new傳感器項目1

1、學(xué)習(xí)目標(biāo)技能目標(biāo) 能對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理 能根據(jù)實際使用條件選擇適合的傳感器知識目標(biāo) 掌握測量誤差的分類及一般計算方法 掌握傳感器的定義及組成 理解傳感器的基本特性及相應(yīng)指標(biāo) 了解傳感器未來發(fā)展趨勢項目1 傳感器誤差與特性分析任務(wù)1 檢測結(jié)果的數(shù)據(jù)整理 測量是人們借助專門的技術(shù)和設(shè)備，通過實驗的方法，把被測量與作為單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，以確定被測量是標(biāo)準(zhǔn)量的多少倍數(shù)的過程。所得的倍數(shù)就是測量值，其大小可以用數(shù)字、曲線或圖形表示，測量結(jié)果包括數(shù)值大小和測量單位兩部分。1.1.1 測量與測量方法知識鏈接 在自動化領(lǐng)域中，檢測的任務(wù)不僅是對成品或半成品的檢驗和測量，而且為了檢查、監(jiān)督和控制某個生產(chǎn)

2、過程或運(yùn)動對象并使之處于給定的最佳狀態(tài)，需要隨時檢查和測量各種參量的大小和變化等情況。 圖1.1 電爐控制系統(tǒng)1電測法和非電測法 電測法在現(xiàn)代測量中被廣泛采用。電測法是指在檢測回路中含有測量信息的電信號轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，可以將被測的非電量轉(zhuǎn)換為電信號輸出。 電測法可以獲得很高的靈敏度和精確度，輸出信號可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸，便于實現(xiàn)測量過程的自動化、數(shù)字化和智能化。 2直接測量和間接測量 直接測量是用預(yù)先標(biāo)定好的測量儀表直接讀取被測量的測量結(jié)果。如用萬用表測量電壓、電流、電阻等，簡單且快速。間接測量則需要先測出中間量，利用被測量與中間量的函數(shù)關(guān)系再計算出被測量的數(shù)值，過程較為復(fù)雜。 3靜態(tài)測量和動態(tài)測量 根

3、據(jù)被測量是否隨時間變化，將測量方法分為靜態(tài)測量和動態(tài)測量。靜態(tài)測量是測量不隨時間變化或變化很緩慢的物理量；動態(tài)測量則是測量隨時間變化的物理量。4.接觸式測量和非接觸式測量 根據(jù)測量時是否與被測對象相互接觸而劃分為接觸式測量和非接觸式測量。5.模擬式測量和數(shù)字式測量 模擬式測量是指測量結(jié)果可根據(jù)儀表指針在標(biāo)尺上的定位進(jìn)行連續(xù)讀取的方法；數(shù)字式測量是指測量結(jié)果以數(shù)字的形式直接給出的方法。 1絕對誤差 絕對誤差x是指測量值x與真值L0之間的差值。 1.1.2 測量誤差及其表示方法 實際真值L代替，即用被測量多次測量的平均值或上一級標(biāo)準(zhǔn)儀器的測量值。（1.1） （1.2） 絕對誤差是一個有符號、大小、

4、量綱的物理量，它只表示測量值與真值之間的偏離程度和方向，而不能說明測量質(zhì)量的好壞。2相對誤差（1.3） 相對誤差常用百分比來表示，一般多取正值。相對誤差可分為實際相對誤差、示值（標(biāo)稱）相對誤差和最大引用（相對）誤差等。（1）實際相對誤差 實際相對誤差是用測量值的絕對誤差x與其實際真值L的百分比來表示的相對誤差，即（1.4） （2）示值（標(biāo)稱）相對誤差 示值（標(biāo)稱）相對誤差是用測量值的絕對誤差x與測量值x的百分比來表示的相對誤差，即（3）引用（相對）誤差 引用（相對）誤差是指測量值的絕對誤差x與儀器量程Am的百分比。引用誤差的最大值叫做最大引用（相對）誤差，即=（1.5） 最大引用誤差又稱滿度（

5、引用）相對誤差或儀表的基本誤差，是儀表的主要質(zhì)量指標(biāo)。 基本誤差去掉百分號（%）后的數(shù)值定義為儀表的精度等級，規(guī)定取一系列標(biāo)準(zhǔn)值，通常用阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)在儀表的刻度盤上，等級數(shù)字外有一圓圈。 精度等級數(shù)值越小，測量精確度越高，儀表價格越貴。 表1.1 儀表的精度等級和基本誤差精 度 等 級0.10.20.51.01.52.54.05.0基 本 誤 差0.1%0.2%0.5%1.0%1.5%2.5%4.0%5.0%【例1】某溫度計的量程范圍為0500，校驗時該表的最大絕對誤差為6，試確定該儀表的精度等級。 解：根據(jù)題意知 6， 500，代入式中 該溫度計的基本誤差介于1.0%與1.5%之間， 從表1

6、.1中可知，因此該表的精度等級應(yīng)定為1.5級?！纠?】工藝要求檢測溫度指標(biāo)（3006），現(xiàn)擬用一臺0500溫度表測量，試選擇該表的精度等級。解：根據(jù)式（1.5）得 若選擇1.5級的溫度表，對應(yīng)的|x|m=7.5，顯然不能滿足工藝要求，因此這里選擇1.0級的溫度表。 通過上述兩例可以看出，校驗儀表時確定精度等級與根據(jù)工藝要求選擇儀表精度等級是有區(qū)別的，在實際中應(yīng)注意。1.1.3 測量誤差的分類及來源 按誤差表現(xiàn)的規(guī)律劃分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差和緩變誤差。 1.系統(tǒng)誤差： 對同一被測量進(jìn)行多次重復(fù)測量時，若誤差固定不變或者按照一定規(guī)律變化，這種誤差稱為系統(tǒng)誤差。（1）系統(tǒng)誤差的分類 按照所

7、表現(xiàn)出來的規(guī)律，通常把系統(tǒng)誤差劃分為四類。 固定不變的系統(tǒng)誤差：指在重復(fù)測量中，數(shù)值大小和符號均不變的系統(tǒng)誤差。 線性變化的系統(tǒng)誤差：是指隨著測量次數(shù)或時間的增加，數(shù)值按照一定比例而不斷增加（或減少）的系統(tǒng)誤差。 周期性變化的系統(tǒng)誤差：是指數(shù)值和符號循環(huán)交替、重復(fù)變化的系統(tǒng)誤差。 復(fù)雜規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差：是指既不隨時間做線性變化，也不做周期性變化，而是按照復(fù)雜規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差。 線性、周期性或復(fù)雜規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差統(tǒng)稱為變值系統(tǒng)誤差。（2）系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn) 實驗比對法。 用多臺同類或相近的儀表對同一被測量進(jìn)行測量，通過分析測量結(jié)果的差異來判斷系統(tǒng)誤差是否存在。 殘余誤差觀察法。 將一個測量列的

8、殘余誤差pi（測量值與測量值平均值之差）在pin坐標(biāo)中依次連接后，通過觀察誤差曲線即可以判斷有無系統(tǒng)誤差的存在。 準(zhǔn)則判別法。 有許多準(zhǔn)則可以方便地判斷出系統(tǒng)誤差的存在，如馬利科夫準(zhǔn)則可以判斷測量列中是否存在線性變化系統(tǒng)誤差；阿貝-赫梅特準(zhǔn)則可以判斷測量列中是否存在周期性變化系統(tǒng)誤差等。圖1.2 pin示意圖（3）系統(tǒng)誤差的減小和消除方法 替代法。在測量條件不變的基礎(chǔ)上，用標(biāo)準(zhǔn)量替代被測量，實現(xiàn)相同的測量效果，從而用標(biāo)準(zhǔn)量確定被測量。此法能有效地消除檢測裝置的系統(tǒng)誤差。 零位式測量法。測量時將被測量x與其已知的標(biāo)準(zhǔn)量A進(jìn)行比較，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)量使兩者的效應(yīng)相抵消，系統(tǒng)達(dá)到平衡時，被測量等于標(biāo)準(zhǔn)量。

9、補(bǔ)償法。在傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，常選用在同一干擾變量作用下所產(chǎn)生的誤差數(shù)值相等而符號相反的零部件或元器件作為補(bǔ)償元件。例如熱電偶冷端溫度補(bǔ)償器的銅電阻。 修正法。儀表的修正值已知時，將測量結(jié)果的指示值加上修正值，就可以得到被測量的實際值。此法可削弱測量中的系統(tǒng)誤差。 對稱觀測法（交叉讀數(shù)法）。許多復(fù)雜變化的系統(tǒng)誤差，在短時間內(nèi)可近似看做線性系統(tǒng)誤差。在測量過程中，合理設(shè)計測量步驟以獲取對稱的數(shù)據(jù)，配以相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理程序，從而得到與該影響無關(guān)的測量結(jié)果。這是消除線性系統(tǒng)誤差的有效方法。 半周期偶數(shù)觀測法。周期性系統(tǒng)誤差的特點是每隔半個周期所產(chǎn)生的誤差大小相等、符號相反。 2隨機(jī)誤差 對同一被測量進(jìn)

10、行多次重復(fù)測量時，若誤差的大小隨機(jī)變化、不可預(yù)知，這種誤差稱為隨機(jī)誤差。（1）隨機(jī)誤差的統(tǒng)計特性 隨機(jī)誤差就單次測量而言是無規(guī)律的，其大小、方向均不可預(yù)知，既不能用實驗的方法消除，也不能修正，但當(dāng)測量次數(shù)無限增加時，該測量列中的各個測量誤差出現(xiàn)的概率密度分布服從正態(tài)分布，即圖1.1 隨機(jī)誤差的正態(tài)分布曲線（1.6） 正態(tài)分布的隨機(jī)誤差具有：對稱性、單峰性、有界性、抵償性等特征。（2）隨機(jī)誤差的估計 標(biāo)準(zhǔn)誤差 貝塞爾公式 （1.7） （1.9） 算術(shù)平均值 （1.8） 置信區(qū)間或置信限：k,k，置信系數(shù)為k，誤差落在確定區(qū)間 k,k 的置信概率P 。 k=1時，P|x|=68.62% k=2時，

11、P|x|2=95.44% k=3時，P|x|3=99.73%。 算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差 對于一個等精度的、獨立的、有限的測量列來說，在沒有系統(tǒng)誤差和粗差的的情況下，它的測量結(jié)果通常表示為：（1.11） （1.12） 3粗大誤差 測量結(jié)果明顯偏離其實際值時所對應(yīng)的誤差稱為粗大誤差或疏忽誤差，又叫過失誤差。含有粗大誤差的測量值稱為壞值。 誤差理論剔除壞值的基本方法是首先給定一個置信概率并確定一個置信區(qū)間，凡超出此區(qū)間的誤差即認(rèn)為它不屬于隨機(jī)誤差而是粗大誤差，應(yīng)將該粗大誤差所對應(yīng)的壞值予以剔除。常用的拉依達(dá)準(zhǔn)則（3準(zhǔn)則）規(guī)定：凡是隨機(jī)誤差大于3的測量值都認(rèn)為是壞值，應(yīng)予以剔除。 4緩變誤差 數(shù)值隨時間

12、而緩慢變化的誤差稱為緩變誤差，主要是由于測量儀表零件老化、失效、變形等原因造成的。這種誤差在短時間內(nèi)不易察覺，但在較長時間后會顯露出來。通?？梢圆捎枚ㄆ谛ｒ灥姆椒皶r修正緩變誤差。任務(wù)與實施 【任務(wù)】用溫度傳感器對某溫度進(jìn)行12次等精度測量，測量數(shù)據(jù)（）如下：20.46、20.52、20.50、20.52、20.48、20.47、20.50、20.49、20.47、20.49、20.51、20.51 要求對該組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理，并列寫出最后的測量結(jié)果。 【實施方案】數(shù)據(jù)處理一般采取的步驟如下：1.記錄填表將測量數(shù)據(jù) xi (i = 1、2、3、n )按測量序號依次列在表格的第1、2列中，如表1

13、.2所示。2.計算 求出測量數(shù)據(jù)列的算術(shù)平均值 ，填入表1.2第1列的下面。 計算各測量值的殘余誤差 ，并相應(yīng)列入表1.2中的第3列。 當(dāng)計算無誤時，理論上有 ，但實際上，由于計算過程中四舍五入所引入的誤差，此關(guān)系式往往不能滿足。本例中 計算 值并列在表1.2第4列，按貝塞爾公式計算出標(biāo)準(zhǔn)誤差后，填入本列下面。 3.判別壞值 根據(jù)拉依達(dá)準(zhǔn)則檢查測量數(shù)據(jù)中有無壞值。如果發(fā)現(xiàn)壞值，應(yīng)將壞值剔除，然后從第2步重新計算，直至數(shù)據(jù)列中不存在壞值。如果無壞值，則繼續(xù)步驟4。 采用拉依達(dá)準(zhǔn)則檢查壞值，因為 ，而所有測量值的剩余誤差 均滿足 ，顯然數(shù)據(jù)中無壞值。 4.列出最后測量結(jié)果 在確定不存在壞值后，計算

14、算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)誤差 。 寫出最后的測量結(jié)果： ，并注明置信概率。 因此最后的測量結(jié)果寫成 ()任務(wù)2 傳感器特性分析與傳感器選用 1傳感器的組成 傳感器就是能夠感覺外界信息，并能按一定規(guī)律將這些信息轉(zhuǎn)換成可用的輸出信號的器件或裝置。 傳感器的輸入量通常指非電量，如物理量、化學(xué)量、生物量等；而輸出量是便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示的物理量，主要是電量信號。 1.2.1 傳感器的組成及其分類知識鏈接（1）敏感元件：是傳感器中能直接感受被測量的部分，即直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關(guān)系的某一物理量。（2）轉(zhuǎn)換元件：是傳感器中將敏感元件輸出量轉(zhuǎn)換為適于傳輸和測量的電信號部分。（3）轉(zhuǎn)換電路：將電路

15、參數(shù)轉(zhuǎn)換成便于測量的電壓、電流、頻率等電量信號。圖1.4 傳感器組成框圖2傳感器的分類 傳感器千差萬別、種類繁多，分類方法也不盡相同，常用的分類方法有如下幾種：（1）按被測物理量分類 傳感器按被測物理量可分為溫度、壓力、流量、物位、位移、加速度、磁場、光通量等傳感器。（2）按傳感器工作原理分類 分為電阻傳感器、電感傳感器、電容傳感器、光敏傳感器、熱敏傳感器、磁敏傳感器等。 （3）按傳感器轉(zhuǎn)換能量供給形式分類 分為能量變換型（發(fā)電型）和能量控制型（參量型）兩種。能量變換型傳感器在進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換時不需另外提供能量，就可將輸入信號能量變換為另一種形式能量輸出。能量控制型傳感器工作時必須有外加電源。（4

16、）按傳感器工作機(jī)理分類 分為結(jié)構(gòu)型傳感器和物性型傳感器。結(jié)構(gòu)型傳感器是指被測量變化時引起了傳感器結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而引起輸出電量變化。物性型傳感器是利用物質(zhì)的物理或化學(xué)特性隨被測參數(shù)變化的原理構(gòu)成，一般沒有可動結(jié)構(gòu)部分，易小型化。1.2.2 傳感器的靜態(tài)特性與指標(biāo) 傳感器的基本特性是指傳感器的輸出與輸入之間的關(guān)系。傳感器的基本特性分為靜態(tài)特性和動態(tài)特性。 傳感器的靜態(tài)特性是指傳感器輸入信號處于穩(wěn)定狀態(tài)時，其輸出與輸入之間呈現(xiàn)的關(guān)系，表示為 靜態(tài)特性指標(biāo)主要有精確度、穩(wěn)定性、靈敏度、線性度、遲滯和可靠性等。 （1.13） 1精密度、準(zhǔn)確度和精確度 精確度是反映測量系統(tǒng)中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差的綜合評定

17、指標(biāo)。與精確度有關(guān)的指標(biāo)有精密度和準(zhǔn)確度。圖1.5 射擊例子 （1）精密度反映測量系統(tǒng)指示值的分散程度，精密度高則隨機(jī)誤差小。 （2）準(zhǔn)確度反映測量系統(tǒng)的輸出值偏離真值的程度，準(zhǔn)確度高則系統(tǒng)誤差小。 （3）精確度是準(zhǔn)確度與精密度兩者的總和，常用儀表的基本誤差表示。精確度高表示精密度和準(zhǔn)確度都高。 （2）穩(wěn)定性 穩(wěn)定度：是指在規(guī)定工作條件范圍和規(guī)定時間內(nèi)，傳感器性能保持不變的能力。穩(wěn)定度一般用重復(fù)性的數(shù)值和觀測時間的長短表示。 影響系數(shù)：是指由于外界環(huán)境變化引起傳感器輸出值變化的量。常用輸出值的變化量與影響量變化量的比值表示。（3）靈敏度 靈敏度是指傳感器在穩(wěn)態(tài)下輸出變化量與輸入變化量的比值，即

18、： 對線性傳感器，靈敏度為一個常數(shù)；對于非線性傳感器，靈敏度則為一個變量，隨著輸入量的變化而變化，如圖1.6所示。圖1.6 靈敏度定義（4）線性度 線性度 又稱非線性誤差，是指傳感器實際特性曲線與其理論擬合直線之間的最大偏差 與傳感器滿量程輸出 的百分比，如圖1.7所示。 圖1.7 傳感器線性度示意圖（5）遲滯 遲滯是指傳感器在正（輸入量增大）、反（輸入量減?。┬谐讨休敵銮€不重合的現(xiàn)象，如圖1.7所示。 遲滯 用正、反行程輸出值間的最大差值 與滿量程輸出 的百分比表示，即： 圖1.7 傳感器遲滯示意圖（6）可靠性 可靠性是指傳感器或檢測系統(tǒng)在規(guī)定的工作條件和規(guī)定的時間內(nèi)，具有正常工作性能的能

19、力。它是一種綜合性的質(zhì)量指標(biāo)。 可靠度：傳感器在規(guī)定的使用條件和工作周期內(nèi)，達(dá)到所規(guī)定性能的概率。 平均無故障工作時間（MTBF）：指相鄰兩次故障期間傳感器正常工作時間的平均值。 平均修復(fù)時間（MTTR）：指排除故障所花費時間的平均值。失效率：是指在規(guī)定的條件下工作到某個時刻，檢測系統(tǒng)在連續(xù)單位時間內(nèi)發(fā)生失效的概率。對可修復(fù)性的產(chǎn)品，又叫故障率。 失效率是時間的函數(shù)，如圖1.9所示。一般分為三個階段：早期失效期、偶然失效期和衰老失效期。圖1.9 失效率變化曲線 傳感器的動態(tài)特性是指傳感器對于隨時間變化的輸入信號的響應(yīng)特性。通常希望傳感器的輸出信號和輸入信號隨時間的變化曲線一致或相近，但實際上兩

20、者總是存在著差異，因此必須研究傳感器的動態(tài)特性。 研究傳感器的動態(tài)特性首先要建立動態(tài)模型，動態(tài)模型有微分方程、傳遞函數(shù)和頻率響應(yīng)函數(shù)，可以分別從時域、復(fù)數(shù)域和頻域?qū)ο到y(tǒng)的動態(tài)特性及規(guī)律進(jìn)行研究。1.2.3 傳感器的動態(tài)特性與指標(biāo)（1）傳感器階躍響應(yīng) 當(dāng)傳感器輸入一個單位階躍信號u(t)時，其輸出信號稱為階躍響應(yīng)。常見的一階、二階傳感器階躍響應(yīng)曲線如圖1.10所示。（a）一階傳感器的階躍響應(yīng)曲線 （b）二階傳感器的階躍響應(yīng)曲線圖1.10 階躍響應(yīng)曲線時間常數(shù) ： 傳感器輸出 由零上升到穩(wěn)態(tài)值 的63.2%所需的時間，見圖1.9（a）。上升時間 ： 傳感器輸出 由穩(wěn)態(tài)值的10%上升到90%所需的時

21、間，見圖1.9（b）。 調(diào)節(jié)時間 ： 傳感器輸出 由零上升達(dá)到并一直保持在允許誤差范圍 所需的時間。 可以是2%、5%或10%，根據(jù)實際情況確定。 最大超調(diào)量 ： 輸出最大值 與輸出穩(wěn)態(tài)值 的相對誤差，即振蕩次數(shù) ： 調(diào)節(jié)時間內(nèi)，輸出量在穩(wěn)態(tài)值附近上下波動的次數(shù)。穩(wěn)態(tài)誤差 ： 無限長時間后傳感器的穩(wěn)態(tài)輸出值 與目標(biāo)值 之間偏差的相對值，即（2）傳感器頻率響應(yīng) 將各種頻率不同而幅值相等的正弦信號輸入到傳感器，其輸出正弦信號的幅值、相位與頻率之間的關(guān)系稱為頻率響應(yīng)特性。 幅頻特性：頻率特性 的模，即輸出與輸入的幅值比 稱為幅頻特性。以 為自變量、 為因變量的曲線稱為幅頻特性曲線。 相頻特性：頻率特

22、性 的相角 ，即輸出與輸入的相位差 稱為相頻特性。以 為自變量、 為因變量的曲線稱為相頻特性曲線。 1靜態(tài)標(biāo)定 靜態(tài)標(biāo)定是為了確定傳感器的靜態(tài)特性指標(biāo)，如線性度、靈敏度、滯后和重復(fù)性等。 標(biāo)定時首先要創(chuàng)造一個靜態(tài)標(biāo)定所要求的標(biāo)準(zhǔn)條件。其次要求標(biāo)定設(shè)備的精度至少應(yīng)比被標(biāo)定的傳感器及其系統(tǒng)高一個精度等級。1.2.4 傳感器的標(biāo)定 標(biāo)定是指用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備產(chǎn)生已知非電量（標(biāo)準(zhǔn)量）或用基準(zhǔn)量來確定傳感器輸出電量與非電輸入量之間關(guān)系的過程。傳感器的標(biāo)定分為靜態(tài)標(biāo)定和動態(tài)標(biāo)定兩種。標(biāo)定步驟具體為： 將傳感器全量程（測量范圍）分成若干等間距點。 根據(jù)傳感器量程分點情況，由小到大按等間距遞增方式輸入相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)量，并

23、記錄與各輸入值相對應(yīng)的輸出值。 將輸入值由大到小一點一點地遞減，同時記錄與各輸入值相對應(yīng)的輸出值。 按照（2）、（3）步驟，對傳感器進(jìn)行正、反行程往復(fù)循環(huán)多次測試，將得到的輸出/輸入測試數(shù)據(jù)用表格列出或繪制成曲線。 對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的整理，根據(jù)處理結(jié)果就可以確定傳感器的線性度、靈敏度、滯后和重復(fù)性等靜態(tài)特性指標(biāo)。 2動態(tài)標(biāo)定 在對傳感器進(jìn)行動態(tài)特性分析和標(biāo)定時，為便于比較和評價，通常采用正弦變化和階躍變化的輸入信號。如前所述，采用階躍輸入信號研究傳感器時域動態(tài)性能時，常用上升時間、響應(yīng)時間和超調(diào)量等參數(shù)描述；采用正弦輸入信號研究傳感器頻域動態(tài)性能時，常采用幅頻特性和相頻特性來描述。動態(tài)標(biāo)定所

24、采用的設(shè)備和標(biāo)定過程都要比靜態(tài)標(biāo)定復(fù)雜。 傳感器的校準(zhǔn)是指通過定期檢測傳感器基本的性能參數(shù)，確定其是否可以繼續(xù)使用。若能繼續(xù)使用，則應(yīng)對其有變化的主要性能指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)修正，以確保傳感器的測量精度。傳感器的校準(zhǔn)與標(biāo)定的內(nèi)容基本相同。任務(wù)與實施 【任務(wù)】現(xiàn)有0.5級的0300和1.0級的0100的兩個溫度計，欲測量80的溫度，試問選用哪一個溫度計好？為什么？在選用傳感器時應(yīng)考慮哪些方面？ 【實施方案】1計算 0.5級溫度計測量時可能出現(xiàn)的最大絕對誤差、測量80可能出現(xiàn)的最大示值相對誤差分別為 1.0級溫度計測量時可能出現(xiàn)的最大絕對誤差、測量80時可能出現(xiàn)的最大示值相對誤差分別為: 計算結(jié)果x1x2

25、，顯然用1.0級溫度計比0.5級溫度計測量時，示值相對誤差反而小。因此在選用儀表時，不能單純追求高精度，而是應(yīng)兼顧精度等級和量程，最好使測量值落在儀表滿度值的2/3以上區(qū)域內(nèi)。2傳感器的選用（1）靈敏度 靈敏度高，則意味著傳感器所能感知的變化量小，即被測量稍有一微小變化時，傳感器就有較大的輸出響應(yīng)。一般講，傳感器的靈敏度越高越好。 若傳感器的靈敏度很高，即使是很微弱的干擾信號也很容易被混入，并且會伴隨著有用信號一起被電子放大系統(tǒng)放大。 傳感器的量程范圍與靈敏度有關(guān)。 當(dāng)傳感器工作在既有被測量又有較強(qiáng)干擾量的情況下，過高的靈敏度反而會縮小傳感器適用的測量范圍。（2）線性范圍 傳感器理想的靜態(tài)特性是在很大測量范圍內(nèi)輸出與輸入之間保持良好的線性關(guān)系。 實際上傳感器只能在一定范圍內(nèi)保持線性關(guān)系。傳感器工作在線性區(qū)內(nèi)是保證測量精確度的基本條件，否則就會產(chǎn)生非線性誤差。 傳感器絕對工作在線性區(qū)是很難保證的，也就是說，在許可的限度內(nèi)，也可以工作在近似線性的區(qū)域內(nèi)。因此，在選用時必須考慮被測量的變化范圍，使其非線性誤差在允許范圍之內(nèi)。（3）響應(yīng)特性 通常希望傳感器的輸出信號和輸入信號隨時間的變化曲線相一致或基本相近。 但在