测量的基本概念
测量检验基础知识培训
第一章：测量的基本概念 第二章：公差与配合基础 第三章：测量技术基础知识
第一章：测量的基本概念 一、专业术语
1. 测量：为确定量值进行的一组操作。 2. 测得值：从测量器具直接得出或经过必要计算得出的量 值。 3. 测量的准确度：测量结果与被测量约定真值的一致程度 4. 测量的重复性：在符合下列条件下，对同一被测量进行 连续测量，其测量结果之间的一致程度。相同测量方法； 同一观测者；同一测量仪器；同一位臵；相同的使用条 件；在短时间间隔内重复。
⑤在线测量和离线测量 在线测量：是指在加工过程中对工件的测量，其测量结 果可用来控制工件的加工过程，决定是否要继续加工 或调整机床，可及时防止废品的产生。 离线测量：是指在加工后对工件进行的测量，主要用来 发现并剔除废品。 ⑥等精度测量和不等精度测量 等精度测量：是指决定测量精度的全部因素或条件都不 变的测量。 不等精度测量：是指在测量过程中，决定测量精度的全 部因素或条件可能完全改变或部分改变的测量。如上 述的测量中，当改变其中之一或几个甚至全部条件或 因素的测量。
11.人员误差：测量人员主观因素和操作技术所引起的误差。 12.环境误差：可随环境变化的测量误差分量 13.方法误差：测量方法不完善所致误差。 14.调整误差：未能将测量器具或被测对象调整到正确位臵 或状态所致误差。 15.读数误差：由于观测者对测量器具不准确读数所致误差。 16.视差：观测者偏离正确观测方向进行读数或瞄准时所致 误差。 17.估读误差：在分度值范围内估读时所致误差。 18.粗大误差：明显超出规定条件下预期的误差。 19.测量器具：是可单独地或与其他装臵一起，用以确定几 何量值的器具。
⑥测量基准与定位方式选择
ห้องสมุดไป่ตู้
测量基准选择 用来测量已加工面尺寸及位臵的基准称测量基准。选择 测量基准应遵守基准统一原则，即设计基准、测量基准、 装配基准、定位基准应统一。如不统一，应遵守下列原 则： （1）在工序检验时，测量基准应与定位基准一致。 （2）在终结检验时，测量基准应与装配基准一致。 定位方式选择 根据被测件的结构形式及几何形状选择定位方式，原则 如下： （1）对平面可用平面或三点支承定位。 （2）对球面可用平面或V形块定位。 （3）对外圆柱面可用V形块或顶尖、三爪定心卡盘定位 （4）对内圆柱面可用心轴或三爪自动定心卡盘定位。
第二章 长度测量基础
千分表是一种高精度的 长度测量工具，广泛用 于测量工件几何形状误 差及相互位置误差。
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•台式投影仪是根据光学 投影放大成像的原理设 计的光学计量仪器。其 适宜于仪表、机械等行 业。可用于检测机械零 件的长度、角度、轮廓 外形和表面形状等。
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万能测长仪主要用于对平行平面状，球状类精密量具 和零件的外形，内孔尺寸的测量.
∴ 组成89.765mm的尺寸，可从83块一套的量块中选出 1.005、1.26、7.5、80mm四块组成。
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§2-3 测量仪器与测量方法的分类
一、 测量仪器（计量器具）及其分类：
定义：是指单独地或连同辅助设备一起用以进行测量的器具。 分类： 1、按显示数据的方式，可分为： ①实物量具：如量块； ②显示式测量仪（带表外径千分尺）； ③极限量规：塞规和卡规 ④测量系统
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塞规
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《T2000》适 于在科研试验 室和工厂计量 室对工件表面 进行测试和分 析。
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2、几何量测量仪器按结构的特点：
游标式测量仪器， 如：游标卡尺、游标深度尺、 游标量角器等； 微动螺旋副式测量仪器， 如：外径千分尺等； 机械式测量仪器， 如：百分表、千分表等； 光学机械式测量仪器， 如投影仪、测长仪等； 气动式测量仪器 电学式测量仪器 光电式测量仪器
（补充概念）：
示值： 测量仪器所给出量的值或测量仪器所显示(或指示)的量值。这 个量值可以是被测量值，也可以是为了用于计算被测量之值的 其它量值。 标称值： 测量仪器上表明其特性或指导其使用的量值 例如：标在标准电阻上的量值100Ω，标在砝码上的量值10g， 标在单刻度量杯上的量值1L，标在量块上的量值100mm。标 称值就是实物量具本身所复现的量值。 对于实物量具而言，示值就是它所标出的值，即标称值 但这二者仍是有区别的，示值是指测量仪器所显示(或指示)的 量值，标称值是指测量仪器上表明其特性或指导其使用的量值， 示值的概念如应用于量具，则量具的标称值就是示值。
测量技术基础
(一)測量技術基礎測量的基本概念測量，就是把被測量與复現計量單位的標準量進行比較，從而確定被測量量值的過程。
按其比較特點，可將測量進一步分為檢驗和測量。
檢驗的特點是：只能確定被測量是否要規定的极限範圍之內(即合格性判斷)，而不能得出被測量的具體數值；測量的特點是：測量結果為被測量的具體數值(以測量單位的倍數或分數表示)。
測量過程包括四要素：被測對象、測量單位、測量方法和測量精度等。
測量方法是指測量時所採用的方法、計量器具和測量條件的綜合。
測量精度是指測量結果與其真值的一致程度。
任何測量過程都不可避免地存在測量誤差，但是，只要誤差足夠小，就可以認為測量結果是可靠的。
呎寸傳遞是指標準長度與被測長度之間的聯系關系。
按基準概念，呎寸傳遞關係可表示為：國際基準國家基準工作基準工作器具被測零件。
第一節常用量具及儀器一、量塊和极限量規量塊有時稱塊規，多制成長方體，量塊有兩個非常光潔且平面度很高的平行平面，這是它的測量面，上測量面中點到下測量面的垂直距離是量塊的工作呎寸。
极量規(通止規) 用來判斷零件的加工誤差是否在极限範圍之內。
它分別按被測實際呎寸的兩個极限呎寸制造。
按最大實體呎寸製造的稱為通端；按最小實體呎寸製造的稱為止端。
測量時分別使用通端和止端，能被通端通過又不能被止端通過的被測呎寸才是合格的呎寸。
二、游標尺和千分尺(1).游標尺按其用途可分為三類：游標卡、游標深度尺和游標高度尺。
(2).千分尺常用的有：外徑千分尺、內徑千分尺和深度千分尺。
三、百分表和千分表百分表和千分表的結構相類似，只是分度值不同。
前者為0.01mm，后者為0.001mm和0.002mm。
四、万能精度密量儀万能精密量儀包括万能測長儀、工具顯微鏡、投影儀和光學分度頭等。
第二節測量方法測量方法是指測量時所采用的測量原理、測量器具和測量條件的總和。
在實際工作中，往往單純從獲得結果的方式來理解測量方法，它可按不同特征分類。
一、按獲得結果的方式分類(1).直接測量－被測幾何量的數值直接由計量器具讀出。
测量基本概念与方法
最佳值（最优概值）：工程中n（测量次数
）的数值不可能无穷大，所得的结果只是真
值的近似。
X x1 x2 x3 n
n
xn
xi
i 1
n
四、测量仪表的特性
• 仪表特性：包括静态特性和动态特性
• 准确度等级
– 根据测量仪表准确度大小所划分的等级和范围 – 引用误差 – 基本误差 – 允许误差
• 稳定度 • 灵敏度和灵敏阈 • 线性度和变差 • 温度误差
动态特性
• 动态特性：仪表对随时间变化的被测参 数的响应特性
– 输出量随时间的变化曲线与被测参数随同一 时间变化的曲线一致或比较接近
– 阶跃响应：仪表在输入阶跃信号时，输出信 号能否立即跟随输入信号变化的能力
接触法、非接触法
接触式 非接触式
静态和动态
静态：被测对象处于稳定状态下的测量 动态：被测对象处于不稳定状态下的测量
直接测量和间接测量
直接测量：无需对被测量与其它实测的量进 行辅助计算而直接得到的被测量的值
间接测量：直接测量的量与被测量之间有已 知函数关系，而得到的被测量的值。
二、测量系统
• 测量系统：为完成测量任务而组合在一 起的总体
测量与误差
一、测量的基本概念与测量方法
• 测量：从客观事物中提取有关信息 的认识过程，经整理后成为数据。
• 三要素：比值、单位、误差 X 0 ax aX：0：测被量测单量位的真值 x：二者的比值
测量方法
• 按测量和被测量的差值大小
– 非零法：弹簧压力表 – 零位法：天平 – 微差法：测量压力的U形管
高中物理测量
高中物理测量物理是一门研究物质、能量及其相互关系和规律的自然科学。
而在高中物理学习中，测量是一个非常重要的环节。
通过测量，我们可以获取实验数据，验证理论模型，加深对物理规律的理解。
在物理实验中，测量不仅要求准确度高，还需要考虑实验的可靠性和误差的控制。
下面将就高中物理测量进行探讨。
一、测量的基本概念测量是科学研究的基础工作之一，是用尺度或比例将态势、数量、性质等抽象的概念转化为数字，以便进行分析和研究。
在实际操作中，测量不仅仅是量出一个数字，更重要的是考虑可靠性和准确度。
高中物理中的测量涉及到长度、时间、质量、温度等多个方面，因此测量的方法和仪器也各不相同。
在实验中，最基本的测量涉及到长度的测量。
长度的测量通常采用尺子、卷尺等工具，确保读数准确。
在测量过程中，需要确保测量工具的零点对准，并尽可能减小人为误差。
二、实验中常用的仪器高中物理实验中，常用的测量仪器有卷尺、螺旋测微器、量筒、天平、光栅等。
这些仪器能够满足不同范围、不同精度的测量需求。
比如在测量长度时，使用卷尺或螺旋测微器可以满足日常学习的需求；而在测量小质量时，使用天平能够更准确地获得数据。
另外，在物理实验中，温度、压强等物理量的测量也十分重要。
这时就需要使用温度计、压力计等专门的仪器来进行测量。
不同的物理量需要使用不同的仪器，以确保数据的准确性和可靠性。
三、误差的分析和控制在物理测量中，误差是不可避免的。
误差分为系统误差和随机误差两种。
系统误差是由测量仪器、环境等种种因素引起的，比如仪器刻度不准确、温度变化等；而随机误差则是测量过程中的偶然性因素造成的。
在实验中，我们需要通过合理设计实验，重复测量取平均值等方法，尽可能减小误差的影响。
此外，在物理测量中，还需要考虑仪器的精度、灵敏度等因素。
选择适当的仪器和测量方法对于实验结果的准确性至关重要。
我们应该根据实际需要，选择合适的仪器和方法，以确保测量结果的可靠性。
总之，高中物理测量是物理学习中的重要一环，通过测量实验可以加深对物理规律的理解，提高实践能力。
测量技术 基础
第二节 计量器具与测量方法
• ８.回程误差 • 回程误差是在相同条件下. 仪器正反行程在同一点被测量示值之差的
绝对值. 产生回程误差的主要原因是仪器有关零件之间存在间隙和摩 擦. • ９. 不确定度 • 不确定度是指由于测量误差的存在而对被测几何量的量值不能肯定的 程度. • １０. 修正值 • 为消除系统误差. 直接加到测量结果上的值. 称为修正值. 修正值的大 小等于未修正测量结果的绝对误差. 但正负号相反.
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第二节 计量器具与测量方法
• ２.量规 • 量规是一种没有刻度的. 用以检验零件尺寸、形状、相互位置的专用
检验工具. 它只能判断零件是否合格. 而不能测得被测零件的具体尺寸. 如光滑极限量规、螺纹量规等. 如图２ －６ 所示. • ３. 量仪 • 量仪即计量仪器. 通常是指具有传动放大系统的、能将被测量的量值 转换成可直接观察的指示值或等效信息的计量器具. 按工作原理和结 构特征. 量仪可分为机械式、电动式、光学式、气动式. 以及它们的组 合形式———光机电一体的现代量仪.
第二章 测量技术基础
• 第一节 测量的基本知识 • 第二节 计量器具与测量方法 • 第三节 测量误差和数据处理
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第一节 测量的基本知识
• 一、测量的概念 • 所谓测量. 就是把被测量与具有计量单位的标准量进行比较. 从而确定
被测量的量值的实验过程. 设被测量为Ｌ. 计量单位为Ｅ. 则它们的比 值为: ｑ ＝ Ｌ / Ｅ. 因此. 被测量的量值可用公式表示为:
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第二节 计量器具与测量方法
• 一、计量器具的分类 • 计量器具(又称测量器具) 是指用于测量的工具和仪器. 可分为量具、
量规、量仪(测量仪器) 和计量装置等四类. • １. 量具 • 量具通常是指结构比较简单、没有传动放大系统的测量工具. 包括单
第5讲：几何量测量基础
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几何量测量的有关知识
一、测量的基本概念 二、量值传递 三、量块的有关知识 四、计量器具及其技术指标 五、测量方法及分类
一、测量的基本概念
1、测量的定义
ห้องสมุดไป่ตู้狭义上：
测量
指将被测量与作为测量单位的标准 量进行比较，从而确定被测量量值 的实验过程。
测量的基本概念
广义上
2） 按测量结果的读数值不同分类
（1） 绝对测量 从测量器具上直接得到被测参数的整个量 值的测量。例如用游标卡尺测量零件轴径值。 （2） 相对测量 将被测量和与其量值只有微小差别的同一种 已知量（一般为测量标准量）相比较，得到被测量与已知 量的相对偏差。例如比较仪用量块调零后，测量轴的直 径，比较仪的示值就是量块与轴径的量值之差。 相对测量时，对仪器示值范围的要求比较小，因而能提高仪 器的测量精度。若已知量（标准量）与被测量的材质相同 时，因偏离标准温度（20℃）及测量力对测量结果的影响， 要比绝对测量法小得多。
（10）不确定度 不确定度是指由于测量误差的存在而对 被测几何量量值不能肯定的程度。直接反 映测量结果的置信度
五、测量方法及其分类
测量方法是指测量时所采用的测量原理、测量器具 和测量条件的总和。 1） 按所测得的量（参数）是否为欲测之量分类
（1） 直接测量 从测量器具的读数装置上得到欲测 之量的数值或对标准值的偏差。例如用游标 卡尺测量外圆直径，比较仪测量长度尺寸等。 （2） 间接测量 先测出与欲测之量有一定函数关系 的相关量，然后按相应的函数关系式，求得欲测 之量的测量结果。例如用“弦高法”测量大尺寸 圆柱体的直径
6） 按被测工件在测量时所处状态分类 （1） 静态测量 测量时被测件表面与测量器具测头 处于静止状态。例如用外径千分尺测量轴径等。 （2） 动态测量 测量时被测零件表面与测量器具测 头处于相对运动状态，或测量过程是模拟零件在 工作或加工时的运动状态，它能反映生产过程中 被测参数的变化过程。例如用电动轮廓仪测量表 面粗糙度等。
测量基本知识
70× ％＝0.7℃ 解：由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差为：|△max|＝70×1％＝0.7℃ 由题意可知，被测温度的允许最大绝对误差为： 100×0.5％＝ ℃ 测量范围为0 100℃的仪表的最大允许绝对误差为： 测量范围为0～100℃的仪表的最大允许绝对误差为：|△max|1＝100×0.5％＝0.5℃ ％＝0.5 200×0.5％＝ ℃ 测量范围为0 200℃的仪表的最大允许绝对误差为： 测量范围为0～200℃的仪表的最大允许绝对误差为：|△max|2＝200×0.5％＝1.0℃ ％＝1.0
8
对于仪器系统误差可以采用一些方法避免：
特定的测量应当选择适当的仪器； 特定的测量应当选择适当的仪器； 确定仪器误差的大小后应用修正系数； 确定仪器误差的大小后应用修正系数； 用一个标准仪器对仪器进行校准。 用一个标准仪器对仪器进行校准。 （2）、特点 ）、特点 ）、 具有一定的规律性。 具有一定的规律性。 ）、种类 （3）、种类： ）、种类： 恒值系差 变值系差 周期性 累进性
δ=
±0.5 *100% = ±1.25% 40 − 0
因此该流量计必须选择1.0级的流量计 因此该流量计必须选择1.0级的流量计 结论： 结论： 工艺要求的允许误差 ≥ 仪表的允许误差 ≥ 校验所得到的相对百分误差
18
例3：某被测温度信号在70～80℃范围内变化，工艺要求测量误差不超过±1％，现有 某被测温度信号在70～80℃范围内变化，工艺要求测量误差不超过± ％，现有 两台温度测量仪表，精度等级均为0.5级 其中一台仪表的测量范围是0 100℃ 两台温度测量仪表，精度等级均为0.5级，其中一台仪表的测量范围是0～100℃， 另一台仪表的测量范围是0 200℃ 试问这两台仪表能否满足上述测量要求。 另一台仪表的测量范围是0～200℃，试问这两台仪表能否满足上述测量要求。
基本测量方法
提高工作效率
通过准确的测量，可以减 少重复和浪费，提高工作 效率。
保证产品质量
在制造业中，准确的测量 可以确保产品的质量和性 能。
促进科学进步
科学研究中的精确测量有 助于推动科学知识的进步 和发展。
02 测量的基本概念
测量的定义
测量是一种通过比较来确定的量值大小的过程。它涉及到使用测量工具、测量方 法和测量单位，将待测量的量与标准量进行比较，从而确定待测量的大小。
测量数据的处理和分析
数据清洗
去除异常值、缺失值和重复值，确保数据质量。
统计分析
运用适当的统计分析方法对测量数据进行处理， 提取有意义的信息。
结果解读与报告
根据分析结果，得出结论并提出建议，以供决策 参考。
05 测量的应用
在科学研究中的应用
物理测量
在物理学研究中，测量 是获取实验数据的重要手段，如长度、时 间、质量、温度等物理量的测量。
机械零件尺寸测量
机械零件的尺寸精度和公 差要求很高，通过测量可 以确保零件的制造符合设 计要求。
电路板测量
在电子工程中，测量用于 确定电路板上的元件位置、 间距和尺寸，以确保电路 的正常工作。
在生产制造中的应用
质量控制
生产过程中，测量用于检测产品 的尺寸、重量、外观等参数，以 确保产品质量符合标准。
测量的过程包括确定测量对象、选择测量方法、使用测量工具、进行测量和记录 测量结果等步骤。
测量的单位和标准
测量单位是用来表示测量结果的量值单位，它是衡量事物量值的基准。国际单位制（SI）是国际通用的测 量单位制，包括长度、质量、时间、电流、热力学温度、物质的量和发光强度等七个基本单位。
测量标准是指经国际协议或国家官方认可的标准量值或单位量值，作为衡量事物量值的依据。测量标 准可以是实物量具、标准物质或测量仪器，也可以是某些特定的实验条件。
第3章 测量技术基础
46.725 = 1.005＋1.22＋4.5＋40
3.3 计量器具与测量方法
3.3.1 计量器具的分类 (P62-63) 1．标准量具 2．通用计量器具 3．专用计量器具 4．计量装置
量具类是通用的有刻度的或无刻度的一系列单值和多 值的量块和量具等，如长度量块、90°角尺、角度量 块、线纹尺、游标卡尺、千分尺等。 量规是没有刻度且专用的计量器具。可用以检验零 件要素实际尺寸和形位误差的综合结果。 计量仪器(简称量仪)是能将被测几何量的量值转换成 可直接观测的示值或等效信息的一类计量器具。 计量装置是指为确定被测几何量量值所必需的计量器 具和辅助设备的总体。它能够测量同一工件上较多的 几何量和形状比较复杂的工件，有助于实现检测自动 化或半自动化。如齿轮综合精度检查仪、发动机缸体 孔的几何精度综合测量仪等。
激光干涉测长仪原理图
二、计量器具的技术性能指标
(1) 刻度间距：这是指计量器具的标尺或分度盘上相邻两 刻线中心之间的距离或圆弧长度。考虑人眼观察的方便， 一般应取刻度间距为1～2.5 mm。 (2) 分度值：这指计量器具的标尺或分度盘上每一刻度间 距所代表的量值。一般长度计量器具的分度值有0.1 mm、 0.05 mm、0.02 mm、0.01 mm、0.005 mm、0.002 mm、 0.001mm 等几种。一般来说，分度值越小，则计量器具 的精度就越高。
1960年，光波波长
米定义为：米的长度等于86Kr原子的2p10和5d5 能级之间跃迁所对应的辐射在真空中的波长的 165 0763.73倍。
1983年，新定义
激光技术
米是光在真空中在1/299 792 458 s 的时间间隔内所行进的路程长度。
2.长度基准： 辐射线波长：氦氖激光器 632.8nm 端面量具：量块 刻线量具：线纹尺 角度基准：多面棱体、标准度盘、测角仪、分度头 圆周封闭原则
数学的数学测量
数学的数学测量数学是一门探究数量、结构、空间以及变化的学科，与日常生活息息相关。
在数学中，测量是一种关键的概念，它帮助我们度量和比较物体的大小、距离和形状。
通过测量，我们可以获得准确的数据，从而进行进一步的分析和应用。
一、测量的基本概念测量是指通过比较等单位来确定物体的某个属性的过程。
在数学中，测量可以分为直接测量和间接测量。
直接测量是指通过使用测量工具或仪器直接读取物体属性的值。
例如，使用尺子测量一段线段的长度，使用天平测量一个物体的重量等。
间接测量是指通过其他相关量或物理原理来推导或计算物体的属性。
例如，根据物体的体积和密度来计算其质量，根据角度和三角函数来计算一个物体的高度等。
在测量过程中，我们需要选择合适的单位来量化物体的属性。
单位是一种标准，用于便捷地进行测量和比较。
常用的单位有国际单位制（SI单位）中使用的米、千克和秒等以及其他用于特定场景的单位，如升、度、弧度等。
二、长度的测量长度是一个物体的最基本属性之一，常用尺子或测量仪器进行测量。
在测量长度时，我们需要注意使用合适的单位来表示。
例如，对于较小的长度，我们可以使用毫米、厘米或米为单位。
而对于较大的长度，我们可能需要使用千米或更大的单位。
测量线段长度时，通常将线段的一端对齐尺子或测量仪器的起始位置，然后读取另一端的刻度值。
确保尺子或仪器与线段之间没有间隙，以获得准确的测量结果。
三、面积的测量面积是一个平面图形所占据的空间大小。
在数学中，常用单位平方米（m²）来表示面积。
测量面积的方法因不同的图形而异。
对于规则的图形，例如正方形、矩形或圆形，我们可以使用简单的公式进行计算。
而对于不规则的图形，我们可以使用网格纸或计算机软件来进行测量。
四、体积的测量体积是一个物体所占据的三维空间大小，常用单位为立方米（m³）或升。
在测量体积时，我们通常需要考虑物体的形状和容器的形状。
对于规则的立体图形，例如长方体、正方体或圆柱体，我们可以使用相应的公式进行计算。
测量的基本概念
第一篇测量的基本概念
第一节测量学概念
1.水准面：人们设想将静止的海水面向整个陆地延伸，用形成的封闭闭合曲线代替地球
表面这个静止的水面称为水准面。
2.大地水准面：其中与平均海平面吻合并向大陆，岛屿内延伸而形成的闭和曲面称为大
地水准面。
3.大地体：大地水准面所包围的形体称为大地球体，简称大地体。
4.总地球椭圆：测量中把与大地球体最接近的地球椭球称为总地球椭球。
5.参考椭球：把与某个国家或某个地区大地水准面最为密和的椭球称为参考椭球。
6.上述椭球面称为参考椭球面。
7.参考椭球体的定位：根据一定条件，确定参考椭球体与大地水准体的相对位置所做的
测量工作，称为参考椭球体的定位。
8.天文地理坐标系：天文地理坐标系又称为天文坐标表示地面点在大地水准面上的位置，
它的基准是铅垂线和大地水准面他和天文经度和天文纬度来表示表示地面点在球面上的位置。
9.大地地理坐标系：大地地理坐标系是表示地面点在旋转椭球面上的位置，它的基准是
法线和旋转椭球面，他用大地经度和大地纬度来表示。
10.投影变形：球面上的图形投影到平面上，将会出现差异，这种差异称为投影变形。
11.高程：在一般测量工作中，以大地水准面作为高程基准面，某点沿铅垂线方向到大地
水准面的距离，称为该点的绝对高程，简称高程。
12.高程基准面：通常是在海边设置验潮站，进行长期观测，球的海平面的平均高度作为
高程零点过该点大地水准面作为高程基准面。
13.直线定向：直线定向就是确定直线的水平方向。
一条直线的水平方向使用该直线与标
准方向线之间所夹的水平角来表示。
测量的基本概念
1.2 测量仪表的结构及其基本性能
1.2.1 仪表的基本性能 评价仪表的品质指标是多方面的，作为仪表的基本性能， 主要是衡量仪表测量能力的那些指标，如精确度、稳 定性、测量范围、输入输出特性等。 1.2.1.1 精确度 说明精确度的指标有三个：精密度、准确度和精确度。 • 精密度 精密度表示仪表指示值的分散程度。 • 准确度 准确度是指仪表的指示值（简称示值）偏 离被测量真正值的程度。 • 精确度（简称精度） 精确度是精密度和准确度的 综合反映。
1.4 测量方法
直流电位差计测量原理 电位差计的简化电路见图1-8 。 图中，RP1 调整工作电流用， R N 是标 E 是工作电源电动势， E N 是标准电池电动势， 准电阻， RP2是工作电位器， 其阻值 为 R K ，P是高灵敏度检零仪 表。
图1-8 直流电位差计原理图
直流电位差计测量原理
a0 为零位输出或零 y 为输出信号； – 式中， x 为输入信号； a2 , a3 ,an 为非线性项的 点迁移量； a1 为仪表的灵敏度； 待定系数。
1.3 测量仪表的输入输出特性
1.3.1.2 静态性能指标 表征仪表静态特性的指标有灵敏度、线性度、重复性和 滞环四个指标。 1.灵敏度 灵敏度是指测量仪表在稳态下，输出的变化量 对输入变化量之比，即： （1-10） k dy / dx 它是仪表静态特性曲线上各点的斜率。测量仪表的灵敏 度可分为三种情况： （1）灵敏度为常数； （2）灵敏度随被测量x 的增加而增加； （3）灵敏度随被测量x 的增加而减小；
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1.3 测量仪表的输入输出特性
2.线性度 线性度是指仪表的实际静态特性曲线偏离其理论 拟合直的程度。由下图可见，仪表非线性误差的大小与理 论拟合直线有关，对同一条静态特性曲线，若理论拟合直 线不同，计算所得的非线性误差会差别很大。
测量的基本概念
测量的基本概念
测量是指将一种物理量转换为数字或者其他可比较的标准单位的过程。
测量的基本概念包括：
1. 物理量：指可以定量描述自然现象或者物质特性的性质，例如长度、质量、时间、电流等。
2. 标准单位：指被国际公认、统一采用并具有精确定义的物理量单位，例如米、千克、秒、安培等。
3. 测量结果：指在特定条件下对某一物理量进行测量得到的数值。
4. 误差：指测量结果与真实值之间的差异。
5. 精度：指测量结果的精确程度，可以用误差来描述。
越小的误差表示越高的精度。
6. 准确性：指测量结果与真实值之间的接近程度，可以用偏差来描述。
偏差为零表示结果完全准确。
7. 重复性：指在同样条件下重复进行测量所得的结果的一致性。
8. 可靠性：指测量结果的可信程度和稳定性。
如果实验操作错误或测量仪器损坏，结果会被影响，可靠性就会变差。
大学物理实验1.9 测量的基本概念
测量的基本概念物理实验由物理现象的再现、物理量的测量与数据处理三部分组成。
测量是物理实验的核心，也是实验课的中心内容，物理实验必包含测量。
测量是指用一定的工具或仪器，通过一定的方法，直接或间接地与被测量所进行的比较。
测量的结果由读数和单位构成。
1. 测量的分类在物理实验中会进行各种类型的测量，因此可从不同的角度对测量进行分类。
按获得数据的方法，测量可分为直接测量、间接测量，组合测量三类。
(1) 直接测量。
指可通过仪器、仪表直接读出被测量数值的测量，如米尺测长度，天平称质量、秒表计时间等。
相应的物理量称直接测量量。
直接测量简单、直观，是最基本的测量方式，也是间接测量的基础。
(2) 间接测量。
指依据待测量与直接测量量的函数关系，先测出直接测量量，代入函数关系，计算得出待测量的方式。
例如矩形面积S，是通过对长x，宽y的测量由S = xy得到；物体运动速度v 是通过对距离s、时间t的测定，由v = s/t得出。
(3) 组合测量。
是指为了找出两个量x，y之间在某一区间的函数关系，而在该区间对这两个量进行的逐点测量。
如某元件的伏安特性，是通过在一定范围内，对在不同电压V 下所产生的电流I的测定而得出的。
2. 等精度测量和不等精度测量从测量条件上讲，测量可分为等精度测量和不等精度测量。
等精度测量是指在测量条件相同的情况下进行的一系列测量。
如由同一个人在同一台仪器上，用同样的测量方法，在不变的环境下对被测对象进行的一系列测量。
等精度测量中，每次测量的可靠程度都一样。
在我们大学物理实验中所进行的测量都属于等精度测量。
不等精度测量是指在所进行的一系列测量中，由于测量仪器、测量方法、测量环境、测量人员完全不同或部分不同，使各测量结果的可靠程度不同，这样一组测量称为不等精度测量。
我们将不再讨论这类问题。
3. 测量的精密度、准确度、精确度人们通常用精度反映测量结果与被测量的真实情况的接近程度。
但这里精度仅是个笼统的说法，物理实验中为了表示测量的精度，定义了精密度、准确度和精确度三个概念。
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第一章、测量的基本概念
1、传感器水平的提高 （1）新原理、新材料、新工艺，新功能传感器 光纤传感器、液晶传感器、压敏传感器 （2）新领域、新需求，新型传感器 化学传感器、 微生物传感器、 仿生传感器（代替视觉、 嗅觉、味觉和听觉）以及检测超高温的新型传感器 （3）传感器向高精度小型化一体化和集成化方向发展
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第一章、测量的基本概念
智能电子警察监测系统
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第一章、测量的基本概念
智能电子警察监测系统
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第一章、测量的基本概念
号
智能电子警察监测系统
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第一章、测量的基本概念
作业
1、利用网络或图书馆等手段，查找目前国外、国内的研究所、 高校、工厂、公司等研究和企业单位，在传感器上的技术研究， 产品开发情况。撰写5000字论文。（只要手写） 报告包括： 一、国外情况（传感器） 1、研究所 2、高等学校 3、企业 二、国内情况（传感器） 1、研究所 2、高等学校 3、企业 三、你对本课程教师教学和学生学习的建议
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第一章、测量的基本概念
二、检测技术的作用与意义 1、产品检验和产品质量控制的重要手段 被动检测主动检测（在线检测）质量控制 2、在大型设备安全经济运行中得到广泛应用 故障监测系统动态监测保证设备和人员安全 提高经济效益 3、自动化系统中不可缺少的组成部分 检测获取信息分析判断自动控制 4、检测技术的完善和发展推动着现代科学技术的进步 检测手段水平决定科学研究的深度和广度 理论研究成果离不开必要的检测手段
1、信号检出部分 传感器（Sensor）－信号获取功能器件 （1）输出量为电量或电参数等； （2）输出的电信号一般较微弱； 电压－毫伏级、微伏级；电流－毫安级、纳安级。 （3）输出信号与噪声混杂在一起； 传感器内部噪声，传感器的信噪比小。 （4）传感器的输出特性呈线性或非线性； （5）外界环境的变化会影响传感器的输出特性。
5分钟
30分钟
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第一章、测量的基本概念
课程要求
1.上课认真听讲; 2.每周上交一次作业; 3.认真撰写小论文; 4.完成各种设计课题。
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第一章、测量的基本概念
定义 分类 组成 结构 工作原理 特性 测量电路 应用
传感器教材的特点 思路清晰，条理明确。基础好，易 学。 传感器教学的重点 传感器教学的难点 涉及到很多物理和化学概念，电 路和电子的理论，机械知识等。
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+x x u1 u2 -x
k1
y1 + y
k3
-
k2
y1
差动变换结构
y=k3（y1-y2）=2k3kx y=k3[k1(x+u1)-k2(-x+u2)]=2k3kx+k3k(u1-u2) y= 2k3kx=+Kx
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第一章、测量的基本概念
4、随动跟踪测量 例：高精度电子秤、伺服加速度计、高精度压力 传感器
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《电气测试技术》
任课教师：杨鹏
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第一章、测量的基本概念
复旦大学物理系的倪光炯教授是物理学界著名的学者, 他退休后反思自己的教学经验,有一段话值得我们细读 “我自己挣扎了50 年,才真正懂得了封闭的教学 只能培养出书呆子⋯⋯. 假如现在有同学深入地 与我讨论,在不少情况下,我会回答说‘我不懂’或 ‘我不知道’. 现在我知道,这样的回答比那种把现 有理论讲得天衣无缝,无懈可击的说法要正确得多。
现行模式 教师 理解 知识 指 导 学习 反馈 学生 强化 训练 课后
课堂
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第一章、测量的基本概念
课程要求
1、专业基础课、必修课； 2、理论教学学时48、实验教学学时10； 3、考试课程，考试时间13周； 4、每周交一次作业； 5、实验具体时间另行安排； 6、课堂纪律。
效率h
优先级 最高 时间t 15分钟
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第一章、测量的基本概念
环境监控仪
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第一章、测量的基本概念
汽车发动机的检测
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第一章、测量的基本概念
人造飞船的检测
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第一章、测量的基本概念
飞机的检测与控制
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第一章、测量的基本概念
导弹的检测与控制
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第一章、测量的基本概念
机器人的检测与控制
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ห้องสมุดไป่ตู้
第一章、测量的基本概念
机械手的检测与控制
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第一章、测量的基本概念
隐形飞机的检测与控制
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第一章、测量的基本概念
美国新一代载人航天器的检测与控制
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第一章、测量的基本概念
美国发现号航天飞机的检测与控制
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第一章、测量的基本概念
三、检测系统构成
1 信号检出部分、2 信号变换部分、3分析处理通信接口
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第一章、测量的基本概念
力平衡式荷重测量系统
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第一章、测量的基本概念
5、主动探索与信息反馈型检测
被测对象 传感器 信息处理 检测结果
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第一章、测量的基本概念
五、检测技术的发展趋势 检测技术重要手段科学研究
相关学科：物理、化学、数学、生物学、材料科学等 形成推动实验研究和发展 新的检测理论、方法和技术手段
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第一章、测量的基本概念
2、信号变换部分 变换信号适合于分析和处理的信号 信号调理电路的任务： 阻抗变换－输出阻抗很高时； 信号放大－输出信号微弱时； 噪声抑制－信号淹没在噪声中； 电压/电流（V/I）转换－需要电流输出时； 模拟/数字（A/D）转换－需要输出数字信号时。 信号调理电路的目的： 对传感器的输出量变换成易于处理或放大的量； 消除或抑制传感器输出量中的无用信号； 提高测量、分析的准确度； 简化后续系统的组成。
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第一章、测量的基本概念
3、分析处理部分 计算机系统－强大问题分析能力、复杂系统的实 时控制，实现自动化和智能化。
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第一章、测量的基本概念
4、通信接口与总线部分 功能：管理不同系统之间的数据、状态和控制信 息的传输和交换。 接口：分系统和上位机之间、分系统和分系统之 间交换信息通用标准接口－不同的系统尤其是不同厂 家的产品能够互联。 USB、 IEEE-488、 RS-232（串行）、并行
图形或图像
公式
文字说明
表格
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第一章、测量的基本概念
物理现象
定性分析
定量分析
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第一章、测量的基本概念
提 出 问 题
分 析 问 题
探 讨 解 决 方 法
解 决 问 题
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第一章、测量的基本概念
本章主要内容 一、检测的基本概念 二、检测技术的作用与意义 三、检测系统构成 四、检测方法分类 五、检测技术的发展趋势 六、检测技术的应用
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第一章、测量的基本概念
2、检测系统由模拟式、数字式向智能化方向发展 以计算机为中心的检测系统。复杂对象或系统的 多路、多参数检测；数据存贮、传输、处理或复杂分析 加工；故障诊断。
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第一章、测量的基本概念
六、检测技术的应用 现代传感器既是高科技的结晶，又在高科技中起 举足重轻的作用。如美国‘阿波罗’登月飞行器每个 安装的各种传感器达3200个 .在现代的飞机、汽车、甚 至家用电器也是如此….
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第一章、测量的基本概念
2、偏移法与零位法测量 （1）偏移法：完全从被测量中获得信号转换所需能量。 例：弹簧秤 （2）零位法：不从信号源获得能量的高精度测量。 例：天平称量物体
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第一章、测量的基本概念
3、差动变换型结构 由三个回路组成。设三个组成回路的传递系数为 k1，k2，k3，且k1和k2回路的组成结构要相同。设 k1=k2=k。被测量x以+x和-x分别作用于k1和k2回路，可 得y1=k1x，y2=-k2x。y1和y2在k3回路中作相减，则 y=k3（y1-y2）=2k3kx 若有干扰信号u1和u2分别作用于两个回路中，则： y=k3[k1(x+u1)-k2(-x+u2)]=2k3kx+k3k(u1-u2) 若干扰信号u1=u2，则 y= 2k3kx=+Kx 式中，K=2k3k。 结论：差动变换型结构的灵敏度比较高，k1和k2回路引 进的干扰只要u1= u2，就不会影响输出量y，因此抗干 扰能力较强。