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1、会计学1测量测量(cling)基本原理基本原理第一页，共82页。电子电子(dinz)测量原理测量原理着重讨论测量技术与方法，误差分析和实际应用着重讨论测量技术与方法，误差分析和实际应用基于系统方框级基于系统方框级电子测量仪器电子测量仪器着重着重(zhuzhng)研究电子仪器及系统的设计与制造等工程实现技术研究电子仪器及系统的设计与制造等工程实现技术基于电路结构级基于电路结构级第1页/共81页第二页，共82页。原理原理(yunl)：基础：基础误差误差(wch)：提升：提升应用应用(yngyng)：归宿：归宿第2页/共81页第三页，共82页。学时安排：理论学时安排：理论学时安排：理论学时安排：理论
2、28282828学时、实验学时、实验学时、实验学时、实验4 4 4 4学时学时学时学时第第第第1 1 1 1章：章：章：章：测量的基本原理测量的基本原理测量的基本原理测量的基本原理 3 3 3 3学时学时学时学时第第第第2 2 2 2章：章：章：章：测量方法与测量系统测量方法与测量系统测量方法与测量系统测量方法与测量系统 3 3 3 3学时学时学时学时第第第第4 4 4 4章：章：章：章：时间与频率的测量时间与频率的测量时间与频率的测量时间与频率的测量 5 5 5 5学时学时学时学时第第第第5 5 5 5章：章：章：章：电压电压电压电压(diny)(diny)(diny)(diny)测量测量测
3、量测量 4 4 4 4学时学时学时学时第第第第6 6 6 6章：章：章：章：阻抗测量阻抗测量阻抗测量阻抗测量 4 4 4 4学时学时学时学时第第第第7 7 7 7章：章：章：章：信号波形测量信号波形测量信号波形测量信号波形测量 5 5 5 5学时学时学时学时第第第第12121212章：测试系统集成技术章：测试系统集成技术章：测试系统集成技术章：测试系统集成技术 4 4 4 4学时学时学时学时 两个实验两个实验两个实验两个实验 4 4 4 4学时学时学时学时第3页/共81页第四页，共82页。n n本章阐述测量学科的丰富本章阐述测量学科的丰富本章阐述测量学科的丰富本章阐述测量学科的丰富(fngf)
4、(fngf)(fngf)(fngf)内涵内涵内涵内涵n n介绍测量、计量的基本概念，即它们的意义、内介绍测量、计量的基本概念，即它们的意义、内介绍测量、计量的基本概念，即它们的意义、内介绍测量、计量的基本概念，即它们的意义、内容、特点及应用容、特点及应用容、特点及应用容、特点及应用n n讨论测量原理、测量方法和测量系统中的共性问讨论测量原理、测量方法和测量系统中的共性问讨论测量原理、测量方法和测量系统中的共性问讨论测量原理、测量方法和测量系统中的共性问题题题题n n分别从信息获取的广义概念和量值比较的狭义概分别从信息获取的广义概念和量值比较的狭义概分别从信息获取的广义概念和量值比较的狭义概分别
5、从信息获取的广义概念和量值比较的狭义概念上，阐述测量的基本原理念上，阐述测量的基本原理念上，阐述测量的基本原理念上，阐述测量的基本原理n n从实现测量原理的变换、比较、处理和显示等环从实现测量原理的变换、比较、处理和显示等环从实现测量原理的变换、比较、处理和显示等环从实现测量原理的变换、比较、处理和显示等环节中，阐述电子测量的基本技术节中，阐述电子测量的基本技术节中，阐述电子测量的基本技术节中，阐述电子测量的基本技术第第1章章 测量测量(cling)的基本原理的基本原理第4页/共81页第五页，共82页。1.1 1.1 测量测量(cling)(cling)的基本概的基本概念念测量的意义测量的意义
6、 日常生活中处处离不开测量日常生活中处处离不开测量 科学科学(kxu)(kxu)更加离不开测量更加离不开测量 第5页/共81页第六页，共82页。现代信息科学技术的三大支柱现代信息科学技术的三大支柱信息获取信息获取(huq)技术技术测试技术测试技术信息传输技术信息传输技术通信技术通信技术信息处理技术信息处理技术计算机技术计算机技术没有获取到信息没有获取到信息(xnx)，传输就是无源之水，处理更是无，传输就是无源之水，处理更是无本之木本之木第6页/共81页第七页，共82页。科学的进步科学的进步科学的进步科学的进步(jnb)(jnb)和发展离不开和发展离不开和发展离不开和发展离不开测量，测量，测量，
7、测量，离开测量就不会有真正的科学离开测量就不会有真正的科学离开测量就不会有真正的科学离开测量就不会有真正的科学第7页/共81页第八页，共82页。科学是从测量开始科学是从测量开始(kish)的，的，没有测量就没有科学，没有测量就没有科学，至少没有精确的科学、真正的科学至少没有精确的科学、真正的科学 第8页/共81页第九页，共82页。第9页/共81页第十页，共82页。中国首个火星中国首个火星(huxng)探测器荧火一号探测器荧火一号 第10页/共81页第十一页，共82页。计量计量(jling)测试技术落后，测试技术落后，国家的一切都要落后国家的一切都要落后第11页/共81页第十二页，共82页。测量
8、测量(cling)(cling)的定义的定义 1.1.狭义测量的定义狭义测量的定义测量是为了确定被测对象的量值而进行的一组操作测量是为了确定被测对象的量值而进行的一组操作在在进进行行这这组组操操作作的的过过程程中中，人人们们借借助助专专门门的的设设备备，把把被被测测对对象象直直接接或或间间接接地地与与同同类类已已知知单单位位进进行行比比较较，取取得得(qd)(qd)用用数数值值和和单单位位共同表示的测量结果共同表示的测量结果 测量测量(cling)(cling)的量值的量值可表示为可表示为第12页/共81页第十三页，共82页。量：人们把事物（现象或状态、物体或物质等）可定性量：人们把事物（现象
9、或状态、物体或物质等）可定性(dng xng)区别和定量确定的属性，称之为（可测量的）量。区别和定量确定的属性，称之为（可测量的）量。量值：一般是由一个数值量值：一般是由一个数值(shz)乘以测量单位所表示的特定量的大小，它是一个要乘以测量单位所表示的特定量的大小，它是一个要用数值用数值(shz)和单位共同表示的量，即量值和单位共同表示的量，即量值=数值数值(shz)X 单位单位（量的）数值：它是在量值表示中用以单位（量的）数值：它是在量值表示中用以单位(dnwi)相乘的数字。数值相乘的数字。数值=量值量值/单位单位(dnwi)（测量）单位（测量）单位：为了定量表示同种量的大小，人们共同约定的
10、一个特定参考量，为了定量表示同种量的大小，人们共同约定的一个特定参考量，它有名称、符号和定义，其数值为它有名称、符号和定义，其数值为1。“数值等于数值等于1的量的量”定义为单位定义为单位i被测量被测量：是指作为测量对象（测量客体）的特定量：是指作为测量对象（测量客体）的特定量测量结果：测量结果：是指通过测量所得到的赋予被测量的量值是指通过测量所得到的赋予被测量的量值第13页/共81页第十四页，共82页。n n测量的内涵 n n 测量目的是对被测对象取得一个定量的认识n n“一组操作”是一个实验过程,说明了测量的实践性n n 测量就是比较:直接比较和间接比较n n 需要同类已知单位作标准n n
11、最终能表示(biosh)给测量主体（人）第14页/共81页第十五页，共82页。被测物体的重量被测物体的重量(zhngling)等于标准砝等于标准砝码的重量码的重量(zhngling)被被测测物物体体的的重重量量从从度度盘盘上上读读数数，因因为为，弹弹簧簧秤秤度度盘盘上的刻度上的刻度(kd)是事先与标准量进行比较的结果是事先与标准量进行比较的结果第15页/共81页第十六页，共82页。测量测量(cling)(cling)的定义的定义（续）（续）2.广义测量的定义 测量是为了获取被测对象的信息而进行的实践(shjin)过程第16页/共81页第十七页，共82页。信息信息事物（系统）的运动状态事物（系统
12、）的运动状态及其变化及其变化(binhu)方式方式第17页/共81页第十八页，共82页。图图1-2 测量测量(cling)的基本原理图的基本原理图第18页/共81页第十九页，共82页。测量测量(cling)(cling)的组成的组成第19页/共81页第二十页，共82页。测量测量(cling)(cling)过程过程基本要素之间的互动关基本要素之间的互动关系系第20页/共81页第二十一页，共82页。测量测量(cling)(cling)的组成的组成（续）（续）3.3.被测对象被测对象信息信息狭义的测量是量值的获取狭义的测量是量值的获取,广义广义(gungy)(gungy)的测量是信息的获取的测量是信
13、息的获取信息又可分为自然信息和社会信息两大类信息又可分为自然信息和社会信息两大类4.4.测量仪器系统测量仪器系统量具和仪器量具和仪器测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等5.5.测量的主体测量的主体测量人员测量人员手动：由测量主体（测量人员）直接参与完成手动：由测量主体（测量人员）直接参与完成自自动动：测测量量主主体体交交给给智智能能设设备备（计计算算机机等等）完完成成，但但测测量量策策略略、软软件件算算法法、程序编写需由测量人员事先设计好程序编写需由测量人员事先设计好6.6.测量技术测量技术测量中所采用的原理、方法和技术措施，总称为测
14、量技术测量中所采用的原理、方法和技术措施，总称为测量技术第21页/共81页第二十二页，共82页。测量测量(cling)(cling)的基本要素（续）的基本要素（续）7.7.测量环境测量环境测测量量环环境境是是指指测测量量过过程程中中人人员员、对对象象和和仪仪器器系系统统(xtng)(xtng)所所处处空空间间的的一一切切物物理理和和化化学学条条件件的的总总和和测测量量环环境境包包括括温温度度、湿湿度度、力力场场、电电磁磁场场、辐辐射射、化化学学气气雾雾和和粉粉尘尘，霉霉菌菌以以及及有有关关电电磁磁量量（工工作作电电压压、源源阻阻抗抗、负负载载阻阻抗抗、地地磁磁场场、雷雷电电等等）的数值、范围及
15、其变化的数值、范围及其变化 第22页/共81页第二十三页，共82页。仪器以工作环境条件的不同要求分为三组：仪器以工作环境条件的不同要求分为三组：I 组：组：良好的环境条件，温度良好的环境条件，温度+10+35oc，相对湿度，相对湿度80%(在在35oc上上)，只允许有轻微的振动。只允许有轻微的振动。II 组：一般的环境条件，温度组：一般的环境条件，温度-10+40oc，相对湿度，相对湿度80%(在在40oc上上)，允许一般的振动和冲击允许一般的振动和冲击(chngj)。III 组：恶劣的环境条件，温度组：恶劣的环境条件，温度-40+55oc，相对湿度，相对湿度90%(在在35oc上上)，允许频
16、繁的搬动和运输中受到较大的冲击允许频繁的搬动和运输中受到较大的冲击(chngj)和振动。和振动。I 高精度计量用仪器高精度计量用仪器II 通用仪器通用仪器III 野外、机载等仪器野外、机载等仪器第23页/共81页第二十四页，共82页。测试测试(csh)和检测和检测 定量定量(dngling)定性定性 定级定级测试测试:测量和试验的总称测量和试验的总称,它包含了测量和试验的全部内容它包含了测量和试验的全部内容,既包括定既包括定量的测量量的测量,也包含定性也包含定性(dng xng)的试验的试验 本书中本书中”测试测试”和和”测量测量”不加区分而互相通用不加区分而互相通用 检测检测:包括检验和测量
17、两方面的含义包括检验和测量两方面的含义第24页/共81页第二十五页，共82页。1.2 1.2 计量计量(jling)(jling)的的基本概念基本概念n n计量的定义和意义计量的定义和意义n n n n1.1.计量的定义计量的定义n n 计计量量是是利利用用技技术术和和法法制制手手段段实实施施的的一一种种特特殊殊形形式式的的测测量量，即即把把被被测测量量与与国国家家计计量量部部门门作作为为基基准准或或标标准准的的同同类类单单位位量量进进行行(jnxng)(jnxng)比比较较，以以确确定定合格与否，并给出具有法律效力的检定证书合格与否，并给出具有法律效力的检定证书n n计量的三个主要特征是统一
18、性、准确性和法制性。计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性。n n计计量量包包含含了了为为达达到到统统一一和和准准确确一一致致所所进进行行(jnxng)(jnxng)的的全全部部活活动动，如如单单位位的的统统一一、基基准准和和标标准准的的建建立立、进进行行(jnxng)(jnxng)量量值值传传递递、计计量量监监督督管管理理、测量方法及其手段的研究等测量方法及其手段的研究等第25页/共81页第二十六页，共82页。计量计量(jling)(jling)的定义和意义的定义和意义（续）（续）n n2.2.计量与测量计量与测量(cling)(cling)的关系的关系测量发展的客观需要才出现了测量发展
19、的客观需要才出现了计量计量测量是计量应用测量是计量应用(yngyng)的的重要途径重要途径没有测量，计量将失去价值没有测量，计量将失去价值为了保证测量结果的准确性，为了保证测量结果的准确性，必须定期对仪器进行检定和校必须定期对仪器进行检定和校准，这个过程就是计量准，这个过程就是计量u计量的任务是确定测量结果的计量的任务是确定测量结果的可靠性可靠性u计量是测量的基础和依据计量是测量的基础和依据u没有计量，也谈不上测量没有计量，也谈不上测量u计量和测量相互配合，才能计量和测量相互配合，才能在国民经济各个领域发挥重要在国民经济各个领域发挥重要作用作用u计计量量工工作作是是国国民民经经济济中中一一项项
20、极极为为重重要要的的技技术术基基础础工工作作，它它在在工工农农业业生生产产、科科学学技技术术、国国防防建建设设以以及及人人民民生生活活等等各各个个方方面面起起着着技技术术保保证和技术监督的作用证和技术监督的作用第26页/共81页第二十七页，共82页。单位单位(dnwi)(dnwi)和单位和单位(dnwi)(dnwi)制制n n根根据据定定义义而而令令系系数数为为1 1的的量量称称为为(chn(chn wi)wi)单单位位n n单位是表征测量结果的重要组成部分，单位是表征测量结果的重要组成部分，n n 又是对两个同类量值进行比较的基础又是对两个同类量值进行比较的基础n n基本单位、导出单位、单位
21、制基本单位、导出单位、单位制第27页/共81页第二十八页，共82页。单位单位(dnwi)(dnwi)和单位和单位(dnwi)(dnwi)制（续）制（续）1.1.国际单位制（国际单位制（SISI）的组成）的组成国际单位制基本国际单位制基本(jbn)(jbn)单位单位 量的名称量的名称单位名称单位名称单位符号单位符号长度长度米米m质量质量千克千克kg时间时间秒秒s电流电流安安培培A热力学温度热力学温度开开尔文尔文K物质的量物质的量摩摩尔尔mol发光强度发光强度坎坎德拉德拉cd 1948年 第9届国际计量(jling)大会 1960年 第11届国际计量(jling)大会 1984年 国务院颁布中华人
22、民共和国法定计量(jling)单位第28页/共81页第二十九页，共82页。1 12 22 2 单位单位(dnwi)(dnwi)和单位和单位(dnwi)(dnwi)制（续）制（续）国际单位制词头采用国际单位制词头采用(ciyng)(ciyng)十进制词头十进制词头,表示使单位增大或缩小的十进倍数表示使单位增大或缩小的十进倍数例：例：5.4X10-9s=5.4ns 5.4X10-9s=5.4ns 因数因数词头名称词头名称符号符号英文英文中文中文109giga吉吉G106Mega兆兆M103kilo千千K10-3milli毫毫m10-6micro微微u10-9nano纳纳n10-12pico皮皮p第
23、29页/共81页第三十页，共82页。测量测量(cling)(cling)标准标准1.1.标准（或基准）的定义标准（或基准）的定义为为了了定定义义、实实现现、保保存存或或复复现现(f(f xin)xin)量量的的单单位位或或（一一个个或或多多个个量量值值），用用作作参参考考的的计计量量设设备备（实实物物量量具具、测测量量仪器、参考物质或测量系统），称之为标准或基准仪器、参考物质或测量系统），称之为标准或基准定义基本测量单位和制作体现其量值的标准器是两件有联系定义基本测量单位和制作体现其量值的标准器是两件有联系而又有区别而又有区别(qbi)的事，前者依据严格的科学理论，后者要靠先进的事，前者依据严
24、格的科学理论，后者要靠先进的制作技术。的制作技术。第30页/共81页第三十一页，共82页。基准基准(jzhn)(jzhn)和标准（续）和标准（续）2.测量标准的分类、分级(fn j)分类：国际标准国家标准参照标准作证标准标准器具标准物质分级分级(fn j)：主标准（一级标准）主标准（一级标准）副标准（二级标准）副标准（二级标准）工作标准（三级标准）工作标准（三级标准）第31页/共81页第三十二页，共82页。基准基准(jzhn)(jzhn)和标准和标准（续）（续）n n3.几个术语n n（1）计量器具：凡是能用以直接或间接测出被测对象量值的量具、计量仪器和计量装置(zhungzh)都统称为计量器
25、具。计量器具按作用可分为计量基准、计量标准和工作计量器具三类n n（2）计量标准器具：准确度低于计量基准，用于检定计量标准或工作计量器具的计量器具n n（3）工作计量器具：工作岗位上使用，不用于进行量值传递，而是直接用来测量被测对象量值的计量器具第32页/共81页第三十三页，共82页。基准基准(jzhn)(jzhn)和标准和标准（续）（续）（4）比对：在规定条件下，对相同准确度等级的同类基准、标准或工作计量器之间的量值进行比较，其目的是考核量值的一致性。（5）检定：是用高一等级准确度的计量器具对低一等级的计量器具进行比较，以达到全面评定被检计量器具的计量性能是否合格的目的。一般要求计量标准的准
26、确度为被检者的1/3到1/10。（6）校准：校准是指被校的计量器具与高一等级的计量标准相比较，以确定被校计量器具的示值误差（有时也包括确定被校器具的其他计量性能）的全部工作。（7）量值的传递：指一个(y)物理量单位通过各级基准、标准及相应的辅助手段准确地传递到日常工作中所使用的测量仪器、量具，以保证量值统一的全过程。（8）量值的溯源性第33页/共81页第三十四页，共82页。测量测量(cling)(cling)标准的权标准的权威性和相对性威性和相对性1.标准的权威性标准的理论定义最严格的、制作工艺技术最先进原器标准自身也会随时间、地点(ddin)、环境条件而变化，甚至会损坏，会失传从现代科学的观
27、点来看，最好的标准是原子标准2.基准的相对性一个时期的测量基准反映当时的人类认识水平和科学水平 例：以太阳为基准，时间测量的精确度可达到1秒钟。而目前铯原子钟的计时精确度在三百万年内也不超过1秒第34页/共81页第三十五页，共82页。我国通过与多个国家进行科技我国通过与多个国家进行科技(kj)(kj)合作，成功研发出铯原子喷泉钟，合作，成功研发出铯原子喷泉钟，使我国时间频率基准的精度从使我国时间频率基准的精度从3030万年不差万年不差1 1秒提高到秒提高到600600万年不差万年不差1 1秒，秒，标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列标志着我国时间频率基准研究进入世界先进行列 2007-1
28、-4 2007-1-4 人民政协报人民政协报美国科罗拉多州博尔德的国家标准和技术研美国科罗拉多州博尔德的国家标准和技术研究所（究所（NIST）1999年建成年建成 价值价值(jizh)约为约为65万美元，万美元，在在2000万年内，万年内，它既不会少它既不会少1秒也不会多秒也不会多1秒秒NIST F-1 原子钟原子钟 1915.8 2011.11Norman F.Ramsey1989年诺贝尔奖年诺贝尔奖第35页/共81页第三十六页，共82页。米标准原器是米标准原器是19世纪前的国际标准世纪前的国际标准(u j bio zhn)器，现在的长度单位定义为器，现在的长度单位定义为光用光用1/299
29、792 458秒在真空中传播的长度秒在真空中传播的长度第36页/共81页第三十七页，共82页。测量测量(cling)(cling)标准的传标准的传递递自上而下自上而下(z shn(z shn r xi)r xi)逐级传递逐级传递 图图1-5 量值传递和溯源量值传递和溯源(syun)体系及计量技术机构示意图体系及计量技术机构示意图第37页/共81页第三十八页，共82页。1.3 测量误差的基本概念测量误差的基本概念测量误差定义测量误差定义(dngy)测量误差测量误差(wch)的来源的来源 仪器误差仪器误差(wch)影响误差影响误差(wch)方法误差方法误差(wch)人身误差人身误差(wch)测量对
30、象变化误差测量对象变化误差(wch)测量误差的表示方法测量误差的表示方法 绝对误差绝对误差(ju du w ch)相对误差相对误差第38页/共81页第三十九页，共82页。1.4 1.4 测量测量(cling)(cling)信息的获取信息的获取原理原理本节中将主要阐述以下基本问题：本节中将主要阐述以下基本问题：信息的含义是什么？信息的含义是什么？为什么信息可以被获取？为什么信息可以被获取？信息获取是怎样的过程？信息获取是怎样的过程？信息获取过程中采用了哪些基本方法？信息获取过程中采用了哪些基本方法？这些这些(zhxi)(zhxi)方法的实现途径是什么？方法的实现途径是什么？信息获取的限制因素及其
31、克服措施是什么？信息获取的限制因素及其克服措施是什么？测量是研究如何获取被测对象测量是研究如何获取被测对象 信息的一门科学信息的一门科学第39页/共81页第四十页，共82页。信息信息(xnx)(xnx)的概念的概念1客体的实有的信息客观信息某事物客体所具有的信息，是指该客观存在的事物的运动状态及其变化方式的自我表述或自我显示。客体论的信息是一种客观的存在，不以主体的存在与否为转移，或者无论是否被其主体感受到，都丝毫不影响它的“自我表述”或“自我显示”。任何事物都具有一定的内部结构，同时处在一定的环境之中，正是这种内部结构和外部环境两者综合作用，决定了事物的具体运动状态和状态变化方式。但在有时人
32、们很难了解事物的内部结构状况，这时就只能把它看作一个“黑箱(hi xin)”，并通过它的外部联系（如输入/输出关系等外部行为）的状态及其变化方式来获得信息。第40页/共81页第四十一页，共82页。信息信息(xnx)(xnx)的概念（续）的概念（续）2主体认识(rn shi)论的信息主观信息是指主体所感知或表述的关于该事物的运动状态及其变化方式，及有关的形式、含义和效用。主体认识(rn shi)论层次的信息的内涵比客体论层次信息丰富得多。这是因为作为认识(rn shi)的主体：（1）具有感觉的能力，能够感觉到信息的外在形式。（2）具有理解能力，能够理解信息的内在含义。（3）具有目的性，因而能够判
33、断信息对其目的而言的价值。第41页/共81页第四十二页，共82页。信息信息(xnx)(xnx)的概念（续）的概念（续）3.全信息是同时考虑了事物(shw)运动状态及其变化方式的外在形式、内在含义和效用价值的主体认识论层次信息。4实在信息、先验信息、实得信息 第42页/共81页第四十三页，共82页。测量测量(cling)(cling)信息获取的原理信息获取的原理框图框图图图 1-6 测量测量(cling)(信息获取信息获取)原理图原理图第43页/共81页第四十四页，共82页。信息信息(xnx)(xnx)的感知的感知1感知的基本原理信息感知的基本机制在于要有某种组织或器官能够灵敏地感受到被测对象运
34、动的状态及其变化(binhu)的方式 信息感知，是感知事物运动的状态及其变化(binhu)方式，其实质是把客体论层次的信息转换为主体认识论层次的语法信息 图图1-7 信息信息(xnx)感知原理框图感知原理框图第44页/共81页第四十五页，共82页。信息信息(xnx)(xnx)的感知的感知2感知的基本技术传感器与敏感器测量的第一个环节是信息的感知。传感器是感知各种非电信息并把非电量转换为电量输出的器件或装置，它是非电系统与电系统之间的接口，本质上是完成信息载体的转换。传感器根据转换的效应可分为物理型、化学型和生物型三大类。例：热敏电阻把被测温度(wnd)的变化转换为电阻的变化。第45页/共81页
35、第四十六页，共82页。风力风力(fngl)参数传感参数传感器器地震地震(dzhn)检波器检波器反射式光敏反射式光敏传感器传感器磁、气、力敏磁、气、力敏传感器传感器超声超声传感器传感器第46页/共81页第四十七页，共82页。信息信息(xnx)(xnx)的识别的识别1识别的基本原理 识别是把感知的语法信息（信号形式）转换成人们能够理解的语义信息识别（分类）的基本原理是形式特征的比较。由于信息的类别不同，其形式特征也不相同，因此，理论(lln)上信息总是可以分辨（识别）的识别的原则是：相似而认同，相异而拒斥由于识别环境存在固有干扰，待识别的信息天然不理想，理论(lln)方法不完备和信息类别相似性的表
36、达不完善，因此，无论怎样精巧地设计信息识别系统，完全无差错的识别是不现实的（误差存在的绝对性）第47页/共81页第四十八页，共82页。信息信息(xnx)(xnx)的识别的识别2识别的基本技术为了把语法信息（信号）转换人们能够理解的语义信息，须使用信号的比较、变换、处理和显示技术。（1）比较用已知量和未知量比较。（2）变换某些被测量不便于直接比较，无法直接观测而采用了变换。为了获得更高的识别分辨力和精度、更快的速度、更宽的量程而采用变换技术。例如，雷达测量飞机的距离，采用了把距离变换成时间，通过直接测量电脉冲来回传输的时间来测得距离。（3）信息处理泛指为了各种目的而对信息所进行的变换和加工(ji
37、 gng)。（4）显示原理显示的基本功能是把人眼不可见的信息转化成为可见的信息 第48页/共81页第四十九页，共82页。各种测量各种测量各种测量各种测量(cling)(cling)系统中对处理功能的需求可能很不同，处理内容和复杂程度差异也很大，处系统中对处理功能的需求可能很不同，处理内容和复杂程度差异也很大，处系统中对处理功能的需求可能很不同，处理内容和复杂程度差异也很大，处系统中对处理功能的需求可能很不同，处理内容和复杂程度差异也很大，处理的方法也可能很不一样。理的方法也可能很不一样。理的方法也可能很不一样。理的方法也可能很不一样。（1 1）人工处理方式）人工处理方式例：一个模拟式的交流电压
38、表的原理框图，它测量例：一个模拟式的交流电压表的原理框图，它测量(cling)(cling)交流电压的有效值。交流电压的有效值。工作原理是被测交流电压经峰值检波器变换成直流电压（工作原理是被测交流电压经峰值检波器变换成直流电压（AC-DCAC-DC电压变换），然后经直流电压变换），然后经直流电压放大（幅度变换）和电压转换为电流输出（电压电压放大（幅度变换）和电压转换为电流输出（电压-电流变换），去驱动电表指针偏电流变换），去驱动电表指针偏转（电压转（电压-指针偏转换变换）。指针偏转换变换）。图图 1-8 交流交流(jioli)电压表原理图电压表原理图第49页/共81页第五十页，共82页。（2
39、2 2 2）自动化方式）自动化方式）自动化方式）自动化方式(fngsh)(fngsh)(fngsh)(fngsh)图图1-9 数据数据(shj)采集系统原理图采集系统原理图第50页/共81页第五十一页，共82页。(3)智能化处理智能化处理机器智能机器智能人所赋予机器的一种智能人所赋予机器的一种智能智能包含信息、知识、策略和行为四个要素，具有获取有用信智能包含信息、知识、策略和行为四个要素，具有获取有用信息、由信息生成知识（认识）、由知识和目的息、由信息生成知识（认识）、由知识和目的(md)生成策略生成策略（决策）以及实施策略取得效果（施效）等四个方面的能力。（决策）以及实施策略取得效果（施效）
40、等四个方面的能力。图图1-10 学习学习(xux)与决策环节的模型与决策环节的模型第51页/共81页第五十二页，共82页。1.5 1.5 测量的量值比较测量的量值比较(bjio)(bjio)原理原理n n测量最基本测量最基本(jbn)(jbn)的原理是比较，比较是认识和区别被测对象的的原理是比较，比较是认识和区别被测对象的一种重要方法。测量是通过比较来取得一个定量的认识一种重要方法。测量是通过比较来取得一个定量的认识 n n基于比例变换的间接比较法（偏转法）基于比例变换的间接比较法（偏转法）n n1.1.比例变换的原理比例变换的原理n n（1 1）三种类型的子变换：）三种类型的子变换：A图图1
41、-11 偏转法偏转法(直读法直读法)测量测量(cling)原理原理第52页/共81页第五十三页，共82页。基于基于基于基于(jy)(jy)(jy)(jy)比例变换的间接比较法（续）比例变换的间接比较法（续）比例变换的间接比较法（续）比例变换的间接比较法（续）n n例：弹簧秤是偏转法直读式仪器的一个简单例子。被测重物放在弹簧秤上，把物体的重量变成弹簧的弹性形变。然后，形变带动机械式仪表(ybio)的指针成比例的偏转，指示出被测物体的重量。直读式直读式电压表电压表 图图1-12 偏转法偏转法(间接间接(jin ji)法法)直读式弹簧称和直读式电压表直读式弹簧称和直读式电压表第53页/共81页第五十
42、四页，共82页。基于基于基于基于(jy)(jy)(jy)(jy)比例变换的间接比较法（续）比例变换的间接比较法（续）比例变换的间接比较法（续）比例变换的间接比较法（续）（2）间接比较方法 步骤(bzhu)为校准 测量 图图1-14 间接间接(jin ji)比较法的过程比较法的过程第54页/共81页第五十五页，共82页。基于基于(jy)(jy)差值示零的直接比较差值示零的直接比较法法1.差值测量原理:被测量与标准量直接进行比较需要一个具有(jyu)比较功能的电路，要求比较的范围宽、灵敏度和分辨力高；需要一个与被测量同类的可变标准量参与比较，要求标准量准确且可细微调节。比较功能可由运算功能来实现有
43、两种方式：(1)差值运算比较 (2)比例运算比较 图图1-15 量值比较量值比较(bjio)原理图原理图第55页/共81页第五十六页，共82页。基于基于(jy)(jy)差值示零的差值示零的直接比较法直接比较法2.差值示零的平衡(pnghng)调节（1）零示法原理:图图1-16 直接直接(zhji)比较比较(零示法零示法)原理图原理图第56页/共81页第五十七页，共82页。基于基于(jy)(jy)差值示零的直接比较差值示零的直接比较法（续）法（续）（2）实现平衡(pnghng)调节的结构 当当 则则第57页/共81页第五十八页，共82页。基于基于(jy)(jy)差值示零的直接比较差值示零的直接比
44、较法（续）法（续）n n对称对称(duchn)(duchn)差动的桥式结构差动的桥式结构n n 当当 时，时，第58页/共81页第五十九页，共82页。1.6 1.6 电子测量中的基本电子测量中的基本实现技术实现技术变换技术变换技术 比较技术比较技术处理处理(chl)(chl)技术技术显示技术显示技术第59页/共81页第六十页，共82页。电子测量电子测量(cling)(cling)中的变换技中的变换技术术1.1.量值变换量值变换信号放大与衰减信号放大与衰减(shui jin)(shui jin)阻抗变换阻抗变换第60页/共81页第六十一页，共82页。电子测量中的变换电子测量中的变换(binhun
45、)(binhun)技技术术(续）续）2.频率变换(1)检波(2)斩波(3)变频(bin pn)(4)倍频(5)分频(6)合成(7)取样第61页/共81页第六十二页，共82页。3.3.波形变换波形变换(binhun)(binhun)（1 1）整形）整形 （2 2）限幅）限幅 （3 3）微分）微分（4 4）合成）合成 （5 5）变换）变换(binhun)(binhun)第62页/共81页第六十三页，共82页。4 参量变换(binhun)（1）AV变换(binhun)（2）V/F变换(binhun)（3）V/T变换(binhun)（4）网络参数的变换(binhun)第63页/共81页第六十四页，共8
46、2页。电子测量中的变换电子测量中的变换(binhun)(binhun)技技术术(续）续）5.能量变换 能量变换是泛指其他多种形式的物理量与电学量之间的变换。传感器就是(jish)能量变换器，即从非电量变换成电量6.模/数和数/模变换第64页/共81页第六十五页，共82页。例例 试试以以数数字字多多用用表表测测量量交交流流(jioli)(jioli)电电流流为例，阐述变换技术在电子测量中的应用。为例，阐述变换技术在电子测量中的应用。交交流流(jioli)(jioli)电电流流/交交流流(jioli)(jioli)电电压压的的变变换换；交交流流(jioli)(jioli)电电压压/直直流流电电压压
47、的的变变换换；直直流流电电压压的的幅幅值值变变换换；模模拟拟/数数字字的的变变换换；BCDBCD码码/七七段段码码的的码码制制变变换换；显示器件的电显示器件的电/光转换。光转换。第65页/共81页第六十六页，共82页。电子测量中的比较电子测量中的比较(bjio)(bjio)技术技术1.比较的基本概念被测量为x、标准量为s、比较电路输出(shch)为y。当xs时，y=YH当x=s 时，y出现一个跃变信号第66页/共81页第六十七页，共82页。电子测量电子测量(cling)(cling)中的比较技中的比较技术术(续续)（1 1）比较的基本类型：）比较的基本类型：标标量量比比较较它它只只识识别别两两
48、个个同同类类的的未未知知量量是是否否相相等等，例例如如两两个个炉炉子子温温度是否相等，度是否相等，矢矢量量比比较较它它识识别别一一组组同同类类的的未未知知量量的的相相对对大大小小，并并按按照照由由大大到到小小（或由小到大）的顺序排列起来。（或由小到大）的顺序排列起来。差差值值比比较较利利用用具具有有减减法法运运算算功功能能的的比比较较电电路路，取取出出两两个个未未知知量量之之间的间隔大小（差值），并对差值进行比较。间的间隔大小（差值），并对差值进行比较。比比值值比比较较它它选选择择某某个个点点作作为为参参考考点点，将将每每次次测测量量值值除除以以参参考考值值，确确定定它它们们的的相相对对大大小
49、小。例例如如，在在一一组组测测量量值值中中以以最最大大测测量量值值作作参参考考，得到测量值以百分数表示。得到测量值以百分数表示。量量化化比比较较被被测测未未知知量量与与标标准准单单位位量量比比较较，确确定定它它是是该该单单位位的的若若干干倍或是若干分之一。倍或是若干分之一。A/DA/D转换器是基于转换器是基于(jy)(jy)量化比较的典型部件。量化比较的典型部件。第67页/共81页第六十八页，共82页。电子测量电子测量(cling)(cling)中的比较技中的比较技术术(续续)2.电压比较(bjio)(1)电平比较(bjio)(2)差值型比较(bjio)(3)比例型比较(bjio)第68页/共
50、81页第六十九页，共82页。电子测量中的比较电子测量中的比较(bjio)(bjio)技术技术(续续)3.阻抗比较电桥电路具有对称差动的电路结构(jigu)，是一种电量天平，可以十分方便地实现差值检测和比例比较的功能。电桥电路具有灵敏度高、测量范围宽，温度补偿容易实现，测量电路的零点调节方便。（a a）比例臂电桥）比例臂电桥 （b b）有源电桥）有源电桥 （c c）电压电桥）电压电桥 （d d）电流电桥）电流电桥第69页/共81页第七十页，共82页。电子电子(dinz)(dinz)测量中的测量中的比较技术比较技术(续续)4.频率（时间）比较时间差值比较：用R-S触发器可实现(shxin)时差的比