CHAPTER.1Introduction to Measurement
Unit 1Definition of Measurement and Measurement Theory
1.Definition of Measurment
一个可能的操作的描述术语, 同意我们的直觉测量是以下, 测量是获取信息”, 外表的信息收集是其中最重要的方面进行测量, 测量学习对象的测量, 测量。这意味着一个测量必须描述关于该状态, 或者在世界的现象——围绕我们, 我们是测量。必须有一个关系状态或现象和测量的结果。尽管方面获得信息是小学它仅仅是一个必要的和非充分方面的测量:当一个人阅读一本教科书、一个收集信息, 但是一个不执行一个测量。
第二个方面是, 它的测量须有选择性的。它可能只提供有关我们希望测量(测量), 而不是任何其他的许多州或现象在我们周围。这方面也是必要的, 但不足以方面的测量。欣赏一幅画在一个空荡荡的房间将提供信息只有这幅画, 但不构成测量。
第三个和必要的方面在于它必须测量的目的。测量的结果必须独立于一个任意的观察者。每个观察者必须提取相同的信息从测量和必须得出了同样的结论。然而, 这几乎是不可能的, 一个观察者只使用他/她的感官, 观察和我们的感官是高度主观的。我们的意义上的温度, 例如, 很大程度上取决于任何感觉热或冷前测量。这是证明了试图确定一壶水温度用手。如果手首先浸泡在冷水, 壶里的水会觉得相对温暖的手, 而如果是第一个浸泡在温水, 水在壶会觉得相对冷。除了我们的观察”知道, 我们人类观察员也残疾的事实有许多州或现象在现实世界的我们, 我们不能观察(e. g . 磁场), 或者只差(e、g 、极低的温度下或高速运动) 。为了保证测量的客观性因此, 我们必须使用文物(工具或工具) 。这些工具的任务是把国家或现象受到观察到一个不同的状态或现象, 不能被误解的观察者。换句话说, 该仪器将初始观察到一个表示, 所有的观察者可以观察并将同意。为测量仪器的输出, 因此*客观可观察到的输出如数字应该使用一个字母数字显示, 而不是主观评估诸如颜色等。设计这样的工具, 它被称为测量系统, 是(测量) 领域的仪器。
接下来, 我们将定义测量作为获取信息的形式特征的测量结果, 关于州或现象(测量) 的世界围绕着我们, 观察借助测量系统(工具) 。在这种背景下的测量系统必须保证所需的叙述, 选择性和客观的测量。我们可以区分两种类型的信息; 信息的状态、结构或自然一定的特色, 所谓的结构信息, 信息、振幅级或强度一定的特色, 所谓的度量的信息。收购结构信息称为一个定性测量, 获取度量信息被称作定量测量。如果性质的特征量(尚) 已知的, 它必须确定首先通过定性测量。这可以随后定量测量程度的各自特点。
2.Measurement Theory
在前面的部分中, 我们已经看到, 测量形成基本联系世界和我们的经验理论、抽象形象的世界。这个概念形式的基础理论的测量。在这个理论中一个测量结果被认为是一个代表性的实际经验数量。测量理论将测量作为一个映射的元素的一个源设置属于实证域空间(见图1。1) 到一个图像的元素(或结果) 设置哪个部分是抽象的范围(或图像) 的空间。数量来衡量(测量) 是一个元素的源设置。例如, 在电力领域我们测量电流(源设置), 但只有在一定的范围内级(元素) 。测量结果的过程是抽象|它形成一个图像的元素中设置文摘范围空间。例如, 电流的大小来衡量在上面的例子是(通过测量) 分配一定数量(元素) 的实数集合(图像集), 换句话说, 元素的来源是实证特性集的状态和现象我们周围的世界; 元素的图像集是符号。年代的抽象图像
的符号集。符号可以数字(定量测量), 但也可以, 例如, 名称(定量测量) 。
限制进一步的定义测量, 测量理论指出, 测量是映射的元素从实证源设置到元素的一个抽象的图像集根据特定的转换函数。转换函数包括分配算法, 规则或程序定义的表示通过抽象符号实证数量。在实践中, 分配算法, 规则或程序执行通过采用测量系统。测量系统因此决定表示。如前所述, 这表示必须做一个描述性的、客观的和选择性的方法。因此, 对图像集必须包含元素(测量结果) 这是抽象符号与独特的意义, 根据定义, 所有观察人士同意。
一个测量必须是描述性的, 在测量理论这是描述从集合论:之间存在的关系的元素保持源设置桅杆在变换的图像集, 例如, 大于, ”, 等于、小于, 这组元素之间的关系的源设置称为关系系统(源设置) 。
这个经验关系系统确定源设置的结构。同样地, 一个抽象的关系系统决定了结构的图像集(例如, 设置的关系, 适用于组整数数字) 。一个测量(表示) 现在被称为描述性如果关系系统或结构的实证源设置下是不变的转换(测量) 的测量, 测量仅代表, 如果两个关系系统是相同的; 否则信息丢失的映射。一个例子是测量很低分辨率; 两个不同的电流大小映射到相同的结果, 是区别开来。
Unit2Measurement of Quantities and Measurement Data
1.Measurement of Physical Quantity
1. 测量的物理量
下列物理量，通常用在测试和测量技术。前2种是俗称电气量和其他通常被称为电参数。通常传感器接收信息的数量测量（库姆）并转换成电参数变化或电的潜力，这通常会条件反射，然后转换成电子的数量，特别是电流，并送到模数转换器。
电位差
主要标准的电位差，用来提供一个电化学电池（标准的标准电池）。一个电池的电压约为1。01860伏20°，与不准确的3x10-6在最佳条件，最佳条件下平均温度的变化小于10-3钾，无负载，无振动或震动。细胞必须保持在直立位置。一个标准电池有一个很长的热效应。细胞后，已被加热到30℃。它可以带6个月前，它完全是稳定在0。3紫外线的原始值在20度。此外，一个电池将年龄，从而增加了内部电阻（R 1=500~1000），和一个小减少一些紫外线的输出电压（第一年）。
电流
电流是标准化的测量工具称为“平衡”，。该装置的措施之间的电磁作用力平行载流线圈（一个固定的，一个运动）的平衡与重力的作用，已知质量。部队之间的线圈是由女=i2dm /车，其中是已知的相互感应线圈和它们之间的距离是已知的。差商马克/霉素是由已知几何线圈。
电阻
标准电阻电阻伤口的专用合金焊丝使最低温度的影响。这样的一个例子是由74%evanohm 合金，镍，铬20%和6%的铝和铁。这种合金是常用的高阻标准（10套），低电阻值（1）manganine （86%铜，12%分钟，2%镍康铜）或（54%铜，45%镍，1%锰）是常用的。高阶性标准是保持非常准确的稳定温度的温控器。
电容
可以构造一个电容器的四个同轴圆筒，其容量只取决于长度的气瓶。该电容器特别适合作为一个标准的电容，因为只有长度必须准确地确定。借助光学干涉，这是可以做到非常准确。这些所谓的thompson-lampard 圆柱电容器可以达到不小于10_8，一个缺点，然而，事实是，此种电容很小（约1.9pf 每米）。对于低阶标准其他配置的电极使用，提供较大的电容值（10~1000公积金），但也有较大的不确定性。
电感
标准电感难以实现。这是造成许多参数的确定比较复杂的几何的线圈，所有这些的影响精度的电感器。此外，功率损失发生，由于电阻丝，邻近效应和涡流，这增加了不准确。目前标准的电感有一个不准确的约10-5。
频率
标准频率是根据量子力学效应，原子中的电子只能占据一个数量有限的离散能级。如果一个电子跳到较高或较低的能量水平，不同能量的光子，厶吸收或发射，分别，是有关频率的光子的表达厶电子hf0。当原子辐射的电磁能量的频率，许多电子将通过更高的能量水平。
2.Measurement of non-physical quantities
2. 非物理量测量
非物理量在非技术领域是非常困难甚至不可能的措施，主要是因为他们是非常复杂的系统的一部分（人，组织，社团，等。）。基数测量很少能够由在处理物理特征，状态或现象的系统。
当测量复杂的系统或对象，测量也往往取决于各种其他数量。通常，性质和规模，这些相依性是未知的。此外，这些寄生虫数量，从而影响测量结果，并在测量过程中，使它不能纠正任何错误的测量。这意味着测量不再是选择性；其他因素也被测量。非物质的数量通常是一部活生物体或组织的众生。它是必不可少的自然的有机体或组织，他们保持（社会，文化，政治）的相互作用及其环境。出于这个原因，它通常是不可能执行一个孤立的测量在相同的方式，我们可以与无生命的东西（将在一个恒温器，连接到一个固定的电源电压，等。）。这是，例如，不太可行的孤立的部分人口来自世界各地，为求经济计量进行验证之间的关系缺乏和消费品的价格。对象的测量继续与它周围的环境，到一个程度和方式，仍然是未知的。这些相互作用的模糊和腐败的测量结果为一些未知的程度，取决于敏感性这些干扰。
此外，重复实验往往是不可能的，在处理这种复杂的测量对象。与物理测量我们经常重复测量看如何重现它是确定的规模随机误差。用物理测量，然而，往往是不同的对象的一次，因为它是从第一次测量，或是不再积极合作，已成为疲惫，等认为，例如，采取同样的检查
两次。
道德，政治和财政原因，它通常也不可能随意修改的变量，确定它们如何影响测量对象，例如增加食物的缺乏，在一个经济社会确定影响消费者的消费行为。
而不是一个物理测量的对象，一个非物质意识往往是测量被测量。这一事实，我们衡量的影响的学科。主题将有不同的行为在实验室比在日常生活。例如一个经常使用（滥用）试验动物：大鼠。测量可以导致不可撤销的过程中的对象。某些心理实验，例如，可以引起紧张的国家在某些患者，导致心理障碍或慢性精神分裂症。以上提及的影响通常会使它难以再现测量领域中的人类和社会的研究，准确地说，假设这些测量实际上可以作出合理的选择和客观。
3.The Natur of Data
3数据的性质。
您收集的资料，称为数据。数据可以是一个事实陈述的物理现象。例如，“铜去除化学与三氯化铁反应”是描述数据。当数据是纯粹是描述性的，据说是定性数据。当一个量的测量，我们数值与它，和信息更有用的科学信息是因为。信息的数量或强度的一个物理现象称为定量数据。召回的数量是衡量称为被测量。仪器延伸人类感官的允许值或值是与测量。
数值数据可以被分类在几个方面。它可以是一个孤立的价值或可依赖的时间和地点。值记录直接从实验或观察被称为经验数据。处理之前，经验数据是通常称为，或未经处理的数据，而数据已被称为数据处理分析。数据也可以产生的理论计算。经常，理论数据进行比较测量或处理后的数据作为测试的理论模型。
后收集的数据，它可能需要被处理或运用数学计算或安排在一些有意义的方式。这一过程称为数据处理、数据约简。数据可以被输入到计算机的减少，或者，在某些情况下，测量仪器，可以执行数据减少仪器内，例如，一个数字示波器可能提出的均方根值电压作为显示数值。作为进程的一部分，数据约简，明显错误或不符，应寻找；有时统计处理应用表明性质的实验精度。
Significant Digits and Ronding Numbers
重要的数字和舍入数字
当一个测量包含近似数字, 数字已知正确被称为有效数字。有效数字的数量在测量取决于精度的测量。许多测量仪器提供更多的数字比重大, 留给用户去决定什么是重要的。在某些情况下, 这样做是因为仪器已经超过一个范围并显示有效数字的最大数量的最高范围。如果仪器被设置为一个较低的范围, 该仪器可以显示相同数量的数字尽管事实上最右边的数字并不重要这可能发生当解决仪器不变化范围是改变。用户需要知道该决议的仪器能够确定正确有效数字的数量。
当报告一个测量值, 最显著的不确定的数字可能被保留, 但其他不确定的数字应该丢弃。找到有效数字的数量在一个数字, 忽视, 小数点和统计数字的位数从左到右, 从第一个非零的数字和结束的最后一个数字来正确的所有数字计算的是重要的除了0到右端号码。右端为零的数字是重要的, 如果它是右边的小数位, 否则这是不确定的。例如,
43。00包含四个重要的数字, 但是整个4300号可能包含两个, 三个, 四个重要的数字, 在没有其他信息的意义是不确定的右手的零。为了避免混淆, 一个号码应该报道使用科学记数法。例如, 数字4。30x103包含三个重要数据和4号。300×10一个包含四个重要的数字。规则来确定一个报道的数字是重要的如下;
①非零的数字总是被认为是重要的。
②零左边的第一个非零的数字从来都不重要。
③零非零的数字之间总是重要的。
(4)0在正确的结束的数量和右边的十进制是重要的。
⑤零在正确的结束的整数是不确定的。整个数字应该再保险¬移植用科学记数法澄清的重要人物。
因为测量总是涉及近似数字, 他们应该显示只与那些数字, 是重要的加上不超过一个不确定的数字。数字显示的数量显示精度的测量。出于这个原因, 你应该圆一个数字扔掉一个或更多的数字正确的。这个四舍五入规则如下;
①如果数字下降大于5, 增加最后留存数字1。
②如果数字下降小于5, 不要改变最后留存数字,
③如果数字下降是5, 增加最后留存数字如果它使它甚至, 否则不要。这我叫做圆甚至规则。
Unit 3Meaurement Methodss and Strategie
1.Measurement Methods
1. 测量方法
以最优的方式进行测量, 就必须熟悉最重要的方法、原则和策略的测量。
(1)偏转法、差分法和空方法
与偏转法测量装置的读出的使用完全决定了测量结果的。不同方法措施(表明) 只有未知数量的区别和已知的引用数量。在这里, 测量结果的部分取决于读出测量装置的使用和部分的引用数量。最后, 与“空方法“结果完全是由一个已知的引用数量。读取的测量仪器是只用于调整参考量相同的值作为未知量。然后零和的指示该仪器是因此用作空探测器或零指示器。
(2)补偿法和桥梁的方法
根据数量的电源参与一个测量, 另外两个方法可以被看到。
补偿方法是一种测量方法, 消除了未知数量的影响对测量系统进行补偿, 它与一个已知量的影响。这都是以这种方式完成的, 未知的数量不再是影响测量系统当达到全部赔偿。如果未知效应是补偿完全, 没有电力供应, 或退出了未知的数量; 未知的数量没有加载的测量。补偿的程度可以与一个null 指示器。决定补偿方法因此需要一个辅助电源, 可以提供精确的力量, 否则将已经撤出测定量。因此, 对于该补偿方法, 我们需要两个电源。
(3)模拟方法
该方法利用的一个模型对象, 我们希望获得测量信息。测量了模型然后提供的信息对未知的对象, 只要该模型符合对象在某些重要的点。这个类比法是最常用于测量的实际对象是不可能的, 极其困难或昂贵费时,
(4)重复法
用这种方法测量相同的几个未知量进行, 每一个不同的程序显示。最基本的物理常数一直以几种不同的方式, 以防止可能犯同样的错误,(系统) 的特定于某种类型的测量。不同的(正确地应用) 方法的测量将会产生类似的结果, 但测量错误的结果将是相互独立的。这将产生一个指示可靠性的测量。
(5)枚举法
枚举法
象、模式或事
误除外) 。枚举
内的时期一个
2。测量策略
除了测量方
不可能测量所需的物
到正确的信息
3。错误, 准确度和
数据测量和试
进行了测量。为了解
被认为是一个
佳接受一些数量和
和接受, 或“真
他们的文学
字的位数用来描述被测量
其他两个术语
量了一些数量。
的最低明显
要稳定和高分
可能有一个
个精确的仪器
该决议
例如, 一个非
导系统中可以
影响电阻、
4。系统和随机
有两种分类
方向。这可能是
载荷的影响
性错误的发生法测定震级件可以清点。物方法是使用, 例如准确地确定参考时法上面所讨论的理量直接。例如; 频谱的被测信号精密度验设备不是释数据从一个实错误。所有的测量价值的测量”,价值。它是重要为用精度规格, 但是用红外并不与质量相关的测量精密的仪器同的措施和能被辨率。精密测量中的分密仪器, 提供读数不分, 除非它也是准确的。性计规模有一个高分影响能力来解决一个非、尺寸的机械误差错误, 影响测量由于不准确校错误往往不可能出现的观察者和从是因为滥用乐器在其设计的比率的两个量量的给定的物, 对于测量频率间间隔。, 我们现在会检查, 如果一个数量具有较宽的带宽美的:相反, 数验, 我们需要有一个, 不涉及计数是。据说测量准户的乐器来知道自信可以户需要被提醒总是代表着精度和分取决于其决议测到。稳定性是散性的一散但这是不数对于一个给辨率的一端常小的改, 漂移, 等等。; 系统误差和随机, 阻抗不匹配, 范围, 例如当一个(已知的和未知的) 尺寸必须测量。测量期性信号的频率一些广泛使用的测量波动的速度比测量系统可以准确性取决于测试的理解错误的本似的真正价值。错错误是指的是一个放在它。仪器理解特定的条件, 这一数字是实准确的测量。。精密测量的重复其稳定性。回想一下自由从随机变化数据, 而不是一个测量的数确的, 因为一个系统误差。改变其他由于间距的规模或阻力。温度的错误一直出现在一个测量在同一时间误差、非线性、源, 并没有被视电压表是用来测量计算。只有数量的对包括犯错误, 计数不测量只要数一数策略。这是, 事实上遵循, 不能得准确性设备和条件质。实验误差不应该别是真正的或最比较小的精度的测量制造商通常声明。精性的一系列数据点, 决议前一部分中定义一个精确的测量需据的准确性。它然而, 不可能有一条件分歧。像明智, 噪声诱变化也会影响测量设备故障、环境变化时一个系统频率超出其(错围, 在。于、是一种方通过理理。一个周范测量系统。完据的近误的区值确如果的报价要度数真辨率的测时及变化探指结果。组精准的测量的不是一个常定的仪器但可能了被测对象或测试线比变电压由电容部件误差。系统准响应。系统为测量。有规
范。(这也被称为一个应用错误), 另一个常见的系统误差是加载错误。每当一个仪器连接到一个电路, 它成为一部分的被测电路和改变电路在某种程度上。在高阻抗电路测量可以显著影响, 如果这不是考虑。另一个可能的系统误差是标定误差。例如, 一个频率计数器使用一个内部振荡器计算一个未知的频率为一个特定的时间。如果这个振荡器跑得太慢, 然后柜台等待太久, 给一个结果, 是一直过高。这就形成了一个系统误差所有阅读资料与那个柜台。其他系统可能会发生错误, 因为校准是在不同环境条件下执行比现在当仪器是在服务。这些可能包括温度、湿度、气压、振动、磁或静电字段, 等等。
的方法来检测系统误差的存在是重复测量与一个完全不同的技术使用不同的工具。如果两个测量同意, 更大的信心可以放在测量的正确性。
随机错误(也称为意外错误) 倾向于改变从两个方向的真正价值的机会。这些错误是不可预测的, 因为许多发生因素决定一个测量的结果。随机错误通常是小的, 可能是由于电噪音干扰、振动、增益放大器、泄漏电流的变化, 漂移, 观测误差, 或其他环境因素。最好的方让随机误差减少重复测量和使用统计技术来决定最终结果的不确定性。
Reading Material 3
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Some Concepts of Measurement Method and Strategy
一些概念的测量方法和策略
1. 交换法和替换法
在这两个交换法和替换法两种测量连续执行。与互换法未知的数量和已知的数量都个测量同时使用。的替代方法已知和未知的量是单独使用并先后。
替代方法首先措施未知值测量, 结果在一个特定的指示偏转或交易的测量系统。然
知的数量是取代了一个已知的和可调量, 这是调整, 这样完全相同的测量结果是发现。说明的测量系统是用在这里作为一个中间只有。测量系统的特点, 应不影响测量只有时间稳定性和系统的分辨率, 是重要的。该决议决定了“细度”与已知和未知的数量可以是相等的, 短期稳性决定了“漂移”之间的测量系统两次测量。
校准的测量系统, 事实上, 一个应用程序的替代方法。首先, 该系统校准与一个已知的数量。未知量可以准确测量如果其重要性伴随着校准点, 一个替代方法也经常被用作一个的方法, 建立平等的精度测量系统用于确定“平等”并不重要。
交换法是一种测量方法在这两个, 几乎相等的数量在一个测量系统交换在第二次测量。这种方法可以确定两级之间的区别这两个量的大小以及可能的不对称性的测量系统。这种方法的一个例子是检查男女平等的两臂平衡通过交换两边的权重。
4. 统计、是, 未定法在每后简单
假设您需要测量上截止频率的一个放大器使用示波器。你调整输入频率直到输出幅度下降到70。7%的中频振幅和确定频率计算时间做一个周期。你可能决定重复这个过程几次, 以确保你尽可能最好的测量。即使你使用了相同的程序和设备, 结果通常是不相同的, 因为对随机误差。问题出现了, 什么是最好的数字报告和什么是精密的结果呢? 这个问题的答案和其他问题与观测数据给出了数学的一个分支叫做统计。
统计学是关心方法来处理数据和结论是由它。有两个部分, 以科学的统计数据。第一种称为描述性统计和处理收集、处理和分析的数据, 使它易于理解的。另一种叫统计推断和解释数据的目标, 从它得出结论。这两部分是密切相关的。绘画是有意义的数据推断只有我们以前收集、处理和分析。
正如我们所见, 所有度量包含和一组测量的
相同的数量将会有一个的值分布。描述数据和试图决定什么是最重要的信息, 我们可以把它的分布与一组数字。最常用的数字描述的位置, 中心的数据通常被称为样本均值(或平
符号x 是用于样本均值。示例的意思是发现通过加总所有观察值(?=1到n) 并将结果值均) 。
的数量。这是编写为Unit4Calibration
4校准
校准是指一个测量仪的比较标准或其他仪器已知的精度为了把仪器进入实质性协议与一家成熟的标准。所建立的标准通常至少四倍精度比仪器被校准或平均多个标准如果四次标准是不可行。说一个仪器校准意味着它表明测量的误差内指定的限制, 仪器。校准仪器, 人做校准应该考虑极限的仪器的测量精度标定方法, 用于确保可以得到所需的准确性和精度的仪器的标准作为参考。一个仪器的精度取决于三个主要因素:
①时间自上次校准;
②校准温度之间的差异和操作温度;
③标准的不确定性用于校准。
C 在大多数组织中, 校准是另一组的责任。这组负责维护工作的标准, 记录仪器定期校准和认证和渊博的最新的校准程序。校准设备通常位于一个单独的标准实验室, 配备使最高精度测量所需的组织。这些标准实验室应该环境控制来保证一致性, 因为包围——心理因素可以影响精度的一定的标准和工具的性能。环境因素控制通常包括温度、湿度、振动、灰尘、射频干扰、接地、线电压调节。
校准过程和仪器性能检查通常指定的仪器生产商手册, 提供仪器。有时校准仅由一个性能检查的仪器以确保它运行在指定精度的限制。通常, 如果一个仪器操作在其指定精度的限制, 调整优化其性能是不必要的, 不应使。频繁的不必要的调整也可能干扰的记录仪器和加速进步漂移在值。一个例外, 这个过程可以使如果参数是非常靠近公差限制和有理由相信它可能容忍在下次校准。决定调整仪器, 接近于指定的限制取决于类型的仪表和操作实践和哲学
的实验室做调整。关键因素是, 校准实验室, 实际上, 保证仪器校准和仍将校准到下一次校准到期日期(除非出现故障) 。技术员使优化调整到一个仪器需要意识到一个参数的调整通常有一个交互影响另一个参数。例如, 如果电源是“调整”, 它会影响所有其他参数, 需要一个完整的校准检查的仪器。
Calibration Records
校准记录在一个仪器的性能已经借或已被调整, 某些记录应该完成了。一个标签或其他编码附加到仪表指示仪识别、日期、人的校准, 执行日期当仪器是再核对。不同的标签是用来表示某些特定信息的校准。一个标签可能表明条件影响使用的仪器, 比如性能限制, 校准偏差, 该仪器可以追溯到全国科学技术学会, 或者没有校准是必要的。
除了仪器标签, 一个文件记录应保存每个仪表属于一个就会丧失, 所列出的模型和序列号。它应该包括前面引用的信息以及任何服务执行工作的仪器。这个记录是有价值的当故障排除工具, 因为它可以指出可能问题的位置。一个类似的记录通常保存在一个计算机数据库跟踪部分用于一个特定的乐器模型、技术员时间、会计费用等。计算机记录还简化了程序对确保所有工具需要校准是回忆的标准实验室在适当的时间间隔。仔细监测模型的校准历史或类的工具, 其中包括那些被记录的宽容和修复的历史, 可以指出需要纠正措施, 如改变校准间隔, 改变校准过程, 降低税率校准, 改变规格, 或者甚至删除一个仪器从服务。
Unit 5
1. 测量Operating Charactristic
测量仪器可以测量任何一个变量的值在其范围的比重, 范围是定义的范围限制和低上层范围限制。作为名字暗示, 范围包括所有值的范围限制之间低和上范围限制。跨度的区别是上层范围限制和较低的范围限制
跨度=上范围限制——较低的范围限制.
分辨率、死区和灵敏度是不同的特点, 以不同的方式联系到一个增量的测量, 当测量变量是不断变化的范围, 一些测量仪器改变他们的输出在离散步骤, 而不是在一个连续的方式。解决这种类型的测量仪是一个步骤的输出。决议通常表示为百分之一的产出跨度的仪器。有时不同大小的步骤通过范围的仪器。在这个案例中, 最大的一步是最大分辨率。一般的分辨率, 表示为经济产出的百分之一, 是100年跨度除以总数量的步骤在范围的仪器。
平均分辨率=100\n
其中N 代表的总人数的步骤。
死者乐队的一个测量仪是最小的变化在测量变量, 这将导致在一个可衡量的变化在输
阈值的另一个名字是死区。出。显然, 一个测量仪器无法衡量变化的测量变量, 小于它的死区。
测量仪器的灵敏度的比值的变化输出除以变化引起的变化的输入输出。敏感性和增益都
定义为一个改变输出除以相应的改变在输入。然而, 敏感性指静态值, 而获得通常指正弦信号的振幅。
2。操作
一个测量仪表的可靠性的概率是它将做它的工作对于一个特定的时间在指定的一组条件。这个条件包括限制操作环境, 数量的超量程的, 还有大量的漂移的输出。
超量程的是任何多余的价值测量变量高于上层范围限制或低于低范围限制。当一个仪器受一个超量程的, 它不立即返回操作在规范当过载被删除。一段时间称为恢复时间必须克服饱和效应对过载。这个超量程的限制是最大超量程的, 可以应用于测量仪在不损坏或永久改变设备的性能。因此一个可靠性条件是, 测量变量不超过超量程的限制。
漂移是一个不受欢迎的改变在指定的一段时间。零点漂移是改变输出中的测量仪器在测量变量是在极限保持不变。灵敏度漂移是一个变化的灵敏度仪器可在指定的时间。零点漂移提高或者降低整个校准曲线的工具。灵敏度漂移变化斜率的校准曲线, 可靠性条件指定一个容许量的零点漂移和灵敏度漂移。
3。环境影响
环境测量仪器的包括环境温度, 环境压力、流体温度、流体压力, 电磁场, 加速度、振动、安装位置。操作条件定义环境一个测量仪是接受。有效的限制范围的操作条件, 不会造成永久性损害的乐器。
温度效应可能的词汇表达零转变和灵敏度转变。的热零点漂移是改变测量仪器的零点输出为一个指定的环境温度的变化。热灵敏度转变是变化的灵敏度测量仪器的指定环境温度的变化。
静态特性描述测量仪器的精度在室温条件下, 测定变量要么常数或变化非常缓慢。精度是程度的一致性的输出测量仪器的理想值的测量变化*能由某种类型的精度是衡量标准*测试测量仪器与指定的程序在指定条件。测试是重复很多次, 和准确性是作为最大的正面和负面的错误(偏离理想的值) 。错误的定义是测量值之间的差异与理想值:
①的角度测量变量
②百分之一的跨度`
③百分之一的实际输出
这个可重复性测量仪器的测量的分散性测量(标准偏差是另一个离差的量度) 。精度和重复能力是不一样的。图5,1使用该模式的弹孔在目标来说明重复性和准确性之间的区别。注意, 一个是可重复的但不步枪准确的模式——但这产生的模式并不集中在靶心。中心的距离的靶心的中心模式称为偏见或系统性错误。一个射手知道偏见可能会作出相应调整, 产生一个交流¬副牧师和可重复的模式在接下来的尝试。有经验的操作符将做一个类似的调整来补偿控制器中的偏见。因此一个自动控制器, 是可重复的但不精确的可能仍然是非常有用的。
重复性和再现性交易以稍微不同的方式与程度的亲密在重复测量相同的值的测定变量。重复性的最大区别连续几个相同的输入输出的搭讪来自同一方向在全范围的遍历。
再现性是最大的不同数量的输出相同的输入, 接管了一段时间, 正从两个方向。再现性、滞后、死区, 漂移, 和可重复性。测量重复性必须指定时间用于测量。再现性显然是更困难的决定, 因为长时间的时期, 是必需的。
这个程序确定准确的测量仪器叫做校准。数据从测量仪器的校准可能以表格的形式呈现在校准报告或图形化的形式在校准曲线。输入通常表示为百分之一的输入跨度。输出和错误
通常表示为百分之一的理想输出跨度。
测量的准确性和重现性的测量仪是直接取自校准报告。测量精度是最大的正面和负面的错误的读数。
CHAPTER.1Introduction to Measurement
Unit 1Definition of Measurement and Measurement Theory
1.Definition of Measurment
一个可能的操作的描述术语, 同意我们的直觉测量是以下, 测量是获取信息”, 外表的信息收集是其中最重要的方面进行测量, 测量学习对象的测量, 测量。这意味着一个测量必须描述关于该状态, 或者在世界的现象——围绕我们, 我们是测量。必须有一个关系状态或现象和测量的结果。尽管方面获得信息是小学它仅仅是一个必要的和非充分方面的测量:当一个人阅读一本教科书、一个收集信息, 但是一个不执行一个测量。
第二个方面是, 它的测量须有选择性的。它可能只提供有关我们希望测量(测量), 而不是任何其他的许多州或现象在我们周围。这方面也是必要的, 但不足以方面的测量。欣赏一幅画在一个空荡荡的房间将提供信息只有这幅画, 但不构成测量。
第三个和必要的方面在于它必须测量的目的。测量的结果必须独立于一个任意的观察者。每个观察者必须提取相同的信息从测量和必须得出了同样的结论。然而, 这几乎是不可能的, 一个观察者只使用他/她的感官, 观察和我们的感官是高度主观的。我们的意义上的温度, 例如, 很大程度上取决于任何感觉热或冷前测量。这是证明了试图确定一壶水温度用手。如果手首先浸泡在冷水, 壶里的水会觉得相对温暖的手, 而如果是第一个浸泡在温水, 水在壶会觉得相对冷。除了我们的观察”知道, 我们人类观察员也残疾的事实有许多州或现象在现实世界的我们, 我们不能观察(e. g . 磁场), 或者只差(e、g 、极低的温度下或高速运动) 。为了保证测量的客观性因此, 我们必须使用文物(工具或工具) 。这些工具的任务是把国家或现象受到观察到一个不同的状态或现象, 不能被误解的观察者。换句话说, 该仪器将初始观察到一个表示, 所有的观察者可以观察并将同意。为测量仪器的输出, 因此*客观可观察到的输出如数字应该使用一个字母数字显示, 而不是主观评估诸如颜色等。设计这样的工具, 它被称为测量系统, 是(测量) 领域的仪器。
接下来, 我们将定义测量作为获取信息的形式特征的测量结果, 关于州或现象(测量) 的世界围绕着我们, 观察借助测量系统(工具) 。在这种背景下的测量系统必须保证所需的叙述, 选择性和客观的测量。我们可以区分两种类型的信息; 信息的状态、结构或自然一定的特色, 所谓的结构信息, 信息、振幅级或强度一定的特色, 所谓的度量的信息。收购结构信息称为一个定性测量, 获取度量信息被称作定量测量。如果性质的特征量(尚) 已知的, 它必须确定首先通过定性测量。这可以随后定量测量程度的各自特点。
2.Measurement Theory
在前面的部分中, 我们已经看到, 测量形成基本联系世界和我们的经验理论、抽象形象的世界。这个概念形式的基础理论的测量。在这个理论中一个测量结果被认为是一个代表性的实际经验数量。测量理论将测量作为一个映射的元素的一个源设置属于实证域空间(见图1。1) 到一个图像的元素(或结果) 设置哪个部分是抽象的范围(或图像) 的空间。数量来衡量(测量) 是一个元素的源设置。例如, 在电力领域我们测量电流(源设置), 但只有在一定的范围内级(元素) 。测量结果的过程是抽象|它形成一个图像的元素中设置文摘范围空间。例如, 电流的大小来衡量在上面的例子是(通过测量) 分配一定数量(元素) 的实数集合(图像集), 换句话说, 元素的来源是实证特性集的状态和现象我们周围的世界; 元素的图像集是符号。年代的抽象图像
的符号集。符号可以数字(定量测量), 但也可以, 例如, 名称(定量测量) 。
限制进一步的定义测量, 测量理论指出, 测量是映射的元素从实证源设置到元素的一个抽象的图像集根据特定的转换函数。转换函数包括分配算法, 规则或程序定义的表示通过抽象符号实证数量。在实践中, 分配算法, 规则或程序执行通过采用测量系统。测量系统因此决定表示。如前所述, 这表示必须做一个描述性的、客观的和选择性的方法。因此, 对图像集必须包含元素(测量结果) 这是抽象符号与独特的意义, 根据定义, 所有观察人士同意。
一个测量必须是描述性的, 在测量理论这是描述从集合论:之间存在的关系的元素保持源设置桅杆在变换的图像集, 例如, 大于, ”, 等于、小于, 这组元素之间的关系的源设置称为关系系统(源设置) 。
这个经验关系系统确定源设置的结构。同样地, 一个抽象的关系系统决定了结构的图像集(例如, 设置的关系, 适用于组整数数字) 。一个测量(表示) 现在被称为描述性如果关系系统或结构的实证源设置下是不变的转换(测量) 的测量, 测量仅代表, 如果两个关系系统是相同的; 否则信息丢失的映射。一个例子是测量很低分辨率; 两个不同的电流大小映射到相同的结果, 是区别开来。
Unit2Measurement of Quantities and Measurement Data
1.Measurement of Physical Quantity
1. 测量的物理量
下列物理量，通常用在测试和测量技术。前2种是俗称电气量和其他通常被称为电参数。通常传感器接收信息的数量测量（库姆）并转换成电参数变化或电的潜力，这通常会条件反射，然后转换成电子的数量，特别是电流，并送到模数转换器。
电位差
主要标准的电位差，用来提供一个电化学电池（标准的标准电池）。一个电池的电压约为1。01860伏20°，与不准确的3x10-6在最佳条件，最佳条件下平均温度的变化小于10-3钾，无负载，无振动或震动。细胞必须保持在直立位置。一个标准电池有一个很长的热效应。细胞后，已被加热到30℃。它可以带6个月前，它完全是稳定在0。3紫外线的原始值在20度。此外，一个电池将年龄，从而增加了内部电阻（R 1=500~1000），和一个小减少一些紫外线的输出电压（第一年）。
电流
电流是标准化的测量工具称为“平衡”，。该装置的措施之间的电磁作用力平行载流线圈（一个固定的，一个运动）的平衡与重力的作用，已知质量。部队之间的线圈是由女=i2dm /车，其中是已知的相互感应线圈和它们之间的距离是已知的。差商马克/霉素是由已知几何线圈。
电阻
标准电阻电阻伤口的专用合金焊丝使最低温度的影响。这样的一个例子是由74%evanohm 合金，镍，铬20%和6%的铝和铁。这种合金是常用的高阻标准（10套），低电阻值（1）manganine （86%铜，12%分钟，2%镍康铜）或（54%铜，45%镍，1%锰）是常用的。高阶性标准是保持非常准确的稳定温度的温控器。
电容
可以构造一个电容器的四个同轴圆筒，其容量只取决于长度的气瓶。该电容器特别适合作为一个标准的电容，因为只有长度必须准确地确定。借助光学干涉，这是可以做到非常准确。这些所谓的thompson-lampard 圆柱电容器可以达到不小于10_8，一个缺点，然而，事实是，此种电容很小（约1.9pf 每米）。对于低阶标准其他配置的电极使用，提供较大的电容值（10~1000公积金），但也有较大的不确定性。
电感
标准电感难以实现。这是造成许多参数的确定比较复杂的几何的线圈，所有这些的影响精度的电感器。此外，功率损失发生，由于电阻丝，邻近效应和涡流，这增加了不准确。目前标准的电感有一个不准确的约10-5。
频率
标准频率是根据量子力学效应，原子中的电子只能占据一个数量有限的离散能级。如果一个电子跳到较高或较低的能量水平，不同能量的光子，厶吸收或发射，分别，是有关频率的光子的表达厶电子hf0。当原子辐射的电磁能量的频率，许多电子将通过更高的能量水平。
2.Measurement of non-physical quantities
2. 非物理量测量
非物理量在非技术领域是非常困难甚至不可能的措施，主要是因为他们是非常复杂的系统的一部分（人，组织，社团，等。）。基数测量很少能够由在处理物理特征，状态或现象的系统。
当测量复杂的系统或对象，测量也往往取决于各种其他数量。通常，性质和规模，这些相依性是未知的。此外，这些寄生虫数量，从而影响测量结果，并在测量过程中，使它不能纠正任何错误的测量。这意味着测量不再是选择性；其他因素也被测量。非物质的数量通常是一部活生物体或组织的众生。它是必不可少的自然的有机体或组织，他们保持（社会，文化，政治）的相互作用及其环境。出于这个原因，它通常是不可能执行一个孤立的测量在相同的方式，我们可以与无生命的东西（将在一个恒温器，连接到一个固定的电源电压，等。）。这是，例如，不太可行的孤立的部分人口来自世界各地，为求经济计量进行验证之间的关系缺乏和消费品的价格。对象的测量继续与它周围的环境，到一个程度和方式，仍然是未知的。这些相互作用的模糊和腐败的测量结果为一些未知的程度，取决于敏感性这些干扰。
此外，重复实验往往是不可能的，在处理这种复杂的测量对象。与物理测量我们经常重复测量看如何重现它是确定的规模随机误差。用物理测量，然而，往往是不同的对象的一次，因为它是从第一次测量，或是不再积极合作，已成为疲惫，等认为，例如，采取同样的检查
两次。
道德，政治和财政原因，它通常也不可能随意修改的变量，确定它们如何影响测量对象，例如增加食物的缺乏，在一个经济社会确定影响消费者的消费行为。
而不是一个物理测量的对象，一个非物质意识往往是测量被测量。这一事实，我们衡量的影响的学科。主题将有不同的行为在实验室比在日常生活。例如一个经常使用（滥用）试验动物：大鼠。测量可以导致不可撤销的过程中的对象。某些心理实验，例如，可以引起紧张的国家在某些患者，导致心理障碍或慢性精神分裂症。以上提及的影响通常会使它难以再现测量领域中的人类和社会的研究，准确地说，假设这些测量实际上可以作出合理的选择和客观。
3.The Natur of Data
3数据的性质。
您收集的资料，称为数据。数据可以是一个事实陈述的物理现象。例如，“铜去除化学与三氯化铁反应”是描述数据。当数据是纯粹是描述性的，据说是定性数据。当一个量的测量，我们数值与它，和信息更有用的科学信息是因为。信息的数量或强度的一个物理现象称为定量数据。召回的数量是衡量称为被测量。仪器延伸人类感官的允许值或值是与测量。
数值数据可以被分类在几个方面。它可以是一个孤立的价值或可依赖的时间和地点。值记录直接从实验或观察被称为经验数据。处理之前，经验数据是通常称为，或未经处理的数据，而数据已被称为数据处理分析。数据也可以产生的理论计算。经常，理论数据进行比较测量或处理后的数据作为测试的理论模型。
后收集的数据，它可能需要被处理或运用数学计算或安排在一些有意义的方式。这一过程称为数据处理、数据约简。数据可以被输入到计算机的减少，或者，在某些情况下，测量仪器，可以执行数据减少仪器内，例如，一个数字示波器可能提出的均方根值电压作为显示数值。作为进程的一部分，数据约简，明显错误或不符，应寻找；有时统计处理应用表明性质的实验精度。
Significant Digits and Ronding Numbers
重要的数字和舍入数字
当一个测量包含近似数字, 数字已知正确被称为有效数字。有效数字的数量在测量取决于精度的测量。许多测量仪器提供更多的数字比重大, 留给用户去决定什么是重要的。在某些情况下, 这样做是因为仪器已经超过一个范围并显示有效数字的最大数量的最高范围。如果仪器被设置为一个较低的范围, 该仪器可以显示相同数量的数字尽管事实上最右边的数字并不重要这可能发生当解决仪器不变化范围是改变。用户需要知道该决议的仪器能够确定正确有效数字的数量。
当报告一个测量值, 最显著的不确定的数字可能被保留, 但其他不确定的数字应该丢弃。找到有效数字的数量在一个数字, 忽视, 小数点和统计数字的位数从左到右, 从第一个非零的数字和结束的最后一个数字来正确的所有数字计算的是重要的除了0到右端号码。右端为零的数字是重要的, 如果它是右边的小数位, 否则这是不确定的。例如,
43。00包含四个重要的数字, 但是整个4300号可能包含两个, 三个, 四个重要的数字, 在没有其他信息的意义是不确定的右手的零。为了避免混淆, 一个号码应该报道使用科学记数法。例如, 数字4。30x103包含三个重要数据和4号。300×10一个包含四个重要的数字。规则来确定一个报道的数字是重要的如下;
①非零的数字总是被认为是重要的。
②零左边的第一个非零的数字从来都不重要。
③零非零的数字之间总是重要的。
(4)0在正确的结束的数量和右边的十进制是重要的。
⑤零在正确的结束的整数是不确定的。整个数字应该再保险¬移植用科学记数法澄清的重要人物。
因为测量总是涉及近似数字, 他们应该显示只与那些数字, 是重要的加上不超过一个不确定的数字。数字显示的数量显示精度的测量。出于这个原因, 你应该圆一个数字扔掉一个或更多的数字正确的。这个四舍五入规则如下;
①如果数字下降大于5, 增加最后留存数字1。
②如果数字下降小于5, 不要改变最后留存数字,
③如果数字下降是5, 增加最后留存数字如果它使它甚至, 否则不要。这我叫做圆甚至规则。
Unit 3Meaurement Methodss and Strategie
1.Measurement Methods
1. 测量方法
以最优的方式进行测量, 就必须熟悉最重要的方法、原则和策略的测量。
(1)偏转法、差分法和空方法
与偏转法测量装置的读出的使用完全决定了测量结果的。不同方法措施(表明) 只有未知数量的区别和已知的引用数量。在这里, 测量结果的部分取决于读出测量装置的使用和部分的引用数量。最后, 与“空方法“结果完全是由一个已知的引用数量。读取的测量仪器是只用于调整参考量相同的值作为未知量。然后零和的指示该仪器是因此用作空探测器或零指示器。
(2)补偿法和桥梁的方法
根据数量的电源参与一个测量, 另外两个方法可以被看到。
补偿方法是一种测量方法, 消除了未知数量的影响对测量系统进行补偿, 它与一个已知量的影响。这都是以这种方式完成的, 未知的数量不再是影响测量系统当达到全部赔偿。如果未知效应是补偿完全, 没有电力供应, 或退出了未知的数量; 未知的数量没有加载的测量。补偿的程度可以与一个null 指示器。决定补偿方法因此需要一个辅助电源, 可以提供精确的力量, 否则将已经撤出测定量。因此, 对于该补偿方法, 我们需要两个电源。
(3)模拟方法
该方法利用的一个模型对象, 我们希望获得测量信息。测量了模型然后提供的信息对未知的对象, 只要该模型符合对象在某些重要的点。这个类比法是最常用于测量的实际对象是不可能的, 极其困难或昂贵费时,
(4)重复法
用这种方法测量相同的几个未知量进行, 每一个不同的程序显示。最基本的物理常数一直以几种不同的方式, 以防止可能犯同样的错误,(系统) 的特定于某种类型的测量。不同的(正确地应用) 方法的测量将会产生类似的结果, 但测量错误的结果将是相互独立的。这将产生一个指示可靠性的测量。
(5)枚举法
枚举法
象、模式或事
误除外) 。枚举
内的时期一个
2。测量策略
除了测量方
不可能测量所需的物
到正确的信息
3。错误, 准确度和
数据测量和试
进行了测量。为了解
被认为是一个
佳接受一些数量和
和接受, 或“真
他们的文学
字的位数用来描述被测量
其他两个术语
量了一些数量。
的最低明显
要稳定和高分
可能有一个
个精确的仪器
该决议
例如, 一个非
导系统中可以
影响电阻、
4。系统和随机
有两种分类
方向。这可能是
载荷的影响
性错误的发生法测定震级件可以清点。物方法是使用, 例如准确地确定参考时法上面所讨论的理量直接。例如; 频谱的被测信号精密度验设备不是释数据从一个实错误。所有的测量价值的测量”,价值。它是重要为用精度规格, 但是用红外并不与质量相关的测量精密的仪器同的措施和能被辨率。精密测量中的分密仪器, 提供读数不分, 除非它也是准确的。性计规模有一个高分影响能力来解决一个非、尺寸的机械误差错误, 影响测量由于不准确校错误往往不可能出现的观察者和从是因为滥用乐器在其设计的比率的两个量量的给定的物, 对于测量频率间间隔。, 我们现在会检查, 如果一个数量具有较宽的带宽美的:相反, 数验, 我们需要有一个, 不涉及计数是。据说测量准户的乐器来知道自信可以户需要被提醒总是代表着精度和分取决于其决议测到。稳定性是散性的一散但这是不数对于一个给辨率的一端常小的改, 漂移, 等等。; 系统误差和随机, 阻抗不匹配, 范围, 例如当一个(已知的和未知的) 尺寸必须测量。测量期性信号的频率一些广泛使用的测量波动的速度比测量系统可以准确性取决于测试的理解错误的本似的真正价值。错错误是指的是一个放在它。仪器理解特定的条件, 这一数字是实准确的测量。。精密测量的重复其稳定性。回想一下自由从随机变化数据, 而不是一个测量的数确的, 因为一个系统误差。改变其他由于间距的规模或阻力。温度的错误一直出现在一个测量在同一时间误差、非线性、源, 并没有被视电压表是用来测量计算。只有数量的对包括犯错误, 计数不测量只要数一数策略。这是, 事实上遵循, 不能得准确性设备和条件质。实验误差不应该别是真正的或最比较小的精度的测量制造商通常声明。精性的一系列数据点, 决议前一部分中定义一个精确的测量需据的准确性。它然而, 不可能有一条件分歧。像明智, 噪声诱变化也会影响测量设备故障、环境变化时一个系统频率超出其(错围, 在。于、是一种方通过理理。一个周范测量系统。完据的近误的区值确如果的报价要度数真辨率的测时及变化探指结果。组精准的测量的不是一个常定的仪器但可能了被测对象或测试线比变电压由电容部件误差。系统准响应。系统为测量。有规
范。(这也被称为一个应用错误), 另一个常见的系统误差是加载错误。每当一个仪器连接到一个电路, 它成为一部分的被测电路和改变电路在某种程度上。在高阻抗电路测量可以显著影响, 如果这不是考虑。另一个可能的系统误差是标定误差。例如, 一个频率计数器使用一个内部振荡器计算一个未知的频率为一个特定的时间。如果这个振荡器跑得太慢, 然后柜台等待太久, 给一个结果, 是一直过高。这就形成了一个系统误差所有阅读资料与那个柜台。其他系统可能会发生错误, 因为校准是在不同环境条件下执行比现在当仪器是在服务。这些可能包括温度、湿度、气压、振动、磁或静电字段, 等等。
的方法来检测系统误差的存在是重复测量与一个完全不同的技术使用不同的工具。如果两个测量同意, 更大的信心可以放在测量的正确性。
随机错误(也称为意外错误) 倾向于改变从两个方向的真正价值的机会。这些错误是不可预测的, 因为许多发生因素决定一个测量的结果。随机错误通常是小的, 可能是由于电噪音干扰、振动、增益放大器、泄漏电流的变化, 漂移, 观测误差, 或其他环境因素。最好的方让随机误差减少重复测量和使用统计技术来决定最终结果的不确定性。
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Some Concepts of Measurement Method and Strategy
一些概念的测量方法和策略
1. 交换法和替换法
在这两个交换法和替换法两种测量连续执行。与互换法未知的数量和已知的数量都个测量同时使用。的替代方法已知和未知的量是单独使用并先后。
替代方法首先措施未知值测量, 结果在一个特定的指示偏转或交易的测量系统。然
知的数量是取代了一个已知的和可调量, 这是调整, 这样完全相同的测量结果是发现。说明的测量系统是用在这里作为一个中间只有。测量系统的特点, 应不影响测量只有时间稳定性和系统的分辨率, 是重要的。该决议决定了“细度”与已知和未知的数量可以是相等的, 短期稳性决定了“漂移”之间的测量系统两次测量。
校准的测量系统, 事实上, 一个应用程序的替代方法。首先, 该系统校准与一个已知的数量。未知量可以准确测量如果其重要性伴随着校准点, 一个替代方法也经常被用作一个的方法, 建立平等的精度测量系统用于确定“平等”并不重要。
交换法是一种测量方法在这两个, 几乎相等的数量在一个测量系统交换在第二次测量。这种方法可以确定两级之间的区别这两个量的大小以及可能的不对称性的测量系统。这种方法的一个例子是检查男女平等的两臂平衡通过交换两边的权重。
4. 统计、是, 未定法在每后简单
假设您需要测量上截止频率的一个放大器使用示波器。你调整输入频率直到输出幅度下降到70。7%的中频振幅和确定频率计算时间做一个周期。你可能决定重复这个过程几次, 以确保你尽可能最好的测量。即使你使用了相同的程序和设备, 结果通常是不相同的, 因为对随机误差。问题出现了, 什么是最好的数字报告和什么是精密的结果呢? 这个问题的答案和其他问题与观测数据给出了数学的一个分支叫做统计。
统计学是关心方法来处理数据和结论是由它。有两个部分, 以科学的统计数据。第一种称为描述性统计和处理收集、处理和分析的数据, 使它易于理解的。另一种叫统计推断和解释数据的目标, 从它得出结论。这两部分是密切相关的。绘画是有意义的数据推断只有我们以前收集、处理和分析。
正如我们所见, 所有度量包含和一组测量的
相同的数量将会有一个的值分布。描述数据和试图决定什么是最重要的信息, 我们可以把它的分布与一组数字。最常用的数字描述的位置, 中心的数据通常被称为样本均值(或平
符号x 是用于样本均值。示例的意思是发现通过加总所有观察值(?=1到n) 并将结果值均) 。
的数量。这是编写为Unit4Calibration
4校准
校准是指一个测量仪的比较标准或其他仪器已知的精度为了把仪器进入实质性协议与一家成熟的标准。所建立的标准通常至少四倍精度比仪器被校准或平均多个标准如果四次标准是不可行。说一个仪器校准意味着它表明测量的误差内指定的限制, 仪器。校准仪器, 人做校准应该考虑极限的仪器的测量精度标定方法, 用于确保可以得到所需的准确性和精度的仪器的标准作为参考。一个仪器的精度取决于三个主要因素:
①时间自上次校准;
②校准温度之间的差异和操作温度;
③标准的不确定性用于校准。
C 在大多数组织中, 校准是另一组的责任。这组负责维护工作的标准, 记录仪器定期校准和认证和渊博的最新的校准程序。校准设备通常位于一个单独的标准实验室, 配备使最高精度测量所需的组织。这些标准实验室应该环境控制来保证一致性, 因为包围——心理因素可以影响精度的一定的标准和工具的性能。环境因素控制通常包括温度、湿度、振动、灰尘、射频干扰、接地、线电压调节。
校准过程和仪器性能检查通常指定的仪器生产商手册, 提供仪器。有时校准仅由一个性能检查的仪器以确保它运行在指定精度的限制。通常, 如果一个仪器操作在其指定精度的限制, 调整优化其性能是不必要的, 不应使。频繁的不必要的调整也可能干扰的记录仪器和加速进步漂移在值。一个例外, 这个过程可以使如果参数是非常靠近公差限制和有理由相信它可能容忍在下次校准。决定调整仪器, 接近于指定的限制取决于类型的仪表和操作实践和哲学
的实验室做调整。关键因素是, 校准实验室, 实际上, 保证仪器校准和仍将校准到下一次校准到期日期(除非出现故障) 。技术员使优化调整到一个仪器需要意识到一个参数的调整通常有一个交互影响另一个参数。例如, 如果电源是“调整”, 它会影响所有其他参数, 需要一个完整的校准检查的仪器。
Calibration Records
校准记录在一个仪器的性能已经借或已被调整, 某些记录应该完成了。一个标签或其他编码附加到仪表指示仪识别、日期、人的校准, 执行日期当仪器是再核对。不同的标签是用来表示某些特定信息的校准。一个标签可能表明条件影响使用的仪器, 比如性能限制, 校准偏差, 该仪器可以追溯到全国科学技术学会, 或者没有校准是必要的。
除了仪器标签, 一个文件记录应保存每个仪表属于一个就会丧失, 所列出的模型和序列号。它应该包括前面引用的信息以及任何服务执行工作的仪器。这个记录是有价值的当故障排除工具, 因为它可以指出可能问题的位置。一个类似的记录通常保存在一个计算机数据库跟踪部分用于一个特定的乐器模型、技术员时间、会计费用等。计算机记录还简化了程序对确保所有工具需要校准是回忆的标准实验室在适当的时间间隔。仔细监测模型的校准历史或类的工具, 其中包括那些被记录的宽容和修复的历史, 可以指出需要纠正措施, 如改变校准间隔, 改变校准过程, 降低税率校准, 改变规格, 或者甚至删除一个仪器从服务。
Unit 5
1. 测量Operating Charactristic
测量仪器可以测量任何一个变量的值在其范围的比重, 范围是定义的范围限制和低上层范围限制。作为名字暗示, 范围包括所有值的范围限制之间低和上范围限制。跨度的区别是上层范围限制和较低的范围限制
跨度=上范围限制——较低的范围限制.
分辨率、死区和灵敏度是不同的特点, 以不同的方式联系到一个增量的测量, 当测量变量是不断变化的范围, 一些测量仪器改变他们的输出在离散步骤, 而不是在一个连续的方式。解决这种类型的测量仪是一个步骤的输出。决议通常表示为百分之一的产出跨度的仪器。有时不同大小的步骤通过范围的仪器。在这个案例中, 最大的一步是最大分辨率。一般的分辨率, 表示为经济产出的百分之一, 是100年跨度除以总数量的步骤在范围的仪器。
平均分辨率=100\n
其中N 代表的总人数的步骤。
死者乐队的一个测量仪是最小的变化在测量变量, 这将导致在一个可衡量的变化在输
阈值的另一个名字是死区。出。显然, 一个测量仪器无法衡量变化的测量变量, 小于它的死区。
测量仪器的灵敏度的比值的变化输出除以变化引起的变化的输入输出。敏感性和增益都
定义为一个改变输出除以相应的改变在输入。然而, 敏感性指静态值, 而获得通常指正弦信号的振幅。
2。操作
一个测量仪表的可靠性的概率是它将做它的工作对于一个特定的时间在指定的一组条件。这个条件包括限制操作环境, 数量的超量程的, 还有大量的漂移的输出。
超量程的是任何多余的价值测量变量高于上层范围限制或低于低范围限制。当一个仪器受一个超量程的, 它不立即返回操作在规范当过载被删除。一段时间称为恢复时间必须克服饱和效应对过载。这个超量程的限制是最大超量程的, 可以应用于测量仪在不损坏或永久改变设备的性能。因此一个可靠性条件是, 测量变量不超过超量程的限制。
漂移是一个不受欢迎的改变在指定的一段时间。零点漂移是改变输出中的测量仪器在测量变量是在极限保持不变。灵敏度漂移是一个变化的灵敏度仪器可在指定的时间。零点漂移提高或者降低整个校准曲线的工具。灵敏度漂移变化斜率的校准曲线, 可靠性条件指定一个容许量的零点漂移和灵敏度漂移。
3。环境影响
环境测量仪器的包括环境温度, 环境压力、流体温度、流体压力, 电磁场, 加速度、振动、安装位置。操作条件定义环境一个测量仪是接受。有效的限制范围的操作条件, 不会造成永久性损害的乐器。
温度效应可能的词汇表达零转变和灵敏度转变。的热零点漂移是改变测量仪器的零点输出为一个指定的环境温度的变化。热灵敏度转变是变化的灵敏度测量仪器的指定环境温度的变化。
静态特性描述测量仪器的精度在室温条件下, 测定变量要么常数或变化非常缓慢。精度是程度的一致性的输出测量仪器的理想值的测量变化*能由某种类型的精度是衡量标准*测试测量仪器与指定的程序在指定条件。测试是重复很多次, 和准确性是作为最大的正面和负面的错误(偏离理想的值) 。错误的定义是测量值之间的差异与理想值:
①的角度测量变量
②百分之一的跨度`
③百分之一的实际输出
这个可重复性测量仪器的测量的分散性测量(标准偏差是另一个离差的量度) 。精度和重复能力是不一样的。图5,1使用该模式的弹孔在目标来说明重复性和准确性之间的区别。注意, 一个是可重复的但不步枪准确的模式——但这产生的模式并不集中在靶心。中心的距离的靶心的中心模式称为偏见或系统性错误。一个射手知道偏见可能会作出相应调整, 产生一个交流¬副牧师和可重复的模式在接下来的尝试。有经验的操作符将做一个类似的调整来补偿控制器中的偏见。因此一个自动控制器, 是可重复的但不精确的可能仍然是非常有用的。
重复性和再现性交易以稍微不同的方式与程度的亲密在重复测量相同的值的测定变量。重复性的最大区别连续几个相同的输入输出的搭讪来自同一方向在全范围的遍历。
再现性是最大的不同数量的输出相同的输入, 接管了一段时间, 正从两个方向。再现性、滞后、死区, 漂移, 和可重复性。测量重复性必须指定时间用于测量。再现性显然是更困难的决定, 因为长时间的时期, 是必需的。
这个程序确定准确的测量仪器叫做校准。数据从测量仪器的校准可能以表格的形式呈现在校准报告或图形化的形式在校准曲线。输入通常表示为百分之一的输入跨度。输出和错误
通常表示为百分之一的理想输出跨度。
测量的准确性和重现性的测量仪是直接取自校准报告。测量精度是最大的正面和负面的错误的读数。