傳感器原理及其應用知識要點歸納

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1、一、測量的概念1.測量是以確定被測量的值或獲取測量結果為目的的一系列操作。所以，測量也就是將被測量與同種性質(zhì)標準量進行比較，確定被測量對標準量的倍數(shù)。它們由下式表示：x=nu2.由測量所獲得的被測量的量值叫測量結果，測量結果可用一定的數(shù)值表示。3.測量結果僅僅是被測量的最佳估計值，而非真值。當報告測量結果時，必須對其質(zhì)量給出定量的說明，即給出測量結果的可信程度。4.測量結果的完整表述包括估計值、測量單位和測量不確定度。5.被測量值和比值等都是測量過程的信息，這些信息依托物質(zhì)才能在空間和時間上進行傳遞。被測量作用到測量系統(tǒng)上，使其某些參數(shù)發(fā)生變化，參數(shù)承載了信息而成為信號。即測量過程就是傳感

2、器從被測對象獲取被測量的信息，建立起測量信號，經(jīng)過轉換、傳輸、處理，從而獲得被測量量值的過程。測量方法測量方法：實現(xiàn)被測量與標準量比較得出比值的方法。測量方的分類1.根據(jù)獲得測量值的方法可分為直接測量、間接測量和組合測量；2.根據(jù)測量條件不同可分為等精度測量與不等精度測量；3.根據(jù)被測量變化快慢可分為靜態(tài)測量與動態(tài)測量；4.根據(jù)測量敏感元件是否與被測介質(zhì)接觸可分為接觸式測量與非接觸式測量；5.根據(jù)系統(tǒng)是否向被測對象施加能量可分為主動式測量與被動式測量等。直接測量、間接測量與組合測量直接測量:無需經(jīng)過函數(shù)關系的計算，直接通過測量儀器得到的測量值的測量。直接測量又可分為直接比較和間接比較兩種。

3、直接將被測量和標準量進行比較的測量方法稱為直接比較，例用鋼皮尺測量圓鋼長度。間接比較是把原始形態(tài)的待測物理量的變化變換成與之有已知函數(shù)關系（通常是線性關系）的另一種物理量的變化，并以人的感官能接受形式在測量系統(tǒng)的輸出端顯示出來，例如用彈簧測力、用直流電表測電流等。間接測量：是在直接測量的基礎上，根據(jù)已知函數(shù)關系，計算出所要測量的物理量的大小。組合測量：被測量必須經(jīng)過求解聯(lián)立方程組求得。等精度測量與不等精度測量等精度測量：在整個測量過程中，影響和決定誤差大小的全部因素（條件）始終保持不變。如由同一個測量者，用同一種儀器，以同樣的方法，在同樣的環(huán)境條件下，對同一被測量進行多次重復測量。在實際中

4、，很難做到影響和決定誤差大小的全部因素（條件）始終保持不變，所以一般情況下只是近似認為是等精度測量。不等精度測量：在不同的測量條件下，用不同精度的儀器、不同的測量方法、不同的測量次數(shù)以及不同的測量者進行測量和對比。用在科學研究或高精度測量中靜態(tài)測量和動態(tài)測量靜態(tài)測量：被測量在測量過程中認為固定不變的。（不需要考慮時間因素對測量的影響）動態(tài)測量：被測量在測量過程中是隨時間不斷變化的二、誤差的概念真值：真值即實際值，是指在一定時間和空間條件下，被測物理量客觀存在的實際值。真值通常是不可測量的未知量，一般說的真值是指理論真值、規(guī)定真值和相對真值。誤差：誤差存在于一切測量之中。誤差定義為測量結果減

5、去被測值的真值。----測量誤差x-----測量結果------被測量的真值殘余誤差：測量結果減去被測量的最佳估計值。v-----殘余誤差-----真值的最佳估計值（即約定真值）·誤差的分類按引起誤差引起的原因分：1.工具誤差：包括試驗裝置、測量儀器所帶來的誤差，如傳感器的非線性等；2.方法誤差：測量方法不正確引起的誤差，包括測量時所依據(jù)的原理不正確而產(chǎn)生的誤差，這種誤差是稱為原理誤差或理論誤差。3.環(huán)境誤差：在測量過程中，因環(huán)境條件的變化而產(chǎn)生的誤差，環(huán)境條件主要指環(huán)境的溫度、濕度、氣壓、電場、磁場及振動、氣流、輻射等。4.人員誤差：測量者生理特性和操作熟練程度的優(yōu)劣引起的誤差。按特點和

6、性質(zhì)分：1.隨機誤差：在相同測量條件下，多次測量同一物理量時，誤差的絕對值與符號以不可預定的方式變化著。也就是說，產(chǎn)生誤差的原因及誤差數(shù)值的大小，正負是隨機的，沒有確定的規(guī)律性，這樣的誤差就稱為隨機誤差。2.系統(tǒng)誤差：相同的測量條件下，多次測量同一物理量時，誤差不變或按一定規(guī)律變化。系統(tǒng)誤差是具有確定性規(guī)律的誤差，可用非統(tǒng)計的函數(shù)來描述。3.粗大誤差：指那些誤差數(shù)值特別大，超出在規(guī)定條件下的預算值，測量結果中有明顯錯誤的誤差，也稱粗差。出現(xiàn)粗大誤差的原因是由于測量時儀器的錯誤、讀數(shù)錯誤，或計算出現(xiàn)明顯的錯誤等。·誤差的表示方法絕對誤差：指測得值與真值之差。即：相對誤差：指絕對誤差與被測真值

7、的比值，通常用百分數(shù)表示，即：測量不確定度1.測量不確定度定義為表征合理賦予被測量之值的分散性，與測量結果相聯(lián)系的參數(shù)。2.測量不確定度可用標準差表示，用標準差表示的測量不確定度稱為標準不確定度。3.一般測量不確定度包括若干個分量，將這些分量合成后的不確定度稱為合成標準不確定度，用表示。4.測量不確定度是一個與測量結果聯(lián)系在一起的參數(shù)。在測量結果的完整表示中，應有測量值的估計值y和測量不確定度U，即5.評定不確定度實際上