《测量的一般知识》PPT课件.ppt

第一章测量的一般知识 1基本概念2测量方法3单位与单位制4电气测量的单位制5计量基准 计量标准及量值的传递 1基本概念 1 量与量值量 是用于定性区别和定量确定物质的一种属性 量值 由一个数和合适的计量单位表示的量称为量值 如电机的质量为20kg 2 测量过程 准备阶段 明确被测量的性质 测量的目的 选取适当的测量方法及仪器 测量阶段 建立测量仪器的测量条件 认真仔细操作 记录数据 万用表数据处理 根据记录的数据和测量实际条件 处理数据 得到测量结果和测量误差 3 测量手段 量具 计量用具 如尺子 量杯等直接参与比较 还有间接比较 仪器 测量装置和测量系统 4 测量结果的表示 数字 曲线 图形等 应包含数值 单位及误差范围 2测量方法及其分类 测量方法分类 静态测量和动态测量 被测量在测量期间是否变化 接触式和非接触式测量等精度和非等精度测量 等精度测量是指在一切实验和测量条件完全相同 相对而言 的情况下 进行被测量的测量 在这样的条件下 没有任何理由认为某个测得值比另一个测得值更为精密可靠 因而应把各测得值视为是同等精密的 被测量值的获取方法 直接测量 间接测量和组合测量 1 直接测量 直接获取被测量值 如电压表测电压 又分为以下几种 直接比较测量法 被测量直接与已知其值的同类量比较的测量方法 尺子测量长度 替代测量法 将选定已知其值的量替代被测量 使其在指示装置上有相同的效应 从而确定被测量值 微差测量法 将被测量与同它的量值只有微小差别的同类量相比较并测出这两个的差值 要求已知量准确度高 其值接近被测量值 仪器准确度较低但结果准确度可能较高 零位测量法 被测量与已知量相比较 使两者差值为零 可以调至已知量来测量不同大小的被测量 天平 电桥 符合测量法 通过某些标记或信号来测定被测量和已知量之间微小差值的一种微差测量法 游标卡尺 2 间接测量法 通过对与被测量有函数关系的其它量的测量而得到被测量的测量方法 影响测量结果误差的因素较多 需选择好的测量方法 测量电阻 3 组合测量法 各未知量可以以组合的形式表示 改变测量条件可得到不同的组合 建立方程组求得个未知量 联立方程组而求 3单位与单位制 1 单位 单位 标志量或数的大小的标准量统称为单位 测量单位或计量单位 标志可测量大小的单位 有明确的定义和名称 米 千克等 2 单位制 一组单位 包含基本单位和由定义方程式与比例因数确定的导出单位组成的一个完整的单位体制 基本单位 多种形式 米 英制等 交流困难 统一成国际单位制SI SystemInternational SI的好处 省去不同单位之间的换算系数 简化运算过程 减少产生差错的环节 减小换算误差 3 国际单位制 SI单位1960年国际度量衡大会推荐使用 国际单位制 国际单位制有 个基本单位 两个辅助单位和19个专门名称的导出单位组成 国际单位制的基本单位 国际单位制的辅助单位 国际单位制的导出单位 早期的基本单位为实物基准 国际千克原器优点 比较直观缺点 受材料纯度 加工准确度 使用磨损 环境变化的影响 自然基准 量子效应来建立基本单位 不确定度小 不同国家可以以同样的准确度建立 国际单位制的 个基本单位的定义 长度单位 米 光在真空中于1 299792458s的时间内所经过的距离 质量单位 千克 国际千克原器的质量 唯一保留的实物基准 时间单位 秒 铯 133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期持续时间 电流强度 安培 为一恒定电流 若电流通过保持在真空中的相距 米的两无限长而截面积可以忽略的平行直导线内 两根直导线将产生每米2 10 7N的电动力 热力学温度 开尔文 水的三相点热力学温度的1 273 16 物质的量 摩尔 是一系统物质的量 该系统中包含的基本单元数与0 012kg碳 12的原子数目相等 发光强度 坎德拉 发出频率为540 1012Hz单色辐射的光源在给定方向上的发光强度 而且在此方向上的辐射强度为1 683W sr 我国的法定计量单位与SI基本一致 增加了国家选定的非SI单位 4电气测量的单位制 1 安 培 A 国家单位制的基本单位之一 2 伏 特 V 流过1A恒定电流的导线内 如两点之间所消耗的功率为1W时 这两点之间的电位差为1V 1V 1W A 3 欧 姆 导体两点之间的电阻 当在这两点间加上1V恒定电位差时 在导体内产生1A电流 而导体内不存在任何电动势 1 1V A 4 库 仑 C 1A电流在1s时间间隔内运送的电量 1C 1A s 5 法 拉 F 电容器的电容量 当电容器充1C电量时 它的两极板之间出现1V的电位差 1F 1C V 6 亨 利 H 一闭合回路的电感 当流过该电路的电流以1A s的速率均匀变化时 在回路中产生IV的电动势 1H 1V S A 7 韦 伯 Wb 只有一匝的环形线圈中的磁通量 它在1s时间间隔内均匀地降到零时 环路内所感应产生的电动势为1V 1Wb 1V s 8 特 斯拉 T 在lm面积内垂直均匀通过1Wb磁通量的磁通密度等于1特 斯拉 1T 1Wb m 9 赫 兹 Hz 单位时间即1s内周期性过程重复的次数 5计量基准 计量标准及量值的传递 1 计量基准 用来定义 实现 保持或复现单位的单个或成组已知量值的实物量具 测量仪器或测量系统 通过比较把单位或量值传递到其它测量器具上 国际计量基准 国际协议认可的计量标准器 国际上用它作为对涉及的量的其它计量标准器进行定值的依据 在法国国家计量基准 国家承认的计量标准器 国内的依据 在计量科学院和测试技术研究院 代表当代最先进的科技水平和工艺 最高的准确度和稳定度 国家计量基准分三种 国家基准 主基准 统一全国计量单位的最高依据副基准 为避免经常使用主基准使其精度降低或损坏用途不同分三种 基准副器 用于单位保存及量值传递到工作基准比较基准 用于对副基准进行比对 作证基准 检验国家基准器保存状况 在其损坏时代替它 工作基准 向下属标准量具或仪器进行量值传递 2 计量标准 将计量基准传递到工作计量器具 根据不同准确度分成不同等级 3 量值的传递用于现场的测量设备 其示值的定标是靠传递来实现的 即某一测量仪器可用比它更高等级的测量仪器或标准来进行校验 这样逐级上推 最后与具有法律效应的国际基准相关联 这样就构成了单位的传递系统 比较基准国际基准 国家基准 作证基准 基准副器 工作基准 一等基准 二等基准 标准量具 工作量具由于国家基准和现场使用的量的范围差别很大 需把各基准向两边扩展量程 再逐级传递直到现场 每一级量值传递都规定一定的误差范围 以保证同类测量结果的准确性和一致性 一般来说 传递检定系统分为4级 第一级为建立基准和保存基准 第二级是建立相应标准 扩展量限 如高低压 大小电阻 交直流转换等 以上两级一般由国家一级的研究所承担 中国计量科学研究院 第三级为检定中心 负责一般标准仪器的检定 工作量较大 同时也承担一般检定方法的研究 制定检定规程 以指导基层检定工作 航天504所 电子部20所 国家二级计量单位 第四级是各厂矿企业的基层计量站 他们直接与测量现场联系在一起 现场测量水平的高低 产品质量的优劣直接与他们由关系 一般需经过4 5级传递才能到达现场 用于检定的上一级标准应该比被检对象的准确度高3 5倍 根据误差传递的原则 高3倍以上的准确度在误差合成时基本上可以忽略 不会对被检定对象产生影响 检定环境