第1章测量概论..ppt

传感器原理及应用
主讲教师: 孙涛
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第1章传感器与检测技术的理论基础
测量概论
一、测量
测量是以确定被测量的值或获取测量结果为目的的一系列操作。它可由下式表示:
或
(1-1)
(1-2)
式中: x——被测量值; 
 u——标准量, 即测量单位; 
n——比值(纯数), 含有测量误差。
测量结果: 测量所获得的被测量的量值。

测量结果仅仅是被测量的最佳估计值,并非真值,所以还应该给出测量结果的质量,及测量结果的可信程度。常用测量不确定度来表示,测量不确定度表征测量值的分散程度。

注:测量结果的完整表述应该包括估计值、测量单位及测量不确定度。
二、测量方法
测量方法:实现被测量与标准量比较得出比值的方法。
分类方法:
按测量获得测量值的方法分类:直接测量、间接测量、组合测量;
按测量的精度因素分类:等精度测量、非等精度测量;
按测量方式分类:偏差式测量、零位式测量、微差式测量;
按被测量变化快慢分类:静态测量、动态测量;
按测量敏感元件是否与被测介质接触分类:接触测量、
非接触测量;
按测量系统是否向被测对象施加能量分类:主动式测量、
被动式测量;
1. 直接测量、间接测量与组合测量
(1)直接测量
直接测量:仪表读数不需要经过任何运算,就能直接表示测量
所需要的结果。
被测量与测得值之间的关系:
y = x (1-3)
式中:y —被测量的值; x —直接测得值。
(2)间接测量
间接测量:先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测
量, 将测量值代入函数关系式, 经过计算得到所需要
的结果。
被测量y是一个测得值x或几个测得值x1,x2,…,x n的函数,即:
y = f(x) 或 y =f( x1,x2,…,x n) (1-4)
(3)组合测量(联立测量)
组合测量:被测量必须经过求解联立方程组, 才能得到最后结果。
如有若干个被测量y1,y2,…,ym,直接测得值为x1 ,x2,…,xn,把被测量与测得值之间的函数关系列成方程组,即:
、零位式测量与微差式测量
(1)偏差式测量
偏差式测量:用仪表指针的位移(即偏差)决定
被测量的量值。
(2)零位式测量(又称补偿式或平衡式测量)
零位式测量:用指零仪表的零位指示检测、测量
系统的平衡状态, 在测量系统达到
平衡时, 用已知的标准量决定被测
量的量值。
(3)微差式测量
微差式测量:将被测的未知量与已知的标准量
相比较, 并取得差值, 再用偏差法
测得此差值。
x = N +Δ
式中:N—标准量, x—被测量,
Δ—二者之差。
 
等精度测量:用相同仪表与测量方法对同一被
测量进行多次重复测量。
在整个测量过程中,影响和决定误差大小的全部因素始终保持不变。实际很难做到。
非等精度测量:用不同精度的仪表或不同的测量
方法,或在环境条件相差很大时对
同一被测量进行多次重复测量。