测量的基本知识(培训)

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1、测量的基本知识测量的基本知识第一节第一节 测量的意义和测量方法测量的意义和测量方法 一、测量的意义一、测量的意义 1 1测量的意义：测量的意义： 测量是人类对自然界中客观事物取得数量观测量是人类对自然界中客观事物取得数量观念的一种念的一种认识过程认识过程。在这一过程中，人们借助于。在这一过程中，人们借助于专门工具，通过试验和对试验数据的分析计算，专门工具，通过试验和对试验数据的分析计算，求得被测量的值，获得对于客观事物的求得被测量的值，获得对于客观事物的定量的概定量的概念念和和内在规律内在规律的认识。的认识。 u测量技术可分为若干分支，如测量技术可分为若干分支，如力学测量、力学测量、电学测量、

2、热工测量电学测量、热工测量等。等。u热工测量是指热工测量是指温度、湿度、压力、流量、温度、湿度、压力、流量、烟气成分烟气成分等参数的测量。等参数的测量。二、测量方法二、测量方法u测量的定义：测量的定义：就是用实验的方法，把被就是用实验的方法，把被测量与测量与同性质的标准量同性质的标准量进行比较，确定进行比较，确定两者的比值，从而得到被测量的量值。两者的比值，从而得到被测量的量值。u使测量结果有意义的要求：使测量结果有意义的要求：u用来进行比较的标准量应该是用来进行比较的标准量应该是国际上或国家国际上或国家所公认的所公认的，且，且性能稳定性能稳定。u进行比较所用的方法和仪表必须经过进行比较所用的

3、方法和仪表必须经过验证验证。u测量方法测量方法就是实现被测量与标准量比较的方法。就是实现被测量与标准量比较的方法。u测量方法的分类（按测量结果产生的方式分）：测量方法的分类（按测量结果产生的方式分）： （1）直接测量法：直接测量法：使被测量直接与选用的标准量进行比使被测量直接与选用的标准量进行比较，或者预先标定好了的测量仪表进行测量，从而直接较，或者预先标定好了的测量仪表进行测量，从而直接求得被测量数值的测量方法。求得被测量数值的测量方法。 （2）间接测量法：间接测量法：通过直接测量与被测量有某种确定函通过直接测量与被测量有某种确定函数关系的其它各个变量，然后将所测得的数值代入函数数关系的其它

4、各个变量，然后将所测得的数值代入函数关系进行计算，从而求得被测量数值的方法。关系进行计算，从而求得被测量数值的方法。（3）组合测量法：组合测量法：测量中使各个未知量以不同的组合形测量中使各个未知量以不同的组合形式出现（或改变测量条件以获得这种不同组合），根式出现（或改变测量条件以获得这种不同组合），根据直接测量或间接测量所获得的数据，通过解据直接测量或间接测量所获得的数据，通过解联立方联立方程组程组以求得未知量的数值，这类测量称为组合测量。以求得未知量的数值，这类测量称为组合测量。u问以下测量过程使用了哪种测量方法？问以下测量过程使用了哪种测量方法？用铂电阻温度计测量温度用铂电阻温度计测量温度

5、用水银温度计测量介质温度用水银温度计测量介质温度u测量方法的其它分类方式：测量方法的其它分类方式：u按不同的测量条件分：按不同的测量条件分：等精度等精度测量与测量与非等非等精度精度测量测量u按被测量在测量过程中的状态不同分：按被测量在测量过程中的状态不同分：静静态测量与动态测量态测量与动态测量第二节第二节 测量系统的组成及其功能测量系统的组成及其功能 一、测量系统的组成一、测量系统的组成 测量系统由四个基本环节组成：传感器、测量系统由四个基本环节组成：传感器、变换器或变送器、传输通道和显示装置。变换器或变送器、传输通道和显示装置。传感器变换器传输通道显示装置被测量测量值二、测量环节的功能二、测

6、量环节的功能1、传感器（敏感元件）、传感器（敏感元件）u它是测量系统直接与被测对象发生联系的部分。它是测量系统直接与被测对象发生联系的部分。u理想敏感元件应满足的要求：理想敏感元件应满足的要求：u敏感元件输入与输出之间应该有稳定的单值函数关敏感元件输入与输出之间应该有稳定的单值函数关系。系。u敏感元件应该只对被测量的变化敏感，而对其它一敏感元件应该只对被测量的变化敏感，而对其它一切可能的输入信号不敏感。切可能的输入信号不敏感。u在测量过程中，敏感元件应该不干扰或尽量少干扰在测量过程中，敏感元件应该不干扰或尽量少干扰被测介质的状态。被测介质的状态。2、变换器（变送器）变换器（变送器）u它是传感器

7、和显示装置中间的部分，它是将传它是传感器和显示装置中间的部分，它是将传感器输出的信号变换成显示装置易于接收的部感器输出的信号变换成显示装置易于接收的部件。件。u对变换器的要求：性能稳定，精确度高，使信对变换器的要求：性能稳定，精确度高，使信息损失最小。息损失最小。3、显示装置、显示装置u它是测量系统直接与观测者发生联系的部分它是测量系统直接与观测者发生联系的部分u显示装置的基本形式：显示装置的基本形式：u模拟式显示元件模拟式显示元件u数字式显示元件数字式显示元件u屏幕式显示元件屏幕式显示元件4、传输通道、传输通道u它是仪表各环节间输入、输出信号的连接部分。它是仪表各环节间输入、输出信号的连接部

8、分。u分为电线、光导纤维和管路等。分为电线、光导纤维和管路等。第三节第三节 测量误差与测量精度测量误差与测量精度一、测量误差的概念一、测量误差的概念u测定值与被测量真值之差称为测定值与被测量真值之差称为测量的绝对误差测量的绝对误差，或简称测量误差。或简称测量误差。 = x X0 式中，式中， 测量误差；测量误差； x 测定值（例如仪表指示值）；测定值（例如仪表指示值）； X0 被测量的真值。被测量的真值。u真值一般无法得到，所以用实际值真值一般无法得到，所以用实际值X代替代替X0。二、测量误差的来源二、测量误差的来源1、仪器误差仪器误差它是由于设计、制造、装配、检定等的它是由于设计、制造、装配

9、、检定等的不完善以及仪器使用过程中元器件老化、不完善以及仪器使用过程中元器件老化、机械部件磨损、疲劳等因素而使测量仪机械部件磨损、疲劳等因素而使测量仪器设备带有的误差。器设备带有的误差。减少仪器误差的主要途径是根据具体测减少仪器误差的主要途径是根据具体测量任务，正确地选择测量方法和使用测量任务，正确地选择测量方法和使用测量仪器。量仪器。2、人身误差人身误差它指由于测量者感官的分辨能力、视觉它指由于测量者感官的分辨能力、视觉疲劳、固有习惯等而对测量实验中的现疲劳、固有习惯等而对测量实验中的现象与结果判断不准确而造成的误差。象与结果判断不准确而造成的误差。减少人身误差的途径减少人身误差的途径3、影

10、响误差影响误差它是指各种环境因素与要求条件不一致它是指各种环境因素与要求条件不一致而造成的误差。而造成的误差。主要的影响因素是环境温度、电源电压主要的影响因素是环境温度、电源电压和电磁干扰等。和电磁干扰等。4、方法误差方法误差它是所使用的测量方法不当，或对测量设它是所使用的测量方法不当，或对测量设备操作使用不当，或测量所依据的理论不备操作使用不当，或测量所依据的理论不严格，或对测量计算公式不适当简化等原严格，或对测量计算公式不适当简化等原因而造成的误差，也称理论误差。因而造成的误差，也称理论误差。原则上可通过理论分析和计算或改变测量原则上可通过理论分析和计算或改变测量方法来加以消除或修正。方法

11、来加以消除或修正。三、测量误差的分类三、测量误差的分类1系统误差系统误差u在相同测量条件下，对同一被测量进行多次测在相同测量条件下，对同一被测量进行多次测量，误差的绝对值和符号或者保持不变，或按量，误差的绝对值和符号或者保持不变，或按一定的规律变化，这类误差称为一定的规律变化，这类误差称为系统误差系统误差。u恒值误差恒值误差u变值误差：累进性、周期性、按复杂规律变化变值误差：累进性、周期性、按复杂规律变化恒值恒值累进性累进性按复杂规律变化按复杂规律变化周期性周期性系统误差的特征系统误差的特征 2随机误差随机误差 在相同测量条件下，对同一被测量进行多在相同测量条件下，对同一被测量进行多次测量，由