第1章测试计量基础-计量部分.ppt

计量方法与误差理论 第1章 测试计量基础 测试计量有关的基本概念 量值传递与检定测试 计量误差 第2章 各种物理量的测试计量 基本测试计量方法 时间频率、电磁学、无线电电子测试计量 几何量、温度、力学、光学计量测试计量 第3章 经典误差理论 误差性质与处理 误差的合成与分配 第4章 测量不确定度 第5章 测量数据处理 最小二乘法 回归分析 第6章 动态测试及数据处理 参考书目 1. 周渭，测试与计量技术基础，西安电子科技大学出版社，2004 2.梁晋文，误差理论与数据处理，中国计量出版社，2001 第一章 测试计量基础 测试、计量与仪器 计量的特点、作用意义 量和单位制 计量器具 量值传递与检定测试 计量误差 第1节 测试、计量与仪器 测试（Test）：加入一定激励信号后，用一定的测量仪器测量某一参数的变化或响应。 测量（Measurement）：用一定的仪器和工具测定某一参数或指标。 以确定被测对象的量值为目的的一组操作。用实验方法，将物理量与作为单位量的量值相比较求出其比值的过程。 计量（Metrology）：为实现测量单位的统一和被测量值准确可靠的活动。计量源于测量，而又严于测量。 狭义的计量指计量单位及其基准、标准与量值的传递等； 广义的计量则包括了所有的测量。 测试、计量与仪器 计量学：研究测量、保证测量统一和准确的科学，关于计量理论与实践的知识领域。 计量单位及其基准、标准的建立，基准和标准的复制、保存和传递； 拟订测试计量方法、设计计量器具，以便实施计量； 分析和估计测量结果的不确定度，设法减小误差，提高计量精度； 采取措施保证国家内部和国际间计量量值的统一性，研究计量的法制和管理。 测试、计量与仪器 测试计量技术： 挑战物理极限，协助物理挑战极限；受各技术支援，又回馈各支援技术 跨技术谱域最宽，也最易被忽视的技术 纯粹以应用为导向，可以学习其知识而无法学习其智慧的技术，需要对物理现象通盘了解的理工科人才 自己会“管”自己的技术，制造业之母，“以其微而知其著” 计量是灵魂 仪器： 测量、测试计量技术的外显表征。根据应用需要，结合测量原理，经雏形到商品化的漫长过程。 “遗弃”产业 ，难度大、风险大、获利慢。 第2节 计量的特点、作用与意义 计量的特点 准确性：给定的误差范围（不确定度） 一致性：计量单位统一是量值统一的重要前提。 溯源性：任何一个计量结果都能通过连续的比较链与原始的标准器具联系起来。溯源性是准确性和一致性的技术归宗。 法制性： 与科学技术、工农业生产、人民生活、贸易息息相关，相互推动。 哥百尼的天体运行学说，是伽利略发明了望远镜并进行实际观测后才得以确立； 万有引力定律被牛顿揭示百年之后，经过实际计量验证被确认； 相对论是在频率精密计量的基础上才得到比较明确的验证。 第一次技术革命：蒸汽机、机械工业的兴起。 经典力学和热力学。压力、膨胀系数、燃烧效率的测试计量，几何量的计量 第二次技术革命：电的产生和应用。欧姆定律、法拉第电磁感应定律以及麦克斯韦电磁波理论推动电磁计量和无线电计量 第三次技术革命：量子力学、核物理学的创立和发展，核能及化工等的开发和应用。 经典计量进入量子计量的新阶段 第四次技术革命：微电子与计算机，信息革命。精密计量的保证作用。GPS与频率计量、二代导航卫星的时间频率标准铯钟铷钟。 计量的特点、作用与意义 第3节 量和单位制 1.量和量值 量：“现象、物体和物质的可定义性区别与定量确定的一种属性”。描述大小、长短等概念。数值+计量单位 基本量和导出量： 基本量和导出量的特定组合构成整个科学领域或某个专业领域的“量制”。 基本量：量制中约定认为是彼此独立的量，如力学领域：长度、质量、时间； 导出量：为该量制基本量的函数所定义的量； 量值： 一个数和合适的计量单位表示的量。 同一个量，计量单位不同，其表示的数值也不同。 单位和单位制 2.单位和单位制 单位：“约定采用的特定量，用以定量表示具有相同量纲的量”。“习惯上公认数值为1的一个量值” 基本单位和导出单位：基本单位是“给定量制中基本量的单位”，导出单位是“给定量制中导出量的计量单位”。 例如：MKS（米千克秒）制中，cm为导出单位。 单位制：由选定的一组基本单位和根据定义方程式及一定的比例因数构成的导出单位所组成的单位体系。 量纲：以量制中基本量的幂的乘积表示该量制中一个量的表达式。dimQ=AαBβCγ… 例如：长度、质量和时间量制中，力的量纲为LMT-2 在给定量制中，其表达式内基本量的指数为零的量称为“无量纲量”。 “量纲法则”：任何表达式，等号两边必须具有相同的量纲式。 3.国际单位制 国际单位制 1960年第十一届国际计量大会决定以米、千克