测控仪器设计专题

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1、总复习提纲第一章测控仪器设计概论从计量测试角度可将仪器分为计量测试仪器、计算仪器、控制仪器及控制装置。（计-计-控-控）计量测试仪器的主要测量对象是各种物理量，即8大物理量，它分为(1)几何量计量仪器包括各种尺寸检测仪器，如长度、角度、形貌、相互位置、位移、距离测量仪器、扫描仪、跟踪仪等．(2)热工量计量仪器包括温度、湿度、流量测量仪器，如各种气压计、真空计、多波长测温仪表、流量计等。(3)机械量计量仪器如各种测力仪、硬度仪、加速度与速度测量仪，力矩测量仪、振动测量仪等。(4)时间频率计量仪器如各种计时仪器与钟表、铯原子钟、时间频率测量仪等。(5)电磁计量仪器用于测量各种电量

2、和磁量的仪器，如各种交直流电流表、电压表、功率表、电阻测量仪、电容测量仪、静电仪、磁参数测量仪等。(6)无线电参数测量仪器如示波器、信号发生器、相位测量仪、频率发生器、动态信号分析仪等。(7)光学与声学参数测量仪器如光度计、光谱仪、色度计、激光参数测量仪、光学传递函数测量仪等。(8)电离辐射计量仪器如各种放射性、核素计量，X、γ射线及中子计量仪器等。测控仪器：是利用测量与控制的理论，采用机、电、光各种计量测试原理及控制系统与计算机相结合的一种范围广泛的测量仪器。4．测控仪器由哪几部分组成?各部分功能是什么?（8大组成部分）5．写出下列成组名词术语的概念并分清其差异：分度值与分

3、辨力；示值范围与测量范围；灵敏度与鉴别力(灵敏阀)；仪器的准确度、示值误差、重复性误差；视差、估读误差、读数误差。通用计量术语及定义．(1)测量仪器(measuringinstrument)测量仪器又称计量器具，它是指单独地或同辅助设备一起用以进行测量的器具。而测量是指用以确定量值为目的的一组操作。测量仪器和测量器具是有区别的，测量仪器是将被测量转换成指示值或等效信息的一种计量器具，即具有转换和指示功能。测量器具是以固定形态复现或提供给定量的一个或多个已知值的器具，如砝码、标准电阻、量块、线纹尺、参考物质等。(12)灵敏度(sensitivity)测量仪器响应(输出)的变化除

4、以对应的激励(输入)的变化。若输入激励量为AX，相应输出是△Y，则灵敏度表示为S=△Y／△X仪器的输出量与输入量的关系可以用曲线来表示，称为特性曲线，特性曲线有线性的也有非线性的，非线性特性用线性特性来代替时带来的误差，称为非线性误差。特性曲线的斜率即为灵敏度。灵敏度的量纲可以是相同的，也可以是不相同的，如电感传感器的输入量是位移，而输出量是电压，其灵敏度的量纲为V／mm；而齿轮传动的百分表其输入量是位移，输出量也是位移，在这样情况下，灵敏度又称为放大比。灵敏度是仪器对被测量变化的反映能力。(13)鉴别力(阈)(discrimination)使测量仪器产生未察觉的响应变化的最

5、大激励变化，这种激励变化应是缓慢而单调地进行。它表示仪器感受微小量的敏感程度。仪器的鉴别力可能与仪器的内部或外部噪声有关，也可能与摩擦有关或与激励值有关。(14)分辨力(resolution)显示装置能有效辨别的最小示值。对于数字式仪器，分辨力是指仪器显示的最末一位数字间隔代表的被测量值。对模拟式仪器，分辨力就是分度值。20分辨力是与仪器的精度密切相关的。要提高仪器精度必须有足够的分辨力来保证；反过来仪器的分辨力必须与仪器精度相适应。不考虑仪器精度而一味地追求高分辨力是不可取的。第二章仪器精度理论对某物理量进行测量，所测得的数值xi与其真值x0之间的差称为测量误差。即(2-1

6、)该误差的大小反映了测得值对于真值的偏离程度，它具有以下特点：1)任何测量手段无论精度多高，总是有误差存在。即误差是客观存在的，永远不会等于零。2)多次重复测量某物理量时，各次的测得值并不完全相等，这是误差不确定性的反映，只有测量仪器的分辨力太低时，才会出现相等的情况。3)误差是未知的，因为通常被测量的真值是未知的。为了能正确地表达仪器精度，人们在长期实践中，确定了以下基本概念：(1)理论真值它是设计时给定的或是用数学、物理公式计算出的给定值。(2)约定真值对于给定目的具有适当不确定度并赋予特定量的值，有时该值是约定采用的。例如常数委员会(CODATA)推荐的阿伏加德罗常数值

7、为(3)相对真值若标准仪器的误差比一般仪器的误差小一个数量级，则标准仪器的测得值可视为真值，称作相对真值，有时也作为约定真值来使用。(三个真值)1．绝对误差，被测量测得值x与其真值x0(或相对真值)之差称为绝对误差。2．相对误差绝对误差与被测量真值的比值称为相对误差。相对误差无量纲，可以表示为相对误差有两种表示方法：(1)引用误差它指绝对误差的最大值与仪器示值范围的比值。(2)额定相对误差它指示值绝对误差与示值的比值。二、精度精度是误差的反义词，精度的高低是用误差来衡量的。误差大则精度低，误差小则精度高