1. 测量的基本概念及测量方法　　　 2. 测量误差、测量结果的数据统计处理、测量不确定度 3. 传感器的基本特性

电子测量与检测 B

上海第二工业大学电子与电气学院

第一章：检测技术的基本概念

1.测量的基本概念及测量方法　　　

2.测量误差、测量结果的数据统计处理、测量不确定度

3.传感器的基本特性

主要内容




1.1 测量的基本概念

测量是借助专门的技术和仪表设备，采用一定的方法取得某一客观事物定量数据资料的时间过程。




1.2 测量方法（分类）

根据被测量是否随时间变化，分为静态测量和动态测量。静态测量：

对缓慢变化的对象进行测量也属于静态测量。

动态测量：

地震波测量





根据测量的手段不同，分为直接测量和间接测量。直接测量：

间接测量：如曹冲称象（根据阿基米德原理）

如电子卡尺测尺寸





根据测量时是否与被测对象接触，分为接触式测量和非接触式测量。接触式测量：非接触式测量：

如雷达测速（根据多普勒效应）





根据是否为在线方式，分为在线测量和离线测量。在线测量：在流水线上边加工边检验，可以提高产品的一致性与加工精度。

离线测量：如产品的质量检验。





根据测量的具体手段，分为偏位式测量、零位式测量和微差式测量。偏位式测量：

被测量作用于仪表内部的比较装置，使该比较装置产生位移，直接以仪表的偏移量表示被测量的测量方式。如弹簧秤。

零位式测量：被测量与仪表内部的标准量相比较，当测量系统达到平衡时，用已知标准量的值决定被测量的值，即为零位式测量。如天平（只利用砝码称量）。微差式测量：预先使被测量与测量装置内部的标准量取得平衡，然后当被测量有微小变化测量装置失去平衡时，用偏位式仪表指示出变化部分的数值。如天平（利用砝码与标尺组合称量）。




2.1 测量误差

测量值与真值之间的差值为测量误差。（不可避免、必定存在）绝对误差：测量值与真值之差。

x 0=A -AxA 0A

相对误差：（仪器满度值，最大绝对误差。）mmA




2.1 测量误差

仪表的准确度等级与基本误差。




2.1 测量误差




2.1 测量误差




2.1 测量误差




2.1 测量误差

注：随机事件与随机误差是有区别的。随机事件并不一定符合正态分布规律。




2.1 测量误差




2.2 测量结果的数据处理

1. 求出测量结果的算术平均值及残差；

2. 求出均方根误差；

3. 确认是否存在粗大误差，有则剔除，无则计算标准差；

4. 给出测量结果，并注明置信概率。

注：此处数据处理指的是实验报告，而不属于信号处理方法！




2.3 测量不确定度




2.3 测量不确定度




3.1 传感器及其分类

定义：广义地说，传感器是一种以测量为目的，以一定的精度把被测

量转换为与之有确定关系的、便于处理的另一种物理量的测量器件。组成：敏感元件、传感元件、测量转换电路。




3.1 传感器及其分类

传感器的分类

选用的教材是按测量原理分类的




3.2 传感器基本特性

传感器的特性一般指其输入、输出特性，包括：灵敏度、分辨力、分辨率、线性度





灵敏度





分辨力









线性度





迟滞：传感器正向特性与反向特性的不一致程度。

漂移：在输入量不变的情况下，传感器输出量随着时间变化，此现象成为漂移。（零漂、灵敏度漂移）

电磁兼容

可靠性





举例： YD9300 低频振动速度传感器主要技术指标

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1. 测量的基本概念及测量方法 2. 测量误差、测量结果的数据统计处理、测量不确定度 3. 传感器的基本特性

1. 测量的基本概念及测量方法　　　 2. 测量误差、测量结果的数据统计处理、测量不确定度 3. 传感器的基本特性