第1章-检测基本概念与测量误差new

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1、第1章检测基本概念与测量误差1.1检测的基本概念1.2检测技术的发展方向1.3测试系统的组成1.4测量仪器的特性1.5测量误差1.1检测的基本概念一、检测的地位与作用检测技术是信息工业的基础，没有现代化的检测技术，也就没有现代化的生产和现代化的社会生活游标卡尺测量显微镜三维扫描仪测量投影仪三坐标测量机万能工具显微镜三维激光扫描测量臂2俄罗斯著名化学家门捷列夫（1834-1907）：科学始于测量，没有测量，便没有精密的科学英国著名物理学家开尔文（1824-1907）：当你能够测量你所关注的事物，而且能够用数量来描述它的时候，你就对其有所认识；当你不能测量它，

2、也不能将其量化的时候，你对它的了解就是贫乏和不深入的中国著名科学家钱学森（1911-2009）：信息技术包括测量技术、计算机技术和通信技术，测量技术是信息技术的关键和基础3精密测量技术是一门重要的技术学科在机械、仪器仪表等制造工业中，计量测试始终都是不可缺少的组成部分计量检测水平是衡量一个国家工业技术水平的重要尺度世界工业发达国家都把计量检测、原材料和工艺装备作为工业生产的三大支柱随着科学研究和工业技术的发展，许多新技术、新工艺已经把计量检测在生产中的作用，从过去的逐级传递量值和间接控制产品质量，推进到生产和科研的第一线4测量是人们认识和改造世界的

3、一种必不可少的重要手段通过测量和试验能使人们对事物获得定性或定量的概念，并发现客观事物的规律性广义地讲，测量是对被测量进行检出，变换分析处理、判断、控制等的综合认识过程5测量技术是工业发展的基础，高科技的工业一刻也离不开测量技术。千分尺（螺旋测微仪）的出现，使加工精度达到了0.01mm6测微比较仪的出现，使加工精度达到了1mm有了激光干涉仪，使测量精度达到0.01mm机械工业的发展与精密测量息息相关二、检测系统检测与测试技术包含“检”与“测”两个内容“检”就是力图发现被测对象中的某些待测量并以信号形式表示出来，回答“有无”待测量的操作“测”则是将待测

4、量的信号加以量化，以一定的精确度回答待测量“大小”的问题国家标准对测量定义为：测量是指以确定对象属性和量值为目的的全部操作对应的英语词：measure，test，detect9测量、测试、检验、检定及比对，这几个名词都是计量学所表现的具体方式。测量：是以确定量值为目的的一组操作，也就是为确定被测对象的量值而进行的实验过程测试：是指具有试验性质的测量。也可理解为试验和测量的全过程检验：是判断被测物理量是否合格，通常不一定要求测出具体值。因此检验也可理解为不要求知道具体值的测量。检验的主要对象是工件（通常用量规）10一个完整的检测系统应该包括：信息的

5、提取，通过传感器来完成。信号是信息的载体，一般将被测信息转换成电信号，即把被测信号转换成电压、电流、频率等电信号输出信号的转换、存储与传输，由中间转换装置来完成。一般是把信号转换成传输方便、有足够功率和驱动能力的电压量信号的显示和记录，用显示器、指示器各类磁或半导体存储器和记录仪完成11测试系统框图121.2检测技术的发展方向测试仪器仪表近20年来发展的突出特点是：向着智能仪器、虚拟仪器和网络化仪器及远程测控方向发展计算机视觉检测技术近年来也异乎寻常地受到极大的关注13智能仪器是将人工智能的理论、方法和技术较大范围内应用于仪器，使其具有类似于人类智能

6、化的特性或功能智能仪器中一般都使用嵌入式微处理机系统芯片（SOC）、数字信号处理器（DSP）、专用电路（ASIC）或可编程逻辑门阵列（PLD、CPLD、FPGA等），带有处理能力很强的软件具有采集信息、与外界对话、记忆存储、处理信息、输出控制信息、自检自诊断、自补偿、自适应、自校准、自学习等功能。智能化系统能随外界条件的变化，具有确定正确行动的能力14虚拟仪器（VirtualInstrument，VI）是随着计算机技术和现代测量技术的发展而产生的一种新型高科技产品，代表着当今仪器发展的新方向VI利用现有的计算机技术，加上特殊设计的仪器硬件和专用软件，形成

7、既有普通仪器的基本功能，又有一般仪器所没有的特殊功能的新型计算机仪器系统虚拟仪器的主要工作是把传统仪器的控制面板移植到普通计算机上，利用计算机的资源，实现相关的测控需求应用图形化编程语言Labview、Labwindows等开发软件，用户可以自己定义自己的仪器，方便地创建仪器软面板，从而大大扩展了仪器的功能，节省了不少硬件资源15网络化仪器则把远在千里的测控任务犹如放在本实验室进行现场网络化、智能化仪器（或传感器）通过嵌人式TCP/IP协议软件，使它们与计算机一样，成为网络中独立的节点，用户可通过浏览器或符合规范的应用程序即可实时浏览这些测试信息无线传

8、感器网络具有自组网的能力