第一章 测量技术概述
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
（上世纪80年代） 内部有微处理器，可以进行自动测量和数
据处理。
采用大规模集成电路 主要由硬件与固化的软件组成 主要问题是功能固定，应用不灵活
测量仪器的发展历程
第五代 虚拟仪器
以计算机技术为基础，是测量技术新
的革命。
利用高性能的标准模块化硬件和高效
灵活的软件来完成各种测试和测量的 应用。
测量与测量结果 1.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。 • 测量过程：人们借助专门的设备，将被测量量和同类标准量进 行比较，得到测量结果的一个过程。
2.测量三要素
• 测量对象 • 测量方法 • 测量设备
根据同类标准量的参与比较的方式不同分为：
标准量直接参与测量 标准量间接参与测量
现代化的工业生产中处处需要测量
一架飞机中： 3000个测量传感器； 一个大型石油化工厂：6000个测量传感器； 一个大型钢铁厂： 20000个测量传感器。
测量在电力行业中的应用
电网运行：
成千上万个电气量测量传感器
电厂发电机组：
检测参数： 电气量---电压、电流、功率因 数、频率、谐波、相角等，
测量在科学研究中作用
物理学、化学、生物学、医学、天文学是建立在实 验基础上的科学；
对宇宙微弱辐射信号的测量 发现新天体 对能量转移的测量 发现新粒子 对人体基因的测定和人体血液定量分析 判明病变的根源 对蛋白质的反应测量 对细胞结构的测量
了解胚胎的生长情况 判断肌体是否发生疾病
汽车测量传感器：汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核心技术内容 普通轿车：约安装几十到近百只测量传感器. 豪华轿车：测量传感器数量可多达二百余只.
测量在工农业生产中的应用
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。
RS R d l 4l
特点：测量过程复杂、费时。
2
组合测量（联立测量）
在应用仪表进行测量时，若被测物理量必须经过 求解联立方程组，才能得到最后结果，则称这样的测 量为组合测量（联立测量）。 如测量热电阻温度系数： Rt＝R0（1＋At＋Bt2） Rt1＝R0（1＋At1＋Bt12） Rt2＝R0（1＋At2＋Bt22） 参数A，B
注意1：同一物理量可以有不同的测量方法 如测电阻方法：
软件是虚拟仪器的关键， “软件即
仪器” （不同的软件构成不同的仪器）
测量技术的发展趋势
智能化
虚拟化
网络化
微型化和集成化
软测来自百度文库技术
第一章 电气测量技术的基础知识
第一章 测量基础知识
测量方法的分类
现代电气测量系统的基本组成
测量系统的静态特性 测量系统的动态特性
电气测量系统的主要技术指标
测量及测量方法
以电子管，晶体管为基础
采用了电子测量技术测量模 拟信号
测量仪器的发展历程
第三代 数字式仪表
（上世纪70年代） 将模拟信号转化为数字信号，以数字
形式输出与显示出结果
一般采用中规模的集成电路
(通常含逻辑门数为10门～99门 或含元件数100个～999个)
测量仪器的发展历程
第四代 智能仪器
测量技术
密切相关
科学研究
科学研究和技术水平的提高 形成 推动实验研究和发展
新的测量理论、方法和技术手段 生产力的发展
没有测量就没有科学，测量是科学的基础； 没有科学的进步也没有测试的发展!
测量在科学研究中作用
门捷列夫 (1834-1907)
科学始于测量,没有测量， 便没有精密的科学。
测量在科学研究中作用
测量在科学研究中作用
钱学森(1911-2009 )
信息技术包括测量技 术、计算机技术和通信 技术，测量技术是信息 技术的关键和基础。
日常生活中处处离不开测量
家用电器： 空调、冰箱、电饭煲：温度测量 自动感应灯：亮度测量 数码相机、数码摄像机：自 动对焦(红外测距)
医疗卫生：
数字体温计：温度测量（接触式和非接触式） 电子血压计：压力检测 血糖测试仪、胆固醇检测仪：离子测量
开尔文（1824-1907）
当你能够测量你所关注的事 物，而且能够用数量来描述他的 时候，你就对其有所认识；当你 不能测量他，也不能将其量化的 时候，你对他的了解就是贫乏和 不深入的。
为了纪念他在科学上的功绩，国际计量 大会把热力学温标（即绝对温标）称为 开尔文（开氏）温标，热力学温度以开 尔文为单位，是现在国际单位制中七个 基本单位之一。
(a) 天平直接比较
（b）弹簧称间接比较
被测物体的重量等 于标准砝码的重量
被测物体的重量从度盘上读数，因为， 图1－1 测量的比较原理 弹簧秤度盘上的刻度是事先与标准量 进行比较的结果。
测量与测量结果
x { x} x0
测量结果＝{测量数值}＋测量单位，即：
注意1：必要时给出误差范围。
注意2：同一量值测量结果选用不同的测量单位，则测量数值不同。 例： 25℃=77 ℉
测量方法分类
1. 按测量结果的获得方式分为
直接测量、间接测量、组合测量
2. 按测量读数的获得方式分为
直读测量法、比较测量法
3. 按测量性质分为
时域测量、频域测量、数据域测量
直接测量
• 从测量仪表直接获取测量结果。
测量结果：20.1 mm
特点：测量过程简单、迅速。
间接测量
由仪表（仪器）读数按照一定的函数关系（公式） 计算获取测量结果的方法。 适用于被测量量无法或不便直接测量。 如测导线的电阻率ρ（单位长度、单位截面的某种物 质的电阻） ：
电气与电子测量技术
课程目标
通过本课程的学习，了解电气和电子测量技术
的基本概念、测量系统的构成，掌握典型测量系
统的动、静态特性，学会根据实际要求选用传感
器和调理电路；掌握建立基本测量系统的原则与
方法，并对测量技术的发展趋势有所了解。
绪 论
测量地位和作用 测量仪器发展历程
测量技术发展趋势
测量在科学研究中作用
非电量－发电机振动、温度、 压力、流量、液位、 声音等
3000－5000个测量传感器
测量仪器的发展历程
测量仪器发展至今．大致可分为五个阶段。
第一代 模拟指针式仪表
（上世纪50年代以前）
基于电磁机械式机构，
测量结果是依靠指针显示
测量仪器的发展历程
第二代 分立电子仪器
（上世纪5、60年代）
据处理。
采用大规模集成电路 主要由硬件与固化的软件组成 主要问题是功能固定，应用不灵活
测量仪器的发展历程
第五代 虚拟仪器
以计算机技术为基础，是测量技术新
的革命。
利用高性能的标准模块化硬件和高效
灵活的软件来完成各种测试和测量的 应用。
测量与测量结果 1.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。 • 测量过程：人们借助专门的设备，将被测量量和同类标准量进 行比较，得到测量结果的一个过程。
2.测量三要素
• 测量对象 • 测量方法 • 测量设备
根据同类标准量的参与比较的方式不同分为：
标准量直接参与测量 标准量间接参与测量
现代化的工业生产中处处需要测量
一架飞机中： 3000个测量传感器； 一个大型石油化工厂：6000个测量传感器； 一个大型钢铁厂： 20000个测量传感器。
测量在电力行业中的应用
电网运行：
成千上万个电气量测量传感器
电厂发电机组：
检测参数： 电气量---电压、电流、功率因 数、频率、谐波、相角等，
测量在科学研究中作用
物理学、化学、生物学、医学、天文学是建立在实 验基础上的科学；
对宇宙微弱辐射信号的测量 发现新天体 对能量转移的测量 发现新粒子 对人体基因的测定和人体血液定量分析 判明病变的根源 对蛋白质的反应测量 对细胞结构的测量
了解胚胎的生长情况 判断肌体是否发生疾病
汽车测量传感器：汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核心技术内容 普通轿车：约安装几十到近百只测量传感器. 豪华轿车：测量传感器数量可多达二百余只.
测量在工农业生产中的应用
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。
RS R d l 4l
特点：测量过程复杂、费时。
2
组合测量（联立测量）
在应用仪表进行测量时，若被测物理量必须经过 求解联立方程组，才能得到最后结果，则称这样的测 量为组合测量（联立测量）。 如测量热电阻温度系数： Rt＝R0（1＋At＋Bt2） Rt1＝R0（1＋At1＋Bt12） Rt2＝R0（1＋At2＋Bt22） 参数A，B
注意1：同一物理量可以有不同的测量方法 如测电阻方法：
软件是虚拟仪器的关键， “软件即
仪器” （不同的软件构成不同的仪器）
测量技术的发展趋势
智能化
虚拟化
网络化
微型化和集成化
软测来自百度文库技术
第一章 电气测量技术的基础知识
第一章 测量基础知识
测量方法的分类
现代电气测量系统的基本组成
测量系统的静态特性 测量系统的动态特性
电气测量系统的主要技术指标
测量及测量方法
以电子管，晶体管为基础
采用了电子测量技术测量模 拟信号
测量仪器的发展历程
第三代 数字式仪表
（上世纪70年代） 将模拟信号转化为数字信号，以数字
形式输出与显示出结果
一般采用中规模的集成电路
(通常含逻辑门数为10门～99门 或含元件数100个～999个)
测量仪器的发展历程
第四代 智能仪器
测量技术
密切相关
科学研究
科学研究和技术水平的提高 形成 推动实验研究和发展
新的测量理论、方法和技术手段 生产力的发展
没有测量就没有科学，测量是科学的基础； 没有科学的进步也没有测试的发展!
测量在科学研究中作用
门捷列夫 (1834-1907)
科学始于测量,没有测量， 便没有精密的科学。
测量在科学研究中作用
测量在科学研究中作用
钱学森(1911-2009 )
信息技术包括测量技 术、计算机技术和通信 技术，测量技术是信息 技术的关键和基础。
日常生活中处处离不开测量
家用电器： 空调、冰箱、电饭煲：温度测量 自动感应灯：亮度测量 数码相机、数码摄像机：自 动对焦(红外测距)
医疗卫生：
数字体温计：温度测量（接触式和非接触式） 电子血压计：压力检测 血糖测试仪、胆固醇检测仪：离子测量
开尔文（1824-1907）
当你能够测量你所关注的事 物，而且能够用数量来描述他的 时候，你就对其有所认识；当你 不能测量他，也不能将其量化的 时候，你对他的了解就是贫乏和 不深入的。
为了纪念他在科学上的功绩，国际计量 大会把热力学温标（即绝对温标）称为 开尔文（开氏）温标，热力学温度以开 尔文为单位，是现在国际单位制中七个 基本单位之一。
(a) 天平直接比较
（b）弹簧称间接比较
被测物体的重量等 于标准砝码的重量
被测物体的重量从度盘上读数，因为， 图1－1 测量的比较原理 弹簧秤度盘上的刻度是事先与标准量 进行比较的结果。
测量与测量结果
x { x} x0
测量结果＝{测量数值}＋测量单位，即：
注意1：必要时给出误差范围。
注意2：同一量值测量结果选用不同的测量单位，则测量数值不同。 例： 25℃=77 ℉
测量方法分类
1. 按测量结果的获得方式分为
直接测量、间接测量、组合测量
2. 按测量读数的获得方式分为
直读测量法、比较测量法
3. 按测量性质分为
时域测量、频域测量、数据域测量
直接测量
• 从测量仪表直接获取测量结果。
测量结果：20.1 mm
特点：测量过程简单、迅速。
间接测量
由仪表（仪器）读数按照一定的函数关系（公式） 计算获取测量结果的方法。 适用于被测量量无法或不便直接测量。 如测导线的电阻率ρ（单位长度、单位截面的某种物 质的电阻） ：
电气与电子测量技术
课程目标
通过本课程的学习，了解电气和电子测量技术
的基本概念、测量系统的构成，掌握典型测量系
统的动、静态特性，学会根据实际要求选用传感
器和调理电路；掌握建立基本测量系统的原则与
方法，并对测量技术的发展趋势有所了解。
绪 论
测量地位和作用 测量仪器发展历程
测量技术发展趋势
测量在科学研究中作用
非电量－发电机振动、温度、 压力、流量、液位、 声音等
3000－5000个测量传感器
测量仪器的发展历程
测量仪器发展至今．大致可分为五个阶段。
第一代 模拟指针式仪表
（上世纪50年代以前）
基于电磁机械式机构，
测量结果是依靠指针显示
测量仪器的发展历程
第二代 分立电子仪器
（上世纪5、60年代）