机械测试测量的基础知识.ppt

一、 测量 1）测量的定义 为确定被测对象的量值而进行的实验过程称为测量。 2）测量的最基本形式 比较——将待测的未知量和予定的标准作比较。 3）量值 由测量所得到的被测对象的量值表示为数值和计量单位的乘积。 4）测量的方法 直接测量和间接测量。 二、直接测量 1、定义：无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测量值的测量为直接测量。 2、分类：可分为两种：直接比较和间接比较。 直接比较 1）定义：直接把被测物理量和标准作比 较的测量方法称为直接比较。 2）举例 ⊙天平测物体质量 ⊙用米尺测量物体长度 ⊙测量导体的电阻 间接比较 1）定义 利用仪器仪表——统称之为测量系统——把原始形态的待测物理量的变化变换成与之保持已知函数关系的另一种物理量的变化，并以人的感官所能接受的形式，在测量系统的输出端显示出来。 2）举例 ⊙水银温度计测体温 ⊙弹簧测物体的重量 三 间接测量 1）定义： 间接测量是在直接测量的基础上，根据已知的 函数关系，计算出所要测量的物理量的大小。 2）特点 被测物理量不能用现有仪表直接测量得到，需 通过数学关系计算得到。 如：在y=f(x1, x2, x3) 中，欲测量y, 首先测量 x1, x2, x3, 才能得到 五、要使测量具有普遍科学意义的条件 1、作比较的标准必须是精确已知的，得到公认的； 2、进行比较的测量系统必须工作稳定，经得起检验 一、测量误差的基本概念 4 误差的分类 1.2 随机误差的理论 1.3 间接测量误差的传递 作业： 用电压表对某一电压测量10次，设已消除系统误差及粗大误差，测得数据及有关计算值如下表，试给出最终测量结果表达式。 2 积商关系 当δxi只知大小而不知方向时 0.2 测量的基础知识 测量、计量、测试 测量： 计量： 测试： 是以确定被测对象的量值为目的而进行的实验过程。 如果测量涉及实现单位统一和量值准确可靠则被称为计量 指具有实验性质的测量，或测量和实验的综合。 ①测圆柱体的体积 ②测运动物体的动能 举例 主要内容： 1 误差的基本概念 测量误差的来源 误差的分类 2 随机误差分析 3 误差的传递 4 测量数据的处理 测量误差与数据处理 1 真值 x0 在一定条件下，被测量客观存在的实际值。 理论真值（绝对真值）:如三角形内角和180o 规（约）定真值： 相对真值： 如米的定义 1）子午线的若干分之一 2）Kr86原子的能级跃迁在真空中的辐射波长 3）光在真空中走过1/299792458s的距离。 利用高一等级的仪器或装置测量的结果 ——未知量 2 误差的表示方法 x——测量值 x0——真实值 A——高一精度等级的测量仪器的测量值 绝对误差=测量值-真值 实际： 修正值： 利用修正值求出被测量的实际值 A=C+x 缺点：绝对误差不能反映测量结果的准确程度 实际相对误差 误差的绝对存在性 示值相对误差 相对误差 衡量测量结果的准确程度 3 误差的来源 1、工具误差：试验装置的仪器仪表带来的误差。 2、环境误差：因误差条件变化产生的误差。如：湿度，温度，压力，电磁场，振动，气流，辐射等。 3、方法误差（原理误差）：正切机构，航空高度表。 4、人员误差：操做人员的熟练程度,业务水平，测量习惯等。 1、随机误差： 多次测量同一量值时，误差的绝对值和符号以不可预定的方式变化。 特点： 具有随机性，从单次测量结果看没有规律，但多次测量后发现随机误差服从一定的统计规律。该误差无法消除。 随机误差 系统误差 粗大误差 按特点性质分 误差 无规律，无法消除，尽量减小 有规律，可以消除或修正 明显不符测量结果，剔除 2、系统误差： 误差的大小和正负在测量过程中恒定不变或按一定规律变化的误差。 已定系差：固定不变。 未定系差：线性变化，周期变化，复杂规律变化。 由于系差数值恒定或有一定规律，可通过实验的方法找出，并且予以消除或加以修正。 修正值= - 误差值 3、粗大误差： 明显不符合测量结果的误差，或超出规定条件下预计的误差。 发现后剔除，或测量数据作废。 5 测量精度 精度：泛指测量结果的可信程度。测量结果与真值的吻合程度，与误差相对的概念。精度? ? 误差? 1）精密度：重复测量时，测量结果的分散性 表示测量结果中随机误差的大小的程