现代检测技术导论检测系统性能评学习教案.pptx

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1、现代检测技术导论现代检测技术导论(do ln)检测系统性能检测系统性能评评 第一页，共15页。2.1 静态(jngti)特性与指标n 静态特性n检测系统在输入信号x几乎不随时间变化时，输出(shch)信号y的稳定值：n y=a0+a1x+a2x2+anxnxyo第1页/共15页第二页，共15页。量程X是指检测系统适用的测量范围(X=xmax-xmin)。量程选择过小会使检测系统长期工作在超负荷状态，容易造成损坏。量程选择过大会(dhu)检测系统的实际测量误差增加，达不到预期的检测精度。xyoxminxmax第2页/共15页第三页，共15页。满量程输出Y是指输入从最小变化到最大时输出信号(xnh

2、o)的变化量(Y=ymax-ymin)。它与灵敏度密切相关，同时又对检测系统的精度评价起到了重要作用，因为所有误差对检测系统精度的影响都是要与满量程进行比较之后才能判定的。xyoxminxmaxyminymax第3页/共15页第四页，共15页。灵敏度k为检测系统输出的变化量y与引起该变化量的输入变化量x之比，即：k=y/x灵敏度反映了检测系统对被测量的敏感程度，同时也与检测系统的信噪比密切相关。高灵敏度的检测系统得到的信号输出较大，同时信噪比相对较低。因此(ync)在选择检测系统时应尽量选择灵敏度较高的，在灵敏度偏低的情况下应进一步考虑干扰、噪音信号的大小，以信噪比达到测量要求来衡量。第4页/

3、共15页第五页，共15页。非线性检测系统(xtng)的灵敏度表示方式：S=R0/Rs （气敏元件）交叉灵敏度：多维检测系统(xtng)中某一对特定被测量敏感的检测单元对其它被测量的灵敏度。干扰！第5页/共15页第六页，共15页。精度：检测系统在其测量范围内任一点的输出值与其理论值的偏离程度。线性度：对于线性输出检测系统往往(wngwng)将标定数据与标准输出直线进行比较，其最大误差与满量程输出之比。迟滞：检测系统在标定过程中加载输出与卸载输出之间的不重合性，加载与卸载输出的最大差值的一半与满量程输出之比。第6页/共15页第七页，共15页。重复性：检测系统在输入按同一方向作全量程连续多次标定时的

4、输出不重合性，各次标定之间的最大误差与满量程输出之比。分辨率：引起(ynq)输出量发生变化时输入量的最小变化量与满量程之比。第7页/共15页第八页，共15页。温漂：温度变化(binhu)对检测系统输出所产生的影响，它是由温度零漂和灵敏度温漂两项指标来表示。温度零漂：检测系统的输入信号为零时，温度变化(binhu)所产生的输出差值与满量程输出和温差之比。灵敏度温漂：满量程输出随温度的变化(binhu)情况，当温度变化(binhu)满量程输出差值与满量程输出和温差之比。第8页/共15页第九页，共15页。时漂：是衡量检测系统长期稳定性的指标，一般是时漂：是衡量检测系统长期稳定性的指标，一般是测量时间

5、内检测系统零点输出变化的最大值，然后测量时间内检测系统零点输出变化的最大值，然后计算出单位计算出单位(dnwi)时间内与满量程输出相比的时间内与满量程输出相比的百分比。百分比。第9页/共15页第十页，共15页。n2.2 动态特性与指标n 响应时间n当输入量阶跃变化(binhu)时，输出量从开始变化(binhu)到示值进入最终值的规定范围内所需要的最小时间。如：ts=0.5s(5%)tsty()yo第10页/共15页第十一页，共15页。响应频率(pnl)当输入量为频率(pnl)从零开始逐渐增大的正弦波时，输出量的幅值降低到静态响应值的0.707时，所对应的频率(pnl)。工作频率(pnl)当输入

6、量为频率(pnl)从零开始逐渐增大的正弦波时，输出量的幅值降低到静态响应值所允许的最大误差时，所对应的频率(pnl)。第11页/共15页第十二页，共15页。2.3 性能测试与标定 静态标定方法 动态(dngti)标定方法 检测系统环境实验第12页/共15页第十三页，共15页。参考书：孙传友、孙晓斌、张一，感测技术与系统(xtng)设计，科学出版社王雪文、张志勇，传感器原理及应用，北航出版社刘迎春、叶湘滨，传感器原理、设计与应用，国防科技大学出版社梅涛、汪增福、葛运建，信息获取科学技术与应用，中国科学技术大学出版社 Tao Mei,International Journal of Information Acquisition,World Scientific Publishing Co.第13页/共15页第十四页，共15页。问题思考：1、你对传感器、检测技术与信息获取科学之间的关系是如何理解的？2、请举出其它仿生传感器的例子或构想。3、你对本门课程(kchng)的教学计划有何建议？第14页/共15页第十五页，共15页。