电气测量基础知识.pptx

第1页课程简介课程简介测感技术：电量和非电量的测量测感技术：电量和非电量的测量测感技术：电量和非电量的测量测感技术：电量和非电量的测量三部分内容：三部分内容：三部分内容：三部分内容：电子测量基础知识电子测量基础知识电子测量基础知识电子测量基础知识电量测量电量测量电量测量电量测量基本电参量测量基本电参量测量基本电参量测量基本电参量测量电子测量显示技术电子测量显示技术电子测量显示技术电子测量显示技术线性系统测量线性系统测量线性系统测量线性系统测量 测量技术新进展（简介）测量技术新进展（简介）测量技术新进展（简介）测量技术新进展（简介）非电量测量非电量测量非电量测量非电量测量传感器的基础知识传感器的基础知识传感器的基础知识传感器的基础知识结构型传感器结构型传感器结构型传感器结构型传感器物性型传感器物性型传感器物性型传感器物性型传感器其它传感器（超声波、微波、核辐射与红外传感器、热电式）其它传感器（超声波、微波、核辐射与红外传感器、热电式）其它传感器（超声波、微波、核辐射与红外传感器、热电式）其它传感器（超声波、微波、核辐射与红外传感器、热电式）传感器应用技术传感器应用技术传感器应用技术传感器应用技术考核考核考核考核期末成绩参考平时成绩（考勤、作业、实验、平时的小论文）期末成绩参考平时成绩（考勤、作业、实验、平时的小论文）期末成绩参考平时成绩（考勤、作业、实验、平时的小论文）期末成绩参考平时成绩（考勤、作业、实验、平时的小论文）第2页第第1章章电子测量基础知识电子测量基础知识教学内容：教学内容：测量的基本概念，计量的基本概念；测量的误差的定义；电子测量的基本方法和测量系统；电子测量的实现技术和测量误差与数据处理。教学要求：教学要求：了解测量与计量的内容、特点和意义；掌握测量误差的基本概念；了解电子测量的方法、特点和内容，了解电子测量的基本实现技术；掌握测量误差的种类，系统误差、随机误差和粗大误差性质、产生的原因、判别与消除方法；掌握测量结果的数据处理方法。第3页1.11.1测量的基本原理测量的基本原理测量的基本原理测量的基本原理1.1.1 1.1.1 测量的基本概念测量的基本概念1 1 1 1 测量的意义测量的意义测量的意义测量的意义 日常生活、生产中处处离不开测量日常生活、生产中处处离不开测量日常生活、生产中处处离不开测量日常生活、生产中处处离不开测量 信息处理、传递的源头信息处理、传递的源头信息处理、传递的源头信息处理、传递的源头 科学的进步和发展离不开测量科学的进步和发展离不开测量科学的进步和发展离不开测量科学的进步和发展离不开测量 离开测量就不会有真正的科学。离开测量就不会有真正的科学。离开测量就不会有真正的科学。离开测量就不会有真正的科学。我国近代科学落后与不重视我国近代科学落后与不重视我国近代科学落后与不重视我国近代科学落后与不重视“定量定量定量定量”有关有关有关有关 没有望远镜就没有没有望远镜就没有天文学，没有显微天文学，没有显微镜就没有细胞学，镜就没有细胞学，没有指南针就没有没有指南针就没有航海事业航海事业 第5页1.1.1 测量的基本概念2.2.测量的定义测量的定义测量的定义测量的定义狭狭狭狭义测义测量的定量的定量的定量的定义义 测量是为了测量是为了测量是为了测量是为了确定被测对象的量值确定被测对象的量值确定被测对象的量值确定被测对象的量值而进行的实验过程。而进行的实验过程。而进行的实验过程。而进行的实验过程。在在在在测测测测量量量量过过过过程程程程中中中中，人人人人们们们们借借借借助助助助专专专专门门门门的的的的设设设设备备备备，把把把把被被被被测测测测对对对对象象象象直直直直接接接接或或或或间间间间接接接接地地地地与与与与同同同同类类类类已已已已知知知知单单单单位位位位进进进进行行行行比比比比较较较较，取取取取得得得得用用用用数数数数值值值值和和和和单单单单位位位位共共共共同同同同表表表表示示示示的的的的测测测测量量量量结结结结果果果果。测量结果测量数值测量结果测量数值.测量单位，测量单位，即：即：第6页被测物体的重量等于标被测物体的重量等于标准砝码的重量准砝码的重量被被测测物物体体的的重重量量从从度度盘盘上上读读数数，因因为为，弹弹簧簧秤秤度度盘盘上上的刻度是事先与标准量进行比较的结果。的刻度是事先与标准量进行比较的结果。1.1.1 测量的基本概念2.2.测量的定义测量的定义测量的定义测量的定义广广广广义测义测量的定量的定量的定量的定义义：信息的感知和信息识别信息的感知和信息识别信息的感知和信息识别信息的感知和信息识别广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的测量，广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的测量，广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的测量，广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的测量，而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的测量。而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的测量。而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的测量。而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的测量。例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地震例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地震例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地震例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地震源测定、卫星定位等。源测定、卫星定位等。源测定、卫星定位等。源测定、卫星定位等。而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一维信息，而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一维信息，而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一维信息，而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一维信息，还可以用二维或多维的图形、图像来显示被测对象的属还可以用二维或多维的图形、图像来显示被测对象的属还可以用二维或多维的图形、图像来显示被测对象的属还可以用二维或多维的图形、图像来显示被测对象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。性特征、空间分布、拓朴结构等。性特征、空间分布、拓朴结构等。性特征、空间分布、拓朴结构等。第8页1.1.1 测量的基本概念3.3.测量的基本构成测量的基本构成测量的基本构成测量的基本构成 被测对象被测对象、测量的主体、测量技术、测量设备、测量过程、测量环境 第9页uu环境对测量的影响环境对测量的影响环境对测量的影响环境对测量的影响 uuA.A.A.A.环环境境境境对对被被被被测测对对象象象象的的的的影影影影响响响响：某某某某些些些些被被被被测测测测对对对对象象象象客客客客体体体体（如如如如器器器器件件件件、电电电电路路路路或或或或系系系系统统统统）的的的的性性性性能能能能特特特特性性性性对对对对环环环环境境境境变变变变化化化化较较较较为为为为敏敏敏敏感感感感或或或或非非非非常常常常敏敏敏敏感感感感，因因因因此此此此，原原原原则则则则上上上上测测测测量量量量应应应应在在在在被被被被测测测测对对对对象象象象的的的的正正正正常常常常或或或或额额额额定定定定工工工工作条件下进行。作条件下进行。作条件下进行。作条件下进行。uuB.B.B.B.环环境境境境对对仪仪器器器器系系系系统统的的的的影影影影响响响响：环环环环境境境境可可可可能能能能直直直直接接接接或或或或间间间间接接接接地地地地影影影影响响响响到到到到仪仪仪仪器器器器系系系系统统统统本本本本身身身身的的的的某某某某个个个个工工工工作作作作特特特特性性性性，进进进进而而而而影影影影响响响响测测测测量量量量结结结结果果果果，造造造造成成成成测测测测量量量量误误误误差差差差。特特特特别别别别是是是是某某某某些些些些测测测测量量量量器器器器具具具具的的的的量量量量程程程程广广广广、频频频频段段段段宽宽宽宽，而而而而内内内内部部部部的的的的元元元元器器器器件件件件数数数数目目目目甚甚甚甚多多多多，且且且且对对对对外外外外界界界界影影影影响响响响相相相相当当当当敏敏敏敏感感感感，错错错错综综综综复复复复杂杂杂杂的的的的影影影影响响响响量量量量所所所所产产产产生生生生的的的的不不不不良效应有时会成为测量的严重问题。良效应有时会成为测量的严重问题。良效应有时会成为测量的严重问题。良效应有时会成为测量的严重问题。uuC.C.C.C.环环境境境境对对测测量量量量人人人人员员的的的的影影影影响响响响：高高高高温温温温、严严严严寒寒寒寒、潮潮潮潮湿湿湿湿、闷闷闷闷气气气气、嘈嘈嘈嘈杂杂杂杂、照照照照明明明明不不不不适适适适当当当当等等等等不不不不良良良良工工工工作作作作环环环环境境境境，会会会会对对对对测测测测量量量量人人人人员员员员的的的的身身身身心心心心产产产产生生生生不不不不良良良良影影影影响响响响，从从从从而而而而引引引引起起起起不不不不同同同同程程程程度度度度的的的的人人人人身身身身误误误误差差差差乃乃乃乃至至至至差差差差错。错。错。错。应对措施：应对措施：应对措施：应对措施：uu应采取适当的控制措施，尽量减少由于环境影响而产生的误差。应采取适当的控制措施，尽量减少由于环境影响而产生的误差。应采取适当的控制措施，尽量减少由于环境影响而产生的误差。应采取适当的控制措施，尽量减少由于环境影响而产生的误差。uu恒温、恒湿、稳压和防震。恒温、恒湿、稳压和防震。恒温、恒湿、稳压和防震。恒温、恒湿、稳压和防震。uu抗干扰、防噪声的措施，如接地、屏蔽、隔离、滤波等。抗干扰、防噪声的措施，如接地、屏蔽、隔离、滤波等。抗干扰、防噪声的措施，如接地、屏蔽、隔离、滤波等。抗干扰、防噪声的措施，如接地、屏蔽、隔离、滤波等。uu仪器应能尽量适应恶劣环境和大范围变化环境。仪器应能尽量适应恶劣环境和大范围变化环境。仪器应能尽量适应恶劣环境和大范围变化环境。仪器应能尽量适应恶劣环境和大范围变化环境。第10页仪器以工作环境条件的不同要求分为三组：仪器以工作环境条件的不同要求分为三组：仪器以工作环境条件的不同要求分为三组：仪器以工作环境条件的不同要求分为三组：I I I I组组：良良良良好好好好的的的的环环环环境境境境条条条条件件件件，温温温温度度度度+10+10+10+10+35+35+35+35o o o oC C C C，相相相相对对湿湿湿湿度度度度80%80%80%80%（在（在（在（在35353535o o o oC C C C上），只允上），只允上），只允上），只允许许有有有有轻轻微的振微的振微的振微的振动动。IIIIIIII组组：一一一一般般般般的的的的环环环环境境境境条条条条件件件件，温温温温度度度度10101010+40+40+40+40o o o oC C C C，相相相相对对湿湿湿湿度度度度80%80%80%80%（在（在（在（在40404040o o o oC C C C上），允上），允上），允上），允许许一般的振一般的振一般的振一般的振动动和冲和冲和冲和冲击击。IIIIIIIIIIII组组：恶恶恶恶劣劣劣劣的的的的环环环环境境境境条条条条件件件件，温温温温度度度度40404040+55+55+55+55o o o oC C C C，相相相相对对湿湿湿湿度度度度90%90%90%90%（在在在在35353535o o o oC C C C上上上上），允允允允许许频频繁繁繁繁的的的的搬搬搬搬动动和和和和运运运运输输中中中中受受受受到到到到较较大大大大的的的的冲冲冲冲击击和振和振和振和振动动。uI I I I组组组组高精度计量用仪器高精度计量用仪器高精度计量用仪器高精度计量用仪器 uIIIIIIII组组组组通用仪器通用仪器通用仪器通用仪器 uIIIIIIIIIIII组组组组野外、机载等仪器野外、机载等仪器野外、机载等仪器野外、机载等仪器 1.1.1 测量的基本概念4.4.测试与检测测试与检测测试与检测测试与检测 测试：测试是测量与试验的总称，它包括定量的测量和定性的试验。试验：是为了对被测对象的性能和结果进行观察而从事的某种实践活动。检测：检测包括检验和测量两方面的含义。检测包括定量内容，即检查被测量的量值是否处于某一范围内，以此来判断是否合格。在实际生产中，检测不仅包括对产品的检验和测量，同时还包括对生产过程、运动状况和运动对象的检测1.1.2 计量的基本概念1.1.1.1.计计量的定量的定量的定量的定义义和意和意和意和意义义 计量的意义：计量的意义：计量的意义：计量的意义：为为为为使使使使在在在在不不不不同同同同的的的的地地地地方方方方，用用用用不不不不同同同同的的的的手手手手段段段段测测测测量量量量同同同同一一一一量量量量时时时时，所所所所得得得得的的的的结果一致结果一致结果一致结果一致 计量的定义：计量的定义：计量的定义：计量的定义：计计计计量量量量是是是是一一一一种种种种特特特特殊殊殊殊形形形形式式式式的的的的测测测测量量量量，它它它它把把把把被被被被测测测测量量量量与与与与国国国国家家家家计计计计量量量量部部部部门门门门作作作作为为为为基基基基准准准准或或或或标标标标准准准准的的的的同同同同类类类类单单单单位位位位量量量量进进进进行行行行比比比比较较较较，以以以以确确确确定定定定合合合合格格格格与与与与否否否否，并并并并给出具有法律效力的给出具有法律效力的给出具有法律效力的给出具有法律效力的检定证书检定证书检定证书检定证书。计计计计量量量量是是是是利利利利用用用用技技技技术术术术和和和和法法法法制制制制手手手手段段段段实实实实现现现现单单单单位位位位统统统统一一一一和和和和量量量量值值值值准准准准确确确确可可可可靠靠靠靠的的的的测量。测量。测量。测量。计量的三个主要特征：计量的三个主要特征：计量的三个主要特征：计量的三个主要特征：统一性、准确性和法制性统一性、准确性和法制性统一性、准确性和法制性统一性、准确性和法制性。1.1.2 计量的基本概念2 2单位和单位制单位和单位制单位和单位制单位和单位制uu根据定义而令系数为根据定义而令系数为根据定义而令系数为根据定义而令系数为1 1 1 1的量称为单位。分为基本单位和导出单位的量称为单位。分为基本单位和导出单位的量称为单位。分为基本单位和导出单位的量称为单位。分为基本单位和导出单位 uu单单单单位位位位是是是是表表表表征征征征测测测测量量量量结结结结果果果果的的的的重重重重要要要要组组组组成成成成部部部部分分分分，又又又又是是是是对对对对两两两两个个个个同同同同类类类类量量量量值值值值进进进进行行行行比比比比较较较较的基础。的基础。的基础。的基础。uu1960196019601960年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制SISISISI。uu1984198419841984年年年年2 2 2 2月月月月国国国国务务务务院院院院颁颁颁颁布布布布了了了了中中中中华华华华人人人人民民民民共共共共和和和和国国国国法法法法定定定定计计计计量量量量单单单单位位位位，决决决决定定定定我我我我国国国国法定计量单位以国际单位制为基础。法定计量单位以国际单位制为基础。法定计量单位以国际单位制为基础。法定计量单位以国际单位制为基础。英呎feetfeet第14页国国国国际单际单位制（位制（位制（位制（SISISISI）的）的）的）的组组成成成成 国际单位制基本单位国际单位制基本单位国际单位制基本单位国际单位制基本单位 （SISISISI有有有有7 7 7 7个基本个基本个基本个基本单单位位位位 ）第15页uu国国国国际际际际单单单单位位位位制制制制是是是是由由由由国国国国际际际际单单单单位位位位制制制制单单单单位位位位、国国国国际际际际单单单单位位位位制制制制词词词词头头头头和和和和国国国国际际际际单位制的十进倍数单位三部分组成。单位制的十进倍数单位三部分组成。单位制的十进倍数单位三部分组成。单位制的十进倍数单位三部分组成。uu国国国国际际际际单单单单位位位位制制制制词词词词头头头头表表表表示示示示使使使使单单单单位位位位增增增增大大大大或或或或缩缩缩缩小小小小的的的的十十十十进进进进倍倍倍倍数数数数。国国国国际际际际单单单单位位位位制制制制词词词词头头头头采采采采用用用用的的的的是是是是十十十十进进进进制制制制词词词词头头头头，它它它它是是是是用用用用来来来来单单单单位位位位增增增增大大大大或或或或缩缩缩缩小十进倍数，从小十进倍数，从小十进倍数，从小十进倍数，从 共有共有共有共有16161616个个个个 例：例：例：例：5.4X5.4X5.4X5.4X10101010-9-9-9-9s s s s=5.4=5.4=5.4=5.4nsnsnsns 第16页1.1.2 计量的基本概念2 2测量基准（标准）测量基准（标准）测量基准（标准）测量基准（标准）测量标准的定义：为了定义、实现、保存和复现量的单位或一个及多个量值，用作参考的实物量具、测量仪器、参考物质或测量系统。几个名词：比对：比对：在规定条件下，对相同准确度等级的同类基准、标准或工作计在规定条件下，对相同准确度等级的同类基准、标准或工作计量器之间的量值进行比较，其目的是考核量值的一致性。量器之间的量值进行比较，其目的是考核量值的一致性。检定：检定：是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是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。一般要求计要求计量标准的准确度为被检者的量标准的准确度为被检者的1/31/3到到1/101/10。校准：校准：校准是指被校的计量器具与高一等级的计量标准相比较，以确校准是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。全部工作。量值的传递：量值的传递：指一个物理量单位通过各级基准、标准及相应的辅助手指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。过程。第17页测量基准的权威性和相对性测量基准的权威性和相对性测量基准的权威性和相对性测量基准的权威性和相对性基准的基准的基准的基准的权权威性威性威性威性 基准的理论定义最严格的、制作工艺技术最先进。基准的理论定义最严格的、制作工艺技术最先进。基准的理论定义最严格的、制作工艺技术最先进。基准的理论定义最严格的、制作工艺技术最先进。原器基准自身也会随时间、地点、环境条件而变化，甚至会损坏，会失传。原器基准自身也会随时间、地点、环境条件而变化，甚至会损坏，会失传。原器基准自身也会随时间、地点、环境条件而变化，甚至会损坏，会失传。原器基准自身也会随时间、地点、环境条件而变化，甚至会损坏，会失传。从现代科学的观点来看，最好的基准是原子基准。从现代科学的观点来看，最好的基准是原子基准。从现代科学的观点来看，最好的基准是原子基准。从现代科学的观点来看，最好的基准是原子基准。基准的相基准的相基准的相基准的相对对性性性性 一个时期的测量基准反映当时的人类认识水平和科学水平一个时期的测量基准反映当时的人类认识水平和科学水平一个时期的测量基准反映当时的人类认识水平和科学水平一个时期的测量基准反映当时的人类认识水平和科学水平 例例例例：以以以以太太太太阳阳阳阳为为为为基基基基准准准准，时时时时间间间间测测测测量量量量的的的的精精精精确确确确度度度度1 1 1 1天天天天内内内内可可可可达达达达到到到到1 1 1 1秒秒秒秒钟钟钟钟。而而而而目目目目前前前前铯铯铯铯原原原原子子子子钟钟钟钟的计时精确度在三百万年内也不超过的计时精确度在三百万年内也不超过的计时精确度在三百万年内也不超过的计时精确度在三百万年内也不超过1 1 1 1秒。秒。秒。秒。第18页测量标准的传递测量标准的传递自上而下逐级传递自上而下逐级传递 第19页1.1.3 测量误差的基本概念1.1.1.1.测量误差的定义测量误差的定义测量误差的定义测量误差的定义 u测量的目的测量的目的测量的目的测量的目的:获得被测量的真值。获得被测量的真值。获得被测量的真值。获得被测量的真值。u真值真值真值真值:在一定的时间和空间环境条件下，被测量本在一定的时间和空间环境条件下，被测量本在一定的时间和空间环境条件下，被测量本在一定的时间和空间环境条件下，被测量本身所具有的真实数值。身所具有的真实数值。身所具有的真实数值。身所具有的真实数值。u测量误差测量误差测量误差测量误差 :u所有测量结果都带有误差所有测量结果都带有误差所有测量结果都带有误差所有测量结果都带有误差 。从广州到北京的距离如何测？第20页1.1.3 测量误差的基本概念2 2 2 2 测量误差的来源测量误差的来源测量误差的来源测量误差的来源 uu（1 1 1 1）仪仪仪仪器器器器误误误误差差差差：由由由由于于于于测测测测量量量量仪仪仪仪器器器器及及及及其其其其附附附附件件件件的的的的设设设设计计计计、制制制制造造造造、检检检检定定定定等等等等不不不不完完完完善善善善，以及仪器使用过程中老化、磨损、疲劳等因素而使仪器带有的误差。以及仪器使用过程中老化、磨损、疲劳等因素而使仪器带有的误差。以及仪器使用过程中老化、磨损、疲劳等因素而使仪器带有的误差。以及仪器使用过程中老化、磨损、疲劳等因素而使仪器带有的误差。uu（2 2 2 2）影影影影响响响响误误误误差差差差：由由由由于于于于各各各各种种种种环环环环境境境境因因因因素素素素（温温温温度度度度、湿湿湿湿度度度度、振振振振动动动动、电电电电源源源源电电电电压压压压、电电电电磁场等）与测量要求的条件不一致而引起的误差。磁场等）与测量要求的条件不一致而引起的误差。磁场等）与测量要求的条件不一致而引起的误差。磁场等）与测量要求的条件不一致而引起的误差。uu（3 3 3 3）理理理理论论论论误误误误差差差差和和和和方方方方法法法法误误误误差差差差：由由由由于于于于测测测测量量量量原原原原理理理理、近近近近似似似似公公公公式式式式、测测测测量量量量方方方方法法法法不不不不合合合合理理理理而造成的误差。而造成的误差。而造成的误差。而造成的误差。uu（4 4 4 4）人人人人身身身身误误误误差差差差：由由由由于于于于测测测测量量量量人人人人员员员员感感感感官官官官的的的的分分分分辨辨辨辨能能能能力力力力、反反反反应应应应速速速速度度度度、视视视视觉觉觉觉疲疲疲疲劳劳劳劳、固固固固有有有有习习习习惯惯惯惯、缺缺缺缺乏乏乏乏责责责责任任任任心心心心等等等等原原原原因因因因，而而而而在在在在测测测测量量量量中中中中使使使使用用用用操操操操作作作作不不不不当当当当、现现现现象象象象判判判判断断断断出出出出错错错错或数据读取疏失等而引起的误差。或数据读取疏失等而引起的误差。或数据读取疏失等而引起的误差。或数据读取疏失等而引起的误差。例例例例如如如如：用用用用滴滴滴滴定定定定法法法法测测测测量量量量粉粉粉粉末末末末中中中中CaOCaOCaOCaO含含含含量量量量，称称称称取取取取定定定定量量量量的的的的粉粉粉粉末末末末，然然然然后后后后慢慢慢慢慢慢慢慢滴滴滴滴入入入入酸酸酸酸溶溶溶溶液液液液一一一一直直直直到到到到变变变变色色色色（完完完完全全全全中中中中和和和和）为为为为止止止止，根根根根据据据据滴滴滴滴入入入入溶溶溶溶液液液液的的的的数数数数量量量量确确确确定定定定CaOCaOCaOCaO含含含含量。这中间就会引入人为误差。量。这中间就会引入人为误差。量。这中间就会引入人为误差。量。这中间就会引入人为误差。随随随随着着着着科科科科技技技技的的的的发发发发展展展展，现现现现在在在在出出出出现现现现了了了了X X X X荧荧荧荧光光光光分分分分析析析析仪仪仪仪，可可可可以以以以进进进进行行行行自自自自动动动动测测测测试试试试，就解决了人为误差。（讲述荧光分析仪的原理）就解决了人为误差。（讲述荧光分析仪的原理）就解决了人为误差。（讲述荧光分析仪的原理）就解决了人为误差。（讲述荧光分析仪的原理）荧光分析仪的原理及常见故障处理荧光分析仪的原理及常见故障处理处于基态的被测物质的分子在吸收适当能量，如光、化学、物理能后，其共价电子从成键分子轨道或非键分子轨道跃迁到反键分子轨道上去，形成分子激发态。分子激发态不稳定，将很快衰变到基态。在分子激发态返回到基态的同时常伴随着光子的辐射。这种现象就是发光现象。荧光则属于分子的光致发光现象。二、荧光分光光度计的特点二、荧光分光光度计的特点用荧光分析法分析的仪器，称荧光分光光度计。荧光分析法具有灵敏度高（比紫外、可见分光光度法高23个数量级），能提供激发光谱、发射光谱、发射强度、特征峰值等信息，在生物、环保、医学、药物、石油勘探等诸多领域都有广泛的应用。本仪器不仅能直接、间接地分析众多的有机化合物；另外，还可利用有机试剂间的反应，进行近70种无机元素的荧光分析。荧光的光谱特征是荧光光谱总是滞后于激发光谱即斯托克斯位移.三、荧光强度与物质浓度的关系三、荧光强度与物质浓度的关系1对于某种荧光物质的稀溶液，在一定强度的激发光照射下，荧光物质的发射强度与入射光的强度以及检测器的放大倍数成正比，可以用以下公式表示：F=KIFCK-与仪器系统有关的常数I-入射光的强度F-荧光物质的荧光效率C-荧光物质的浓度2当样品浓度增大到一定值时，荧光强度与浓度就不成线性关系。原因一：样品浓度较高时，液池前部的溶液强吸收则发生强的荧光，液池后半部的溶液不易受到入射光照，不发生荧光，所以荧光强度反而降低。原因二：在浓度较高的溶液中，可能发生溶液溶质与溶质间的相互作用，形成一种不致荧光的复合物，从而造成荧光强度反而降低的现象。比如，硫酸奎宁的荧光分析曲线如下：四、石油荧光分析仪的基本工作原理及结构四、石油荧光分析仪的基本工作原理及结构由光源发出的光经滤光片后成为单色光，样品在此单色光的照射下，产生荧光，荧光由大孔径非球面镜的聚光及光栅的分光后，照射于光电倍增管上，光电倍增由光源发出的光经滤光片后成为单色光，样品在此单色光的照射下，产生荧光，荧光由大孔径非球面镜的聚光及光栅的分光后，照射于光电倍增管上，光电倍增管把光信号转换为电信号，经放大处理，最后由计算机输出显示或进行图谱打印。管把光信号转换为电信号，经放大处理，最后由计算机输出显示或进行图谱打印。仪器主机主要由以下几部分组成：仪器主机主要由以下几部分组成：五、仪器使用注意事项五、仪器使用注意事项1 1）仪器使用交流仪器使用交流220V10%,220V10%,频率为频率为50Hz50Hz电源电源2 2）务必使用接地良好的三芯电源插座务必使用接地良好的三芯电源插座3 3）仪器应放置在平稳牢固的工作台面上仪器应放置在平稳牢固的工作台面上4 4）应避开阳光直射应避开阳光直射5 5）仪器周围无强磁场、电场干扰仪器周围无强磁场、电场干扰6 6）各连接线需连接可靠各连接线需连接可靠7 7）打开仪器罩盖后，避免在负高压工作状态下有强光照射到接收器上打开仪器罩盖后，避免在负高压工作状态下有强光照射到接收器上8 8）注意开机顺序，一定待汞灯点亮后，才可开主机电源开关以免击坏电路板注意开机顺序，一定待汞灯点亮后，才可开主机电源开关以免击坏电路板第22页1.1.4 1.1.4 测量量误差的表示方法差的表示方法 测测量量量量误误差有差有差有差有绝对误绝对误差和相差和相差和相差和相对误对误差两种表示方法。差两种表示方法。差两种表示方法。差两种表示方法。uu1.1.1.1.绝对误绝对误差差差差 uu（1 1 1 1）定义）定义）定义）定义：由测量所得到的被测量值与其真值之差，称为绝对误差：由测量所得到的被测量值与其真值之差，称为绝对误差：由测量所得到的被测量值与其真值之差，称为绝对误差：由测量所得到的被测量值与其真值之差，称为绝对误差 uu实际应用中常用实际值实际应用中常用实际值实际应用中常用实际值实际应用中常用实际值A A A A（高一级以上的测量仪器或计量器具测量所得（高一级以上的测量仪器或计量器具测量所得（高一级以上的测量仪器或计量器具测量所得（高一级以上的测量仪器或计量器具测量所得之值）来代替真值。之值）来代替真值。之值）来代替真值。之值）来代替真值。绝对误差：绝对误差：绝对误差：绝对误差：有大小，又有符号和量纲有大小，又有符号和量纲有大小，又有符号和量纲有大小，又有符号和量纲uu（2 2 2 2）修正值）修正值）修正值）修正值 uu与绝对误差的绝对值大小相等，但符号相反的量值，称为修正值与绝对误差的绝对值大小相等，但符号相反的量值，称为修正值与绝对误差的绝对值大小相等，但符号相反的量值，称为修正值与绝对误差的绝对值大小相等，但符号相反的量值，称为修正值 uu测测测测量量量量仪仪仪仪器器器器的的的的修修修修正正正正值值值值可可可可以以以以通通通通过过过过上上上上一一一一级级级级标标标标准准准准的的的的检检检检定定定定给给给给出出出出，修修修修正正正正值值值值可可可可以以以以是是是是数数数数值值值值表表表表格、曲线或函数表达式等形式。格、曲线或函数表达式等形式。格、曲线或函数表达式等形式。格、曲线或函数表达式等形式。uu被测量的实际值被测量的实际值被测量的实际值被测量的实际值 第23页1.1.4 1.1.4 1.1.4 1.1.4 测测量量量量误误差的表示方法差的表示方法差的表示方法差的表示方法2.2.2.2.相相相相对误对误差差差差uu（1 1 1 1）相对真误差、实际相对误差、示值相对误差）相对真误差、实际相对误差、示值相对误差）相对真误差、实际相对误差、示值相对误差）相对真误差、实际相对误差、示值相对误差 相对真误差：相对真误差：相对真误差：相对真误差：绝对误差与被测量的真值之比绝对误差与被测量的真值之比绝对误差与被测量的真值之比绝对误差与被测量的真值之比实际相对误差：实际相对误差：实际相对误差：实际相对误差：用实际值用实际值用实际值用实际值A A A A代替真值代替真值代替真值代替真值A A A A0 0 0 0 示值相对误差：示值相对误差：示值相对误差：示值相对误差：用测量值用测量值用测量值用测量值X X X X 代替实际值代替实际值代替实际值代替实际值A A A A uu 第24页1.1.4 1.1.4 1.1.4 1.1.4 测测量量量量误误差的表示方法差的表示方法差的表示方法差的表示方法uu（2 2 2 2）满度相对误差（引用相对误差）满度相对误差（引用相对误差）满度相对误差（引用相对误差）满度相对误差（引用相对误差）用用用用测测测测量量量量仪仪仪仪器器器器在在在在一一一一个个个个量量量量程程程程范范范范围围围围内内内内出出出出现现现现的的的的最最最最大大大大绝绝绝绝对对对对误误误误差差差差与与与与该该该该量量量量程程程程值值值值（上上上上限限限限值值值值下下下下限限限限值值值值）之之之之比比比比来来来来表表表表示示示示的的的的相相相相对对对对误误误误差差差差，称称称称为为为为满满满满度度度度相相相相对对对对误误误误差差差差（或或或或称称称称引引引引用用用用相相相相对对对对误差）误差）误差）误差）仪表各量程内绝对误差的仪表各量程内绝对误差的仪表各量程内绝对误差的仪表各量程内绝对误差的 最大值最大值最大值最大值 我国电工仪表共分七级我国电工仪表共分七级我国电工仪表共分七级我国电工仪表共分七级 ：0.10.10.10.1，0.20.20.20.2，0.50.50.50.5，1.01.01.01.0，1.51.51.51.5，2.52.52.52.5及及及及5.05.05.05.0。如果。如果。如果。如果仪仪表表表表为为S S S S级级，则说则说明明明明该仪该仪表的最大引用表的最大引用表的最大引用表的最大引用误误差不超过差不超过差不超过差不超过S%S%S%S%uu测量点的最大相对误差测量点的最大相对误差测量点的最大相对误差测量点的最大相对误差 uu在在在在使使使使用用用用这这这这类类类类仪仪仪仪表表表表测测测测量量量量时时时时，应应应应选选选选择择择择适适适适当当当当的的的的量量量量程程程程，使使使使示示示示值值值值尽尽尽尽可可可可能能能能接接接接近近近近于于于于满满满满度值，指针最好能偏转在度值，指针最好能偏转在度值，指针最好能偏转在度值，指针最好能偏转在不小于满度值不小于满度值不小于满度值不小于满度值2/32/32/32/3以上的区域。以上的区域。以上的区域。以上的区域。第25页1.1.4 1.1.4 1.1.4 1.1.4 测测量量量量误误差的表示方法差的表示方法差的表示方法差的表示方法 例例例例 某某某某待待待待测测测测电电电电流流流流约约约约为为为为100mA100mA100mA100mA，现现现现有有有有0.50.50.50.5级级级级量量量量程程程程为为为为0 0 0 0400mA400mA400mA400mA和和和和1.51.51.51.5级级级级量量量量程程程程为为为为0 0 0 0100mA100mA100mA100mA的的的的两两两两个个个个电电电电流流流流表表表表，问问问问用用用用哪哪哪哪一一一一个个个个电电电电流流流流表表表表测测测测量量量量较好？较好？较好？较好？用用用用1.51.51.51.5级量程为级量程为级量程为级量程为0 0 0 0100mA100mA100mA100mA电流表测量电流表测量电流表测量电流表测量100mA100mA100mA100mA时的最大相时的最大相时的最大相时的最大相对误差为对误差为对误差为对误差为 解：用解：用解：用解：用0.50.50.50.5级量程为级量程为级量程为级量程为0 0 0 0400mA400mA400mA400mA电流表测电流表测电流表测电流表测100mA100mA100mA100mA时，最大相时，最大相时，最大相时，最大相对误差为对误差为对误差为对误差为 第26页1.1.4 1.1.4 1.1.4 1.1.4 测测量量量量误误差的表示方法差的表示方法差的表示方法差的表示方法uu（3 3 3 3）分贝误差）分贝误差）分贝误差）分贝误差相对误差的对数表示相对误差的对数表示相对误差的对数表示相对误差的对数表示 uu分贝误差是用对数形式（分贝数）表示的一种相对误差，分贝误差是用对数形式（分贝数）表示的一种相对误差，分贝误差是用对数形式（分贝数）表示的一种相对误差，分贝误差是用对数形式（分贝数）表示的一种相对误差，单位为分贝（单位为分贝（单位为分贝（单位为分贝（dBdBdBdB）。）。）。）。电压增益的测得值为电压增益的测得值为电压增益的测得值为电压增益的测得值为 误差为误差为误差为误差为 用对数表示为增益测得值的分贝值用对数表示为增益测得值的分贝值用对数表示为增益测得值的分贝值用对数表示为增益测得值的分贝值 分贝误差分贝误差分贝误差分贝误差 第27页1.1.51.1.5减少误差的若干方法减少误差的若干方法减少误差的若干方法减少误差的若干方法 微差法进行测量时，测量误差公式：微差法进行测量时，测量误差公式：X=s+X=s+x=x=s+s+,相对误差为（作分母时，相对误差为（作分母时，X X 与与s s视为相等）视为相等）：前一项为标准量的相对误差，一般很小，测量仪器前一项为标准量的相对误差，一般很小，测量仪器的误差对测量的影响被大大地削弱，的误差对测量的影响被大大地削弱，为了提高测量准确度，在比较中可采用各种减小测量误差的方法，为了提高测量准确度，在比较中可采用各种减小测量误差的方法，为了提高测量准确度，在比较中可采用各种减小测量误差的方法，为了提高测量准确度，在比较中可采用各种减小测量误差的方法，如微差法、替代法、交换法。如微差法、替代法、交换法。如微差法、替代法、交换法。如微差法、替代法、交换法。1.1.微差法微差法微差法微差法第28页第29页1.1.51.1.5减少误差的若干方法减少误差的若干方法减少误差的若干方法减少误差的若干方法2.2.2.2.替代法替代法替代法替代法 （1 1 1 1）替代偏转