自动化技术与仪表 第一章检测技术基础 第11-12节

1、1. 1.检测技术基础检测技术基础 11.检测技术基础1. 1.检测技术基础检测技术基础 2测测体体温温你看到了什么？你看到了什么？1. 1.检测技术基础检测技术基础 31. 1.检测技术基础检测技术基础 4电子卡尺电子卡尺1. 1.检测技术基础检测技术基础 5检测技术在国民经济中的地位和作用 1. 1.检测技术基础检测技术基础 6检测技术在国检测技术在国民经济中的地民经济中的地位和作用位和作用 神舟神舟六号回收六号回收过程的过程的：测控技术测控技术1. 1.检测技术基础检测技术基础 7检测技术在卫星中的应用检测技术在卫星中的应用红外扫红外扫描区域描区域人造卫星人造卫星1. 1.检测技术基础检

2、测技术基础 8检测技术在海啸预报中的应用检测技术在海啸预报中的应用海浪振动海浪振动检测系统检测系统浮标浮标深海地沟深海地沟1. 1.检测技术基础检测技术基础 9四川地震中的生命探测仪及其使用四川地震中的生命探测仪及其使用1. 1.检测技术基础检测技术基础 10奥运会中的电子报靶奥运会中的电子报靶提高了射击比赛结果的可靠性提高了射击比赛结果的可靠性 1. 1.检测技术基础检测技术基础 11检测技术在飞行器中的应用检测技术在飞行器中的应用1. 1.检测技术基础检测技术基础 12一种典型的一种典型的自动检测系统自动检测系统（检测系统在发电厂的应用）（检测系统在发电厂的应用）1. 1.检测技术基础检测

3、技术基础 13 日常生活中的电冰箱、洗衣机、电饭煲、音像设备、电动日常生活中的电冰箱、洗衣机、电饭煲、音像设备、电动自行车、空调器、照相机、电热水器、报警器等家用电器自行车、空调器、照相机、电热水器、报警器等家用电器都安装了传感器；都安装了传感器；1. 1.检测技术基础检测技术基础 14检测与环境保护检测与环境保护 为保护环境，利用传感器制成的各种环为保护环境，利用传感器制成的各种环境监测仪器正在发挥着积极的作用。境监测仪器正在发挥着积极的作用。1. 1.检测技术基础检测技术基础 15烟道气体检测烟道气体检测烟雾报警器烟雾报警器 1. 1.检测技术基础检测技术基础 16汽车与汽车与传感器传感器

4、 1. 1.检测技术基础检测技术基础 17汽车与汽车与传感器传感器1. 1.检测技术基础检测技术基础 18一部一部现代化汽车需要现代化汽车需要9090多多只传感器进行不同的监测只传感器进行不同的监测1. 1.检测技术基础检测技术基础 19传感器实例传感器实例1. 1.检测技术基础检测技术基础 20一台复印机需要一台复印机需要20多多只传感器只传感器1. 1.检测技术基础检测技术基础 21单能机器人单能机器人机械手机械手智能机器人智能机器人双脚步行机器人双脚步行机器人机器人通过传感器实现类似于人的知觉作用。传感机器人通过传感器实现类似于人的知觉作用。传感器被称为机器人的器被称为机器人的“电五官电

5、五官”。1. 1.检测技术基础检测技术基础 22产品质量检验产品质量检验1. 1.检测技术基础检测技术基础 23雷达测速雷达测速-车载电子警察车载电子警察1. 1.检测技术基础检测技术基础 24航空及航天与传感器航空及航天与传感器 使用传感器进行速使用传感器进行速度、加速度和飞行度、加速度和飞行距离的测量。距离的测量。 n飞行的方向，飞行姿态、飞飞行的方向，飞行姿态、飞行环境、飞行器本身的状态行环境、飞行器本身的状态及内部设备的监控也都要通及内部设备的监控也都要通过传感器进行检测。过传感器进行检测。 1. 1.检测技术基础检测技术基础 25阿波罗阿波罗1010号飞船号飞船就使用了就使用了数千个

6、传感器数千个传感器对对32953295个测量参数进行监测。个测量参数进行监测。1. 1.检测技术基础检测技术基础 26常娥一号常娥一号1. 1.检测技术基础检测技术基础 27神州神州6号成功发射号成功发射1. 1.检测技术基础检测技术基础 28 在兵器领域中，使用了诸如在兵器领域中，使用了诸如机械式、压电、电容、电磁、机械式、压电、电容、电磁、光纤、红外、激光、生物、微波光纤、红外、激光、生物、微波等等传感器，以实现对周等等传感器，以实现对周围环境的监测与目标定位信息的收集，从而更好的解决了围环境的监测与目标定位信息的收集，从而更好的解决了安全、可靠的防卫能力。安全、可靠的防卫能力。1. 1.

7、检测技术基础检测技术基础 29在民用工业生产中，传感器也起着至关重要的作在民用工业生产中，传感器也起着至关重要的作用。如用。如一座大型炼钢厂就需要一座大型炼钢厂就需要2 2万万多台传感器和检多台传感器和检测仪表测仪表炼铁高炉监控炼铁高炉监控与传动系统与传动系统 1. 1.检测技术基础检测技术基础 30大型的大型的石油化工厂需要石油化工厂需要6 6千千台传感器和检测仪表台传感器和检测仪表1. 1.检测技术基础检测技术基础 31 在医学上，人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的在医学上，人体的体温、血压、心脑电波及肿瘤等的准确诊断与监控都需要借助各种传感器来完成。准确诊断与监控都需要借助各种传感器来

8、完成。1. 1.检测技术基础检测技术基础 32远望号舰艇远望号舰艇1. 1.检测技术基础检测技术基础 33教学内容与要求 掌握检测的基本概念、常见的检测分类方掌握检测的基本概念、常见的检测分类方法；法；1.1 检测检测技术的基本概念技术的基本概念1. 1.检测技术基础检测技术基础 34第一节第一节 检测检测技术的基本概念技术的基本概念一、检测一、检测： 门捷列也夫：门捷列也夫：检测是认识自然界的主要手段检测是认识自然界的主要手段 西门子：西门子：检测就是去认识检测就是去认识 从信息论角度：从信息论角度：检测就是信息获取检测就是信息获取举例：举例：用电压表测量电源电压是否正常、用用电压表测量电源

9、电压是否正常、用温度计测量一个病人的体温是多少。温度计测量一个病人的体温是多少。 1. 1.检测技术基础检测技术基础 35 检测：检测：检测是人们借助于专门设备，通过一检测是人们借助于专门设备，通过一定的技术手段和方法，对被测对象收集信息、定的技术手段和方法，对被测对象收集信息、取得数量概念的过程。取得数量概念的过程。检测过程：检测过程：信息提取、信号转换、存储、传信息提取、信号转换、存储、传输、显示记录与分析处理。输、显示记录与分析处理。检测技术：检测技术：研究如何获取被测参数信息的一研究如何获取被测参数信息的一门学科，涉及众多学科，随这些学科的发展门学科，涉及众多学科，随这些学科的发展而发

10、展。而发展。1. 1.检测技术基础检测技术基础 36检测与测量的关系：检测与测量的关系： 测量：测量：确定被测对象量值；确定被测对象量值； 检测：检测：可能是确定量值，也可以是判定被测可能是确定量值，也可以是判定被测参数的参数的“有有”或或“无无”，也可以是一种预报、，也可以是一种预报、故障分析；故障分析； 所以，检测是意义更为广泛的测量。所以，检测是意义更为广泛的测量。1. 1.检测技术基础检测技术基础 37二二. .检测方法检测方法 按检测过程分类按检测过程分类 1.直接测量：直接测量： 2.间接测量：间接测量：1. 1.检测技术基础检测技术基础 38 直接测量（直接测量（direct m

11、easurement）：）：利用测利用测量仪器，直接读取被测量的测量结果。量仪器，直接读取被测量的测量结果。 与同类基准进行简单的比较以得到被测量。与同类基准进行简单的比较以得到被测量。这种这种情况下，被测参数就是待测参数。情况下，被测参数就是待测参数。 线纹尺线纹尺 - - 物体尺寸、天平物体尺寸、天平 - - 物体重量物体重量电子卡尺 1. 1.检测技术基础检测技术基础 39 间接测量（间接测量（indirect measurement）：）：已知被测量与其他几个量有确定的函数关系，可以分别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测出其他几个量,再利用函数关系求出被测

12、量。再利用函数关系求出被测量。比如：比如： 对多个被测量进行测量，经过计算求得被测量。对多个被测量进行测量，经过计算求得被测量。(F=(F=gV)gV) 负载电阻功率负载电阻功率 = = 电压电压 电流电流 自变量自变量目标变量目标变量（直接测量）（直接测量）（关系）（关系）1. 1.检测技术基础检测技术基础 40 根据传感器是否与被测对象接触分类根据传感器是否与被测对象接触分类 1.接触式测量接触式测量 2.非接触式测量非接触式测量1. 1.检测技术基础检测技术基础 411.1.接触式测量接触式测量将仪表的敏感元件与被测对象相接触。将仪表的敏感元件与被测对象相接触。例如：热电偶、温度表等。例

13、如：热电偶、温度表等。多用于静态或运动速度缓慢的物质参数检测。多用于静态或运动速度缓慢的物质参数检测。测体温测体温1. 1.检测技术基础检测技术基础 42雷达测速雷达测速车载电子警察车载电子警察2.2.非接触式测量非接触式测量 非接触式检测法的敏感元件与被测对象之间无机械接非接触式检测法的敏感元件与被测对象之间无机械接触。多用于高速运动或环境恶劣场合检测。触。多用于高速运动或环境恶劣场合检测。例如：例如：红外探测仪、光电传感器等。红外探测仪、光电传感器等。1. 1.检测技术基础检测技术基础 43按被测对象的变化特点分类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静态测量：被测

14、量不随时间变化或变化缓慢，测比较稳定的量值。化缓慢，测比较稳定的量值。 2.动态测量：被测量随时间变化，测变动态测量：被测量随时间变化，测变化过程。化过程。 1. 1.检测技术基础检测技术基础 44静态测量1. 1.检测技术基础检测技术基础 45 对缓慢变化的对象进行测量对缓慢变化的对象进行测量静态测量。静态测量。1. 1.检测技术基础检测技术基础 46动态测量1. 1.检测技术基础检测技术基础 47便携式仪表便携式仪表 可以显示波可以显示波形的便携式形的便携式仪表仪表1. 1.检测技术基础检测技术基础 48 按获得测量结果的方式分类按获得测量结果的方式分类 1.零位式测量零位式测量（又称补偿

15、式或平衡式）（又称补偿式或平衡式） 2.偏差式测量偏差式测量 3.微差式测量微差式测量（这三种测量方法在（这三种测量方法在1.3节详述）节详述）1. 1.检测技术基础检测技术基础 491.2 检测仪表的基本概念检测仪表的基本概念教学内容与要求 熟悉检测仪表（系统）基本组成、了解熟悉检测仪表（系统）基本组成、了解检测系统各部分的主要作用；检测系统各部分的主要作用； 了解检测仪表的分类；了解检测仪表的分类； 熟练掌握检测仪表的基本性能；熟练掌握检测仪表的基本性能；1. 1.检测技术基础检测技术基础 501.2 检测仪表的基本概念检测仪表的基本概念一、检测仪表的定义一、检测仪表的定义 检测仪表检测仪

16、表敏感敏感元件元件信号信号变换变换处理处理传输传输显示装置显示装置非线性非线性 运算运算注意：任何一个检测仪表必须要有敏感元件和显示装置。注意：任何一个检测仪表必须要有敏感元件和显示装置。检测仪表组成框图检测仪表组成框图1. 1.检测技术基础检测技术基础 51 检测系统：检测系统：由若干个检测仪表实现一个或多个参数测量由若干个检测仪表实现一个或多个参数测量的系统。的系统。 一个检测仪表就是一个检测系统，也可以是检测系统中一个检测仪表就是一个检测系统，也可以是检测系统中一个环节。一个环节。 检测系统并不都是由检测仪表组成，检测系统并不都是由检测仪表组成，比如：比如：敏感元件敏感元件1 1敏感元件

17、敏感元件2 2敏感元件敏感元件n n.信号信号变换变换处理处理显示显示装置装置由若干个敏感元件组成的检测系统框图由若干个敏感元件组成的检测系统框图1. 1.检测技术基础检测技术基础 52 检测装置：检测装置：检测仪表或系统和必需的辅助设备所构成的总体。检测仪表或系统和必需的辅助设备所构成的总体。二、术语二、术语 敏感元件（敏感元件（sensor）、传感器（）、传感器（transducer）、变送）、变送器（器（transmitter）、被测参数（）、被测参数（measured)、待测参、待测参数（数（parameter to be measured）、）、直接测量直接测量（direct mea

18、surement）、）、间接测量间接测量（indirect measurement）1. 1.检测技术基础检测技术基础 53对敏感元件的要求：对敏感元件的要求： 敏感元件对所测变量的响应足够灵敏敏感元件对所测变量的响应足够灵敏 敏感元件不受或少受环境因素的影响敏感元件不受或少受环境因素的影响敏感元件的输出响应最好是单值的取决于被测输入敏感元件的输出响应最好是单值的取决于被测输入变量。变量。 敏感元件（敏感元件（sensor） 例：铂电阻例：铂电阻总之，总之，敏感元件的输出响应与输入变量最好是线性敏感元件的输出响应与输入变量最好是线性关系。关系。 定义：定义：也称为检测元件，能够灵敏地感受被测变

19、也称为检测元件，能够灵敏地感受被测变量并作出响应的元件。例：铂电阻量并作出响应的元件。例：铂电阻 、弹性膜盒。、弹性膜盒。1. 1.检测技术基础检测技术基础 54 传感器（传感器（transducer） ： 能够把特定的能够把特定的被测量信息被测量信息（如物理量化学（如物理量化学量、生物量等）按一定规律转换成量、生物量等）按一定规律转换成某种可用某种可用信号信号输出的器件或装置。输出的器件或装置。 传感器需要满足两点要求：传感器需要满足两点要求： (1)对被测变量一定要敏感；对被测变量一定要敏感； (2)输出响应必须是易于传送的物理量。输出响应必须是易于传送的物理量。1. 1.检测技术基础检测

20、技术基础 551. 1.检测技术基础检测技术基础 56所谓所谓“可用信号可用信号”，是指便于传输、便于处理的信号。，是指便于传输、便于处理的信号。就目前而言，就目前而言，电信号电信号最为满足便于传输、便于处理的要求。最为满足便于传输、便于处理的要求。传感器功用：传感器功用：一感二传一感二传,即感受被测信息即感受被测信息,并传送出去。并传送出去。1. 1.检测技术基础检测技术基础 57 变送器（变送器（transmitter）：）： 变送器由传感器发展而来，是能输出变送器由传感器发展而来，是能输出标准信号标准信号的传的传感器。感器。 标准信号标准信号 其物理量的形式和数值范围都符合国际标准。其物

21、理量的形式和数值范围都符合国际标准。 如：直流电流如：直流电流4-20mA（型型 仪表）仪表） 直流电流直流电流0-10mA（型型 仪表）仪表） 注意注意 变送器实际上就是一种传感器变送器实际上就是一种传感器1. 1.检测技术基础检测技术基础 58 被测参数（被测参数（measured)：也称被测量，是指用敏感元也称被测量，是指用敏感元件直接感受的测量参数。件直接感受的测量参数。如用铜电阻测温度。如用铜电阻测温度。 待测参数（待测参数（parameter to be measured）：）：也称待测也称待测量，是指需要获取的测量参数。大多数情况下，被量，是指需要获取的测量参数。大多数情况下，被

22、测参数就是待测参数。测参数就是待测参数。如用铜电阻测温度。如用铜电阻测温度。1. 1.检测技术基础检测技术基础 59三、检测仪表的分类三、检测仪表的分类 按被测参数分类按被测参数分类 温度、压力、流量、物位检测仪表温度、压力、流量、物位检测仪表 按被测参数的响应形式分类按被测参数的响应形式分类 连续式检测仪表和开关式检测仪表连续式检测仪表和开关式检测仪表 按使用的能源分类按使用的能源分类 机械式、电式、气式、光式机械式、电式、气式、光式1. 1.检测技术基础检测技术基础 60 按是否具有信号远传功能分类按是否具有信号远传功能分类 就地显示仪表和远传式仪表就地显示仪表和远传式仪表 按信号的输出形

23、式分类按信号的输出形式分类 模拟式和数字式模拟式和数字式 按应用的领域场所分类按应用的领域场所分类 普通型、隔爆型和本安型普通型、隔爆型和本安型1. 1.检测技术基础检测技术基础 61 按仪表结构分类按仪表结构分类 开环结构仪表开环结构仪表K1K2K3Knyx 闭环结构仪表（平衡变换式仪表）闭环结构仪表（平衡变换式仪表）K0K Xyxxsxxf1. 1.检测技术基础检测技术基础 62四、检测仪表的基本性能四、检测仪表的基本性能1.测量范围和量程测量范围和量程 测量范围：测量范围：仪表能正常工作（满足准确度要求）仪表能正常工作（满足准确度要求）的可测的被测量的上限和下限的范围。的可测的被测量的上

24、限和下限的范围。 上下限：上下限：测量范围的最低值和最高值分别叫做测量范围的最低值和最高值分别叫做“范围下限范围下限”和和“范围上限范围上限”，简称，简称“下限下限”和和“上限上限”。 量程：量程： 上下限值的代数差。上下限值的代数差。例如：例如：测量范围为测量范围为0+10N，量程为，量程为10N；测量范围为测量范围为-20+20，量程为，量程为40；测量范围为测量范围为-5+10g，量程为，量程为15g；测量范围为测量范围为1001000Pa，量程为，量程为900Pa；1. 1.检测技术基础检测技术基础 632. 输入输入输出特性输出特性 灵敏度灵敏度 分辨率（分辨力）和閾值（死区、不灵敏

25、区、分辨率（分辨力）和閾值（死区、不灵敏区、灵敏限、失灵区）灵敏限、失灵区） 回差回差 线性度线性度 漂移（补充）漂移（补充）1. 1.检测技术基础检测技术基础 64 灵敏度：灵敏度：传感器在稳态下输出增量传感器在稳态下输出增量Y Y与与引引起此变化的起此变化的输入增量的比值。输入增量的比值。YSX如，位移传感器，当位移量如，位移传感器，当位移量 x为为lmm，输出量，输出量 y为为0.2mV时时 ，灵敏度为，灵敏度为0.2mV/mm。传感器的灵敏度传感器的灵敏度思考：思考：灵敏度是不是越高越好呢灵敏度是不是越高越好呢 1. 1.检测技术基础检测技术基础 65分辨力和阈值分辨力和阈值yx阈值0

26、minx 分辨力分辨力(率率)和阈值和阈值 u分辨率（分辨力）：分辨率（分辨力）：仪表输出仪表输出能响应能响应和和可分辨可分辨的的最小输入量最小输入量，也是仪表在，也是仪表在规定测量范围内能检测出的被测量的规定测量范围内能检测出的被测量的最小变化量最小变化量XminXmin（有量纲）（有量纲）。 当被测量的变化小于分辨力时，传感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。器对输入量的变化无任何反应。 有时也用该值相对满量程输入值的百有时也用该值相对满量程输入值的百分数表示分数表示（无量纲）（无量纲）。 *灵敏度越高，分辨率越好。灵敏度越高，分辨率越好。 *灵敏度太高，影响测量范

27、围。灵敏度太高，影响测量范围。1. 1.检测技术基础检测技术基础 66u模拟仪表的分辨率模拟仪表的分辨率=最小刻度最小刻度分格值分格值/2u对于数字仪表而言，指示数对于数字仪表而言，指示数字的最后一位数字所代表的值字的最后一位数字所代表的值就是它的分辨率。就是它的分辨率。u当被测量的变化小于分辨率当被测量的变化小于分辨率时，仪表的最后一位数字保持时，仪表的最后一位数字保持不变。不变。 分辨力分辨力(率率)和阈值和阈值 1. 1.检测技术基础检测技术基础 67u阈值：阈值：又称为又称为死区、失灵区、死区、失灵区、灵敏限、灵敏阈、钝感区灵敏限、灵敏阈、钝感区，是，是指检测仪表的输入量由零变化指检测

28、仪表的输入量由零变化到使输出量开始发生可察觉变到使输出量开始发生可察觉变化的有限区间，在该区间内，化的有限区间，在该区间内，灵敏度为灵敏度为0。如图中的。如图中的 值。值。yx阈值0minx 分辨力分辨力(率率)和阈值和阈值 1. 1.检测技术基础检测技术基础 68 回差：回差：也称变差（也称变差（迟滞迟滞），是指检测仪表对于同一），是指检测仪表对于同一被测量在其上升和下降时所对应输出值之间的最大误差。被测量在其上升和下降时所对应输出值之间的最大误差。 该指标反映该指标反映了传感器的机械部件和结构材料等存在的问了传感器的机械部件和结构材料等存在的问题，如轴承摩擦、灰尘积塞、间隙不适当、螺钉松动

29、、题，如轴承摩擦、灰尘积塞、间隙不适当、螺钉松动、元件磨损（或碎裂）以及材料的内部摩擦等。元件磨损（或碎裂）以及材料的内部摩擦等。 迟滞的大小迟滞的大小通常由整个检测范围内的最大迟滞值通常由整个检测范围内的最大迟滞值 max与与仪表量程之比的百分数表示，即仪表量程之比的百分数表示，即 0 20 40 60 80 100100 80 60 40 20 0 x ymax迟滞1.5FS00max100量程变差1. 1.检测技术基础检测技术基础 69 线性度线性度曲线曲线为检测系统的实际输入输为检测系统的实际输入输出关系。出关系。直线直线为理论上的输入输出关系为理论上的输入输出关系，称为，称为拟合直线

30、拟合直线。线性度线性度表示仪表的输入表示仪表的输入输出输出特性曲线对特性曲线对拟合拟合直线的偏离程直线的偏离程度。度。 表示：表示：用用非线性误差非线性误差表示，即表示，即实际值与理论值之间的最大绝实际值与理论值之间的最大绝对误差对误差 与仪表量程与仪表量程 比的比的百分数表示，即：百分数表示，即：mFSY00100量程非线性误差m1. 1.检测技术基础检测技术基础 70 漂移：漂移：漂移是指漂移是指系统的被测量不变，系统的被测量不变，而其输出量却发生而其输出量却发生了不希望有的改变。了不希望有的改变。 漂移包括漂移包括零点漂移零点漂移与与灵敏度漂移灵敏度漂移。 特性曲线特性曲线2相对于特相对

31、于特性曲线性曲线1既发生了零既发生了零点漂移又发生了灵点漂移又发生了灵敏度漂移。敏度漂移。1. 1.检测技术基础检测技术基础 71 漂移：漂移：零点漂移和灵敏度漂移又可分为时零点漂移和灵敏度漂移又可分为时间漂移（时漂）和温度漂移（温漂）。间漂移（时漂）和温度漂移（温漂）。 时漂时漂指在规定条件下，零点或灵敏度随时间的指在规定条件下，零点或灵敏度随时间的缓慢变化。缓慢变化。 温漂温漂则是周围温度变化引起的零点漂移或灵敏则是周围温度变化引起的零点漂移或灵敏度漂移。度漂移。 1. 1.检测技术基础检测技术基础 723. 稳定性稳定性 时间稳定性：时间稳定性：表示在工作条件保持恒定表示在工作条件保持恒

32、定时，仪表输出值在一段时间内随机变动时，仪表输出值在一段时间内随机变动量的大小；量的大小； 使用条件变化稳定性：使用条件变化稳定性：表示仪表在规定表示仪表在规定的使用条件内某个条件的变化对仪表输的使用条件内某个条件的变化对仪表输出的影响。出的影响。表示方式：表示方式：用相对误差或绝对误差来表示。用相对误差或绝对误差来表示。如，如，3个月相对误差不超过个月相对误差不超过0.2%满量程输出。满量程输出。1. 1.检测技术基础检测技术基础 73 重复性：重复性：在同一工作条件下，对同一输入值，按在同一工作条件下，对同一输入值，按同一方向多次测量的同一方向多次测量的输出值之间的输出值之间的( (不不)

33、 )一致程度一致程度，称为称为“重复性重复性”。 重复性误差重复性误差e eR R通常用输出最大不重复误差通常用输出最大不重复误差 max与满与满量程输出量程输出y yFSFS之比的百分数表示，即之比的百分数表示，即 xFS x yFS y1max2max00FSmaxR100ye max 1max与与 2max两数值之中的最大两数值之中的最大者；者； 1max正行程多次测量的各个测试点正行程多次测量的各个测试点 输出值之间的最大偏差；输出值之间的最大偏差； 2max反行程多次测量的各个测试点输出反行程多次测量的各个测试点输出值之间的最大偏差。值之间的最大偏差。 4. 重复性、再现性重复性、再

34、现性1. 1.检测技术基础检测技术基础 74 再现性再现性 ： （与重复性不同处）相对（与重复性不同处）相对较长时间，从两个方向较长时间，从两个方向上重复测量时，检测仪上重复测量时，检测仪表的各表的各输出值之间的一输出值之间的一致程度致程度。 再现性表示：再现性表示：用全测量用全测量范围内对同一被测量重范围内对同一被测量重复测量中仪表输出值之复测量中仪表输出值之间的最大差值与量程比间的最大差值与量程比的百分数表示。的百分数表示。 xFS x yFS y1max2max再现性再现性1. 1.检测技术基础检测技术基础 755. 可靠性可靠性 保险期、有效性、狭义可靠性保险期、有效性、狭义可靠性1.

35、 1.检测技术基础检测技术基础 766. 误差误差 绝对误差绝对误差 相对误差相对误差 引用误差引用误差 仪表基本误差仪表基本误差 仪表满刻度相对误差仪表满刻度相对误差1. 1.检测技术基础检测技术基础 77 真值：真值：假定的理论值，用任何仪表都无法测量，假定的理论值，用任何仪表都无法测量，因为任何仪表都可能或多或少的存在误差。因为任何仪表都可能或多或少的存在误差。 约定真值：约定真值：用适当精确度的仪表测出或用特定的用适当精确度的仪表测出或用特定的方法确定。方法确定。 绝对误差：绝对误差：仪表的输出信号所代表的被测变量的仪表的输出信号所代表的被测变量的数值与约定真值之间的代数差。简称数值与

36、约定真值之间的代数差。简称“误差误差”。即即 绝对误差绝对误差 = 输出信号所代表的值输出信号所代表的值 - 约定真值约定真值1. 1.检测技术基础检测技术基础 78 某采购员分别在三家商店购买某采购员分别在三家商店购买100kg大大米、米、10kg苹果、苹果、1kg巧克力，发现均缺少约巧克力，发现均缺少约0.5kg，但该采购员对卖巧克力的商店意见，但该采购员对卖巧克力的商店意见最大，是何原因？最大，是何原因？ 举例：举例：绝对误差都是绝对误差都是0.5kg1. 1.检测技术基础检测技术基础 79%100%100000XXXXx相对误差相对误差 检测系统测量值（即示值）的绝对误差检测系统测量值

37、（即示值）的绝对误差 与与被测参量真值被测参量真值 的比值，称之为检测系统测量（示的比值，称之为检测系统测量（示值）的相对误差值）的相对误差 ，常用百分数表示：，常用百分数表示： x0X1. 1.检测技术基础检测技术基础 80%100Lx引用误差引用误差 检测系统指示值的绝对误差检测系统指示值的绝对误差 与系统量程与系统量程L L之比值，称为检测系统测量值的引用误差之比值，称为检测系统测量值的引用误差 。引。引用误差通常仍以百分数表示。用误差通常仍以百分数表示。x引用误差的大小即与仪表的绝对误差有关，还与仪引用误差的大小即与仪表的绝对误差有关，还与仪表的测量范围有关。表的测量范围有关。1. 1

38、.检测技术基础检测技术基础 81%25. 110004005max举例：举例：例例1 一台测量仪表，其标尺范围为一台测量仪表，其标尺范围为0400。已知其绝对误。已知其绝对误差最大值差最大值 。求其引用误差。求其引用误差。ctm5例例2 另一台测量仪表，标尺范围为另一台测量仪表，标尺范围为0200。已知其绝对误差。已知其绝对误差最大值最大值 。求其引用误差。求其引用误差。 ctm5max51002.5%2000 以上两例可以看出，相同的绝对误差，其量程大的以上两例可以看出，相同的绝对误差，其量程大的仪表引用误差小，而量程小的仪表引用误差大。仪表引用误差小，而量程小的仪表引用误差大。 一般我们用

39、仪表最大引用误差的大小来作为判断仪一般我们用仪表最大引用误差的大小来作为判断仪表精度的尺度。表精度的尺度。 相对相对( (引用引用) )误差通常比其绝对误差能更好地说误差通常比其绝对误差能更好地说明不同测量的精确程度，一般来说相对误差值小，明不同测量的精确程度，一般来说相对误差值小，其测量精度就高；相对误差本身没有量纲。其测量精度就高；相对误差本身没有量纲。 1. 1.检测技术基础检测技术基础 82 仪表基本误差：仪表基本误差：在标准条件下，仪表全量程在标准条件下，仪表全量程范围内各输出值误差中绝对值最大者称为仪范围内各输出值误差中绝对值最大者称为仪表的基本误差。表的基本误差。 即即最大绝对误

40、差最大绝对误差。1. 1.检测技术基础检测技术基础 83仪表满刻度相对误差仪表满刻度相对误差(或满刻度最大引用或满刻度最大引用误差、误差、最大引用误差最大引用误差)：%100maxmaxLx最大引用误差是检测系统基本误差的主要形式，故最大引用误差是检测系统基本误差的主要形式，故也常称为检测系统的基本误差。也常称为检测系统的基本误差。最大引用误差是检测系统的最主要质量指标，可很最大引用误差是检测系统的最主要质量指标，可很好地表征检测系统的测量精确度。好地表征检测系统的测量精确度。 1. 1.检测技术基础检测技术基础 84 容许误差：容许误差：指检测仪器在规定使用条件指检测仪器在规定使用条件下可能

41、产生的最大误差范围，它也是衡量下可能产生的最大误差范围，它也是衡量检测仪器的最重要的质量指标之一。检测仪器的最重要的质量指标之一。1. 1.检测技术基础检测技术基础 857. 7. 精确度和精确度等级精确度和精确度等级精确度精确度 测量仪表指示值不一致程度的量测量仪表指示值不一致程度的量 精密度精密度 准确度准确度 仪表的精密度和准确度都高，其精确度才高；仪表的精密度和准确度都高，其精确度才高；精确度是以测量误差的相对值来表示的。精确度是以测量误差的相对值来表示的。仪表指示值有规律地偏离真值的程度仪表指示值有规律地偏离真值的程度 精密度精密度说明测量传感器输出值的分散性，即对某一稳定的被测量，

42、说明测量传感器输出值的分散性，即对某一稳定的被测量，由同一个测量者，用同一个传感器，在相当短的时间内连续重复由同一个测量者，用同一个传感器，在相当短的时间内连续重复测量多次，其测量结果的分散程度。测量多次，其测量结果的分散程度。如如,某流量传感器的某流量传感器的准确度准确度为为0.3m3/s，表示该传感器的输，表示该传感器的输出值与真值偏离出值与真值偏离0.3m3/s。准确度是系统误差大小的标志，。准确度是系统误差大小的标志，准确度高意味着系统误差小。准确度高意味着系统误差小。注意：注意：准确度高不一定精密度高；精密度高不一定准确度准确度高不一定精密度高；精密度高不一定准确度高。高。1. 1.

43、检测技术基础检测技术基础 86a规律性系统误差小规律性系统误差小 准确度高准确度高。 结果分散性大结果分散性大 随机误差大随机误差大 精密度低精密度低。b规律性系统误差大规律性系统误差大 准确度低准确度低。 结果重复性好结果重复性好 随机误差小随机误差小 精密度高精密度高。c规律性系统误差小规律性系统误差小 准确度高准确度高。 结果重复性好结果重复性好 随机误差小随机误差小 精密度高精密度高。精密度准确度精确度（精度）精密度准确度精确度（精度）1. 1.检测技术基础检测技术基础 87精确度等级精确度等级 ：在规定工作条件下，在规定工作条件下，用用最大引用误差最大引用误差来作来作为判断仪表精度的

44、尺度。为判断仪表精度的尺度。 maxmax最大绝对允许误差值；最大绝对允许误差值；L L量程；量程； maxmax精度，无精度，无“%”%”号的数值。号的数值。%100maxmaxLx根据国家统一划分的准确度等级，选其中数值上最接根据国家统一划分的准确度等级，选其中数值上最接近又比精确度大的等级作为该仪表的精确度等级。近又比精确度大的等级作为该仪表的精确度等级。国家现行统一规定划分的精度等级有：国家现行统一规定划分的精度等级有： ，0.1，0.25，0.35，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0不能直接用引用误差的大小来表示仪表的精度，因为仪表的不能直接用引用误差的大小来表示仪表的精度，因为

45、仪表的精度等级国家有统一规定。精度等级国家有统一规定。1. 1.检测技术基础检测技术基础 88例如：例如：最大引用误差最大引用误差分别为：分别为：确定确定仪表精度等级。仪表精度等级。%25. 1max%5 . 2max根据国家统一划分的准确度等级，选其中数值上最接根据国家统一划分的准确度等级，选其中数值上最接近又比精确度大的等级作为该仪表的精确度等级。近又比精确度大的等级作为该仪表的精确度等级。国家现行统一规定划分的精度等级有：国家现行统一规定划分的精度等级有： ，0.1，0.25，0.35，0.5，1.0，1.5，2.5，4.0解：解：仪表精度等级分别为仪表精度等级分别为1.5级和级和2.5

46、级。级。1. 1.检测技术基础检测技术基础 89仪表的准确度等级和最大引用误差仪表的准确度等级和最大引用误差 例：某指针式电压表的准确度为例：某指针式电压表的准确度为2.52.5级，用级，用它来测量电压时可能产生的最大满度相对误差它来测量电压时可能产生的最大满度相对误差为为2.5% 2.5% 。 某公司生产测量温度的仪表，满度误差均在某公司生产测量温度的仪表，满度误差均在1.11.6之间，该系列产品属于哪一级温度表？之间，该系列产品属于哪一级温度表？ 某车间希望测量温度的仪表满度相对误差控某车间希望测量温度的仪表满度相对误差控制在制在1.11.6之间，应购买哪一级温度表？之间，应购买哪一级温度

47、表？最大引用误差最大引用误差1. 1.检测技术基础检测技术基础 90 【例【例1】量程为量程为0 01000 V1000 V的数字电压表，如果的数字电压表，如果其整个量程中最大绝对误差为其整个量程中最大绝对误差为1.05V1.05V，判断其，判断其精度等级精度等级。%105. 0%100100005. 1%100%maxLxs仪表的基本误差（最大绝对误差）越小，精确度越高；仪表的基本误差（最大绝对误差）越小，精确度越高；基本误差不变，量程越大，精确度越高；基本误差不变，量程越大，精确度越高；精度等级高低仅说明该检测仪表的引用误差最大值的精度等级高低仅说明该检测仪表的引用误差最大值的大小，它决不

48、意味着该仪表某次实际测量中出现的具大小，它决不意味着该仪表某次实际测量中出现的具体误差值是多少。请看下面例子。体误差值是多少。请看下面例子。仪表精度等级为仪表精度等级为: 0.25级级1. 1.检测技术基础检测技术基础 91 【例【例2】被测电压实际值大约为被测电压实际值大约为21.7 V21.7 V，现有，现有1.51.5级、量程为级、量程为0 030V30V的的A A表，表，1.51.5级、量程为级、量程为0 050V50V的的B B表，表，1.01.0级、量程为级、量程为0 050V50V的的C C表，表，0.20.2级、量程为级、量程为0 0360V360V的的D D表，表， 以上四种电压表，请问选用哪种规格的电压以上四种电压表，请问选用哪种规格的电压表进行测量所产生的测量误差较小表进行测量所产生的测量误差较小? ? 解：解：分别用四种表进行测量分别用四种表进行测量, ,由此由此可能产可能产生生的最大绝对误差分别如下所示。的最大绝对误差分别如