【正文】 標準偏差中的最大值 ， 則 %100F . S .m a xr ??? ye?? （ 111） 式中， α為置信概率系數(shù)，通常取 2~3。 系統(tǒng)的校準曲線與選定的擬合直線的偏離程度稱為系統(tǒng)的線性度 ， 又稱為非線性誤差 。 應用這種方法進行測量時 ， 標準量具裝在儀表內 ， 并且在測量過程中 ， 標準量直接與被測量進行比較 。 第 1章 檢測技術基礎知識 2） 在測量過程中 ， 用指零儀表的零位指示檢測系統(tǒng)的平衡狀態(tài) ， 在測量系統(tǒng)達到平衡時 ， 用已知的基準量決定未知被測量的測量方法 ， 稱為零位式測量法 (又稱為補償式或平衡式測量法 )。 應用這種方法進行測量時標準量具不裝在儀表內 ， 而是事先用標準量具對儀表刻度進行校準 。 這種測量手續(xù)較多 ， 花費時間較長 ， 但是有時可以得到較高的測量精度 。 實際上更需要的是給出血壓是 “ 高 ” 、 “ 偏高 ” 、 “ 正常 ” 還是 “ 偏低 ” 、 “ 低 ” 的語言符號描述 。 例如 ， 基于現(xiàn)場總線技術的網絡化檢測系統(tǒng) ， 由于其組態(tài)靈活 、 綜合功能強 、 運行可靠性高 ， 已逐步取代相對封閉的集中和分散相結合的集散檢測系統(tǒng) 。 （ 4） 電測儀器能夠用單元電氣部件來裝配組合成裝置系統(tǒng)或自動系統(tǒng) ， 這就大大地方便了科研及工業(yè)應用 。, BABA KKKK ??則 y≈ 2KAu1 (15) 第 1章 檢測技術基礎知識 4) 欲對某物體一定面積上的參數(shù)進行檢測或對具有一定寬度的運動物體的某參數(shù)進行檢測時 ， 要使所采用的傳感器能把被測物體所需檢測的部分全部覆蓋住 ， 這是有困難的 ， 而且會增加設備成本 。 圖 13 差動結構檢測系統(tǒng) 第 1章 檢測技術基礎知識 采用差動結構的目的是消除或減弱干擾量的影響 ， 同時對有用信號即被測信號的靈敏度要有相應的提高 。 可以看出 ， 反饋型檢測系統(tǒng)與一般檢測系統(tǒng)的區(qū)別在于 ， 它具有一個由 “ 逆?zhèn)鞲衅?” 構成的反饋回路 。 為實施測量 ， 一般檢測系統(tǒng)包括傳感器 、 測量電路 、 顯示或輸出等幾大部分 ， 如圖 11所示 。 從被檢測對象中獲取的信號 ， 經檢測元件 、 測量電路等裝置后 ， 常包含各種干擾信號 ， 這不僅會引入測量誤差 ， 還會對測量的可靠性 、準確性帶來不利影響 。 檢測技術是涉及檢測方法 、 檢測系統(tǒng)結構以及檢測信號處理的一門綜合性技術 。 一方面 ， 現(xiàn)代化的檢測技術在很大程度上依賴于經濟生產和科學技術的發(fā)展水平；另一方面 ， 經濟與科學技術的發(fā)展也反過來進一步促進檢測技術的提高與進步 。 第 1章 檢測技術基礎知識 2) 這里所說的 “ 反饋 ” 主要是指負反饋在放大器和檢測系統(tǒng)中的應用 。 當 KxKu足夠大 ， 使 KxKu KF1 時 ， 則 y≈(1/KF)x。1211)()(),(),(39。 利用電子技術能把信號放大數(shù)萬倍 ， 因此可測量極微弱的電信號 。 用戶只要通過調整或修改部分軟件 ， 便可方便地改變或增減儀器的測試功能 ， 使用戶充分發(fā)揮自己的才能并提供想象的空間 ， 也使儀器系統(tǒng)的組建和功能的開發(fā)更為靈活而方便 。 這種數(shù)值符號描述方式有許多優(yōu)點 ， 如精確 、 嚴密 、 可以給出許多定量的算術表達式等 。 直接測量的優(yōu)點是測量過程簡單而迅速 ， 缺點是測量精度通常較低 。 它多適用于科學實驗或特殊場合 。 此相反的作用又與某變量密切相關 ， 這個變量通常是指針的線位移或角位移 (即指針偏差 )， 便于人們用感官直接觀測 。 這樣 ， 標準電壓 Uk的值就表示被測未知電壓值 Ux。 即使測量 Δ的精度較低 ， 但因 Δx， 故總的測量精度仍很高 。 遲滯 （ 或稱遲環(huán) ） 正是用來描述系統(tǒng)在正 、 反行程期間特性曲線不重合程度的 ， 如圖 17所示 。 分辨力說明了系統(tǒng)可測出的最小輸入改變量 。 漂移包括零點漂移與靈敏度漂移 。 第 1章 檢測技術基礎知識 動態(tài)特性 檢測系統(tǒng)的輸出量對于隨時間變化的輸入量的響應特性稱為系統(tǒng)的動態(tài)特性 ， 簡稱動特性 。 這種方程的通式如下： xbtxbt xbt xbyatyat yat ya mmmmmmnnnnnn 0111101111 dddddddddddd ?????????????? ??式中， an， an1， … ， a0和 bm， bm1， … ， b0均為僅與系統(tǒng)結構參數(shù)有關的常數(shù)。 第 1章 檢測技術基礎知識 對線性定常系統(tǒng)，在式（ ）中可用付里葉變換代替拉氏變換，設輸入 x(t)的付里葉變換為 X(jw)，輸出 y(t)的付里葉變換為 Y(jw)，則有 8).()()()( )()()()( )()( 11jjj jjjjjj01110111aaaabbbbXYHnnnnmmmm??????????????www?? H(jw)稱為傳感器的頻率響應函數(shù)，簡稱頻率響應或頻率特性。設其實部、虛部分別為 HR(w)和 HI(w)，則 9).()()()()( )( 11ejjj jIR w?w ???? AHHH式中， 2I2Rj )]([)]([|)(|)( w HHHA ???， 稱為系統(tǒng)的幅頻特性，表示輸出與輸入幅值之比隨頻率的變化，也稱動態(tài)靈敏度； ?(w)??arctan[HI(w)/HR(w)]，稱為系統(tǒng)的相頻特性，表示輸出超前輸入的角度，通常輸出總是滯后于輸入，故總是負值。其數(shù)學關系式為 ).( 241)()( 0 ??? txAty式中 A0和 τ 均為常數(shù)。 測量誤差的表示方法有多種 ， 含義各異 ， 如表 11所示 。 按誤差的量綱分類 引用誤差 絕對誤差和儀表滿量程的比值，一般以百分數(shù)來表示。 第 1章 檢測技術基礎知識 1. 1) 系統(tǒng)誤差的綜合 (1) 已定系統(tǒng)誤差的綜合 。 未定系統(tǒng)誤差可按下述方法進行綜合 。 事實上系統(tǒng)誤差一般不能徹底被消除 ， 它和隨機誤差往往是同時存在的 。 為使問題簡化，第一步先按等分原則進行分配。 從這個意義上說 ， 通過對測量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計平均 ， 求取算術平均值和標準差可精確地給出測量結果的范圍 。 此測量方法可用于消除因指示儀表不準而造成的誤差 。 由于修正值本身存在誤差 ， 這時的系統(tǒng)誤差不是被完全消除了 ， 而是大大被削弱了 。 由于測量者工作責任感不強 、 操作不當 、 工作過于疲勞或者缺乏經驗等 ， 從而造成了錯誤的讀數(shù)或錯誤的記錄 ， 這是產生粗大誤差的主要原因 。表示為 )481( ?? ?d ki其中： k為肖維奈準則中與測量次數(shù)有關的判別系數(shù)，可由表 12查出。 若無需 8種增益 ， 用 2條控制線可實現(xiàn) 4種增益 ， 1條控制線可實現(xiàn) 2種增益 ，不用的控制線接固定電平 。小量程時，傳感器輸出變小，通過程控放大器的增益來補償，使單位數(shù)字量所代表的壓力減小，從而提高數(shù)字計算的分辨力。 量程切換的控制流程圖如圖 115所示。 第 1章 檢測技術基礎知識 1. 硬件實現(xiàn)法 硬件實現(xiàn)法在智能儀表測量信號的標度變換中較為常見 ， 通常采用的辦法是利用精密電位器來調整前向通道某一放大器的放大倍數(shù) 。 某 — 時刻計算機采集到的數(shù)字量為 0B7H， 用計算機作工程量線性轉換 。 第 1章 檢測技術基礎知識 2) 公式轉換法 有些傳感器的傳輸特性與參數(shù)測量值不是線性關系，它們是由傳感器和測量方法決定的函數(shù)關系，并且這些函數(shù)關系可以用解析式表示，此時的標度變換則可根據(jù)解析表達式計算。 這種標度變換是最簡單 、 最實用的一種非線性變換方法 ， 它適用于大多數(shù)應用場合 。例如，有時在設計一智能儀表時，在傳感器傳輸特性滿足線性的情況下，便可把硬件實現(xiàn)方法和軟件實現(xiàn)方法結合起來，使標度系統(tǒng)更準確。 10. 說明量程自動切換和標度變換的目的及具體實現(xiàn)方法。 2. 檢測系統(tǒng)通常由哪幾部分組成 ， 自動檢測系統(tǒng)的結構形式通?？煞殖赡膸最?? 3. 非電學量電測法具有哪些特點 ? 4. 通過查閱文獻綜述當前檢測技術的研究熱點和發(fā)展趨勢 。 因為即使對兩個同型號的傳感器來說 ， 它們的傳輸特性也可能不完全一致 ， 故需要先用修改 a和 b來補償更換傳感器的差異 ， 然后再進行非線性標度變換 。這時可根據(jù)式 ()計算： mi nmi nma xmi nmi nma x)()( YNNNXYYY ?????? （ 152） 第 1章 檢測技術基礎知識 式中各參數(shù)的意義與式 ()相同。使用式 ()進行標度變換時，僅需進行一次乘法和一次加法。 其缺點是將增加硬件的費用 ， 占用線路板的面積 ， 被標度變換的信號不很準確 ， 阻值受溫度 、 濕度等環(huán)境的變化而漂移 ， 使用上有很大的局限性 。若傳感器價貴、則用這種方案實現(xiàn)量程切換的成本較高。在這一量程內，一旦 A／ D轉換器的輸出小于 200，則經軟件判斷后自動輸入小量程檔 0～ ，并使放大器的增益提高到 8,即令控制線 A2A1A0=011B。 在圖 112中放大器采用兩種增益 ， 由微機系統(tǒng)控制 。當 n較小時， k也變小，因而總保持著可剔除的概率，而不會像拉依達準則那樣，當 n＜10時剔除不了粗大誤差。 由于測量條件意外地改變 (如機械沖擊 、 外界振動等 )， 引起儀器示值或被測對象位置的改變而產生粗大誤差 。 第 1章 檢測技術基礎知識 6） （ 1） 對稱觀測法 。 微差法只要求標準量 N與被測量相近 ， 而用指示儀表測量標準量和被測量的差值 Δ。 但是 ， 在對測量結果作統(tǒng)計處理之前 ， 必須排除系統(tǒng)誤差或將系統(tǒng)誤差修正到可以忽略不計的程度 。用相對誤差方便時，可仿照上述方法求出。 因此 ， 誤差的合成既包括系統(tǒng)誤差的合成 ， 又包括隨機誤差的合成 。 第 1章 檢測技術基礎知識 ② 方和根法： )( 31112 .eesii??? 此方法的優(yōu)點是各單項誤差均為正態(tài)分布時較符合實際情況 ， 計算也較方便；缺點也是單項誤差同方向疊加而互不抵消 ， 因此 ， 誤差估計值也偏大 。 總的已定系統(tǒng)誤差可按代數(shù)和法求出 。 基本誤差 儀表在規(guī)定的標準條件下所具有的誤差。 隨機誤差 在同一條件下，多次重復測量同一量時，大小相符號均作無規(guī)律變化的誤差稱為隨機誤差。 第 1章 檢測技術基礎知識 圖 110 不失真測試的時域波形 第 1章 檢測技術基礎知識 對式（ ）兩邊取付里葉變換，得 ).( 251)(je)(j j0 ww ?w XAY ??所以要實現(xiàn)不失真測量，檢測系統(tǒng)的頻率響應 H（ jω）應滿足 ).()( )()H( 261ejjj j0 ?w ??? AXY