电子感测技术第一章

电子感测技术

ElectronicTechnologyofSensorandMeasurement

PPt举例苏桂英罗丁喆编制上海科学技术职业学院2007.07.23<<电子感测技术>>绪论一、课程性质：电子信息类专业基础课，高职精品课程。二、课程任务：

1、学好三章：第一章基础知识（9学时）

第二章

传感器(19学时）

第三章

电子测量（23学时）

2、实训五个：每个实训6学时(学分3+1)三、教学方法：

1、上课足十周：（2+3）学时/周

2、考试在期中：*第11周考试

*采用半开卷笔试

3、实训后五周：第12周讲解，

13~17周轮做。

4、成绩三部分：理论笔试占50%；

实训成绩占30%：

*当场“操作/口试”考查

*检查预习报告和正式报告

平时积分占20%：笔记、纪律、习题只能看自己笔记的原件不能看书、习题本和复印件5、学好有方法（2221法）：（1）二书作参考，认真记笔记。（教科书、实训指导书；记笔记是学习方法，也是工作能力）（2）二题近试题，每章要复习。（思考题+习题≈考试题）（3）二位辅导员，随班带实训。（2~9周定时培训，加强指导力量）

（4）要求守纪律，提高注意力。（约有1/5人不专心听，不勤记笔记）

6、不好找原因（历届首考约有20%不及格）（1）“半开卷”掉以轻心：认为笔记中都有，复习不到位，造成找不准，找不着。（2）临考抄别人笔记，答题“张冠李戴”；PPt不能代替笔记。（3）被“四害”害死：

讲话迟到

睡觉做其它事

害己害人如不改正危害一辈子第1章电子感测技术的基础知识

1.1传感器概述

1.1.1传感器的组成、转换特性和选用要点

1、组成非电量：温度、压力、流量……电量：电磁场、光波、射线……可用非电量：能产生间接电量或电量间接电量：R、L、C电量：不便于传输和处理的微弱信号放大、校正、补偿、运算、显示、电量间接电量被x传感器可用信号y（电信号或光信号)x可用非电量敏感元件转换器电子测量测量三转一互换例如：温度℃热胀冷缩压力压敏电阻△R电桥△U电子测量℃

敏感元件转换器2、分类（1）物理型：最普遍（2）化学型：最必需（3）生物型：最先进仿生传感器接近动物灵敏度和精确度：*狗的嗅觉是人的106倍*鸟的视觉是人的102倍，并能利用地球磁场定位*蝙蝠发、收超声波，其听觉是人的103倍*蛇的“接近觉”感知温度（红外线）0.01℃的变化重点开发微传感器、环保传感器、医疗传感器网络化传感器3、转换特性y00被测量(a)直线型x1x2y1y2xy

量程

或最理想

测量范围灵敏度yxΔy0Δxx0(b)阶梯型

阈值x0分辨率

Δy=1时为单位分辨率

xy2y1对数型y拟合直线指数型0（c）对数和指数型dm非线性误差δm是实际曲线与拟合直线间的最大差值（y轴）书中[例]题，由传感器方程求得S、△x和xm

4、选用传感器的要点了解被测对象了解主要指标选用方法环境情况测量方式测量范围安装要求输出要求测量精度(误差范围）灵敏度S分辨率△XΔ可靠性Δ先进性Δ性价比侧重最主要指标进行选择折中方法，兼顾二个以上指标或性价比采用传感器的融合技术，减小误报和漏报5、光电检测光子光路相同点轻于电子不带电光频极高无接地问题光纤传输衰耗小光通信容量大电磁波波、粒两重性有、无线传输光能量常数光频电子初速度电子动能（电流）克服电子逸出功时，红限光频1.2电子测量任务和方法

电压（电流、功率等）、阻抗（R、L、C）、频率（时间、数字量等）是得到其它电参数的测量基础

2、表达四要素：

大小(数值)、正负(方向)、单位(属性)、误差(精度)

不带误差的测量结果不可信

没有单位的测量数据无价值书中[例]题，说明一个测量结果应有四个要素表达。1.2.1电子测量的任务1、测量三参数：1、直接测量：

被测量y=x测定值或仪表示值，最基本，应用也最广。2、间接测量：

y=f(xi)，如测量功率P=U2/R，这里y=P，x1=U，x2=R

（1）y不能直接测量；（2）直接测量较困难；（3）直接测量误差大3、组合测量：

yi=f(xi)方程组1.2.2电子测量方法直流电路

如图所示E=I0R0+UE=I1R0+U1E=I2R0+U2

R2=∞时，由于电压表内阻Rv≠∞,产生的误差与R0值成正比。I1=U1/R1，

I2=U2/R2ER1IUR2R0+-则R0=（U2/U1-1)R11.3测量误差和处理

1、误差来源：（1）仪表元器件误差（2）环境、电源和干扰影响（3）人为造成2、误差表示（重点、难点）相对真值:高一级仪表测量值a=x0

近真值平均值修正后值a=x+c修正值

c=－△1.3.1误差理论（1）绝对误差测量值偏离实际值(大小、方向(正负)）测量值实际值代替真值a0实际相对误差示值相对误差引用(满度)相对误差又称满度误差，用于评价仪表精确度仪表等级即引用相对误差（2）相对误差（准确度、不确定度）电工仪表共分七级：

0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0最大实际相对误差最大示值相对误差作为仪表的最大误差范围或不确定度书中[例]题说明(2)被测量越接近量程ym时测量误差越小(1)γm小，仪表等级高，测量误差越小数字仪表的绝对误差几个字

书中[例]题说明：读数误差和满度误差的表示方式3、误差性质误差性质特点产生原因处理方法随机误差（随差）只能处理，不能改善单峰性有界性对称性抵偿性元器件老化外界干扰电源波动量化误差增加测量次数算出误差范围定出仪表等级和适用范围系统误差(系差)可以改善重复性规律性未校零，刻度不准，预热不够，元器件理想化（1）算出修正值，进行修正a=x+C（2）用电路或元器件进行控制粗大误差(粗差)可以避免和剔除出现坏值人为大错通过计算识别后予以剔除，多个坏值先剔除最大的一个（1）误差小数位=测量数据小数位（2）有效数字：非零起，含零止

舍入规则：“四舍五入偶不入有尾入”