【正文】 22/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 68 減少誤差的復(fù)合式比較 （續(xù)） ? ? 通過(guò)交換被測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)量的位置，從前后兩次換位測(cè)量結(jié)果的處理中，削弱或消除系統(tǒng)誤差。 直讀式電壓表 2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 58 基于比例變換的間接比較法 （續(xù)） （ 2） 實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu) 由于 故： 式中 K 1 K 3K 2xu2u3 yu1y1y2y3信源點(diǎn) 信宿點(diǎn) )( 111 uxKy ?? )( 2122 uyKy ?? )( 3233 uyKyy ???3 2 1 1 2 3{ [ ( ) ] }y K K K x u u u K x u? ? ? ? ? ?1 2 3K K K K? 3211 2 3uuuuK K K? ? ?2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 59 基于比例變換的間接比較法 （續(xù)） ? （ 2）間接比較方法 ： ? 步驟為①校準(zhǔn) ②測(cè)量 （a ) 測(cè)零點(diǎn)值非電－電變換 K1主體電－非電變換 K3電－電變換 K2傳感器 變換電路 顯示器（b ) 測(cè)標(biāo)準(zhǔn)量非電－電變換 K1主體電－非電變換 K3電－電變換 K2傳感器 變換電路 顯示器（c ) 測(cè)未知量非電－電變換 K1主體電－非電變換 K3電－電變換 K2傳感器 變換電路 顯示器0?x0ysyxysx ?xxs2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 60 基于差值示零的直接比較法 : 被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量直接進(jìn)行比較 ① 需要一個(gè)具有 比較功能的電路 ， 要求比較的范圍寬 、靈敏度和分辨力高； ② 需要一個(gè) 與被測(cè)量同類的可變標(biāo)準(zhǔn)量 參與比較 ， 要求標(biāo)準(zhǔn)量準(zhǔn)確且可細(xì)微調(diào)節(jié) 。 電壓增益的測(cè)得值為 誤差為 用對(duì)數(shù)表示為增益測(cè)得值的分貝值 分貝誤差 oxiVAV?2 0 l g ( )xxG A d B?2 0 l g ( 1 )dB AA? ???AAA x ???2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 55 測(cè)量誤差的表示方法 （續(xù)） 2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 56 測(cè)量的間接比較與直接比較原理 y 1 y 2 y電量變換（測(cè)量電路） 信宿點(diǎn)非電逆變換（顯示器）被測(cè)量 x信源點(diǎn)非電變換（傳感器）y 1 =f 1 (x)2 2 1()y f y? 32 ()y f y?? 測(cè)量最基本的原理是比較，比較是認(rèn)識(shí)和區(qū)別被測(cè)對(duì)象的一種重要方法。 0100%xA? ???2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 50 測(cè)量誤差的表示方法 （續(xù)） 實(shí)際相對(duì)誤差： 用實(shí)際值 A代替真值 A0 示值相對(duì)誤差： 用測(cè)量值 X 代替實(shí)際值 A 100%A xA? ???100%x xx? ???2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 51 測(cè)量誤差的表示方法 （續(xù)） ? （ 2） 滿度相對(duì)誤差 （ 引用相對(duì)誤差 ） ? 用測(cè)量?jī)x器在一個(gè)量程范圍內(nèi)出現(xiàn)的最大絕對(duì)誤差與該量程值 （ 上限值－下限值 ） 之比來(lái)表示的相對(duì)誤差 ，稱為滿度相對(duì)誤差 （ 或稱引用相對(duì)誤差 ） 100%mmmxx????0mx||mx??||mx??AxAmxA??儀表各量程內(nèi)絕對(duì)誤差的 最大值 m mmxx?? ? ?2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 52 測(cè)量誤差的表示方法 （續(xù)） ? 電工儀表就是按引用誤差 之值進(jìn)行分級(jí)的。 ? ? （ 1） 定義 ： 由測(cè)量所得到的被測(cè)量值與其真值之差 ，稱為絕對(duì)誤差 0Axx ???x x A? ? ??實(shí)際應(yīng)用中常用實(shí)際值 A（高一級(jí)以上的測(cè)量?jī)x器或計(jì)量器具測(cè)量所得之值）來(lái)代替真值。 ? （ 3） 理論誤差和方法誤差： 由于測(cè)量原理 、 近似公式 、測(cè)量方法不合理而造成的誤差 。 ? 真值 : 在一定的時(shí)間和空間環(huán)境條件下，被測(cè)量本身所具有的真實(shí)數(shù)值。 ? 從現(xiàn)代科學(xué)的觀點(diǎn)來(lái)看 ， 最好的基準(zhǔn)是原子基準(zhǔn) 。 ? （ 6） 校準(zhǔn)： 校準(zhǔn)是指被校的計(jì)量器具與高一等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)相比較 ， 以確定被校計(jì)量器具的示值誤差 （ 有時(shí)也包括確定被校器具的其他計(jì)量性能 ） 的全部工作 。 ? （ 3） 工作計(jì)量器具： 工作崗位上使用 ， 不用于進(jìn)行量值傳遞 ， 而是直接用來(lái)測(cè)量被測(cè)對(duì)象量值的計(jì)量器具 。 ? 除標(biāo)準(zhǔn)器具外 ， 還有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì) 。 2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 39 1． 2． 3 基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn) （續(xù)） ? 根據(jù)工作基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)出不同等級(jí)的便于經(jīng)常使用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)量具或儀器 ， 簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn) 。 例： = ?2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 38 1． 2． 3 基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn) ? ? 基準(zhǔn)用來(lái)復(fù)現(xiàn)某一基本測(cè)量單位的量值 ， 只用于鑒定各種量具的精度 ， 不直接參加測(cè)量 。 英呎 —— feet 2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 35 1． 2． 2 單位和單位制 （續(xù)） ? 1960年第十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上正式通過(guò)國(guó)際單位制 SI。 ?計(jì)量和測(cè)量相互配合，才能在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。 沒(méi)有測(cè)量，計(jì)量將失去價(jià)值 為了保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須定期對(duì)儀器進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)，這個(gè)過(guò)程就是計(jì)量。 ? 計(jì)量的三個(gè)主要特征是 統(tǒng)一性 、 準(zhǔn)確性和法制性 。 ? III組： 惡劣的環(huán)境條件 ， 溫度－ 40～ +55oC， 相對(duì)濕度 90%（ 在 35oC上 ） ， 允許頻繁的搬動(dòng)和運(yùn)輸中受到較大的沖擊和振動(dòng) 。 ? 抗干擾 、 防噪聲的措施 ， 如接地 、 屏蔽 、 隔離 、濾波等 。 特別是某些測(cè)量器具的量程廣 、 頻段寬 ， 而內(nèi)部的元器件數(shù)目甚多 ， 且對(duì)外界影響相當(dāng)敏感 ， 錯(cuò)綜復(fù)雜的影響量所產(chǎn)生的不良效應(yīng)有時(shí)會(huì)成為測(cè)量的嚴(yán)重問(wèn)題 。 2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 28 測(cè)量的基本要素 （續(xù)） ? ? 測(cè)量環(huán)境是指 測(cè)量過(guò)程中人員、對(duì)象和儀器系統(tǒng)所處空間的一切物理和化學(xué)條件的總和。 2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 26 測(cè)量的基本要素 （續(xù)） 執(zhí)行測(cè)量操作測(cè)試數(shù)據(jù)處理測(cè)量結(jié)果顯示結(jié) 束設(shè)置儀器工作參數(shù)實(shí)施階段被測(cè)對(duì)象設(shè)計(jì)階段測(cè)量任務(wù)要求組建測(cè)量系統(tǒng)需 求 分 析擬定測(cè)量方案現(xiàn)有儀器設(shè)備選用測(cè)量?jī)x器（測(cè)試硬件平臺(tái)）決定測(cè)量技術(shù)（測(cè)試軟件平臺(tái)）完成儀器互連 擬定測(cè)量步驟開(kāi) 始論證階段2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 27 測(cè)量的基本要素 （續(xù)） ? ——信息 ? 廣義的測(cè)量是信息的獲取 ， 信息反映了事物的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及其變化方式 。 2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 23 測(cè)量的基本要素 ? 被測(cè)對(duì)象、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量技術(shù)、測(cè)量人員和測(cè)量環(huán)境 被測(cè)對(duì)象 測(cè)量人員測(cè)試儀器系統(tǒng)信 息 顯 示感知和識(shí)別2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 24 測(cè)量的基本要素 （續(xù)） 對(duì)象屬性影響影響影響測(cè)量策略、算法數(shù)據(jù)狀態(tài)參數(shù)命令被測(cè)信息原理方法被測(cè)對(duì)象儀器系統(tǒng)測(cè)量人員測(cè)量環(huán)境激勵(lì)信號(hào)選擇儀器決定方法圖 13 測(cè)量的基本要素2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 25 測(cè)量的基本要素 （續(xù)） ? ——基本要素之間的互動(dòng)關(guān)系 ? 論證階段 : 測(cè)量的主體（測(cè)量人員）根據(jù)測(cè)試任務(wù)的要求、被測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)、屬性，及現(xiàn)有儀器設(shè)備狀況，擬定合理的測(cè)試方案。 2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 22 測(cè)量的定義 （續(xù)） ? ? 廣義地講，測(cè)量不僅對(duì)被測(cè)的物理量進(jìn)行定量的測(cè)量，而且還包括對(duì)更廣泛的被測(cè)對(duì)象進(jìn)行定性、定位的測(cè)量。 2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 19 測(cè)量的定義 ? ? 測(cè)量是為了 確定被測(cè)對(duì)象的量值 而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程 。 ? 分別從信息獲取的廣義概念和量值比較的狹義概念上，闡述測(cè)量的基本原理； ? 從實(shí)現(xiàn)測(cè)量原理的變換、比較、處理和顯示等環(huán)節(jié)中，闡述電子測(cè)量的基本技術(shù) 。 ? 第六部分 測(cè)量系統(tǒng)集成 ， 闡述組建測(cè)量系統(tǒng)的硬件平臺(tái) 、軟件平臺(tái) 、 總線標(biāo)準(zhǔn) 、 通信技術(shù)等 。 2022/5/25 10 美國(guó)國(guó)家導(dǎo)彈防御計(jì)劃 NMD 測(cè)量技術(shù)的作用和地位 測(cè)量技術(shù)在國(guó)防領(lǐng)域的應(yīng)用 (如雷達(dá)） 5. 衛(wèi)星紅外線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 監(jiān)測(cè)系統(tǒng) : 探測(cè)和發(fā)現(xiàn)敵人導(dǎo)彈的發(fā)射并追蹤導(dǎo)彈的飛行軌道； 攔截器：能識(shí)別真假?gòu)楊^，敵友方 2022/5/25 11 測(cè)量技術(shù)的作用和地位 “阿波羅 10”： 火箭部分 2077個(gè)傳感器 飛船部分 1218個(gè)傳感器， 檢測(cè)參數(shù) 加速度、溫度、壓力、 振動(dòng)、流量、應(yīng)變、 聲學(xué)、 神州飛船： 185臺(tái)（套）儀器裝置 2022/5/25 12 測(cè)量技術(shù)的作用和地位 ? “物化法官 ” ? 檢查產(chǎn)品質(zhì)量 ? 監(jiān)測(cè)環(huán)境污染 ? 識(shí)別指紋假鈔 ? 查服違禁藥物 ? 偵破刑事案件 2022/5/25 13 測(cè)量技術(shù)的作用和地位 …… 教學(xué)實(shí)驗(yàn)、氣象預(yù)報(bào)、大地測(cè)繪、災(zāi)情預(yù)報(bào)、交通指揮、 …… 涵蓋 吃穿用、農(nóng)輕重、海陸空 2022/5/25 14 測(cè)量技術(shù)的作用和地位 ? 科學(xué)研究的先行官 ? 諾貝爾獎(jiǎng)獲得者 R. R. Ernst說(shuō) “ 現(xiàn)代科學(xué)的進(jìn)步越來(lái)越依靠尖端儀器的發(fā)展 ” ? 俄國(guó)化學(xué)家門(mén)捷列夫指出 “ 科學(xué)是從測(cè)量開(kāi)始的 ” ? 近 80年來(lái)，與科學(xué)儀器密切相關(guān)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者達(dá) 38人 2022/5/25 現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù) 15 課程簡(jiǎn)介 ? 第一部分 測(cè)量總論及誤差理論 ， 介紹測(cè)量的基本概念 、技術(shù)方法及系統(tǒng)組成 ， 誤差理論和數(shù)據(jù)處理等 。在發(fā)射 20毫米高爆彈時(shí)，激光測(cè)距儀可將目標(biāo)的距離信息自動(dòng)傳輸至高爆彈的爆炸引信，以便精確的設(shè)定引爆時(shí)間。 ? 第五部分 數(shù)域測(cè)量 ， 介紹數(shù)字系統(tǒng)的基本測(cè)量原理和方法 ， 包括數(shù)字信號(hào)的產(chǎn)生 、 邏輯分析 、 可測(cè)性設(shè)計(jì)及數(shù)字系統(tǒng)測(cè)試的典型實(shí)例 。