测量方法的分类
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电子测量仪器的各种分类方法和测量方式1 按测量手段分类 1.1 直接测量:在测量过程中,能够直接将被测量与同类标准量进行比较,或能够直接用事先刻度好的测量仪器对被测量进行测量,直接获得数值的测量称为直接测量。
1.2 间接测量:当被测量由于某种原因不能直接测量时可以通过直接测量与被测量有一定函数关系的物理量,然后按函数关系计算被测量的数值,这种间接获得测量结果的方式称为间接测量。
1.3 组合测量:当某项测量结果需要用多个未知参数表达时,可通过改变测量条件进行多次测量,根据函数关系列出方程组求解,从而得到未知量的测量,称为组合测量。
2 按测量方式分类 2.1 直读法:用直接指出被测量大小的指示仪表进行测量,能够直接从仪表刻度盘商或从显示器上读取被测量数值的测量方法,称为直读法。
2.2 比较法:将被测量与标准量在比较仪器中直接比较,从而获得被测量数值的方法,称为比较法。
3 按测量性质分类 3.1 时域测量:时域测量也叫作瞬时测量,主要是测量被测量随时间的变化规律。
如用示波器观察脉冲信号的上升沿、下降沿、平顶降落等脉冲参数以及动态电路的暂态过程。
真空表| 硬度计| 探伤仪| 电子称| 热像仪 3.2 频域测量:频域测量也称为稳态测量,主要目的是获取待测量与频率之间的关系。
如用频谱分析仪分析信号的频谱,测量放大器的幅频特性、相频特性等。
3.3 数据域测量:数据域测量也称逻辑量测量,主要是对数字信号或电路的逻辑状态进行测量,如用逻辑分析仪等设备测量计数器的状态。
3.4 随机测量:随机测量又叫做统计测量,主要是对各类噪声信号进行动态测量和统计分析。
这是一项新的测量技术,尤其在通信领域有着广泛应用。
tips:感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。
仅供参阅!。
卫星定位测量方法分类
1)按参照位置分类
按照参考点的位置不同,则定位方法可分为绝对定位和相对定位。
绝对定位是在协议地球坐标系中,利用一台接收机来测定该点相对于协议地球质心的位置,也叫单点定位。
这里可认为参考点与协议地球质心相重合。
GPS定位所采用的协议地球坐标系为WGS-84坐标系。
因此绝对定位的坐标最初成果为WGS-84坐标。
相对定位是在协议地球坐标系中,利用两台以上的接收机测定观测点至某一地面参考点(已知点)之间的相对位置。
也就是测定地面参考点到未知点的坐标增量。
由于星历误差和大气折射误差有相关性,所以通过观测量求差可消除这些误差,因此相对定位的精度远高于绝对定位的精度。
2)按用户接收机在作业中的运动状态分类
按用户接收机在作业中的运动状态不同,则定位方法可分为静态定位和动态定位。
静态定位是在定位过程中,将接收机安置在测站点上并固定不动。
严格说来,这种静止状态只是相对的,通常指接收机相对与其周围点位没有发生变化。
动态定位是在定位过程中,接收机处于运动状态。
GPS绝对定位和相对定位中,又都包含静态和动态两种方式。
即动态绝对定位、静态绝对定位、动态相对定位和静态相对定位。
3)依照测距的观测量分类
依照测距的观测量分类,又可分为测码伪距法定位、测相伪距法定位、差分定位等。
姿态测量分类
姿态测量主要可以分为以下几种类型:
1.视觉姿态测量:这种方法是通过摄像机或其他视觉传感器来测
量物体的姿态。
它可以提供高精度的测量结果,但是其安装和使用都比较复杂,且成本较高。
在实际应用中,视觉姿态测量可能会受到许多因素的影响,从而产生误差,例如镜头的几何畸变、图像采集过程中的噪声等。
2.非视觉姿态测量:这种方法是通过使用加速度计、陀螺仪、磁
力计等传感器来测量物体的姿态。
相比于视觉姿态测量,它的安装和使用比较简单,成本也较低。
但是,其测量精度一般会比视觉测量要低。
3.惯性/视觉融合姿态测量:为了提高姿态测量的精度,可以采用
融合测量的方法,即将视觉测量和非视觉测量结合起来。
这种方法可以充分利用两种测量方式的优点,从而获得更高精度的测量结果。
此外,根据姿态敏感器的不同,姿态测量还可以分为太阳敏感器、恒星敏感器、地球敏感器和惯性陀螺等。
其中,惯性陀螺是最常用的姿态测量部件,它具有较高的瞬时姿态测量精度,但长时间使用可能会产生较大的漂移误差。
对于精度要求较高的飞行器,星敏感器则有着不可替代的作用,其测量精度普遍高于其他敏感器。
1、测量的概念测量是借助专门的技术和仪表设备,采用一定的方法取得某一客观事物定量数据资料的实践过程。
2、测量方法的分类(1)根据被测量是否随时间变化,可分为静态测量和动态测量。
(2)根据测量的手段不同,可分为直接测量和间接测量。
(3)根据测量时是否与被测对象接触,可分为接触式测量和非接触式测量。
(4)根据测量的具体手段来分,可分为偏位式测量,零位式测量和微差式测量。
偏位式测量:在测量过程中,被测量作用于仪表内部的比较装置,使该比较装置产生偏移量,直接以仪表的偏移量表示被测量的测量方式称为偏位式测量。
零位式测量:在测量过程中,被测量与仪表内部的标准量相比较,当测量系统达到平衡时,用已知标准量的值决定被测量的值,这种测量方式称为零位式测量。
微差式测量:微差式测量法是综合了偏位式测量法速度快和零位式测量法准确度高的优点的一种测量方法。
3、测量误差的表示方法绝对误差和相对误差相对误差又包括示值(标称)相对误差和引用误差(也叫满度相对误差)4、我国工业模拟仪表有下列常用的7种等级:0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。
准确度等级对应基本误差:eg:0.1对应±0.1% 5、测量误差的分类粗大误差、系统误差、随机误差、静态误差和动态误差。
静态误差:在被测量不随时间变化时所产生的误差称为静态误差。
动态误差:当被测量随时间迅速变化时,系统的输出量在时间上不能与被测量的变化精确吻合,这种误差称为动态误差。
6、随机误差的正态分布曲线的三个规律集中性、对称性、有界性7、不确定度的概念由于测量误差的存在,对被测量值不能肯定的程度,也表明该结果的可信赖程度。
8、测量系统静态误差的合成方法绝对值合成法和方均根合成法9、传感器的定义组合以及每一部分能完成的功能、起到的作用传感器是一种检测装置,能感受规定的被测量,并能将检测感受到的信息,按一定的规律变换成为电信号或其他所需要形式的信息输出。
以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求传感器主要包括敏感元件、传感元件和测量转换电路三个部分敏感元件是在传感器中直接感受被测量的元件,即被测量通过传感器的敏感元件转换成与被测量有确定关系、更易于转换的非电量。
心理测量方法的几种分类心理测量是指通过科学的方法,对人的心理特征进行测量、评估和分析的过程。
心理测量方法是心理学研究的重要工具之一,它可以帮助我们更好地了解人的心理特征,从而更好地帮助人们解决心理问题。
本文将介绍几种常见的心理测量方法的分类。
一、按照测量对象分类1.个体心理测量个体心理测量是指对个体心理特征进行测量的方法。
这种方法主要用于评估个体的心理状态、心理健康状况、心理能力等方面。
常见的个体心理测量方法包括智力测验、人格测验、情绪测验等。
2.群体心理测量群体心理测量是指对群体心理特征进行测量的方法。
这种方法主要用于评估群体的心理状态、心理健康状况、心理能力等方面。
常见的群体心理测量方法包括问卷调查、观察法、实验法等。
二、按照测量手段分类1.客观测量客观测量是指通过客观的手段对心理特征进行测量的方法。
这种方法主要依靠测量仪器、测量工具等客观手段进行测量,结果比较客观可靠。
常见的客观测量方法包括脑电图、眼动仪、血压计等。
2.主观测量主观测量是指通过主观的手段对心理特征进行测量的方法。
这种方法主要依靠被试者的主观反应、自我报告等主观手段进行测量,结果比较主观不可靠。
常见的主观测量方法包括问卷调查、面谈法、自我报告法等。
三、按照测量目的分类1.评估性测量评估性测量是指对被试者进行评估的测量方法。
这种方法主要用于评估被试者的心理状态、心理健康状况、心理能力等方面。
常见的评估性测量方法包括智力测验、人格测验、情绪测验等。
2.诊断性测量诊断性测量是指对被试者进行诊断的测量方法。
这种方法主要用于诊断被试者的心理障碍、心理疾病等方面。
常见的诊断性测量方法包括临床面谈、心理测试等。
3.预测性测量预测性测量是指对被试者进行预测的测量方法。
这种方法主要用于预测被试者的未来表现、未来发展方向等方面。
常见的预测性测量方法包括职业测验、学业测验等。
四、按照测量形式分类1.标准化测量标准化测量是指按照一定的标准进行测量的方法。
工程测量的分类工程测量是指在工程建设过程中,通过测量技术手段对工程项目进行测量、检测和控制的一系列工作。
根据测量对象和测量方法的不同,可以将工程测量分为以下几类:1. 建筑测量建筑测量是指对建筑物的各种尺寸、位置、形状以及地理位置进行测量的工作。
建筑测量一般包括建筑物的平面测量、立面测量、断面测量等。
通过建筑测量可以确保建筑物的几何形状和尺寸的精确度,为工程建设提供参考依据。
2. 道路测量道路测量是指对道路工程中的路线、路面、桥梁、隧道等进行测量的工作。
道路测量主要包括道路线路测量、道路纵断面测量、道路横断面测量、桥梁测量、隧道测量等。
通过道路测量可以确定道路线路的走向、坡度、曲线半径等参数,为道路建设提供基础数据。
3. 水利测量水利测量是指对水利工程中的水位、水流、水质等进行测量的工作。
水利测量主要包括水位测量、水流测量、水质测量等。
通过水利测量可以掌握水利工程系统的运行状态,为水资源的合理利用和水环境保护提供数据支持。
4. 地下测量地下测量是指对地下工程中的地质构造、地下管线、隐患等进行测量的工作。
地下测量主要包括地质测量、地下管线测量、隐患测量等。
通过地下测量可以获取地下工程的空间位置和形状,为地下工程的设计和施工提供参考。
5. 矿山测量矿山测量是指对矿山工程中的矿石储量、矿井坍塌、地质构造等进行测量的工作。
矿山测量主要包括矿石测量、矿井坍塌测量、地质测量等。
通过矿山测量可以了解矿石储量的分布和变化情况,为矿山的开采和管理提供依据。
6. 桥梁测量桥梁测量是指对桥梁工程中的桥墩、桥跨、桥面等进行测量的工作。
桥梁测量主要包括桥墩测量、桥跨测量、桥面测量等。
通过桥梁测量可以确保桥梁的几何形状和结构参数的精确度,为桥梁的设计和施工提供依据。
7. 监测测量监测测量是指对工程项目、建筑物或其他结构物进行定期或实时的监测和测量的工作。
监测测量主要包括结构监测、变形监测、沉降监测等。
通过监测测量可以及时掌握工程或结构物的变形和破坏情况,为工程的安全运行提供保障。
工程测量的分类工程测量是工程建设中必不可少的环节,它涉及到土地测量、建筑测量、道路测量、水利测量等多个领域。
根据测量对象和测量方法的不同,可以将工程测量分为以下几类:一、土地测量土地测量是对土地进行测量、划界、分割和估价的一项工作。
它包括测量土地的面积、边界、地形和地貌等。
土地测量常常涉及到的技术包括三角测量、水准测量、导线测量等。
三角测量是一种通过测量三角形的边长和角度来推算其他未知数据的方法,水准测量是通过测量水平面上的高差来确定地面的高程,导线测量是使用测量仪器测量导线的长度和方位角以确定地面上的点的位置。
二、建筑测量建筑测量是对建筑物进行测量和监测的一项工作。
它包括建筑物的平面测量、立面测量、纵断面测量等。
建筑测量常常使用的技术有全站仪测量、激光测距仪测量等。
全站仪是一种综合了测角、测距、测高等功能的测量仪器,它可以快速、准确地测量建筑物的各种参数。
激光测距仪则是利用激光束的传播速度和反射时间来测量距离的仪器,它适用于测量建筑物的高度、宽度等参数。
三、道路测量道路测量是对道路进行测量和设计的一项工作。
它包括道路的纵断面测量、横断面测量、交叉口测量等。
道路测量常常使用的技术有全站仪测量、导线测量等。
全站仪可以快速、准确地测量道路的高程、坡度等参数,导线测量则可以用来确定道路的位置和形状。
四、水利测量水利测量是对水利工程进行测量和监测的一项工作。
它包括河流测量、湖泊测量、水库测量等。
水利测量常常使用的技术有水准测量、导线测量等。
水准测量可以用来确定水利工程的高程,导线测量可以用来确定水利工程的位置和形状。
五、地下工程测量地下工程测量是对地下工程进行测量和监测的一项工作。
它包括隧道测量、地铁测量、管线测量等。
地下工程测量常常使用的技术有全站仪测量、地下雷达测量等。
全站仪可以用来确定地下工程的位置和形状,地下雷达可以用来检测地下障碍物和空洞。
总结起来,工程测量可以根据测量对象和测量方法的不同分为土地测量、建筑测量、道路测量、水利测量和地下工程测量等多个分类。
《传感器技术及应用》课程教案《传感器技术及应用》课程教案课题传感器的组成和特性授课人课程类型专业课范围及性质学校班级课时2课时上课时间上课地点教学目标知识与技能:一. 了解传感器的组成二. 掌握传感器的组成和特性过程与方法:一体化教学情感态度价值观:培养学生严密的抽象思维能力重点传感器的组成难点掌握传感器的特性学情分析学生基础差,以实例为主教学方法讲授、视频分析教学准备案例、多媒体教学过程与内容设计意图教学方法时间传感器就是利用物理效应、化学效应、生物效应,把被测的物理量、化学量、生物量等非电量转换成电量的器件或装置。
传感器的作用可包括信息的收集、信息数据的交换及控制信息的采集三大内容。
通过传感器对自然界的各种物质信息进行采集。
如图所示,人们把传感器比作人的五种感觉器官,但在诸如高温、高湿、深井、高空等环境及高精度、高可靠性、远距离、超细微等方面是人的感官所不能代替的。
传感器的应用领域如图1-2所示,传感器是任何一个自动控制系统必不可少的环节。
如今,传感器的应用领域已涉及到科研、各类制造业、农业、汽车、智能建筑、家用电器、安全防范、机器人、人体医学、环境保护、航空航天、遥感技术、军事等各个方面,人们已经离不开各种各样的传感器了。
视频播放图解分析10分钟传感器的分类1)按输入量(被测对象)分类输入量即被测对象,按此方法分类,传感器可分为物理量传感器、化学量传感器和生物量传感器三大类。
例如,物理量传感器又可分为温度传感器、压力传感器、位移传感器等等。
这种分类方法给使用者提供了方便。
2).按转换原理分类从传感器的转换原理来说,通常分为结构型、物性型和复合型三大类。
结构型传感器是利用机械构件(如金属膜片等)在动力场或电磁场的作用下产生变形或位移,将外界被测参数转换成相应的电阻、电感、电容等物理量,它是利用物理学运动定律或电磁定律实现转换的。
物性型传感器是利用材料的固态物理特性及其各种物理、化学效应(即物质定律,如虎克定律、欧姆定律等)实现非电量的转换。
测量方法的分类
在测量业务中,测量方法的分类有很多种,常见的分类如下:
1.根据测量目的分类:
(1)工程测量:主要用于确定工程结构的大小和位置关系,如地形测量、建筑物测量等。
(2)工业测量:主要用于确定工业产品性能和质量,如温度测量、压
力测量等。
(3)农业测量:主要用于农业生产中,如耕地测量、灌溉测量、地貌
测量等。
(4)环境测量:主要用于环境监测和控制,如气象测量、水文测量等。
2.根据测量原理分类:
(1)直接测量:指通过仪器直接测得测量量,如尺子测长度、称重测
重量等。
(2)间接测量:指通过测量量与已知量之间的关系求得所需测量量,
如三角测量、光学测量等。
3.根据测量精度分类:
(1)精密测量:指对某个量进行高精度测量,如仪器测量、精密天平
测量等。
(2)粗略测量:指对某个量进行较低精度的测量,如目测测量、简单
设备测量等。
4.根据测量方式分类:
(1)直接式测量:指测量时直接接触被测物体,如尺子测量长度、温
度计测量温度等。
(2)间接式测量:指测量时不接触被测物体,通过其他信号或效应来
获得所需测量量,如雷达测距、光学测量等。
5.根据测量装置分类:
(1)传统测量:指使用传统的测量工具进行测量,如尺子、量角器等。
(2)现代测量:指使用现代化测量仪器进行测量,如全站仪、卫星定
位仪等。
以上是常见的测量方法分类,不同的分类方法适用于不同的测量任务,帮助人们更好地进行测量工作。
第三章计量器具与测量方法的分类一、计量器具的分类按计量学的观点,可将计量具分成三类:1、量具指以固定形式复现量值的计量器具,如量块、线纹米尺等,前者称为单值量具,后者称为多值量具,对成套的量块又称为成套量具。
2、计量仪器指能将被测的量转换成可直接观测的指示值或等效信息的计量器具,它又可分为指示式仪器、记录式仪器和数字式仪器。
3、计量装置指为了确定被测量所必需的计量器具和辅助设备的总体。
计量仪器按结构的特点还可以分为以下几种:游标类量仪:如游标卡尺、游标深度尺、游标量角器等。
微动螺旋副类量仪:如外径千分尺、内径千分尺等。
机械类量仪:如百分表、千分表、杠杆比较仪、扭簧比较仪等。
光学机械类量仪:如光学计、测长仪、投影仪、干涉仪等。
气动类量仪:如压力式气动量仪、流量计式气动量仪。
电学类量仪:如电感比较仪、电动轮廓仪等。
激光类量仪:如激光准直仪、激光干涉仪等。
光学电子类量仪:如光栅测长机、光纤传感器等。
二、测量方法的分类测量方法可按各种不同的形式进行分类,如直接测量与同类测量、综合测量与单项测量、接触测量与非接触测量,在线测量与离线测量以及静态测量与动态测量等。
直接测量——不需要将被测量与其他实测量进行一定函数关系的辅助计算而直接得到被测量值的测量。
直接测量又可分为绝对测量和相对测量,能由仪器刻度尺上读出被测参数的整个量值,这种测量方法称为绝对测量,例如用游标尺、千分尺测量零件的直径,若由仪器的刻度尺只能读出被测参数相对于某一标准量的偏差,这种测量方法称为相对(比较)测量,由于标准量是己知的,因此被测参数的整个量值等于仪器所指示的偏差与标准量的代数和,例如用量块调整比较仪后测量直径。
间隙测量——通过直接测量与被测参数有己知函数关系的其他量而得到被测参数量值的测量。
例如:在测量大圆柱形零件的直径时,可先测出圆周长L,然后通过D=L/π公式计算零件的直径。
综合测量——同时测量工件上的几个有关参数,综合地判断工件是否合格。
简述逆向工程中数据测量的方法及分类。
逆向工程是指通过分析和研究已有的产品或系统来推断其设计和实现的过程。
在逆向工程中,数据测量是一种重要的方法,用于收集和分析产品或系统的数据。
数据测量可以帮助逆向工程人员了解产品或系统的特性、性能和结构,并从中获取有价值的信息。
数据测量的方法多种多样,下面将介绍其中的几种常用方法。
1. 静态数据测量:静态数据测量是通过对产品或系统进行分析和观察来获取数据。
这种方法不需要对产品或系统进行操作,只需要观察其外部特征和行为即可。
静态数据测量可以包括对产品或系统的外观、结构、接口和配置等方面的观察和分析。
2. 动态数据测量:动态数据测量是通过对产品或系统进行操作和测试来获取数据。
这种方法需要对产品或系统进行实际操作,以观察其运行状态和行为。
动态数据测量可以包括对产品或系统的功能、性能和交互等方面的测试和分析。
3. 实验数据测量:实验数据测量是通过设计和执行实验来获取数据。
这种方法通常用于对产品或系统的特定方面进行深入研究和分析。
实验数据测量可以包括对产品或系统的性能、安全性、可靠性和效率等方面的实验和测试。
数据测量的分类可以根据测量对象、测量方法和测量目的来进行。
1. 根据测量对象的分类,可以将数据测量分为硬件数据测量和软件数据测量。
硬件数据测量主要针对产品或系统的硬件部分,包括外部接口、内部结构和电子元件等方面的数据测量。
软件数据测量主要针对产品或系统的软件部分,包括代码逻辑、算法和功能等方面的数据测量。
2. 根据测量方法的分类,可以将数据测量分为定性数据测量和定量数据测量。
定性数据测量主要通过观察和描述来获取数据,不涉及具体的数值和计量单位。
定量数据测量主要通过实际测量和计量来获取数据,可以得到具体的数值和计量单位。
3. 根据测量目的的分类,可以将数据测量分为功能数据测量和性能数据测量。
功能数据测量主要用于评估产品或系统的功能是否符合设计要求,包括功能完整性、功能正确性和功能一致性等方面的数据测量。
测量方法分类
测量方法可以根据不同的分类标准进行分类,以下是常见的几种分类方法:
一、按照测量对象分类
1.物理量测量方法:用于测量物理量,如长度、质量、时间等。
常见的物理量测量方法有尺子测量、天平测量、钟表测量等。
2.化学量测量方法:用于测量化学量,如浓度、PH值等。
常见的化学量测量方法有滴定法、电位滴定法、电导法等。
3.生物量测量方法:用于测量生物量,如体重、身高、血糖等。
常见的生物量测量方法有身高体重测量、血糖仪测量等。
二、按照测量原理分类
1.直接测量法:通过直接观察或使用测量仪器等手段,直接测量出所需的物理量或化学量等。
2.间接测量法:通过测量与所需物理量或化学量有关的其他物理量或化学量,推算出所需的物理量或化学量等。
三、按照测量精度分类
1.精密测量法:用于测量精度要求较高的物理量或化学量等,如高精度天平测量、高精度电子秤测量等。
2.普通测量法:用于测量精度要求不高的物理量或化学量等,如普通尺子测量、普通温度计测量等。
四、按照测量方式分类
1.直接测量法:直接对测量对象进行测量。
2.间接测量法:通过其他物理量或化学量间接测量所需的物理量或化学量。
以上是常见的测量方法分类,不同的分类方法适用于不同的测量场合,选择合适的测量方法可以提高测量的准确性和精度。
温度测量方法分类及优缺点概述摘要:温度是表征物体冷热程度的物理量, 是国际单位制中七个基本物理量之一, 它与人类生活、工农业生产和科学研究有着密切关系。
随着科学技术水平的不断提高, 温度测量技术也得到了不断的发展。
本文将讨论总结温度测量的各种方式,并分析他们各自的优缺点。
1.温度测量的分类温度测量的分类可以通过其与被测量的物体是否接触分为接触式和非接触式。
接触式测量仪表比较简单、可靠,测量精度高。
但是因为测温元件与被测介质需要进行充分的热交换,所以其需要一定的时间才能达到热平衡。
接触式测量仪存在测温延迟现象,同时受耐高温和耐低温材料的限制,不能应用于这些极端的温度测量。
非接触式仪表测温仪是通过热辐射的原理来测量温度的,测温元件不需要与被测介质接触,测温范围广,不受测温上限的限制,也不会破坏被测物体的温度场,反应速度一般也比较快;但受到物体发射率、测量距离、烟尘和水汽等外界因素的影响,其测量误差较大。
2.接触式测量方法2.1膨胀式温度测量原理:利用物质的热胀冷缩原理即根据物体体积或几何形变与温度的关系进行温度测量。
热胀冷缩式温度计包括玻璃液体温度计、双金属膨胀式温度计和压力式温度计等。
优点:结构简单, 价格低廉, 可直接读数,使用方便,非电量测量方式, 适用于防爆场合。
缺点:准确度比较低, 不易实现自动化, 而且容易损坏。
2.2电量式测温方法利用材料的电势、电阻或其它电性能与温度的单值关系进行温度测量,包括热电偶温度测量、热电阻和热敏电阻温度测量、集成芯片温度测量等。
1.热电偶的原理是两种不同材料的金属焊接在一起,当参考端和测量端有温差时, 就会产生热电势, 根据该热电势与温度的单值关系就可以测量温度。
热电偶具有结构简单, 响应快, 适宜远距离测量和自动控制的特点, 应用比较广泛。
2.热电阻是根据材料的电阻和温度的关系来进行测量的, 输出信号大, 准确度比较高, 稳定性好, 但元件结构一般比较大, 动态响应较差, 不适宜测量体积狭小和温度瞬变区域。
测量方法的分类
测量是以确定量值为目的的一系列操作,采用各种手段将被测量与同类标准量进行比较,从而确定出被测量大小的方法称为测量方法。
测量方法对测量工作是十分重要的,它关系到测量任务是否能完成。
因此要针对不同测量任务的具体情况进行分析后,找出切实可行的测量方法,然后根据测量方法选择合适的检测技术工具,组成测量系统,进行实际测量。
对于测量方法,从不同的角度出发,有不同的分类方法。
按测量手段和获得测量结果的方法不同进行分类,主要有直接测量、间接测量和组合测量三种测量方法。
1. 直接测量、间接测量和组合测量
(1)直接测量
在使用仪表进行测量时,对仪表读数不需要经过任何运算,就能直接表示测量所需要的结果,称为直接测量。
例如,用磁电式电流表测量电路的支路电流,用弹簧管式压力表测量锅炉压力,汽车油位表、暖气管道的压力表等等就是直接测量。
直接测量的优点是测量过程简单而迅速,测量结果直观,缺点是测量精度不容易做到很高。
这种测量方法是工程上大量采用的方法,如图1-5所示。
图1-5 各种直接测量的实例
(a) 各种卡尺;(b) 温度计;(c) 血压计
(2)间接测量
有的被测量无法或不便于直接测量,但可以根据某些规律找出被测量与其他几个量的函数关系。
这就要求在进行测量时,首先对与被测物理量有确定函数关系的几个量进行测量,然后将测量值代入函数关系式,经过计算得到所需的结果,这种方法称为间接测量。
例如,对生产过程中的纸张或地板革的厚度进行测量时无法直接测量,只得通过测量与厚度有确定函数关系的单位面积重量来间接测量。
因此间接测量比直接测量来得复杂,但是有时可以得到较高的测量精度。
例如:测量一根导体的电阻率,根据公式l R d 4/
2πρ ,只需测量导体的直径、长度
和阻值,就可以计算出电阻率。
间接测量方法能够获得许多不能通过直接测量的信息,或者通过间接测量方法能够得到比直接测量方法精读更高的结果。
(3)组合测量
又称“联立测量”,即被测物理量必须经过求解联立方程组才能导出最后测量结果。
在进行联立测量时,一般需要改变测试条件,才能获得一组联立方程所要的数据。
对联立测量,在测量过程中,操作手续很复杂,花费时间很长,是一种特殊的精密测量方法。
它一般适用于科学实验或特殊场合。
例如:测量一金属导线的温度系数。
电阻与温度的关系可近似表示为: )α1(T 0T R R T +=
将该金属导线置于不同的温度1T 和2T 下,测得不同的阻值1T R 和2T R ,然后联解以下方程组,
便可求得温度系数T α。
)α1(
1T 01T R R T +=
)α1(2T 02T R R T +=
在实际测量工作中,一定要从测量任务的具体情况出发,经过具体分析后,再决定选用哪种测量方法。
2. 等精度测量和不等精度测量
根据测量条件相同与否,分为等精度测量和不等精度测量。
(1)等精度测量
在测量过程中,在影响测量误差的各种因素不改变的条件下进行的测量。
例如:在相同的环境条件下,由同一个测试人员,在同样仪器设备下,采用同样的方法对被测量进行重复测试。
(2)不等精度测量
在多次测量中,如对测量结果精确度有影响的一切条件不能完全维持不变的测量称为不等精度测量,即不等精度测量的测量条件发生了变化。
例如:为了检验某些测量条件对测量仪器的影响,通过改变测量条件进行测量比较。
一般情况下,等精度测量常用于科学实验中对某参数的精确测量,不等精度测量常用于对新研制仪器的性能检验。
(3)应用举例:
(1)采用等精度测量方法测量某物质的燃点温度
采用同一测温仪器,用相同的测量方式,在相同的条件下测量多次,取测量数据的平均值可以得到较高的测量精度,测量结果见表1-5所示,表中显示五次温度测量的平均值1008℃可以较准确地表示被测温度。
表1-5 高炉的温度测量数据
(2)采用不等精度测量方法对甲烷检测仪器进行温度试验
采用相同的甲烷检测仪器,在不同的温度条件下对1%浓度的甲烷气体进行测量,以检查该仪器测量误差受环境温度影响的程度,测量结果见表1-6所示,表示在0~40℃的环境温度中,甲烷检测仪器的最大检测误差为0.04%。
表1-6 甲烷检测仪器温度试验数据
试验温度0℃20℃40℃
检测结果0.96% 0.98% 1.02%
绝对误差-0.04% -0.02% 0.02%
3. 其它测量方法
(1)接触测量和非接触测量
接触被测对象的测量称为接触测量;远离被测对象的测量称为非接触测量。
例如:测量物体的压力或重量一般采用接触测量方法;利用激光测量远距离物体的距离则是用非接触测量方法。
(2)静态测量和动态测量
静态测量是测量对象的稳态值,如重量、压力等等;动态测量是测量对象随时间的变化值,如振动、加速度等等。
(3)偏差式测量、零位式测量与微差式测量
用仪表指针的位移(即偏差)决定被测量的量值,这种测量方法称为偏差式测量。
应用这种方法测量时,仪表刻度事先用标准器具标定。
在测量时,输入被测量,按照仪表指针在标尺上的示值,决定被测量的数值。
这种方法测量过程比较简单、迅速,但测量结果精度较低。
用指零仪表的零位指示检测测量系统的平衡状态,在测量系统平衡时,用已知的标准量决定被测量的量值,这种测量方法称为零位式测量。
在测量时,已知标准量直接与被测量相比较,已知量应连续可调,指零仪表指零时,被测量与已知标准量相等。
例如天平、电位差计等。
零位式测量的优点是可以获得比较高的测量精度,但测量过程比较复杂,费时较长,不适用于测量迅速变化的信号。
微差式测量是综合了偏差式测量与零位式测量的优点而提出的一种测量方法。
它将被测量与已知的标准量相比较,取得差值后,再用偏差法测得此差值。
应用这种方法测量时,不需要调整标准量,而只需测量两者的差值。
设:N为标准量,x为被测量,△为二者之差,则x N
=+∆。
由于N是标准量,其误差很小,且N
∆<<,因此可选用高灵敏度的偏差式仪表测量△,即使测量△的精度较低,但因x
∆<<,故总的测量精度仍很高。
微差式测量的优点是反应快,而且测量精度高,特别适用于在线控制参数的测量。
以上介绍的几种测量方法中,除了等精度测量和不等精度测量的方法常用于科学试验或对新测量仪器性能的检验外,其它方法均在工程测量中得到广泛的应用。
需要注意的是,有时候,对同一测量对象,往往可以采用不同的测量方法,而不同的检测方法在不同的应用场合具有不同的特点。
比如体温的测量,医院对病人体温的常规测量是采用水银体温计进行接触性检测;但在流行性疾病的监测中(如防“非典”时期),对车站、机场等人流量较大的公共场所的人群进行体温检测时,则采用非接触的红外体温检测方法。
显然,前者的特点是可靠性高,成本较低,后者成本较高,但使用更方便。
利用温度参数监测大型电机的故障状态时,往往采用接触式检测方法,将微小的温度传感器紧贴在电机壳上,检测的温度过高时可以及时的发出信号,对电机进行保护;如采用非接触测温方法,则不仅成本高,还存在安装困难,易受各种外界因素的干扰等缺点。
此外,在利用温度检测对大型电机进行保护时,检测方法还可采用静态测量和动态测量两种方式。
采用静态测量是根据电机温度的是否达到预设值来判断电机是否发生故障;动态测量则根据电机温度的上升速度来判断故障。
显然,采用动态测量可以更早地发现故障(如断相故障会引起电机温度的急剧上升),及时发出信号进行保护。