ch1-測(cè)量總論與誤差理論

1、電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第1頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第2頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第3頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第4頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第5頁(yè)沒(méi)有望遠(yuǎn)鏡就沒(méi)有沒(méi)有望遠(yuǎn)鏡就沒(méi)有天文學(xué)，沒(méi)有顯微天文學(xué)，沒(méi)有顯微鏡就沒(méi)有細(xì)胞學(xué)，鏡就沒(méi)有細(xì)胞學(xué)，沒(méi)有指南針就沒(méi)有沒(méi)有指南針就沒(méi)有航海事業(yè)航海事業(yè) 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第6頁(yè)測(cè)量結(jié)果測(cè)量數(shù)值測(cè)量結(jié)果測(cè)量數(shù)值. .測(cè)量單位，測(cè)量單位，即：即：0 xxx電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第7頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第8頁(yè)圖11 測(cè)量的比較原理(a) 天平直接比較（b）彈簧稱(chēng)間接比較被測(cè)物體的重量等于標(biāo)被測(cè)物體的重量等于標(biāo)準(zhǔn)砝碼的重量準(zhǔn)砝碼的重量被測(cè)物體的重

2、量從度盤(pán)上讀數(shù)，因?yàn)?，彈簧秤度盤(pán)上的被測(cè)物體的重量從度盤(pán)上讀數(shù)，因?yàn)?，彈簧秤度盤(pán)上的刻度是事先與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的結(jié)果?？潭仁鞘孪扰c標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的結(jié)果。電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第9頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第10頁(yè)被測(cè)對(duì)象測(cè)量人員測(cè)試儀器系統(tǒng)信 息顯 示感知和識(shí)別電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第11頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第12頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第13頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第14頁(yè)測(cè)量發(fā)展的客觀需要才出現(xiàn)了計(jì)測(cè)量發(fā)展的客觀需要才出現(xiàn)了計(jì)量。量。測(cè)量是計(jì)量應(yīng)用的重要途徑。測(cè)量是計(jì)量應(yīng)用的重要途徑。沒(méi)有測(cè)量，計(jì)量將失去價(jià)值沒(méi)有測(cè)量，計(jì)量將失去價(jià)值為了保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，必為了保證測(cè)量結(jié)果

3、的準(zhǔn)確性，必須定期對(duì)儀器進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)，須定期對(duì)儀器進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)，這個(gè)過(guò)程就是計(jì)量這個(gè)過(guò)程就是計(jì)量。u計(jì)量的任務(wù)是確定測(cè)量結(jié)果的計(jì)量的任務(wù)是確定測(cè)量結(jié)果的可靠性?？煽啃?。u計(jì)量是測(cè)量的基礎(chǔ)和依據(jù)。計(jì)量是測(cè)量的基礎(chǔ)和依據(jù)。u沒(méi)有計(jì)量，也談不上測(cè)量。沒(méi)有計(jì)量，也談不上測(cè)量。u計(jì)量和測(cè)量相互配合，才能在計(jì)量和測(cè)量相互配合，才能在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。u計(jì)量工作是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一項(xiàng)極為重要的技術(shù)基礎(chǔ)工作，計(jì)量工作是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一項(xiàng)極為重要的技術(shù)基礎(chǔ)工作，它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)、國(guó)防建設(shè)以及人民生活等它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)、國(guó)防建設(shè)以及人民生活等各個(gè)方面起著技術(shù)保證

4、和技術(shù)監(jiān)督的作用。各個(gè)方面起著技術(shù)保證和技術(shù)監(jiān)督的作用。電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第15頁(yè)英呎f(shuō)eetfeet電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第16頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第17頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第18頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第19頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第20頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第21頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第22頁(yè)中中 國(guó)國(guó) 計(jì)計(jì)量量 院院中中 國(guó)國(guó) 測(cè)測(cè)試試 院院國(guó)國(guó) 家家 標(biāo)標(biāo)物物 中中 心心授授 權(quán)權(quán) 基基 準(zhǔn)準(zhǔn)實(shí)實(shí) 驗(yàn)驗(yàn) 室室大大 區(qū)區(qū) 國(guó)國(guó) 家家 計(jì)計(jì) 量量 中中 心心省省 級(jí)級(jí) 計(jì)計(jì) 量量 所所市市 （ 地地 ） 計(jì)計(jì) 量量 所所分分站站縣縣 （ 區(qū)區(qū) ） 計(jì)計(jì) 量

5、量 所所工工 礦礦 企企 業(yè)業(yè) 、 商商 店店 、 研研 究究 院院所所 、 醫(yī)醫(yī) 院院 、 學(xué)學(xué) 校校 等等國(guó)國(guó)防防計(jì)計(jì)量量中中心心行行業(yè)業(yè)計(jì)計(jì)量量中中心心國(guó)國(guó)家家專(zhuān)專(zhuān)業(yè)業(yè)計(jì)計(jì)量量站站國(guó)國(guó) 家家標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)級(jí)工工 作作標(biāo)標(biāo) 準(zhǔn)準(zhǔn)自上而下逐級(jí)傳遞自上而下逐級(jí)傳遞 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第23頁(yè)0 xxA 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第24頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第25頁(yè)0AxxxxAx電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第26頁(yè)xAxCCxA電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第27頁(yè)0100%xA 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第28頁(yè)100%AxA 100%xxx 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第29頁(yè)100%mmm

6、xx mmmxx電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第30頁(yè)m %mxxSxm 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第31頁(yè)2100%1.5% 1.5%100mxxSx1400%0.5%2%100mxxsx 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第32頁(yè),20lg ;,20lg20lg(1)20lg(1)20lg(1);xxxxAxxdBxAxAGAAGAAAAAAAAAGGA電壓增益的實(shí)際值為其分貝值電壓增益的測(cè)量值為其分貝值誤差為- ， , 分貝誤差電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第33頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第34頁(yè)y1y2y電電量量變變換換（測(cè)測(cè)量量電電路路）信信宿宿點(diǎn)點(diǎn)非非電電逆逆變變換換（顯顯示示器器）被被測(cè)測(cè)量量 x信信源

7、源點(diǎn)點(diǎn)非非電電變變換換（傳傳感感器器）y1=f1(x)221( )yf y 32()yf y A321 ( )( )yfff xf x電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第35頁(yè)K K1 1K K3 3K K2 2xu2u3 yu1y1y2y3信信源源點(diǎn)點(diǎn)信信宿宿點(diǎn)點(diǎn) )(111uxKy)(2122uyKy)(3233uyKyy321123()y K K K x uuuKx u 123KK K K321123uuuuKK K 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第36頁(yè)（a) 測(cè)零點(diǎn)值（a) 測(cè)零點(diǎn)值非電電變換非電電變換 K1主體主體電非電變換電非電變換 K3電電變換電電變換 K2傳感器傳感器變換電路變換電路顯示器顯

8、示器（b) 測(cè)標(biāo)準(zhǔn)量（b) 測(cè)標(biāo)準(zhǔn)量非電電變換非電電變換 K1主體主體電非電變換電非電變換 K3電電變換電電變換 K2傳感器傳感器變換電路變換電路顯示器顯示器（c) 測(cè)未知量（c) 測(cè)未知量非電電變換非電電變換 K1主體主體電非電變換電非電變換 K3電電變換電電變換 K2傳感器傳感器變換電路變換電路顯示器顯示器0 x0ysyxysx xxs電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第37頁(yè)xsy比較電路比較電路被測(cè)量被測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)量標(biāo)準(zhǔn)量 0; 1;yxsyxsxysyxs(1) 差值運(yùn)算比較：時(shí)，(2) 比例運(yùn)算比較：時(shí)，電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第38頁(yè)xs 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第39頁(yè)K1K2減減 法法 比

9、比 較較 或或比比 例例 比比 較較K3變變 換換變變 換換變變 換換指指 示示 器器 uxusy 0 0 xs（ a a ) ) 雙雙 通通 道道 對(duì)對(duì) 稱(chēng)稱(chēng) 輸輸 入入 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)mu 或122112 0 1 xxxsssxsuk xuuuumukxukumuuxskkkxs 或 調(diào) 節(jié) 使 得 ：或 若 兩 通 道 性 能 相 同電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第40頁(yè)221112rxsxsrrrrrxs若(b) 對(duì)稱(chēng)橋式結(jié)構(gòu)(b) 對(duì)稱(chēng)橋式結(jié)構(gòu)s sx激勵(lì)源激勵(lì)源y=0y=02r1r21電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第41頁(yè)xs電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第42頁(yè)微差法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，測(cè)量誤差公式：微差法進(jìn)

10、行測(cè)量時(shí)，測(cè)量誤差公式：測(cè)量?jī)x器的誤差測(cè)量?jī)x器的誤差 對(duì)測(cè)量的對(duì)測(cè)量的影響被大大地削弱影響被大大地削弱優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量速度快高優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量速度快高, ,準(zhǔn)確度高。準(zhǔn)確度高。 xSxSx/ 0-v+vxs電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第43頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第44頁(yè) 替替 代代 法法 的的 測(cè)測(cè) 量量 原原 理理xs0 0- -v v+ +v v2 2K KK K1 1（ b b) ) 零零 示示 法法( (a a) ) 偏偏 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 法法xs0 0- -v v+ +v v2 2K KK K1 1r r電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第45頁(yè)第一次平衡第一次平衡 第二次平衡第二次平衡 上兩式相乘、開(kāi)方得：上兩式

11、相乘、開(kāi)方得：12121()2xWWWWW11 2xW lW l 22 1xW lW l ( (a a) ) 天天 平平 稱(chēng)稱(chēng) 重重xWW1l1l2xWW2l1l2電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第46頁(yè)12121()2xssssRRRRR電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第47頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第48頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第49頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第50頁(yè)傷傷痕痕比比較較校校正正顯顯示示工工件件光光源源光光信信號(hào)號(hào)電電信信號(hào)號(hào)濾濾光光片片透透鏡鏡固固體體圖圖像像傳傳感感器器放放大大標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)樣樣板板電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第51頁(yè)被被測(cè)測(cè)量量標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)量量xs比比較較電電路路yyHyL0ysx電

12、子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第52頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第53頁(yè)0-v+vxsx xs s電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第54頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第55頁(yè)UsaRsRxbUo+_xossRURUoxssURRU電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第56頁(yè)（a a）比例臂電橋）比例臂電橋 （b b）有源電橋）有源電橋 （c c）電壓電橋）電壓電橋 （d d）電流電橋）電流電橋1221sxsxZZZZZZZZ112221sxsxZUNNZZUNZN電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第57頁(yè)R-S 觸觸發(fā)發(fā)器器tAtBQS RtBtAT 電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第58頁(yè)混混頻頻器器fAfBF F= =f f - -f fA

13、 A B B被被測(cè)測(cè)頻頻率率標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)頻頻率率混混頻頻器器Ffxfs零零差差指指示示=fx- fs電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第59頁(yè)數(shù)字比較器數(shù)字比較器數(shù)數(shù)字字比比較較器器N N1 1N N2 2Q Q電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第60頁(yè)電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第61頁(yè)A1u2RR_+A2RR_+RRRUoRu1u3u4R01234UU UUU電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第62頁(yè)/1iTU UosURI e1ln(/)lnoTisiUUU RIk UAUiDR1_+R2AUiR1D_+R2Uo圖圖2-20 指數(shù)電路和對(duì)數(shù)電路指數(shù)電路和對(duì)數(shù)電路電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第63頁(yè)對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)對(duì)數(shù)加加 法法或減法或減法指數(shù)指數(shù)U1U2Uo12oUUU12oUUU電子測(cè)量原理電子測(cè)量原理第64頁(yè)AuiR1uc_+CiAui_+RuoCR1（a）基本積分電路）基本積分電路 （b）基本微分電路）基本微分電路2111( )toictUudt u tRC/oiuRCdu dt電子