第１章 绪论
1.1.1传感器的基本概念 一、 传感器的定义
国家标准定义――“能感受（或响应）规定的被测量并按照一定规律转
换成可用信号输出的器件或装置。”（当今电信号最易于处理和便于传输）
通常定义――“能把外界非电信息转换成电信号输出的器件或装置”
或“能把非电量转换成电量的器件或装置”。
二、 敏感器的定义――把被测非电量转换为可用非电量的器件或装置
１、当X?Z即被测非电量X正是传感器所能接受和转换的非电量(即可
用非电量)Z时，可直接用传感器将被测非电量X转换成电量Y。 ２、当X?Z即被测非电量X不是传感器所能接受和转换的非电量(即
可用非电
量)Z时，就需要在传感器前面增加一个敏感器，把被测非电量X
转换为该传
感器能够接受和转换的非电量(即可用非电量)Z。
1.2.2传感器的分类和命名法 一、 传感器的类型
二、传感器的分类方法：按照被测的非电量分类，
按照输出量的性质
1.3 检测仪表与系统概述
1.2.
1检测仪表与系统的基本组成
传感器:把被测的非电量变换成电量
测量电路:把传感器的输出电量变成电压或电流信号 显示装置:显示测量结果。模拟显示
数字显示 图像显示
1.3.2常规检测仪表与系统的基本类型
二、普通数字式检测仪表
（a）模数转换式――A/D转换器把直流电压转换成数字 (b) 脉冲计数式――计数器对传感器脉冲进行计数 三、微机化检测系统
具有普通的模拟式和数字式检测仪表所没有的新特点和新功能： (1)自动调零功能 (2)量程自动切换功能 (3)多点快速测量 (4)数字滤波功能 (5)自动修正误差 (6)数据处理功能 (7)多媒体功能 (8)通信或网络功能 (9)自我诊断功能
第２章 检测系统的基本特性
2.1.2检测系统的静态性能指标 一、 测量范围和量程 1、测量范围：（xmin，xmax）
xmin――检测系统所能测量到的最小被测输入量（下限） xmax――检测系统所能测量到的最大被测输入量（上限）。
2、量程： L?xmax?xmin 二、灵敏度S
S?lim(?ydy )??x?0?xdx串接系统的总灵敏度为各组成环节灵敏度的连乘积
S?S1S2S3
三、 分辨力与分辨率
1、分辨力：能引起输出量发生变化时输入量的最小变化量?xmin。 2、分辨率：全量程中最大的?xmin即?xminmax与满量程L之比的百分数。 四、精度（见第三章） 五、线性度eL
eL???Lmax?100% yF.S.四、迟滞eH
eH??Hmax?100% yF.S.回程误差――检测系统的输入量由小增大（正行程），继而自大减小（反行
程）的测试过程中，对应于同一输入量，输出量的差值。
ΔHmax――输出值在正反行程的最大差值即回程误差最大值。
第３章 误差分析与处理基
3.1.1测量误差的概念及表达方式 一、绝对误差――测量值与真值之差
?x?x?x0
X――检测仪表指示或显示被测参量的数值即仪表读数或示值（测量值） X0――在一定时间、空间条件下客观存在的被测量的真实数值（真值），
一般情况下，理论真值是未知的，在工程上，通常用高一级标准仪器的测量值来代替真值。
二、相对误差（评定测量的精确度）
1、实际相对误差 ?A?2、示值相对误差 ?x??x?100% x0?x?100% x为了减小测量中的示值误差，当选择仪器、仪表量程时，应使被测量的数值接近满度值，一般使这类仪器、仪表工作在不小于满度值2／3以上的区域。 三、引用误差
1、引用误差――示值绝对误差Δx与仪表量程L之比值q
?xq??100%
L 2、最大引用误差qmax
仪表量程内出现的最大绝对误差?xmax与该仪器仪表量程L之比值，即
qmax??xmax?100%仪表在出厂检验时，其示值的最大引用误差qmax不能超过其允许误差QL?xmax?Q L（以百分数表示）即qmax?3、精度等级
工业检测系统常以允许误差Q作为判断精度等级的尺度。规定：取允许误差百分数 的分子作为精度等级的标志，也即用最大引用误差中去掉百分号（%）后的数字来表示精度等级，其符号是G，
G?Q?100?qmax?100
精度等级为G的仪表在规定的条件下使用时，它的绝对误差的最大值的范围是 ?xmax??G%?L
[例3-1-1] 检定一个满度值为5A的1.5级电流表，若在2.0A刻度处的绝对误差最大，?xmax＝+0.1A，问此电流表精度是否合格?
解 按式(3-1-6)求此电流表的最大引用误差
0.1?100%?2.0% 5 2.0％＞1.5％
即该表的基本误差超出1.5级表的允许值。所以该表的精度不合格。但该表最大引用误差小于2.5级表的允许值，若其它性能合格可降作2.5级表使用。
[例３-1-2] 测量一个约80 V的电压，现有两块电压表：一块量程300 V、0.5级，另一块量程l00 V、1.0级。问选用哪一块为好?
解 如使用300 V、0. 5级表、按式(3-1-4)、(3-1-9)求出其示值相对误差为
300?0.5% ???100%?1.88%
80如使用100V、1.0级表，其示值相对误差为
100?1.0% ???100%?1.25%
80可见由于仪表量程的原因，选用1.0级表测量的精度可能比选用0.5级表为高。故选用100V、1.0级表为好。
3.1.2 测量误差的分类 一、随机误差
qmax?随机误差?i是测量结果xi与在重复条件下对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值A之差。即?i?xi?A、A?limn??1nxi ?ni?1随机误差是测量值与数学期望之差，它表明了测量结果的分散性，经常用来表征测量精密
度的高低。随差越小，精密度越高。
二、系统误差
在相同测量条件下，对同一被测量进行无限多次重复测量所得结果的平均值A与被测量的真值A0之差。即??A?A0
系统误差表明了测量结果偏离真值或实际值的程度。系统误差越小，测量就越准确。所以，系统误差经常用来表征测量准确度的高低。
三、粗大误差
在相同的条件下，多次重复测量同一量时，明显地歪曲了测量结果的误差，称粗大误差，
3.3 系统误差的处理
3.3.3 系统误差的消除方法 一、消除产生误差的根源
二、对测量结果进行修正 三、采用特殊测量法 1、恒定系差消除法 (1）零值法 (2)替代法 (3)交换法 (4)补偿法
（5）微差法（虚零法
2、变值系差消除法 3.4 粗大误差的处理 3.4.1 粗大误差的判别 3.4.2拉依达准则 3.4.3格拉布斯准则
第四章 阻抗型传感器 ４.1 电阻式传感器 ４.1.1 电位器式传感器 三、结构形式 2．非接触式――光电电位器 图4－1－2（c） 4.1.2 电阻式应变传感器和固态压阻式传感器 一、电阻式应变传感器 （一）电阻应变效应——应变使电阻变化 （二）电阻应变片 3、安装——粘贴在试件表面（应使应变片轴向与所测应变方向一致） 4、应变片灵敏系数――应变片电阻相对变化与粘贴处试件表面应变之比 K??R/R?