第1章-测量基本概念1.ppt

1、第一章 测量的基本概念,表征物质特性或其运动形式的参数很多，根据物质的电特性，可分为电量和非电量两类。电量一般是指物理学中的电学量，如电压、电流、电阻、电容、电感等；非电量则是指除电量之外的一些参数如压力、流量、尺寸、位移量、重量、力、速度、加速度、转速、温度、浓度、酸碱度，等等。,第一节 测量的概念,1.1.1 测量的意义 日常生活中处处离不开测量 科学的进步和发展离不开测量， 离开测量就不会有真正的科学。,没有望远镜就没有天文学，没有显微镜就没有细胞学，没有指南针就没有航海事业,生产发展离不开测量 农业社会中，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长度、面积、容积和重量的测量；掌握季节和节候，出

2、现了原始的时间测量器具，并有了天文测量。 现代化的工业生产中，处处离不开测量 例如，一个大型钢铁厂需要约2万个测量点 在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量 例如，每种新设计的飞机，需要测试飞机高速飞行中受气流冲击作用下的性能，通过风洞试验测定机身、机翼的受力和振动分布情况，以验证和改进设计。,1.1.2 测量的定义,1.狭义测量的定义 测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。 在测量过程中，人们借助专门的设备，把被测对象直接或间接地与同类已知单位进行比较，取得用数值和单位共同表示的测量结果。,测量结果测量数值.测量单位，即：,测量的内涵 测量对象：被测客体中的相应的量值信息； 测

3、量目的：从被测对象取得一个定量的认识； 测量过程: 通过实验去认识对象的过程 测量方法：比较； A.直接比较 B.间接比较；C.需要测量仪器； 测量标准：同类已知单位。 测量结果：最终能表示给测量主体（人）,2.广义测量的定义 广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的测量，而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的测量。 例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地震源测定、卫星定位等。 而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一维信息，还可以用二维或多维的图形、图像来显示被测对象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。 广义测量原理可以从信息获取过程来说明，包括信息的感知和信息识别两个环节。

4、,1.1.3 测量的基本要素,1.测量的基本要素,被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境,2.测量过程基本要素之间的互动关系 论证阶段: 测量的主体（测量人员）根据测试任务的要求、被测对象的特点、属性，及现有仪器设备状况，拟定合理的测试方案。 设计阶段 * 选择测试仪器，组建测试系统。 * 制定出测试策略（测量算法）和操作步骤（测试程序） 实施阶段 * 对仪器和系统实施测试操作（发控制命令），按照逻辑和时序完成测量过程，取得测量数据; * 分析测量误差并显示测量出结果。,3.被测对象信息 广义的测量是信息的获取，信息反映了事物的运动的状态及其变化方式。信息又可分为自然信息和社会信息两

5、大类。 4.测量仪器系统量具和仪器 测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等 5.测量的主体测量人员 手动：由测量主体（测量人员）直接参与完成 自动：测量主体交给智能设备（计算机等）完成，但测量策略、软件算法、程序编写需由测量人员事先设计好。 6.测试技术 测量中所采用的原理、方法和技术措施，总称为测试技术。,7.测量环境 测量环境是指测量过程中人员、对象和仪器系统所处空间的一切物理和化学条件的总和。 测量环境包括温度、湿度、力场、电磁场、辐射、化学气雾和粉尘，霉菌以及有关电磁量（工作电压、源阻抗、负载阻抗、地磁场、雷电等）的数值、范围及其变化。,环境对测量的影响 A. 环境对被测对象

6、的影响：某些被测对象客体（如器件、电路或系统）的性能特性对环境变化较为敏感或非常敏感，因此，原则上测量应在被测对象的正常或额定工作条件下进行。 B. 环境对仪器系统的影响：环境可能直接或间接地影响到仪器系统本身的某个工作特性，进而影响测量结果，造成测量误差。特别是某些测量器具的量程广、频段宽，而内部的元器件数目甚多，且对外界影响相当敏感，错综复杂的影响量所产生的不良效应有时会成为测量的严重问题。 C. 环境对测量人员的影响：高温、严寒、潮湿、闷气、嘈杂、照明不适当等不良工作环境，会对测量人员的身心产生不良影响，从而引起不同程度的人身误差乃至差错。,应采取适当的控制措施，尽量减少由于环境影响而产

7、生的误差。 恒温、恒湿、稳压和防震。 抗干扰、防噪声的措施，如接地、屏蔽、隔离、滤波等。 仪器应能尽量适应恶劣环境和大范围变化环境。,11.4 计量的基本概念,1.2.1 计量的定义和意义 为使在不同的地方，用不同的手段测量同一量时，所得的结果一致，就要求统一的单位、基准、标准和测量器具。 1.计量的定义 计量是一种特殊形式的测量，它把被测量与国家计量部门作为基准或标准的同类单位量进行比较，以确定合格与否，并给出具有法律效力的检定证书。 计量是利用技术和法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。 计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性。 计量包含了为达到统一和准确一致所进行的全部活动，如单

8、位的统一、基准和标准的建立、进行量值传递、计量监督管理、测量方法及其手段的研究等。,2.计量与测量的关系,测量发展的客观需要才出现了计量。 测量是计量应用的重要途径。 没有测量，计量将失去价值 为了保证测量结果的准确性，必须定期对仪器进行检定和校准，这个过程就是计量。,计量的任务是确定测量结果的可靠性。 计量是测量的基础和依据。 没有计量，也谈不上测量。 计量和测量相互配合，才能在国民经济各个领域发挥重要作用。,计量工作是国民经济中一项极为重要的技术基础工作，它在工农业生产、科学技术、国防建设以及人民生活等各个方面起着技术保证和技术监督的作用。,115 单位和单位制,根据定义而令系数为1的量称

9、为单位。 单位是表征测量结果的重要组成部分， 又是对两个同类量值进行比较的基础。,英呎feet,1960年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制SI。 1984年2月国务院颁布了中华人民共和国法定计量单位，决定我国法定计量单位以国际单位制为基础。 SI有7个基本单位,国际单位制（SI）的组成 国际单位制基本单位,国际单位制是由国际单位制单位、国际单位制词头和国际单位制的十进倍数单位三部分组成。 国际单位制词头表示使单位增大或缩小的十进倍数。 例：5.410-9s=5.4ns,1.1.6 测量仪表的基本功能 各种测量仪表一般应具有变换、选择、比较和显示四种功能。 1变换功能 指把被测量按一定的规律转变成便于传输或处理的另一种物理量的过程。设被测量为x，经变换后输出量为y，它们之间的函数关系为,2选择功能 在实际的物理系统中，除了有用信号x外，还有许多其它影响因素不同程度影响输出量y，,选择功能是测量仪表的重要功能之一，仪表性能的优劣都与选择功能密切相关。,3比较功能 要确定被测量x对标准量x0的倍数Ax，比较功能是测量仪表必不可少的功能。模拟式仪表中，通常表示成仪表盘的刻度，比较过程由测量者在读数时执行。数字仪表中，首先将被测量转换成数码，然后与仪表内标准脉冲或标准时间进行比较，比较过程