非电量测量-讲义00-1-前言

非电量测量技术授课人：苏铁健单位：材料学院参考教材非电量电测技术，强金龙等编，高等教育出版社，1989年第一版传感工程，[日]井口征士编，科学出版社，2001.1传感器入门，雨宫好文著，科学出版社，2000.1传感器入门，雨宫好文著，上海科学技术出版社，1990.6传感器原理及工程应用，郁有文等编，西安电子科技大学出版社，2000.8课堂讲授为主，自学为辅，注重理解，结合实验。

充分利用课堂时间！！！

力争当堂内容当堂解决，切忌期末积压！！！课堂教授时间12-20学时，试验时间不小于12学时。期末考试+平时成绩

80%20%

无故迟到或早退一次总评成绩扣1分，无故缺课一次扣5分注意事项一、什么是传感器？传感器是一种什么东东？（干什么用的？）传感器是一种以一定的精确度把被测非电（学）量转换为与之有确定对应关系的、便于应用的电学量的测量装置或系统。传感器是一种什么东东？（干什么用的？）传感器是一种什么东东？（干什么用的？）传感器是一种什么东东？（干什么用的？）传感器是一种什么东东？（干什么用的？）是一种测量设备。VRCL位移、角位移速度、角速度加速度力、重量、压力温度传感器例：普通台秤电子台秤重量传感器重量测量设备例子：：重力-----弹簧------指针角位移：重力-----压电片------电压测量设备都是传感器吗？电阻、电容、电感→阻抗量（电参量）电压、电流→电量不是传感器传感器基本结构？传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。敏感元件是在传感器中直接感受被测量并将它转化为电学量的元件。转换电路是将传感元件输出的电参量转换成电量（电压、电流或频率）。转换元件：非电量1→非电量2传感器什么样子？例：应变片，压电片例：双金属片例：电桥备注二传感器分类按工作机理：结构型与物性型

前者利用被测量的变化引起传感器敏感元件结构参数的变化；后者利用被测量的变化引起传感器敏感元件物理性能参数的变化。（举例）按输入量（被测量）：位移传感器，速度传感器，加速度传感器，重量传感器，温度传感器，压力传感器，转速传感器……按输出量（电学量）：阻抗型传感器（电阻传感器，电容传感器，自感传感器），电量型传感器举例SLρ结构因素：

长、宽、高，etc物性因素：

电阻率，介电常数，磁导率，etc电阻δSε电容小提示：电阻电容电感磁阻电阻电容自感系数电感磁通链性质在变化（运动）的关系中体现，而非静止的关系中体现。速度、加速度、熵的定义引申：变化中的关系才是基本的关系。微分方程，代数方程。基本函数与基本方程（量子力学，热力学）。薛定谔方程解读（几何意义，物理意义），偏导、乘以i几何意义运动、相对（条件性）、倒易的角度观察分析问题。决定式定义式微处理器，多种传感器集成

反馈，反应，控制利用计算机技术

条码系统

车牌识别

指纹识别

人脸识别

各种磁卡利用网络通讯技术

利用小灵通和手机的定位（移动的“关爱通”与联通的“定位之星”）三广义传感器

现代信息产业的三大支柱是传感器技术、通信技术和计算机技术，它们分别构成了信息技术系统的“感官”、“神经”和“大脑”。因此，传感器技术是信息社会的重要技术基础，传感器是信息采集系统的首要部件。美国把80年代看作传感器时代，把传感器技术列为90年代22项关键技术之一。日本曾把传感器列为十大技术之首。我国的八六三计划、科技攻关等计划中也把传感器研究放在重要的位置。四传感器的地位与作用传感器还是测控系统获得信息的重要环节，在很大程度上影响和决定了系统的功能。不仅工程技术领域中如此，就是在基础科学研究中，

“征服了传感器就等于征服了科学技术”。

“如果没有传感器检测各种信息，那么支撑现代文明的科学技术，就不可能发展”。

“唯有模仿人脑的计算机和传感器的协调发展，才能决定技术的将来”。机器人领域兵器领域民用领域引信导弹战场侦察传感器兵器测试五传感器的应用基本概念

绝对误差；相对误差；标准误差；引用误差变差；量程；分辨力；线形度；灵敏度六有关测量的基本概念绝对误差

测量的准确度

测量值X与测量真值T之间的差值Δ。测量真值可采用更精确的测量方法所测得的值X0。

相对误差

测量的精（确）度

（Δ/X0）*100%

标准误差

测量的精密度，均方差，均方根差

反应同一情况下，多次测量的测量值的分散程度。用标准误差（均方差）表征：

Var（X）=∑（Xi

–mean（X））2/(n-1)

均方（根）差=引用误差

测量仪器的精度（精确度）

Δmax为仪表整个测量范围内最大的绝对误差值。Xmax和Xmin分别是仪表量程上限和下限值。仪表精度等级D为：见备注StandardDeviation1．灵敏度单位输入量的变化引起输出量变化的大小。2．线形度非线性误差。说明输入量与输出量的实际关系曲线偏离直线的程度。传感器特性xyΔymax线性度=（Δymax/ymax）×100%直线ymax标定曲线仪表示值Y输入量Xo是坐标原点o”欧“，不一定是零3．分辨率传感器在规定测量范围内所能检测出被测输入量的最小变化值。仪器最小分度值的1/2~1/5。数字显示的情况，最小有效数字表示的单位值。

4．量程检测系统示值范围（示值的上、下限之差）。

5．变差（迟滞）外界环境条件不变，用同一仪表对被测参量进行正反行程（逐渐由小到大，然后由大到下）检测时，对相同的被测参数值，仪表的示值却不相同。这种不同由变差来表征：xyΔyma