第一章 测量及仪表测量的基础知识1

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1、第第1 1章章 测量的基本知识测量的基本知识本章要点本章要点1 .测量的概念、测量的方法测量的概念、测量的方法2 .测量仪表的误差测量仪表的误差3 .测量仪表的品质指标测量仪表的品质指标4 .检测仪表的组成及分类检测仪表的组成及分类 1.1 测量的概念、方法。测量的概念、方法。1.1.1测量的概念测量的概念 测量是一个比较的过程。是将被测量（被测参数）与测量是一个比较的过程。是将被测量（被测参数）与同性质的同性质的标准量进行比较，求取二者的比值，从而得到被标准量进行比较，求取二者的比值，从而得到被测量数值大小的过程。测量数值大小的过程。 使用仪表将被测参数与该参数已知测量单位相比较，使用仪表将

2、被测参数与该参数已知测量单位相比较，得出被测参数数值的这一过程，就是仪表测量。得出被测参数数值的这一过程，就是仪表测量。 测量的数学定义测量的数学定义: : 用实验的方法和专门的设备取得某用实验的方法和专门的设备取得某项参数（被测量）与定义其数字为项参数（被测量）与定义其数字为1 1的同类参数（单位）的的同类参数（单位）的数字比值。数字比值。UA 1.1 测量的概念、方法。测量的概念、方法。1.1.2测量的方法测量的方法 测量结果测量方法测量方法组合测量法组合测量法间接测量法间接测量法直接测量法直接测量法1 1、按如何取得测量结果进行分类分为：直接测量、间接测、按如何取得测量结果进行分类分为：

3、直接测量、间接测量量 组合测量。组合测量。 1.1 测量的概念、方法。测量的概念、方法。1.1.2测量的方法测量的方法 直接测量：用基准量值定好的测量仪表对被测量直直接测量：用基准量值定好的测量仪表对被测量直接测量，直接得到被测量的数值。接测量，直接得到被测量的数值。 1.1 测量的概念、方法。测量的概念、方法。1.1.2测量的方法测量的方法 间接测量：用被测量与某些量有确知的函数关系，间接测量：用被测量与某些量有确知的函数关系，直接测量有关量的数值，代入已知的函数关系算出直接测量有关量的数值，代入已知的函数关系算出被测量的数值。被测量的数值。 1.1 测量的概念、方法。测量的概念、方法。1.

4、1.2测量的方法测量的方法 组合测量：被测量与直接测量的一些量不是函数关组合测量：被测量与直接测量的一些量不是函数关系，需求解方程组才能取得。系，需求解方程组才能取得。如：测量某电阻的温度系数：如：测量某电阻的温度系数：)1 (20btatRRt 1.1 测量的概念、方法。测量的概念、方法。1.1.2测量的方法测量的方法 测量方式测量方法测量方法微差式测量法微差式测量法零位测量法零位测量法偏差测量法偏差测量法2 2、按采用测量的方法来分类：偏差式测量、按采用测量的方法来分类：偏差式测量 、零位式测量和、零位式测量和微差式测量。微差式测量。 1.1 测量的概念、方法。测量的概念、方法。1.1.2

5、测量的方法测量的方法 弹簧管压力计测压力、电磁线圈通电带动指针偏弹簧管压力计测压力、电磁线圈通电带动指针偏转测电流。转测电流。偏差式测量：用测量仪表指针位移大小来表示被偏差式测量：用测量仪表指针位移大小来表示被测量数值方法。测量数值方法。 1.1 测量的概念、方法。测量的概念、方法。1.1.2测量的方法测量的方法 零位式测量（平衡测量法）：用已知数值的标准量零位式测量（平衡测量法）：用已知数值的标准量与被测量直接进行比较，调整标准量的量值，用指与被测量直接进行比较，调整标准量的量值，用指零仪表来判断二者是否完全平衡标准量的数值零仪表来判断二者是否完全平衡标准量的数值被被测量的数值。如：天平、平

6、衡电桥。测量的数值。如：天平、平衡电桥。微差式测量：偏差法微差式测量：偏差法+ +零位法。零位法。 1.1 测量的概念、方法。测量的概念、方法。1.1.3 测量误差测量误差1 1、测量误差：对某一参数进行测量时，由于各种因素的影、测量误差：对某一参数进行测量时，由于各种因素的影响，使测量值与被测参数的真值之间存在一定的差值，此响，使测量值与被测参数的真值之间存在一定的差值，此差值就是测量误差。差值就是测量误差。造成测量误差的原因有：造成测量误差的原因有： a a、测量方法引起的误差；、测量方法引起的误差； b b、测量工具，仪器引起的误差；、测量工具，仪器引起的误差； c c、环境条件变化、环

7、境条件变化 引起的误差；引起的误差； d d、测量人员水平和观察能力引起的误差；、测量人员水平和观察能力引起的误差； e e、被测量对象本身变化所引起的误差。、被测量对象本身变化所引起的误差。 1.1 测量的概念、方法。测量的概念、方法。1.1.3 测量误差测量误差2 2、研究测量误差的意义：、研究测量误差的意义：正确认识测量误差的性质与分析正确认识测量误差的性质与分析测量误差产生的原因，寻求最大限度地减小与消除测量误差测量误差产生的原因，寻求最大限度地减小与消除测量误差的途径。的途径。寻求正确处理测量数据的理论和方法，以便在同样寻求正确处理测量数据的理论和方法，以便在同样条件下，能获得最精确

8、最可靠地反映真值的测量结果。条件下，能获得最精确最可靠地反映真值的测量结果。俗话说，差之毫厘，失之千里，一个小数点的错位，一个俗话说，差之毫厘，失之千里，一个小数点的错位，一个量纲的不正确，有可能导致巨大的浪费、失败、甚至造成量纲的不正确，有可能导致巨大的浪费、失败、甚至造成人员伤亡等。人员伤亡等。 1.1 测量的概念、方法。测量的概念、方法。1.1.4 测量误差的分类测量误差的分类 1 1、根据误差产生的原因将测量误差分为：、根据误差产生的原因将测量误差分为：系统误差系统误差随机误差随机误差粗大误差粗大误差 1.1 测量的概念、方法。测量的概念、方法。1.1.4 测量误差的分类测量误差的分类

9、系统误差系统误差（system error ）：）：在相同条件下多次重复测量同在相同条件下多次重复测量同一量时，绝对值保持不变，或在条件变化是，按一定规律变一量时，绝对值保持不变，或在条件变化是，按一定规律变化的误差。化的误差。特点：特点：有一定规律的，一般可通过实验或分析的方法找出其有一定规律的，一般可通过实验或分析的方法找出其规律和影响因素，引入相应的校正补偿措施，便可以消除或规律和影响因素，引入相应的校正补偿措施，便可以消除或大大减小。大大减小。误差产生的原因：误差产生的原因：系统误差主要是由于检测仪表本身的不完系统误差主要是由于检测仪表本身的不完善、检测中使用仪表的方法不正确以及测量者

10、固有的不良习善、检测中使用仪表的方法不正确以及测量者固有的不良习惯等引起的。惯等引起的。 1.1 测量的概念、方法。测量的概念、方法。1.1.4 测量误差的分类测量误差的分类粗大误差粗大误差（abnormal error ）：）：明显地歪曲测量结果的误差，明显地歪曲测量结果的误差，又称疏失误差。又称疏失误差。特点：特点：无任何规律可循。无任何规律可循。误差产生的原因：误差产生的原因：引起的原因主要是由于操作者的粗心（如引起的原因主要是由于操作者的粗心（如读错、算错数据等）、不正确操作、实验条件的突变或实验读错、算错数据等）、不正确操作、实验条件的突变或实验状况尚未达到预想的要求而匆忙测试等原因

11、所造成的。这时状况尚未达到预想的要求而匆忙测试等原因所造成的。这时含有粗差的测量值称为异常值或坏值，一般均应从测量结果含有粗差的测量值称为异常值或坏值，一般均应从测量结果中剔除。中剔除。 1.1 测量的概念、方法。测量的概念、方法。1.1.4 测量误差的分类测量误差的分类随机误差（随机误差（random error） ：在相同条件下多次重复测量同一在相同条件下多次重复测量同一量时，误差的大小、符号均为无规律变化，又称偶然误差。量时，误差的大小、符号均为无规律变化，又称偶然误差。特点：特点：变化难以预测，无法修正。变化难以预测，无法修正。误差产生的原因：误差产生的原因：随机误差主要是由于测量过程