《机械工程测试技术》课程PPT教学课件（传感器原理及应用）第一章 基础知识

传感器原理及应用第一章基础知识测量的基本概念误差的基本知识传感器的基本特性

传感器原理及应用 1 第一章 基础知识 ⚫ 测量的基本概念 ⚫ 误差的基本知识 ⚫ 传感器的基本特性

传感器原理及应用测量的基本概念测量或检测就是指为了获得测量结果或被测量的值而进行的一系列操作，它是将被测量与相同性质单位的标准量进行比较，并确定被测量对标准量的倍数。经过测量后所得的被测量的值叫测量结果测量单位在测量结果中则是必不可少的2

传感器原理及应用 2 测量的基本概念 ⚫ 测量或检测就是指为了获得测量结果或被测量 的值而进行的一系列操作，它是将被测量与相 同性质单位的标准量进行比较，并确定被测量 对标准量的倍数。 ⚫ 经过测量后所得的被测量的值叫测量结果 ⚫ 测量单位在测量结果中则是必不可少的

传感器原理及应用测量的方法按测量手段可分为两类直接测量、间接测量按照被测量获得的方法一偏差式测量、零位式测量、微差式测量3

传感器原理及应用 3 测量的方法 ⚫ 按测量手段可分为两类 – 直接测量 、间接测量 ⚫ 按照被测量获得的方法 – 偏差式测量、零位式测量、微差式测量

传感器原理及应用偏差式测量用测量仪表指针相对于刻度起始点的位移（偏差）来表示被测量大小的测量方法称为偏差式测量

传感器原理及应用 4 偏差式测量 ⚫ 用测量仪表指针相对于刻度起始点的位移（偏 差）来表示被测量大小的测量方法称为偏差式 测量

传感器原理及应用零位式测量用指零式仪表来反映测量系统的平衡状态，在测量过程中，当指零式仪表指零，测量系统达到平衡时，用已知的标准量来确定被测量的大小，这样的测量方法称为零位式测量天平就是典型的零位式测量5

传感器原理及应用 5 零位式测量 ⚫ 用指零式仪表来反映测量系统的平衡状态，在 测量过程中，当指零式仪表指零，测量系统达 到平衡时，用已知的标准量来确定被测量的大 小，这样的测量方法称为零位式测量 ⚫ 天平就是典型的零位式测量

传感器原理及应用微差式测量将被测量与已知的标准量进行比较，得到差值后，再用偏差式测量的方法得到这个差值，最后把差值和已知的标准量相加，从而获得我们需要测量的被测量的大小已知量被测电量SX6

传感器原理及应用 6 微差式测量 ⚫ 将被测量与已知的标准量进行比较，得到差值 后，再用偏差式测量的方法得到这个差值，最 后把差值和已知的标准量相加，从而获得我们 需要测量的被测量的大小

传感器原理及应用误差的基本知识真值：严格定义的理论值或者客观存在的实际的值称为理论真值示值：检测系统（仪器）指示或显示被测量的数值叫示值

传感器原理及应用 7 误差的基本知识 ⚫ 真值：严格定义的理论值或者客观存在的实际 的值称为理论真值 ⚫ 示值 ：检测系统（仪器）指示或显示被测量 的数值叫示值

传感器原理及应用误差的表示方法绝对误差：测量值与被测量的真值之间的代数差，即△= Ax - Ao相对误差：实际相对误差实际相对误差就是绝对误差4与真A值A的比值×100%YAAo示值相对误差示值相对误差就是绝对误差4与示值A的比值A×100%YAx8

传感器原理及应用 8 误差的表示方法 ⚫ 绝对误差：测量值与被测量的真值之间的代数 差，即 ⚫ 相对误差 ： – 实际相对误差 实际相对误差就是绝对误差Δ与真 值A0的比值 – 示值相对误差 示值相对误差就是绝对误差Δ与示 值Ax的比值 Δ = Ax − A0 100% 0 =  A Δ A  = 100% x x A Δ 

传感器原理及应用精度检测系统（仪器）常以满度相对误差的最大值作为判断检测系统精度等级的标准根据国家有关精度等级的规定，将精度S划分为七个等级，从高到低依次是0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0级。9

传感器原理及应用 9 精度 ⚫ 检测系统（仪器）常以满度相对误差的最大值 作为判断检测系统精度等级的标准 ⚫ 根据国家有关精度等级的规定，将精度S划分 为七个等级，从高到低依次是0.1、0.2、0.5、 1.0、1.5、2.5、5.0级

传感器原理及应用例1-1：现有1.5级0～1000V和2.5级0～300V的两个电压表，要测量220V的电压，试问采用哪个电压表更好、更精确？用1.5级0～1000V的电压表测量220V电压时，最大示值相对误差为1000x1.5%Amax ×S4mx1 ×100%=×100%~6.82%100%Yxl220AA用2.5级0～300V的电压表测量220V电压时，最大示值相对误差为max2XS300×2.5%Amx2×100%x100%x100% ~3.41%Yx2A220A可见应该选用2.5级0～300V的电压表10

传感器原理及应用 10 例1-1：现有1.5级0～1000V和2.5级0～300V的两 个电压表，要测量220V的电压，试问采用哪个电 压表更好、更精确？ ⚫ 用1.5级0～1000V的电压表测量220V电压时，最大示 值相对误差为 ⚫ 用2.5级0～300V的电压表测量220V电压时，最大示值 相对误差为 ⚫ 可见应该选用2.5级0～300V的电压表 100% 6.82% 220 1000 1.5% 1 max 1 100% max 1 1 100%     =  =  = x x x A A S A Δ  100% 3.41% 220 300 2.5% 2 max 2 100% max 2 2 100%     =  =  = x x x A A S A Δ 