2025年检测系统静态特性的主要参数VIP免费

检测系统静态特性的重要参数静态特性表征检测系统在被测参量处在稳定状态时的输出-输入关系。衡量检测系统静态特性的重要参数是指测量范畴、精度等级、敏捷度、线性度、滞环、重复性、分辨力、敏捷限、可靠性等。1．测量范畴每个用于测量的检测仪器都有规定的测量范畴，它是该仪表按规定的精度对被测变量进行测量的允许范畴。测量范畴的最小值和最大值分别称为测量下限和测量上限，简称下限和上限。仪表的量程能够用来表达其测量范畴的大小，用其测量上限值与下限值的代数差来表达，即量程=|测量上限值-测量下限值|（1）用下限与上限可完全表达仪表的测量范畴，也可拟定其量程。如一种温度测量仪表的下限值是-50℃，上限值是150℃，则其测量范畴（量程）可表达为量程=|150℃-（-50℃）|=200℃由此可见，给出仪表的测量范畴便知其测量上下限及量程，反之只给出仪表的量程，却无法拟定其上下限及测量范畴。2．精度等级检测仪器及系统精度等级，在第一节三中已描述，这里不再重述。3．敏捷度敏捷度是指测量系统在静态测量时，输出量的增量与输入量的增量之比。即（2）对线性测量系统来说，敏捷度为：（3）亦即线性测量系统的敏捷度是常数，可由静态特性曲线（直线）的斜率来求得，如图1（a）所示，式中，my、mx为y轴和x轴的比例尺，θ为对应点切线与x轴间的夹角。非线性测量系统的敏捷度是变化的，如图1（b）所示。对非线性测量系统来说，其敏捷度由静态特性曲线上各点的斜率来决定。（a）线性系统敏捷度示意图（b）非线性系统敏捷度示意图图1敏捷度示意图敏捷度的量纲是输出量的量纲和输入量的量纲之比。4．线性度线性度普通也称为非线性度。抱负的测量系统，其静态特性曲线是一条直线。但实际测量系统的输入与输出曲线并不是一条抱负的直线。线性度就是反映测量系统实际输出、输入关系曲线与据此拟合的抱负直线y（x）=a0+a1x并的偏离程度。普通用最大非线性引用误差来表达。即（4）由于最大偏差是以拟合直线为基准计算的，因此拟合直线拟定的办法不同，则不同，测量系统线性度也不同。因此，在表达线性度时应注意要同时阐明具体采用的拟合办法。选择拟合直线，普通以全量程多数测量点的非线性误差都相对较小的为佳。惯用的拟合直线办法有理论直线法、端基线法和最dxz乘法等，与之相对应的即是理论线性度、端基线性度和最小二乘法线性度等。实际工程中多采用理论线性度和最小二乘法线性度。（1）理论线性度及其拟合直线理论线性度也称绝对线性度。它以测量系统静态抱负特性y（x）=kx作为拟合直线如图2中的直线l（曲线2为系统全量程多次重复测量平均后获得的实际输出一输入关系曲线，曲线3为系统全量程多次重复测量平均后获得的实际测量数据，采用最小二乘法办法拟合得到的直线）。此办法优点是简朴、方便和直观；缺点是多数测量点的非线性误差相对都较大（△L1为该直线与实际曲线在某点的偏差值）。图2最小二乘和理论线性度及其拟合直线（2）最小二乘线性度及其拟合直线最小二乘法办法拟合直线方程为y（x）=a0+a1x如何科学、合理地拟定系数a0和a1是解决问题的核心。设测量系统实际输出一输入关系瞌线上某点的输入、输出分别xi、yi在输入同为xi状况下，最小二乘法拟合直线上得到输出值为y（xi）=a0+a1xi，两者的偏差为最小二乘拟合直线的原则是使拟定的n个特性测量点的均方差为最小值，因（5）为此必有f（a0，a1）对a0和a1的偏导数为零，即把f（a0，a1）的体现式代入上述两方程，整顿可得到有关最小二乘拟合直线的待定系数a0和a1的两个体现式（6）（图2中△L2为最小二乘拟合曲线与实际曲线在某点的偏差值）5．迟滞迟滞，又称滞环，它阐明传感器或检测系统的正向（输入量增大）和反向（输入量减少）输入时输出特性的不一致程度，亦即对应于同一大小的输入信号，传感器或检测系统在正、反行程时的输出信号的数值不相等，见图3所示。迟滞误差普通用最大迟滞引用误差来表达，即（7）式中，为最大迟滞引用误差；为（输入量相似时）正反行程输出之间的最大绝对偏差；为测量系统满量程值在多次重复测量时，应以正反程输出量平均值间的最大迟滞差值来计算。迟滞误差普通是由于弹性元件、磁性元...