现代测试技术—学习教案.pptx

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1、会计学1现代现代(xindi)测试技术测试技术第一页，共36页。1.1 1.1 测测 量量1.1.1 1.1.1 测量与测量方法测量与测量方法 1.1.测量的定义测量的定义测量是为了确定被测对象的量值而进行的测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。实验过程。在测量过程中，人们借助专门的设备，把在测量过程中，人们借助专门的设备，把被测对象直接或间接地与同类标准量进被测对象直接或间接地与同类标准量进行比较行比较(bjio)(bjio)，取得用数值和单位共，取得用数值和单位共同表示的测量结果。同表示的测量结果。测量结果测量数值测量单位，即：第2页/共36页第二页，共36页。2 2 2 2 根据

2、同类标准量的参与方式根据同类标准量的参与方式根据同类标准量的参与方式根据同类标准量的参与方式(fngsh)(fngsh)(fngsh)(fngsh)不同分为：不同分为：不同分为：不同分为：被测物体的重量等于标准(biozhn)砝码的重量被测物体的重量从度盘上读数，因为，弹簧秤度盘上的刻度是事先与标准量进行比较(bjio)的结果。直接测量直接测量间接测间接测量量第3页/共36页第三页，共36页。1.1.2 1.1.2 测量测量(cling)(cling)过程过程1 测量三要素 测量对象、测量方法、测量设备。2 测量过程的三个阶段(1)准备阶段：对测量对象进行全面了解；根据准确度要求选择(xunz

3、)恰当的测量方法（方式）和测量设备；拟定出测量过程及测量步骤。准备准备(zh(zhnbi)nbi)阶段阶段测量阶段测量阶段数据处理阶段数据处理阶段第4页/共36页第四页，共36页。1.1.2 1.1.2 测量测量(cling)(cling)过程过程（2）测量阶段(jidun)：了解所选定的测量设备的特性和使用方法；按照已拟定的测量过程及测量步骤进行测量；认真而客观地记录数据。（3）数据处理阶段(jidun)：计算出被测量的测量结果的估计值；根据误差传递理论，对测量结果估计值的误差范围作出合理的评定。第5页/共36页第五页，共36页。1.1.3 1.1.3 测量方法测量方法（3 3 3 3种）种

4、）1.1.按测量结果的获得方式分为按测量结果的获得方式分为 直接测量、间接测量、组合测量直接测量、间接测量、组合测量2.2.按测量读数的获得方式分为按测量读数的获得方式分为 直读测量法、比较直读测量法、比较(bjio)(bjio)测量法测量法3.3.按测量性质分为按测量性质分为 时域测量、频域测量、数据域测量时域测量、频域测量、数据域测量第6页/共36页第六页，共36页。1.按测量(cling)结果的获得方式分为 直接测量(cling):从仪表（仪器）的读数直接获取测量(cling)结果的方法。特点：测量(cling)过程简单、迅速。间接测量(cling)：由仪表（仪器）读数，按照一定的函数关

5、系（公式）计算获取测量(cling)结果的方法。特点：测量(cling)过程复杂、费时。组 合 测 量(cling)：在 测 量(cling)两个或两个以上相关的未知数时，改变测量(cling)条件而获得一组方程组，求取测量(cling)结果的方法。第7页/共36页第七页，共36页。2.2.按测量读数的获得方式分为按测量读数的获得方式分为直读测量法：从仪器（仪表）直接获取读数。直读测量法：从仪器（仪表）直接获取读数。特点：过程简单，一般来说准确度较低。特点：过程简单，一般来说准确度较低。比较测量法：把被测量与同类的标准量进行比较测量法：把被测量与同类的标准量进行比较，根据比较，根据(gnj)(

6、gnj)比较的结果推算（计算）比较的结果推算（计算）出读数。出读数。典型的比较测量法：差值典型的比较测量法：差值(微差微差)法、零值法、法、零值法、替代法。替代法。特点：特点：标准量直接参与，测量准确度高；标准量直接参与，测量准确度高；测量设备较贵，过程复杂。测量设备较贵，过程复杂。第8页/共36页第八页，共36页。3.3.按测量按测量(cling)(cling)性质分为性质分为时域测量时域测量(cling)(cling)：（瞬态测量：（瞬态测量(cling)(cling)）以时间为主要研究对象，主要）以时间为主要研究对象，主要测量测量(cling)(cling)被测量被测量(cling)(c

7、ling)随时间的随时间的变化的规律。变化的规律。用示波器测量用示波器测量(cling)(cling)脉冲信号的上升沿、脉冲信号的上升沿、下降沿、脉宽等。下降沿、脉宽等。频域测量频域测量(cling)(cling)：（稳态测量：（稳态测量(cling)(cling)）以频率为主要研究对象，主要）以频率为主要研究对象，主要测量测量(cling)(cling)被测量被测量(cling)(cling)随频率的随频率的变化的规律。变化的规律。频谱分析仪测量频谱分析仪测量(cling)(cling)信号的频谱。信号的频谱。数据域测量数据域测量(cling)(cling)：（逻辑量测量：（逻辑量测量(cl

8、ing)(cling)）以数字电路的逻辑状态为主要）以数字电路的逻辑状态为主要研究对象。研究对象。逻辑分析仪测量逻辑分析仪测量(cling)(cling)数字电路的逻辑状数字电路的逻辑状态、时序等。态、时序等。第9页/共36页第九页，共36页。1.2 1.2 测量测量(cling)(cling)单位单位 要获得准确、可靠、一致的测量结果，需具备的条件：统一的计量单位，有足够的科学性和公认的定义，并有一定的换算关系；目前实行的是国际单位制（SI）。按照规定的定义，能够复现出需要的物理量单位或标准；要有正确的测量方法；具有把基本(jbn)单位量值和同类量相比较的装置，并能把基本(jbn)单位量值逐

9、级按传递系统传递到测量现场。第10页/共36页第十页，共36页。1 12 21 1 单位单位(dnwi)(dnwi)和单位和单位(dnwi)(dnwi)制制1.1.单位单位有明确定义和名称并命其数值为有明确定义和名称并命其数值为1 1的固定量；的固定量；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，又又是是对对两两个个(lin(lin)同同类类量量值值进进行行比比较的基础。较的基础。英呎feet第11页/共36页第十一页，共36页。2.2.单位制：单位制：由基本单位与导出单位共同组成的一个完整的由基本单位与导出单位共同组成的一个完整的单位体系。单位体系。目前绝大多数国家公

10、认并使用的国际单位制目前绝大多数国家公认并使用的国际单位制（SISI）基本单位与导出单位基本单位与导出单位 基本量与基本单位：少数相互独立的并可通基本量与基本单位：少数相互独立的并可通过其组合定义过其组合定义(dngy)(dngy)其他所有物理量被称其他所有物理量被称为为“基本量基本量”。这些量的单位被称为。这些量的单位被称为“基本基本单位单位”。基本量的选择与单位制有关。基本量的选择与单位制有关。导出量与导出单位：由基本量通过定义导出量与导出单位：由基本量通过定义(dngy)(dngy)推导出的其他所有物理量被称为推导出的其他所有物理量被称为“导出量导出量”。导出量的单位被称为。导出量的单位

11、被称为“导出单位导出单位”。第12页/共36页第十二页，共36页。3.国际单位制 在米制基础上发展(fzhn)起来的科学、实用而又比较完善的单位制。它可以应用于各科学领域和各行业，能够并已经逐步代替了历史上遗留下来的各种单位制和单位。简称“SI单位制”。1960年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制SI。1984年2月国务院颁布了中华人民共和国法定计量单位，决定我国法定计量单位以国际单位制为基础。SI有7个基本单位SI有19个导出单位SI有2个辅助单位SI有16个十进倍数或十进分数的词头第13页/共36页第十三页，共36页。国际(guj)单位制的构成第14页/共36页第十四页，共36页。1

12、.国际单位制（SI）的组成国际单位制基本(jbn)单位 第15页/共36页第十五页，共36页。SISI导出单位导出单位第16页/共36页第十六页，共36页。SISI辅助单位辅助单位(f(f zh dn zh dn wi)wi)第17页/共36页第十七页，共36页。SI SI词头词头(ctu)(ctu)第18页/共36页第十八页，共36页。2.2.我国的法定我国的法定(fdng)(fdng)计量计量单位单位 国国务务院院于于19841984年年2 2月月2727日日发发布布命命令令，明明确确规规定我国的法定计量单位定我国的法定计量单位(dnwi)(dnwi)包括：包括：国际单位国际单位(dnwi

13、)(dnwi)制单位制单位(dnwi)(dnwi)；国国家家选选定定的的非非国国际际单单位位(dnwi)(dnwi)制制单单位位(dnwi)(dnwi)；以以 上上 单单 位位(dnwi)(dnwi)构构 成成 的的 组组 合合 形形 式式 的的 单单 位位(dnwi)(dnwi)。第19页/共36页第十九页，共36页。国家选定国家选定(xun dn)(xun dn)的非国际单位的非国际单位制单位制单位 第20页/共36页第二十页，共36页。1 13 3 计量计量(jling)(jling)器具器具1.3.1 基本概念1.量具(lingj)的概念：以固定形式复现量值的计量器具。作用：维持单位统

14、一，保证量值准确地传递。2.量具(lingj)的分类：（1）按 形 式 分：单 值 量 具(lingj)、多值量具(lingj)、成套量具(lingj)（2）按自身准确度高低：基准、标准、工作量具(lingj)计量器具计量仪器量具计量物质计量装置计量工作的物质基础第21页/共36页第二十一页，共36页。1 13 32 2 基准基准(jzhn)(jzhn)和标准和标准1.基准 用现代科学技术水平所能达到的最高准确度来复现和保存计量单位的计量器具。只用于鉴定各种(zhn)量具的准确度，不直接参加测量。(1)一级基准，又称主基准和国家基准 具有最高水平的基准。一个国家只有一个。(2)二级基准，又称副

15、基准 副基准的量值准确度由主基准确定，代替主基准向下传递或代替主基准参加国际比对。(3)三级基准，又称工作基准 工作基准用来直接向下属标准量具进行量值传递，用以检定下属计量标准量具的准确度。第22页/共36页第二十二页，共36页。2.标准根据工作基准复现出不同等级的便于经常使用的计量标准量具或仪器，简称标准。计量标准的准确度等级在工作基准之下，工作计量器具之上。按准确度高低又分为一级标准、二级标准和三级标准。通过这些标准经常性地对日常工作仪器进行检定(jindng)，确定其量值的准确度大小。第23页/共36页第二十三页，共36页。1.3.3 1.3.3 1.3.3 1.3.3 测量测量测量测量

16、(cling)(cling)(cling)(cling)基准的权威性和基准的权威性和基准的权威性和基准的权威性和相对性相对性相对性相对性1.1.基准的权威性基准的权威性基准的理论定义最严格的、制作工艺技术最先进。基准的理论定义最严格的、制作工艺技术最先进。原原器器基基准准自自身身也也会会随随时时间间(shjin)(shjin)、地地点点、环环境境条条件件而而变变化，甚至会损坏，会失传。化，甚至会损坏，会失传。从现代科学的观点来看，最好的基准是自然基准。从现代科学的观点来看，最好的基准是自然基准。自自然然基基准准是是根根据据物物质质粒粒子子运运动动的的恒恒定定性性、通通过过原原子子常常数数的的测

17、测定定而而建建立立起起来来的的基基准准。目目前前实实现现电电学学自自然然基基准准的的途途径径为为：根根据据交交流流约约瑟瑟夫夫逊逊效效应应建建立立电电压压基基准准；根根据据质质子子回回旋磁比旋磁比p p建立电流基准；根据克里青效应建立欧姆基准。建立电流基准；根据克里青效应建立欧姆基准。2.2.基准的相对性基准的相对性 一一个个时时期期的的测测量量基基准准反反映映当当时时的的人人类类认认识识水水平平和和科科学学水水平平 。例例：以以太太阳阳为为基基准准，时时间间(shjin)(shjin)测测量量的的精精确确度度1 1天天内内可可达达到到1 1秒秒钟钟。而而目目前前铯铯原原子子钟钟的的计计时时精

18、精确确度度在在三三百百万万年年内内也也不超过不超过1 1秒。秒。第24页/共36页第二十四页，共36页。第25页/共36页第二十五页，共36页。1.3.4 1.3.4 测量标准测量标准(biozhn)(biozhn)的传的传递递自上而下(zshnrxi)逐级传递第26页/共36页第二十六页，共36页。1.3.3 1.3.3 计量计量(jling)(jling)器具的主器具的主要特征要特征标称值；标称值；响应特性；响应特性；灵敏度；灵敏度；分辨力；分辨力；稳定性；稳定性；重复性；重复性；准确度；准确度；准确度等级准确度等级(dngj)(dngj)；最大允许误差最大允许误差第27页/共36页第二十

19、七页，共36页。1.4 1.4 电学量具电学量具(lingj)(lingj)1 标准电池：温度特性是标准电池的最主要的特性。标准 电 池 的 等 级(dngj)是 按 年电动势变化率划分的。第28页/共36页第二十八页，共36页。标准电池的主要标准电池的主要(zh(zh yo)yo)技术指标技术指标 等级指数等级指数2020 C C电动势检定值电动势检定值/V/V一年期间电动势一年期间电动势允许变化范围允许变化范围/V V内阻值内阻值/从从到到新生产新生产使用中使用中0 0.00020002级级1.01859001.01859001.01868001.01868002 27007000 0.0

20、0050005级级1.01859001.01859001.01868001.01868005 57007000 0.001001级级1.0185901.0185901.0186801.0186801010700700150015000 0.005005级级1.018551.018551.018681.018685050700700200020000 0.005005级（不饱和）级（不饱和）1.018801.018801.019301.0193050505005000 0.0101级级1.018551.018551.018681.01868100100700700300030000 0.0101

21、级（不饱和）级（不饱和）1.018801.018801.019301.01930100100500500300030000 0.0202级（不饱和）级（不饱和）10.18610.18610.19610.19620020050050030003000第29页/共36页第二十九页，共36页。标准电池使用时应注意：使用和存放的温度应符合有关要求(yoqi)；通入或流出的电流不得大于各级标准电池规定的数值；极性不能接反；不能用普通的电压表或万用表测量标准电池的电动势；第30页/共36页第三十页，共36页。2 基准电压源：基准电压源最重要的性能是其准确性和稳定性。准确性一般通过激光校准工艺保证其允许误差

22、（“时漂”）。稳定度即随时间和温度的变化(binhu)维持基准电压稳定的能力（“温漂”）。目前广泛应用的基准电压源有齐纳二极管和集成电压基准。第31页/共36页第三十一页，共36页。3 标准电阻：一般标准电阻具有四个端钮，C、C是电流(dinli)端钮，供接入电路构成电流(dinli)通路，P、P是电位端钮，仅供测量电阻两端电压用。四端电阻可避免接触电阻和引线电阻所引起的误差。这种接法在工程上也有广泛应用，如测量大电流(dinli)时用的采样电阻，就是四端电阻。第32页/共36页第三十二页，共36页。制作标准电阻的最佳材料是锰铜电阻丝，是一种铜、锰、镍制作标准电阻的最佳材料是锰铜电阻丝，是一种

23、铜、锰、镍的合金材料，具有的合金材料，具有(jyu)(jyu)以下特点：以下特点：在工作温度下，电阻温度系数小；在工作温度下，电阻温度系数小；与铜的接触电势小；与铜的接触电势小；有很高的电阻系数；有很高的电阻系数；年稳定性好；年稳定性好；有较好的机械加工性能。有较好的机械加工性能。标准电阻使用时应注意：标准电阻使用时应注意：不允许超过规定的额定功率；不允许超过规定的额定功率；环境温度不允许超过规定的界限，也不允许剧烈波动；环境温度不允许超过规定的界限，也不允许剧烈波动；在一定频率下使用；在一定频率下使用；铭牌上给定的是环境温度为铭牌上给定的是环境温度为2020C C时的电阻值，若在其它温度下时

24、的电阻值，若在其它温度下使用，标准电阻的阻值需要按相关公式计算使用，标准电阻的阻值需要按相关公式计算 。第33页/共36页第三十三页，共36页。4 标准电感：通常是由绝缘铜导线在大理石或陶瓷框架上绕制而成。标准电感有自感和互感(hgn)两种，在电磁测量中，作为电感的标准量具，也常在材料磁特性测量中作为磁通的标准量具。标准电感使用时应注意：不能超过标准电感的额定电流；在规定的频率范围内使用；标准电感附近不能有铁磁物质和干扰磁场。第34页/共36页第三十四页，共36页。5 5 5 5 标准电容：标准电容：标准电容：标准电容：标准电容包括标准空气标准电容包括标准空气标准电容包括标准空气标准电容包括标准空气(kngq)(kngq)(kngq)(kngq)电容器和电容器和电容器和电容器和标准云母电容器。标准云母电容器。标准云母电容器。标准云母电容器。标准电容一般有3个端钮A、B、P。P为屏蔽端钮，和金属屏蔽罩连接。使用时通常使P的电位为零或固定某一数值上，这样A、B两端对屏蔽层的分布电容CAP、CBP和P端对地的分布电容CP0均为固定值，在测量(cling)中可设法消除它们的影响。第35页/共36页第三十五页，共36页。感谢您的观看(gunkn)！第36页/共36页第三十六页，共36页。