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自动检测技术第3版第1章基础知识
特点:表内没有标准量具(如单位电流 、单位电阻),只有经标准量具校准过的 刻度盘。比较是将被测量与刻度盘比较。
精度低,但简单迅速。
线圈
圆柱形
铁心
指针
永久磁铁 旋转弹簧
2.零位式测量
调节已知标准量与被测量达到平衡状 态(相等),读取标准量作为被测值。
特点:测量装置中有标准量具(如天平 的砝码、电桥的标准电阻),测量过程是 将被测量与标准量具比较,在平衡或指针 指零时,读取标准量具的大小。
1.接触式测量 2.非接触式测量
按被测对象的变化特点分类
1.静态测量:被测量不随时间变化或变化缓慢, 测比较稳定的量值。
2.动态测量:被测量随时间变化,测变化过程。
按获得测量结果的方式分类 1.偏差式测量
2.零位式测量
3.微差式测量
1.偏差式测量
利用测量仪表指针对于刻度初始点的 偏移来读出被测量的的测量方法。如万用 表测量。
精度等级
测量仪表均具有精度等级。
二.动态特性
传感器的动态特性是指其输出对随时间变化的 输入量的响应特性。
当被测量随时间变化,是时间的函数时, 则传感 器的输出量也是时间的函数,其间的关系要用动特 性来表示。 一个动态特性好的传感器, 其输出将再 现输入量的变化规律, 即具有相同的时间函数。实 际上除了具有理想的比例特性外, 输出信号将不会 与输入信号具有相同的时间函数,这种输出与输入 间的差异就是所谓的动态误差。
m 为实测直线与拟合曲 线的最大偏差。
Y FS 为输出满量程值。
线性度定义:
Ef
m 100% YFS
分辨力
指传感器能检出被测信号的最小变化量。当被测 量的变化小于分辨力时,传感器对输入量的变化 无任何反应。对数字仪表而言,如果没有其他附 加说明,可以认为该表的最后一位所表示的数值 就是它的分辨力。一般地说,分辨力的数值小于 仪表的最大绝对误差。
一.测量的基本概念
测量:用实验方法,借助于一定的仪器或设备, 将被测量与同性质的单位标准量进行比较,确 定被测量对标准量的倍数,获得被测量的定量 信息。 测量的四个步骤:比较、示差、平衡、读数。 测量的重要概念:转换 非电量量方法
按测量手续分类 1.直接测量:利用测量仪器,直接读取被测量 的测量结果。 2.间接测量:已知被测量与其他几个量有 确定 的函数关系,可以分别测出其他几个量,再利用 函数关系求出被测量。 根据传感器是否与被测对象接触分类
精度高,操作复杂,反应速度较慢。
3.微差式测量
零位式与偏差式测量的综合应用。
测量前先把被测量U调到基准数值大 小,调节已知标准量使二者相等,读取被 测值的基准大小U0。
测量中只读取被测值的微小变化 U
计算得测量结果为:
UU0 U
自动检测技术第3版第1章基础知识
特点:测量装置中有标准量具,测量始条件 是指针指零或平衡。
主要作用: 产品检验和质量控制 大型设备的安全、经济运行监测 自动化系统中的重要组成部分 检测技术的发展推动着科学技术的发展
(科学技术的发展带动检测技术发展) 地位:
与生产、生活、科技关系密切,在人类 的一切活动领域都占有地位。
二.检测系统的组成 传感器 (非电量---------电量) 测量电路 (微弱电量---------较强电信号) 显示记录装置(可能远程输出)
对微小信号实行偏差式测量。
减小了偏差式测量的范围,精度高,小信号 反应速度快,适合于在线测量。
第三节 检测系统的 基本特性
一.静态特性 二.动态特性
一.静态特性(测量已经达到稳定状态时,检测装置或传
感器呈现的特性)
灵敏度与分辨率
灵敏度:输出变化与输入变
化的比值。相当于放大倍数。 分辨率:输入量最小增 s
y x
加多少,能被测量出来。
*灵敏度太大影响测量范围。
*灵敏度越高,分辨率越好。
*模拟仪表的分辨率=最小刻度分格值/2 *数字仪表的分辨率=最后一位数字为1
所代表的值。 *如果串联环节组成检测系统, 总灵敏度为各部分灵敏度的乘积。
线性度
图中曲线为检测系统的实 际输入输出关系。
直线为理论上的输入输出 关系,称为拟合直线。
传感器按被测量的性质分为:机械量、 热工量、化学量、生物量传感器等。
按输出量的性质分为:参量型、发电型传 感器等。
三.非电量电测法的特点
能够连续、自动测量和记录 测量精度高、动态特性好 可以远程传输,实现远距离测量和集中 控制 可以方便地变换量程,测量范围广 能借助于计算机进行运算、分析和数据 处理。
四.检测技术的发展方向
应用新原理、新材料、新工艺方面的成果制造 各种新型传感器:光纤传感器、压敏传感器、 微生物传感器、仿生传感器、超常参数传感器 等。 传感器集成化(如CCD器件进行文字、图象处 理,扫描仪 数码相机)传感器和测量电路集 成化。 整个检测系统智能化。
第二节 测量方法
一.测量的基本概念 二.测量方法
动态误差
为了说明传感器的动态特性, 下面简要介绍动态测温的 问题。 在被测温度随时间变化或传感器突然插入被测介质 中以及传感器以扫描方式测量某温度场的温度分布等情况 下, 都存在动态测温问题。如把一支热电偶从温度为0 ℃ 环境中迅速插入一个温度为t℃的恒温水槽中(插入时间忽 略不计), 这时热电偶测量的介质温度从0突然上升到t, 而热 电偶反映出来的温度从t0℃变化到t ℃需要经历一段时间, 即有一段过渡过程, 如图 所示。热电偶反映出来的温度与 介质温度的差值就称为动态误差。
迟滞
迟滞特性指检测系统 在输入量增大过程中的检 测结果曲线,与输入量增 小过程中的检测结果曲线 不一致程度。
m 为正反向检测曲 线的最大差值。
迟滞的定义:
Ef
m 100% YFS
测量范围与量程
测量范围:正常工作条件下,检测系统能够测 量的下限值与上限值。
量程 =(代数)差 =上限值 - 下限值
第一章 检测技术的基础知识 第一节 概 述
一.检测技术的含义、作用和地位 二.检测系统的组成 三.非电量电测法的特点 四.检测技术的发展方向
一.检测技术的含义、作用和地位
检测:对基本参数和物理量进行检查测 量,从而获得定量信息的过程。 检测技术:完成检测过程所采取的技术 措施。 检测技术的主要内容:信息的获取、转 换、显示、处理