檢測系統(tǒng)的特征與性能指標(biāo)(完整版)
【正文】 0其中斜率 S是靈敏度，應(yīng)是常數(shù)。即若： )()( 11 tytx ?)()( 22 tytx ?? ? ? ?)()()()( 2121 tytytxtx ???16 比例特性 測試裝置的輸入信號擴(kuò)大 a倍，輸出信號也擴(kuò)大 a倍。 11 12 檢測裝置 輸入（激勵） 輸出（響應(yīng)） 檢測裝置輸入（激勵） 輸出（響應(yīng)） 檢測系統(tǒng)特性 為了保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性 ， 檢測系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的輸出量與輸入量之間 應(yīng)保持一一對應(yīng)和盡量不失真的關(guān)系 ，這種關(guān)系通常是 線性關(guān)系 ， 而且必須盡可能地減小或消除各種干擾 。傳感器有許多種分類方法。 （ 5） 通信接口和總線 它是實(shí)現(xiàn)由許多測量子系統(tǒng)或測量節(jié)點(diǎn)組成的大型檢測系統(tǒng)中子系統(tǒng)與上位機(jī)之間以及子系統(tǒng)之間的信息交換 。 2）工業(yè)檢測技術(shù)的類型和內(nèi)容 工業(yè)檢測技術(shù)的內(nèi)容非常廣泛，常見的工業(yè)檢測涉及的內(nèi)容有 4 3） 檢測系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 由傳感器 、 模擬信號調(diào)理電路 、 數(shù)字信號分析與處理部分 、 顯示部分以及將處理信號傳送給控制器 、 其他檢測系統(tǒng)或上位機(jī)系統(tǒng)的通信接口部分等 。 6 （ 3） 記錄 、 顯示儀器 目前常用的顯示器有四類：模擬顯示 、 數(shù)字顯示 、 圖像顯示及記錄儀等 。 常用電橋 、 放大器 、 阻抗變換器等 8 敏感元件 轉(zhuǎn)換元件 壓 力 作 用 膜片形變（應(yīng)變） 應(yīng)變片電阻改變 敏感元件 (Sensing element) 是指傳感器中能直接感受被測量的部分 轉(zhuǎn)換元件 (Transition element) 是指傳感器中能將敏感元件輸出量轉(zhuǎn)換為適于傳輸和測量的電信號部分。例如 :熱電偶溫度計(jì) ,壓電式加速度計(jì) .也稱有源傳感器。系統(tǒng)的系數(shù) 均為常數(shù)。 20 檢測系統(tǒng)的靜態(tài)特性與性能指標(biāo) 測試裝置的性能分為兩種： 靜態(tài)特性 和 動態(tài)特性 。 。即： 最小????????? niiiniii bxayyyQ1212 )()?(27 回 程 誤 差 亦稱滯后或變差。 又稱死區(qū)，用來衡量檢測起始點(diǎn)不靈敏度的程度。同樣，正確度高不一定精密度高。 在實(shí)際檢測過程中 ， 由于檢測系統(tǒng)選用不當(dāng) ， 輸出量不能良好地追隨輸入量的快速變化會導(dǎo)致較大的測量誤差 。傳遞函數(shù)不拘泥于被描述系統(tǒng)物理結(jié)構(gòu)而只反映動態(tài)性能。因此頻率響應(yīng)函數(shù)是實(shí)驗(yàn)研究系統(tǒng)的重要工具 。因此，一階和二階裝置的傳遞特性是研究高階裝置傳遞特性的基礎(chǔ)。 利用一階系統(tǒng)在激勵頻率遠(yuǎn)小于 時，幅值和相位幾乎不變的特性，可知，一階測量裝置適用于測量緩變或低頻的被測量。這種情況下，認(rèn)為測試系統(tǒng)具有不失真的特性。其次，應(yīng)對輸入信號做必要的前置處理，及時濾去非信號頻帶內(nèi)的噪聲。只能努力把波形失真限制在一定的誤差范圍內(nèi)。 n? ?為簡化分析 ， 令 K＝ 1 47 相應(yīng)的幅頻 、 相頻特性曲線的伯德圖如圖所示 。 ? ? ? ? ? ?d y tdt y t x t? ??微分方程 可見，時間常數(shù) 是一階系統(tǒng)最重要的參數(shù)。 因此， 用頻率響應(yīng)函數(shù)不能反應(yīng)過渡過程。 3）傳遞函數(shù)可以有量綱，也可以無量綱。 33 （ 1）微分方程 （ 2）傳遞函數(shù) （ 3）頻率響應(yīng)函數(shù) 動態(tài)特性的描述方法： h(t) H(s) H(ω ) S=jω 34 系統(tǒng)的階次由輸出量最高微分階次決定。 （ a） 正確度高而精密度低 （ b） 正確度低而精密度高 （ c） 精確度高 31 在測量中我們希望得到精（確）度高的結(jié)果。 與誤差大小相對應(yīng) 。 定義 : 表達(dá) : A 為裝置的全量程輸出范圍。 表達(dá) : 定義 : 非線性度 =B/A*100% B 為標(biāo)定曲線與擬合直線的最大偏差。 這時輸出與輸入之間的關(guān)系稱為測試裝置的靜態(tài)特性 。 幾個輸入所產(chǎn)生的總輸出是各個輸入所產(chǎn)生的輸出疊加的結(jié)果。例如 :電阻式、電容式、電感式 .也稱無源傳感器。 常用電橋 、 放大器 、 阻抗變換器等 9 3） 傳感器分類 傳感器的種類繁多。 它是用來對測試所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理 、 運(yùn)算 、 邏輯判斷 、 線性變換 ， 對動態(tài)測試結(jié)果作頻譜分析 （ 幅值譜分析 、 功率譜分析 ） 、 相關(guān)分析等 ， 完成這些工作必須采用計(jì)算機(jī)技術(shù) 。1 傳感器與檢測技術(shù) 自動化教研室 邢航 Tel： 13710452509 2 第一章 檢測系統(tǒng)的特征與性能指標(biāo) 3 檢測系統(tǒng)概述 1） 檢測的定義 檢測 （ Detection） 是利用各種物理 、 化學(xué)效應(yīng) ，選擇合適的方法與裝置 ， 將生產(chǎn) 、 科研 、 生活等各方面的有關(guān)信息通過檢查與測量的方法賦予
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