1、測量是借助於儀器或者儀表(專門技術工具),依靠實驗和計算方法對被測量取得定性或定量資訊的認識過程
2、測量的基本方法1、直接測量與間接測量(測量手段)2、開環測量與閉環測量()3、偏差法、零位法、微差法(測量方式)
3、測量裝置的基本效能,主要衡量指標: 精度(精密度、準確性、精確度)、穩定性、輸入輸出特性(測量裝置的靜態效能:線性度、靈敏度、滯環)
4、最大引用誤差和儀表精度等級的關係:在確定乙個儀表的精度等級時,要求儀表的允許誤差應該大於或等於儀表校驗時所得到的最大引用誤差;而根據工藝要求來選擇儀表的精度等級時,儀表的允許誤差應該小於或等於工藝上所允許的最大引用誤差。
5、系統誤差定義:同一條件下,多次重複測量同一量時,大小和符號保持不變或按一定規律變化的誤差。特點:
有一定規律的,一般可通過實驗或分析的方法找出其規律和影響因素,引入相應的校正補償措施,便可以消除或大大減小。誤差產生的原因:系統誤差主要是由於檢測儀表本身的不完善、檢測中使用儀表的方法不正確以及測量者固有的不良習慣等引起的。
6、 隨機誤差定義:在相同條件下,多次重複測量同一量時,大小、符號均為無規律變化的誤差。 特點:
變化難以**,無法修正,只能通過理論的方式進行估計。誤差產生的原因:隨機誤差主要是由於測量過程中某種尚未認識的或無法控制的各種隨機因素(如空氣擾動、雜訊擾動、電磁場等)所引起的綜合結果。
7、 疏失誤差定義:明顯地歪曲測量結果的誤差。特點:
無任何規律可循。 誤差產生的原因:引起的原因主要是由於操作者的粗心(如讀錯、算錯資料等)、不正確操作、實驗條件的突變或實驗狀況尚未達到預想的要求而匆忙測試等原因所造成的。
這時含有疏失誤差的測量值稱為異常值或壞值,應從測量結果中剔除。
8、系統誤差的判別 a.固定系統誤差的判別:對於不隨時間變化的系統誤差,通常採用「實驗比對」的方法判別。
實驗方法為改變產生系統誤差的條件進行同樣的測量,以便發現誤差b.變差系統誤差的判別(2)馬利科夫準則 c正態分佈比較判別法
9、正態分佈的隨機誤差有下列優良的統計特性: 集中性、對稱性、有界性、抵償性
10、感測器是指能夠感受規定的被測量並按照一定規律轉換成電學量輸出的測量裝置。一般由敏感元件、轉換元件、測量電路和輔助電源四部分組成。
11、感測器的分類方法很多,一般可按被測物理量、工作原理、能量關係和輸出訊號性質來分類。a、感測器按工作原理分類:1)、結構型感測器例:
電容式感測器2)、物性型感測器例:熱敏電阻 b、按能量關係分類:有源感測器:
「發電機」 例:熱電偶、光電池; 無源感測器:需外加能源例:
電容式感測器
12、感測器的輸出—輸入關係特性是感測器的基本特性,有靜態特性和動態特性之分。所謂靜態特性,是指感測器在穩態訊號作用下,輸出—輸入之間的關係特性;而感測器的動態特性是指感測器在測量動態訊號時,對激勵(輸入)的響應(輸出)特性。衡量感測器靜態特性的主要效能指標是線性度、靈敏度、遲滯和重複性。
一階感測器的階躍響應最重要的動態特性指標是時間常數,一般希望它越小越好;二階感測器的階躍響應典型的動態效能指標包括上公升時間、峰值時間、響應時間和最大超調量等,一般也希望它們的數值越小越好。
13、.感測器的標定分為靜態標定和動態標定兩種。靜態標定的目的是確定感測器靜態特性指標,如線性度、靈敏度、遲滯和重複性等;動態標定的目的是確定感測器的動態特性引數,如一階感測器的時間常數,二階感測器的固有頻率和阻尼比等。
14、感測器的技術特點a、內容範圍廣且離散:感測器涉及到各個學科領域,而且之間缺乏聯絡,從而給學習帶來一定的難度。b、知識密集程度高、邊緣學科色彩極濃c、技術複雜、工藝要求高d、功能優、效能好e、品種繁多、應用廣泛例:
壓力測量、 大型貯罐的液位、海洋水深、登山高度; 醫療上:測血壓、呼吸壓力;航空上:飛行高度、速度、公升降速度等
15、電阻式感測器定義: 將被測非電量(如位移、應變、振動、溫度、濕度、氣體濃度等)的變化轉換成導電材料的電阻變化的裝置,稱為電阻式感測器。
它是將非電量的變化量,利用電阻元件,變換成有一定關係的電阻值的變化,再通過電子測量技術對電阻值進行測量,從而達到對上述非電量測量的目的。
特點:電阻式感測器具有結構簡單,輸出精度高,線性和穩定性好等優點,因此,它在非電量檢測中應用十分廣泛。
分類: 按轉換原理可分為電位器式、熱電阻式、壓電阻式、氣敏電阻式等等
16、電位器式感測器定義:被測量的變化導致電位器阻值變化的敏感元件稱為電位器感測器。
特點:由於它的結構簡單、**便宜,且有一定的可靠性,輸出功率大,所以至今在某些場合下還在使用。
電位器式感測器結構型別:它由電阻元件和電刷(活動觸頭)兩個基本部分組成。按結構形式可分為線繞式和非線繞式電位器.
17、電位器的負載特性曲線。電位器負載越重(rl越小),負載係數m越大,相對輸出電壓a越小,輸出電壓uo越低,則非線性誤差越大;反之,uo越高,非線性誤差越小。
18、非線性線繞電位器是指其輸出電壓(或電阻)與電刷行程x之間具有非線性關係的電位器。理論上講,這種電位器可以實現任何函式關係,故又稱其為函式電位器。
19 、金屬熱電阻:熱電阻=電阻體(最主要部分)+絕緣套管+接線盒
20、作為熱電阻的材料要求:電阻溫度係數要大,以提高熱電阻的靈敏度;電阻率盡可能大,以便減小電阻體尺寸;熱容量要小,以便提高熱電阻的響應速度;在測量範圍內,應具有穩定的物理和化學效能;電阻與溫度的關係最好接近於線性;應有良好的可加工性,且**便宜。使用最廣泛的熱電阻材料是鉑和銅
21、常用熱電阻
⑴ 鉑熱電阻:主要作為標準電阻溫度計,廣泛應用於溫度基準、標準的傳遞。
⑵ 銅熱電阻 ;測量精度要求不高且溫度較低的場合,測量範圍一般為―50~150℃。
⑴ 鉑熱電阻目前最好材料長時間穩定的復現性可達10-4 k ,是目前測溫復現性最好的一種溫度計。
⑵ 銅熱電阻應用:測量精度要求不高且溫度較低的場合測量範圍:―50~150℃
優點:溫度範圍內線性關係好,靈敏度比鉑電阻高,容易提純、加工,**便宜,複製效能好。
缺點:易於氧化,一般只用於150℃以下的低溫測量和沒有水分及無侵蝕性介質的溫度測量。
與鉑相比,銅的電阻率低,所以銅電阻的體積較大。
22、半導體熱敏電阻:利用半導體的電阻值隨溫度顯著變化的特性製成。由金屬氧化物和化合物按不同的配方比例燒結
優點: (1) 熱敏電阻的溫度係數比金屬大(4~9倍) (2) 電阻率大,體積小,熱慣性小,適於測量點溫、表面溫度及快速變化的溫度。 (3) 結構簡單、機械效能好。
缺點:線性度較差,復現性和互換性差。
23正溫度係數(ptc)負溫度係數(ntc) 臨界溫度係數(ctr)
ptc熱敏電阻-正溫度係數。 用途:彩電消磁,各種電器裝置的過熱保護,發熱源的定溫控制,限流元件。
ctr熱敏電阻-負溫度係數。 用途:溫度開關。
ntc熱敏電阻-很高的負電阻溫度係數。用途:點溫、表面溫度、溫差、溫場等測量自動控制及電子線路的熱補償線路
24、ntc 伏安特性
在穩態情況下,通過熱敏電阻的電流i與其兩端的電壓u之間的關係,
伏安特性a當流過熱敏電阻的電流很小時:不足以使之加熱。電阻值只決定於環境溫度,伏安特性是直線,遵循歐姆定律。
主要用來測溫。 b當電流增大到一定值時:流過熱敏電阻的電流使之加熱,本身溫度公升高,出現負阻特性。
因電阻減小,即使電流增大,端電壓反而下降。其所能公升高的溫度與環境條件(周圍介質溫度及散熱條件)有關。當電流和周圍介質溫度一定時,熱敏電阻的電阻值取決於介質的流速、流量、密度等散熱條件。
可用它來測量流體速度和介質密度。
25、熱電阻式感測器的應用
a、半導體熱敏電阻感測器應用範圍很廣,可在宇宙飛船、醫學、工業及家用電器等方面用作測溫、控溫、溫度補償、流速測量、液面指示等。2、半導體熱敏電阻感測器⑴ 溫度測量 ⑵ 溫度控制 ⑶ 溫度補償 ⑷ 流量測量
利用熱敏電阻上的熱量消耗和介質流速的關係可以測量流量、流速、風速等
b、金屬熱電阻感測器
a/工業廣泛使用,-200~+500℃範圍溫度測量。在特殊情況下,測量的低溫端可達3.4k,甚至更低,1k左右。高溫端可測到1000℃。
b/溫度測量的特點:精度高、適於測低溫。
c/感測器的測量電路:經常使用電橋, 精度較高的是自動電橋。
為消除由於連線導線電阻隨環境溫度變化而造成的測量誤差,常採用三線制和四線制連線法。
d/鉑測溫電阻缺點:響應速度慢、容易破損、難於測定狹窄位置的溫度。
現逐漸使用能大幅度改善上述缺點的極細型鎧裝鉑測溫電阻,因而使應用領域進一步擴大。
e/主要應用:鋼鐵、石油化工的各種工藝過程;纖維等工業的熱處理工藝;食品工業的各種自動裝置;空調、冷凍冷藏工業;宇航和航空、物化裝置及恆溫槽
金屬絲熱電阻作為氣體感測器的應用
26、自感式測厚儀,採用差動結構,其測量電路為帶相敏檢波的交流電橋。當被測物的厚度發生變化時,引起測桿上下移動,帶動銜鐵產生位移,從而改變了上、下氣隙的距離,使線圈的電感量發生相應的變化,此電感變化量經過帶相敏檢波的交流電橋測量後,送測量儀表顯示,其大小與被測物的厚度成正比。
26、電渦流式感測器
a此時磁場能量受到損耗, 到達l2的磁通將減弱為φ′1, 從而使l2產生的感應電壓u2下降。金屬板越厚, 渦流損失就越大, u2電壓就越小。因此, 可根據u2電壓的大小得知被測金屬板的厚度, 透射式渦流厚度感測器檢測範圍可達1~100mm, 解析度為0.
1μm, 線性度為 1%。
如果被測帶材厚度改變量為δδ, 則兩感測器與帶材之間的距離也改變了乙個δδ, 兩感測器輸出電壓此時為2uo+δu。δu經放大器放大後, 通過指示儀表電路即可指示出帶材的厚度變化值。帶材厚度給定值與偏差指示值的代數和就是被測帶材的厚度。
b振動的測量:電渦流式感測器可以無接觸地測量各種振動的振幅頻譜分布。在汽輪機,空氣壓縮機中常用電渦流式感測器來監控主軸的徑向,軸向振動,也可以測量發動機渦流葉片的振幅。
在研究機器振動時,常常採用將多個感測器放置在機器的不同部位進行檢測的方法,得到各個位置的振幅值,相位值,從而畫出振形圖。
安全檢測技術期末複習總結
2 感測器的作用 是實現檢測與自動控制的首要環節,對原始資訊進行準確可靠的捕獲和轉換。3 感測器的種類 有結構型感測器 物性感測器和其他型別感測器。12.檢測主要包括檢驗和測量兩方面的含義。13.準確度 說明檢測儀表的指示值與被測量真值得偏離程度,準確度反映了測量結果中系統誤差的影響程度。準確度高意...
安全檢測技術複習
1 生產安全關鍵技術包括 災前抑制 前兆檢測 早期監測 災前撲救。2 檢測包括檢驗和測量兩方面的含義。檢驗是分辨出被測量值所歸屬的某一範圍帶,以此來判別被測引數是否合格或現象是否存在。測量時把被測未知量與同性質的標準進行比較,確定被測量標準的倍數,並用數字表示這個倍數的過程。3 感測器是將非電量轉換...
檢測技術A期末複習
24 熱電偶為什麼要進行冷端補償?1.在測溫時,冷端溫度t0隨著環境溫度變化,因而產生測量誤差,故應採取補償措施。2.分度表是在t0 0 時測得的,使用時,只有滿足t0 0 的條件才能使用分度表。25 壓阻式感測器的特點 p31 半導體材料在外力作用下電阻率發生改變的現象稱為壓阻效應。特點 利用壓阻...