【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 修正值可以是 數(shù)值表格 、曲線 或 函數(shù)表達(dá)式 等形式 。 被測(cè)量的實(shí)際值 xAxC ?????CxA ??電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 48 測(cè)量誤差的表示方法 （續(xù)） ? 一個(gè)量的準(zhǔn)確程度，不僅與它的絕對(duì)誤差的大小，而且與這個(gè)量本身的大小有關(guān)。 例：測(cè)量足球場(chǎng)的長(zhǎng)度和北京到上海的距離 ， 若絕對(duì)誤差都為 1米 ， 測(cè)量的準(zhǔn)確程度是否相同 ？ （ 1） 相對(duì)真誤差 、 實(shí)際相對(duì)誤差 、 示值相對(duì)誤差 相對(duì)誤差：絕對(duì)誤差與被測(cè)量的真值之比 相對(duì)誤差是兩個(gè)有相同量綱的量的比值 ， 只有大小和符號(hào) ， 沒(méi)有單位 。 0100%xA? ???電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 49 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? ???電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 50 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?? ? ?電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 51 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。是儀表在工作條件下不應(yīng)超過(guò)的最大引用相對(duì)誤差 我國(guó)電工儀表共分七級(jí)： ， ， ， ， ， 。如果儀表為S級(jí)，則說(shuō)明該儀表的最大引用誤差不超過(guò) S% ? 測(cè)量點(diǎn)的最大相對(duì)誤差： ? 在使用這類儀表測(cè)量時(shí) ， 應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)牧砍?， 使示值盡可能接近于滿度值 ， 指針最好能偏轉(zhuǎn)在 不小于滿度值 2/3以上的區(qū)域 。 m?%mx x Sx? ?電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 52 測(cè)量誤差的表示方法 （續(xù)） [例 13] 某待測(cè)電流約為 100mA， 現(xiàn)有 0～ 400mA和 量程為 0～ 100mA的兩個(gè)電流表 ， 問(wèn)用哪一個(gè)電流表測(cè)量較好 ？ 2100% 1 .5 % 1 .5 %100mxx Sx? ? ? ? ?用 0～ 100mA電流表測(cè)量 100mA時(shí)的最大相對(duì)誤差為 1400% 0 . 5 % 2 %100mxx sx? ? ? ? ?解：用 0～ 400mA電流表測(cè) 100mA時(shí)的最大相對(duì)誤差為 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 53 （ 3） 分貝誤差 ——相對(duì)誤差的對(duì)數(shù)表示 分貝誤差是用對(duì)數(shù)形式（分貝數(shù)）表示的一種相對(duì)誤差，單位為分貝（ dB）。 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： 測(cè)量誤差的表示方法 （續(xù)） oxiVAV?2 0 l g ( )xxG A d B?2 0 l g ( 1 )dB AA? ???AAA x ???電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 54 測(cè)量誤差的表示方法 （續(xù)） 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 55 測(cè)量信息的獲取原理 本節(jié)中將主要闡述以下基本問(wèn)題： ① 信息的含義是什么 ？ ② 為什么信息可以被獲取 ？ ③ 信息獲取是怎樣的過(guò)程 ？ ④ 信息獲取過(guò)程中采用了哪些基本方法 ？ ⑤ 這些方法的實(shí)現(xiàn)途徑是什么 ？ ⑥ 信息獲取的限制因素及其克服措施是什么 ？ 測(cè)量是研究獲取被測(cè)對(duì)象 信息的一門(mén)科學(xué) 。 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 56 信息的概念 1． 客體的實(shí)有的信息 —— 客觀信息 ? 某事物客體所具有的信息，是指該客觀存在的事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式 的 自我表述 或 自我顯示 。 ? 客體論的信息是一種客觀的存在 ， 不以主體的存在與否為轉(zhuǎn)移 ， 或者無(wú)論是否被其主體感受到 ， 都絲毫不影響它的 “ 自我表述 ” 或 “ 自我顯示 ” 。 ? 任何事物都具有一定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，同時(shí)處在一定的環(huán)境之中，正是這種內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境兩者綜合作用，決定了事物的具體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和狀態(tài)變化方式。 ? 有時(shí)人們很難了解事物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)狀況 ， 這時(shí)就只能把它看作一個(gè) “ 黑箱 ” ， 并通過(guò)它的外部聯(lián)系 （ 如輸入 /輸出關(guān)系等外部行為 ） 的狀態(tài)及其變化方式來(lái)獲得信息 。 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 57 信息的概念 （續(xù)） 2． 主體認(rèn)識(shí)論的信息 —— 主觀信息 ? 是指主體所感知或表述的關(guān)于該事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式，及有關(guān)的形式、含義和效用。 ? 主體認(rèn)識(shí)論層次的信息的內(nèi)涵比客體論層次信息豐富得多。這是因?yàn)樽鳛檎J(rèn)識(shí)的主體： ? （ 1）具有感覺(jué)的能力，能夠感覺(jué)到信息的外在形式。 ? （ 2）具有理解能力，能夠理解信息的內(nèi)在含義。 ? （ 3）具有目的性，因而能夠判斷信息對(duì)其目的而言的價(jià)值。 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 58 信息的概念 （續(xù)） ——是同時(shí)考慮了事物運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及其變化方式的 外在形式 、 內(nèi)在含義 和 效用價(jià)值 的主體認(rèn)識(shí)論層次信息。 4．實(shí)在信息、先驗(yàn)信息、實(shí)得信息 實(shí)在信息 —— 事物本身所具有的信息。 先驗(yàn)信息 —— 主體在觀察該事物之前已經(jīng)獲得的該事物的信息。 實(shí)得信息 —— 主體在觀察該事物的過(guò)程中實(shí)際獲得的關(guān)于該事物的凈信息。 全信息 語(yǔ)義信息語(yǔ)用信息{語(yǔ)法信息電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 59 信息的感知 1． 感知的基本原理 ? 信息感知的基本機(jī)制在于要有某種組織或器官能夠靈敏地感受到 被測(cè)對(duì)象運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及其變化的方式 。 ? 信息感知，是感知事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及其變化方式，其實(shí)質(zhì)是把客體論層次的信息轉(zhuǎn)換為主體認(rèn)識(shí)論層次的語(yǔ)法信息 信息感知主體認(rèn)識(shí)論信息（語(yǔ)法信息）客體層次的信息（ 信號(hào) ）yx電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 60 信息的感知 2． 感知的基本技術(shù) —— 〉 傳感器與敏感器 ? 測(cè)量的第一個(gè)環(huán)節(jié)是信息的感知 。 ? 傳感器是感知各種非電信息并把非電量轉(zhuǎn)換為電量輸出的器件或裝置 ， 它是非電系統(tǒng)與電系統(tǒng)之間的接口 ， 本質(zhì)上是完成信息載體的轉(zhuǎn)換 。 ? 傳感器根據(jù)轉(zhuǎn)換的效應(yīng)可分為物理型 、 化學(xué)型和生物型三大類 。 例：熱敏電阻把被測(cè)溫度的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化 。 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 61 信息的識(shí)別 1．識(shí)別的基本原理 ? 識(shí)別是把感知的語(yǔ)法信息 （ 信號(hào)形式 ） 轉(zhuǎn)換成人們能夠理解的語(yǔ)義信息 。 ? 識(shí)別 （ 分類 ） 的基本原理是形式特征的比較 。 由于信息的類別不同 ，其形式特征也不相同 ， 因此 ， 理論上信息總是可以分辨 （ 識(shí)別 ） 的 。 ? 識(shí)別的原則是： 相似而認(rèn)同 ， 相異而拒斥 。 ? 由于識(shí)別環(huán)境存在固有干擾 ， 待識(shí)別的信息天然不理想 ， 理論方法不完備和信息類別相似性的表達(dá)不完善 ， 因此 ， 無(wú)論怎樣精巧地設(shè)計(jì)信息識(shí)別系統(tǒng) ， 完全無(wú)差錯(cuò)的識(shí)別是不現(xiàn)實(shí)的 （ 誤差存在的絕對(duì)性 ） 。 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 62 信息的識(shí)別 2． 識(shí)別的基本技術(shù) 為了把語(yǔ)法信息（信號(hào)）轉(zhuǎn)換人們能夠理解的語(yǔ)義信息，須使用信號(hào)的比較、變換、處理和顯示技術(shù)。 （ 1）比較 ——用已知量和未知量比較。 （ 2）變換 ——某些被測(cè)量不便于直接比較，無(wú)法直接觀測(cè)而采用了變換。為了獲得更高的識(shí)別分辨力和精度、更快的速度、更寬的量程而采用變換技術(shù)。 例如，雷達(dá)測(cè)量飛機(jī)的距離，采用了把距離變換成時(shí)間，通過(guò)直接測(cè)量電脈沖來(lái)回傳輸?shù)臅r(shí)間來(lái)測(cè)得距離。 （ 3）信息處理 ——泛指為了各種目的而對(duì)信息所進(jìn)行的變換和加工。 （ 4）顯示原理 ——顯示的基本功能是把人眼不可見(jiàn)的信息轉(zhuǎn)化成為可見(jiàn)的信息 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 63 信息的識(shí)別 （續(xù)） 測(cè)量客體客體信息比較標(biāo)準(zhǔn)處理顯示規(guī)范化信號(hào)語(yǔ)法信息量化信息可見(jiàn)信息信息識(shí)別語(yǔ)義信息處理語(yǔ)用信息測(cè)量人員目標(biāo)信息激勵(lì)傳感語(yǔ)法信息變換信號(hào)信息感知3. 測(cè)量的原理 —— 測(cè)量的信息過(guò)程 測(cè)量客體 信息感知 信息識(shí)別 測(cè)量主體 語(yǔ)法信息 語(yǔ)義信息 語(yǔ)用信息 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 64 信息的識(shí)別 （續(xù)） （ 1）人工處理方式 例：一個(gè)模擬式的交流電壓表的原理框圖 ， 它測(cè)量交流電壓的有效值 。 工作原理是被測(cè)交流電壓經(jīng)峰值檢波器變換成直流電壓 （ ACDC電壓變換 ） ，然后經(jīng)直流電壓放大 （ 幅度變換 ） 和電壓轉(zhuǎn)換為電流輸出 （ 電壓 電流變換 ） ， 去驅(qū)動(dòng)電表指針偏轉(zhuǎn) （ 電壓 指針偏轉(zhuǎn)換變換 ） 。 檢 波放大～u顯示被測(cè)對(duì)象 測(cè)量人員電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 65 信息的識(shí)別 （續(xù)） 溫度壓力流量轉(zhuǎn)速水位傳感器1u 1信號(hào)調(diào)理U 1傳感器2u 2信號(hào)調(diào)理U 2傳感器3u 3信號(hào)調(diào)理U3傳感器4u 4信號(hào)調(diào)理U 4傳感器5u 5信號(hào)調(diào)理U 5多功能切換開(kāi)關(guān)S/HA/D計(jì)算機(jī)數(shù)碼管CRT顯示打印機(jī)繪圖儀輸出設(shè)備數(shù)字I/OD/A模擬信號(hào)輸 出（ 2）自動(dòng)化方式 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 66 信息的識(shí)別 （續(xù)） 目 的知識(shí)庫(kù)理解與分析信息選擇 決 策語(yǔ)法信息 全信息（ 3） 智能化處理 ? 機(jī)器智能 ——人所賦予機(jī)器的一種智能。 ? 智能包含信息、知識(shí)、策略和行為四個(gè)要素，具有獲取有用信息、由信息生成知識(shí)（認(rèn)識(shí)）、由知識(shí)和目的生成策略（決策）以及實(shí)施策略取得效果（施效）等四個(gè)方面的能力。 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 67 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。 測(cè)量是通過(guò)比較來(lái)取得一個(gè)定量的認(rèn)識(shí) 基于比例變換的間接比較法 （ 偏轉(zhuǎn)法 ） （ 1） 三種類型的子變換： ? ?3 2 1[ ( ) ] ( )y f f f x f x??電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 68 基于比例變換的間接比較法 （續(xù)） ? 例：彈簧秤是 偏轉(zhuǎn)法直讀式儀器 的一個(gè)簡(jiǎn)單例子 。 被測(cè)重物放在彈簧秤上 ， 把物體的重量變成彈簧的彈性形變 。 然后 ， 形變帶動(dòng)機(jī)械式儀表的指針成比例的偏轉(zhuǎn) ， 指示出被測(cè)物體的重量 。 直讀式電壓表 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 69 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 2xu 2 u 3 yu 1y 1 y 2 y 3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? 321