傳感器與檢測(cè)技術(shù) 緒論課件

傳感器與檢測(cè)技術(shù)Sensor&DetectingTechnology傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論基礎(chǔ)知識(shí)定義、分類(lèi)發(fā)展趨勢(shì)選用原則一般特性傳感器原理

檢測(cè)技術(shù)溫度傳感器磁敏傳感器光電傳感器應(yīng)變傳感器電感傳感器電容傳感器壓電傳感器其他傳感器多傳感器融合檢測(cè)電路現(xiàn)代檢測(cè)系統(tǒng)課程主要內(nèi)容傳感器的工作原理、結(jié)構(gòu)、主要參數(shù)、檢測(cè)電路及其典型應(yīng)用傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論以理論教學(xué)和案例實(shí)驗(yàn)為主線,引導(dǎo)學(xué)生積極思考。教學(xué)方法改革：

解決側(cè)重課本教學(xué)存在的問(wèn)題：1.檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用、發(fā)展部分空洞；2.傳感器部分沒(méi)有實(shí)物對(duì)象、枯燥無(wú)味應(yīng)用舉例表面形狀檢測(cè)錫高檢測(cè)傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論[1]傳感器課程[2]儀表技術(shù)與傳感器[3]傳感器世界[4]中國(guó)傳感器[5]傳感器技術(shù)[6]21IC中國(guó)電子網(wǎng)[7]傳感技術(shù)學(xué)報(bào)網(wǎng)[8]傳感器資訊網(wǎng)2.利用網(wǎng)絡(luò)資源學(xué)習(xí)手段更新1.實(shí)驗(yàn)室資源傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論平時(shí)成績(jī)40分=大作業(yè)+考勤期末考試60分大作業(yè)：1.課后習(xí)題——交作業(yè)本；2.資料翻譯、簡(jiǎn)單的檢測(cè)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)報(bào)告等——發(fā)電子版到我郵箱，同時(shí)交紙質(zhì)版本要求：自由組合成學(xué)習(xí)小組，一般為2-4人，由組長(zhǎng)統(tǒng)一發(fā)送郵件與收取作業(yè)。zhangmei8183@

成績(jī)?cè)u(píng)定傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論1.1自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)概述1.2傳感器概述1.3測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理1.4傳感器的一般特性1.5傳感器的標(biāo)定和校準(zhǔn)第1講基礎(chǔ)知識(shí)傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論1.1自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)概述學(xué)習(xí)要求：1.掌握測(cè)試技術(shù)的概念及研究?jī)?nèi)容2.了解測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用情況3.了解測(cè)試技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)4.了解主要測(cè)試儀器生產(chǎn)廠商傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論1.1.1測(cè)試技術(shù)的基本概念

測(cè)試技術(shù)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)的一部分，主要研究各種物理量的測(cè)量原理和測(cè)量信號(hào)分析處理方法。

測(cè)試技術(shù)是進(jìn)行各種科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)測(cè)量必不可少的手段，起著人的感官的作用。簡(jiǎn)單的測(cè)試系統(tǒng)可以只有一個(gè)模塊，如玻璃管溫度計(jì)。它直接將被溫度變化轉(zhuǎn)化液面示值。沒(méi)有電量轉(zhuǎn)換和分析電路，很簡(jiǎn)單，但精度底，無(wú)法實(shí)現(xiàn)測(cè)量自動(dòng)化。

為提高測(cè)量精度和自動(dòng)化程度，以便于和其它環(huán)節(jié)一起構(gòu)成自動(dòng)化裝置，通常先將被測(cè)物理量轉(zhuǎn)換為電量，再對(duì)電信號(hào)進(jìn)行處理和輸出。如圖所示的聲級(jí)計(jì)。

傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論

一般說(shuō)來(lái)，測(cè)試系統(tǒng)由傳感器、中間變換裝置和顯示記錄裝置三部分組成。

傳感器將被測(cè)物理量(如噪聲,溫度)檢出并轉(zhuǎn)換為電量，中間變換裝置對(duì)接收到的電信號(hào)用硬件電路進(jìn)行分析處理或經(jīng)A/D變換后用軟件進(jìn)行信號(hào)分析，顯示記錄裝置則測(cè)量結(jié)果顯示出來(lái)，提供給觀察者或其它自動(dòng)控制裝置。

1.1.2測(cè)試技術(shù)的組成

信息轉(zhuǎn)換信息提取傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論1.1.3測(cè)試技術(shù)的工程應(yīng)用

在工程領(lǐng)域，科學(xué)實(shí)驗(yàn)、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)督、質(zhì)量控制等，都離不開(kāi)測(cè)試技術(shù)。測(cè)試技術(shù)應(yīng)用涉及到航天、機(jī)械、電力、石化和海洋運(yùn)輸?shù)让恳粋€(gè)工程領(lǐng)域。

傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論1、工業(yè)自動(dòng)化中的應(yīng)用

a)機(jī)械手、機(jī)器人中的傳感器

轉(zhuǎn)動(dòng)/移動(dòng)位置傳感器、力傳感器、視覺(jué)傳感器、聽(tīng)覺(jué)傳感器、接近距離傳感器、觸覺(jué)傳感器、熱覺(jué)傳感器、嗅覺(jué)傳感器。

在各種自動(dòng)控制系統(tǒng)中，測(cè)試環(huán)節(jié)起著系統(tǒng)感官的作用，是其重要組成部分。密歇根大學(xué)的機(jī)械手裝配模型廣州中鳴數(shù)碼的機(jī)器狗傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論b)AGV（AutomatedGuidedVehicle）自動(dòng)導(dǎo)航運(yùn)輸車(chē)

超聲波測(cè)距傳感器、判斷建筑物內(nèi)人和物所在位置；紅外線色彩傳感器運(yùn)動(dòng)軌跡和AGV小車(chē)位置識(shí)別；條形碼傳感器，貨品識(shí)別。香港理工AGV模型傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論c)生產(chǎn)加工過(guò)程監(jiān)測(cè)切削力傳感器，加工噪聲傳感器，超聲波測(cè)距傳感器、紅外接近開(kāi)關(guān)傳感器等。密歇根大學(xué)數(shù)字化工廠傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論2、流程工業(yè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控在電力、冶金、石化、化工等流程工業(yè)中，生產(chǎn)線上設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)關(guān)系到整個(gè)生產(chǎn)線流程。通常建立24小時(shí)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。石化企業(yè)輸油管道、儲(chǔ)油罐等壓力容器的破損和泄露檢測(cè)。傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論3、產(chǎn)品質(zhì)量測(cè)量在汽車(chē)、機(jī)床等設(shè)備，電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等零部件出廠時(shí)，必須對(duì)其性能質(zhì)量進(jìn)行測(cè)量和出廠檢驗(yàn)。

圖示為汽車(chē)出廠檢驗(yàn)原理框圖，測(cè)量參數(shù)包括潤(rùn)滑油溫度、冷卻水溫度、燃油壓力及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等。通過(guò)對(duì)抽樣汽車(chē)的測(cè)試，工程師可以了解產(chǎn)品質(zhì)量。汽車(chē)扭距測(cè)量機(jī)床加工精度測(cè)量傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論4、樓宇控制與安全防護(hù)為使建筑物成為安全、健康、舒適、溫馨的生活、工作環(huán)境，并能保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和管理的智能化。在樓宇中應(yīng)用了許多測(cè)試技術(shù)，如闖入監(jiān)測(cè)、空氣監(jiān)測(cè)、溫度監(jiān)測(cè)、電梯運(yùn)行狀況。

圖示為某公司樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為：電源管理、安全監(jiān)測(cè)、照明控制、空調(diào)控制、停車(chē)管理、水/廢水管理和電梯監(jiān)控。煙霧傳感器亮度傳感器紅外人體探測(cè)器傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論5、家庭與辦公自動(dòng)化在家電產(chǎn)品和辦公自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，人們大量的應(yīng)用了傳感器和測(cè)試技術(shù)來(lái)提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量。全自動(dòng)洗衣機(jī)中的傳感器：衣物重量傳感器，衣質(zhì)傳感器，水溫傳感器，水質(zhì)傳感器，透光率光傳感器(洗凈度)液位傳感器，電阻傳感器(衣物烘干檢測(cè))。指紋傳感器透光率傳感器溫濕度傳感器溫度傳感器傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論5、其他應(yīng)用航天農(nóng)業(yè)交通醫(yī)學(xué)傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論鼠標(biāo):光電位移傳感器攝象頭:CCD傳感器聲位筆:超聲波傳感器麥克風(fēng):電容傳聲器聲卡:A/D卡+D/A卡軟驅(qū):速度,位置伺服6、PC機(jī)中的測(cè)試技術(shù)應(yīng)用傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論1.1.4測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1、傳感器方面

a)利用新發(fā)現(xiàn)的材料和新發(fā)現(xiàn)的生物、物理、化學(xué)效應(yīng)開(kāi)發(fā)出的新型傳感器光纖流速傳感器熒光材料制作的電子鼻傳感器生物酶血樣分析傳感器熱/光電量傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論b)傳感器+嵌入式計(jì)算機(jī)

智能傳感器振動(dòng)網(wǎng)絡(luò)傳感器嵌入式計(jì)算機(jī)智能壓力網(wǎng)絡(luò)傳感器智能傾角RS232傳感器IC總線數(shù)字溫度傳感器傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論2、測(cè)量信號(hào)處理方面計(jì)算機(jī)虛擬儀器技術(shù)用PC機(jī)＋儀器板卡代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器用計(jì)算機(jī)軟件代替硬件分析電路優(yōu)點(diǎn)傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論1.1.5主要傳感器和測(cè)試儀器生產(chǎn)廠商2、振動(dòng)/噪聲傳感器丹麥B&K（振動(dòng)測(cè)量、聲學(xué)測(cè)量領(lǐng)域最富盛名）1、工業(yè)自動(dòng)化類(lèi)傳感器美國(guó)霍尼威爾公司（有全球最大傳感器技術(shù)研究中心）傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論3、測(cè)量分析儀器美國(guó)國(guó)家儀器公司(全球最大的計(jì)算機(jī)虛擬儀器生產(chǎn)商)美國(guó)Agilent公司(原惠普公司儀器部，著名的測(cè)試儀器商)傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論思考題：

分析一個(gè)你身邊的測(cè)試技術(shù)應(yīng)用的例子。傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論1.2

傳感器概述

1.2.1

傳感器的定義根據(jù)中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB7665-87）傳感器（Transducer/Sensor）：能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件和裝置。傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論包含的概念：①傳感器是測(cè)量裝置，能完成檢測(cè)任務(wù)；②它的輸出量是某一被測(cè)量，可能是物理量，也可能是化學(xué)量、生物量等；③它的輸出量是某種物理量，這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等等，這種量可以是氣、光、電量，但主要是電量；④輸出輸入有對(duì)應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確程度。傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論1.2.2傳感器的組成敏感元件

直接感受被測(cè)量，并輸出與被測(cè)量成確定關(guān)系的物理量轉(zhuǎn)換元件

敏感元件的輸出就是它的輸入，轉(zhuǎn)換成電路參量轉(zhuǎn)換電路

上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路（如放大、阻抗匹配等），便可轉(zhuǎn)換成電量輸出傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論3.傳感器的分類(lèi)（詳見(jiàn)P4）1)按被測(cè)物理量分類(lèi)常見(jiàn)的被測(cè)物理量機(jī)械量:長(zhǎng)度,厚度,位移,速度,加速度,

旋轉(zhuǎn)角,轉(zhuǎn)數(shù),質(zhì)量,重量,力,

壓力,真空度,力矩,風(fēng)速,流速,

流量;聲:聲壓,噪聲.磁:磁通,磁場(chǎng).溫度:溫度,熱量,比熱.光：亮度，色彩傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論機(jī)械式,電氣式,光學(xué)式，流體式等。2)按工作原理分類(lèi):切削力測(cè)量應(yīng)變片動(dòng)圈式磁電傳感器

傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論能量轉(zhuǎn)換型和能量控制型.3)按信號(hào)變換特征:能量轉(zhuǎn)換型:直接由被測(cè)對(duì)象輸入能量使其工作.

例如:熱電偶溫度計(jì),壓電式加速度計(jì).能量控制型:從外部供給能量并由被測(cè)量控制外部供給能量的變化.例如:電阻應(yīng)變片.傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論4)按敏感元件與被測(cè)對(duì)象之間的能量關(guān)系:物性型:依靠敏感元件材料本身物理性質(zhì)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換.如:水銀溫度計(jì).結(jié)構(gòu)型:依靠傳感器結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)變.

例如:電容式和電感式傳感器.傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論5.傳感器的命名

由主題詞加四級(jí)修飾語(yǔ)構(gòu)成。

主題詞——傳感器；第一級(jí)修飾語(yǔ)——被測(cè)量，包括修飾被測(cè)量的定語(yǔ)；第二級(jí)修飾語(yǔ)——轉(zhuǎn)換原理，一般可后續(xù)以“式”字；第三級(jí)修飾語(yǔ)——特征描述，指必須強(qiáng)調(diào)的傳感器結(jié)構(gòu)、性能、材料特征、敏感元件及其它必要的性能特征，一般可后續(xù)以“型”字；第四級(jí)修飾語(yǔ)——主要技術(shù)指標(biāo)（量程、精確度、靈敏度等）。傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論6.傳感器的代號(hào)依次為：主稱（傳感器）被測(cè)量—轉(zhuǎn)換原理—序號(hào)主稱——傳感器，代號(hào)C；被測(cè)量——用一個(gè)或兩個(gè)漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)大寫(xiě)字母標(biāo)記。轉(zhuǎn)換原理——用一個(gè)或兩個(gè)漢語(yǔ)拼音的第一個(gè)大寫(xiě)字母標(biāo)記。序號(hào)——用一個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)記，廠家自定，用來(lái)表征產(chǎn)品設(shè)計(jì)特性、性能參數(shù)、產(chǎn)品系列等。例：應(yīng)變式位移傳感器：CWY-YB-20；光纖壓力傳感器：CY-GQ-2。傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論電阻式遠(yuǎn)傳壓力表感應(yīng)式流量表稱重傳感器CCD傳感器傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論質(zhì)子旋進(jìn)式磁敏傳感器壓阻式液位傳感器光敏傳感器溫度傳感器傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論風(fēng)力參數(shù)傳感器地震檢波器反射式光敏傳感器磁、氣、力敏傳感器超聲傳感器傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論1.3

測(cè)量誤差與數(shù)據(jù)處理

1.3.1

測(cè)量誤差的概念和分類(lèi)1.有關(guān)測(cè)量技術(shù)中的部分名詞（詳見(jiàn)P4）（1）等精度測(cè)量（2）非等精度測(cè)量（3）真值（4）實(shí)際值（5）標(biāo)稱值（6）示值（7）測(cè)量誤差2.誤差的分類(lèi)（1）系統(tǒng)誤差（2）隨機(jī)誤差（3）粗大誤差傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論1.3.2

精度反映測(cè)量結(jié)果與真值接近程度的量(1)準(zhǔn)確度(2)精密度(3)精確度(精度)

對(duì)于具體的測(cè)量，精密度高的而準(zhǔn)確度不一定高，準(zhǔn)確度高的精密度不一定高，但精確度高，則精密度和準(zhǔn)確度都高。傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論1.3.3

測(cè)量誤差的表示方法

(1)絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差是示值與被測(cè)量真值之間的差值。設(shè)被測(cè)量的真值為A0，器具的標(biāo)稱值或示值為x，則絕對(duì)誤差為

（1.3.1）由于一般無(wú)法求得真值A(chǔ)0，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)常用精度高一級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)器具的示值，即實(shí)際值A(chǔ)代替真值A(chǔ)0。x與A之差稱為測(cè)量器具的示值誤差，記為

（1.3.2）通常以此值來(lái)代表絕對(duì)誤差。傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論修正值為了消除系統(tǒng)誤差用代數(shù)法加到測(cè)量結(jié)果上的值稱為修正值，常用C表示。將測(cè)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）在實(shí)際工作中，可以用實(shí)際值A(chǔ)近似真值A(chǔ)0，則（1.3.4）式變?yōu)镃=A-x=-Δx（1.3.5）修正值與誤差值大小相等、符號(hào)相反，測(cè)得值加修正值可以消除該誤差的影響傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論(2)相對(duì)誤差相對(duì)誤差是絕對(duì)誤差與被測(cè)量的約定值之比。相對(duì)誤差有以下表現(xiàn)形式：①實(shí)際相對(duì)誤差（1.3.6）

②示值相對(duì)誤差（1.3.7）

③滿度（引用）相對(duì)誤差（1.3.8）傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論最大允許誤差指示儀表的最大滿度誤差不許超過(guò)該儀表準(zhǔn)確度等級(jí)的百分?jǐn)?shù)，即

（1.3.9）當(dāng)示值為x時(shí)可能產(chǎn)生的最大相對(duì)誤差為

（1.3.11） 用儀表測(cè)量示值為x的被測(cè)量時(shí)，比值越大，測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差越大。選用儀表時(shí)要考慮被測(cè)量的大小越接近儀表上限越好。被測(cè)量的值應(yīng)大于其測(cè)量上限的2/3。傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論1.3.4

隨機(jī)誤差

1.正態(tài)分布隨機(jī)誤差是以不可預(yù)定的方式變化著的誤差，但在一定條件下服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律

傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論正態(tài)分布的隨機(jī)誤差分布規(guī)律（1）對(duì)稱性。絕對(duì)值相等的正誤差和負(fù)誤差出現(xiàn)的次數(shù)相等。（2）單峰性。絕對(duì)值小的誤差比絕對(duì)值大的誤差出現(xiàn)的次數(shù)多。（3）有界性。一定的測(cè)量條件下，隨機(jī)誤差的絕對(duì)值不會(huì)超過(guò)一定界限。（4）抵償性。隨測(cè)量次數(shù)的增加，隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值趨向于零。傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論2.隨機(jī)誤差的評(píng)價(jià)指標(biāo)

由于隨機(jī)誤差大部分按正態(tài)分布規(guī)律出現(xiàn)的，具有統(tǒng)計(jì)意義，通常以正態(tài)分布曲線的兩個(gè)參數(shù)算術(shù)平均值和均方根誤差作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

（1）算術(shù)平均值

當(dāng)測(cè)量次數(shù)為無(wú)限次時(shí)，所有測(cè)量值的算術(shù)平均值即等于真值，事實(shí)上是不可能無(wú)限次測(cè)量，即真值難以達(dá)到。但是，隨著測(cè)量次數(shù)的增加，算術(shù)平均值也就越接近真值。因此，以算術(shù)平均值作為真值是既可靠又合理的。

傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論(2)標(biāo)準(zhǔn)差

①

測(cè)量列中單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差在等精度測(cè)量列中，單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差

（1.3.18）式中，n——測(cè)量次數(shù)；

——每次測(cè)量中相應(yīng)各測(cè)量值的隨機(jī)誤差。傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論實(shí)際工作中用殘差來(lái)近似代替隨機(jī)誤差求標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值，即：貝塞爾（Bessel）公式

傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論②

測(cè)量列算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差式中，——算術(shù)平均值標(biāo)準(zhǔn)差（均方根誤差）；

—測(cè)量列中單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差；

n——測(cè)量次數(shù)當(dāng)測(cè)量次數(shù)n愈大時(shí)，算術(shù)平均值愈接近被測(cè)量的真值，測(cè)量精度也越高。傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論3.測(cè)量的極限誤差

測(cè)量的極限誤差是極端誤差，檢測(cè)量結(jié)果的誤差不超過(guò)該極端誤差的概率為P，并使出現(xiàn)概率為（１-P），誤差超過(guò)該極端誤差的檢測(cè)量的測(cè)量結(jié)果可以忽略。

（1）單次測(cè)量的極限誤差隨機(jī)誤差在－δ至＋δ范圍內(nèi)概率為：經(jīng)變換，(1.3.22）式為若某隨機(jī)誤差在±t范圍內(nèi)出現(xiàn)的概率為2Φ(ｔ),則超出該誤差范圍的概率為傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論幾個(gè)典型t值的概率情況分析t|δ|=tσ不超出|δ|的概率2Φ（ｔ）超出|δ|的概率1-2Φ（ｔ）0.670.67σ0.49720.502811σ0.68260.317422σ0.95440.045633σ0.99730.002744σ0.99990.0001傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論當(dāng)t=3時(shí)，即|δ|=3時(shí),誤差不超過(guò)|δ|的概率為99.73%,通常把這個(gè)誤差稱為單次測(cè)量列的極限誤差δlimx,即δlimx

=±3傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論例：測(cè)量電壓時(shí)的測(cè)量列為：12.123；12.234；12.235；12.133；12.142；12.233；12.222；12.236；12.152；12.255；12.253；12.246。則其算術(shù)平均值是：傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論它的實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差是（由于標(biāo)準(zhǔn)差沒(méi)法直接計(jì)算，實(shí)際操作中都用實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)代替σ，即用算術(shù)平均值代替真值）：

傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論最后得實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)差為：

若t取2，則測(cè)量列的隨機(jī)誤差為土2s(xk)=土0.1016(V)。傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論（2）算術(shù)平均值的極限誤差測(cè)量列的算術(shù)平均值與被測(cè)量的真值之差當(dāng)多個(gè)測(cè)量列算術(shù)平均值誤差為正態(tài)分布時(shí)，得到測(cè)量列算術(shù)平均值的極限誤差表達(dá)式為

式中的t為置信系數(shù)，為算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差。通常取t=3,則傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論1.3.5

系統(tǒng)誤差

1.系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)理論分析及計(jì)算實(shí)驗(yàn)對(duì)比法殘余誤差觀察法殘余誤差校核法計(jì)算數(shù)據(jù)比較法傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論（1）理論分析及計(jì)算

因測(cè)量原理或使用方法不當(dāng)引入系統(tǒng)誤差時(shí)，可以通過(guò)理論分析和計(jì)算的方法加以修正。（2）實(shí)驗(yàn)對(duì)比法

實(shí)驗(yàn)對(duì)比法是改變產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的條件進(jìn)行不同條件的測(cè)量，以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)誤差，這種方法適用于發(fā)現(xiàn)恒定系統(tǒng)誤差。（3）殘余誤差觀察法

根據(jù)測(cè)量列的各個(gè)殘余誤差的大小和符號(hào)變化規(guī)律，直接由誤差數(shù)據(jù)或誤差曲線圖形來(lái)判斷有無(wú)系統(tǒng)誤差，這種方法主要適用于發(fā)現(xiàn)有規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差。傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論（4）殘余誤差校核法①用于發(fā)現(xiàn)累進(jìn)性系統(tǒng)誤差

馬利科夫準(zhǔn)則：設(shè)對(duì)某一被測(cè)量進(jìn)行n次等精度測(cè)量，按測(cè)量先后順序得到測(cè)量值x1，x2，…，xn，相應(yīng)的殘差為v1，v2，…，vn。把前面一半和后面一半數(shù)據(jù)的殘差分別求和，然后取其差值②用于發(fā)現(xiàn)周期性系統(tǒng)誤差

阿卑-赫梅特準(zhǔn)則：

則認(rèn)為測(cè)量列中含有周期性系統(tǒng)誤差。

當(dāng)存在

設(shè)

傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論(5)計(jì)算數(shù)據(jù)比較法對(duì)同一量進(jìn)行多組測(cè)量，得到很多數(shù)據(jù)，通過(guò)多組計(jì)算數(shù)據(jù)比較，若不存在系統(tǒng)誤差，其比較結(jié)果應(yīng)滿足隨機(jī)誤差條件，否則可認(rèn)為存在系統(tǒng)誤差。任意兩組結(jié)果之間不存在系統(tǒng)誤差的標(biāo)志是

傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論2.系統(tǒng)誤差的削弱和消除傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論1.交換法

在測(cè)量中，將引起系統(tǒng)誤差的某些條件(如被測(cè)量的位置等)相互交換，而保持其它條件不變，使產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的因素對(duì)測(cè)量結(jié)果起相反的作用，從而抵消系統(tǒng)誤差。例如，以等臂天平稱量時(shí)，由于天平左右兩臂長(zhǎng)的微小差別，會(huì)引起稱量的恒值系統(tǒng)誤差。如果被稱物與砝碼在天平左右稱盤(pán)上交換，稱量?jī)纱?，取兩次測(cè)量平均值作為被稱物的質(zhì)量，這時(shí)測(cè)量結(jié)果中就含有因天平不等臂引起的系統(tǒng)誤差。

傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論2.抵消法

改變測(cè)量中的某些條件(如測(cè)量方向)，使前后兩次測(cè)量結(jié)果的誤差符號(hào)相反，取其平均值以消除系統(tǒng)誤差。例如，千分卡有空行程，即螺旋旋轉(zhuǎn)時(shí)，刻度變化，量桿不動(dòng)，在檢定部位產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。為此，可從正反兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向?qū)€，順時(shí)針對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志線讀數(shù)為d，不含系統(tǒng)誤差時(shí)值為a，空行程引起系統(tǒng)誤差ε，則有d=a+ε；第二次逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)對(duì)準(zhǔn)標(biāo)志線、讀數(shù)d’，則有d’=a-ε，于是正確值a=(d+d’)/2，正確值a中不再含有系統(tǒng)誤差。

傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1緒論3.代替法

這種方法是在測(cè)量條件不變的情況下，用已知量替換被測(cè)量，達(dá)到消除系統(tǒng)誤差的目的。仍以天平為例，先使平衡物T與被測(cè)物X相平衡，則X=(L2/L1)T；然后取下被測(cè)物X，用砝碼P與T達(dá)到平衡，得到P=(L2/L1)T，取砝碼數(shù)值作為測(cè)量結(jié)果。由此得到的測(cè)量結(jié)果中，同樣不存在因L1、L2不等而帶來(lái)的系統(tǒng)誤差。

傳感器與檢測(cè)技術(shù)No.1