第1章 测量的基本原理、测量方法与系统讲解
热工测量及仪表 第1章_测量及测量误差
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：用指针式万用 表的10V量程测量 量程测量 表的 一只1.5V干电池的 干电池的 一只 电压， 电压，示值如图所 示，问：选择该量 程合理吗？ 程合理吗？
用2.5V量程 量程 测量同一只 1.5V干电池的 干电池的 电压， 电压，与上图 比较，问示值 比较， 相对误差哪一 个大？ 个大？
由于仪器、实验条件、环境等因素的限制， 测量不可能无限精确，物理量的测量值与客 观存在的真实值之间总会存在着一定的差异， 这种差异就是测量误差。 测量值与真值之差异称为误差。 误差与错误不同，错误是应该而且可以避免 的，而误差是不可能绝对避免的。
误差——影响因素
1. 人为因素： 由于人为因素所造成的误差，包括误读、误算和 人为因素： 视差等。 2. 量具因素：由于量具因素所造成的误差，包括刻度误差、磨 量具因素： 耗误差及使用前未经校正等因素。刻度分划是否准确，必须 经由较精密的仪器来校正与追溯。量具使用一段时间后会产 生相当程度磨耗，因此必须经校正或送修方能再使用。 3. 力量因素：由于测量时所使用接触力或接触所造成挠曲的误 力量因素： 差。依据虎克定律，测量尺寸时，如果以一定测量力使测轴 与机件接触，则测轴与机件皆会局部或全面产生弹性变形， 为防止此种弹性变形，测轴与机件应用相同材料制成。 4. 测量因素：测量时，因仪器设计或摆置不良等原因所造成的 测量因素： 误差，包括余弦误差、阿贝误差等。
二. 误差的分类
A.按误差的来源分：装置误差、环境误差、 方法误差、人员误差。 B.按对测量误差的掌握程度分：已知误差和 未知误差。 C.按误差的特征规律（性质）分：系统误差、 随机误差、粗大误差。
第1章 电子测量原理
（7）测量环境
测量环境是指测量过程中人员、对象和仪器系统所处空 间的一切物理和化学条件的总和。它包括温度、湿度、重 力场、电磁场、辐射、化学气雾和粉尘，霉菌以及有关电 磁量(工作电流、电压、频率、源阻抗、负载阻抗、地磁 场、雷电等)的数值、范围及其变化。
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电子科技大学
《电子测量原理》
(补充）计量的基本概念
方式多样化，灵活 单位自愿行为
自下而上 可越级溯源 “数据”的准确性
方式单一，不灵活 政府法制行为
自上而下 强调逐级传递 “器具”的准确性
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电子科技大学
《电子测量原理》
• 1．1．2 电子测量的意义
它的优势表现在： （1）具有极快的速度
（2）具有极精细的分辨能力和很宽的作用范围
（3）极有利于信息传递 （4）极为灵活的变换技术，有利于信息的获取 （5）巨大的信息处理能力
1．1．1 测量的基本概念
• 3．测量的组成
（2）测量过程——基本要素之间的互动关系
测量过程是测量的主体(测量人员)获取测量客体(被测对 象)的量值信息的过程。 具体的整个过程如下图所示：
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《电子测量原理》
1．1．1 测量的基本概念
开 始 被测对象 论 证 阶 段 测量任务要求 现有仪器设备
（2）离开测量就不会有真正的科学
5
电子科技大学
《电子测量原理》
1．1．1 测量的基本概念
• 1 ．测量的意义（续）
（3）在现代化的工业生产中，处处离不开测量
测量是精细加工的基础，没有测量也就没有现代化的制 造业。 生产水平越是高度发达，测量的规模就越大，需要的测 量技术与仪器也越先进。 （4）在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量 比如航空航天领域，医学生物领域，农业、气象、环境、 勘探等各学科
什么是测量的基本工作原理
什么是测量的基本工作原理
测量的基本工作原理是通过对待测物理量与已知物理量之间的关系进行比较，从而确定待测物理量的大小。
测量的基本工作原理包括以下几个方面：
1. 直接测量法：直接通过使用适当的测量仪器和设备来获取待测物理量的数值。
例如，使用尺子来测量长度、使用温度计测量温度等。
2. 组合测量法：将待测物理量转换为已知物理量的等效量，通过对等效量的测量来推导出待测物理量的数值。
例如，使用浮子来测量液位，通过测量浮子的位置来得到液位高度的信息。
3. 比较测量法：将待测物理量与已知物理量进行比较，通过观察两者之间的差异来确定待测物理量的大小。
例如，使用天平来测量质量，通过比较待测物体和已知质量的重量来得知其质量的大小。
4. 间接测量法：通过测量与待测物理量相关的其他物理量，间接推导出待测物理量的数值。
例如，使用光谱仪测量物质的吸收光谱，通过吸收光的强度得出物质的浓度。
综上所述，测量的基本工作原理是通过比较已知和待测物理量之间的关系来确定待测物理量的数值。
不同的测量方法和原理在不同的应用领域和测量需求下得到了广泛的应用。
测量工作基本原理
测量工作基本原理
测量工作的基本原理是通过采集和分析数据来获取有关物理量或特定属性的信息。
测量过程中需要遵循以下基本原理：
1. 准确性：测量结果应该尽可能接近被测量对象的真实值，避免误差的引入。
要提高测量的准确性，需要选择合适的测量仪器和方法，并进行校准和调整。
2. 精确性：测量结果应具有一定的稳定性和可重复性，以保证结果的精确性。
测量时应注意消除随机误差的影响，对重复测量结果进行统计分析。
3. 可追溯性：测量结果应该可以追溯到国际或国家标准，以验证结果的可靠性。
在实际测量中，可以通过建立标准样品和使用已知标准进行校准来确保结果的可追溯性。
4. 不确定度：测量结果通常会存在一定的不确定度，即结果的误差范围。
在测量时需要对不确定度进行评估和控制，以提供合理的测量结果和结论。
5. 常用测量方法：测量工作中常用的方法包括直接测量、间接测量、电气测量、光学测量、力学测量等。
根据被测量对象和要求选择合适的测量方法。
总之，测量工作的基本原理是通过准确、精确的测量方法获取可靠的测量结果，提供科学依据和技术支持。
第1章测量的基本概念
二、测量方法
测量方法：获得测量值的方法。
根据不同的分类标准，可包括 1. 直接测量法和间接测量法（被测 值获取方式不 同)
直接测量法:用测量仪器直接得到被测量。（直 尺测量长度,压力表测压力,玻璃温度计测温度）
间接测量法：通过直接测量其它变量，再按函数关系计 算求得被测量数值的方法（过热蒸汽的质量流量：测得 的是过热蒸汽的温度、压力和标准节流装置的差压信号 信号，计算后得到流量）
(s) k1k2
E(s) s k1k2k3
静态时：
1e
k3
特点：1)含有负反馈 2) 仪表传递函数与反馈环节有关， 因此k3要求高，k1, k2性能可降低 故闭环精度较高
五、仪表的主要性能指标
质量指标包括：计量性能、操作性能、可靠性、经济 性
1. 可靠性指标
有效性(MTBF) ＝
2. 偏差测量法、微差测量法、零差测量法
零差测量法：使已知量和被测量的差值为零， 这时偏差测量仅起检零作用，已知量即为测量 值。 隐含： (1)已知量是连续可调的，随时可通过 调节得 到被测量。 (2)已知量可容易的准确测量
（用电位差计测量热电偶产生的 热电势。）
3. 静态测量法和动态测量法（测量过程中的 状态）
输出信号必须随被测量变化
输出信号只能随被测量变化 输出信号与被测量之间必须是单值函数，最好是 线性关系
三、热工仪表的组成
1. 感受件
3) 分类： 温度感受件，压力感受件（按被测参数） 能量转换型(热电偶);能量控制型(热电阻)（输出
信号能量的主要来源） 模拟式和准数字式（输出信号的形式）
1-被测对象； 2-传感器；3-变换器； 4-显示装置；5-传送 通道
大地测量学第一章绪论
六、大地测量学的发展简史
第一阶段：地球圆球阶段，从远古至17世纪，人们 用天文方法得到地面上同一子午线上两点的纬度 差，用大地法得到对应的子午圈弧长，从而推得 地球半径（弧度测量 ）。
公元前3世纪，亚历山大学者埃拉托色尼进行了弧度测量， 估算出地球半径（与现代值大约差100km）
用这种方法解决地球大小问题分为两种测量：
物理大地测量标志性成就：
2) 重力位函数的提出：为了确定重力与地球形状的关系， 法国的勒让德提出了位函数的概念。所谓位函数，即是 有这种性质的函数：在一个参考坐标系中，引力位对被 吸引点三个坐标方向的一阶导数,等于引力在该方向上 的分力。研究地球形状可借助于研究等位面。因此，位 函数把地球形状和重力场紧密地联系在一起。
5q
q 2a 1
2
当 90时 ,可 得 重 力 扁 率 :p ee
e
288
q为赤道上的离心力与赤道上重力加速度之比，α为椭球扁率
①同一水准面上的重力值随纬度变化而变化； ②同一水准面上赤道上重力值有最小值，两极处有最大值； ③通过重力测量可以推求地球的大小。
• 几何大地测量学
• 物理大地测量学 • 空间大地测量学 （一）几何大地测量学（即天文大地测量学）
• 基本任务：是确定地球的形状和大小及确定地面 点的几何位置。
• 主要内容：国家大地测量控制网(包括平面控制网 和高程控制网)建立的基本原理和方法，精密角度 测量，距离测量，水准测量；地球椭球数学性质， 椭球面上测量计算，椭球数学投影变换以及地球 椭球几何参数的数学模型等。
从19世纪下半叶至20世纪40年代，人们将对椭球 的认识发展到是大地水准面包围的大地体。
几何大地测量学在这阶段的进展主要体现在以下几 方面：
第1章 测量的基本原理讲义第二讲
第一次平衡
第二次平衡
Wx l1 W1l2 Wx l2 W2 l1
Wx
W1 l1 l2
Wx
上两式相乘、开方得：
1 Wx WW 1 2 (W1 W2 ) 2
第23页
W2 l1 (a) 天平称重 l2
电子测量原理
1.5.3 减少误差的复合式比较（续）
例：在电桥中采用交换法测电阻
1 Rx Rs1 Rs 2 ( Rs1 Rs 2 ) 2
解：用0.5级量程为0～400mA电流表测100mA时，最 大相对误差为
x
1
xm 400 s% 0.5% 2% x 100
用1.5级量程为0～100mA电流表测量100mA时的最大 相对误差为 x 100
x2
m
x
S%
100
1.5% 1.5%
第9页
电子测量原理
绝对误差： x x A
第3页
电子测量原理
1.3.3 测量误差的表示方法（续）
（2）修正值
与绝对误差的绝对值大小相等，但符号相反的量值，称为修 正值
C x A x
测量仪器的修正值可以通过上一级标准的检定给出，修正值 可以是数值表格、曲线或函数表达式等形式。
被测量的实际值
第6页
电子测量原理
1.3.3 测量误差的表示方法（续）
（2）满度相对误差（引用相对误差）
用测量仪器在一个量程范围内出现的最大绝对误差与该 量程值（上限值－下限值）之比来表示的相对误差，称 为满度相对误差（或称引用相对误差）
m
xm 100% xm
x
xm
| xm |
| xm | xA
《测量学》课程教学大纲
《测量学》课程教学大纲一、课程简介《测量学》为空间信息与数字技术专业核心课，是该专业学科基础课《空间信息导论》、学科核心课《遥感原理》和《导航定位技术》课程内容的有益补充和拓展，也是实践教学课程《测量学综合实验》的先修课程。
该课程主要讲授测量学的理论基础和测量方法，内容包括测量的基础地理知识、测量误差的基础知识、角度测量和距离测量、平面控制测量和高程控制测量、大比例尺数字测图的基本原理与方法以及建筑工程测量基本原理与方法。
“Surveying” is the expanding course of the professional discipline of spatial information and digital technology. It is a good complement and development to the main content of the basic course of “Introduction to Spatial Information”, professional core course of “Navigation Position Technology” and “Principles of Remote Sensing”. It is also a prerequisite for the course of experimental teaching of “Comprehensive Experiment Surveying”. T his course is mainly concerned with the foundations of theory and measurement methods of surveying. The contend includes the basic geography knowledge of measuring, the basic knowledge of measurement error, angle and distance measurement, plane control survey and elevation control survey, the principle and methods of the large scale digital mapping and architectural survey.二、课程目标通过该课程学习，使学生掌握测量学的基础理论知识（地图投影、坐标系统、测量误差等）、测量原理和方法（角度测量和距离测量、平面控制测量和高程控制测量）、测量学基本应用能力（大比例尺数字测图和建筑工程测量）。
第1章 测量的基本知识
1. 3 传感器的基本特性
• (1)端基拟合直线是由传感器校准数据的零点输出平均值和满量程输 出平均值连成的一条直线。由此所得的线性度称为端基线性度。这种 拟合方法简单直观，应用较广，但拟合精度很低，尤其对非线性比较 明显的传感器，拟合精度更差。
• (2)独立拟合直线方程是用最小二乘法求得的，在全量程范围内各处 误差都最小。独立线性度也称最小二乘法线性度。这种方法拟合精度 最高，但计算很复杂。
• 4.变差(回差、迟滞) • 变差是在外界条件不变的情况下，当输入变量由小变大和由大变小时，
仪表对于同一输入所给的两相应输出值不相等，二者在全行程范围内 的最大差值即为变差。如图1-5所示。
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1. 3 传感器的基本特性
• 5.重复性 • 如图1一6所示，重复性是指在同一工作条件下，输入量按同一向在全
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1. 1 测量方法及检测系统的组成
• 信号处理电路的主要作用就是把传感器输出的电学量变成具有一定功 率的模拟电压(或电流)信号或数字信号，以推动后级的输出显示或记 录设备、数据处理装置及执行机构。
• 3.显示装置 • 测量的目的是使人们了解被测量的数值，所以必须有显示装置。显示
或按某一确定规律变化，此类误差称为系统误差。其误差的数值和符 号不变的称为恒值系统误差;按照一定规律变化的，称为变值系统误 差。变值系统误差又可分为累进性的、周期性的和按复杂规律变化的 等多种类型。
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1. 2传感器的测量误差
• 系统误差是有规律的，因此可通过实验或分析的方法，查明其变化规 律和产生原因，通过对测量值的修正或者采用一定的预防措施，就能 够消除或减小它对测量结果的影响。
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电子测量技术第一章
• 频率特性：一个复杂信号可以分解成许多不同频率的正弦分 量，即具有一定的频率成分。将各个正弦分量的幅度和相位 分别按频率高低依次排列就成为频谱。信号的频谱包含了信 号的全部信息。
电子测量的内容（续）
(1)按具体的测量对象来分类
–①电能量的测量 包括各种频率及波形下的电压 、电流、功率、电场强度等的测量。
–②电路参数的测量 包括电阻、电感、电容、阻 抗、品质因数、电子器件参数等的测量。
–③电信号特征的测量 包括信号、频率、周期、 时间、相位、调幅度、调频指数、失真度、噪音 以及数字信号的逻辑状态等的测量。
• 动态系统（存储系统或有记忆系统）：在时刻t 的输出不仅与该时刻的输入有关，而且还与该时 刻以前或以后的输入有关。记忆系统的输入输出 关系是一般是微分或差分方程 。
4.模拟系统与数字系统
–模拟系统是分析和处理模拟信号的系统，
–数字系统是分析和处理脉冲与数字信号的系统 。
系统的可测性与可控性
• 系统可观测——系统的属性（事物内部自身 运动的表现）能通过周围环境表现出来，也 就是说，能通过外部世界观测到。
（4）测量速度快。因为电子测量是通过电子运动和电磁 波传播进行工作
（5）易于实现遥测
（6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化
电子测量的内容
–从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术 为手段而进行的测量，即以电子科技理论为依 据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和 非电量进行的测量。
–从狭义上讲，电子测量则是利用电子技术对电 子学中有关的电量所进行的测量。
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)
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
第一章 地质测量基本知识
1 基本知识
§1.3
测量常用的坐标系统
1.3.3
高斯平面直角坐标系
高斯投影可将椭球面变成平面，但离开中央子午线越远变形越 大，这种变形将会影响测图和施工的精度。为对长度变形加以控制， 测量中采用限制投影宽度的方法——分带投影。投影带宽以相邻两 子午线的径差l来划分。有6°、3°带等不同投影方法。 6°带 投影是从英格林尼治子午线开始，自西向东，每隔6° 投影一次。将椭球分成60个带，编号为1～60带。 各带中央子午线经度 (L06)按下式计算：
1 基本知识 §1.2 地球的形状和大小
•两 世 纪 后 ， 亚 里 士 多 德 （Aristotle） 作 了 进 一 步 论 证 ， 支 持 这 一 学 说 。 •又 一 世 纪 后 ， 埃 拉 托 斯 特 尼（Eratosthenes） 用 在 南 北 两 地 同 时 观 测 日 影 的 办 法 首 次 推 算 出 地 球 子 午 圈 的 周 长 。
为使y值都为正，将纵坐标轴西 移500km,并在y坐标前面冠以带号， 第20带，中央子午线以西P点：
x’pp=4429757.075m x’ =4429757.075m y’pp=-58269.593m y’ =-58269.593m 在20带中高斯直角坐 标为： =4429757.075m xx=4429757.075m pp y =20441730.407m ypp=20441730.407m
1 基本知识 §1.2 地球的形状和大小
R=l/θ φ1 θ =
l=Rθ
L=2π R
φ2 - φ1
l
φ2
R
θ
1 基本知识 §1.2 地球的形状和大小
测量工作是在地球的表面进行的，而地球自然表面很不规则， 有高山、丘陵、平原和海洋。其中最高的珠峰高出海水面达 8848.13m，最低的马里亚纳海沟低于海水面达11022m。但是这样 的高低起伏，相对于地球半径6371km来说还是很小的。再顾及到 海洋约占整个地球表面的71%，因此，人们把海水面所包围的地球 形体看着地球的形状。 由于地球的自转运动， 地球上任一点都要受到离 心力和地球引力的双重作 用，这两个力的合力称为 重力，重力的方向线称为 铅垂线。铅垂线是测量工 作的基准线。
第1章 测量的基本概念
y1=k1(x+u1)
高选择性和稳定度，提高仪表的 稳定性和精确度
y=k3(y1-y2)=kx K是灵敏度 y2=k2(-x+u2) 图1-4 差动变换型结构
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1.3 测量仪表的输入输出特性
1.3.1 静态特性及其性能指标 1.3.1.1 静态特性 p5 – 在测量过程中，当输入信号 x不随时间变化 dx / dt 0 ，或 x 者x随时间变化很缓慢时，输出信号y与输入信号 之间 的函数关系称为仪表的静态特性。仪表的静态特性可 用高阶多项式代数方程表示： – y a a x a x 2 a x n (1-9)
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1.2 测量仪表的结构及其基本性能
• 1.2.2.1 直接变换型结构 p4 直接变换型仪表由几个组成环节串联连接而成，信息的变 换只沿一个方向进行，是一个开环系统，见图1-2。 设各组成环节的传递系数为 k1 , k 2 ,, k，整个系统的传递系 n 数 k 为： n
k ki
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1960年国际计量大会通过的单位制
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 长度单位：米(m) 质量单位：千克(kg) 时间单位：秒(s) 电流单位：安培(A) 热力学单位：开尔文(K) 物质的量的单位：摩尔(mol) 光学强度单位：坎德拉(cd) 两个辅助单位： ⑧ 弧度 ⑨ 球面度 通过以上七个单位和弧度及球面度，可以通过一定关系导 出自然界所有的物理量的单位
第 3 版
林 德 杰
机械工业出版社
主 编
主讲教师：陈金兰 专业班级：09城建电气12班
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第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章
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测量的基本概念 测量误差及数据处理 信号的时域 非电量的电测技术 微型化和智能化传感器 数字化测量技术 抗干扰技术
测量技术课程设计
测量技术课程设计一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握测量技术的基本原理和实用方法，培养学生的实际操作能力和创新思维。
具体目标如下：1.知识目标：学生能够理解测量技术的基本概念、原理和方法，掌握常见的测量工具和仪器使用，了解测量技术在工程和科研中的应用。
2.技能目标：学生能够独立进行测量操作，熟练使用测量工具和仪器，掌握数据处理和分析的方法，提高解决实际问题的能力。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识测量技术在现代化建设中的重要性，培养对测量技术的兴趣和热情，树立科学精神和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括测量技术的基本原理、实用方法和案例分析。
具体安排如下：1.第一章：测量技术概述，介绍测量技术的定义、分类和作用，让学生了解测量技术在工程和科研中的应用。
2.第二章：测量误差与数据处理，讲解测量误差的概念、来源和减小方法，引导学生掌握数据处理和分析的基本方法。
3.第三章：常用测量工具和仪器，介绍尺、卷尺、水平仪、经纬仪等常见测量工具和仪器的基本原理和使用方法。
4.第四章：测量方法与应用，讲解平面测量、高程测量、角度测量等基本测量方法，并通过案例分析让学生了解测量技术在实际工程中的应用。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法，如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：教师通过讲解测量技术的基本原理和实用方法，引导学生掌握相关知识。
2.讨论法：教师学生针对测量案例进行讨论，培养学生的思考能力和团队协作精神。
3.案例分析法：教师通过分析实际工程中的测量案例，让学生了解测量技术在工程中的应用。
4.实验法：教师指导学生进行实际操作，熟练使用测量工具和仪器，提高学生的动手能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，丰富学生的学习体验，我们将选择和准备以下教学资源：1.教材：《测量技术基础》等权威教材，为学生提供系统、科学的理论知识。
2.参考书：推荐《测量工程师手册》等参考书籍，帮助学生拓展知识面。
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。
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准……联系起来。
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测量标准的权威性和相对性
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电子测量
电子测量——概念
电子测量：泛指以电子技术为基本手段的测量技术。 电子测量是测量领域的主要组成部分。
电量 非电量
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传感器
(一次表)
电子测量仪器
(二次表)
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电子测量——内容
x(t) 输入
系统 h (t )
y(t) 输出
测试系统框图
–①电能量的测量 电压、电流、功率、电场强度等
–②电路参数的测量 电阻、电感、电容、阻抗、品质因数
–③电信号特征的测量 频率、周期、相位、调幅度、调频指数、 失真度、信噪比、数字信号的逻辑状态等
–④电子设备性能的测量 放大倍数、衰减、灵敏度、频率特性
–⑤特性曲线的测量 幅频特性曲线、晶体管特性曲线等
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电子测量——特点
（1）测量频率范围宽（10-6Hz ~1012Hz） （2）量程范围宽 (10-5欧 ~108欧， 10-9V ~103V) （3）测量准确度高 (时间或者频率，10-13 ~10-14) （4）测量速度快 （5）易于实现遥测和不间断测量 （6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化
电子测量与传感器技术
参考资源—— 国家精品课程网
课程简介
电 测 与 传 感
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• 第一部分：基本原理、测量误差与数据处理
• 第二部分：传感器技术
• 第三部分：基本电参量的测量 （时间与频率、电压）
• 第四部分：频域测量（信号的产生）
2
• 校准（定度，标定）：在规定条件下，为确定测量仪器、 测量系统所指示的量值，或者实物器具、标准物质所代表 数量值，与对应的测量标准所复现的量值之间关系的一组 操作。
• 量值的传递：通过……校准（检定）……传递到工作测量 器具……以保证……量值准确和一致。
• 量值的溯源：通过……比较链……使测量值与…参考标
单位——定义
• 根据定义,令系数为1的量为单位。 • 单位是表征测量结果的重要组成部分，又是对两个同类量值进
行比较的基础。
英呎——feet
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单位制
1960年第11届国际计量大会正式通过国际单位制SI。 国际单位制的7个基本单位
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单位制
• 国际单位制由单位、词头、十进制倍数单位组成。 • 国际单位制词头表示使单位增大或缩小的十进倍数。
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测量——定义之一
狭义的定义：测量是为了确定被测对象的量值而 进行的一组操作。
在测量过程中，人们借助专门的设备，把被测量直接或 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。
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测量结果＝测量数值/测量单位
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测量目的：从被测对象取得一个定量的认识 测量方法：比较 测量标准：同类已知单位
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测量标准
标准（基准）——定义
• 为了定义、实现、保存或复现量的单位或（一 个或多个）量值，用作参考的计量设备（实现 量具、测量仪器、参考物质或测量7
准确度等级： 高
1 主 标 准
2 副 标 准
3 工 作 标 准
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低
工 作 计 量 器 具
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测量标准与量值传递
国际计量局
一级：主标准 （国家级：中国计量科学研究院、国家质量
监督检验检疫总局计量司
量
二级：副标准（省、市级计量局）
值
溯
源
量 值 传 递
三级：工作标准（县、市级计量局）
实际应用仪表
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计量器具的分类
计量器具
（量具、计量仪器、计量装置）
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本课程——任务
（1）介绍电子测量中最基本的测量原理和测量方法
（2）介绍测量误差分析和数据处理的方法
（3）介绍频率、电压等常用电学量的计量方法
（4）介绍常用的传感器的工作原理和主要特性
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第一章 完
第一章 测量的基本原理、 测量方法与系统
● 测量、计量的基本概念和意义 ● 单位和单位制 ● 测量标准的分级分类 ● 电子测量的特点及应用
测量
测量——意义
测量工具
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2011年全国大学生电子设计竞赛
基本仪器清单
• 20MHz普通示波器（双通道，外触发输入，有X轴输入） • 60MHz双通道数字示波器 • 低频信号发生器（1Hz~1MHz） • 标准高频信号发生器（1MHz~30MHz，可输出1mV小信号） • 函数发生器（10 MHz，DDS） • 低频毫伏表/高频毫伏表 • 100 MHz频率计 • 失真度测试仪 • 直流稳压电源 • 秒表 量角器 100℃温度计 • 四位半数字万用表 • 单片机开发系统及PLD开发系统 • 扫频仪（20MHz）
标准计量器具
工作计量器具
标准器具 标准物质
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• 比对：在规定条件下，对相同准确度等级的同种测量标准 或工作计量器具之间的量值进行比较，其目的是考核量值 的一致性。
• 检定：由法定计量技术机构确定并证实测量器具是否完全 满足要求而做的全部工作。它是用高一等级准确度的计量 器具对低一等级的计量器具进行比较，以达到全面评定被 检计量器具的计量性能是否合格的目的。
惠普20M示波器
智能信号发生器
交流毫伏表
失真度测量仪
频率特性测试仪，扫频仪
测量——意义
——日常生活离不开测量
重量，长度，温度，湿度，三表（电，水，气）……
——工农业生产的发展离不开测量
——高新技术和国防现代化建设中更离不开测量
——科学的进步和发展离不开测量
没有测量就没有科学——门捷列夫 测量水平的高低反映国家科学技术发展的状况
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被测物体的重量从刻度盘上读出，因为弹簧秤刻度盘上 的刻度是事先与标准量进行比较的结果。
(a) 天平直接比较
（b）弹簧称间接比较
通过反复比较，使图被1－测1 物测量体的的比较原理
重量等于标准砝码的重量
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测量——定义之二
广义的定义：测量是为了获取被测对象的信息 而进行的实践过程。
计量是测量的基础和依 据。
没有计量，测量将失去 价值。
测量发展的客观需要 才出现了计量。
测量是计量联系实际 的重要途径。
为了保证测量结果的 准确性，必须定期对仪 器进行检定和校准，这 个过程就是计量。
计量201和9/5/测10 量相互配合，才能在国民经济各个领域发挥重要作用21 。
单位 与 单位制
测量结果不仅仅是由量值和单位来表征的一维信 息，还可以用二维或多维的图形、图像来显示被 测对象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。
包括：故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘
探20、19/5/地10 震源测定、卫星定位
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受灾地区卫星遥感图像 汽车故障诊断
无损探伤 矿藏勘探
计量
计量——定义
计量是利用技术和法制手段实现单位统一、量值准确可 靠的一种活动。是极为重要的技术基础工作。
计量包含了为达到统一和准确一致所进行的全部活动，如 单位的统一、基准和标准的建立、量值的传递、计量监督 管理、测量方法及其手段的研究等。
计量---权威性的基准测量
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统一性---单位，方法
准确性---建立基准、比对
法制性---政府、计量局
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计量 VS 测量
计量的任务是确定测量 结果的准确性和可靠性。