【文章內(nèi)容簡介】 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，不僅與它的絕對誤差的大小，而且與這個(gè)量本身的大小有關(guān)。 例：測量足球場的長度和北京到上海的距離 ， 若絕對誤差都為 1米 ， 測量的準(zhǔn)確程度是否相同 ？ （ 1） 相對真誤差 、 實(shí)際相對誤差 、 示值相對誤差 相對誤差：絕對誤差與被測量的真值之比 相對誤差是兩個(gè)有相同量綱的量的比值 ， 只有大小和符號 ， 沒有單位 。 0100%xA? ???電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 49 測量誤差的表示方法 （續(xù)） 實(shí)際相對誤差： 用實(shí)際值 A代替真值 A0 示值相對誤差： 用測量值 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 測量誤差的表示方法 （續(xù)） （ 2） 滿度相對誤差 （ 引用相對誤差 ） ? 用測量儀器在一個(gè)量程范圍內(nèi)出現(xiàn)的 最大絕對誤差 與 該量程值 （ 上限值－下限值 ） 之比來表示的相對誤差 ， 稱為滿度相對誤差 （ 或稱引用相對誤差 ） 100%mmmxx? ???0mx||mx??||mx??AxAmxA? 儀表各量程內(nèi)絕對誤差的 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)行分級的。是儀表在工作條件下不應(yīng)超過的最大引用相對誤差 我國電工儀表共分七級： ， ， ， ， ， 。如果儀表為S級，則說明該儀表的最大引用誤差不超過 S% ? 測量點(diǎn)的最大相對誤差： ? 在使用這類儀表測量時(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 測量誤差的表示方法 （續(xù)） [例 13] 某待測電流約為 100mA， 現(xiàn)有 0～ 400mA和 量程為 0～ 100mA的兩個(gè)電流表 ， 問用哪一個(gè)電流表測量較好 ？ 2100% 1 .5 % 1 .5 %100mxx Sx? ? ? ? ?用 0～ 100mA電流表測量 100mA時(shí)的最大相對誤差為 1400% 0 . 5 % 2 %100mxx sx? ? ? ? ?解：用 0～ 400mA電流表測 100mA時(shí)的最大相對誤差為 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 ——相對誤差的對數(shù)表示 分貝誤差是用對數(shù)形式（分貝數(shù)）表示的一種相對誤差，單位為分貝（ dB）。 電壓增益的測得值為 ， 誤差為： 用對數(shù)表示為增益測得值的分貝值： 分貝誤差： 測量誤差的表示方法 （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 測量信息的獲取原理 本節(jié)中將主要闡述以下基本問題： 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程 ？ ④ 信息獲取過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 ？ 測量是研究獲取被測對象 信息的一門科學(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)識的主體： ? （ 1）具有感覺的能力，能夠感覺到信息的外在形式。 ? （ 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程中實(shí)際獲得的關(guān)于該事物的凈信息。 全信息 語義信息語用信息{語法信息電子科學(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 被測對象運(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)識論層次的語法信息 信息感知主體認(rèn)識論信息（語法信息）客體層次的信息（ 信號 ）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 信息的識別 1．識別的基本原理 ? 識別是把感知的語法信息 （ 信號形式 ） 轉(zhuǎn)換成人們能夠理解的語義信息 。 ? 識別 （ 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 （ 識別 ） 的 。 ? 識別的原則是： 相似而認(rèn)同 ， 相異而拒斥 。 ? 由于識別環(huán)境存在固有干擾 ， 待識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 ， 無論怎樣精巧地設(shè)計(jì)信息識別系統(tǒng) ， 完全無差錯(cuò)的識別是不現(xiàn)實(shí)的 （ 誤差存在的絕對性 ） 。 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 62 信息的識別 2． 識別的基本技術(shù) 為了把語法信息（信號）轉(zhuǎn)換人們能夠理解的語義信息，須使用信號的比較、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 ——某些被測量不便于直接比較，無法直接觀測而采用了變換。為了獲得更高的識別分辨力和精度、更快的速度、更寬的量程而采用變換技術(shù)。 例如，雷達(dá)測量飛機(jī)的距離，采用了把距離變換成時(shí)間，通過直接測量電脈沖來回傳輸?shù)臅r(shí)間來測得距離。 （ 3）信息處理 ——泛指為了各種目的而對信息所進(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的信息轉(zhuǎn)化成為可見的信息 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 63 信息的識別 （續(xù)） 測量客體客體信息比較標(biāo)準(zhǔn)處理顯示規(guī)范化信號語法信息量化信息可見信息信息識別語義信息處理語用信息測量人員目標(biāo)信息激勵(lì)傳感語法信息變換信號信息感知3. 測量的原理 —— 測量的信息過程 測量客體 信息感知 信息識別 測量主體 語法信息 語義信息 語用信息 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 ， 它測量交流電壓的有效值 。 工作原理是被測交流電壓經(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顯示被測對象 測量人員電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 65 信息的識別 （續(xù)） 溫度壓力流量轉(zhuǎn)速水位傳感器1u 1信號調(diào)理U 1傳感器2u 2信號調(diào)理U 2傳感器3u 3信號調(diào)理U3傳感器4u 4信號調(diào)理U 4傳感器5u 5信號調(diào)理U 5多功能切換開關(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 信息的識別 （續(xù)） 目 的知識庫理解與分析信息選擇 決 策語法信息 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、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（認(rèn)識）、由知識和目的生成策略（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 測量的間接比較與直接比較原理 y 1 y 2 y電量變換（測量電路） 信宿點(diǎn)非電逆變換（顯示器）被測量 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?? 測量最基本的原理是 比較 ，比較是認(rèn)識和區(qū)別被測對象的一種重要方法。 測量是通過比較來取得一個(gè)定量的認(rèn)識 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)簡單例子 。 被測重物放在彈簧秤上 ， 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