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1第一章测量的基础知识


1.1.2 国际计量单位
SI基本单位的定义
• 1开尔文被定义为水的三相点的热力学温度的273.16 分之一(1967年)。 • 1坎德拉被定义为一个在在一定方向上发送频率为 540×1012Hz的单色光辐射的辐射源,在该方向 上的辐射强度为1/683W/sr时的光强(1979年)。 • 1摩尔的定义为一个由确定成份组成的系统,如果它 含有粒子的个数等于碳12原子核的(12/1000)kg质 量中所含原子的个数,则该系统的物质量为一摩尔 (1971年),此处所述的粒子可以是原子、分子、 离子和电子及其组合。
后加以消除。1.3 测量来自差② 随机误差:在对某量进行多次测量的过程中,其测量
误差的大小和符号以不可预知的方式变化着,则称此类 误差为随机误差。 特点:误差的绝对值和符号以不可预定的方式变化着。也没有确定
的规律性,它的出现具有随机性(偶然性)。随机误差就个体而言, 从单次测量结果来看是没有规律的,但就其总体来说,即对一个参 量进行重复测量后就会发现,随机误差服从一定的统计规律。 随机误差主要由温度波动、测量力变化、测量器具传动机构不稳、 视差等各种随机因素造成,虽然无法消除,但只要认真、仔细地分 析产生的原因,还是能减少其对测量结果的影响。 •
1.1.2 国际计量单位
国际单位的基本量和基本单位
1.1.2 国际计量单位
SI基本单位的定义
• 1米被定义为真空中的光在(1/299792458)秒时间内所 经过的距离的长度(1983年)。该标准的复制精度可 达± 10-9 。 • 1千克定义为国际千克原型器的质量(1889年),该国 际千克原型器是保存在法国巴黎塞夫勒博物馆中的一 根铂铱合金圆柱体。其复制精度可达10-9数量级。 • 1秒被定义为铯133原子基态的两个超精细结构能级间 跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间 (1967年)。 • 1安培定义为流经在真空中两根平行且相距1m的无限 长直导线(其圆横截面可忽略不计)上并能在其每米 长导线之间产生0.2×10-6N的电动力的不随时间变化的 电流量(1948年)。
1.3 测量误差
3.根据误差的表示方法
1. 绝对误差:绝对误差=测得值-真值 2. 相对误差:相对误差=误差/真值
相对误差≈误差/测量值 (误差较小时) 3.分贝误差:
分贝误差 20 lg(测量结果 真值)
4. 引用误差
1.3 测量误差
4. 引用误差(表征计量器具的特性)
• 计量器具的绝对误差与引用值之比。引用值一般指 标称范围的最高值或量程。
• 检测器: 是指用于指示某种特定量的存在而不必提供量值
的器具。化学试纸(如PH试纸)就是一种检测器。
1.2 测量方法和测量器具
2. 有关术语
• 示值: 是测量器具指示的被测量的量值。 • 示值误差 : 是测量器具的示值与真值之差。一般来说,
示值误差越小,计量器具的精确度就越高。 • 标称范围:器具对应的被测量示值的范围。例如:温度计 起点示值:-30°C,终点示值20 °C 。标称范围-30 °C ~20 °C。 • 量程:标称范围的上下限之差的模。(上例中?) • 测量范围:在测量器具的误差处于允许极限内的情况下, 测量器具所能测量的被测量值的范围。(与准确度等级有关) • 准确度等级:用来表示测量器具测量准确度的等级或级别
1.1.2 国际计量单位
4、倍数单位和分数单位
由SI词头与SI单位进行组合得到的。 国际单位制中规定的词头有16个,其中比较常用的有兆
(符号M,因数106)、千(符号K,因数103)、分(符号d, 因数)、厘(符号c,因数)、毫(符号m,因数)等。
SI词头和SI单位构成一个新单位:
倍数单位:新单位比原SI单位大整数倍; 分数单位:新单位是原SI单位的分数倍。 例如:米(m)是SI单位,千米(Km)是米的倍数单位,而毫 米(mm)是米的分数单位
1.1.1 量和量纲
2. 量纲 :可以理解为量的一种属性,量是根据 量纲来定性区别的。
七个基本量(国际单位制(SI)中) :
长度、质量、时间、温度、电流、发光强度、物质的量 基本量的量纲:L(长度)、 M(质量) 、T(时间)、θ (热力学温度)、I(电流)、N(物质的量)、J(发光强度)
其它量纲:基本量的幂的乘积表达式来表示。
器具的参数
第一章 测试技术基础知识
1.3 测量误差
– – – – 1.3.1测量误差的含义 1.3.2测量误差的分类 1.3.3测量结果的可信程度 1.3.4测量误差的传递
1.3 测量误差
1.3测量误差 1.3.1误差定义:测量结果减去被测量的真值,简称误差,即:
x
所谓的“真值”,指在一定条件下,被测量客观存在的实际值 。
1.1.1 量和量纲
1.量 量:指现象、物体或物质可定性区别和定量区别的 一种属性。 相同量,才可以比较 分类: 基本量和导出量 基本量和导出量 :
基本量是相互独立的量; 导出量可以由基本量按一定函数关系来定义 七个基本量(国际单位制(SI)中) :
长度、质量、时间、温度、电流、发光强度、物质的量
•引用误差用于评价某些测量仪器的准确度高低,电测仪表按 引用误差的大小分为若干准确度等级。 •国际规定电测仪表的精度等级指数 a 分为0.1,0.2,0.5, 1.0,1.5,2.5,5.0共七个等级,符合某一个等级 a 的仪表, 说明该仪表在整个测量范围内、各示值点的引用误差均不超 过 a %,即 r m≤a%
1.1.3 基准和标准
基准:是复现和保存计量单位的计量器具,具有现代科学技术
所能达到的最高准确度的计量器具。
千克:1千克定义为国际千克原型 器的质量(1889年),该国际千克原型器是保存在法国巴黎塞夫勒博物馆中的一根铂 铱合金圆柱体。
分类:按用途和准确度
• 国家基准:最高计量特性;统一全国量值的最高依据 • 副基准: • 工作基准(为了避免重复使用上述二种基准。)
例2.1 用标称范围0~150V的0.5级电压表测量,经更高等级标准电 压表校准,在示值为100.0V时,测得实际电压(相对真值)为99.1V, 问该电压表是否合格? 解: 引用误差=(100.0-99.1)/150=0.6% 0.5级电压表允许的引用误差为0.5%,因0.6%>0.5%,所以该电压表不合格。 最大引用误差:仪表量程内出现的最大绝对误差与量程的比值.
1.3 测量误差
1.3.2 测量误差分类:
–1.按误差的统计特征 –2.误差产生原因 –3.根据误差的表示方法
1.3 测量误差
• 1.3.2 测量误差分类:
• 1.按误差的统计特征可以分为
–系统误差 –随机误差 –粗大误差 • ①系统误差:在对同一被测量进行多次测量时,如果测量
误差按一定的规律变化或保持为一个常数,这种误差称为系 统误差。 • 特点:系统误差的数值大小和正负在测量过程中恒定不变, 或按一定规律变化。需要对系统误差进行修正。 • 如度盘偏心的误差。系统误差大部分能通过修正值或找出其变化规律
直接比较测量法是将被测量直接和已知的同种量进行比较, 从而得到被测量的量值。如等臂天平测物体质量 ; 替代比较测量法是利用仪器把原始形态的被测量转换成与 之保持已知函数关系的另一种量的测量,如用水银温度计 测量温度
1.2 测量方法
1.2.1测量方法分类
3. 接触测量和非接触测量:是否和被测物体产生

1.2 测量方法和测量器具
1.2.2 测量器具及有关术语 1.测量装置分类
• 传感器: 是指能感受规定的被测量,并按一定的规律将
被测量转换成可用输出信号的器具。
• 测量变换器: 是指能提供与输入量有给定关系的输出量
的测量器具。 • 当测量变换器的输入量为被测量时,该测量变换器就是传感 器。因此,传感器属于测量变换器,是测量系统中第一级的 测量变换器。当传感器的输出量为规定的标准信号时,它就 被称为变送器。
标准 计量标准:用于检定较低等级计量标准或工作计量
器具的计量器具。 计量器具。 指通过与国家基准或副基准比对或校准来确定其量值,用 以检定计量标准的计量器具
工作计量器具:用于现场测量而不用于检定工作的
第一章 测试技术基础知识
1.2 测量方法和测量器具
– 1.2.1测量方法 – 1.2.2 测量器具及有关术语
第1章 测试技术基础
1.1 量的基本概念
1.1.1 量与量纲 1.1.2 国际单位制 1.1.3 基准、标准和量值的传递
1.2 测量方法和测量器具 1.3 测量误差 1.4 测量结果的表达方式
1.1 测量标准
制定标准的必要性: • 各国在商业及其它涉及公众利益的范围内都制定有 法定计量学的规定条例,这些条例涉及法定计量学 的三大范畴: –确定单位和单位制; –确定国家施加影响的范围(测量仪表的校准义 务,官方监督职能和校准能力); –实施校准和官方监督。 • 目的: – 保证正当竞争 ; – 保护公民免遭不公平对待或由不正确计量结果所 带来的损害; – 保护消费者利益。
• 由SI单位(包括SI基本单位、SI辅助单位、SI导出单位)、 •SI词条; •SI单位的倍数单位和分数单位组成
1.1.2 国际单位制
SI 单位:
1. 基本单位:七个基本单位分别赋于七个
基本量,经协议规定认为是彼此独立的
2.辅助单位:弧度、球面度 3.导出单位:基本单位和辅助单位以相乘
或相除的形式所构成的单位。如速度的单 位为米每秒
1.3 测量误差
③ 粗大误差(疏失误差 ): 粗大误差是明显歪曲测
量结果的误差,指那些误差数值特别大,超出在规定条 件下预计的误差。
如读数错误、温度的突然大幅度变动、记录错误等。该误差可根据 误差理论,按一定规则予以剔除。
1.3 测量误差
2.误差产生原因来分:
• (1) 器具误差 是由测量器具本身存在的缺陷而产生的测量误 差。它与测量器具的工作原理、结构设计、制造、安装调整 等因素有关。 • (2) 方法误差 是由于测量方法不完善而引起的测量误差。例 如,在采用间接测量方法进行测量时使用了近似的数学模型, 比如说用直线代替弧线。 • (3) 调整误差 是由于测量前未能将测量器具和被测对象调整 到正确位置和状态所引起的测量误差。例如,被测量为零时 而测量器具的示值却偏离零位的误差即零位误差,就属于调 整误差。 • (4) 观测误差 是由于测量过程中观测者主观判断不当所引起 的测量误差。 • (5) 环境误差 是由于测量过程中环境状态变化所引起的测量 误差。
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