测量基本概念与方法
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• 静态特性：被测量在不随时间变换或变化 极慢的情况下，用一组与时间无关的参数 来描述测量仪表的特性
• 动态特性：被测量在随时间变化的情况下， 用微分方程来描述测量仪表的输入、输出 的动态关系
• 负载效应：被测量受到仪表干扰而产生的 偏离
静态特性：
• 测量范围：
– 在允许的误差限内，测量仪表的被测量值的范 围，上限、下限之差为量程
– 测量实际值＝测量读数＋修正值 – 修正值＝标准表读书值－仪表读数
•随机误差：在测量条件下，多次测量同一量时， 误差的绝对值和符号可以不可预定的方式变化的 误差
•疏忽误差：
系统误差、随机误差、疏忽误差
• 系统误差大、随即误差小 • 随机误差大、系统误差小 • 随机误差小、系统误差小，有疏忽误差
随机误差的特性及处理
– 频率相应：由仪表的固有频率决定，固有频 率高，频率特性好
五、热工仪表的质量指标
• 仪表的准确度 • 仪表的非线性误差 • 变差 • 重复性 • 不灵敏区 • 漂移
简单计算题
检定一只测量范围为 0~10MPa，准确度为1.5级 的弹簧管式压力表，所用的 精密压力表的量程和准确度 等级为多少？
答：检定一般压力表时，作为 标准器的精密压力表的允许误 差的绝对值应不大于被检仪表 的允许误差绝对值的1/3，其测 量上限值一般应比被检仪表的 测量上限值大1/3为好。为此： 精密表的测量上限应为
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
三、测量误差
• 测量误差：测量结果与被测量的真值之 差 绝对误差： ＝xi X0
xXi：0：测真量值结果
相对误差： ＝ X0
真值无法测定，测量结果、误差
• 系统误差：在偏离规定条件时或由于测量方法 所引入的因素，按某确定规律所引起的误差
– 在同一条件下，多次测量同一被测量时，误差的绝 对值和符号或者保持不变，或者在条件变化时按某 种确定规律变化的误差
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
测量设备：测量中使用的一切设备
传感器：测量系统与测量对象发生直接关 系的部分
准确性和稳定性 灵敏性 负载小 经济性和耐腐蚀性
• 中间变换器：将传感器的输出信号进行远 距离的发送、放大、线性化和转换成统一 信号的装置
– 准确地传输、放大、和转换信号，信号损失小，
•显示装置（测量终端）：向观察者显示被 测参数的数值和量值的装置
• 当系统误差消除后，对一被测量进行无数次 测量时，同一方法、同一仪表，测量次数无 穷多时，总的算术平均就是被测参数的真值
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
nHale Waihona Puke Baidu
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
10 1 1 13.3MPa 3
根据弹簧管式精密压力表的产 品系列，可选用0~15 MPa的精密压 力表。 被校表的允许基本误差的绝对值为：
10 1.5 0.15MPa 100
则精密表的允许基本误差的绝 对值应不大于0.05 MPa。
• 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
• 动态特性：被测量在随时间变化的情况下， 用微分方程来描述测量仪表的输入、输出 的动态关系
• 负载效应：被测量受到仪表干扰而产生的 偏离
静态特性：
• 测量范围：
– 在允许的误差限内，测量仪表的被测量值的范 围，上限、下限之差为量程
– 测量实际值＝测量读数＋修正值 – 修正值＝标准表读书值－仪表读数
•随机误差：在测量条件下，多次测量同一量时， 误差的绝对值和符号可以不可预定的方式变化的 误差
•疏忽误差：
系统误差、随机误差、疏忽误差
• 系统误差大、随即误差小 • 随机误差大、系统误差小 • 随机误差小、系统误差小，有疏忽误差
随机误差的特性及处理
– 频率相应：由仪表的固有频率决定，固有频 率高，频率特性好
五、热工仪表的质量指标
• 仪表的准确度 • 仪表的非线性误差 • 变差 • 重复性 • 不灵敏区 • 漂移
简单计算题
检定一只测量范围为 0~10MPa，准确度为1.5级 的弹簧管式压力表，所用的 精密压力表的量程和准确度 等级为多少？
答：检定一般压力表时，作为 标准器的精密压力表的允许误 差的绝对值应不大于被检仪表 的允许误差绝对值的1/3，其测 量上限值一般应比被检仪表的 测量上限值大1/3为好。为此： 精密表的测量上限应为
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
三、测量误差
• 测量误差：测量结果与被测量的真值之 差 绝对误差： ＝xi X0
xXi：0：测真量值结果
相对误差： ＝ X0
真值无法测定，测量结果、误差
• 系统误差：在偏离规定条件时或由于测量方法 所引入的因素，按某确定规律所引起的误差
– 在同一条件下，多次测量同一被测量时，误差的绝 对值和符号或者保持不变，或者在条件变化时按某 种确定规律变化的误差
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
测量设备：测量中使用的一切设备
传感器：测量系统与测量对象发生直接关 系的部分
准确性和稳定性 灵敏性 负载小 经济性和耐腐蚀性
• 中间变换器：将传感器的输出信号进行远 距离的发送、放大、线性化和转换成统一 信号的装置
– 准确地传输、放大、和转换信号，信号损失小，
•显示装置（测量终端）：向观察者显示被 测参数的数值和量值的装置
• 当系统误差消除后，对一被测量进行无数次 测量时，同一方法、同一仪表，测量次数无 穷多时，总的算术平均就是被测参数的真值
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
nHale Waihona Puke Baidu
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
10 1 1 13.3MPa 3
根据弹簧管式精密压力表的产 品系列，可选用0~15 MPa的精密压 力表。 被校表的允许基本误差的绝对值为：
10 1.5 0.15MPa 100
则精密表的允许基本误差的绝 对值应不大于0.05 MPa。
• 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