【正文】 度地消除或減小測(cè)量誤差的途徑 。 靜態(tài)誤差 在被測(cè)量穩(wěn)定不變條件下進(jìn)行測(cè)量時(shí)所產(chǎn)生的誤差。 基本誤差 儀表在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)條件下所具有的誤差。 按誤差的量綱分類 引用誤差 絕對(duì)誤差和儀表滿量程的比值，一般以百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。 相對(duì)誤差 絕對(duì)誤差和被測(cè)量的實(shí)際值（或示值）的比值，通常以百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。 工具誤差 由于測(cè)量?jī)x表或儀表組成元件本身不完善引起的誤差 按誤差產(chǎn)生的來(lái)源分類 方法誤差 由于測(cè)量?jī)x表原理不完善引起的誤差。 隨機(jī)誤差 在同一條件下，多次重復(fù)測(cè)量同一量時(shí)，大小相符號(hào)均作無(wú)規(guī)律變化的誤差稱為隨機(jī)誤差。 測(cè)量誤差的表示方法有多種 ， 含義各異 ， 如表 11所示 。 因此 ， 只要求在被測(cè)信號(hào)的頻帶范圍內(nèi) ， 檢測(cè)系統(tǒng)的頻率特性在允許誤差范圍內(nèi)滿足上述要求就可以了 ， 而在不需要的頻帶內(nèi) ， 幅頻特性最好為零 ， 這樣可以避免其他信號(hào)的干擾 。 當(dāng)測(cè)量結(jié)果要作為反饋控制信號(hào)時(shí) ， 則不允許輸出滯后輸入 ， 要求檢測(cè)系統(tǒng)的相頻特性為零 ， 即 φ （ ω ） ＝ 0。 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 圖 110 不失真測(cè)試的時(shí)域波形 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 對(duì)式（ ）兩邊取付里葉變換，得 ).( 251)(je)(j j0 ww ?w XAY ??所以要實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量，檢測(cè)系統(tǒng)的頻率響應(yīng) H（ jω）應(yīng)滿足 ).()( )()H( 261ejjj j0 ?w ??? AXY即 ????????ww?w）（常數(shù)0)( AA () 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 這就是說(shuō) ， 要實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量 ， 檢測(cè)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性應(yīng)滿足兩個(gè)條件 ， 即： ① 檢測(cè)系統(tǒng)在整個(gè)工作頻率范圍內(nèi) ， 幅頻特性為常數(shù) ， 這樣各次諧波分量的幅值同倍數(shù)地增大或衰減； ② 檢測(cè)系統(tǒng)的相頻特性為一過(guò)原點(diǎn)的直線 ， 這樣各次諧波分量的相移正比于各次諧波分量的頻率 。其數(shù)學(xué)關(guān)系式為 ).( 241)()( 0 ??? txAty式中 A0和 τ 均為常數(shù)。對(duì)于動(dòng)態(tài)測(cè)量，首先要求實(shí)現(xiàn)不失真測(cè)量。通常稱 h(t)為系統(tǒng)的脈沖響應(yīng)函數(shù)。 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 從式（ ）可以想到，若選一種輸入函數(shù) x(t)使 L[x(t)]?1，則會(huì)使傳遞函數(shù)大大簡(jiǎn)化。設(shè)其實(shí)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(dòng)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(fù)值。 還可看出 ， 它僅是頻率的函數(shù) ，而與時(shí)間及輸入無(wú)關(guān) 。設(shè)其實(shí)部、虛部分別為 HR(w)和 HI(w)，則 9).()()()()( )( 11ejjj jIR w?w ???? AHHH H(jω)稱為傳感器的頻率響應(yīng)函數(shù) ， 簡(jiǎn)稱頻率響應(yīng)或頻率特性 。還可看出，它僅是頻率的函數(shù)而與時(shí)間及輸入無(wú)關(guān)。 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 對(duì)線性定常系統(tǒng)，在式（ ）中可用付里葉變換代替拉氏變換，設(shè)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(yīng)函數(shù)，簡(jiǎn)稱頻率響應(yīng)或頻率特性。 引入傳遞函數(shù)后 ， H(s)、 Y(s)和 X(s)三者之中只要知道任意兩個(gè)即可求出第三個(gè) 。 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 定義 Y(s)與 X(s)之比為傳遞函數(shù)，并記為 H(s)，則 01110111asasasabsbsbsbsXsYsHnnnnmmmm????????????????)()()( （ 117） 顯然 ， 上式的右邊僅與系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān) ， 而與輸入無(wú)關(guān) 。 在研究線性系統(tǒng)時(shí) ， 常采用拉氏變換法求傳遞函數(shù) 。 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(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)的常數(shù)。 在工程上總是采取一些近似 ， 略去一些影響不大的因素 。 在工程測(cè)量中 ， 大量的被測(cè)信號(hào)是隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)信號(hào) ， 即 x（ t） 是時(shí)間 t的函數(shù) ， 不為常量 ， 因此必須研究檢測(cè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 。 一個(gè)理想的測(cè)量系統(tǒng) ， 其輸出量 y（ t） 與輸入量 x（ t） 隨時(shí)間變化的規(guī)律相同 ， 即具有相同的時(shí)間函數(shù) 。 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 動(dòng)態(tài)特性 檢測(cè)系統(tǒng)的輸出量對(duì)于隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性稱為系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性 ， 簡(jiǎn)稱動(dòng)特性 。 用Δymax表示校準(zhǔn)曲線相對(duì)于擬合直線的最大偏差 ， 即系統(tǒng)誤差的極限值 ， 用 σ表示按極差法計(jì)算所得的標(biāo)準(zhǔn)偏差 ， 則計(jì)算公式為 %100||F . S .m a xs ????yye ?? （ 114） 式中 ， α為根據(jù)所需置信概率確定的置信系數(shù) 。 溫漂則是周圍溫度變化引起的零點(diǎn)漂移或靈敏度漂移 。 零點(diǎn)漂移和靈敏度漂移又可分為時(shí)間漂移 （ 時(shí)漂 ） 和溫度漂移 （ 溫漂 ） 。 漂移包括零點(diǎn)漂移與靈敏度漂移 。 有時(shí)也采用給出標(biāo)定的有效期來(lái)表示其穩(wěn)定性 。穩(wěn)定性可用相對(duì)誤差或絕對(duì)誤差來(lái)表示 。 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 6. 穩(wěn)定性 穩(wěn)定性表示系統(tǒng)在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持其性能參數(shù)的能力 ， 故又稱長(zhǎng)期穩(wěn)定性 。 分辨力說(shuō)明了系統(tǒng)可測(cè)出的最小輸入改變量 。 當(dāng)系統(tǒng)的輸入從非零的任意值緩慢增加時(shí) ， 只有在超過(guò)某一輸入增量后 ， 輸出才發(fā)生可觀測(cè)的變化 ， 這個(gè)輸入增量稱為系統(tǒng)的分辨力 。取 2時(shí)，置信概率為%；取 3時(shí)，置信概率為 %。 重復(fù)性的計(jì)算方法有多種 。 遲滯 （ 或稱遲環(huán) ） 正是用來(lái)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 。只有線性系統(tǒng)的靈敏度才為常數(shù) ， 如圖 16（ b） 所示 ， 這時(shí) xyS???n（ 18） 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 圖 16 靈敏度的定義 (a) 非線性特性； (b) 線性特性 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 3. 遲滯 （ 遲環(huán) ） 在相同工作條件下作全量程范圍校準(zhǔn)時(shí) ， 正行程 （ 輸入量由小到大 ） 和反行程 （ 輸入量由大到小 ） 所得輸出輸入特性曲線往往不重合 。 如圖 15所示 ， 用 Δymax表示校準(zhǔn)曲線與擬合直線的最大偏差 ， 用 （ full scale的縮寫(xiě) ） ， 則線性度 eL可表示為 %100.F . Sm a x ????yyeL (16) 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 圖 15 傳感器的線性度 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 2. 靈敏度是指系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出改變量與引起此變化的輸入改變量之比 。 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的基本特性 1. 在靜態(tài)標(biāo)準(zhǔn)條件下 ， 利用一定精度等級(jí)的校準(zhǔn)設(shè)備 ， 測(cè)得的特性曲線稱為系統(tǒng)的靜態(tài)校準(zhǔn)曲線 。 即使測(cè)量 Δ的精度較低 ， 但因 Δx， 故總的測(cè)量精度仍很高 。 則 x＝ N+Δ， 即被測(cè)量是標(biāo)準(zhǔn)量與偏差值之和 。 由于二者的值很接近 ， 因此測(cè)量過(guò)程中不需要調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量 ， 而只需測(cè)量二者的差值即可 。 這種方法是將被測(cè)的未知量與已知的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較并取得差值 ， 用偏差法測(cè)得此差值 。 這樣 ， 標(biāo)準(zhǔn)電壓 Uk的值就表示被測(cè)未知電壓值 Ux。 例如 ， 用圖 14所示電位差計(jì)電路測(cè)量電壓 。 應(yīng)用這種方法進(jìn)行測(cè)量時(shí) ， 標(biāo)準(zhǔn)量具裝在儀表內(nèi) ， 在測(cè)量過(guò)程中 ， 標(biāo)準(zhǔn)量直接與被測(cè)量相比較 。 這時(shí)指針的位移在標(biāo)尺上對(duì)應(yīng)的刻度值 ， 就表示了被測(cè)量的測(cè)量值 。 此相反的作用又與某變量密切相關(guān) ， 這個(gè)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(cè) 。 這種測(cè)量方法廣泛用于工程測(cè)量中 。 在測(cè)量時(shí) ， 輸入被測(cè)量 ， 按照儀表指針在標(biāo)尺上的示值 ， 決定被測(cè)量的數(shù)值 。 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 2. 按測(cè)量方式分類 1） 在測(cè)量過(guò)程中 ， 用儀表指針的位移 (即偏差 )決定被測(cè)量的測(cè)量方法 ， 稱為偏差式測(cè)量法 。 它多適用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)或特殊場(chǎng)合 。 在進(jìn)行聯(lián)立測(cè)量時(shí) ， 一般需要改變測(cè)試條件 ， 才能獲得一組聯(lián)立方程所需要的數(shù)據(jù) 。 間接測(cè)量多用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量 ， 工程測(cè)量中也有應(yīng)用 。 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 2） 在使用儀表進(jìn)行測(cè)量時(shí) ， 首先對(duì)與被測(cè)物理量有確定函數(shù)關(guān)系的幾個(gè)量進(jìn)行測(cè)量 ， 將測(cè)量值代入函數(shù)關(guān)系式 ， 經(jīng)過(guò)計(jì)算得到所需要的結(jié)果 ， 這種測(cè)量稱為間接測(cè)量 。 直接測(cè)量的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單而迅速 ， 缺點(diǎn)是測(cè)量精度通常較低 。 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 1. 1） 在使用儀表進(jìn)行測(cè)量時(shí) ， 對(duì)儀表讀數(shù)不需要經(jīng)過(guò)任何運(yùn)算 ， 就能直接表示測(cè)量所需要的結(jié)果 ， 稱為直接測(cè)量 。 這可視為定性的 “ 符號(hào) ” ，它屬于語(yǔ)義測(cè)量領(lǐng)域 。 如人體血壓測(cè)量 ， 血壓計(jì)量的高壓值為 18 kPa， 進(jìn)一步給出更精確的數(shù)值 （ kPa） 的數(shù)值符號(hào)描述是沒(méi)有意義的 。 這種數(shù)值符號(hào)描述方式有許多優(yōu)點(diǎn) ， 如精確 、 嚴(yán)密 、 可以給出許多定量的算術(shù)表達(dá)式等 。 測(cè)量結(jié)果也可以表示為一條曲線 ， 或顯示成某種圖形 ， 既包含數(shù)值 （ 大小和符號(hào) ） ， 又包含單位 。 又如 ， 面向 Inter的網(wǎng)絡(luò)化檢測(cè)系統(tǒng) ， 利用 Inter豐富的硬件和軟件資源 ， 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集與控制 、 高檔智能儀器的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)調(diào)用及遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的故障診斷等功能； 第 1章 檢測(cè)技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí) 測(cè) 量 方 法 測(cè)量的基本概念 測(cè)量是檢測(cè)技術(shù)的主要組成部分 ， 是借助于專門(mén)的技術(shù)和儀器裝置 ， 采用一定的方法獲取某一客觀事物定量數(shù)據(jù)資料的認(rèn)識(shí)過(guò)程 。 近十年來(lái) ， 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展 ， 網(wǎng)絡(luò)化檢測(cè)技術(shù)與具有網(wǎng)絡(luò)通信功能的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生 。 用戶只要通過(guò)調(diào)整或修改部分軟件 ， 便可方便地改變或增減儀