1.3测量误差的概念及其处理方法 13.1测量及测量方法 1.3.1.1测量 测量是指人们用实验的方法,借助于一定的仪器或设备,将被测量与同性质的 准量进行比较,并确定被测量对标准量的倍数,从而获得关于被测量的定量信息 过程中使用的标准量应该是国际或国内公认的性能稳定的量,称为测量单位。 测量的结果包括数值大小和测量单位两部分。数值的大小可以用数字表示,也可以 曲线或者图形。无论表现形式如何,在测量结果中必须注明单位。否则,测量结果 有意义的。 检测技术比上述的测量定义有更加广泛的含义。它是指下述的全面过程:按照被测 的特点,选用合适的检测装置与实验方法,通过测量和数据处理及误差分析,准确得 被测量的数值,并为进一步提高测量精度,改进实验方法及测量装置性能提供」 据。一切测量过程都包括比较、示差、平衡和读数等四个步骤。例如,用钢卷尺测 件长度时,首先将卷尺拉出与杆件紧靠在一起,进行“比较”;然后找出卷尺与杆丝 长度差别,即“示差”;进而调整卷尺长度使二者长度相等,达到“平衡”;最后 尺刻度上读出杆件的长度,即“读数”。 测量过程的核心是比较,但被测量能直接与标准量比较的场合并不多,大多数情况 是将被测量和标准量变换成双方易于比较的某个中间变量来进行的。例如,用弹簧秤 重。被测重量通过弹簧按比例伸长,转换为指针位移,而标准重量转换成标尺刻度 样,被测量和标准量都转换成位移这一中间变量,就可以进行直接比较 此外,为了提高测量精度,并且能够对变化快、持续时间短的动态量进行测量,通赏 将被测量转换为电压或电流信号,利用电子装置完成比较、示差、平衡和读数的测量 程。因此,转换是实现测量的必要手段,也是非电量电测的核心
1.3 测量误差的概念及其处理方法 1.3.1 测量及测量方法 1.3.1.1 测量 测量是指人们用实验的方法，借助于一定的仪器或设备，将被测量与同性质的单位标 准量进行比较，并确定被测量对标准量的倍数，从而获得关于被测量的定量信息。测量 过程中使用的标准量应该是国际或国内公认的性能稳定的量，称为测量单位。 测量的结果包括数值大小和测量单位两部分。数值的大小可以用数字表示，也可以是 曲线或者图形。无论表现形式如何，在测量结果中必须注明单位。否则，测量结果是没 有意义的。 检测技术比上述的测量定义有更加广泛的含义。它是指下述的全面过程：按照被测量 的特点，选用合适的检测装置与实验方法，通过测量和数据处理及误差分析，准确得到 被测量的数值，并为进一步提高测量精度，改进实验方法及测量装置性能提供可靠的依 据。一切测量过程都包括比较、示差、平衡和读数等四个步骤。例如，用钢卷尺测量杆 件长度时，首先将卷尺拉出与杆件紧靠在一起，进行“比较” ；然后找出卷尺与杆件的 长度差别，即“示差” ；进而调整卷尺长度使二者长度相等，达到“平衡” ；最后从卷 尺刻度上读出杆件的长度，即“读数”。 测量过程的核心是比较，但被测量能直接与标准量比较的场合并不多，大多数情况下， 是将被测量和标准量变换成双方易于比较的某个中间变量来进行的。例如，用弹簧秤称 重。被测重量通过弹簧按比例伸长，转换为指针位移，而标准重量转换成标尺刻度。这 样，被测量和标准量都转换成位移这一中间变量，就可以进行直接比较。 此外，为了提高测量精度，并且能够对变化快、持续时间短的动态量进行测量，通常 将被测量转换为电压或电流信号，利用电子装置完成比较、示差、平衡和读数的测量过 程。因此，转换是实现测量的必要手段，也是非电量电测的核心
1.3.1.2测量方法 测量方法是实现测量过程所采用的具体方法,应当根据被测量的性质、特点和测量任 务的要求来选择适当的测量方法。按照测量手续可以将测量方法分为直接测量和间接 测量。按照获得测量值的方式可以分为偏差式测量、零位式测量和微差式测量。此外 根据传感器是否与被测对象直接接触,可区分为接触式测量和非接触式测量。而根 被测对象的变化特点又可分为静态测量和动态测量等 1)直接测量与间接测量 Ⅰ.直接测量 用事先分度或标定好的测量仪表,直接读取被测量测量结果的方法称为直接测量。例 如,用温度计测量温度,用电压表测量电压等。 直接测量是工程技术中大量采用的方法,其优点是直观、简便、迅速,但不易达到很 高的测量精度。 ∏.间接测量 首先,对和被测量有确定函数关系的几个量进行测量,然后,再将测量值代入函数 系式,经过计算得到所需结果。这种测量方法,属于间接测量。例如,测量直流电功 率时,根据P=U的关系,分别对Ⅰ、U进行直接测量,再计算出功率P。在间接测量中; 测量结果y和直接测量值x=1,2,3.)之间的关系式可用下式表示 y=fxxx (1-3-1) 间接测量手续多,花费时间长,当被测量不便于直接测量或没有相应直接测量的仪表 时才采用
1.3.1.2 测量方法 测量方法是实现测量过程所采用的具体方法，应当根据被测量的性质、特点和测量任 务的要求来选择适当的测量方法。按照测量手续可以将测量方法分为直接测量和间接 测量。按照获得测量值的方式可以分为偏差式测量、零位式测量和微差式测量。此外， 根据传感器是否与被测对象直接接触，可区分为接触式测量和非接触式测量。而根据 被测对象的变化特点又可分为静态测量和动态测量等。 1) 直接测量与间接测量 Ⅰ.直接测量 用事先分度或标定好的测量仪表，直接读取被测量测量结果的方法称为直接测量。例 如，用温度计测量温度，用电压表测量电压等。 直接测量是工程技术中大量采用的方法，其优点是直观、简便、迅速，但不易达到很 高的测量精度。 Ⅱ.间接测量 首先，对和被测量有确定函数关系的几个量进行测量，然后，再将测量值代入函数关 系式，经过计算得到所需结果。这种测量方法，属于间接测量。例如，测量直流电功 率时，根据P＝IU的关系，分别对I、U进行直接测量，再计算出功率P。在间接测量中， 测量结果y和直接测量值xi(i＝1，2，3…)之间的关系式可用下式表示 y＝f(x1x2x3——) (1-3-1) 间接测量手续多，花费时间长，当被测量不便于直接测量或没有相应直接测量的仪表 时才采用