電氣測(cè)試技術(shù)課件-002

《電氣測(cè)試技術(shù)》單位：電氣信息工程學(xué)院教師：王玉聯(lián)系方式：7/20/20231課程簡(jiǎn)介測(cè)量基本概念，介紹測(cè)量的基本概念、技術(shù)方法，測(cè)量?jī)x表基本結(jié)構(gòu)性能。測(cè)量誤差和數(shù)據(jù)處理，誤差的來源、表示方法、測(cè)量數(shù)據(jù)的處理。信號(hào)時(shí)域測(cè)量、示波器等儀器的原理和工作特性。非電量的電測(cè)技術(shù)，各類傳感器的介紹。數(shù)字化測(cè)量技術(shù)抗干擾技術(shù)7/20/20232電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念緒論

檢測(cè)（Detection）定義：利用各種物理、化學(xué)效應(yīng)，選擇合適的方法與裝置，將生產(chǎn)、科研、生活等各方面的有關(guān)信息通過檢查與測(cè)量的方法，賦予定性或定量結(jié)果的過程稱為檢測(cè)技術(shù)。7/20/20233電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念再例如：丈量土地、衡量谷物→長(zhǎng)度、面積、容積和重量的測(cè)量；掌握季節(jié)和節(jié)候→原始的時(shí)間測(cè)量器具→天文測(cè)量?，F(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，處處離不開測(cè)量，一個(gè)大型鋼鐵廠需要約2萬個(gè)測(cè)量點(diǎn)在高新技術(shù)和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)中更離不開測(cè)量例如，每種新設(shè)計(jì)的飛機(jī)，需要測(cè)試飛機(jī)高速飛行中受氣流沖擊作用下的性能，通過風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)定機(jī)身、機(jī)翼的受力和振動(dòng)分布情況，以驗(yàn)證和改進(jìn)設(shè)計(jì)。7/20/20234電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念第一章測(cè)量的基本概念

1.1測(cè)量的概念和定義一、測(cè)量的基本方程測(cè)量是人類認(rèn)識(shí)和改造客觀世界必不可少的重要手段之一。人們借助于專門的設(shè)備，通過實(shí)驗(yàn)方法對(duì)客觀事物取得數(shù)量信息的過程稱為測(cè)量。測(cè)量就是以同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量與被測(cè)量比較，并確定被測(cè)量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)量的倍數(shù)，取得用數(shù)值和單位共同表示的測(cè)量結(jié)果。測(cè)量結(jié)果＝測(cè)量數(shù)值.測(cè)量單位7/20/20235電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念測(cè)量的內(nèi)涵測(cè)量對(duì)象：被測(cè)客體中的相應(yīng)的量值信息；測(cè)量目的：從被測(cè)對(duì)象取得一個(gè)定量的認(rèn)識(shí)；測(cè)量過程：通過實(shí)驗(yàn)去認(rèn)識(shí)對(duì)象的過程測(cè)量方法：比較；A.直接比較B.間接比較；C.需要測(cè)量?jī)x器；(見下頁)測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：同類已知單位。測(cè)量結(jié)果：最終能表示給測(cè)量主體（人）測(cè)量基本要素:被測(cè)對(duì)象、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量技術(shù)、測(cè)量人員和測(cè)量環(huán)境7/20/20236電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念被測(cè)物體的重量等于標(biāo)準(zhǔn)砝碼的重量。被測(cè)物體的重量從度盤上讀數(shù)，因?yàn)?，彈簧秤度盤上的刻度是事先與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的結(jié)果。7/20/20237電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念測(cè)量的基本方程：被測(cè)量的數(shù)值與所選定的單位有關(guān)。被測(cè)量x，單位量x0，測(cè)量結(jié)果值A(chǔ)x：x0愈大，Ax愈小；x0愈小，Ax愈大。同一被測(cè)量x，不同單位量x01、x02：用一定單位量測(cè)量某一量所得的數(shù)值，必須乘上換算因數(shù)K，得到用新單位表示的該被測(cè)量的數(shù)值。7/20/20238電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念二、工業(yè)檢測(cè)技術(shù)涉及的內(nèi)容電氣測(cè)試泛指一切利用電氣技術(shù)進(jìn)行的測(cè)試及對(duì)電氣系統(tǒng)與設(shè)備(電機(jī)、電器等)所進(jìn)行的測(cè)試。電工量（U、I、f、R、Z、E、B……在電工、電子等課程中講授，大多數(shù)不屬于本課程的范圍。）有關(guān)電氣系統(tǒng)與設(shè)備常用非電參數(shù)的測(cè)試熱工量：溫度t（℃、K、℉）例：0℃等于32℉，20℃等于68℉，100℃等于212℉

壓力（壓強(qiáng)）p（Pa）、壓差Δp、真空度、流量q（t、m3）、流速v（m/s）、物位、液位h（m）7/20/20239電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念機(jī)械量：直線位移x（m）、角位移α、速度、加速度a（m/s2）、轉(zhuǎn)速n（r/min）、應(yīng)變?chǔ)牛╩/m）、力矩T（Nm）、振動(dòng)、噪聲、質(zhì)量（重量）m（kg、t）幾何量：長(zhǎng)度、厚度、角度、直徑、間距、形狀、粗糙度、硬度、材料缺陷等物體的性質(zhì)和成分量：空氣的濕度（絕對(duì)、相對(duì)）、氣體的化學(xué)成分、濃度、液體的粘度、濁度、透明度、物體的顏色狀態(tài)量：工作機(jī)械的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（啟停等）、生產(chǎn)設(shè)備的異常狀態(tài)（超溫、過載、泄漏、變形、磨損、堵塞、斷裂等）7/20/202310電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念三、單位制和單位

根據(jù)定義而令系數(shù)為1的量稱為單位。單位是表征測(cè)量結(jié)果的重要組成部分，又是對(duì)兩個(gè)同類量值進(jìn)行比較的基礎(chǔ)。英呎——feet英尺（0.3048m）在英文中的本意是“腳”。實(shí)際上，一英尺就是一個(gè)成年男子一只腳的長(zhǎng)度。由于腳的長(zhǎng)度因人而異，在使用時(shí)有必要規(guī)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的腳長(zhǎng)。到了16世紀(jì)，德國(guó)人用了一個(gè)非常簡(jiǎn)單的方法解決此事。在一個(gè)禮拜日，讓從教堂里走出來的16個(gè)男子站在一起，然后將其左腳的長(zhǎng)度加在一起，除以16，求出一個(gè)平均的腳長(zhǎng)。我們現(xiàn)在使用的英尺就這樣誕生了。7/20/202311電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念單位制是為給定量制建立的一組單位。單位制是由一組選定的基本單位和由定義方程式與比例因數(shù)確定的導(dǎo)出單位組成的一個(gè)完整的單位體制?；締挝皇强梢匀我膺x定的。由于基本單位選擇的不同，所以組成的單位制也就不同。多種單位制的并存：市制、英制……多種單位制的并存不僅對(duì)國(guó)際貿(mào)易有阻礙作用，而且不利于各國(guó)之間的科學(xué)文化交流。因此統(tǒng)一單位制巳成為各國(guó)的共同要求。7/20/202312電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念國(guó)際計(jì)量委員會(huì)(CIPM)在1956年將經(jīng)過21個(gè)國(guó)家同意的計(jì)量單位制草案命名為國(guó)際單位制，以國(guó)際通用符號(hào)SI來表示。1960年第11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)(CGPM)正式通過了SI。隨后一些國(guó)際組織，如國(guó)際法制計(jì)量組織(OIML)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)等也采用了國(guó)際單位制。7/20/202313電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念（一）國(guó)際單位制(SI)

國(guó)際單位制由7個(gè)基本單位、兩個(gè)輔助單位和19個(gè)具有專門名稱的導(dǎo)出單位所組成。 所有單位都各有一個(gè)主單位和十進(jìn)倍數(shù)（十進(jìn)分?jǐn)?shù)）的詞頭組成。7個(gè)基本單位定義如下：長(zhǎng)度單位——米(m)

光在真空中于1／299792458s時(shí)間所經(jīng)過的距離(1983年第17屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過)。質(zhì)量單位——千克(kg)

質(zhì)量單位、等于國(guó)際千克原器的質(zhì)量(1901年第3屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)規(guī)定)。國(guó)際單位制基本單位中唯一保留的實(shí)物基準(zhǔn)。7/20/202314電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念

3．時(shí)間單位——秒(s)

銫-133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷所對(duì)應(yīng)的輻射的9192631770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間(1967年第13屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定)。

4.電流強(qiáng)度單位——安[培](A)

一恒定電流，若保持在處于真空中相距1m的兩無限長(zhǎng)而截面可以忽略的平行直導(dǎo)線內(nèi)，則此兩導(dǎo)線之間產(chǎn)生的力在每米長(zhǎng)度上等于2×l0-7N(1948年第9屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)確定)。

5.熱力學(xué)溫度單位——開[爾文](K)

水的三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的1／273.16(1967年第13屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)通過)。7/20/202315電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念6．物質(zhì)的量的單位——摩[爾](mol]

一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元數(shù)與0.012kg碳-12的原子數(shù)目相等(1971年第14屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定增加的基本單位)。在使用摩時(shí)，應(yīng)指明基本單元是原于、分子、離子、電子及其它粒子，或是這些粒子的特定組合。7．發(fā)光強(qiáng)度單位——坎[德拉]（cd）

發(fā)出頻率為540×l012Hz單色輻射的光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度。而且在此方向上的幅射強(qiáng)度為(1／683)w／sr[1979年第16屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)規(guī)定)。7/20/202316電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念7/20/202317電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念國(guó)際單位制詞頭表示使單位增大或縮小的十進(jìn)倍數(shù)。例：5.4×10-9s=5.4ns7/20/202318電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念（二）我國(guó)的法定計(jì)量單位法定計(jì)量單位是由國(guó)家以法令形式規(guī)定允許使用的計(jì)量單位。1984年2月國(guó)務(wù)院頒布了《中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位》，決定我國(guó)法定計(jì)量單位以國(guó)際單位制為基礎(chǔ)。我國(guó)法定計(jì)量單位包括：(1)國(guó)際單位制的基本單位；(2)國(guó)際單位制的輔助單位；(3)國(guó)際單位制中具有專門名稱的導(dǎo)出單位(4)國(guó)家選定的非國(guó)際單位制單位；(5)由以上單位構(gòu)成的組合形式的單位；(6)由詞頭和以上單位所構(gòu)成的十進(jìn)倍數(shù)和分?jǐn)?shù)單位。7/20/202319電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念三、測(cè)量?jī)x表的基本功能1、變換功能y=F(x)2、選擇功能 y=f(x,u1,u2…,um)3、比較功能4、顯示功能7/20/202320電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念四、檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)1.不斷提高檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量精度、量程范圍、延長(zhǎng)使用壽命、提高可靠性： 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量精度要求也相應(yīng)地在提高。近年來，人們研制出許多高精度和寬量程的檢測(cè)儀器以滿足各種需要。人們還對(duì)傳感器的可靠性和故障率的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了大量的研究，使得檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性及壽命大幅度的提高?，F(xiàn)在，許多檢測(cè)系統(tǒng)可以在極其惡劣的環(huán)境下連續(xù)工作數(shù)十萬小時(shí)。目前，人們正在不斷努力進(jìn)一步提高檢測(cè)系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)。7/20/202321電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念一、儀表的基本性能（一）精確度精密度、準(zhǔn)確度、精確度(1)精密度。指在一定的測(cè)量條件下進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)所得各測(cè)量結(jié)果之間的分散程度。

δ↓→精密度↑→隨機(jī)誤差小例：某溫度儀表精密度δ＝0.5℃，說明多次測(cè)量結(jié)果的分散程度不大于0.5℃。第二節(jié)測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)和基本特性7/20/202322電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念(2)準(zhǔn)確度。表示測(cè)量結(jié)果與真值的一致程度。例：某電壓表準(zhǔn)確度ε＝0.5V，說明該表的指示值偏離被測(cè)量不會(huì)大于0.5V。

ε↓→準(zhǔn)確度↑→系統(tǒng)誤差小

(3)精確度：精密度和準(zhǔn)確度的綜合反映。τ＝ε＋δ——精密度、準(zhǔn)確度中某一個(gè)高，另一個(gè)低都不能說精確度高！7/20/202323電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念例：射擊打靶——測(cè)量精度不精密不準(zhǔn)確精密不準(zhǔn)確不精密準(zhǔn)確精密準(zhǔn)確→精確度高7/20/202324電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念（二）穩(wěn)定性穩(wěn)定度：規(guī)定時(shí)間內(nèi)，測(cè)量條件不變時(shí)，儀表內(nèi)部隨機(jī)因素。例如，儀表內(nèi)部某些因素做周期性變動(dòng)，引起示值變化。環(huán)境影響（影響系數(shù)）：儀表外部環(huán)境和工作條件變換所引起的示值不穩(wěn)定。測(cè)量環(huán)境包括溫度、濕度、力場(chǎng)、電磁場(chǎng)、輻射、化學(xué)氣霧和粉塵，霉菌以及有關(guān)電磁量（工作電壓、源阻抗、負(fù)載阻抗、地磁場(chǎng)、雷電等）的數(shù)值、范圍及其變化。冷～7/20/202325電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念二、測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)

（一）直接變換型正向變換回路，各環(huán)節(jié)傳遞系數(shù)k1…kn總傳遞系數(shù)：采用開環(huán)方式構(gòu)成的測(cè)量系統(tǒng)，雖然從結(jié)構(gòu)上看比較簡(jiǎn)單，但是缺點(diǎn)是所有變換器特性的變化都會(huì)造成測(cè)量誤差。7/20/202326電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念正向變換回路，各環(huán)節(jié)傳遞系數(shù)k1…kn，總傳遞系數(shù)：反向變換回路，各環(huán)節(jié)傳遞系數(shù)β1…βn，總傳遞系數(shù)：（二）平衡變換型系統(tǒng)輸出：整個(gè)系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系由反饋系統(tǒng)的特性決定。正向變換特性的變化不會(huì)造成測(cè)量誤差或者說造成的誤差很小。精心設(shè)計(jì)反向回路可以保證較高的穩(wěn)定性和高精度。7/20/202327電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念（三）差動(dòng)變換型若干擾信號(hào)u1＝u2，y＝2k3kx——抗干擾能力較強(qiáng)。靈敏度高，精心制作k3，可保證較高的精確度。三個(gè)回路，傳遞函數(shù)k1、k2、k3，k1、k2回路組成結(jié)構(gòu)相同。設(shè)k1＝k2＝k，得：y＝2k3kx＋k3k（u1－u2）7/20/202328電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念1.3測(cè)量?jī)x表的輸入輸出特性一、靜態(tài)特性及其性能指標(biāo)（一）靜態(tài)特性靜態(tài)特性是指被測(cè)量x不隨時(shí)間變化或變化極為緩慢的情況下，測(cè)量設(shè)備輸出量y與輸入量x之間的函數(shù)關(guān)系，表示為式中a0，a1，a2…an為決定曲線形狀的系數(shù)衡量?jī)x表靜態(tài)特性的重要措標(biāo)：線性度、靈敏度、滯環(huán)和重復(fù)性7/20/202329電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念1、理想特性輸入輸出曲線是經(jīng)過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線靈敏度xy07/20/202330電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念2、具有零點(diǎn)遷移的線性特性輸入輸出曲線是在縱軸上的截距為±y0的直線，相當(dāng)于把儀表零點(diǎn)遷移到±y0處。xy0+y0-y07/20/202331電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念3、只含奇次方非線性特性y(x)=-y(-x)輸入輸出曲線對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱在原點(diǎn)附近相當(dāng)范圍內(nèi)是線性的。這種特性儀表，在輸入量x相當(dāng)大的范圍內(nèi)具有相當(dāng)寬的近似線性范圍。xy04、只含偶次方非線性特性輸入輸出曲線不對(duì)稱。因?yàn)闆]對(duì)稱性，其線性范圍較窄。一般儀表設(shè)計(jì)很少采用這種特性。xy07/20/202332電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念5、普遍情況表達(dá)式是靜態(tài)特性的多項(xiàng)式代數(shù)方程。輸入輸出曲線是非線性的。xy07/20/202333電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念（二）靜態(tài)性能指標(biāo)1、靈敏度穩(wěn)態(tài)下輸出量的增量與輸入量的增量之比：靜態(tài)特性曲線為線性方程的測(cè)量設(shè)備，其靈敏度為常數(shù)；靜態(tài)待性曲線為非線性的測(cè)量設(shè)備，靈敏度是變化的，由靜態(tài)特性曲線上各點(diǎn)的斜率來決定。7/20/202334電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念靈敏度k越高，表示儀表越靈敏。測(cè)量?jī)x表的靈敏度可分為三種情況：在整個(gè)測(cè)量范圍，靈敏度k保持為常數(shù)，即靈敏度不隨被測(cè)量變化；靈敏度k隨被測(cè)量增加而增加；靈敏度k隨被測(cè)量輸入量增加而減小。由于輸入、輸出的變化量一般都具有量綱，所以靈敏度也是有量綱。輸入為電壓（V）；輸出量為標(biāo)尺上的位移(格)：k的單位：格/V如果輸入和輸出量是同類量．則此時(shí)k理解為放大倍數(shù)。靈敏度比放大倍數(shù)有更廣泛的含義。7/20/202335電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念2、線性度

線性度是測(cè)量設(shè)備實(shí)際特性曲線與參考直線偏離的程度，常用實(shí)際特性曲線偏離參考直線的最大偏差Δym與量程輸出值ym之比的百分?jǐn)?shù)表示：B請(qǐng)得出結(jié)論：線性度的數(shù)值小些好還是大些好？7/20/202336電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念參考直線的確定通常有三種方法，所以有相對(duì)應(yīng)的三種線性度。（1）理論線性度(絕對(duì)線性度)

表示實(shí)際輸出曲線與理論曲線之間的偏差程度。選通過零點(diǎn)與滿量程輸出點(diǎn)所作的直線為參考直線。Δymyx7/20/202337電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念（2）端基線性度(端點(diǎn)線性度)以測(cè)量設(shè)備多次實(shí)測(cè)之零輸入所得平均值點(diǎn)與滿量程輸出平均值點(diǎn)所聯(lián)成的直線為參考直線。擬和方法簡(jiǎn)單直觀，應(yīng)用較廣泛；但精度較低。7/20/202338電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念（3）最小二乘法線性度擬和直線：設(shè)實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量點(diǎn)有n個(gè)，對(duì)應(yīng)輸出量為y，第i個(gè)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)與擬和直線對(duì)應(yīng)值之間殘差：擬和原則：k=…b=…7/20/202339電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念在具有等精度的多次測(cè)量中求最可靠值時(shí)，是當(dāng)各測(cè)定值的殘值的殘差平方和為最小時(shí)，所求得的值，也就是說，把所有校準(zhǔn)點(diǎn)數(shù)據(jù)都標(biāo)在坐標(biāo)圖上，用最小二乘法擬合的直線，其校準(zhǔn)點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的擬合直線上的點(diǎn)之間的殘差平方和為最小。最小二乘法有嚴(yán)格的數(shù)學(xué)依據(jù)，盡管計(jì)算繁雜，但所得到的擬合直線精密度高，即誤差小。書p10例17/20/202340電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念設(shè)計(jì)者和使用者總是希望非線性誤差越小越好，也即希望儀表的靜態(tài)特性接近于直線，這是因?yàn)榫€性儀表的刻度是均勻的，容易標(biāo)定，也不容易引起讀數(shù)誤差?，F(xiàn)在多采用計(jì)算機(jī)來糾正檢測(cè)系統(tǒng)的非線性誤差。7/20/202341電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念3、滯環(huán)滯環(huán)是測(cè)量設(shè)備輸出量與先前輸入量順序有關(guān)的一種特性。當(dāng)輸入量分別由增加方向、減小方向到達(dá)同一量時(shí)，兩輸出量之差稱為滯后誤差。常用全量程中最大滯環(huán)差值與滿量程輸出值之比的百分?jǐn)?shù)表示：產(chǎn)生滯環(huán)誤差的主要原因是：摩擦力、機(jī)械元件之間的游隙、彈性材料變形、磁性材料的磁滯效應(yīng)等。7/20/202342電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念4．重復(fù)性

測(cè)量設(shè)備在相同工作條件下輸入量按同一個(gè)方向多次重復(fù)測(cè)量，所得的特性曲線的不一致的程度。重復(fù)誤差：用多次量程中最大重復(fù)差值與量程輸出值之比的百分?jǐn)?shù)表示：xy0xy0ΔydmΔycmΔycm>Δydm7/20/202343電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念1、直接測(cè)量法(偏差式測(cè)量)不對(duì)與被測(cè)量有函數(shù)關(guān)系的其它量進(jìn)行測(cè)量而能獲得被測(cè)量值的一種測(cè)量方法。用預(yù)先按已知標(biāo)準(zhǔn)量定度好的測(cè)量?jī)x器對(duì)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量，或者用標(biāo)準(zhǔn)量直接與被測(cè)量進(jìn)行比較，從而得到被測(cè)量值。例如，電壓表測(cè)電壓，電子卡尺，用電橋測(cè)電阻等。一、按測(cè)量方法分

7/20/202344電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念偏差式測(cè)量?jī)x表，一般要利用被測(cè)物理量產(chǎn)生的力或力矩，使儀表的彈性元件產(chǎn)生方向相反的作用。此反作用又與儀表指針的線位移或角位移（即指針偏差）相關(guān)，它便于人們用感官直接觀測(cè)。在測(cè)量過程中，此反作用一直要增加到與被測(cè)物理量的某物理作用相平衡，這時(shí)指針的位移在標(biāo)尺上對(duì)應(yīng)的刻度值，就表示了被測(cè)量的測(cè)量值。優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量過程簡(jiǎn)單、迅速，應(yīng)用較廣泛。壓力表：7/20/202345電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念二、間接測(cè)量法通過對(duì)被測(cè)量有函數(shù)關(guān)系的其它量的直接測(cè)量，通過函數(shù)關(guān)系得到被測(cè)量值的測(cè)量方法。例如，直接測(cè)出電阻的阻值及其兩端的電壓來確定流過該電阻的電流值；測(cè)量電阻率。阿基米德測(cè)量皇冠的比重：ρ＝V/m對(duì)多個(gè)被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量，經(jīng)過計(jì)算求得被測(cè)量。

7/20/202346電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念何種情況采用間接測(cè)量？一般，間接測(cè)量需要測(cè)量的量較多。測(cè)量和計(jì)算工作量較大，引起的誤差因素也較多。但如果對(duì)測(cè)量誤差進(jìn)行分析并選擇和確定具體的優(yōu)化測(cè)量方法和在比較理想的條件下進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度不一定低，有的甚至有較高的準(zhǔn)確度。通常在實(shí)驗(yàn)室使用。直接測(cè)量不方便，例測(cè)量電流I，I＝U/R直接測(cè)量誤差大缺乏直接測(cè)量?jī)x器采用現(xiàn)有多參數(shù)綜合測(cè)試儀，可使測(cè)量手續(xù)簡(jiǎn)化。7/20/202347電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念三、組合測(cè)量法組合測(cè)量法是當(dāng)各未知量能以某些可測(cè)量的組合形式表示(或改變測(cè)量條件來獲得這種不同的組合)時(shí)，根據(jù)直接測(cè)量和間接測(cè)量所得的數(shù)據(jù)，通過解一組聯(lián)立方程而求出各未知量的數(shù)值。通常在實(shí)驗(yàn)室使用。組合測(cè)量法實(shí)質(zhì)上仍然是一種間接測(cè)量法。組合測(cè)量法兩個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)：在準(zhǔn)確度要求相同的情況下，組合測(cè)量需要進(jìn)行的測(cè)量次數(shù)較少；系統(tǒng)誤差出現(xiàn)的規(guī)律變?yōu)殡S機(jī)性質(zhì)。測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度有所提高。例：標(biāo)準(zhǔn)電阻電阻值和溫度之間的數(shù)值關(guān)系7/20/202348電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念二、按測(cè)量方式分1、直讀式測(cè)量在測(cè)量過程中，利用測(cè)量?jī)x表指針相對(duì)于刻度初始點(diǎn)的位移(即偏差)來決定檢測(cè)量的測(cè)量方法。在使用這種測(cè)量方法的儀表內(nèi)并沒有標(biāo)準(zhǔn)量具，只有經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)量具校準(zhǔn)過的標(biāo)尺或刻度盤。測(cè)量時(shí)，利用儀表指針在標(biāo)尺上的示值，讀取被測(cè)量的數(shù)值。它以間接方式實(shí)現(xiàn)被測(cè)量和標(biāo)準(zhǔn)量的比較。偏差式測(cè)量簡(jiǎn)單、迅速，但精度不高，這種方法廣泛應(yīng)用于工程測(cè)量。例：萬用表測(cè)量電流、電壓7/20/202349電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念2、零位測(cè)量法

通過調(diào)整一個(gè)或幾個(gè)與被測(cè)量有已知平衡關(guān)系的量，用平衡的方法確定出被測(cè)量的值。零位測(cè)量法的一般形式是將被測(cè)量與其值為已知的量相比較，而使所選擇的已知量和被測(cè)量之間的差值為零。差值的指示用零位指示器(指零表)指示。零位測(cè)量法的最大優(yōu)點(diǎn)是可以用一個(gè)固定已知量，通過調(diào)整另一已知可調(diào)量而確定不同大小的被測(cè)量，如用電橋測(cè)電阻。7/20/202350電氣測(cè)試技術(shù)第一章測(cè)量的基本概念例：電位差計(jì)簡(jiǎn)化電路Ex用三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量表示，測(cè)量精度高。讀數(shù)時(shí)，指零表P指零，不吸收能量，不影響電路工作狀態(tài)，不會(huì)因