2016测控仪器设计复习.docx

1/10第一章 测控仪器设计概论1． 测控仪器的概念、分类分类：（1）计量测试仪器（2）工业自动化仪器及仪表（3）科学仪器（4）医疗仪器（5）自动化与网络化测试系统（6）各种传感器2． 计量测试仪器的测量对象计量测试仪器的主要测量对象是各种物理量3． 测控仪器的组成部分按功能将仪器分成以下几个组成部分：（1）基准部件，仪器中与被测量相比较的标准量（2）传感器与感受转换部件，感受被测量，拾取原始信号并将它转换为易于放大或处理的信 号。（3）放大部件，提供进一步加工处理和显示的信号。（4）瞄准部件，用来确定被测量的位置或零件。（5）信息处理与运算装置，用于数据加工、处理、运算和校正等，（6）显示部件，将测量结果显示出来的部件。（7）驱动控制部件，用来驱动测控系统中的运动部件。（8）机械结构部件，用于对被测件、标准器、传感器的定位、支承和运动。4． 测控仪器发展趋势（1）高精度、高可靠性（2）高效率2/10（3）高智能化（4）多维化、多功能化（5）研究新原理的新型仪器（6）研究多学科融合的新的测控技术（7）拓宽探测的新领域（8）基于量子物理的计量基准研究5． 测控仪器现代设计方法的特点（1）程式性（2）创造性（3）系统性（4）优化性（5）计算机辅助设计（一）计算机辅助设计 3 个方面（二）优化设计步骤（三）测控仪器的可靠性设计目的、理论基础和特点6． 可靠性定义可靠性设计是以实现产品的可靠性为目的的设计技术。可靠性设计理论的基础是概率论和数理统计，所以可靠性又概率设计。所谓可靠性，是指产品在规定的条件下河规定的时间内完成规定功能的能力。测控仪器产品的可靠性是衡量测控仪器产品质量的一个重要指标。7． 通用术语定义（1）测量仪器：测量仪器又称计量器具，指单独地或同辅助设备一起用以进行测量的器具。测量仪器是将被测量转换成指示值或等效信息的一种计量器具。（2）测量传感器：提供与输入量有确定关系的输出量的器件。（3）测量系统：组装起来以进行特定测量的全套测量仪器和其他设备。3/10（4）模拟式测量仪器：指仪器的输出或显示是输入信号的连续函数的测量仪器。 数字式测量仪器：提供数字化输出或显示的仪器。（5）敏感元件或敏感器：测量仪器或测量链中直接感受被测量作用的元件。（6）检测器：用于指示某个现象的存在而不必提供有关量值的器件或物质。（7）指示器：显示装置的固定的或可动的部件，根据它相对标尺标记的位置即可确定示值。（8）测量仪器的标尺：由一组有序的带有数码的标记构成的测量仪器显示装置的部件。（9）标尺间隔和分度值：标尺间隔是指对应标尺两相邻标记的两个值之差，标尺间隔用标尺 上的单位表示。分度值是指一个标尺间隔所代表的被测量值。（10）示值范围：极限示值界限内的一组数。对模拟量显示而言它就是标尺范围；在有些领域 中它是仪器所能显示的最大值与最小值之差。有时又把示值范围称为量程。（11）测量范围：测量仪器误差允许范围内的被测量值。测量范围包含示值范围还包含仪器的 调节范围。（12）灵敏度：测量仪器响应的变化与对应的激励的变化之比。特性曲线的斜率即为灵敏度。 灵敏度是仪器对被测量变化的反应能力。（13）鉴别力（阈）：使测量仪器产生未察觉的响应变化的最大激励变化，这种激励变化应是缓 慢而单调地进行，它表示仪器感受微小量的敏感程度。仪器的鉴别力可能与仪器的内部 或外部噪声有关，也可能与摩擦有关或与激励值有关。（14） 分辨力：显示装置能有效辨别的最小值。对于数字式仪器，分辨力式指（15）测量仪器的准确度：测量仪器的准确度是一个定性的概念，它是指测量仪器输出接近于 真值的响应的能力。符合一定的计量要求，使误差保持在规定极限以内的测量仪器的等 级或级别称为测量仪器的准确度等级。（16） 测量仪器的示值误差：测量仪器的示值与对应输入量的真值之差。（17） 测量仪器的重复性：在相同测量条件下，重复测量同一个被测量，仪器提供相近示值的能力。示值重复性可用示值的分散性定量地表示。当用实验的方法确定重复性时可用实验标准差乘以响应的扩展因子来定量表示。（18）稳定性和漂移：稳定性是指测量仪器保持其计量特性随时间恒定的能力。漂移是指仪器 计量特性的慢变化。4/10（19） 测量仪器的引用误差：测量仪器的误差除以仪器特定值。该特定值一般称引用值。（20）测量仪器的校准：在规定条件下，为确定测量仪器或测量系统所指示的量值，或实物量 具或参考物质所代表的量值与对应的由标准所复现的量值之间关系的一组操作。校准结 果即可给出被测量的示值，又可确定示值的修正值，也可确定其他计量特性。（21）测量仪器的偏移误差：测量仪器示值的系统误差。通常用适当次数重复测量的示值误差 的平均值来估计。（22） 回程误差：在相同条件下，被测量值不变，计量器具行程方向不同其示值之差的绝对值。（23）视差：当