《测量的一般知识》PPT课件.ppt

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1、西北工业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术 第一章 测量的一般知识1 基本概念基本概念2 测量方法测量方法3 单位与单位制单位与单位制4 电气测量的单位制电气测量的单位制5 计量基准、计量标准及量值的传递计量基准、计量标准及量值的传递西北工业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术1 基本概念基本概念（1）量与量值量与量值 量量：是用于定性区别和定量确定物质的一种属性。量值量值：由一个数和合适的计量单位表示的量称为量值。如电机的质量为20kg。（2）测量过程：测量过程：准备阶段：准备阶段：明确被测量的性质、测量的目的，选取适当的测量方法及仪器。测量阶段：测量阶段：建立测量仪器的测量条件，认真

2、仔细操作，记录数据。万用表 数据处理：数据处理：根据记录的数据和测量实际条件，处理数据，得到测量结果和测量误差。西北工业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术（3）测量手段：测量手段：量具（计量用具，如尺子、量杯等直接参与比较，还有间接比较）、仪器、测量装置和测量系统。（4）测量结果的表示：测量结果的表示：数字、曲线、图形等，应包含数值、单位及误差范围。西北工业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术2 测量方法及其分类测量方法及其分类测量方法分类：测量方法分类：静态测量和动态测量-被测量在测量期间是否变化；接触式和非接触式测量等精度和非等精度测量：等精度测量是指在一切实验和测量条件完全相同(相

3、对而言)的情况下,进行被测量的测量。在这样的条件下,没有任何理由认为某个测得值比另一个测得值更为精密可靠,因而应把各测得值视为是同等精密的。被测量值的获取方法：直接测量、间接测量和组合测量（1）直接测量：直接测量：直接获取被测量值。如电压表测电压。又分为以下几种：直接比较测量法：直接比较测量法：被测量直接与已知其值的同类量比较的测量方法。尺子测量长度。替代测量法：替代测量法：将选定已知其值的量替代被测量，使其在指示装置上有相同的效应，从而确定被测量值。西北工业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术微差测量法：微差测量法：将被测量与同它的量值只有微小差别的同类量相比较并测出这两个的差值。要求已知

4、量准确度高，其值接近被测量值，仪器准确度较低但结果准确度可能较高。零位测量法：零位测量法：被测量与已知量相比较，使两者差值为零。可以调至已知量来测量不同大小的被测量。天平、电桥。符合测量法：符合测量法：通过某些标记或信号来测定被测量和已知量之间微小差值的一种微差测量法。游标卡尺。西北工业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术（2）间接测量法：）间接测量法：通过对与被测量有函数关系的其它量的测量而得到被测量的测量方法。影响测量结果误差的因素较多，需选择好的测量方法。测量电阻（3）组合测量法：）组合测量法：各未知量可以以组合的形式表示，改变测量条件可得到不同的组合，建立方程组求得个未知量。联立方程

5、组而求 西北工业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术3 单位与单位制单位与单位制（1）单位：）单位：单位：单位：标志量或数的大小的标准量统称为单位。测量单位或计量单位：测量单位或计量单位：标志可测量大小的单位。有明确的定义和名称，米、千克等。（2）单位制：）单位制：一组单位，包含基本单位和由定义方程式与比例因数确定的导出单位组成的一个完整的单位体制。基本单位：基本单位：多种形式，米、英制等，交流困难。统一成国际单位制SI-System International。SI的好处：的好处：省去不同单位之间的换算系数，简化运算过程，减少产生差错的环节，减小换算误差。西北工业大学自动化学院电气工程系-

6、电气测试技术（3）国际单位制，）国际单位制，SI单位单位1960年国际度量衡大会推荐使用“国际单位制”。国际单位制有个基本单位、两个辅助单位和19个专门名称的导出单位组成。量的名称单位名称单位符号长度米M质量千克（公斤）kg时间秒s电流安（培）A热力学温度开（尔文）K物质的量摩（尔）mol发光强度坎（德拉）cd国际单位制的基本单位量的名称单位名称单位符号平面角弧度rad立体角球面度sr国际单位制的辅助单位西北工业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术国际单位制的导出单位量的名称单位名称单位符号其它表示量的名称单位名称单位符号其它表示频率赫兹HzS-1磁通量韦伯WbVs力/重力牛顿Nkgm/s2

7、磁通密度特斯拉TWb/m2压力帕斯卡PaN/m2电感亨利HWb/A能量焦耳JNm摄氏温度摄氏度功率瓦特WJ/s光通量流明lmcdsr电荷量库仑CAs光照度勒克斯lxLm/m2电压伏特VW/A放射性活度贝克勒尔Bqs-1电容法拉FC/V吸收剂量戈瑞GyJ/kg电阻欧姆V/A剂量当量希沃特SvJ/kg电导西门子SA/V西北工业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术早期的基本单位为实物基准实物基准，国际千克原器优点：比较直观缺点：受材料纯度、加工准确度、使用磨损、环境变化的影响。自然基准自然基准：量子效应来建立基本单位。不确定度小，不同国家可以以同样的准确度建立。西北工业大学自动化学院电气工程系-电

8、气测试技术国际单位制的个基本单位的定义：长度单位：米，光在真空中于1/299792458s的时间内所经过的距离质量单位：千克，国际千克原器的质量，唯一保留的实物基准时间单位：秒，铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期持续时间。电流强度：安培，为一恒定电流，若电流通过保持在真空中的相距米的两无限长而截面积可以忽略的平行直导线内，两根直导线将产生每米210-7N的电动力。热力学温度：开尔文，水的三相点热力学温度的物质的量：摩尔，是一系统物质的量，该系统中包含的基本单元数与碳-12的原子数目相等。发光强度：坎德拉，发出频率为5401012Hz单色辐射的光源

9、在给定方向上的发光强度，而且在此方向上的辐射强度为1/683W/sr。我国的法定计量单位与SI基本一致，增加了国家选定的非SI单位。西北工业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术4 电气测量的单位制电气测量的单位制(1)安培(A)。国家单位制的基本单位之一。(2)伏特（V)。流过1 A恒定电流的导线内，如两点之间所消耗的功率为1 W时，这两点之间的电位差为1 V。1 V=1 WA(3)欧姆()。导体两点之间的电阻，当在这两点间加上1V恒定电位差时，在导体内产生1 A电流，而导体内不存在任何电动势。1=1 VA(4)库仑(C)，1 A电流在1 s时间间隔内运送的电量。1 C=1As西北工业大学自

10、动化学院电气工程系-电气测试技术(5)法拉(F)。电容器的电容量，当电容器充1C电量时；它的两极板之间出现1 V的电位差。1 F=1 CV(6)亨 利(H)。一闭合回路的电感，当流过该电路的电流以1 As的速率均匀变化时，在回路中产生I V的电动势。1 H=1 VSA(7)韦 伯（Wb)。只有一匝的环形线圈中的磁通量，它在1 s时间间隔内均匀地降到零时，环路内所感应产生的电动势为1 V。1 Wb=1 Vs(8)特斯拉(T)。在lm面积内垂直均匀通过1 Wb磁通量的磁通密度等于1特斯拉。1T=1 Wbm(9)赫兹(Hz)。单位时间即1s内周期性过程重复的次数。西北工业大学自动化学院电气工程系-电

11、气测试技术5 计量基准、计量标准及量值的传递计量基准、计量标准及量值的传递（1）计量基准：）计量基准：用来定义、实现、保持或复现单位的单个或成组已知量值的实物量具、测量仪器或测量系统。通过比较把单位或量值传递到其它测量器具上。国际计量基准：国际计量基准：国际协议认可的计量标准器，国际上用它作为对涉及的量的其它计量标准器进行定值的依据。在法国 国家计量基准：国家计量基准：国家承认的计量标准器，国内的依据。在计量科学院和测试技术研究院。代表当代最先进的科技水平和工艺，最高的准确度和稳定度。西北工业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术国家计量基准分三种：国家基准（主基准）：国家基准（主基准）：统一

12、全国计量单位的最高依据副基准：副基准：为避免经常使用主基准使其精度降低或损坏用途不同分三种：基准副器：用于单位保存及量值传递到工作基准比较基准：用于对副基准进行比对。作证基准：检验国家基准器保存状况，在其损坏时代替它。工作基准：工作基准：向下属标准量具或仪器进行量值传递。（2）计量标准：将计量基准传递到工作计量器具。根据不同准确度分成不同等级。西北工业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术（3）量值的传递量值的传递用于现场的测量设备，其示值的定标是靠传递来实现的，即某一测量仪器可用比它更高等级的测量仪器或标准来进行校验，这样逐级上推，最后与具有法律效应的国际基准相关联，这样就构成了单位的传递系

13、统。比较基准 国际基准国家基准 作证基准 基准副器工作基准一等基准 二等基准标准量具工作量具由于国家基准和现场使用的量的范围差别很大，需把各基准向两边扩展量程，再逐级传递直到现场。每一级量值传递都规定一定的误差范围，以保证同类测量结果的准确性和一致性。西北工业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术西北工业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术一般来说，传递检定系统分为4级。第一级为建立基准和保存基准；第二级是建立相应标准，扩展量限，如高低压、大小电阻、交直流转换等；以上两级一般由国家一级的研究所承担。中国计量科学研究院。第三级为检定中心，负责一般标准仪器的检定，工作量较大，同时也承担一般检定方

14、法的研究，制定检定规程，以指导基层检定工作。航天504所、电子部20所，国家二级计量单位。第四级是各厂矿企业的基层计量站，他们直接与测量现场联系在一起，现场测量水平的高低，产品质量的优劣直接与他们由关系。一般需经过45级传递才能到达现场，用于检定的上一级标准应该比被检对象的准确度高35倍。根据误差传递的原则，高3倍以上的准确度在误差合成时基本上可以忽略，不会对被检定对象产生影响。西北工业大学自动化学院电气工程系-电气测试技术检定环境条件：检定环境条件：原来我国依据苏联的标准，检定环境温度为20，因为苏联的气温较我国低，低于我国通常的室温，造成温度的稳定性不易控制，考虑我国跟美国的气候差不多，参考美国采用23作为标准温度，高准确度标准实验室误差要求在0.2一般要求在2即可。送检周期：送检周期：基层使用的标准器具和测量仪器，必须实施定期校验，以保证所使用的装置是正确的。