(2)非电量电测量技术优点： 测量精度高、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。
酒精测试仪
呼气管
电子湿度计模块
封装后的外 形
1.2.2 测量方法
1) 直接测量、间接测量和组合测量 (又称联立 测量)。经过求解联立方程组，才能得到被测物 理量的最后结果，则称这样的测量为组合测量。
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①主称——传感器代号C ②被测量—用一个或两个汉语拼音 的第一个大写字母标记。③转换原理——用一个或两个汉语 拼音的第一个大写字母标记。④序号——用一个阿拉伯数字 标记，厂家自定，用来表征产品设计特性、性能参数、产品 系列等。
例：应变式位移传感器： C WY-YB-20 光纤压力传感器：C Y-GQ-2
④+①超调量σ 传感器输出超过稳态值的最 大值。
④ +②衰减比d 衰减震荡的二阶传感器输 出响应曲线第一个峰值与第二个峰值之比。
2. 频率响应特性
传感器对不同频率正弦输入信号的响应特性，称为 频率响应特性。
频率响应法是从传感器的频率特性出发研究传感器 的动态特性。
（1）零阶传感器的频率特性 （2）一阶传感器的频率特性 （3） 二阶传感器的频率特性 （4）频率响应特性指标
检测技术主要研究被测量的测量原理、测量方
法、检测系统和数据处理等方面的内容。
不同性质的被测量要采用不同的原理去测量， 测量同一性质的被测量也可采用不同测量原 理。
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自动检测技术的重要性
（1）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。
2) 偏差式测量、零位式测量与微差式测量
3) 等精度测量与非等精度测量
4) 静态测量与动态测量
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1.2. 3 检测系统
1、检测系统的构成
检测系统是由被测对象、传感器、数据传输环节、 数据处理环节和数据显示环节构成。 （P9）
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(2) 相对误差
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： ① 实际相对误差。 ② 示值相对误差。 ③ 满度（引用）相对误差
实际相对误差。
B、结构型传感器是依靠传感器结构参数的变化实 现信号变换，如：电容式传感器。
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1.1.3 传感器基本特性
传感器的基本特性是指系统的输入与输出关系特性， 即传感器系统的输出信号y(t)和输入信号（被测量） x(t)之间的关系，
传感器系统示意图
当传感器的输入信号是常量，不随时间变化
传感器的动态特性是指传感器的输出对随时间变化 的输入量的响应特性。
反映输出值真实再现变化着的输入量的能力。
研究传感器的动态特性主要是从测量误差角度分析 产生动态误差的原因以及改善措施。
时域：瞬态响应法 频域：频率响应法
1. 瞬态响应特性
传感器的瞬态响应即为时间响应。
在研究传感器的动态特性时，有时需要从时域中 对传感器的响应和过渡过程进行分析，这种分析 方法称为时域分析法。
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3．传感器的图形符号
传感器的图形符号是电气图用图形符号的一个组成部 分。按GB/T 14479—93《传感器图用图形符号》规定， 传感器的图形符号由符号要素正方形和等边三角形组 成，如图所示。
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1.1.5 传感器的发展趋势
一阶传感器
二阶传感器
⑶ 瞬态响应特性指标
各指标定义如下：
① 时间常数τ 一阶传感器的上升到63.2%所需的时间，称为时
间常数。 ② 延迟时间td 输出达到稳态值的50%所用的时间。
③上升时间tr 输出达到稳态值的90%所用的时间。
⑶ 瞬态响应特性指标
④峰值时间tp 阶跃响应曲线达到第一个峰 值所需时间。
⑷ 频率响应特性指标（自己看）
① 频带 传感器增益保持在一定值内的频率范围，即对数幅频特性 曲线上幅值衰减3dB时所对应的频率范围，称为传感器的频 带或通频带，对应有上、下截止频率。 ② 时间常数τ 用时间常数τ来表征一阶传感器的动态特性，τ越小，频带
越宽。 ③ 固有频率ωn 二阶传感器的固有频率ωn表征了其动态特性。
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1.3.3 测量误差的表示方法
(1) 绝对误差 (2) 相对误差
(1) 绝对误差
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
x x A0
由高x于与一一A级之般的差无标称法准为求器测得具量真的器值示具A值的0，，示在即值实实误际际差应值，用A记时代为常替真用值精A度0。
ΔLmax
ΔL1
ΔL2
x
6、迟滞
正（输入量增大）反（输入量减小）行程 中输出输入曲线不重合称为迟滞
H (1 2)(HMAX yFS ) 100%
ΔHMAX —正反行程间输出的最大差值。
迟滞误差的另一名称叫回程误差，常用绝对误差表示 检测回程误差时，可选择几个测试点。对应于每一输 入信号，
传感器正行程及反行程中输出信号差值的最大者即为 回程误差。
1.1.4 传感器的命名、代号和图形符号
1.传感器的命名
传感器的全称应由“主题词+四级修饰语”组成，即 主题词 —— 传感器 一级修饰语 —— 被测量，包括修饰被测量的定语。 二级修饰语 —— 转换原理，一般可后缀以“式”字。 三级修饰语 —— 特征描述，指必须强调的传感器结构、性能、材料
特征、敏感元件及其他必要的性式能特征，一般可后缀以“式”字。
（2）按照其被测量对象分：
传感器可分为力、位移、速度、加速度传感
器等。常见的被测物理量有机械量、声、磁、温 度和光等。
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2．传感器的分类
（3）按照其结构分：
传感器可分为结构型、物性型和复合型传 感器。
A、物性型传感器是依靠敏感元件材料本身物理性 质的变化来实现信号变换，如：水银温度计。
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3. 精度：
传感器的精度是指测量结果的可靠程度。 工程技术中为简化传感器精度的表示方法， 引用了精度等级的概念。
精度等级以一，即相对误差。
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4. 灵敏度：灵敏度是指传感器输出的
变化 量与引起该变化量的输入变化
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1.2. 3 检测系统
检测系统又分：开环检测系统与闭环检测系统
开环检测系统：
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1.2. 3 检测系统
闭环检测系统 ：
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1.2. 4 测量误差及数据处理
测量误差
检测值与真实值之间的差值。
原因
测量误差的主要来源可以概括为工具误差、 环境误差、方法误差和人员误差等。
一步转换和处理的部分，如放大、滤波、线性
化、补偿等，以获得更好的品质特性，便于后 续电路实现显示、记录、处理及控制等功能。
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2．传感器的分类
（1）按照其工作原理分：
传感器可分为电参数式(如电阻式、电感式和 电容式)传感器、压电式传感器、光电式传感器及 热电式传感器等。
9. 稳定性: 稳定性表示传感器在一个较
长的时间内保持其性能参数的能力。
10. 分辨率 : 分辨率是指检测仪表能够精确 检测出被测量最小变化值的能力。
一般模拟式仪表的分辨率规定为最小刻度分 格值的一半。数字式仪表的分辨率是最后一 位的一个字。
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2）传感器的动态特性
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直接感受被测量的变化，并输出与被测量成确 定关系的某一物理量的元件。
敏感元件是传感器的核心
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转换元件： 将敏感元件输出的物理量转换成 适于传输或测量电信号的元件。
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测量电路： 将转换元件输出的电信号进行进
7、重复性
传感器在输入按同一方向连续多次变动时 所得特性曲线不一致的程度
正行程的最大重复性偏差 ΔRMax1
反行程的最大重复性偏差 ΔRMax2
取较大者为 ΔRMax
R (RMax yFS ) 100%
R (RMax yFS ) 100%
8. 零点漂移
漂移是指在外界的干 扰下，在一定时间间 隔内，传感器输出量 发生与输入量无关的 或不需要的变化。漂 移包括零点漂移和灵 敏度漂移等，如图所 示。
时，其输入输出关系特性称为静态特性。
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1.1.3 传感器基本特性
1)传感器的静态特性:
1. 测量范围：传感器所能测量到的最小输
入量 与最大输入量 之间的范围称为传感器的 测量范围。
2. 量程：传感器测量范围的上限值 与下限
值 的代数差 称为量程。
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