检测技术及仪表第一章优秀课件
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地震测量 振动波形
5. 接触测量与非接触测量
接触式测量
非接触式测量 例：雷达测速
车载电子警察
第一章 检测技术的基本概念
第一节 测量的基本概念及方法 第二节 测量误差及数据处理 第三节 传感器及其基本特性
第二节 测量误差及数据处理
一、真值的概念 二、测量误差 三、测量结果的数据统计处理
第二节 测量误差及数据处理
国际上公认的某些基准量。
例： 1983年10月在巴黎召开的第17届国际计量大会将米定义 为：“米是光在真空中在1/299792458秒时间间隔内行进的 路程。”
实际测量中，以无系统误差情况下足够多次测量所获一 列测量结果的算术平均值作为约定真值。
（3）相对真值x0： 测量仪表按精度不同分为若干等级。上一等级的仪表示
4. 静态测量与动态测量
被测量在测量过程中认为是固定不变的，对这种 被测量进行的测量称为静态测量。静态测量不需要考 虑时间因素对测量的影响。
若被测量在测量过程中是随时间不断变化的，对 这种被测量进行的测量称为动态测量。
静态测量
对缓慢变化的对象进行测 量亦属于静态测量。
最高、 最低 温度计
动态测量
1. 直接测量、 间接测量
在使用仪表或传感器进行测量时，测得值直接与标准量进 行比较，不需要经过任何运算，直接得到被测量的数值，这种 测量方法称为直接测量。
被测量与测得值之间关系可用下式表示： y=x
式中： y —— 被测量的值 x — 直接测得值。
间接测量 ---- 被测量无法或不易进行直接测量
例：天平称量物体
微差式测量
微差式测量法是综合了偏位式测量法速度快和零位式测量 法准确度高的优点的一种测量方法。这种方法预先使被测量与 测量装置内部的标准量取得平衡。当被测量有微小变化时，测 量装置失去平衡。用偏位式仪表指示出其变化部分的数值。
例如，用天平（零位式仪表）测量化学药品，当天平平衡 之后，又增添了少许药品，天平将再次失去平衡。这时即使用 最小的砝码也称不出这一微小的差值。但是可以从天平指针在 标尺上移动的格数来读出这一微小差值。
（3）测量的目的：求得被测量真值的逼近值。精度越高的仪表，其测量 值越逼近真值，精度反映了对真值的逼近程度。
（4）测量不必单纯追求精度，在工程上对给定的测量任务只需达到工程 需要的精度。
2.真值的种类：
（1）理论真值（绝对真值）：理论上证明正确的值。 （2）约定真值（conventional true value）（规定真值）：
值即为下一等级的真值。
第二节 测量误差及数据处理
一、真值的概念 二、测量误差 三、测量结果的数据统计处理
第二节 测量误差及数据处理
源自文库二、测量误差
测量误差是测得值减去被测量的真值。 由于真值往往不知道，因此测量的目的是希望通过 测量获取被测量的真实值。 但由于种种原因，例如， 传感器本身性能不十分优良，测量方法不十分完善， 外界干扰的影响等，造成被测量的测得值与真实值不 一致，因而测量中总是存在误差。
微差式测量
1－被测钢板 2－轧辊 3－γ射线源 4－铅盒 5－γ射线 6－γ射线探测器
7－差动放大器 8－指示仪表a 9－指示仪表b
微差式测量
在线测量钢板厚度前，先将标准厚度的钢板放置于γ射线源
和射线探测器之间，调节电位器RP，使差动放大器的输出Uo1为 零，测量系统达到平衡。若被测钢板的厚度不等于标准厚度，Ui 将大于或小于UR，其差值经差动放大器放大后，由指示仪表a指
检测技术及仪表第一章
第一章 检测技术的基本概念
第一节 测量的基本概念及方法 第二节 测量误差及数据处理 第三节 传感器及其基本特性
第一章 检测技术的基本概念
第一节 测量的基本概念及方法 第二节 测量误差及数据处理 第三节 传感器及其基本特性
第一节 测量的基本概念及方法
一、测量的一般概念 二、测量方法分类
第一节 测量的基本概念及方法
二、测量方法分类
对于测量方法，从不同角度，有不同的分类方法。 ✓ 根据获得测量值的方法可分为直接测量和间接测量； ✓ 根据测量方式可分为偏差式测量、零位式测量与微差式 测量； ✓ 根据测量条件不同可分为等精度测量与不等精度测量； ✓ 根据被测量变化快慢可分为静态测量与动态测量； ✓ 根据测量敏感元件是否与被测介质接触可分为接触式测 量与非接触式测量；
负载电阻功率 = 电压 电流
目标变量
自变量 （直接测量）
2. 偏差式测量、零位式测量、微差式测量
用仪表指针的位移（即偏差）决定被测量的量值，这种测量 方法称为偏差式测量。 例：弹簧秤、 动圈式电压表
2. 偏差式测量、零位式测量、微差式测量
用指零仪表的零位反映测量系统的平衡状态，在测量系统 平衡时，用已知的标准量决定被测量的量值，这种测量方法称 为零位式测量。
一、真值的概念 二、测量误差 三、测量结果的数据统计处理
一、真值的概念
1. 真值：
真值即真实值，是指在一定条件下被测量客观存在的实际值。(A0) （1）真值通常是个未知量。 （2）真值难以测量到。
原因： ① 测量对象、仪表、方法、人受到本身和周围环境各种因素影
响，且这些因素在不断变化。 ② 测量过程可能改变对象状态，结果已不是对象本来面貌。
示出厚度的偏差值。微差式测量的分辨力较高，但量程较小。
3. 等精度测量与不等精度测量
在测量过程中，若影响和决定误差大小的全部因素 （条件）始终保持不变，如由同一个测量者，用同一台 仪器，用同样的方法，在同样的环境条件下，对同一被 测量进行多次重复测量，称为等精度测量。
有时在科学研究或高精度测量中，往往在不同的测 量条件下，用不同精度的仪表，不同的测量方法，不同 的测量次数以及不同的测量者进行测量和对比，这种测 量称为不等精度测量。
第一节 测量的基本概念及方法
一、测量的一般概念
❖测量(Measurement)：以确定被测对象的属性和量 值为目的的全部操作。或借助专门的技术和仪表设备， 采用一定的方法取得某一客观事物定量数据资料的实 践过程。 ❖检测(Detectation)：检测是意义更为广泛的测量。 测量＋信号检出（极为重要）。 ❖检测过程：信息提取、信号转换存储与传输、显示 记录、分析处理。
5. 接触测量与非接触测量
接触式测量
非接触式测量 例：雷达测速
车载电子警察
第一章 检测技术的基本概念
第一节 测量的基本概念及方法 第二节 测量误差及数据处理 第三节 传感器及其基本特性
第二节 测量误差及数据处理
一、真值的概念 二、测量误差 三、测量结果的数据统计处理
第二节 测量误差及数据处理
国际上公认的某些基准量。
例： 1983年10月在巴黎召开的第17届国际计量大会将米定义 为：“米是光在真空中在1/299792458秒时间间隔内行进的 路程。”
实际测量中，以无系统误差情况下足够多次测量所获一 列测量结果的算术平均值作为约定真值。
（3）相对真值x0： 测量仪表按精度不同分为若干等级。上一等级的仪表示
4. 静态测量与动态测量
被测量在测量过程中认为是固定不变的，对这种 被测量进行的测量称为静态测量。静态测量不需要考 虑时间因素对测量的影响。
若被测量在测量过程中是随时间不断变化的，对 这种被测量进行的测量称为动态测量。
静态测量
对缓慢变化的对象进行测 量亦属于静态测量。
最高、 最低 温度计
动态测量
1. 直接测量、 间接测量
在使用仪表或传感器进行测量时，测得值直接与标准量进 行比较，不需要经过任何运算，直接得到被测量的数值，这种 测量方法称为直接测量。
被测量与测得值之间关系可用下式表示： y=x
式中： y —— 被测量的值 x — 直接测得值。
间接测量 ---- 被测量无法或不易进行直接测量
例：天平称量物体
微差式测量
微差式测量法是综合了偏位式测量法速度快和零位式测量 法准确度高的优点的一种测量方法。这种方法预先使被测量与 测量装置内部的标准量取得平衡。当被测量有微小变化时，测 量装置失去平衡。用偏位式仪表指示出其变化部分的数值。
例如，用天平（零位式仪表）测量化学药品，当天平平衡 之后，又增添了少许药品，天平将再次失去平衡。这时即使用 最小的砝码也称不出这一微小的差值。但是可以从天平指针在 标尺上移动的格数来读出这一微小差值。
（3）测量的目的：求得被测量真值的逼近值。精度越高的仪表，其测量 值越逼近真值，精度反映了对真值的逼近程度。
（4）测量不必单纯追求精度，在工程上对给定的测量任务只需达到工程 需要的精度。
2.真值的种类：
（1）理论真值（绝对真值）：理论上证明正确的值。 （2）约定真值（conventional true value）（规定真值）：
值即为下一等级的真值。
第二节 测量误差及数据处理
一、真值的概念 二、测量误差 三、测量结果的数据统计处理
第二节 测量误差及数据处理
源自文库二、测量误差
测量误差是测得值减去被测量的真值。 由于真值往往不知道，因此测量的目的是希望通过 测量获取被测量的真实值。 但由于种种原因，例如， 传感器本身性能不十分优良，测量方法不十分完善， 外界干扰的影响等，造成被测量的测得值与真实值不 一致，因而测量中总是存在误差。
微差式测量
1－被测钢板 2－轧辊 3－γ射线源 4－铅盒 5－γ射线 6－γ射线探测器
7－差动放大器 8－指示仪表a 9－指示仪表b
微差式测量
在线测量钢板厚度前，先将标准厚度的钢板放置于γ射线源
和射线探测器之间，调节电位器RP，使差动放大器的输出Uo1为 零，测量系统达到平衡。若被测钢板的厚度不等于标准厚度，Ui 将大于或小于UR，其差值经差动放大器放大后，由指示仪表a指
检测技术及仪表第一章
第一章 检测技术的基本概念
第一节 测量的基本概念及方法 第二节 测量误差及数据处理 第三节 传感器及其基本特性
第一章 检测技术的基本概念
第一节 测量的基本概念及方法 第二节 测量误差及数据处理 第三节 传感器及其基本特性
第一节 测量的基本概念及方法
一、测量的一般概念 二、测量方法分类
第一节 测量的基本概念及方法
二、测量方法分类
对于测量方法，从不同角度，有不同的分类方法。 ✓ 根据获得测量值的方法可分为直接测量和间接测量； ✓ 根据测量方式可分为偏差式测量、零位式测量与微差式 测量； ✓ 根据测量条件不同可分为等精度测量与不等精度测量； ✓ 根据被测量变化快慢可分为静态测量与动态测量； ✓ 根据测量敏感元件是否与被测介质接触可分为接触式测 量与非接触式测量；
负载电阻功率 = 电压 电流
目标变量
自变量 （直接测量）
2. 偏差式测量、零位式测量、微差式测量
用仪表指针的位移（即偏差）决定被测量的量值，这种测量 方法称为偏差式测量。 例：弹簧秤、 动圈式电压表
2. 偏差式测量、零位式测量、微差式测量
用指零仪表的零位反映测量系统的平衡状态，在测量系统 平衡时，用已知的标准量决定被测量的量值，这种测量方法称 为零位式测量。
一、真值的概念 二、测量误差 三、测量结果的数据统计处理
一、真值的概念
1. 真值：
真值即真实值，是指在一定条件下被测量客观存在的实际值。(A0) （1）真值通常是个未知量。 （2）真值难以测量到。
原因： ① 测量对象、仪表、方法、人受到本身和周围环境各种因素影
响，且这些因素在不断变化。 ② 测量过程可能改变对象状态，结果已不是对象本来面貌。
示出厚度的偏差值。微差式测量的分辨力较高，但量程较小。
3. 等精度测量与不等精度测量
在测量过程中，若影响和决定误差大小的全部因素 （条件）始终保持不变，如由同一个测量者，用同一台 仪器，用同样的方法，在同样的环境条件下，对同一被 测量进行多次重复测量，称为等精度测量。
有时在科学研究或高精度测量中，往往在不同的测 量条件下，用不同精度的仪表，不同的测量方法，不同 的测量次数以及不同的测量者进行测量和对比，这种测 量称为不等精度测量。
第一节 测量的基本概念及方法
一、测量的一般概念
❖测量(Measurement)：以确定被测对象的属性和量 值为目的的全部操作。或借助专门的技术和仪表设备， 采用一定的方法取得某一客观事物定量数据资料的实 践过程。 ❖检测(Detectation)：检测是意义更为广泛的测量。 测量＋信号检出（极为重要）。 ❖检测过程：信息提取、信号转换存储与传输、显示 记录、分析处理。