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检测系统的特性与技术指标.ppt

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文档介绍

文档介绍:检测系统的特性与技术指标
检测系统的静态特性
静态模型
静态特性:检测系统在被测量处于稳定状态时的输入输出关系
检测系统
输入量x
输出量y
理想状态:
实际状态:
a --- 零点输出
b --- 理论灵敏度
线性关系
非线性关系
x
y
a
O
非线性原因:
(结构原理性原因除外)
误差因素
检 测 系 统
输入 x
输入 y = f(x)
温度
湿度
压力
冲击
振动
磁场
电场
摩擦
间隙
松动
迟滞
蠕变
变形
老化
外界干扰
检测系统的静态特性
静态特性指标
线性度
回程误差
分辨力
重复性
灵敏度
检测系统的静态特性
线性度:
检测系统输入输出曲线与理想直线的偏离程度
相对误差
输出值与理想直线的最大偏差值
理论满量程输出值
理想直线:
亦称非线性误差
定义:
表达:
x
y
Δ
拟合直线
一般不存在或很难获得准确结果
利用测量数据,通过计算获得
检测系统的静态特性
获取拟合直线方法:
(c) 最小二乘法:
计算:有n个测量数据: (x1,y1), (x2,y2), … , (xn,yn), (n>2)
残差:i = yi – (a + b xi) 残差平方和最小:2i=min
使得正负偏差相等
(a) 端点连线法:
检测系统输入输出曲线的两端点连线
特点:
x
y
Δ
算法:
简单、方便,偏差大,与测量值有关
(b)端点连线平移法:
精度高,计算法
算法:
特点:
算法:
特点:精度高
x
y
Δ
Δ
简单实用
检测系统的静态特性
回程误差
检测系统在正行程和反行程的输入输出曲线不重合的程度
相对误差
Hmax:正反行程输出值的最大偏差
定义:
亦称空程误差、滞后
算法:
检测系统的静态特性
分辨力:
能够检测出的被测量的最小变化量
2、分辨率 --- 是相对数值:
定义:
1、分辨力 --- 是绝对数值,如 ,,10ms
说明:
表征测量系统的分辨能力
能检测的最小被测量的变换量相对于满量程的百分数,如: %, %
3、阈值 --- 在系统输入零点附近的分辨力
检测系统的静态特性
重复性
同一条件下,对同一被测量,同一方向,多次重复测量,差异程度
对同一被测量值:各次测量数值的偏差程度
重复性是检测系统最基本的技术指标,是其他各项指标的前提和保证
测量数据的分散性
重复性误差:随机误差 标准差:大,则分散性大;反之亦然
计算:贝塞尔公式
yi---测量输出值,i=1,2,…,n
y---输出值的平均值
对不同被测数值:各次测量曲线的偏差程度
检测系统的静态特性
灵敏度
测量系统在稳态下输出量的增量与输入量的增量之比
斜率:
a. 线性检测系统:灵敏度为常数;
例:间隙式平板电容传感器
定义:
b. 非线性检测系统:灵敏度为变数
说明:
(灵敏度系数)
灵敏度
双曲线、非线性
检测系统的静态特性