计量方法与误差理论CH

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1、第二章基本测试与计量方法——直接计量和间接计量法——基本计量法和定义计量法——直接比较计量和替代计量法——微差计量法和符合计量法——补偿计量法和调换计量法——中介源测试计量法——静态计量和动态计量——主观计量和客观计量——通过被测量的重建进行测量的方法直接计量法：-“不必对与被计量量有函数关系的其它量进行计量，而能直接得到被计量量值的计量方法”-测量精度不高（实验误差100%转换为被测量的误差）-数字频率计测量频率，闸门取1s标频晶体振荡器所产生的稳定的频率信号分频产生准确的时基信号（如秒信号），并用它控制一个闸门。被测信号经过该闸门

2、后，由计数器计数。当时基信号为1s时，所计数的结果就严格等于被测信号的频率值。第1节直接计量与间接计量法间接计量法：“通过对与被计量量有函数关系的其它量进行计量，以得到被计量量值的计量方法”。获得的精度可能会更高一些，因此间接计量法在高精度测试和计量中常被选用。主要用于导出单位，如压力、速度、功率等单位量的复现高精度测试计量中常常采用，如频标对比中的比相法测量频率基本计量法（绝对计量法）:通过对有关基本量的计量，以确定被计量量值的计量方法。（实质属间接计量法）定义计量法：根据量的单位定义计量该量的方法。适合基本单位和导出单位。如伏特基

3、准，可以用饱和惠斯顿标准电池，也可以利用约瑟夫森效应来复现。最有代表性的是根据欧姆定律中电阻和电压及电流之间的关系R=U/I，通过电压和电流的测量计算获得对应的电阻值。第2节基本计量法和定义计量法直接比较计量：将被计量量直接与已知的同一种标准量比较。用于高精度测量或不方便测量的量值，使复杂的测量简化（如零示法测电压）第3节直接比较计量和替代计量法将待测量与标准的已知量比较，当二者作用相等时，测量装置的指示器读数为零。它可以消除指示器不准所造成的系统误差。测量精度取决于标准直流电压的精度、检流计的灵敏度。优点：结构简单，使用方便，测温范

4、围广（700~3200℃），一般可满足工业测温的准确度要求。缺点：人眼观察，并需用手动平衡，因此不能实现快速测量和自动记录，且测量结果带有主观性。将物体辐射的单色亮度和仪表内部的高温灯泡灯丝亮度比较。利用调节电阻来改变高温灯泡的工作电流，当灯丝的亮度与被测物体的亮度一致时，灯泡的亮度就代表了被测物体的亮度温度。灯丝隐灭式光学温度计替代计量法：用选定的已知其值的同一种量替代被计量量，并使作用于指示装置的效应相同的计量方法。-在天平上用已知其质量的砝码替代被计量物的“波尔特”法-交流量有效值的高精度测量，用直流替代交流-射频微波衰减器的测

5、量真空单元热电偶在电子计量中的低频电压（<1MHz）的频段内用真空热电偶作转换元件的交直流转换标准的准确度最高。热电偶的输出电势仅与热丝吸收的功率有关，与低频频率无关。把低频电压和直流电压先后加到同一真空热电偶，如果它的输出电势相等，所加的两个电压也相等。低频电压标准原理图精度影响：热电偶的制造工艺不完善，引起热电偶直流正反向误差、交直流转换误差和频响误差等。应该对此采取相应的措施。替代法测低频电压对于直流量的测量可以获得比直接测量交流量高得多的精度，因此替代法能够获得高精度直接替代法和低中频替代法。低中频替代法是最重要的，应用最广泛

6、的衰减计量方法（国家测量标准）中频替代法的基本工作原理是将射频信号（被测衰减器的工作频率）通过外差混频线性地变成固定的中频信号。然后用工作于该中频的标准衰减器对被测衰减器进行替代，以得出被测的衰减值。中频替代法按工作方式有串联和并联两种替代法测衰减微差计量法：将被计量量与同它的量值只有微小差别的同一种已知量相比较，并计量出这两个量值之差的计量方法。（B标准，A微差）第4节微差计量法和符合计量法用于两个量很接近情况下的高精度测量（如标准量的比对）利用微差法可以达到很高的精度，即使测量精度不高。仪表误差被大大的缩小了误差关系微差法——频率

7、测量中的差拍测量周期法原理：当两个频率值相近的频标信号混频后再测量其差拍周期值时，对差拍周期的测量精度反映到对被测信号的测量精度时提高了一个倍增因子。该因子就等于被测信号频率与差拍信号频率的比值，常常可以把测量精度或分辨率提高数万到上百万倍。差频周期法符合计量法（重合法）：用观察某些标记或信号相符合的方法，来计量出被计量值与作为比较标准的已知量值之间微小差值的一种计量方法。零示法是一个特例。（1）均匀刻度的未知量的定度长度测量中的标尺定度，周期、频率计量，P114fig5-5-2均匀刻度未知量定度值的测量示意图相位重合法测频——相检宽

8、带测频技术基本原理：标频信号与被测信号存在有最大公因子频率fmaxc（其倒数为最小公倍数周期Tminc），因此相差变化也是周期的（周期Tminc）。通过捕捉频率信号间的“相位重合点”作为构成测量闸门时间的参考信号，可保证