new第1-2次讲稿-第一章 测量的基本知识
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新测量误差及精度..
相对误差=绝对误差÷(仪表示值）被测 量的实际值×100％
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相对误差特点
特点
①相对误差只有 大小和符号，是 无量纲，一般用 百分数来表示。
② 相对误差常用来 衡量测量的相对准 确程度。
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对于相同的被测量，用绝对误差评定其测 量精度的高低。但对于不同的被测量，则 应采用相对误差来评定。
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测量技术可分为若干分支，如力学测量、 电学测量、热工测量等。
热工测量是指温度、湿度、压力、流量、 烟气成分等参数的测量。
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2．应用方面
（1）过程监测：对过程参数的监测。 （2）过程控制：为生产过程的自动控制提 供依据。
（3）试验分析与系统辨识：解决科学上 的和过程上的问题，一般需要综合运用理 论和实验的方法。测量技术应用于实验分 析，是测量技术的一个典型应用。
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二、测量方法
测量的定义：就是用实验的方法，把被测 量与同性质的标准量进行比较，确定两者 的比值，从而得到被测量的量值。
使测量结果有意义的要求：
用来进行比较的标准量应该是国际上或国家 所公认的，且性能稳定。
进行比较所用的方法和仪表必须经过验证。
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测量方法就是实现被测量与标准量比较的方法。
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通常在仪表盘的刻度盘上，用一个带圆
圈的数字标明该仪表的精度等级。
如：1.0，就用⑩表示
1.0
精度等级标明了该仪表的最大引用误差 不能超过的界限。如果某仪表为A级精度 ，则表明该仪表的最大引用误差不能超
过A％。在选表和重新定级时应注意。
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第六章
测量器具的主要技术性能指标
示值误差：测量器具的示值与被测量的真值之差。例如 用百分尺测量轴的直径得读数值为31.675mm，而其真值 为31.678mm，则百分尺的示值误差等于31.675－ 31.678=－0.003mm.
显然，测量器具在不同的示值处的示值误差一般是各不 相同的。目前，测量器具的精度大多仍用示值极限误差 来表示测量器具示值误差的界限值。
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第三章
测量方法分类
根据获得测量结果的不同方式可分为： 直接测量和间接测量：从测量器具的读数装置上直接得到 被测量的数值或对标准值的偏差称直接测量。如用游标卡 尺、外径千分尺测量轴径等。
通过测量与被测量有一定函数关系的量，根据已知的函数 关系式求得被测量的测量称为间接测量。如通过测量一圆 弧相应的弓高和弦长而得到其圆弧半径的实际值。
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第二章
测量基准
测量基准是复现和保存计量单位并具有规定计量单位特 性的计量器具。 在几何计量领域内,测量基准可分为长度基准和角度基准 两类。 长度基准：1983年第十七届国际计量大会根据国际计量 委员会的报告,批准了米的新定义：即“一米是光在真空 中在1／299 792 458秒时间间隔内的行程长度”。根据 米的定义建立的国家基准、副基准和工作基准,一般都不 能在生产中直接用于对零件进行测量。为了确保量值的 合理和统一,必须按《国家计量检定系统》的规定,将具 有最高计量特性的国家基准逐级进行传递,直至用于对产 品进行测量的各种测量器具。
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对传感器的要求：⑴输入输出是单值函数。
⑵尽量少பைடு நூலகம்能。
⑶干扰量小，可忽略。
2．中间变换器—将传感器输入的信号转换成可以与 标准量相比较的信号。
如压力表中的杠杆齿轮机构。
独立的变换器称为变送器。 DDZ－Ⅲ型仪表变换输出的标准信号为：DC4~20mA， 气压20~100kPa。
新的国家标准规定电流输出为4～20mA；电压输 出为1～5V(旧国标为0～10mA或0`2V)。4mA对应于零 输入，20mA对应于满度输入。
一、测量误差 —测量结果与被测量的真值之间的差。
与给定的特定量定义一致的值。
量的真值是永远得不到的。一般采用约定真值。它有 下以四种形式： ⑴指定值 在国际温标中，给出了固定点温度的指定值； ⑵最佳估计值 常数委员会给出的物理常量与常数； ⑶约定值 用约定值来定义某一定点，如水的三相点； ⑷参考值 标准仪器、标准量器和标准物质所给出的值。
二、测量精度
用来描述测量值偏离真值的程度，与测量误差的大小
相对应。误差小
精度高；误差大 精度低
随机误差
“精密度”：在一定条件下进行的多
次测量时，所得测量结果彼此之间符合的程度。
系统误差
“正确度”：在规定条件下，在测量
中所有系统误差的综合。
随机误差与系统误差的综合用“精确度”（准确度） 来表示，它表示测量结果与真值之间的一致程度。
原因：…… 系统误差可引入补偿值或规定其最大范围加以修正。 ㈡随机误差
由大量、微小、无规律的随机因素引起的测量误差。
原因：……
始终存在，无法排除和修正。当测量次数足够多时， 服从正态分布规律。 ㈢粗大误差
由于粗心失误，发生读错、记错、算错，或者未达稳 态而误认为是稳态测量所造成的。
第1章--测量的基本概念概要知识讲解
• 1.1.2 单位制和单位 – 为了对同一被测量在不同的时间、地点进行测量，能得 到相同的结果，必须采用公认的而且固定不变的单位。 为了有利于各国之间的科学文化交流，测量单位的确定 和统一是非常重要的。
– 单位制的种类很多，由于国际单位制（代号SI）具有严 格的统一性、突出的简明性与广泛的实用性，是生产、 科研、文教、贸易和人民生活中广泛应用的统一单位。 我国采用国际单位制及其单位。
英呎——feet
英尺（0.3048m）在英文中的本意是“脚”。实际上，一英尺就 是一个成年男子一只脚的长度。由于脚的长度因人而异，在使用 时有必要规定一个标准的脚长。到了16世纪，德国人用了一个非 常简单的方法解决此事。在一个礼拜日，让从教堂里走出来的16 个男子站在一起，然后将其左脚的长度加在一起，除以16，求出 一个平均的脚长。我们现在使用的英尺就这样诞生了。
3．时间单位——秒(s) 我们所说的１秒，其实就是铯-133原子跃迁振荡９１９２６３１７７０周 经历的时间，这是１９６７年１０月召开的第十三届国际计时大会正式定 义的。国际上规定，取１９５８年１月１日世界时零时零分零秒的瞬间作 为原子时的起点。
4.电流强度单位——安[培] (A) 一恒定电流，若保持在处于真空中相距1m的两无限长而截面可以忽略的 平行直导线内，则此两导线之间产生的力在每米长度上等于2×l07N(1948年第9届国际计量大会确定)。 5.热力学温度单位——开[尔文](K) 水的三相点热力学温度的1／273.16(1967年第13届国际计量大会通过)。
第1章--测量的基本概念概要
进度安排
共7次授课
➢ 3月27日 第1章 测量的基本概念
第2章 测量误差及数据处理 （1~5
节）
➢ 4月9日 第2章 测量误差及数据处理 （6~8节）
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测量的基本概念课件
• 迟滞：在正向（被测量增大）和反向（被测量减小）时，输
出曲线不重合的程度。
• e重t 复正性向：和在反满被向量测输程量出输按量出同之平一间均的 方值最 向大作偏多差次全y量FmS程*1实00验%时，所得到
得输出特性曲线的不一致程度。
•
输出最大不重复误差 满量程输出平均值
m y FS
测量结果＝测量数值.测量单位，即： x {x} x0
• L=qu ； L-----被测长度；
•
u-----长度单位；
•
q-----比值
• 例如：某一被测量长度L，与毫米作单位的
（u）进行比较，得到的比值q值为10.5，则
被测长度L=10.5mm.
• 测量的内涵
– ①测量对象：被测客体中的相应的量值信息； (零件的几何量(长度、角度、表面形状和位置 误差、表面粗糙度以及形位误差) ) • 测量目的：从被测对象取得一个定量的认识；
量进行比较，从而确定被测量的量值。
• 即： L=qu
• 式中：L-----被测长度；
•
u-----长度单位；
•
q-----比值
• 1.狭义测量的定义
– 测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。 – 在测量过程中，人们借助专门的设备，把被测对象直接或间接地与
同类已知单位进行比较，取得用数值和单位共同表示的测量结果。
镜就没有细胞学， 没有指南针就没有
航海事业
– 科学的进步和发展离不开测量，
离开测量就不会有真正的科学。
•
– 生产发展离不开测量
农业社会中，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长 度、面积、容积和重量的测量；掌握季节和节候，出 现了原始的时间测量器具，并有了天文测量。
• 迟滞：在正向（被测量增大）和反向（被测量减小）时，输
出曲线不重合的程度。
• e重t 复正性向：和在反满被向量测输程量出输按量出同之平一间均的 方值最 向大作偏多差次全y量FmS程*1实00验%时，所得到
得输出特性曲线的不一致程度。
•
输出最大不重复误差 满量程输出平均值
m y FS
测量结果＝测量数值.测量单位，即： x {x} x0
• L=qu ； L-----被测长度；
•
u-----长度单位；
•
q-----比值
• 例如：某一被测量长度L，与毫米作单位的
（u）进行比较，得到的比值q值为10.5，则
被测长度L=10.5mm.
• 测量的内涵
– ①测量对象：被测客体中的相应的量值信息； (零件的几何量(长度、角度、表面形状和位置 误差、表面粗糙度以及形位误差) ) • 测量目的：从被测对象取得一个定量的认识；
量进行比较，从而确定被测量的量值。
• 即： L=qu
• 式中：L-----被测长度；
•
u-----长度单位；
•
q-----比值
• 1.狭义测量的定义
– 测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。 – 在测量过程中，人们借助专门的设备，把被测对象直接或间接地与
同类已知单位进行比较，取得用数值和单位共同表示的测量结果。
镜就没有细胞学， 没有指南针就没有
航海事业
– 科学的进步和发展离不开测量，
离开测量就不会有真正的科学。
•
– 生产发展离不开测量
农业社会中，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长 度、面积、容积和重量的测量；掌握季节和节候，出 现了原始的时间测量器具，并有了天文测量。
第1章 测量的基本知识讲解
误差的表示
绝对误差 ＝x 或 x x0
相对误差
（1） 实际相对误差 （2） 示值相对误差 （3） 引用相对误差
r＝ 100％＝ x x0 100%
x0
x0
r 100% x x0 100%
x
x
rc
100% A
误差的分类
系统误差 随机误差 粗大误差
[提示：求rj ]
rj
| max
A
|A
100%
4 100% 700 200
0.8%
1.0%
如果将该仪表的rj 去掉百分号，其数值为0.8，由 于国家规定的精度等级中没有0.8 级仪表，而该仪表超
过了0.5 级仪表的允许误差，所以这台仪表的精度等级
应定为1.0 级。
例2：某台测温仪表的测温范围为0 ～1000℃ ， 根据工艺要求，温度指示值的误差不允许超过 ±7 ℃，试问应如何选择仪表的精度等级才能 满足以上要求。
(3)在流量测量中，流体温度、压力偏离设计值造成
的流量误差。 系统误差
(4) 用一块普通万用表测量同一电压，重复测量20次
后所得结果的误差。 随机误差
测量仪表的质量指标
允许误差 精确度 变差 灵敏度 分辨率 线性度 漂移
允许误差
仪表出厂时应保证它的误差不超过某一规 定值，该规定值叫做仪表的允许误差。
举例：水银温度计
显示元件 刻度标尺：高度→温度显示 变换元件 玻璃管：水银的体积膨胀量→高度 感受元件 温包：温度→水银的体积膨胀量
测量仪表的组成
被测对象
可读
信号
传感
变换(传送)