B-技術測量基礎

B-技術測量基礎匯報人：AA2024-01-28目錄CONTENTS測量基本概念與原理常用測量方法及儀器長度、角度和形狀測量技術溫度、壓力和流量檢測技術電學量檢測技術光學量檢測技術01測量基本概念與原理CHAPTER測量是指將被測量與同類標準量進行比較，確定被測量大小的過程。測量是科學技術和生產(chǎn)實踐中必不可少的一項工作，通過測量可以獲取各種物理量和化學量的數(shù)據(jù)，為科學研究和工程設計提供重要依據(jù)。測量定義及作用測量作用測量定義測量單位制國際單位制（SI）是目前世界上普遍采用的單位制，包括基本單位和導出單位。基本單位有長度、質(zhì)量、時間、電流、熱力學溫度、物質(zhì)的量和發(fā)光強度等。單位換算在實際應用中，不同單位制之間的換算非常常見。例如，長度單位之間的換算，如米、厘米、毫米等；質(zhì)量單位之間的換算，如千克、克、毫克等。掌握換算關系對于正確理解和應用測量結(jié)果至關重要。測量單位制與換算測量誤差主要來源于儀器誤差、方法誤差、環(huán)境誤差和人員誤差等。其中，儀器誤差是由于測量儀器本身的不完善或未經(jīng)良好校準而引起的；方法誤差是由于測量方法或測量程序的不完善而引起的；環(huán)境誤差是由于測量環(huán)境條件的變化對測量結(jié)果產(chǎn)生的影響；人員誤差則是由于測量人員的技能水平、經(jīng)驗等因素對測量結(jié)果產(chǎn)生的影響。誤差來源針對不同類型的誤差，可以采取相應的處理措施。例如，對于儀器誤差，可以通過定期校準和使用更精確的儀器來減小誤差；對于方法誤差，可以通過改進測量方法和提高測量程序的規(guī)范性來減小誤差；對于環(huán)境誤差，可以通過控制環(huán)境條件和使用環(huán)境補償技術來減小誤差；對于人員誤差，可以通過提高測量人員的技能水平和經(jīng)驗來減小誤差。誤差處理測量誤差來源及處理精確度是指測量結(jié)果中隨機誤差的大小，它反映了測量的重復性和再現(xiàn)性。高精確度意味著測量結(jié)果具有較高的可靠性和一致性。精確度準確度是指測量結(jié)果與被測量真值之間的接近程度。高準確度意味著測量結(jié)果能夠更準確地反映被測量的實際值。準確度穩(wěn)定性是指測量儀器或測量系統(tǒng)在長時間內(nèi)保持其性能參數(shù)不變的能力。高穩(wěn)定性意味著測量儀器或系統(tǒng)能夠在各種環(huán)境條件下提供可靠和一致的測量結(jié)果。穩(wěn)定性精確度、準確度和穩(wěn)定性02常用測量方法及儀器CHAPTER直接通過測量儀器獲取被測量的數(shù)值，如用卡尺測量長度。直接測量法通過測量與被測量有已知函數(shù)關系的其他量，經(jīng)過計算得到被測量的數(shù)值，如用伏安法測電阻。間接測量法直接測量法與間接測量法光學儀器測量原理利用光的折射、反射、干涉、衍射等原理，將被測量轉(zhuǎn)換為光信號進行測量。光學儀器應用顯微鏡、望遠鏡、分光計、干涉儀等，廣泛應用于長度、角度、形狀、位置等幾何量的測量。光學儀器測量原理及應用電子儀器測量原理利用電子技術將被測量轉(zhuǎn)換為電信號進行測量，具有高精度、高靈敏度、寬頻帶等優(yōu)點。電子儀器應用電子天平、電子卡尺、數(shù)字萬用表、示波器等，廣泛應用于質(zhì)量、長度、電學量等各種物理量的測量。電子儀器測量原理及應用其他專用測量儀器簡介專用測量儀器針對某一特定領域或特定被測量而設計的測量儀器，具有專業(yè)性強、精度高等特點。舉例激光測距儀、紅外線測溫儀、超聲波探傷儀等，分別應用于距離、溫度、無損檢測等領域。03長度、角度和形狀測量技術CHAPTER使用卡尺、千分尺等直接讀取被測長度。直接測量法通過測量與被測長度有關的量，如直徑、周長等，再換算成所需長度。間接測量法絕對測量是直接讀取被測長度的量值，相對測量則是通過比較被測長度與已知長度的差異來得到測量結(jié)果。絕對測量與相對測量根據(jù)測量精度、被測物形狀和尺寸、測量環(huán)境等因素選擇合適的測量工具，如卡尺、千分尺、測微儀等。工具選擇長度測量方法及工具選擇角度測量方法及工具選擇直接測量法使用角度計、量角器等直接讀取被測角度。間接測量法通過測量與被測角度有關的量，如弧度、弦長等，再換算成所需角度。絕對測量與相對測量絕對測量是直接讀取被測角度的量值，相對測量則是通過比較被測角度與已知角度的差異來得到測量結(jié)果。工具選擇根據(jù)測量精度、被測角度范圍、測量環(huán)境等因素選擇合適的測量工具，如角度計、量角器、經(jīng)緯儀等。最小條件法包容要求最大實體要求最小實體要求形狀誤差評定方法評定形狀誤差的基本原則是“最小條件”，即被測實際要素對其理想要素的最大變動量。最大實體要求是指被測要素的實際輪廓應遵守其最大實體實效邊界，即位于最大實體實效邊界內(nèi)。包容要求是指實際要素應位于具有理想形狀的包容面內(nèi)，包容面的形狀由理想要素決定。最小實體要求是指被測要素的實際輪廓應遵守其最小實體實效邊界，即位于最小實體實效邊界外。案例一01軸類零件的長度和直徑測量。通過選擇合適的卡尺和千分尺，對軸類零件的長度和直徑進行精確測量，并分析測量結(jié)果的不確定度。案例二02角度的測量與校準。使用高精度角度計對某機械裝置中的關鍵角度進行測量，并通過比較法對其進行校準，確保裝置的角度精度符合要求。案例三03形狀誤差的評定與處理。針對某復雜曲面零件的形狀誤差進行評定，采用最小條件法確定其形狀誤差值，并根據(jù)評定結(jié)果對零件進行相應處理，以滿足設計要求。典型案例分析04溫度、壓力和流量檢測技術CHAPTER利用熱電效應測量溫度，具有測量范圍寬、穩(wěn)定性好、響應速度快等特點。熱電偶熱電阻紅外溫度傳感器利用材料電阻隨溫度變化的特性測量溫度，具有精度高、穩(wěn)定性好、線性度好等優(yōu)點。通過測量物體輻射的紅外能量來推算物體的溫度，具有非接觸式測量、響應速度快等特點。030201溫度傳感器類型及特點利用壓阻效應將壓力轉(zhuǎn)換為電阻變化，具有體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)點。壓阻式壓力傳感器利用壓電材料的壓電效應將壓力轉(zhuǎn)換為電荷輸出，具有靈敏度高、動態(tài)響應好等特點。壓電式壓力傳感器通過測量壓力引起的極板間距離變化來推算壓力，具有精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。電容式壓力傳感器壓力傳感器類型及特點

流量傳感器類型及特點渦輪流量傳感器利用流體推動渦輪旋轉(zhuǎn)來測量流量，具有測量精度高、響應速度快等特點。電磁流量傳感器通過測量流體在磁場中產(chǎn)生的感應電勢來推算流量，具有寬測量范圍、高可靠性等優(yōu)點。超聲波流量傳感器利用超聲波在流體中傳播速度與流體流速之間的關系來測量流量，具有非接觸式測量、可測量腐蝕性流體等特點。溫度傳感器在智能家居中的應用通過溫度傳感器實時監(jiān)測室內(nèi)溫度，實現(xiàn)智能調(diào)節(jié)空調(diào)、暖氣等設備，提高居住舒適度。壓力傳感器在汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)中的應用通過壓力傳感器實時監(jiān)測輪胎胎壓，及時提醒駕駛員調(diào)整胎壓，保障行車安全。流量傳感器在工業(yè)生產(chǎn)過程控制中的應用通過流量傳感器實時監(jiān)測管道中流體的流量，實現(xiàn)精確控制生產(chǎn)過程中的物料配比和能源消耗，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。典型案例分析05電學量檢測技術CHAPTER通過電壓表或示波器等設備，對電路中的電壓進行測量和分析，以判斷電路的工作狀態(tài)和性能。電壓檢測技術利用電流表或電流互感器等設備，對電路中的電流進行實時監(jiān)測，以獲取電路的工作狀態(tài)和負載情況。電流檢測技術采用萬用表或電阻計等設備，對電路中的電阻進行測量，以判斷電路的連接狀態(tài)、元件性能及故障情況。電阻檢測技術電壓、電流和電阻檢測技術電感檢測技術采用電感表或LCR測量儀等設備，對電路中的電感進行測量和分析，以判斷電路的磁性能及振蕩特性。電容檢測技術利用電容表或LCR測量儀等設備，對電路中的電容進行測量和分析，以評估電路的儲能性能和穩(wěn)定性。頻率檢測技術通過頻率計或示波器等設備，對電路中的信號頻率進行測量和分析，以了解電路的工作頻率和信號特性。電容、電感和頻率檢測技術123通過計算信號中諧波分量的均方根值與基波分量的均方根值之比，來評定信號的波形失真度?？傊C波失真（THD）利用頻譜分析儀等設備，對信號的頻譜進行分析和比較，以判斷信號的波形失真程度和頻譜特性。頻譜分析通過示波器等設備顯示待測信號與標準信號的波形圖，并進行比較和分析，以直觀評定信號的波形失真度。波形圖比較法波形失真度評定方法案例一某電子設備在運行時出現(xiàn)電壓波動問題，通過電壓檢測技術發(fā)現(xiàn)電源電壓不穩(wěn)定。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)電源模塊故障，更換后設備恢復正常。案例二某音頻放大器輸出信號失真嚴重，采用總諧波失真評定方法發(fā)現(xiàn)THD值較高。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)功放管損壞，更換后音頻質(zhì)量得到明顯改善。案例三某通信系統(tǒng)在傳輸過程中出現(xiàn)信號頻率偏移現(xiàn)象，通過頻率檢測技術發(fā)現(xiàn)信號源頻率不穩(wěn)定。經(jīng)調(diào)整信號源參數(shù)后，通信系統(tǒng)恢復正常工作。典型案例分析06光學量檢測技術CHAPTER03光源穩(wěn)定性對于精密測量，需選擇穩(wěn)定性好的光源，以減少光強波動對測量結(jié)果的影響。01自然光源如太陽光，具有連續(xù)光譜，但受時間、地點和天氣條件限制。02人造光源如白熾燈、熒光燈、激光等，具有不同光譜特性和亮度，可根據(jù)需求選擇。光源類型及特點光譜分析原理通過分解復合光得到單色光，并測量各單色光的強度和波長，從而得到物質(zhì)的吸收、發(fā)射或散射光譜。應用領域廣泛應用于物質(zhì)成分分析、結(jié)構研究、環(huán)境監(jiān)測、生物醫(yī)學等領域。儀器設備主要包括光譜儀、分光計、單色儀等，需根據(jù)實際需求選擇合適的儀器設備。光譜分析原理及應用當兩束或多束相干光波在空間某區(qū)域疊加時，會產(chǎn)生加強或減弱的現(xiàn)象，可用于測量光波的波長、檢測光學元件表面質(zhì)量等。干涉現(xiàn)象當光波遇到障礙物或通過小孔時，會產(chǎn)生偏離直線傳播的現(xiàn)象，可