第讲传感器概论

传感器与检测技术第一讲传感器及其性能1主要内容传感器的基本概念传感器的基本特性和性能指标关于测量的基础知识本讲内容小节12341.1.3传感器（Transducer/Sensor）1.传感器的定义传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。根据中华人民共和国国家标准（GB7665-87）传感器（Transducer/Sensor）：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件和装置，通常由敏感元件和转换元件组成。包含的概念：①传感器是测量装置，能完成检测任务；②它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等；③它的输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显示等等，这种量可以是气、光、电量，但主要是电量；④输出输入有对应关系，且应有一定的精确程度。测速发电机、发电机测速传感器发电机是不是传感器？把外界信息按一定规律转换成电信号输出的器件。工业测量标准输出信号能量转换转换效率“转换”：传感器、变换器、变送器、换能器、转换器、探测器（1）守恒定律物理量随着空间和时间的移动，其总量保持不变。能量守恒、动量守恒、电荷守恒传感器与被测量之间能量转换时必须遵循。（2）统计法则常和传感器的工作状态有关。运动的微观世界与宏观世界相结合的定律。如：热力学第二定律传感器的物理定律（3）场的定律描述电场、磁场、物质场、重力场等在空间和时间上的变换规律。静电场：电容式传感器；电磁感应：电感式传感器利用场的定律构成的传感器称为：结构型传感器物理方程传感器工作的数学模型（4）物质定律表示各种物质内在客观性质的定律。虎克定律F=kx

、欧姆定律U=RI基于物质定律构成的传感器称为：物性型传感器半导体物质法则：压敏、热敏、光敏、湿敏（1）电容式传感器——结构型传感器化简得：输出灵敏度结构型传感器的特性主要由其结构参数决定，与构成传感器的物质的性质无关。固定极板活动极板△LbdL例

举例说明结构型传感器和物性型传感器的区别（2）压敏传感器——物性型传感器物性型传感器主要由构成传感器的物质的性质决定。电阻率的变化压力大小材料性质压阻效应半导体材料压力P结构型传感器物性型传感器原理结构参数决定物质性质决定性能稳定将迅速提高成本较高将大大降低应用广泛发展方向之一2.传感器的组成Constitutes敏感元件SensingElement直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的物理量转换元件TransductionElement敏感元件的输出就是它的输入，抟换成电路参量转换电路TransductionCircuit上述电路参数接入基本转换电路，便可转换成电量输出物性型传感器结构型传感器被测非电量：敏感元件：有用非电量：传感元件：有用电量：电容量C弹性体外界压力极板间距变化电容传感器弹性体极板支架绝缘材料定极板动极板例大吨位电容式称重传感器（1）自源型特点：不需要外能源，输出电量较弱能量角度自源型带激励源型外源型能量转换型有源型能量控制型无源型ABTT’①②温度场的能量（热量）→电量例：热电偶传感器（2）带岩激励萝源型特点疮：不嘱需要蜜变换箭电路蜂，冻有较涛大电赔量输乘出被测茶量：磁场辅助欣能源咬：激励笔电流BIUHBACDbdLxyz例霍尔熊电磁中感应腐式传蛮感器电磁鹊感应盖定律导：线圈永久磁铁动铁芯（衔铁）例：府磁电俱式传欣感器（3）外浑源型特点粘：通城过带走外电要源的杜变换剂电路欺，才延能获全得有肆用的电蚂量输欲出能量假控制印型（1）相傅同传谋感器甩补偿猎型为消除环境干扰相同传感器补偿型不同传感器补偿型差动结构补偿型输入输出变换电路转换元件转换元件环境影响电源（2）差喘动结泻构补益偿型输入耗量：反向转换环境乖干扰穗量：正向转换测量电路输入输出变换电路转换元件环境影响转换元件电源（3）不扎同传孙感器组补偿坦型输入输出电源环境影响变换电路转换元件2转换元件13.传感洒器分估类方周法按输入物理量位移、速度、温度传感器按工作原理电容式、电感式、热电式传感器按能量关系能量转换型（有源传感器）能量控制型（无源传感器）按输出信号性质模拟式、数字式传感器按构成原理结构型、物性型传感器按构成的功能材料半导体传感器按高新技术集成传感器、智能传感器仿生传感器、机器人传感器基本物理量派生物理量位移线位移长度、厚度、应变、振动、磨损、不平度角位移旋转角、偏振角、角振动速度线速度速度、振动、流量、动量角速度转速、角振动加速度线加速度振动、冲击、质量角加速度角振动、扭矩、转动惯量力压力重量、应力、力矩时间频率周期、计数、统计分布温度热容量、气体速度、涡流光光通量与密度、光谱分布传感劲器按旁输入渔物理树量的秒分类无论添是金塔属粮夺仓还揉是土客仓，苹为防窑止霉劫变，念粮食输都是湖分层写存放延，仓警内温泪度和连湿度星不能棍过高喊，为粮此，政需在守各层僻安放控温湿体度传允感器秆进行半检测证。装珠有温茄湿度凭探头娃的粮选仓示区意图各如下旬。将各驴层探而头输荣出接蠢至温亲湿度韵巡检哄仪上委，通斜过巡齿检仪悠监视杀器监叹视各寺点温绘湿度克情况涉。通赌过通宽风口积保持坛温湿摔度在腔要求诊范围悬内。例粮仓俗温度盟、湿早度检农测装有姿温湿继度探颤头的扁粮仓壳示意征图通风口探头通风口通风口集控器1中央监控图1监控系统组成框图探头11探头12探头1N其监控系统组成框图如图:例：拉开发米区海丑湾公半司生猾产的旋感温衔、代感烟谦火灾窑报警芦器可在场每一答房间抗安放孙一对段感温歉、感括烟探底头（疼智能麦传感且器）恨，它抬们输恼出温默度、配浓度纳信号贿通过逃串行终通讯秋线送照入由缺微机野组成熄的检征测系眼统（鼓集控渠器）菌；集控被器负障责信宋号汇程总，括汇总坡各房敌间的刃温度晕和浓婚度信们号，源并监腹控各株房间针温度飘、烟我浓度妈是否衰异常榨，如摆异常兰，声兆光报婚警并预打开尊喷淋庭设备杆灭火碧，一蹈层一伶台。各层夸集控荒器通捉过CA尊N总线长、M-巩BU臂S总线逢等现日场总驱线将箱温度瞒、浓世度等拌信号漆送入通中央动监控评计算屋机。设值班享人员鸽在电妖脑屏助幕上笨直观演监视脾各房哥间情岂况（武温度担、烟产雾浓俊度）食。房份间、问楼道炎装配袖摄像矩头，半还可限通过哥电视粗屏幕曲查看影房间遍、楼劈燕道情疫况。雕可看纳出没马有感稻温、过感烟膜传感柴器，炼就像穴人缺筑少感民官，兄系统塞无法溜工作咬。用辐射辽温度响计测绘量热轧仗带钢百表面劝温度坦的方究法巳虑被广杠泛采面用。顿从加阀热炉拴出来狡的钢逮坯最释后到穿卷取具机之谊前的隆整个驶轧制磁线上仗，如荷加热演炉出衫口、谜粗轧姨机的烛入口群和出湾口、救精轧驻机的岩入口尝和出测口以拴及在诱卷取健机之耽前都让设有消辐射广温度否计，乖用以响测量谁各阶劈燕段带帽钢的芝表面裙温度茶。并引用此赵温度熔信号卸来控屯制轧胖制速讽度、旅轧辊骆压下竟力和撑冷却拉水流颂量等塑。例：扯热轧扇带钢娘表面欢温度皂的测炒量主要运应用传感筝器技兼术对风国民挨经济真的发数展起店着重润要的育作用销。信息处理电信电话科技测试设备控制交通控制输电系统机床机器人家用电器照相机汽车飞机船舶气象海洋环境污染医疗防火光能利用热能利用土木建筑农林机械能利用货币金融食品111551101034736598161277834313147111707693612621242014需要量§1.素2测量扮方法me证as顽ur刊em厅en腥t1.亮2.柜1按测摸量手激段分等类直接英测量：对揪仪表芝读书镜不需津要经肠过任页何运回算，镜就能臣直接狠得到蛙测量多结果浙（弹宅簧秤村、尺星）巧；间接除测量：通博过测叫量与壁被测耐量有惧确定议关系芝的量胆，然闸后再耀经过珍计算末获得跑结果甘；联立副测量：被责测量住需要神通过蒙联立花方程狼将求访解才企能得社到结娇果。外力形变电阻于值变公化电流秩变化电阻信应变查效应忌压力脚测量1.煮2.艘2按测累量方蓄式分丘类——比较辆式测电量偏差崇式测辰量：偏差预式测维量法肉是指疫，在窃测量猴过程洲中，四用仪至器表恐指针听的位填移(即偏辈差)来表鹿示被饰测量鬼的测纲量方洲法。按测撇量方档式分供类零位柴式测寸量：零若位式游测量侨法是线指，们测量届时用宴被测妈量与涌标准辈量相翅比较欲，用似指零岩仪表量指示袭被测胖量与废标准怨量相改等（团平衡葬），悬从而您获得透被测沸量。朽利用堪惠斯口登电考桥测词量电功阻（田或电锻容、寇电感尝）是否这种砖方法工的一姑个典标型例听子。按测抵量方在式分结类微差味式测炕量：偏差积式测泊量法鞠和零蜂位式刻测量布法相震结合泛，构窝成微哨差式引测量永法。诵它通棚过测故量待附测量林与标含准量置之差钟（通前常该块差值捎很小厕）来框得到破待测健量量抵值。§1.抖3测量客误差ob跳se摆rv梁at荡io扯n讲me厦as赴ur魄em阳en霞t宴er牌ro女r量qu次an去ti栋ty现象段、物欢体和拘物质冒可以助定性爆区别肿和定些量测校量的疮一种高属性施。量值va抄lu浑e秀of评a目q车ua亮nt竹it妨y用一效个数疗字和屑一个辽合适片的计嗓量单硬位表昼示的宵量。端例如5.提3m，12洁kg，-4诊0℃。误差er遮ro阶r1.戏3.盖1基本瓦概念测量来误差：测拥量过奔程中粉产生石的各洞种误海差总袍称。这一醒节将牌介绍湾测量切误差俱的基进本概炉念，殃如测析量误耽差的笛定义婆、分乎类、帅误差累的来堆源等术。通采过这逃些内伙容的秩学习咽，可烛以让捡读者找对测倦量误靠差有摸个全赚面的梅了解强。误差（Er朽ro推r）：误差测得值真值＝－真值（T属ru朋e陶Va译lu小e）：观测固一个业量时我，该票量本懂身所岁具有阻的真主实大制小。三角腊形内该角之厦和恒杀为1默80尸º一个魂整圆夹周角旨为3任60役º国际鹅千克妇基准1K狗g分类烟：理论址值约定售真值约定需真值(Co抢nv霜en料ti附on军al买T押ru机e稍Va搏lu捡e）指定惨值、烫最佳兄估计呢值、播约定海值或眠参考去值是指肾对于祸给定盈用途清具有咏适当峰不确计定度川的、为赋予翻特定滑量的柔值。划这个持术语跃在计欢量学嚼中常剑用。由国家建立的实物标准（或基准）所指定的千克副原器质量的约定真值为1kg，其复现的不确定度为0.008mg。当今保存在国际计量局的铂铱合金千克原器的最小不确定度为0.004mg误差敬是针护对真识值而冰言的址，真蜡值一咐般都饮是指停约定兆真值升。亦称表示恋形式性质蚀特点绝对故误差制（Ab知so痰lu默te输E会rr匹or）被测量的真值，常用约定真值代替

测得值绝对误差特点：1)绝对误差是一个具有确定的大小、符号及单位的量。2)给出了被测量的量纲，其单位与测得值相同。x

＝x

－L0绝对误差测得值真值＝－修正制值(Co兆rr沈ec泡ti豪on轿)鸭:为了文消除固定鱼的系红统误千差用代民数法常而加斯到测蚁量结圣果上丙的值洗。修正收值真值测得值－特点：1)与误差大小近似相等，但方向相反。2)修正值本身还有误差。误差－用某绩电压扭表测台量电讲压，做电压与表的拴示值旗为22术6V，查帖该表叛的检游定证师书，墓得知皂该电待压表亡在2图20V附近屠的误障差为5V，被测挺电压啦的修肌正值粉为-5V，则部修正次后的盲测量牵结果尺为【例贯】测得值真值绝对误差22奸6排+赴(-5V)著=牢22轻1V定义被测脱量的脉真值备，常器用约损定真隶值代貌替，被也可刑以近扎似用溜测量阻值x来代叙替L0相对帐误差特点张：1）统相对域误差雄有大俯小和钻符号牢。2）幅无量临纲，严一般辨用百客分数创来表圆示。绝对炕误差相对钥误差（Re闷la训ti该ve崇E旱rr蓄or）：绝对页误差刷与被臣测量丑真值顺之比绝对磨误差灰和相桃对误默差的秤比较用1μm测长许仪测勉量0抖.0述1m长的筛工件每，其单绝对序误差但用终来测嘱量席1m长的采工件始，其态绝对旷误差摸为0瓦.0趁10岔5m。前者愈的相迹对误寸差为后者播的相正对误胸差为用绝贼对误跨差不则便于欧比较章不同黄量值个、不坛同单抱位、无不同仗物理杂量等看的准挨确度欣。引用箱误差（Fi欧du厕ci斯al衣E涝rr拉or芒o席f狮a施Me陵as恨ur岩in傅g粥In漫st蜂ru究me粒nt）定义该标傍称范盲围（墨或量炒程）害上限引用缸误差仪器砍某标渐称范保围（漆或量分程）堪内的须最大犬绝对晓误差引用琴误差质是一旷种相古对误柴差，鼓而且赞该相削对误姥差是宵引用设了特蝇定值洪，即究标称宰范围榴上限惨（或瓶量程音）得削到的逗，故沙该误敞差又握称为俩引用献相对姑误差堪、满脑度误黎差。我国门电工骆仪表锤、压盲力表正的准确魄度等养级（Ac饶cu区ra的cy俗C绳la监ss）就是努按照初引用扫误差案进行革分级幅的。当一季个仪且表的岭等级s选定务后，帆用此售表测窄量某笼一被厘测量遥时，桑所产统生的罩最大今绝对蜻误差治为最大胃相对电误差泊为绝对扬误差滋的最棍大值楼与该笋仪表攻的标柳称范瞒围（查或量信程）锯上限A成正免比选定胶仪表扎后，浓被测漫量的未值越再接近伴于标丛称范清围（夫或量患程）团上限哗，测斗量的逮相对温误差宫越小诵，测旅量越产准确电工脚仪表抓、压忍力表凭的准确优度等砌级【例拍】检定碑一只江2桃.5索级倘、量杯程为怪1河00V的电卧压表锯，发达现在战5唐0V处误寄差最领大，点其值介为2V，而其室他刻筑度处不的误躲差均质小于傅2V，问这邻只电怪压表怖是否穿合格责？由公式，该油电压训表的炎引用贩误差昆为由于所以谣该电乱压表胸合格愁。【解万】【例洋】某1妄.0手级电习流表候，满虑度值途（标呀称范折围上鉴限）款为1影00码，求航测量偷值分揭别为怀10上0，粉80消和2愿0时铜的绝隐对误摊差和妈相对绳误差到。根据君题意疏得由公式可知哨，最告大绝予对误缴差为他们凡的相惨对误吗差分堂别为可见承，在愚同一很标称辜范围颂内，错测量桂值越钥小，技其相医对误搜差越仓大。【解需】1.和3.眨2误差哄的来河源与岛分类为了杰减小杆测量资误差挺，提质高测壁量准手确度征，就狮必须六了解渴误差亩来源腥。而仆误差戏来源亿是多越方面姑的，随在测危量过奖程中托，几群乎所给有因慰素都屠将引讽入测瞧量误越差。主要刊来源测量习装置脉误差测量禾环境啄误差测量舍方法色误差测量未人员畜误差1.误差厕的来暗源测量示装置运误差标准药器件潜误差仪器垃误差附件甜误差以固祥定形庸式复矿现标夺准量零值的洁器具溜，如妨标准趟电阻签、标查准量润块、纷标准谅砝码阵等等浙，他桃们本责身体慈现的延量值牛，不溜可避危免地捆存在红误差企。一旨般要贞求标急准器牵件的牵误差昂占总污误差刃的1谨/3钥～1讨/1呼0。测量那装置愉在制盼造过拐程中脊由于烂设计伏、制盖造、荣装配像、检晶定等仓的不霞完善驾，以寨及在嚷使用奇过程懒中，码由于故元器滴件的疗老化愤、机芝械部睛件磨克损和赔疲劳念等因远素而客使设徒备所产宇生的欢误差电。测量纤仪器坡所带纹附件纹和附鹊属工永具所优带来章的误摩差。设计配测量揪装置践时，锐由于贸采用跳近似遥原理壳所带贯来的荷工作市原理授误差组成也设备闻的主羽要零乐部件是的制沟造误生差与抗设备呀的装绢配误普差设备挑出厂排时校派准与挤定度腐所带贫来的舞误差读数波分辨视力有辫限而蹦造成净的读通数误岁差数字躺式仪梢器所强特有舰的量压化误友差元器角件老懒化、莫磨损直、疲潜劳所饭造成蔑的误限差测量壮环境赢误差指各场种环扩境因素与要乖求条夺件不穴一致樱而造痒成的朵误差迷。对于油电子誉测量牛，环奥境误壶差主妇要来墙源于坐环境恰温度凭、电讽源电绣压和茫电磁旦干扰勒等激光漂光波沙比长学测量景中，饱空气俱的温理度、患湿度撤、尘艳埃、落大气躬压力委等会重影响泰到空刷气折蜘射率结，因态而影帐响激衬光波吼长，失产生符测量钱误差绘。高上精度蜓的准碧直测命量中竞，气知流、吧振动月也有仓一定凉的影谜响测量暂方法铁误差指使烛用的终测量丧方法昆不完竭善，老或采足用近周似的荡计算测公式锡等原叮因所痕引起泰的误挂差侍，又惜称为解理论梨误差如用均值电压表测量交流电压时，其读数是按照正弦波的有效值进行刻度，由于计算公式中出现无理数和，故取近似公式，由此产生的误差即为理论误差。测量横人员裳误差测量表人员伐的工叠作责谢任心棵、技郊术熟岔练程舍度、困生理倾感官锣与心乒理因浇素、悠测量李习惯忧等的谊不同稠而引复起的轻误差幅。为了索减小帅测量卸人员墙误差歪，就翻要求泉测量祖人员衰要认坦真了笑解测粉量仪起器的狂特性艘和测迹量原锯理，升熟练拉掌握处测量庄规程较，精倒心进蜓行测堪量操刚作，蒙并正均确处吊理测由量结狗果。2.误差演分类系统爷误差嘉（Sy既st闪em脏at价ic因E肝rr亲or）在重般复性干条件验下，慌对同细一被破测量芦进行深无限纱多次触测量旷所得槐结果截的平裹均值厕与被垄测量笨的真缴值之炼差。定义特征在相迹同条柱件下追，多也次测汗量同弃一量节值时钞，该售误差飞的绝烫对值各和符蚕号保枣持不患变，渗或者毙在条鞠件改渠变时徐，按届某一察确定雹规律艇变化燃的误帆差。用天醉平计扎量物蒸体质兵量时财，砝新码的主质量朽偏差用千绿分表叠读数阀时，病表盘络安装属偏心距引起乔的示怠值误角差刻线招尺的垒温度奇变化骡引起京的示钩值误霞差系统寺误差蛮举例在实宏际估国计测到量器翻具示膊值的鞋系统奸误差伏时，关常常熊用适耐当次笔数的裙重复乌测量抹的算根术平擦均值积减去阀约定挑真值顶来表却示，母又称皱其为布测量氏器具更的偏移或偏畸（Bi卵as）。由于在系统业误差盟具有吴一定普的规控律性窄，因申此可枝以根荡据其煤产生漂原因脊，采犬取一肉定的散技术与措施欣，设益法消稳除或搅减小细；也写可以远在相捞同条真件下废对已泼知约政定真忍值的粗标准桑器具嫂进行年多次脆重复似测量怜的办覆法，胆或者核通过灾多次蒙变化惠条件指下的震重复夸测量吨的办掘法，碌设法蹲找出罩其系据统误分差的饺规律院后，盛对测慰量结被果进陶行修吩正。随机逐误差萝（Ra答nd盈om两E拳rr枯or）测得所值与腿在重编复性枪条件份下对氏同一欣被测分量进屈行无凳限多尿次测舞量结党果的殿平均弟值之债差。坐又称勿为偶伶然误容差。定义特征在相体同测重量条镜件下丸，多倒次测纤量同决一量司值时窑，绝往对值股和符灭号以腔不可他预定告方式劣变化彩的误体差。产生皇原因实验泉条件创的偶瘦然性旬微小骡变化鬼，如呜温度您波动订、噪峰声干军扰、浸电磁波场微换变、他电源荡电压经的随悟机起唇伏、渣地面复振动锐等。随机目误差胁的大菌小、柄方向咐均随艳机不繁定，付不可彼预见盟，不例可修园正。虽然高一次冰测量泻的随罚机误孤差没辨有规禾律，胁不可渠预定亡，也弟不能敢用实县验的叼方法朝加以况消除宋。但掠是，健经过陕大量哗的重捏复测座量可火以发夕现，苍它是令遵循迈某种裳统计制规律泄的。斑因此意，可羞以用辱概率芽统计级的方摔法处棕理含匠有随械机误触差的广数据艰，对匀随机蜻误差藏的总妄体大阅小及硬分布驻做出没估计卸，并乌采取幼适当击措施恼减小昌随机冒误差阶对测筹量结撞果的殃影响彼。随机法误差诞的性跪质粗大宇误差直（Gr业os绩s板E秆rr莲or）指明赞显超染出统胆计规汗律预僚期值谜的误浩差。将又称安为疏胸忽误挡差、注过失称误差菠或简洁称粗迷差。定义产生巷原因某些秃偶尔偶突发误性的披异常鸭因素亮或疏模忽所纳致。测量盘方法沸不当温或错熟误，应测量剑操作念疏忽筝和失君误（骗如未馅按规宿程操对作、谨读错栗读数如或单跪位、灯记录竹或计可算错掘误等纸）测量圾条件猪的突怖然变店化（遍如电铸源电最压突见然增律高或穷降低慌、雷屡电干乖扰、闹机械进冲击友和振哈动等母）。由于越该误喜差很汉大，咬明显直歪曲炮了测其量结旁果。素故应馋按照月一定隶的准乘则进镰行判糟别，屿将含工有粗箩大误衰差的扯测量怠数据障（称麦为坏爷值或友异常艳值）揭予以路剔除嚼。1.骂3.忠3系统派误差龄和随霞机误角差的崖表达凤式设对询某被毕测量做进行盈等精版度独咏立的矿几次赏测量孙，得朗值x1,凑x2,某…,xn，则施测定谣值的财算术坐平均坏值(又称优取样安平均富值)为当测馆量次看数为洽无限注次时棋，所余有测病量值肥的算狱术平级均值直即等大于真赶值，评事实汪上是辫不可备能无药限次汽测量市，即买真值芽难以测达到毙。但吹是，坚随着生测量源次数雪的增规加，聪算术震平均缴值也盖就越盯接近玻真值挂。因蜂此，苏以算后术平况均值撕作为骨真值篇是既即可靠拣又合出理的你。系统叹误差Ａ为殖总体蓄平均思值Ｌ0为测壮定真补值随机误误差ｘi为各奸次测促量值1.羡3.臣4基本瓶误差瓦和附烧加误盏差按使业用条警件可盒将误农差分边为基简本误理差和表附加贯误差基本陵误差in丢tr奋in槽si忧c浇Er同ro潮r仪表后在规株定的爸参比披工作巾条件凯下(例如假周围骑介质涛的温均度和泻湿度缘瑞、振摩动、忽电源明电压塞、频验率等)所产留生的贞误差蒙。附加盘误差Ad法di润ti醒on袋al僚E脏rr烛or是仪饶表在桨非规愚定的蜓参比思工作宰条件视下使茂用时衔另外敞产生堪的误庸差。弄如电料源波踢动附幕加误垃差，茶温度吴附加赖误差形等。1.浴3.蚂5测量夫误差员的估毫计和代校正1.随机懒误差闲的影扎响及贵统计袍处理均方哪根误检差（青标准胞偏差对）：反映测量薯值或唉随机坑误差遮的散蛋布程幻玉度，调因此值可吸作为激随机刑误差宫的评充定尺雕度。式中墓，n——测量律次数胜；xi——每次洪测量五中相桨应各嗓测量竹值的博随机冶误差浪。在实脚际测宵量中激，测贤量次亩数n是有挥限的舍，真失值L0不容孟易得杯到，日因而讽用n次测嘉量值嘉的算爆术平你均值碎来替暴代真猪值。2.系统队误差度的发揪现与捡校正（1）系统源误差刻的发豪现与袜判别理论及分析致及计岩算实验占对比作法残余文误差雨观察筹法残余疗误差被校核年法计算啦数据必比较盖法①理翁论分污析及意计算因测折量原邮理或瘦使用阻方法非不当和引入迈系统世误差晚时，幼可以创通过倒理论快分析枝和计千算的灭方法吐加以气修正阵。②哲实验茫对比涂法实验安对比居法是胸改变盖产生谅系统项误差虹的条寨件进件行不啄同条米件的姻测量漏，以贺发现济系统艘误差摆，这抬种方舱法适舰用于痛发现却恒定你系统限误差播。③兔残余赚误差奴观察托法根据猎测量凳列的垦各个乡丰残余陡误差猛的大泻小和觉符号五变化煤规律释，直舞接由晌误差箱数据钱或误观差曲壮线图壁形来瓦判断藏有无鱼系统跪误差奴，这坑种方谣法主询要适丢用于宇发现您有规脂律变递化的内系统刃误差崭。（2）系胃统误森差的爸校正从产漂生误博差源鹅上消纵除系装统误喷差引入垄修正川值法零位说式测兵量法补偿姜法对照须法④歉计算滩数据鄙比较做法对同掀一量息进行庆多组震测量便，得靠到很兰多数要据，匹通过随多组破计算板数据申比较棍，若打不存谎在系糕统误齿差，券其比窝较结堤果应龄满足晌随机狂误差幻玉条件司，否蛋则可智认为助存在照系统缩慧误差若。任意柳两组可结果狱与间台不存早在系肃统误感差的恒标志患是（1）从梳产生蛾误差贱源上五消除隙系统适误差（2）引穴入修召正值宪法（3）零金位式涉测量地法（4）补台偿法（5）对巴照法§1.墨4传感捧器的是基本利特性1.例4.丽1传感挑器的雕静态枯特性1.世4.猴2传感侍器的工动态特性701.膊4.姿1传感赖器的掘静态筹特性传感平器的井静态失特性而是指候对静帅态的想输入祥信号属，传灾感器误的输笋出量搭与输放入量星之间洁所具隐有相藏互关磁系。因为私这时殊输入川量和向输出曲量都图和时贤间无匹关，焦所以蛙它们遵之间吐的关仿系，北即传亏感器培的静递态特教性可模用一骗个不释含时竟间变糟量的惨代数约方程偶，或进以输衫入量优作横来坐标答，把乖与其言对应掘的输混出量岔作纵醒坐标屯而画厘出的役特性怖曲线摔来描窝述。表征虹传感爪器静住态特爽性的坛主要突参数脂有：线性锋度、栗灵敏庸度、步分辨距力和迟滞等。St芦at庭ic断C赌ha姨ra稍ct吐er生is煎ti级cs一、不精俘确度Ac甲cu掌ra速cy向o仙f巴Me初as于ur魄em究en移t与精特确度县有关司指标缠：精密车度、搜准确浮度和眉精确渴度(精度)精确接度：是喘精密脂度与湾准确形度两饶者的聚总和帆，精拳确度系高表计示精解密度润和准甘确度妄都比秃较高缩慧。在宜最简跳单的截情况胖下，符可取棚两者率的代脖数和禁。机慨器的济常以腥测量拥误差蚁的相迈对值苹表示宫。精密券度Pr咸ec等is壤io赤n点of鸡M冷ea愁su秃re锡me探nt：说明蜓测量盛传感乐器输锁出值暑的分变散性携，即布对某梳一稳芳定的亩被测且量，泻由同香一个啦测量扮者，锻用同评一个恨传感至器，佣在相慈当短千的时狱间内商连续熟重复氧测量脏多次躺，其决测量欧结果同的分裂散程咱度。按例如摊，某路测温宁传感政器的艘精密牵度为0.页5℃。精闭密度坚是随侍即误辞差大处小的退标志纤，精赞密度商高，世意味帖着随婚机误壤差小刮。注澡意：临精密沾度高袜不一寇定准番确度搭高。准确侮度Co毅rr崖ec倍tn欠es冶s两of念M拢ea融su密re默me诱nt说明筹传感畜器输均出值宵与真翻值的赌偏离摸程度佣。如,某流非量传雾感器阶的准稍确度盲为0.钳3m岩3/扰s，表杏示该筑传感粥器的驱输出密值与享真值存偏离0.佣3m旅3/沟s。准疏确度搁是系质统误我差大亚小的蹦标志镰，准赖确度府高意地味着难系统割误差届小。止同样冠，准配确度兽高不密一定闭精密恋度高梅。（a）准盲确度搅高而拖精密性度低愤（b）准众确度筹低而砌精密毕度高植（c）精期确度泻高在测闪量中软我们贸希望纺得到充精确胳度高加的结但果。二、稳定衡性（St土ab顾il脏it新y）是指测量型仪器肺保持爱其计垒量特伸性随系时间技恒定绍的能唱力。通常夕是指弱测量桂仪器太的计贝量特聋性随创时间群不变绒化的字能力失。若不逼是对虫时间毛而言桃，而偿是对液其他诉量而奏言，险则应派该明灭确说吼明。可以狸进行尿定量责的表食征，半主要述是确驰定计蛋量特扭性随碍时间泪变化码的关岸系。通常敞可以尊用以猫下两胜种方荣式：用计骗量特启性变己化某走个规费定的模量所炎需经棵过的蛇时间用计挖量特体性经玻过规被定的招时间座所发搏生的暑变化诸量来葛进行倾定量充表示夏。1.稳定富度在规绿定的树时间负内，脾测量君条件耍不变舰的情颜况下掩，由袖传感心器中秀的随圈机变泼动，碌周期粥性变循动，瓜温漂抬等引树起的患输出栋值变及化。欢一般炕用精映度和观观测爱时间土长短他表示2.影响鹅量测量装传感裤器由窜外界马环境补变化富引起讲输出阁值变渴化的跑两，涝称为征影响传量。饼它是肺由温季度、置适度例、气盗压、似振动填、电破源电诱压及纱电源呆频率紧等一款些外姥加环捷境影驴响所盯引起授。三、霸传感调器的俗静态翻输入—输出酿特性传感离器在红被测荣量各筐个值暂处于挽稳定担状态千时的县输入赤输出念关系阀。也浩即当蚁输入对量为逆常量窗，或糊变化蒜极慢章时，纤这一散关系起就称躁为静浊态特化性。我们脉总是夫希望拦传感仇器的妹输出梦与输连入成音唯一喷的对被应关默系，企最好拌是线芳性关卸系，肝但是前一般歪情况趋下，跪输出迁与输打入不于会符掏合所豆要求躬的线性关系姐，同出时由位于存狐在着迟滞适、蠕母变、域摩擦等因石数的庄影响坛，使勇输出屑输入扁对应孙关系忍的唯急一性通也不丽能实游现。因此魂外界担的影察响不惩可忽谅视。巩影响室程度苦取决今于传池感器状本身私，可这通过舱传感绝器本稀身的准改善拴来加墙以抑鞭制，蠢有时趁也可但以对私外界倚条件杆加以茎限制枝。2.线性汁度（Li脑ne秤ar冶it并y）静特强性输誓出驾量输迟入美量零点抱输出理论互灵敏碌度非线袄性项赔系数直线零拟合患线性喉化辽非坛线性令误差砌或线西性度最大庄非线最性误宅差离满才量程偏输出直线殃拟合抄线性仁化出发饭点怎获得种最小仰的非享线性每误差拟合岁方法：饺①至理悬论拟泡合；②构过零仪旋转歼拟合使；③困端点堵连线依拟合熟；④昨端点晓连线露平移良拟合牲；⑤苦最小特二乘变拟合彻；⑥叉最小王包容谜拟合①嗽理论狗拟合拟合直线为传感器的理论特性，与实际测试值无关。方法十分简单，但一般说较大xyΔLmax②迟过零勾旋转哭拟合曲线过零的传感器。拟合时，使xyΔL2ΔL1③听端点查连线乏拟合把输讯出曲吐线两舰端点织的连疾线作倍为拟摘合直轧线xyΔLmax④准端点吵连线辣平移乌拟合在端童点连伞线拟衰合基础址上使致直线越平移连，移金动距序离为工原先侧的一雕半yxΔLmaxΔL1⑤最趴小二柴乘拟览合原理:最小浴二乘划拟合火方法xy=kx+by拟合惨直线厌的方古法总晕结序号方法名称拟合直线特点1理论直线法理论特性线，与测量值无关简单、方便，非线性误差大。2端点线法校准曲线端点连线简单，非线性误差大3最佳直线法与正、反行程校准曲线的正、负偏差相等且最小精度高，求解复杂4最小二乘法与校准曲线的残差平方和最小精度高，普遍推荐的方法3、灵招敏度粪（Se述ns欺it览iv纤it律y）传感饶器输黑出的还变化顿量与环引起痒该变害化量蔑的输勇入变图化量枯之比熊即为罚其静纵态灵迟敏度表征弟传感啊器对芦输入枣量变崇化的俊反应只能力表征纵传感柳器对慨输入裹量变译化的贺反应候能力(a迹)线性榨传感锦器(b待)非线攀性传偷感器图1.疮4.殖2传感计器的国灵敏观度4、迟迅滞（Hy杰st阵er盼es喂is）正（侵输入挤量增循大）疯反（彻输入呢量减奋小）窄行程边中输歉出输于入曲促线不柏重合行称为须迟滞—正反行程间输出的最大差值。迟滞晌误差斗的另饥一名佛称叫恶回程输误差少，常抓用绝鞭对误纳差表艳示检测戏回程胆误差斑时，简可选哨择几秋个测院试点狮。对雅应于丝式每一丈输入输信号帐，传感晓器正雾行程佣及反互行程理中输有出信裙号差乖值的吧最大片者即爱为回洒程误否差。迟滞崇特性xΔHmaxyyFS5、重慨复性队（Re艺pe孙at沾ab页il钓it况y）传感宏器在净输入档按同牵一方笔向连轧续多市次变党动时摸所得狼特性乏曲线兼不一样致的防程度正行程的最大重复性偏差反行程的最大重复性偏差取较大者为重复捡特性xΔRmax1ΔRmax2y6.零点摘漂移堪（Ze顷ro吉S岸hi霸ft）传感琴器在肌长时呼间工给作的举情况是下输检出量劲发生然的变乘化，霜长时罩间工抢作稳衣定性煤或零反点漂辟移零漂存＝式中ΔY0——最大添零点珍偏差蠢；YFS——满量第程输故出。7、温漂惭（Dr凡if版t）传感逼器在迎外界葵温度础下输螺出量镇发出芦的变维化温漂榆＝式中Δma旷x——输出束最大奔偏差卧；ΔT——温度汗变化刮范围踏；YFS——满量餐程输倒出。1.街4.奶2传感乌器的个动态雅特性传感叙器的凉动态辱特性问是指充传感晒器的释输出内对随概时间抛变化效的输珍入量惧的响肯应特杜性。扔反映善输出蛾值真纳实再匪现变热化着治的输迷入量愈的能专力。研究顿传感欠器的饰动态权特性短主要惩是从晌测量运误差饥角度嫁分析狼产生钱动态边误差胃的原县因以事及改哭善措贴施。时域：瞬怒态响闭应法频域：频矿率响刺应法1.瞬态晃响应绝特性在时榜域内碧研究仿传感愧器的第动态宋特性厚时，馅常用基的激救励信图号有暖阶跃储函数等、脉他冲函姨数和仅斜坡希函数甩等。凤传感计器对脂所加活激励骂信号租的响吼应称茶为瞬扰态响菊应。理想担情况底下，吵阶跃梨输入私信号艺的大器小对锁过渡哑过程敏的曲冤线形膏状是屠没有辩影响恶的。游但在碗实际果做过逐渡过叫程实茫验时押，应臣保持皆阶跃优输入骄信号揉在传序感器蹦特性客曲线兰的线侮性范旁围内聚。⑴怀一阶无传感挨器的侦单位拳阶跃鸽响应设x(t)、y(t)分别坏为传贫感器听的输刺入量远和输蓬出量咱，均仿是时敞间的统函数讨，则遇一阶访传感贞器的再传递蛙函数凯为式中τ——时间袜常数杨；K——静态枣灵敏句度。由于棕在线川性传运感器艘中灵减敏度K为常晃数，泉在动污态特适性分撤析中国，K只起胖着使选输出痒量增棒加K倍的尊作用妈。讨睬论时塘采用K=1。对于灵初始条状态害为零活的传叠感器闪，当彻输入缝为单忧位阶植跃信宾号时接，X(曾s)=中1/声s,传感盐器输棍出的奴拉氏租变换刮为则一滑阶传件感器孕的单懂位阶帽跃响捉应为一阶日传感骗器的鸽时间彼常数τ越小片越好⑵蜘二阶户传感包器的桌单位享阶跃喂响应二阶判传感悔器的医传递票函数巨为式中ωn——传感白器的居固有并频率先；ζ—混—传感尼器的谁阻尼储比。在单昌位阶号跃信行号作找用下罗，传析感器标输出桂的拉则