檢測技術及儀表第1頁，課件共27頁，創作于2023年2月教學目錄：1.1概述1.2測量誤差返總目錄第2頁，課件共27頁，創作于2023年2月1.1.1測量的概念測量：就是借助專用的工具或裝置，通過適當的實驗方法或計算，對被測對象收集信息的過程。包括：狹義測量，廣義測量

X為被測量；X0為標準量，即單位；K為比值倍數。返本章目錄返本節目錄第3頁，課件共27頁，創作于2023年2月1.1.2測量方法直接測量法：用測量精確程度較高的儀器測量被測量，直接得到測量結果的方法。間接測量法：利用被測量與某些物理量間的函數關系，先測出這些物理量（間接量），再得出被測量數值的方法。測量球的密度，先測出球的重量，再測量出球的直徑，再計算出球的體積，最后求出球的密度。組合測量法：被測量與多個量存在多元函數關系時，可以直接測量出這幾個相關的量，然后解方程組求出被測量。返本章目錄返本節目錄電子卡尺第4頁，課件共27頁，創作于2023年2月1.1.3測量儀表的基本功能1.變換功能：利用物質的物理、化學性質，把被測量轉變成便于測量、傳輸和處理的另一種物理量的過程。2.選擇功能：實現測量，在設計制造儀表或變換元件時，應使其具有選擇的功能，即選擇有用測量信號而抑制其他干擾信號的功能。3.比較功能4.顯示功能：測量儀表將測量結果指示或記錄下來的功能。返本章目錄返本節目錄第5頁，課件共27頁，創作于2023年2月1.1.4測量儀表的基本性能指標1、靜態性能指標（1）非線性度（2）靈敏度（3）變差（4）基本誤差和精度2、動態性能指標返本章目錄返本節目錄第6頁，課件共27頁，創作于2023年2月1、靜態性能指標測量儀表的非線性度（1）非線性度

是指儀表的特性曲線與端基直線最大輸出偏差值的絕對值與量程比值的百分數，即：量程=Y上-Y下測量量程=X上-X下返本章目錄返本節目錄第7頁，課件共27頁，創作于2023年2月（2）靈敏度在穩定狀態下，儀表的輸出增量對輸入增量的比值，稱為儀表的靈敏度。它就是儀表靜態特性曲線上相應點的斜率：返本章目錄返本節目錄第8頁，課件共27頁，創作于2023年2月（3）變差變差：是指測量儀表在同一輸入量下，其上行程與下行程輸出量的最大差值。變差通常也表示成相對百分數的形式，即：原因：主要由于傳動機構的間隙、摩擦或者儀表元器件吸收、釋放能量所造成的。返本章目錄返本節目錄第9頁，課件共27頁，創作于2023年2月（4）基本誤差和精度

在測量儀表量程范圍內，輸出量和理論值的最大偏差與量程比值的百分數，稱做儀表的基本誤差。即：用來表征測量儀表基本誤差允許值等級的量，稱做儀表的精度。例如：0.5級精度的儀表，其允許基本誤差是-0.5%≤δ允≤0.5%；也就是說，精度數值前加上正、負號后加％即為其允許誤差范圍。反過來，把允許誤差限值去掉正負號及％即為精度。返本章目錄返本節目錄第10頁，課件共27頁，創作于2023年2月2、動態性能指標儀表的輸入量隨時間而變化的工作狀態，稱為動態。儀表在動態下工作出現的輸出特性，稱為動態特性。儀表輸入發生變化，必然引起輸出值的變化，即引起動態響應。輸出值隨時間變化的曲線，稱為動態響應曲線。

（1）階躍響應

（2）頻率響應返本章目錄返本節目錄第11頁，課件共27頁，創作于2023年2月（1）階躍響應上升時間tr：y(t)從10%yH到達90%yH所需的時間。峰值時間tp：y(t)到達第一次峰值所需要的時間，稱為峰值時間。穩定時間ts：y(t)到達誤差允許范圍±5%所需的時間稱為穩定時間。二階儀表階躍響應性能指標返本章目錄返本節目錄第12頁，課件共27頁，創作于2023年2月（2）頻率響應當測量儀表的輸入信號為一定頻率和幅值的波動信號時，其輸出值所引起的響應，稱做頻率響應。返本章目錄返本節目錄第13頁，課件共27頁，創作于2023年2月3、測量儀表的可靠性（1）可靠度（2）失效率（3）平均無故障工作時間

λ(t)-t曲線返本章目錄返本節目錄第14頁，課件共27頁，創作于2023年2月1.2測量誤差1.2.1誤差存在的絕對性1.2.2誤差的表示形式1.2.3誤差的的分類1.2.4儀表的準確度重點：誤差的表示形式、誤差的分類。難點：誤差的表示形式。返本章目錄第15頁，課件共27頁，創作于2023年2月1.2測量誤差1.2.2

誤差的表示形式（1）絕對誤差測量值與真實值的差值：Δx=x-x0

返本章目錄返本節目錄

某采購員分別在三家商店購買100kg大米、10kg香蕉、1kg巧克力，發現均缺少約0.5kg，但該采購員對賣巧克力的商店意見最大，是何原因？

由于絕對誤差不能確切地反映出測量的準確度，所以引出相對誤差的概念。結論第16頁，課件共27頁，創作于2023年2月（2）相對誤差測量結果的絕對誤差與真值比值的百分數稱為相對誤差，即：（3）引用誤差

所謂引用誤差，就是測量儀表的在量程范圍內某點的示值的絕對誤差與其量程比值的百分數。用最大引用誤差確定儀表精度和選擇儀表精度的方法通過例題講解。第17頁，課件共27頁，創作于2023年2月解：該測溫儀表的最大引用誤差為

去掉%后，該表的精度值為0.6，介于國家規定的精度等級中0.5和1.0之間，而0.5級表和1.0級表的允許誤差δ表允分別為±0.5%和±1.0%。則這臺測溫儀表的精度等級只能定為1.0級。例1-1某臺溫度檢測儀表的測溫范圍為100～600℃，校驗該表時得到的最大絕對誤差為3℃，試確定該儀表的精度等級。例題返本章目錄返本節目錄第18頁，課件共27頁，創作于2023年2月例1-2現需選擇一臺測溫范圍為0～500℃的測溫儀表。根據工藝要求，溫度指示值的誤差不允許超過±4℃，試問：應選哪一級精度等級的儀表？解：工藝允許相對誤差為

去掉±和%后，該表的精度值為0.8，也是介于0.5～1.0之間，而0.5級表和1.0級表的允許誤差δ表允分別為±0.5%和±1.0%。應選擇0.5級的儀表才能滿足工藝上的要求。例題返本章目錄返本節目錄第19頁，課件共27頁，創作于2023年2月

［練習］被測電壓實際值大約為21.7V，現有1.5級、量程為0～30V的A表，1.5級、量程為0～50V的B表，1.0級、量程為0～50V的C表，0.2級、量程為0～360V的D表，四種電壓表，請問選用哪種規格的電壓表進行測量所產生的測量誤差較小?

第20頁，課件共27頁，創作于2023年2月A表有,B表有,C表有,D表有,答：四者比較，選用A表進行測量所產生的測量誤差通常較小。

［解］：根據（1-15）式分別用四種表進行測量。第21頁，課件共27頁，創作于2023年2月

［練習］一臺精度等級為0.5級，量程范圍600~1200攝氏度的儀表，它最大允許絕對誤差是多少？檢驗時某點最大絕對誤差是4攝氏度，問此表是否合格？

攝氏度因為4攝氏度大于3攝氏度，所以不合格

第22頁，課件共27頁，創作于2023年2月1.2.3

誤差的的分類系統誤差大小和方向保持固定，或按一定規律變化的誤差。隨機誤差各次測量誤差的大小和方向沒有規律性。但是，若對這些誤差進行大量統計，其出現是符合統計規律的。疏忽誤差由于操作者的粗心大意或失誤所造成的測量誤差，稱為疏忽誤差。緩變誤差誤差的數值隨著時間而緩慢變化的誤差，稱為緩變誤差（按照產生的原因及其性質來分）返本章目錄返本節目錄第23頁，課件共27頁，創作于2023年2月

(1)系統誤差：

誤差舉例

(1)系統誤差：夏天擺鐘變慢的原因是什么？鐘擺會熱脹冷縮，夏天鐘擺變長因為T=2π√(L/G)L變大導致周期T變長，所以鐘不準把鐘擺調短點就好了第24頁，課件共27頁，創作于2023年2月

(2)隨機誤差：

存在隨機誤差的測量結果中，雖然單個測量值誤差的出現是隨機的，既不能用實驗的方法消除，也不能修正，但是就誤差的整體而言，多數隨機誤差都服從正態分布規律。隨機誤差的正態分布規律次數統計長度相對測量值

存在隨機誤差的測量結果中，雖然單個測量值誤差的出現是隨機的，既不能用實驗的方法消除，也不能修正，但是就誤差的整體而言，多數隨機誤差都服從正態分布規律。

存在隨機誤差的測量結果中，雖然單個測量值誤差的出現是隨機的，既不能用實驗的方法消除，也不能修正，但是就誤差的整體而言，多數隨機誤差都服從正態分布規律。第25頁，課件共27頁，創作于2023年2月1.2.4儀表的準確度1.正確度系統誤差直接影響測量值與真值的差值，它是表征測量結果正確度的誤差。2.精密度用隨機誤差來表征測量結果的精密度。3.準確度同時表征測量結果與真值的接近程度和多次測量值的離散程度的物理量，又稱精確度。