1.2 检测系统与信号处理（课件）-《传感器检测技术》同步教学（人民邮电版）

项目——传感器与检测技术基础 任务——检测系统与信号处理 1 检测数据处理 ► 任务导入 ● 检测：人们借助于仪器、设备，利用各种物理效应，采用一定的方法，将被测量的有关信息通过检查与测量获取定性或定量信息的过程。 ► 检测的概念 检查 测量 ● 检测技术：以研究检测系统中的信息提取、信息转换以及信息处理的理论与技术为主要内容的一门应用技术学科。 测量原理 测量方法 检测系统 数据处理 检测数据处理 ► 检测系统 ► 测量基本知识——测量方法的分类 检测数据处理 ● 测量方法：实现被测量与标准量比较得出比值的方法。 按测量过程的特点 按测量仪表的特点 按测量对象的特点 ● 直接测量法 ● 间接测量法 ● 组合测量法 ● 接触测量法 ● 非接触测量法 ● 静态测量 ● 动态测量 5 ► 测量基本知识——测量方法的分类 检测数据处理 ● 直接测量法 ● 在使用仪表进行测量时，对仪表读数不需要经过任何运算，就能直接表示测量所需要的结果，称为直接测量。 电子卡尺 6 ► 测量基本知识——测量方法的分类 检测数据处理 ● 间接测量法 ● 有的被测量无法或不便于直接测量，这就要求在使用仪表进行测量时，首先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测量，然后将测量值代入函数关系式，经过计算得到所需的结果，这种方法称为间接测量。 阿基米德测量皇冠的比重 7 ► 测量基本知识——测量方法的分类 检测数据处理 ● 组合测量法 ● 在应用仪表进行测量时，若被测物理量必须经过求解联立方程组，才能得到最后结果，则称这样的测量为组合测量（又称联立测量）。 一般需要改变测试条件，才能获得一组联立方程所需要的数据 8 ► 测量基本知识——测量方法的分类 检测数据处理 ● 接触测量法与非接触测量法 ►接触测量法 ►非接触测量法 温计测体温 雷达测速、车载电子警察 9 ► 测量基本知识——测量方法的分类 检测数据处理 ● 静态测量与动态测量 √ 静态测量——被测量在测量过程中认为是固定不变的，这种测量称为静态测量。静态测量不需要考虑时间因素对测量的影响。 √ 动态测量——若被测量在测量过程中是随时间不断变化的，这种测量称为动态测量。 ● 用激光干涉仪对建筑物的缓慢沉降作长期的监测 ● 用光导纤维陀螺仪测量火箭的飞行速度、方向 10 检测数据处理 ► 测量误差及分类——测量误差 ● 测量误差：是测量值与真实值之间的差值，它反映了测量的精度。测量误差可用绝对误差表示，也可用相对误差表示。 ● 真值：在一定的时间及空间(位置或状态)条件下，被测量所体现的真实数值。 理论真值 约定真值 相对真值 检测数据处理 ► 测量误差及分类——误差的表示方法 ● 绝对误差 绝对误差是指测量值与真值之间的差值，它反映了测量值偏离真值的多少，即 √ Ax：测量值 √ Δ：绝对误差 √ A0：被测量的真值，可为约定真值或相对真值 检测数据处理 ► 测量误差及分类——误差的表示方法 ● 相对误差 相对误差是绝对误差与被测量的真值之比。相对误差有以下表现形式 （a) 实际相对误差 （b) 标称 (示值)相对误差 （b) 满度 (引用)相对误差 检测数据处理 ► 测量误差及分类——误差的表示方法 ● 相对误差 相对误差是绝对误差与被测量的真值之比。相对误差有以下表现形式 实际相对误差 标称相对误差 满度相对误差 最大满度相对误差 检测数据处理 ► 测量误差及分类——测量误差的分类 ● 按误差表现的规律划分 系统误差 随机误差 粗大误差 检测数据处理 ► 测量误差及分类——测量误差的分类 ● 按被测量与时间关系划分 静态误差 在被测量不随时间变化时所产生的误差称为静态误差。 动态误差 当被测量随时间迅速变化时，系统的输出在时间上不能与被测量的变化精确吻合，这种误差称为动态误差。 $$