电子测量第二讲.ppt

,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Click to edit Master title style,ANHUI UNIVERSITY OF ARCHITECTURE,电子测量技术,主 讲：高 翠 云,单 位：电信学院,班级：,08,电子,08,通信,时间：,2010,年,8,月,-12,月,第,二,讲,计量相关概念,问题的提出,怎样进行测量？,什么样的测量值是可信的？,如何校正测量误差？,讨论问题,你去菜场买,1,斤菜，你有哪些方法验证你买到的“确实”是,1,斤的菜？（朴素、易得的）,实验室有两个万用表，对同样一个电阻（电压）测试，示值不同。你应该相信或选择哪一个？,用同一信号源发出一正弦波，,2,位同学先后用同一示波器观察，分别读取,5,次数据，记录平均值，两者之间有一定差值。以幅度为例，,1,同学测得结果为,4.90V,，另外一同学测得为,5.02V,。请问谁测试的结果更准确？有没有可能都是准确的？,怎样进行测量？,正确的原理（理论）,正确的实验方法（高效、可行）,相应的设备、工具、耗材,数据处理、分析,案例：测量电能,分析,:,测量对象：电压、电流,测量结果：频率、幅度、功率、谐波,传感器选择,电压传感器,电流传感器,功率变换器,电压测量方法,标准,的直流,-,幅度测量,标准,的正弦波,-,频率测量,电流测量方法,标准的直流电流,-,幅度测量,标准的正弦波电流,-,频率测量,功率测量,电压,-,电流运算结果,标准,的直流？,标准,的正弦波,?,标准,的,何谓“标准”？,计量过的特定量（计量过的信号源）,常见的替代方法：,1,）采用公认的高精度仪器测试信号源，得到信源实际值,2,）基准（基准电压芯片）,标准对测试精度的影响,假定一实际的基准电压为,5.05V,，而我们误把其当作,5.00V,标准,那么，以此作为参考基准来校准设备的话，总体误差是正误差，还是负误差？,如果在此情况下测量,100v,的电压，估计其误差可达到多少（绝对误差、相对误差）,5.00/5.05*100=99.0099,（,V,）,绝对误差：,99.0099-100=-0.9909,（,V,）,相对误差：,-0.9909/100=-0.9909%,3,由该基准造成的误差，是否每次测量都会影响？,小结：标准产生的误差对系统的影响十分严重，它属于“绝,对”误差，每次测量都会产生，属于系统级误差。,而且会传递给其他被测量,如电压会影响功率,。,刚才所探讨的实际上是理想情况，即标准有误差，而测量,过程,没有产生新的误差。,实际上测量或多或少会产生误差，而且是不可避免的,-,“没有最少，只有更少”误差,-,“没有最准，只有更准”精度,产生原因：,1,）主观,2,）客观,主观,1,）测量次数过少,随机误差,2,）依据的理论错误（如错误理解）,半斤八两的笑话（方便面）；,实际测量必须有,标准,参照 国际标准、国家标准、行业标准、,企业标准,3),方法错误,“,白血”婴儿,按普通方法检测血液，所有内脏器官均有严重损伤,高速分离之后，血液检验正常,4,）选择了精度过低的参考源,比如我们的定性测量，随意拿,1,个电池作为,1.5v,基准（当然，在特定场合，该方法也可以加快调试进程）,客观：,1,）器件限制,如：,选择,8,位,A/D,电压,0-5V,进行采集，其分辨率为,5.0/256=0.01953125 V,因此对,5V,电压来说，绝对误差就应该在,19mv,左右；,2,）测试设备：,信号源（电压、电流、示波器等，做为校准,用的相关设备稳定性、可重复性相对较差）,3,）客观环境的影响：,电网、磁场干扰（心电、脑电测量；,核磁共振设备，必须全屏蔽室）,地域、气候,(,对温湿度敏感的元件）,典故：时间,环球旅行80天,4,）经费限制,方案（器件）“,巧妇难为无米之炊”,计量相关概念,计量,体现已知量在测量过程中作为比较标准的各类量具、仪器仪表必须定期进行检验和校准，以保证测量结果的准确性、可靠性和统一性，这个过程称为计量。,计量的定义不完全统一，目前较为一致的意见是：“,计量是利用技术和法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。”,计量可看做测量的特殊形式，在计量过程中，认为所使用的量具和仪器是标准的，用它们来校准、检定受检量具和仪器设备，以衡量和保证使用受检量具和仪器进行测量时所获得测量结果的可靠性。,计量基准,主基准,副基准,工作基准,计量基准 举例,基准是否会发生改变？,如智利地震,1.,主基准,主基准也称做原始基准，是用来复现和保存计量单位，具有现代科学技术所能达到的最高准确度的计量器具，经国家鉴定批准，将其作为统一全国计量单位量值的最高依据。,因此主基准也叫国家基准。,2.,副基准,副基准是通过直接或间接与国家基准比对，确定其量值并经国家鉴定批准的计量器具。它在全国作为复现计量单位的副基准，其地位仅次于国家基准，平时用来代替国家基准使用或验证国家基准的变化。,3.,工作基准,工作基准是经与主基准或副基准校准或比对，并经国家鉴定批准，实际用以检定下属计量标准的计量器具。它在全国作为复现计量单位的地位仅在主基准和副基准之下。设置工作基准的目的是不使主基准和副基准因频繁使用而丧失原有的准确度。,应当了解，基准本身并不一定刚好等于一个计量单位。例如铯,-133,原子的频率基准所复现的时间值不是,1 s,而是,(9 192 631 770),1 s,；氪,-86,长度基准复现的长度值不是,1 m,而是,(1 650 763.73),1 m,；标准电池复现的电压值是,1.0186 V,，而不是,1 V,等,计量器具：复现量值或将被测量转换成可直接观测的指示值或等效信息的量具、仪器、装置。,计量标准器具：准确度低于计量基准，用于检定计量标准或工作计量器具的计量器具。它可按其准确度等级分类，如标准砝码有,1,级、,2,级、,3,级、,4,级、,5,级之分。,工作计量器具：工作岗位上使用，不用于进行量值传递而是直接用来测量被测对象量值的计量器具。,基准的可信性,比对,在规定条件下，对相同准确度（精度）等级的同类基准、标准或工作计量器具之间的量值进行比较，其目的是考核量值的一致性。,检定,用高一等级准确度的计量器具对低一等级的计量器具进行比较，以达到全面评定被检计量器具的计量性能是否合格的目的。一般要求计量标准的准确度为被检者的,1/31/10,。,校准,指被校的计量器具与高一等级的计量标准相比较，以确定被校计量器具的示值误差,(,有时也包括确定被校器具的其他计量性能,),的全部工作。,结合使用,检定、比对和校准是各级计量部门的重要业务活动，正是通过这些业务活动和国家有关法令、法规的执行，将全国各地区、各部门、各行业、各单位都纳入法律规定的完整计量体系中，从而保证了现代社会中的生产、科研、贸易、日常生活等各个环节的顺利运行和健康发展,量值的传递与跟踪：,指的是把一个物理量单位通过各级基准、标准及相应的辅助手段准确地传递到日常工作中所使用的测量仪器、量具，以保证量值统一的全过程。,第三次课程问题,问题,假设你只有,1,个磅秤，让你测,1,个婴儿的体重。婴儿太小，不能独立坐、站、卧于秤上，你怎么办？,让你测,1,个电线杆的高度，你会怎么办？（不允许攀爬上去）？,