機電檢測技術(shù)第二章

第二章檢測技術(shù)基礎(chǔ)第一節(jié)檢測技術(shù)的概念第二節(jié)檢測技術(shù)的一般方法第三節(jié)信號及其描述第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理第五節(jié)檢測裝置的基本特性本章小結(jié)第一節(jié)檢測技術(shù)的概念人觀天象而仕農(nóng)耕，察火色而冶銅鐵；工欲善其事，必先利其器；檢測技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用在線檢測：零件尺寸、產(chǎn)品缺陷、裝配定位…第一節(jié)檢測技術(shù)的概念檢測：獲取被測對象有關(guān)信息的過程；

使用專門的工具，通過實驗和計算，進行比較，找出被測參數(shù)的量或者被測參數(shù)的有無。請同學(xué)們想一想：檢測與測量的區(qū)別是什么？第二節(jié)檢測技術(shù)的一般方法1、檢測技術(shù)的一般方法光學(xué)法：利用光的散射、投射、折射和反射定律；力學(xué)法：利用敏感元件把被測量的變化轉(zhuǎn)換成機械位移、變形等。電學(xué)法：利用敏感元件將被測量轉(zhuǎn)換成電壓、電阻、電容等。聲學(xué)法：利用超聲波的傳播特性進行檢測。磁學(xué)法：利用被測介質(zhì)的有關(guān)磁性進行檢測。射線法：利用放射線的傳播特性進行檢測。第二節(jié)檢測技術(shù)的一般方法2、選擇檢測元件的考慮因素檢測元件的適用范圍；檢測元件的測量范圍；檢測元件的輸出特性。第三節(jié)信號及其描述1、信息、信號、干擾信息：事物運動狀態(tài)和運動方式的反映；可以識別、存儲和傳輸。信號：信息的載體。干擾：信號中除由于信息之外的部分。有用信息和干擾是相對而言；同一信息可用不同的載體來承載。第三節(jié)信號及其描述2、信號的分類確定性信號

可以用確定的數(shù)學(xué)函數(shù)來表示隨時間變化規(guī)律的信號；非確定性信號不能用確定的數(shù)學(xué)函數(shù)來表示隨時間變化規(guī)律的信號；隨時間的變化具有隨機性和一定的儲蓄作用過程。

第三節(jié)信號及其描述2、信號的分類

信號確定性信號周期信號正弦信號非正弦周期信號非周期信號瞬變信號準(zhǔn)周期信號非確定性信號平穩(wěn)隨機過程各態(tài)歷經(jīng)隨機過程非各態(tài)歷經(jīng)隨機過程非平穩(wěn)隨機過程第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理1、誤差的基本概念真值：在一定條件下被測物理量客觀存在的實際值；是一個理論值。約定真值：實際測量過程中可以代替真值的值；誤差：采用檢測儀表對被測量進行測量的結(jié)果與被測量的約定真值之間的差別。第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理1、誤差的基本概念（1）按誤差的表示方法進行分類絕對誤差測量結(jié)果減去被測量的約定真值所得的差值

Δx=x-x0相對誤差相對誤差就是絕對誤差除以被測量的約定真值，并用百分?jǐn)?shù)表示：

第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理1、誤差的基本概念（1）按誤差的表示方法進行分類引用誤差絕對誤差除以儀表的量程，并用百分?jǐn)?shù)表示

精度儀表在測量過程中出現(xiàn)的最大引用誤差來表示

第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理1、誤差的基本概念（1）按誤差出現(xiàn)的規(guī)律進行分類系統(tǒng)誤差在相同條件下，對同一被測量進行多次等精度測量時，由于測量儀表不準(zhǔn)確、測試方法不完善或環(huán)境因素的影響等，造成歌詞測量值之間存在一定差異，但各次測量誤差保持為常數(shù)或按一定規(guī)律進行變化。

粗大誤差由于測量者粗心大意（如錯讀、錯記、錯算等）或測量儀表突然出現(xiàn)故障而造成。隨機誤差

測量中，由于各種隨機因素的影響而造成。

第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理2、系統(tǒng)誤差（1）殘差觀察法

第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理2、系統(tǒng)誤差（2）判據(jù)判別法

①馬利科夫判據(jù)

②阿貝-赫梅特判據(jù)

第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理3、隨機誤差（1）隨機變量及其概率密度函數(shù)

如果將測量值看作一個隨機變量X，那么它落入某一區(qū)間(x1，x2)的概率可表示為

P﹛x1<X≤x2﹜=P﹛X≤x2﹜?P﹛X≤x1﹜第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理3、隨機誤差（1）隨機變量及其概率密度函數(shù)

對于P﹛X≤x)(-∞<<+∞)存在非負(fù)的函數(shù)f(x)，使對于任意的實數(shù)x有

則f()稱為隨機變量X的概率密度函數(shù)。第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理3、隨機誤差（2）正態(tài)分布隨機誤差的性質(zhì)

對稱性絕對值相等的正負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相同；單峰性絕對值小的誤差出現(xiàn)的概率大；有界性絕對值很大的誤差出現(xiàn)的概率幾乎為零；抵償性同一條件下，測量次數(shù)趨于無窮多時，全部誤差的代數(shù)和趨于零。第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理3、隨機誤差（3）正態(tài)分布隨機變量的數(shù)字特征

算術(shù)平均值當(dāng)?shù)染葴y量次數(shù)無窮增加時，被測量的真值就等于測量值的算術(shù)平均值，即算術(shù)平均值可以代替真值，成為被測量真值的最佳估計值。

第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理3、隨機誤差（3）正態(tài)分布隨機變量的數(shù)字特征

方差標(biāo)準(zhǔn)偏差方差的正平方根稱為標(biāo)準(zhǔn)偏差，用σ表示當(dāng)?shù)染葴y量次數(shù)無窮增加時，測量值與真值之差的平方和的算術(shù)平均值，用σ2表示第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理3、隨機誤差（4）置信區(qū)間和置信概率

若被測量的測量值為一隨機變量，則隨機誤差δ=X-μ符合正態(tài)分布，其落入某一區(qū)間（a,b]的概率為：隨機誤差δ的取值范圍（a,b]稱為置信區(qū)間，而δ在置信區(qū)間內(nèi)取值的概率P｛a<δ≤b｝則稱為置信概率。第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理4、粗大誤差若隨機誤差δ=X-μ的置信概率小于99.73%，即其置信區(qū)間超出(-3σ,+3σ]范圍，則對應(yīng)測量值被認(rèn)定為粗大誤差。拉依達準(zhǔn)則

第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理5、僅包含隨機誤差的測量結(jié)果的表達若隨機變量X～N（μ，σ2），則

第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理6、測量數(shù)據(jù)的誤差分析直接測量數(shù)據(jù)的誤差分析①首先檢查測量數(shù)據(jù)中有無粗大誤差，若有則剔除；②檢查剩余的測量數(shù)據(jù)中是否有系統(tǒng)誤差，若有則校正或補償；③對只存在隨機誤差的測量數(shù)據(jù)，可用這些測量數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值作為被測量真值的最佳估計值，并求出的標(biāo)準(zhǔn)偏差，同時表示。

第四節(jié)誤差分析及數(shù)據(jù)處理6、測量數(shù)據(jù)的誤差分析間接測量數(shù)據(jù)的誤差分析①將與被測量y有函數(shù)關(guān)系y=f(x1,x2,……,xn)的每一個量x1,x2,……,xn

，分別求出每一個量的最佳估計值及其標(biāo)準(zhǔn)偏差②確定了每一個量的最佳估計值及其標(biāo)準(zhǔn)偏差后，即可求出被測量y的最佳估計值及其標(biāo)準(zhǔn)偏差如下：

第五節(jié)檢測裝置的基本特性