【正文】 K3電－電變換 K2傳感器 變換電路 顯示器0?x0ysyxysx ?xxs電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 72 間接比較方法 （續(xù)） ? 校準(zhǔn)： ? 零位校準(zhǔn) －－－硬件上利用零位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)零；軟件上通過算法程序扣除非零數(shù)值。 3. 以標(biāo)準(zhǔn)量確定儀器變換系數(shù) K 的刻度值，再對未知量進(jìn)行測量。 1. 被測量和標(biāo)準(zhǔn)量不是以原來的參量形式直接比較，而是形成其他量后的比較。 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 。 測量是通過比較來取得一個(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)簡單例子 。 ? 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。 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 ） 。 （ 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。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)。 （ 1）比較 ——用已知量和未知量比較。 ? 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 （ 誤差存在的絕對性 ） 。 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 。 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)別是把感知的語法信息 （ 信號(hào)形式 ） 轉(zhuǎn)換成人們能夠理解的語義信息 。 ? 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 。 ? 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)論層次的語法信息 信息感知主體認(rèn)識(shí)論信息（語法信息）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 ? 測量的第一個(gè)環(huán)節(jié)是信息的感知 。 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。 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。 ? （ 3）具有目的性，因而能夠判斷信息對其目的而言的價(jià)值。這是因?yàn)樽鳛檎J(rèn)識(shí)的主體： ? （ 1）具有感覺的能力，能夠感覺到信息的外在形式。 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。 ? 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。 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 。 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）。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(jí)： ， ， ， ， ， 。 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(hào) ， 沒有單位 。 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 47 測量誤差的表示方法 （續(xù)） （ 2） 修正值 與絕對誤差的絕對值大小相等 ， 但符號(hào)相反的量值 ， 稱為修正值 測量儀器的修正值可以通過上一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的檢定給出 ， 修正值可以是 數(shù)值表格 、曲線 或 函數(shù)表達(dá)式 等形式 。 2. 實(shí)際值 ，上一級(jí)測量儀器或者計(jì)量器具測量所得值。 0Axx ???x x A? ? ? 有大小，又有符號(hào)和量綱 x?電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 46 測量誤差的表示方法 （續(xù)） ? 真值是一個(gè)理想概念，大多數(shù)測量對象真值不可得，一般采用 約定真值 替代。 絕對誤差： 測量誤差的表示方法 測量誤差有 絕對誤差 和 相對誤差 兩種表示方法 。 （ 5） 測量對象變化誤差： 測量過程中由于測量對象變化而使得測量值不準(zhǔn)確 ， 如引起動(dòng)態(tài)誤差等 。 （ 3） 理論誤差和方法誤差： 由于測量原理 、 近似公式 、 測量方法不合理而造成的誤差 。 Axx ???電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 44 測量誤差的來源 （ 1） 儀器誤差： 由于測量儀器及其附件的設(shè)計(jì) 、 制造 、 檢定等不完善 ， 以及儀器使用過程中老化 、 磨損 、 疲勞等因素而使儀器帶有的誤差 。 ? 真值 : 在一定的時(shí)間和空間環(huán)境條件下，被測量 本身所具有的真實(shí)數(shù)值。 而目前 銫原子鐘 的計(jì)時(shí)精確度在三百萬年內(nèi)也不超過 1秒 。 ? 從現(xiàn)代科學(xué)的觀點(diǎn)來看 ， 最好的基準(zhǔn)是 原子基準(zhǔn) 。 1． 2． 3 基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn) （續(xù)） 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 40 測量基準(zhǔn)的權(quán)威性和相對性 ? 基準(zhǔn)的理論定義最嚴(yán)格 、 制作工藝技術(shù)最先進(jìn) 。 （ 7） 量值的傳遞： 指一個(gè)物理量單位通過各級(jí)基準(zhǔn) 、 標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的輔助手段準(zhǔn)確地傳遞到日常工作中所使用的 測量儀器 、 量具 ， 以保證 量值統(tǒng)一 的全過程 。 一般 要求計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確度為被檢者的 1/3到 1/10。 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 38 1． 2． 3 基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn) （續(xù)） （ 4） 比對： 在規(guī)定條件下 ， 對 相同準(zhǔn)確度等級(jí) 的同類基準(zhǔn) 、 標(biāo)準(zhǔn)或工作計(jì)量器之間的量值進(jìn)行比較 ， 其目的是考核量值的一致性 。 （ 2） 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具： 準(zhǔn)確度低于計(jì)量基準(zhǔn) ， 用于檢定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或工作計(jì)量器具的計(jì)量器具 。 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 37 1． 2． 3 基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn) （續(xù)） （ 1） 計(jì)量器具： 凡是能用以直接或間接測出被測對象量值的量具 、 計(jì)量儀器和計(jì)量裝置都統(tǒng)稱為 計(jì)量器具 。 ? 通過這些標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)常性地對日常工作儀器進(jìn)行檢定 ， 確定其量值的精確度大小 。 ? 計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確度等級(jí)在工作基準(zhǔn)之下 ， 工作計(jì)量器具之上 。 ? (2)二級(jí)基準(zhǔn) ， 又稱副基準(zhǔn) ? 副基準(zhǔn)的量值精度由主基準(zhǔn)確定 ， 用以代替主基準(zhǔn)向下傳遞或代替主基準(zhǔn)參加國際比對 ? (3)三級(jí)基準(zhǔn) ， 又稱工作基準(zhǔn) ? 工作基準(zhǔn)用來直接向下屬標(biāo)準(zhǔn)量具進(jìn)行 量值傳遞 ， 用以檢定下屬計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)量具的精確度 。 ? (1)一級(jí)基準(zhǔn) ， 又稱主基準(zhǔn)和國家基準(zhǔn) ? 具有最高水平的基準(zhǔn) 。 ? 國際單位制 詞頭 表示使單位增大或縮小的十進(jìn)倍數(shù) 。 ? SI有 7個(gè)基本單位 ? 我國另選定了 16個(gè)非國際單位制單位。 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 32 1． 2． 2 單位和單位制 （續(xù)） ? 1960年第十一屆國際計(jì)量大會(huì)上正式通過國際單位制 SI。 ? 導(dǎo)出單位： 根據(jù)一些定義、定律或者其他函數(shù)關(guān)系推導(dǎo)、派生出來的各種導(dǎo)出量值。 ? 美國火星氣候探測器（ 1998年）： 1999年 9月 23日： 1998年 12月美國發(fā)射的火星氣候探測器與地面失去聯(lián)系。秒）？ 這樣計(jì)算出的沖量值只是實(shí)際值的 22%。馬丁公司：英制單位（牛 探測器有可能在火星的大氣中被 “ 火葬 ” ， 甚至墜毀在火星表面上 1999年 9月 30日的調(diào)查報(bào)告： 造成飛行高度太低的原因 竟然 是公制和英制的轉(zhuǎn)換問題 。 光頻標(biāo) ,原子噴泉：激光吸收鎖頻，激光冷卻與原子囚禁誤差可達(dá) 1015 長度單位－米基準(zhǔn)： 光在真空中 1/299 792 458 s的時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)過的距離。 秒 second： ?根據(jù)地球圍繞太陽的轉(zhuǎn)動(dòng)周期而確定的時(shí)間單位。 ” （ 俗稱光波米 ） 千克 kilogram：鉑銥合金制造的千克原器 ?根據(jù) 1立方分米的水在其密度最大時(shí)的溫度下的質(zhì)量。 ?1960年： 86Kr在真空中發(fā)射出的橙黃色光波長的 。 尺 ＝ …… 古典階段：身體 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 27 計(jì)量單位 ? 器具 與 現(xiàn)象 －計(jì)量學(xué)的開始 米 metre： 1875年 5月 20日 “ 國際米制公約 ” ?1790年：巴黎會(huì)議約定：通過巴黎的子午線的四千萬分之一 。 碼 yard（ yd＝ 3 ft＝ cm） 12世紀(jì)：英國亨利一世的鼻尖到前伸手臂時(shí)中指尖的距離。 英尺 foot（ ft＝ 12 inch＝ m） 9世紀(jì)：英國查理曼大帝的腳板的長度。 計(jì)量：實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動(dòng) 統(tǒng)一度量衡 （ 前 221年～前 216年 ） 書同文、車同軌，統(tǒng)一幣制 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 26 計(jì)量單位 ? 權(quán)勢人物 英寸 inch （ in＝ cm）（荷蘭語中 inch 為大拇指） 10世紀(jì)：英王埃德加大拇指的第一個(gè)指節(jié)的長度。 1 丈＝ 10 尺＝ 100 寸。 ? 單位是表征測量結(jié)果的重要組成部分 ， 又是對兩個(gè)同類量值進(jìn)行比較的基礎(chǔ) 。 ? 計(jì)量工作是國民經(jīng)濟(jì)中一項(xiàng)極為重要的技術(shù)基礎(chǔ)工作，它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)以及人民生活等各個(gè)方面起著技術(shù)保證和技術(shù)監(jiān)督的作用。 ?沒有計(jì)量，也談不上測量。 ?計(jì)量的任務(wù)是確定測量結(jié)果的可靠性。 ?測量是計(jì)量應(yīng)用的重要途徑。 ? 計(jì)量包含了為達(dá)到統(tǒng)一和準(zhǔn)確一致所進(jìn)行的全部活動(dòng) ， 如單位的統(tǒng)一 、 基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的建立 、 進(jìn)行量值傳遞 、 計(jì)量監(jiān)督管理 、 測量方法及其手段的研究等 。 ? 計(jì)量是利用技術(shù)和法制手段實(shí)現(xiàn) 單位統(tǒng)一 和 量值準(zhǔn)確可靠 的測量 。 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 22 1． 2 計(jì)量的基本概念 計(jì)量的定義和意義 為使在不同地方 、 用不同的手段測量同一被測量時(shí) ， 所得結(jié)果一致 ， 就要求統(tǒng)一的單位 、 基準(zhǔn) 、 標(biāo)準(zhǔn)和測量器具 。 ? 檢測 ? 檢測包括檢驗(yàn)和測量，檢驗(yàn)屬于分級(jí)測量，檢查被測參量值是否處于在某一范圍內(nèi)。 ? I組 ——高精度計(jì)量用儀器 ? II組 ——通用儀器 ? III組 ——野外、機(jī)載等儀器 電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)微電子方向 2022/3/13 21 測試與檢測 ? 測試 ? 測試是測量和試驗(yàn)的總稱，包括定量的測量和定性的試驗(yàn)。 ? II組： 一般的環(huán)境條件 ， 溫度－ 10～ +40oC， 相對濕度 80%（ 在 40oC上 ） ，允許一般的振動(dòng)和沖擊 。