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1、第一章測量系統(tǒng)概論及誤差分析簡介掌握測試系統(tǒng)的基本組成；儀器儀表的主要性能參數(shù)；誤差的分類及處理方法；直接測量及間接測量中隨機誤差和系統(tǒng)誤差的計算方法。主要內(nèi)容11.1測量系統(tǒng)概述一、測試的意義測試技術(shù)是實驗科學的一部分，主要研究各種物理量的測量原理和測量信號分析處理方法。測試技術(shù)是進行各種科學實驗研究和生產(chǎn)過程參數(shù)測量必不可少的手段，起著人的感官的作用。熱工測試是指溫度、濕度、壓力、流量、煙氣成分等參數(shù)的測試2（1）過程監(jiān)測：對過程參數(shù)的監(jiān)測。（2）過程控制：為生產(chǎn)過程的自動控制提供依據(jù)。（3）試驗分析與
2、系統(tǒng)辨識：解決科學上的和過程上的問題，一般需要綜合運用理論和實驗的方法。測量技術(shù)應用于實驗分析，是測量技術(shù)的一個典型應用。二、測試的應用1.1測量系統(tǒng)概述3三、測試的概念測量的定義：就是用實驗的方法，把被測量與同性質(zhì)的標準量進行比較，確定兩者的比值，從而得到被測量的量值。使測量結(jié)果有意義的要求：用來進行比較的標準量應該是國際上或國家所公認的，且性能穩(wěn)定。進行比較所用的方法和儀表必須經(jīng)過驗證。1.1測量系統(tǒng)概述4測量的基本方程式：X=aU式中，X——被測量；U——標準量（即選用的測量單位）；a——被測量與標準
3、量的數(shù)字比值。1.1測量系統(tǒng)概述5測量方法就是實現(xiàn)被測量與標準量比較的方法。測量方法的分類（按測量結(jié)果產(chǎn)生的方式分）：（1）直接測量法：使被測量直接與選用的標準量進行比較，或者預先標定好了的測量儀表進行測量，從而直接求得被測量數(shù)值的測量方法。（2）間接測量法：通過直接測量與被測量有某種確定函數(shù)關(guān)系的其它各個變量，然后將所測得的數(shù)值代入函數(shù)關(guān)系進行計算，從而求得被測量數(shù)值的方法。1.1測量系統(tǒng)概述6（3）組合測量法：測量中使各個未知量以不同的組合形式出現(xiàn)（或改變測量條件以獲得這種不同組合），根據(jù)直接測量或間接
4、測量所獲得的數(shù)據(jù)，通過解聯(lián)立方程組以求得未知量的數(shù)值，這類測量稱為組合測量。1.1測量系統(tǒng)概述7測量方法的其它分類方式：按不同的測量條件分：等精度測量與非等精度測量按被測量在測量過程中的狀態(tài)不同分：靜態(tài)測量與動態(tài)測量1.1測量系統(tǒng)概述8四、測量系統(tǒng)的組成簡單的測試系統(tǒng)可以只有一個模塊，如玻璃管溫度計。它直接將溫度變化轉(zhuǎn)化成液面示值。沒有電量轉(zhuǎn)換和分析電路，很簡單，但精度底，無法實現(xiàn)測量自動化。為提高測量精度和自動化程度，以便于和其它環(huán)節(jié)一起構(gòu)成自動化裝置，通常先將被測物理量轉(zhuǎn)換為電量，再對電信號進行處理和輸
5、出。如圖所示的聲級計。1.1測量系統(tǒng)概述9一般說來，測試系統(tǒng)由傳感器、中間變換裝置和顯示記錄裝置三部分組成。1.1測量系統(tǒng)概述101、傳感器（敏感元件）它是測量系統(tǒng)直接與被測對象發(fā)生聯(lián)系的部分。理想敏感元件應滿足的要求：敏感元件輸入與輸出之間應該有穩(wěn)定的單值函數(shù)關(guān)系。敏感元件應該只對被測量的變化敏感，而對其它一切可能的輸入信號不敏感。在測量過程中，敏感元件應該不干擾或盡量少干擾被測介質(zhì)的狀態(tài)。1.1測量系統(tǒng)概述11鼠標:光電位移傳感器攝象頭:CCD傳感器聲位筆:超聲波傳感器麥克風:電容傳聲器聲卡:A/D卡+
6、D/A卡軟驅(qū):速度,位置伺服1.1測量系統(tǒng)概述122、變換器（變送器）它是傳感器和顯示裝置中間的部分，它是將傳感器輸出的信號變換成顯示裝置易于接收的部件。對變換器的要求：性能穩(wěn)定，精確度高，使信息損失最小。1.1測量系統(tǒng)概述133、顯示裝置它是測量系統(tǒng)直接與觀測者發(fā)生聯(lián)系的部分顯示裝置的基本形式：模擬式顯示元件數(shù)字式顯示元件屏幕式顯示元件1.1測量系統(tǒng)概述14五、測量儀表的主要性能1．量程范圍儀表能夠測量的最大輸入量與最小輸入量之間的范圍稱作儀表的量程范圍，簡稱量程。在數(shù)值上等于儀表上限值與下限值的代數(shù)差之
7、絕對值。問：某溫度計測量的最低溫度為-20℃，最高溫度為100℃，它的量程是多少？120℃1.1測量系統(tǒng)概述152.精度(精確度）指測量值與真值符合的程度，常用滿量程時儀表所允許的最大相對誤差的百分數(shù)來表示：據(jù)此分為:I級標準表：0.01、0.02、0.05級；II級儀表：0.1、0.2、0.5級工業(yè)用儀表：1、1.5、2.5、4級。1.1測量系統(tǒng)概述163．靈敏度在穩(wěn)定情況下，儀表輸出變化量△L與引起此變化的輸入量的變化量△Xb之比值，定義為儀表的靈敏度。用S表示，即式中，S——儀表靈敏度△L、△Xb——
8、分別為輸出與輸入變化量問：某測量范圍是0～100MPa的壓力表，其滿量程時指針轉(zhuǎn)角為270度，它的靈敏度是多少？2.7度/MPa1.1測量系統(tǒng)概述174.分辨率：儀表能夠檢測出被測量最小變化的能力。5.穩(wěn)定性：儀表的穩(wěn)定性是指在規(guī)定的工作條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，儀表性能的穩(wěn)定程度。它用觀測時間內(nèi)的誤差來表示。6.重復性：通常表示為在同一測量條件下，對同一數(shù)值的被測量進行重復測量時，測量結(jié)果的一致程度。1.1測量系統(tǒng)
