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计量方法与误差理论 第一页，共二十八页，2022年，8月28日 直接计量法： -“不必对与被计量量有函数关系的其它量进行计量，而能直接得到 被计量量值的计量方法” - 测量精度不高（实验误差100%转换为被测量的误差） - 数字频率计测量频率，闸门取1s 标频晶体振荡器所产生的稳定的频率信号分频产生准确的时基信号（如秒信号），并用它控制一个闸门。被测信号经过该闸门后，由计数器计数。当时基信号为1s时，所计数的结果就严格等于被测信号的频率值。 第1节 直接计量与间接计量法 第二页，共二十八页，2022年，8月28日 间接计量法： “通过对与被计量量有函数关系的其它量进行计量，以得到被计量量值的计量方法”。获得的精度可能会更高一些，因此间接计量法在高精度测试和计量中常被选用。 主要用于导出单位，如压力、速度、功率等单位量的复现高精度测试计量中常常采用，如频标对比中的比相法测量频率 第三页，共二十八页，2022年，8月28日 第四页，共二十八页，2022年，8月28日 基本计量法（绝对计量法）: 通过对有关基本量的计量，以确定被计量量值的计量方法。（实质属间接计量法） 定义计量法： 根据量的单位定义计量该量的方法。适合基本单位和导出单位。 如伏特基准，可以用饱和惠斯顿标准电池，也可以利用约瑟夫森效应来复现。 最有代表性的是根据欧姆定律中电阻和电压及电流之间的关系R=U/I， 通过电压和电流的测量计算获得对应的电阻值。 第2节 基本计量法和定义计量法 第五页，共二十八页，2022年，8月28日 直接比较计量： 将被计量量直接与已知的同一种标准量比较。用于高精度测量或不方便测量的量值，使复杂的测量简化（如零示法测电压） 第3节 直接比较计量和替代计量法 将待测量与标准的已知量比较，当二者作用相等时，测量装置的指示器读数为零。它可以消除指示器不准所造成的系统误差。 测量精度取决于标准直流电压的精度、检流计的灵敏度。 第六页，共二十八页，2022年，8月28日 优点：结构简单，使用方便，测温范围广（700~3200℃），一般可满足工业测温的准确度要求。 缺点：人眼观察，并需用手动平衡，因此不能实现快速 测量和自动记录，且测量结果带有主观性。 将物体辐射的单色亮度和仪表内部的高温灯泡灯丝亮度比较。利用调节电阻来改变高温灯泡的工作电流，当灯丝的亮度与被测物体的亮度一致时，灯泡的亮度就代表了被测物体的亮度温度。 灯丝隐灭式光学温度计 第七页，共二十八页，2022年，8月28日 替代计量法： 用选定的已知其值的同一种量替代被计量量，并使作用于指示装置的效应相同的计量方法。 -在天平上用已知其质量的砝码替代被计量物的“波尔特”法 -交流量有效值的高精度测量，用直流替代交流 -射频微波衰减器的测量 真空单元热电偶 在电子计量中的低频电压（1 MHz）的频段内用真空热电偶作转换元件的交直流转换标准的准确度最高。 第八页，共二十八页，2022年，8月28日 热电偶的输出电势仅与热丝吸收的功率有关，与低频频率无关。把低频电压和直流电压先后加到同一真空热电偶，如果它的输出电势相等，所加的两个电压也相等。 低频电压标准原理图 精度影响：热电偶的制造工艺不完善， 引起热电偶直流正反向误差、交直流转换误差和频响误差等。 应该对此采取相应的措施。 替代法测低频电压 对于直流量的测量可以获得比直接测量交流量高得多的精度，因此替代法能够获得高精度 第九页，共二十八页，2022年，8月28日 直接替代法和低中频替代法。低中频替代法是最重要的，应用最广泛的衰减计量方法（国家测量标准） 中频替代法的基本工作原理是将射频信号（被测衰减器的工作频率）通过外差混频线性地变成固定的中频信号。 然后用工作于该中频的标准衰减器对被测衰减器进行替代， 以得出被测的衰减值。 中频替代法按工作方式有串联和并联两种 替代法测衰减 第十页，共二十八页，2022年，8月28日 微差计量法： 将被计量量与同它的量值只有微小差别的同一种已知量相比较，并计量出这两个量值之差的计量方法。 （B标准，A微差） 第4节 微差计量法和符合计量法 用于两个量很接近情况下的高精度测量（如标准量的比对） 第十一页，共二十八页，2022年，8月28日 利用微差法可以达到很高的精度，即使测量精度不高。 仪表误差被大大的缩小了 误差关系 第十二页，共二十八页，2022年，8月28日 微差法——频率测量中的差拍测量周期法 原理：当两个频率值相近