《测试基础》PPT课件

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1、第二章测试技术基础主要研究内容：1.了解传感器的分类2.常用传感器测量原理3.传感器选用1组成测试系统应考虑的因素技术性能精度：是与评价测试装置产生的测量误差大小有关的指标。精密度（precision）：示值重复性（随机误差）准确度（accuracy）：系统误差绝对误差=测量结果－被测真值相对误差=绝对误差/被测真值x100%引用误差=绝对误差/满量程值x100％仪器的精度等级一般用最大引用误差来标称。分辨力：指能引起输出量发生变化时输入量的最小变量，表明测试装置分辨输入量微小变化的能力。测量范围：是指测试装置能正常测量最小输入量和最大输入量之间的范围。静态测量：幅值动

2、态测量：幅值和频率稳定性：是指在一定工作条件下，当输入量不变时，输出量随时间变化的程度。温漂零漂可靠性：是与测试装置无故障工作时间长短有关的一种描述。2测试系统静态响应特性如果测量时，测试装置的输入、输出信号不随时间而变化，则称为静态测量。静态测量时，测试装置表现出的响应特性称为静态响应特性。(1)非线性度标定曲线与拟合直线的偏离程度就是非线性度。非线性度=B/A×100%(2)灵敏度当测试装置的输入x有一增量△x，引起输出y发生相应的变化△y时，则定义:S=△y/△x(3)回程误差测试装置在输入量由小增大和由大减小的测试过程中，对于同一个输入量所得到的两个数值不同的输

3、出量之间差值最大者为hmax，则定义回程误差为回程误差=(hmax/A)×100%3常用传感器(1)传感器(Sensor)定义传感器是能感受规定的被测量、并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。通常由敏感元件和转换元件组成(GB766-87)。目前，传感器转换后的信号大多为电信号。因而从狭义上讲，传感器是把外界输入的非电信号转换成电信号的器件或装置。传感器在非电量电测系统中的作用：一是敏感作用：感受并拾取被测对象的信号二是变换作用：被测信号转换成易于检测和处理的电信号获得传感器信号的两种方法：直接获得电信号的变化（开关传感器）；将物理量变换成电信号的变化（水位、

4、压力等）。(2)传感器的分类1)按被测物理量分类:2)按传感器元件的变换原理分类:位移传感器,流量传感器,温度传感器等.电阻式,电容式,电感式,压电式、光电式等.物性型:依靠敏感元件材料本身物理性质的变化来实现信号变换.例如:水银温度计,压电测力计.结构型:依靠传感器结构参数的变化实现信号转变.例如:电容式和电感式传感器.能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作.例如:热电偶温度计,压电式加速度计.能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部供给能量的变化.例如:电阻应变片.能量传递型:从某种能量发生器与接受器进行能量传递过程中实现敏感检测.例如:超声波发生器和接受器

5、.3)按传感器的能量传递方式分类:(3)传感器的性能要求足够的容量匹配性好，转换灵敏度高精度适当，稳定性高反应速度快，工作可靠性高适应性和适用性强1）电阻式传感器是把被测量转换为电阻变化的一种传感器按工作的原理可分为:热敏式电阻应变式变阻器式光敏式电敏式(4)常用的传感器电阻应变式传感器--应变片金属电阻应变片的工作原理是基于金属导体的应变效应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着它所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化的现象。电阻式传感器工作原理金属应变片的电阻R为电阻式传感器金属应变计金属应变计有:丝式和箔式优点:稳定性和温度特性好.缺点:灵敏度系

6、数小.应变计电阻式传感器半导体应变计优点：应变灵敏度大;体积小;能制成具有一定应变电阻的元件.缺点：温度稳定性和可重复性不如金属应变片。应变计电阻式传感器体型薄膜型扩散型案例：电子称原理将物品重量通过悬臂梁转化结构变形再通过应变片转化为电量输出。德国HBM电阻应变式传感器电阻式传感器2）电容式传感器变换原理:将被测量的变化转化为电容量变化两平行极板组成的电容器,它的电容量为:+++A当被测量δ、A或ε发生变化时，都会引起电容的变化。如果保持其中的两个参数不变，而仅改变另一个参数，就可把该参数的变化变换为单一电容量的变化。第三章常用传感器分类a)极距变化型;+++c)

7、介质变化型电容式传感器b)面积变化型:角位移型,平面线位移型,柱面线位移型.3）电感式传感器电感式传感器是基于电磁感应原理，它是把被测量转化为电感量的一种装置。分类:电感式传感器自感型可变磁阻型涡流式互感型第三章常用传感器自感型--可变磁阻式a)变间隙型原理:电磁感应电感式传感器b)变面积型c）螺线管型电感式传感器d)差动型电感式传感器3）变压器式--差动变压器工作原理:互感现象.电感式传感器4）压电式传感器.变换原理:压电效应某些物质，如石英，当受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部被极化，表面会产生电荷；当外力去掉时，又重新