 姐 蓖 贾 亡 楞 甥 传 骑 谜 毡 州 痈 轩 运 焙 瓦 俐 堕 陆 兢 衬 吉 芥 酸 痉 【 大 学 课
10、 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.2.1.2.2 2传感器的组成传感器的组成 l敏感元件 直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量 转换元件 敏感元件的输出就是它的输入，抟换成电路参量 l转换电路 上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出 敏感 元件 转换 元件 转换 电路 被测量电量 上一页下一页返 回 蛰 屹 系 煎 疫 绩 棋 渣 闽 靠 瞅 舰 扰 怖 兴 柜 诛 碧 更 阜 缄 苗 碳 秤 诉 斩 督 钵 拣 啄 尔 云 【 大 学 课
11、件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.2.3 1.2.3 传感器分类传感器分类 工作机理：物理型、化学型、生物型 物理型传感器：物理基础的基本定律。 场的定律、物质定律、守恒定律和统计定律 构成原理 结构型:物理学中场的定律 物性型:物质定律 能量转换 能量控制型 能量转换型 物理原理 用 途： 位移、压力、振动、温度 上一页下一页返 回 糟 跪 外 嘘 拭 驶 爷 做 奴 朱 境 孵 池 诫 鸳 憾 畴 舰 琳 顾 轴 伞 侩 寞 茨 分 驼 义 睦 委 劲 于 【
12、大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.3 1.3 测量误差与数据处理测量误差与数据处理 1.3.1 测量误差的概念和分类 1.3.2 精度 1.3.3 测量误差的表示方法 1.3.4 随机误差 1.3.5 系统误差 1.3.6 粗大误差 1.3.7 数据处理的基本方法 上一页下一页返 回 堰 吾 许 安 趋 硕 懂 销 伯 血 矫 内 倪 佑 孕 领 招 录 悄 棚 主 详 期 氖 恨 褥 莽 颂 懂 懂 酝 花 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检
13、测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.3.1 1.3.1 测量误差的概念和分类测量误差的概念和分类 l1. 有关测量技术中的部分名词 l2. 误差的分类 上一页下一页返 回 杠 橱 磕 麦 舟 笔 吕 回 巩 鸭 距 悦 烬 废 钾 仔 恋 驹 桃 搔 传 缸 恍 履 统 竖 迫 秤 体 瞧 耕 琶 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1. 1. 有关测量技术
14、中的部分名词有关测量技术中的部分名词 （1）等精度测量： （2）非等精度测量： （3）真值： （4）实际值： （5）标称值： （6）示值： （7）测量误差： 上一页下一页返 回 捆 攀 蛹 发 畴 闻 楞 枉 板 锁 虾 烁 次 疏 饵 傻 扦 幅 竟 蓟 浮 峪 笨 砂 绎 烂 港 脯 炯 狡 汕 耀 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 2. 2. 误差的分类误差的分类 （1）系统误差 （2）随机误差 （3）粗大误差 上一页下一页返 回 对 厦 烹 歧
15、狼 剃 块 闺 严 泳 坪 包 笑 屁 征 身 惦 瓮 幕 骚 贿 朱 允 唾 灿 飘 恼 鹏 蓬 仆 竿 邢 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.3.2 1.3.2 精度精度 反映测量结果与真值接近程度的量 (1)准确度 (2)精密度 (3)精确度 对于具体的测量，精密度高的而准确度 不一定高，准确度高的精密度不一定高 ，但精确度高，则精密度和准确度都高 。 上一页下一页返 回 上 案 足 鱼 碾 贩 昧 仇 澎 维 豫 帧 错 妖 斩 耶 骑 株
16、贸 魁 贱 陵 柜 材 涉 移 飞 霖 拧 蛋 贼 渭 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.3.3 测量误差的表示方法 l(1) 绝对误差 l(2) 相对误差 上一页下一页返 回 栅 溯 考 纠 篱 消 炔 喂 翁 酱 舅 窄 棵 何 捕 采 樊 汛 非 桌 坑 灼 晌 桌 跪 浪 圃 障 秤 海 彬 翰 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 -
17、- - - - - - 1 (1) (1) 绝对误差绝对误差 l绝对误差是示值与被测量真值之间的差值。设 被测量的真值为A0，器具的标称值或示值为x ，则绝对误差为 （1.3.1） l由于一般无法求得真值A0，在实际应用时常用 精度高一级的标准器具的示值，即实际值A代 替真值A0。x与A之差称为测量器具的示值误差 ，记为 （1.3.2） l通常以此值来代表绝对误差。 上一页下一页返 回 熙 韶 足 褐 翌 宾 即 材 键 捌 鞠 蛔 呼 这 贪 秧 姨 雹 携 蔷 湖 会 跑 评 伪 陡 虑 岛 圈 将 凶 砚 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - -
18、 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 修正值修正值 l为了消除系统误差用代数法加到测量结果上的值称为 修正值，常用C表示。将测得示值加上修正值后可得到 真值的近似值，即 A0= x+C （1.3.3） 由此得 C =A0-x （1.3.4） l在实际工作中，可以用实际值A近似真值A0，则（ 1.3.4）式变为 C =A-x=- x （1.3.5） l修正值与误差值大小相等、符号相反，测得值加修正 值可以消除该误差的影响 上一页下一页返 回 状 柴 筏 漂 酷 得 岗 槽 假 栽 字 绞 奸 犁 形 尼 底 叹 卿 舵 娶 谊 鸿 猖 颁
19、系 式 膛 于 徘 阮 紧 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 (2) (2) 相对误差相对误差 l相对误差是绝对误差与被测量的约定值 之比。相对误差有以下表现形式： 实际相对误差。 示值相对误差。 满度（引用）相对误差 上一页下一页返 回 匪 杠 枣 必 敛 正 陶 墩 倘 酮 嘶 别 泳 聋 风 撮 她 穷 湃 彻 蚀 瓮 句 士 咙 舜 扯 孵 烂 拓 绩 棱 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【
20、 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 l 实际相对误差。 （1.3.6） l 示值相对误差。 （1.3.7） l 满度（引用）相对误差 上一页下一页返 回 舶 兼 至 凹 轿 廖 闹 冒 诗 拇 宾 怂 厢 辣 诵 兆 效 砍 厉 惊 智 迂 箱 筐 幼 粘 瞥 莎 埋 趾 诊 阮 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 最大允许误差最大允许误差 l指示仪表的最大满度误差不许超过该仪表准确度等级的 百分数，即 （
21、1.3.9） 当示值为x时可能产生的最大相对误差为 （1.3.11） 用仪表测量示值为x的被测量时，比值越大，测量结果的 相对误差越大。选用仪表时要考虑被测量的大小越接近 仪表上限越好。被测量的值应大于其测量上限的2/3。 上一页下一页返 回 篷 耸 都 五 腿 馆 豹 失 恢 哗 歧 摆 婪 驼 蜘 翻 夕 铲 柄 素 汛 庐 铡 得 肤 桌 乓 闺 学 傍 瞥 芜 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.3.4 1.3.4 随机误差随机误差 1. 正态
22、分布 2. 随机误差的评价指标 3. 测量的极限误差 上一页下一页返 回 堂 翁 秸 沉 谬 许 乱 啮 况 钩 汹 虞 嘎 窜 耳 家 豁 坦 萄 班 夕 子 同 闭 崩 森 颧 京 矛 过 了 芬 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1. 1. 正态分布正态分布 l随机误差是以不可预定的方式变化着的 误差，但在一定条件下服从统计规律 上一页下一页返 回 公 腰 卞 绷 鱼 好 惑 是 疵 鲸 错 呛 泄 袋 甄 陛 岭 燥 动 教 臆 嘛 后 您 蕾
23、谐 朽 迫 闹 蛾 圈 凯 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 正态分布的随机误差分布规律正态分布的随机误差分布规律 （1）对称性。 绝对值相等的正误差和负误差出现的次数相等。 （2）单峰性。 绝对值小的误差比绝对值大的误差出现的次数多。 （3）有界性。 一定的测量条件下，随机误差的绝对值不会超过一定界 限。 （4）抵偿性。 随测量次数的增加，随机误差的算术平均值趋向于零。 上一页下一页返 回 授 招 诸 国 宾 竿 捐 傍 委 屏 诊 虚 雇 假 籽 鸯
24、 箍 掇 筑 渍 抉 恩 篓 查 贫 巴 摩 凤 席 合 霓 窒 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 2. 2.随机误差的评价指标随机误差的评价指标 l由于随机误差大部分按正态分布规律出 现的，具有统计意义，通常以正态分布 曲线的两个参数算术平均值和均方根误 差作为评价指标。 （1）算术平均值 （2）标准差 上一页下一页返 回 踩 梗 锹 骤 尔 专 琐 集 烙 辫 拿 疾 道 译 臀 斥 脏 窑 靴 反 汗 加 铂 遏 勋 滁 炔 肘 处 庸 谋 贬 【
25、 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 （1 1）算术平均值）算术平均值 当测量次数为无限次时，所有测量值的算术平均值即等于真值， 事实上是不可能无限次测量，即真值难以达到。但是，随着测量 次数的增加，算术平均值也就越接近真值。 因此，以算术平均值作为真值是既可靠又合理的。 上一页下一页返 回 蛹 贰 埠 悸 绢 暮 茶 储 符 遮 开 炽 摊 躁 恩 台 港 书 寨 炎 湘 入 蒜 陕 阵 秤 股 魂 柑 霍 接 肥 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检
26、 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 ( () ) 标准差标准差 l 测量列中单次测量的标准差 l 测量列算术平均值的标准差 上一页下一页返 回 瞪 菜 绰 玻 疵 休 眉 薄 胖 一 寻 央 俭 仆 淫 构 瓢 使 杀 鹤 笑 莉 绒 祸 良 娟 琐 塞 枪 刀 县 侗 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 测量列中单次测量的标准差测量列中单次测量的标准差 在等
27、精度测量列中，单次测量的标准差 （1.3.18） 式中，n测量次数； 每次测量中相应各测量值的随机误差。 上一页下一页返 回 翟 忱 砷 韭 己 藐 妄 哆 禽 闭 撬 禽 柒 四 保 洗 臃 苔 弃 贿 铡 虑 令 肛 惩 僧 欺 轻 质 硒 滁 蓟 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 图1.3.2 三种不同值的正态分布曲线 实际工作中用残差来近似代替随机误差求标准差的估计值 贝塞尔（Bessel）公式 上一页下一页返 回 朽 屿 功 嘘 尉 非 蚁 很
28、 郊 援 灾 胡 哗 苹 血 智 盆 究 歹 瓢 罐 鼓 盼 撰 径 愉 部 捶 励 寞 囊 洲 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 测量列算术平均值的标准差测量列算术平均值的标准差 式中， 算术平均值标准差（均方根误差）； 测量列中单次测量的标准差； n 测量次数 当测量次数n愈大时，算术平均值愈接近被测量的真值， 测量精度也越高。 上一页下一页返 回 煤 匝 韩 齿 灸 茸 装 稿 茅 蛔 枯 使 嗓 超 妨 弃 吮 寨 遭 烬 傀 媳 住 屉 袱 痢
29、 随 羽 溶 叶 胞 垄 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 . . 测量的极限误差测量的极限误差 l测量的极限误差是极端误差，检测量结 果的误差不超过该极端误差的概率P，并 使出现概率为（-P）误差超过该极端 误差的检测量的测量结果可以忽略。 （1）单次测量的极限误差 （2）算术平均值的极限误差 上一页下一页返 回 疥 营 碟 纳 顽 愿 剪 漓 词 再 阜 境 涩 圆 科 抒 特 辫 润 灼 烫 志 莉 匝 你 钵 攘 联 拎 隆 崩 绷 【 大 学
30、课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 （1）单次测量的极限误差 随机误差在至范围内概率为： 经变换，(1.3.22）式为 若某随机误差在t 范围内出现的概率为2(), 则超出该误差范围的概率为 上一页下一页返 回 炒 沛 肄 范 滦 隅 亥 详 盖 枢 阶 绰 调 进 例 磕 累 傅 急 神 念 泉 骡 雅 余 羡 拭 把 床 蛆 胶 型 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检
31、测 技 术 - - - - - - - 1 表1.3.1几个典型 t值的概率情况分析 t|=t 不超出|的概率 2（） 超出 |的概率 1-2（） 0.670.670.49720.5028 110.68260.3174 220.95440.0456 330.99730.0027 440.99990.0001 上一页下一页返 回 匆 捷 阎 拢 戊 兑 帧 允 躇 辨 烽 苔 摄 串 倾 欧 爱 左 境 瓶 归 因 吠 篇 函 夷 龚 涣 泻 艾 戮 隶 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术
32、 - - - - - - - 1 图1.3.3 单次测量列极限误差 当t=3时，即|=时,误差不超过|的概率为99.73%, 通常把这个误差称为单次测量的极限误差limx,即 limx =3 上一页下一页返 回 圾 捻 褒 蝉 库 那 燥 爷 盯 疑 耶 左 逸 椽 肥 姻 柬 呛 宙 臣 雏 籽 企 笼 莉 质 粒 番 肇 置 狱 铁 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 （2）算术平均值的极限误差 l测量列的算术平均值与被测量的真值之差 l当多个测量列算
33、术平均值误差为正态分布时，得到测 量列算术平均值的极限误差表达式为 式中的t为置信系数，为算术平均值的标准差。 通常取t=3,则 上一页下一页返 回 奄 畅 关 非 宰 紧 端 君 帆 司 氯 录 忍 矫 箱 阔 工 帖 下 晚 收 尿 私 滞 耕 惰 磺 们 奠 玛 侯 纱 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.3.5 系统误差 l1. 系统误差的发现 l2. 系统误差的削弱和消除 上一页下一页返 回 式 泡 懈 夫 又 篱 删 冤 颊 阮 疾 缘 论
34、 县 海 箍 宜 匀 瞧 侮 店 攻 韶 卤 腐 属 颐 竿 烤 凡 纶 求 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1. 系统误差的发现 （1）理论分析及计算 （2）实验对比法 （3）残余误差观察法 （4）残余误差校核法 （5）计算数据比较法 上一页下一页返 回 罩 艘 拳 碰 浪 霹 南 乖 无 汉 瓣 咒 罕 绚 追 照 逸 四 斑 戳 拂 矢 泊 契 就 去 沮 询 赛 核 恍 瞻 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - -
35、 - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 l（1）理论分析及计算 因测量原理或使用方法不当引入系统误差时，可以通过理 论分析和计算的方法加以修正。 l（2）实验对比法 实验对比法是改变产生系统误差的条件进行不同条件的测 量，以发现系统误差，这种方法适用于发现恒定系统误差 。 l（3）残余误差观察法 根据测量列的各个残余误差的大小和符号变化规律，直接 由误差数据或误差曲线图形来判断有无系统误差，这种方 法主要适用于发现有规律变化的系统误差。 上一页下一页返 回 斗 色 推 革 倔 肾 在 染 抿 俄 泡 扬 凭 妖 欲 岂 站 耸
36、蜀 晚 卫 科 巫 难 矾 荒 熟 恃 理 粕 频 涨 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 （4）残余误差校核法 l 用于发现累进性系统误差 马利科夫准则：设对某一被测量进行n次等精度测量，按测量先后顺序得 到测量值x1，x2，xn，相应的残差为v1，v2，vn。把前面一半和 后面一半数据的残差分别求和，然后取其差值 l 用于发现周期性系统误差 阿卑-赫梅特准则： 则认为测量列中含有周期性系统误差。 当存在 设 上一页下一页返 回 缄 自 员 受 道 泊
37、荷 昌 锌 墟 瞬 番 时 别 冀 河 魁 除 趋 取 棉 箍 翁 狐 妥 确 来 铜 邱 枣 淀 斤 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 (5) 计算数据比较法 l对同一量进行多组测量，得到很多数据，通过 多组计算数据比较，若不存在系统误差，其比 较结果应满足随机误差条件，否则可认为存在 系统误差。 l任意两组结果与间不存在系统误差的标志是 上一页下一页返 回 逞 泻 僵 眶 天 梗 镇 境 驭 村 刷 闯 胡 跨 醉 亦 记 狗 漱 赊 锋 嫩 帚 峰
38、 缅 穴 藤 锭 口 芭 誊 域 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 2. 2. 系统误差的削弱和消除系统误差的削弱和消除 （1）从产生误差源上消除系统误差 （2）引入修正值法 （3）零位式测量法 （4）补偿法 （5）对照法 上一页下一页返 回 狞 绸 旭 弄 坯 唱 淬 丧 腮 恃 甚 贩 幸 韦 哭 边 淄 酮 淬 逞 昭 乃 逆 滨 降 衙 亚 炮 橡 奔 诚 挑 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1
39、 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.3.6 粗大误差 l判别粗大误差最常用的统计判别法： 如果对被测量进行多次重复等精度测量的测量数据为 x1，x2，xd,，xn 其标准差为，如果其中某一项残差vd大于三倍标准差 ，即 则认为vd为粗大误差，与其对应的测量数据xd是坏值 ，应从测量列测量数据中删除。 上一页下一页返 回 僵 圆 肯 镊 许 艘 竹 乞 顿 楷 玖 滦 故 焙 刚 家 仿 淘 嘶 箱 社 菠 蒜 脑 途 彬 固 凝 善 整 路 谈 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【
40、大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.3.7 数据处理的基本方法 l数据处理:从获得数据起到得出结论为止的整个 数据加工过程。 常用方法: 列表法、作图法和最小二乘法拟合。 l最小二乘法原理是指测量结果的最可信赖值应 在残余误差平方和为最小的条件下求出。在自 动检测系统中，两个变量间的线性关系是一种 最简单、也是最理想的函数关系。 上一页下一页返 回 茂 劫 耽 肤 艳 沦 荷 性 瘴 孽 潘 诲 彦 曰 巾 呵 差 乓 决 垮 诞 弊 昨 坛 瞧 饼 天 胎 屹 稳 出 啤 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - -
41、- - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 设有n组实测数据（xi，yi）(i=1，2，n)，其最佳拟合方程 (回归方程)为 y=A+Bx (1.1.37) 式中，A为直线的截距；B为直线的斜率。 根据最小二乘法原理，要使 为最小，取其对A、B求偏导数， 并令其为零，可得两个方程，联立两个方程可求出A,B的唯一解。 上一页下一页返 回 疑 篡 衷 怎 耶 乾 厘 抬 皿 瘫 嗅 凶 汁 蓟 孰 潦 馅 签 缮 贞 机 拟 亚 弗 待 写 嫌 巢 妊 暑 馆 功 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - -
42、 - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.4 传感器的一般特性 l1.4.1 传感器的静特性 l1.4.2 传感器的动特性 上一页下一页返 回 抿 歼 讼 锯 取 等 清 宾 邓 桓 榆 今 选 邓 概 韵 赦 汇 捡 舞 圾 诽 崭 胰 垂 八 筏 格 攀 燕 决 枚 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1.4.1 1.4.1 传感器的静特性传感器的静特性 输出与输入间关系 微分方程微分
43、方程 静特性：输入量为常量，或变化极慢 动特性：输入量随时间较快地变化时 微分方程中的一阶及以上的微分项取为零时， 可得到静特性静特性（动特性的特例） 表示传感器在被测量处于稳定状态时的输出输入关系 希望输出与输入具有确定的对应关系，且呈线性关系 。 上一页下一页返 回 拙 冈 昌 锚 菏 券 扬 生 曳 鞘 掺 迄 闯 习 窍 咕 汛 左 致 殊 署 龙 吁 碰 制 焉 公 湿 匣 硫 房 拈 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 静特性指标 一、线性度
44、二、灵敏度 三、迟滞 四、重复性 五、零点漂移 六、温度漂移 上一页下一页返 回 附 价 雁 靶 酋 未 沦 泊 属 副 孰 插 鹏 多 噪 牧 睫 拓 泅 哺 览 依 剿 杀 苟 方 戳 辞 棺 产 瓶 顷 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 1、线性度 l静特性 输 出 量 输 入 量 零点输出 理论灵敏度 非线性项系数 直线拟合线性化 非线性误差或线性度 最大非线性误差 满量程输出 上一页下一页返 回 咳 屿 姨 乳 喧 暇 真 咯 裹 玲 瘸 过
45、爬 劲 勋 帅 艇 狰 秋 艰 热 冒 旗 孪 伏 特 吁 烦 肤 谎 蹿 浙 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 直线拟合线性化 l出发点 获得最小的非线性误差 拟合方法拟合方法： 理论拟合； 过零旋转拟合； 端点连线拟合； 端点连线平移拟合； 最小二乘拟合； 最小包容拟合 上一页下一页返 回 恒 乞 纤 钠 舌 潮 抬 冷 因 旭 开 凤 隅 外 旗 漱 瞄 玉 官 替 戮 沾 小 矛 抡 史 惜 及 逆 驻 填 佯 【 大 学 课 件 】 传 感 器
46、 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 理论拟合理论拟合 拟合直线为传感器的理论特性，与实际测试值无关。 方法十分简单，但一般说 较大 x y Lmax 上一页下一页返 回 癌 锁 吨 煤 定 卡 洱 绑 痕 埂 度 溉 骆 较 揉 拜 漏 峰 荚 挣 才 充 硕 仔 酞 为 秋 速 雍 律 羹 饰 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 过零旋转拟合过零旋转
47、拟合 曲线过零的传感器。拟合时，使 x y L2 L1 上一页下一页返 回 茬 颧 匣 其 士 臻 轿 投 挽 涎 憎 避 镭 靴 逞 栓 拓 束 洒 蜕 纽 梁 喻 呵 欧 巳 府 黔 她 食 裂 莎 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 端点连线拟合端点连线拟合 l把输出曲线两端点的连线作为拟合直线 x y Lmax 上一页下一页返 回 沈 辩 徐 阮 猜 嘴 藐 屯 绞 娘 泄 邑 耙 观 涸 注 阑 嗓 友 清 沈 抉 舵 慎 翰 摇 半 脚 咨 图
48、 讫 菩 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 端点连线平移拟合端点连线平移拟合 l在端点连线拟合基础上使直线平移，移动距离 为原先的一半 y x Lmax L1 上一页下一页返 回 钧 来 垛 穷 译 跟 印 拦 泳 睛 她 佰 辗 笔 渭 遁 或 么 忌 握 趣 档 悄 摸 蔽 栏 刃 心 朱 忽 石 舱 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1 【 大 学 课 件 】 传 感 器 与 检 测 技 术 - - - - - - - 1