第1章緒論54674595

1、2021-11-121緒論緒論Introduction 2021-11-122( 測試技術(shù)概況測試技術(shù)概況 測試和的量的系統(tǒng)、測試的任務(wù)、測測試和的量的系統(tǒng)、測試的任務(wù)、測試技術(shù)的發(fā)展試技術(shù)的發(fā)展( 測量的基礎(chǔ)知識測量的基礎(chǔ)知識 標(biāo)準(zhǔn)、測量、計量、測試、測量誤差標(biāo)準(zhǔn)、測量、計量、測試、測量誤差1.1 1.1 測試技術(shù)概況測試技術(shù)概況 測試作為定量地獲取事物信息的一種手段，已成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)研究的一個重要領(lǐng)域。 測試技術(shù)是信息技術(shù)、自動化技術(shù)和通信技術(shù)的基礎(chǔ)。2021-11-123 1.1.1 測試和測量系統(tǒng)測試和測量系統(tǒng)2021-11-1241.1 1.1 測試技術(shù)概況測試技術(shù)概況 測試技術(shù)是

2、測量和試驗(yàn)技術(shù)測試技術(shù)是測量和試驗(yàn)技術(shù)(Measurement and Test Technique)的統(tǒng)稱。 測試測試就是依靠一定的科學(xué)技術(shù)手段定量地獲取某種研究對象原始信息的過程，定量地描述事物的狀態(tài)變化和特征的過程。 不同的用途和要求，測量系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)及其不同的用途和要求，測量系統(tǒng)的組成環(huán)節(jié)及其構(gòu)成方式也不同。構(gòu)成方式也不同。 測量系統(tǒng)用途測量系統(tǒng)用途2021-11-125 1.1.1 測試和測量系統(tǒng)測試和測量系統(tǒng)1.1 1.1 測試技術(shù)概況測試技術(shù)概況 測量裝置 分析與處理 設(shè)計參數(shù) 產(chǎn)品開發(fā)與工程試驗(yàn) (a) 產(chǎn)品開發(fā)與工程試驗(yàn)過程 (b) 過程與系統(tǒng)控制 2021-11-126

3、測量系統(tǒng)用途測量系統(tǒng)用途 1.1.1 測試和測量系統(tǒng)測試和測量系統(tǒng)1.1 1.1 測試技術(shù)概況測試技術(shù)概況 測量系統(tǒng)測量系統(tǒng)的構(gòu)成的構(gòu)成2021-11-1271.1 1.1 測試技術(shù)概況測試技術(shù)概況 1.1.1 測試和測量系統(tǒng)測試和測量系統(tǒng)構(gòu)成測量系統(tǒng)的所有設(shè)備，即為了確定被測量值所必需的器具和輔助設(shè)備的總體稱為測量裝置。2021-11-128 測量系統(tǒng)測量系統(tǒng)的構(gòu)成的構(gòu)成1.1 1.1 測試技術(shù)概況測試技術(shù)概況 1.1.1 測試和測量系統(tǒng)測試和測量系統(tǒng)顯示 測試工作總是采用最簡捷的方法獲得與研究任務(wù)相聯(lián)系的、最有用的、能表征研究對象特征的有關(guān)信息。2021-11-1291.1 1.1 測試技

4、術(shù)概況測試技術(shù)概況 1.1.2 測試工作的任務(wù)測試工作的任務(wù) 從廣義的角度來講，測試工作涉及試驗(yàn)設(shè)計、模型試驗(yàn)、傳感器、信號加工與處理(傳輸、加工和分析、處理)、誤差理論、控制工程、系統(tǒng)辨識和參數(shù)估計等內(nèi)容。 量程范圍更加寬廣 傳感器向新型、微型、智能型發(fā)展 測量儀器向高精度和多功能方向發(fā)展 參數(shù)測量與數(shù)據(jù)處理向自動化發(fā)展 計算機(jī)測試系統(tǒng)與虛擬儀器的應(yīng)用2021-11-1210 1.1.3 測試技術(shù)的發(fā)展測試技術(shù)的發(fā)展1.1 1.1 測試技術(shù)概況測試技術(shù)概況2021-11-12111.2 1.2 測量的基礎(chǔ)知識測量的基礎(chǔ)知識 1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) SI的構(gòu)成及基本單位的構(gòu)成及基本單位“國際單位

5、制”(International System of Unit)，簡稱SI制。SI制規(guī)定了7個基本單位。SI導(dǎo)出單位是用基本單位以代數(shù)形式表示的單位，其中采用基本單位的乘除運(yùn)算符號來表示的單位稱為組合單位，如速度的SI單位為m/s。SI制中，基本量約定為：長度、質(zhì)量、時間、溫度、電流、發(fā)光強(qiáng)度和物質(zhì)的量等七個量。國際單位制規(guī)定的7個基本單位為米、千克、秒、安培、開爾文、坎德拉、摩爾。它們的單位代號分別為：米(m)、千克(kg)、秒(s)、開(K)、安(A)、坎(cd)、摩(mol)。2021-11-12121.2 1.2 測量的基礎(chǔ)知識測量的基礎(chǔ)知識 1.2.1 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) SI的構(gòu)成及基本單位

6、的構(gòu)成及基本單位2021-11-12131.2 1.2 測量的基礎(chǔ)知識測量的基礎(chǔ)知識 1.2.2 測量、計量、測試測量、計量、測試 測量(Measurement)是指以確定被測對象的量值為目的而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程。 測量涉及實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠則被稱為計量。 測試(Measurement and Test)是指具有試驗(yàn)性質(zhì)的測量，或測量和實(shí)驗(yàn)的綜合。一個完整的測量過程必定涉及被測對象、計量單位、測量一個完整的測量過程必定涉及被測對象、計量單位、測量方法和測量誤差。它們被稱為測量四要素。方法和測量誤差。它們被稱為測量四要素。2021-11-12141.2 1.2 測量的基礎(chǔ)知識測量的基礎(chǔ)知識

7、1.2.2 測量、計量、測試測量、計量、測試 1. 基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)是用來保存、復(fù)現(xiàn)計量單位的計量器具。是具有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所能達(dá)到的最高準(zhǔn)確度的計量器具?；鶞?zhǔn)通常分為國家基準(zhǔn)、副基準(zhǔn)和工作基準(zhǔn)三種等級。計量標(biāo)準(zhǔn)是指用于檢定工作計量器具的計量器具。2021-11-12151.2 1.2 測量的基礎(chǔ)知識測量的基礎(chǔ)知識 1.2.1 測量、計量、測試測量、計量、測試 量值的傳遞和計量器具檢定量值的傳遞和計量器具檢定“量值傳遞”是通過對計量器具實(shí)施檢定或校準(zhǔn)，將國家基準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的計量單位量值經(jīng)過各級計量標(biāo)準(zhǔn)傳遞到工作計量器具，以保證被測對象量值的準(zhǔn)確和一致的過程。計量器具檢定(Verificati

8、on of Measuring Instrument)，是指為評定計量器具的計量特性，確定其是否符合法定要求所進(jìn)行的全部工作。2021-11-12161.2 1.2 測量的基礎(chǔ)知識測量的基礎(chǔ)知識 1.2.1 測量、計量、測試測量、計量、測試 測量方法測量方法直接測量直接測量是指無需經(jīng)過函數(shù)關(guān)系的計算，直接通過測量儀器得到被測量值的測量。直接測量又可以分為直接比較和間接比直接比較和間接比較較兩種。直接將被測物理量和標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的測量方法稱為直接比較。直接測量的另一種方法是間接比較。間接測量間接測量是在直接測量的基礎(chǔ)上，根據(jù)已知的函數(shù)關(guān)系，計算出所要測量的物理量的大小。2021-11-12171

9、.2 1.2 測量的基礎(chǔ)知識測量的基礎(chǔ)知識 1.2.1 測量、計量、測試測量、計量、測試 測量術(shù)語測量術(shù)語(1) 傳感器：它直接作用于被測量，并能按一定規(guī)律將被測量轉(zhuǎn)換成同種或別種量值輸出的器件，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件構(gòu)成。(2) 測量變換器：提供與輸入量有給定關(guān)系的輸出量的測量器件。(3) 檢測器：用以指示某種特定量的存在而不必提供量值的器件或物質(zhì)。(4) 測量器具的示值：由測量器具所指示的被測量值。2021-11-12181.2 1.2 測量的基礎(chǔ)知識測量的基礎(chǔ)知識 1.2.2 測量、計量、測試測量、計量、測試 測量術(shù)語測量術(shù)語(5) 準(zhǔn)確度等級：用來表示測量器具的等級或級別。(6) 標(biāo)

10、稱范圍及量程：也稱為示值范圍。測量器具標(biāo)尺范圍所對應(yīng)的被測量示值的范圍。(7) 漂移：測量器具的計量特性隨時間的緩慢變化。2021-11-12191.2 1.2 測量的基礎(chǔ)知識測量的基礎(chǔ)知識 1.2.3 測量誤差測量誤差 誤差的概念誤差的概念真值真值即真實(shí)值，是指在一定時間和空間條件下，被測物理量客觀存在的實(shí)際值。真值通常是不可測量的未知量，一般來說，真值是指理論真值、規(guī)定真值和相對真值。誤差誤差定義為測量結(jié)果與被測量真值之差。殘余誤差殘余誤差也稱為殘差，是指測量結(jié)果減去被測量的最佳估計值(即約定真值)。2021-11-12201.2 1.2 測量的基礎(chǔ)知識測量的基礎(chǔ)知識 1.2.3 測量誤差

11、測量誤差 誤差的分類誤差的分類(1) 工具誤差：包括試驗(yàn)裝置、測量儀器所產(chǎn)生的誤差。(2) 方法誤差：由測量方法不正確所引起的誤差，包括測量時所依據(jù)的原理不正確而產(chǎn)生的誤差。(3) 環(huán)境誤差：在測量過程中，因環(huán)境條件的變化而產(chǎn)生的誤差。(4) 人員誤差：測量者生理特性和操作熟練程度不同引起的誤差。為便于對測量誤差進(jìn)行分析和處理，按照誤差的特點(diǎn)和為便于對測量誤差進(jìn)行分析和處理，按照誤差的特點(diǎn)和性質(zhì)進(jìn)行分類，可分為性質(zhì)進(jìn)行分類，可分為隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤差隨機(jī)誤差、系統(tǒng)誤差、粗大誤差。2021-11-12211.2 1.2 測量的基礎(chǔ)知識測量的基礎(chǔ)知識 1.2.3 測量誤差測量誤差 誤差的表

12、示方法誤差的表示方法常見的誤差表示方法有常見的誤差表示方法有絕對誤差、相對誤差和引用誤差。絕對誤差、相對誤差和引用誤差。絕對誤差絕對誤差絕對誤差=測量值真值相對誤差相對誤差%100被測真值絕對誤差相對誤差%1000 xxr0 xxx引用誤差引用誤差mm100%xrx2021-11-1222 表征測量結(jié)果質(zhì)量的指標(biāo)表征測量結(jié)果質(zhì)量的指標(biāo)1.2 1.2 測量的基礎(chǔ)知識測量的基礎(chǔ)知識 1.2.3 測量誤差測量誤差測量中常用正確度、精密度、準(zhǔn)確度、不確定度正確度、精密度、準(zhǔn)確度、不確定度等來描述測量的可信度。(1) 正確度正確度：正確度表示測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差大小的程度，即由于系統(tǒng)誤差而使測量結(jié)果與被測量值偏離的程度。系統(tǒng)誤差越小，測量結(jié)果越正確。(2) 精密度精密度：精密度表示測量結(jié)果中隨機(jī)誤差大小的程度，即在相同條件下，多次重復(fù)測量所得測量結(jié)果彼此間符合的程度。隨機(jī)誤差越小，測量結(jié)果精密度越高。2021-11-1223(3) 準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度：準(zhǔn)確度表示測量結(jié)果中系統(tǒng)誤差與隨機(jī)誤差綜合大小的程度，即測量結(jié)果與被測真值偏離的程度。綜合誤差越小，測量結(jié)果越準(zhǔn)確。(4) 不確定度不確定度：不確定度表示合理賦予被測量之值的分散性，