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1、第1章測(cè)量的基本知識(shí)測(cè)量的基本概念1.1測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量?jī)x表1.3測(cè)量的基本方法1.21.1測(cè)量的基本概念1.測(cè)量的定義測(cè)量是用實(shí)驗(yàn)的方法，把被測(cè)量與同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，確定被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量的比值，從而得到被測(cè)量的量值。測(cè)量的基本表達(dá)式被測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)量1.1測(cè)量的基本概念有意義的測(cè)量必須滿足以下要求用來(lái)進(jìn)行比較的標(biāo)準(zhǔn)量應(yīng)該是國(guó)際上或國(guó)家所公認(rèn)的，且性能穩(wěn)定；進(jìn)行比較所用的方法和儀器必須經(jīng)過(guò)驗(yàn)證。被測(cè)量：測(cè)量過(guò)程需要檢測(cè)的物理量。按照被測(cè)參數(shù)隨時(shí)間的變化關(guān)系可分為：靜態(tài)參數(shù)、動(dòng)態(tài)參數(shù)。1.2測(cè)量的基本方法1.測(cè)量的基本方法
2、直接測(cè)量、間接測(cè)量和組合測(cè)量直接測(cè)量：將被測(cè)量直接與選用的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較測(cè)量，或用預(yù)先標(biāo)定好的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量，從而直接求得被測(cè)量數(shù)值的方法。間接測(cè)量：利用直接測(cè)量的量與被測(cè)量之間的函數(shù)關(guān)系間接得到被測(cè)量的量值的測(cè)量方法。常在直接測(cè)量不方便，或間接測(cè)量的結(jié)果較直接測(cè)量更為準(zhǔn)確，或缺少直接測(cè)量的儀器時(shí)使用。1.2測(cè)量的基本方法組合測(cè)量：當(dāng)某項(xiàng)測(cè)量結(jié)果需要多個(gè)未知參數(shù)表達(dá)時(shí)，可通過(guò)改變測(cè)量條件進(jìn)行多次測(cè)量，根據(jù)測(cè)量量與未知參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系列出方程組求解，進(jìn)而得到未知量。等精度測(cè)量和非等精度測(cè)量等精度測(cè)量：測(cè)量過(guò)程中，使影
3、響測(cè)量誤差的各因素保持不變，對(duì)同一被測(cè)量值進(jìn)行次數(shù)相同的重復(fù)測(cè)量；非等精度測(cè)量：測(cè)量過(guò)程中，影響測(cè)量誤差的各因素發(fā)生變化。1.2測(cè)量的基本方法接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量接觸測(cè)量：測(cè)量過(guò)程中測(cè)量?jī)x表的某一部分必須接觸被測(cè)對(duì)象（被測(cè)介質(zhì)）非接觸測(cè)量：測(cè)量過(guò)程中，測(cè)量?jī)x表的任何部分不與被測(cè)對(duì)象接觸靜態(tài)測(cè)量和動(dòng)態(tài)測(cè)量靜態(tài)測(cè)量：測(cè)量過(guò)程中，被測(cè)參數(shù)恒定不變；動(dòng)態(tài)測(cè)量：測(cè)量過(guò)程中，被測(cè)參數(shù)隨時(shí)間變化。1.2測(cè)量的基本方法2.測(cè)量方法的選擇原則被測(cè)量本身的特性；所要求的測(cè)量準(zhǔn)確度；測(cè)量環(huán)境；現(xiàn)有的測(cè)量設(shè)備。正確可靠的測(cè)量結(jié)果的獲得，要依
4、據(jù)測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器的正確選擇、正確操作和測(cè)量數(shù)據(jù)的正確處理。傳感器1.3測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量?jī)x表交換器傳輸通道顯示裝置被測(cè)量測(cè)量值測(cè)量系統(tǒng)的組成1.測(cè)量系統(tǒng)的組成測(cè)量系統(tǒng)為實(shí)現(xiàn)一定的測(cè)量目的而將測(cè)量設(shè)備進(jìn)行有效組合而形成的測(cè)量體系1.3測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量?jī)x表2.測(cè)量?jī)x表測(cè)量?jī)x表的基本性能①儀表的量程：指儀表能夠測(cè)量的最大被測(cè)量與最小被測(cè)量之間的范圍。儀表量程的選擇原則：務(wù)必使被測(cè)量的值都落在儀表的量程之內(nèi)，最好落在量程的1/3以上至2/3左右1.3測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量?jī)x表儀表的精度表征測(cè)量某物理量可能達(dá)到的測(cè)定值與真值相符合的程度
5、。儀表的測(cè)量誤差絕對(duì)誤差：相對(duì)誤差：示值真值1.3測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量?jī)x表②儀表的精度儀表的基本誤差?j：儀表測(cè)量中最大示值絕對(duì)誤差?max與儀表量程Lm之比儀表的允許誤差?y：儀表的基本誤差不允許超過(guò)的誤差值。儀表的精度：允許誤差去掉“%”后的數(shù)值，即為儀表的精度。1.3測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量?jī)x表當(dāng)前我國(guó)儀表工業(yè)采用的精度等級(jí)序列：0.005、0.01、0.02、0.04、0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0、5.0。儀表精度等級(jí)的應(yīng)用誤差的整量化原則測(cè)量?jī)x器在同一量程不同示值處的絕對(duì)誤差未必處處相等
6、；在沒(méi)有修正值可利用的情況下，可按最壞情況來(lái)處理，即認(rèn)為儀器在同一量程各處的絕對(duì)誤差處處相等。1.3測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量?jī)x表(1)依儀表精度等級(jí)檢定儀表[例1]：一電壓表2.5級(jí)，上限150V，由檢定實(shí)驗(yàn)記錄知刻度50V處示值誤差最大為4V，問(wèn)此電壓表合格否？(2)合理使用儀表：盡量使儀表工作在滿刻度值2/3左右[例2]：某1.0級(jí)壓力表，滿度值xm=1.0MPa，求測(cè)量值分別為x1=1.00MPa，x2=0.8MPa，x3=0.20MPa時(shí)的絕對(duì)誤差和示值誤差。1.3測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量?jī)x表儀表精度等級(jí)的應(yīng)用(3)正確選用儀表
7、[例3]：要測(cè)量100oC溫度，現(xiàn)有0.5級(jí)，測(cè)量范圍為0~300oC和1.0級(jí)，測(cè)量范圍為0~100oC的兩種溫度計(jì)，試分析各自產(chǎn)生的示值誤差。結(jié)論：在同一量程內(nèi)，測(cè)得值越小，示值相對(duì)誤差越大。測(cè)量中所用儀表的準(zhǔn)確度并不是測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。1.3測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量?jī)x表儀表精度等級(jí)小結(jié)：儀表的精度等級(jí)給出了儀表測(cè)量值的誤差不超過(guò)的界限，即在這誤差限之外出現(xiàn)測(cè)量值的概率幾乎為零。測(cè)量中使用同一精度等級(jí)、量程又相同的儀表所引起的儀表測(cè)量誤差相同，與被測(cè)量大小無(wú)關(guān)；對(duì)于同一精度等級(jí)的儀表，如果量程不同，測(cè)量同一個(gè)量在測(cè)量中所產(chǎn)
8、生的誤差是不同的。量程越大，測(cè)量誤差越大。在滿足量程要求的前提下，應(yīng)盡量選擇量程小的儀表。1.3測(cè)量系統(tǒng)及測(cè)量?jī)x表③儀表的穩(wěn)定性可用穩(wěn)定度和各環(huán)境影響系數(shù)來(lái)表示。穩(wěn)定度指在規(guī)定的時(shí)間、區(qū)間和其他外界條件恒定不變的情況下，儀表示值變化的大小。④儀表的靜態(tài)特性靈敏度：表示測(cè)量?jī)x表對(duì)被測(cè)量變化的敏感程度。定義為測(cè)量?jī)x表指示值增量與引起此變化的被測(cè)量變
