測(cè)量的基本原理ppt課件(參考版)
2025-01-20 17:50本頁面
【正文】 ? 測(cè)量的基本技術(shù)有：變換、比較、處理和顯示 。 ? 測(cè)量是研究信息獲取的科學(xué)，它包括信息的感知和識(shí)別。 ? 計(jì)量是為了保證量值的統(tǒng)一和準(zhǔn)確一致的一種測(cè)量。 電子測(cè)量中的顯示技術(shù) 測(cè)量結(jié)果必須通過顯示器件把各種電信號(hào)轉(zhuǎn)換成人們五官可直接感知的機(jī)械運(yùn)動(dòng)、數(shù)字、文字、圖形、圖像等形式的信號(hào)顯示出來 圖 131 動(dòng)圈式儀表的分度盤示例和內(nèi)部結(jié)構(gòu) (a) 分度盤示例（直流電流表） (b) 動(dòng)圈式儀表的結(jié)構(gòu) 電子測(cè)量中的顯示技術(shù) (續(xù) ) 2） 電光顯示器件 （ 1） 發(fā)光二極管 （ LED） ? 利用正向偏置 PN結(jié)中電子與空穴的幅射復(fù)合發(fā)光 ， 發(fā)射出非相干光 ， 光譜較寬 ， 發(fā)散角大 ， 視角效果好； ? LED的發(fā)光顏色多 、 輝度高 ， LED的單元體積小 ， 電壓低 、驅(qū)動(dòng)電流小 ， 壽命長(zhǎng) 。運(yùn)算功能強(qiáng)、精度高、速度快、靈活性及抗干擾性強(qiáng)。 ? 基于微處理器和微型計(jì)算機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的軟件方式：通過軟件編程，可完成各種數(shù)字與邏輯的運(yùn)算。 ? 計(jì)算公式 ? 第一級(jí)為模擬乘法器 ， 完成被測(cè)電壓的平方運(yùn)算；第二級(jí)為積分器 ， 完成平均運(yùn)算；第三級(jí)為開方器 ， 完成開平方根的運(yùn)算；最后一級(jí)為放大器 ， 按一定比例放大的直流輸出電壓去驅(qū)動(dòng)電表使電表 ， 按被測(cè)電壓的有效值進(jìn)行線性刻度 。例如，在測(cè)量交流電壓的平均值、峰值、有效值時(shí)，需要對(duì)信號(hào)進(jìn)行加、減、乘、除、平方、開方、平均、取絕對(duì)值、峰值等運(yùn)算與處理。 ? 電橋電路具有靈敏度高 、 測(cè)量范圍寬 ， 溫度補(bǔ)償容易實(shí)現(xiàn) ， 測(cè)量電路的零點(diǎn)調(diào)節(jié)方便 。 A/D轉(zhuǎn)換器是基于量化比較的典型部件 。 例如 ， 在一組測(cè)量值中以最大測(cè)量值作參考 ， 得到測(cè)量值以百分?jǐn)?shù)表示 。 ③ 差值比較 —— 利用具有減法運(yùn)算功能的比較電路 ， 取出兩個(gè)未知量之間的間隔大小 （ 差值 ） ， 并對(duì)差值進(jìn)行比較 。 I ~ /V ~ AC/DC 放大或 衰減 A / D B C D / 七段碼 數(shù)碼顯示i ~ 電子測(cè)量中的比較技術(shù) ? 被測(cè)量為 x、標(biāo)準(zhǔn)量為 s、比較電路輸出為 y。 傳感器就是能量變換器 ， 即從非電量變換成電量 /數(shù)和數(shù) /模變換 [例 ] 試以數(shù)字多用表測(cè)量交流電流為例 ， 闡述變換技術(shù)在電子測(cè)量中的應(yīng)用 。 直讀式電壓表 圖 112 偏轉(zhuǎn)法 (間接法 ) 直讀式彈簧稱和直讀式電壓表 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 ?xxs圖 114 間接比較法的過程 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) 。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 。 圖 110 學(xué)習(xí)與決策環(huán)節(jié)的模型 測(cè)量的量值比較原理 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。 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 ） 。 （ 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 各種測(cè)量系統(tǒng)中對(duì)處理功能的需求可能很不同，處理內(nèi)容和復(fù)雜程度差異也很大，處理的方法也可能很不一樣。 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，通過直接測(cè)量電脈沖來回傳輸?shù)臅r(shí)間來測(cè)得距離。 （ 2）變換 —— 某些被測(cè)量不便于直接比較，無法直接觀測(cè)而采用了變換。 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 ，無論怎樣精巧地設(shè)計(jì)信息識(shí)別系統(tǒng) ， 完全無差錯(cuò)的識(shí)別是不現(xiàn)實(shí)的 （ 誤差存在的絕對(duì)性 ） 信息的識(shí)別 2． 識(shí)別的基本技術(shù) 為了把語法信息（信號(hào)）轉(zhuǎn)換人們能夠理解的語義信息，須使用信號(hào)的比較、變換、處理和顯示技術(shù)。 例：熱敏電阻把被測(cè)溫度的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化 。 ? 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 。 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。 ? （ 2）具有理解能力，能夠理解信息的內(nèi)在含義。 ? 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。 ? 但在有時(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 。 ? 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 ” 。 （ 8）
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