测试技术课件解析

MeasurementTechnologyofMechanicalEngineering12u教材：教材：熊诗波，黄长艺熊诗波，黄长艺主编。机械工程测试技术主编。机械工程测试技术（第（第3版），机械工业出版社版），机械工业出版社教材与参考书推荐u参考书目：参考书目：u1、黄长艺。、黄长艺。机械工程测量与试验技术机械工程测量与试验技术。机械工业出版社，。机械工业出版社，第第1版，版，2000年年01月月u2、卢文祥，杜润生。、卢文祥，杜润生。机械工程测试机械工程测试信息信息信号分析信号分析(第第2版版).武汉：华中科技大学出版社，武汉：华中科技大学出版社，2004,9u3、贾民平，张洪亭。、贾民平，张洪亭。测试技术测试技术。北京。北京-高等教育出版社。高等教育出版社。2009.05u4、杨叔子，杨克冲。、杨叔子，杨克冲。机械工程控制基础机械工程控制基础.武汉：华中科武汉：华中科技大学出版社，技大学出版社，2005.u5、吴正毅，、吴正毅，测试技术与测试信号处理测试技术与测试信号处理，清华大学出版社，清华大学出版社3课程简介 本课程研究机械工程领域与设计有关的试验、控制和运行监测中涉及本课程研究机械工程领域与设计有关的试验、控制和运行监测中涉及到到物理量及其他工程量的测量物理量及其他工程量的测量和和测量装置与系统的性能测量装置与系统的性能。包括物理量和其。包括物理量和其他工程量的他工程量的测量方法测量方法、测试中、测试中常用的传感器常用的传感器、信号调理电路及记录、显示、信号调理电路及记录、显示仪器的工作原理，仪器的工作原理，测量装置基本特性测量装置基本特性的评价方法、的评价方法、测试信号分析测试信号分析和处理。和处理。4u课程特点课程特点n测试技术是一门综合性技术测试技术是一门综合性技术集集机电机电于一体，于一体，软硬软硬件相结合的，具有智能化、件相结合的，具有智能化、自动化的系统。涉及自动化的系统。涉及传感技术、微电子技术、传感技术、微电子技术、控制技术、计算机技术、信号处理技术控制技术、计算机技术、信号处理技术、精密、精密机械设计技术等众多技术。机械设计技术等众多技术。要求有深厚的多学科知识，如要求有深厚的多学科知识，如力学、电学、信力学、电学、信号处理、自动控制、机械振动、计算机、数学号处理、自动控制、机械振动、计算机、数学等。等。5n通过本课程的学习，要求大家能做到：通过本课程的学习，要求大家能做到：掌握测试技术的基本理论，包括信号时域掌握测试技术的基本理论，包括信号时域和频域的描述方法、频谱分析的原理和方和频域的描述方法、频谱分析的原理和方法、信号调理和信号处理基本概念和方法法、信号调理和信号处理基本概念和方法;熟练掌握各类典型传感器、记录仪器的基熟练掌握各类典型传感器、记录仪器的基本原理和适用范围；本原理和适用范围；具有测试系统的机、电、计算机方面的总具有测试系统的机、电、计算机方面的总体设计能力；体设计能力；具有试验数据处理和误差分析能力。具有试验数据处理和误差分析能力。6主要学习内容n第三章第三章 常用传感器与敏感元件常用传感器与敏感元件n第五章第五章 信号处理初步信号处理初步n第六章第六章 位移测量位移测量n第七章第七章 振动测量振动测量n第八章第八章 声与声发射测量声与声发射测量n第十一章第十一章 其他量测量其他量测量(温度、液位、气体组分温度、液位、气体组分)n第十章第十章 流体参量测量流体参量测量n第九章第九章 应变、力和扭矩测量应变、力和扭矩测量n第一章第一章 信号及其描述信号及其描述n第四章第四章 信号的调理与记录信号的调理与记录n第二章第二章 测试装置基本特性测试装置基本特性7n绪论绪论0、绪论、绪论第一节第一节 测试技术概况测试技术概况第二节第二节 测量的基础知识测量的基础知识第三节第三节 测量误差分析及处理测量误差分析及处理8第一节第一节 测试技术概况测试技术概况1测试和测量技术发展历史测试和测量技术发展历史2测量的意义测量的意义3测量技术的应用测量技术的应用4测量技术发展趋势测量技术发展趋势5主要传感器和测试仪器生产厂商主要传感器和测试仪器生产厂商9一、测试和测量技术发展历史一、测试和测量技术发展历史一、测试和测量技术发展历史一、测试和测量技术发展历史l秦始皇统一六国后便立即建立了统一的秦始皇统一六国后便立即建立了统一的度量衡制度度量衡制度，并对破坏这一制度的人科以严厉的惩罚。说明并对破坏这一制度的人科以严厉的惩罚。说明测量和测量和标准标准对促进当时生产发展和社会进步的重要性。对促进当时生产发展和社会进步的重要性。u曹冲称象曹冲称象方法：比较法方法：比较法装置：船、石头、小秤装置：船、石头、小秤检查、测量，得到：检查、测量，得到：定性、定量的结果定性、定量的结果10指指南南车车当车轮轴距与车轮直径形成一定比例后，车轮滚动角度和车身水平转角就会形成固定的对应关系。无论指南车在直线前进还是转弯时，内部传动机构都能够自动判定车身的旋转方向与角度，而将输出杆反方向回馈相同角度，以达到定向的目的。记记里里鼓鼓车车记里鼓车原理n记里鼓车的基本原理和指南车相同，也是利用齿轮机构的差动关系。当年，张衡制造的记里鼓车可惜没有较详细的记载，东汉以后，有关记里鼓车的记载虽然有些零星的字句，但都太简略。到北宋时的记里鼓车制造方法更有改进，宋史舆服志记载比较详细，大体说记里鼓车外形是独辕双轮，车箱内有立轮、大小平轮、铜旋风轮等，轮周各出齿若干，“凡用大小轮八，合二百八十五齿，递相钩锁，犬牙相制，周而复始。”记里车行一里路，车上木人击鼓，行十里路，车上木人击镯。总之，指南车和记里鼓车的形状虽然在历代制造时都有些改进，但它的差动齿轮原理可以肯定在1800多年前已经被张衡所应用了。记里鼓车的记程功能是由齿轮系完成的。车中有一套减速齿轮系，始终与车轮同时转动，其最末一只齿轮轴在车行一里时正好回转一周，车子上层的木人受凸轮牵动，由绳索拉起木人右臂击鼓一次，以示里程。世界上的第一架测报地震的仪器世界上的第一架测报地震的仪器地动仪。地动仪。(东汉：张衡）东汉：张衡）计时器器n沙漏n蜡烛商代商代，一尺合今16.95cm，按这一尺度，人高约一丈左右，故有“丈夫”之称；周代周代，一尺合今23.1cm；秦时秦时，一尺约23.1cm；汉时汉时，一尺大约21.3523.75cm；“身高八尺身高八尺”三国三国，一尺合今24.2cm；南朝南朝，一尺约25.8cm；北魏北魏，一尺合今30.9cm；隋代隋代，一尺合今29.6cm；唐代唐代，一尺合今30.7cm；宋元时宋元时，一尺合今31.68cm；明清时明清时，木工一尺合今31.1cm。最初的尺指男人伸展的拇指和中指之间的距离，大约是20厘米！我国长度计量单位演变：我国长度计量单位演变：161.基本单位基本单位七个基本量的单位七个基本量的单位：长度：长度米（米（Metre）、质量）、质量千克千克（Kilogram）、时间）、时间秒（秒（Second）、温度）、温度开尔温（开尔温（Kelvn）、）、电流电流安培（安培（Ampere）、发光强度）、发光强度坎德拉（坎德拉（Candela）、物质）、物质的量的量摩尔（摩尔（Mol）。）。2.辅助单位辅助单位3.导出单位导出单位平面角的单位平面角的单位弧度弧度;立体角的单位立体角的单位球面度球面度未归入基本单位或导出单位。未归入基本单位或导出单位。在选定了基本单位和辅助单位之后，按物理量之间的关系，由基本在选定了基本单位和辅助单位之后，按物理量之间的关系，由基本单位和辅助单位以相乘或者相除所构成的单位称为导出单位。单位和辅助单位以相乘或者相除所构成的单位称为导出单位。法定计量单位法定计量单位法定计量单位法定计量单位17n7 7个基本单位定义如下：个基本单位定义如下：1.1.1.1.长度单位长度单位长度单位长度单位米米米米(m)(m)(m)(m)光在真空中于光在真空中于1 1299792458s299792458s时间所经过的距离时间所经过的距离(1983(1983年第年第1717届国际计量大会通过届国际计量大会通过)。2.2.2.2.质量单位质量单位质量单位质量单位千克千克千克千克(kg)(kg)(kg)(kg)质量单位，等于国际千克原器的质量质量单位，等于国际千克原器的质量(1901(1901年第年第3 3届国际计量大会规定届国际计量大会规定)。国际单位制基本单位中唯。国际单位制基本单位中唯一保留的一保留的实物基准实物基准。3 3 3 3时间单位时间单位时间单位时间单位秒秒秒秒(s)(s)(s)(s)铯铯-133-133原子基态的两个超精细原子基态的两个超精细能级之间跃迁能级之间跃迁所对所对应的应的辐射辐射的的91926317709192631770个个周期的持续时间周期的持续时间(1967(1967年第年第1313届国际计量大会决定届国际计量大会决定)。18 4.4.电流强度单位电流强度单位安安 培培(A)(A)一恒定电流，若保持在处于真空中一恒定电流，若保持在处于真空中相距相距1m1m的两无限长而截面可以忽略的平行直导线的两无限长而截面可以忽略的平行直导线内，则此两导线之间产生的力在内，则此两导线之间产生的力在每米长度上每米长度上等于等于2 2l0l0-7-7N N(1948(1948年第年第9 9届国际计量大会确定届国际计量大会确定)。5.5.热力学温度单位热力学温度单位开开 尔文尔文(K)(K)水的三相点热力学温度的水的三相点热力学温度的1 1273.16(1967273.16(1967年第年第1313届国际计量大会通过届国际计量大会通过)。196 6物质的量的单位物质的量的单位摩摩 尔尔(mol(mol 一系统的物质的量，该系统中所包含的一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与基本单元数与0.012kg0.012kg碳碳-12-12的原子数目相等的原子数目相等(1971(1971年第年第1414届国际计量大会决定增加的基本届国际计量大会决定增加的基本单位单位)。在使用摩时，应指明基本单元是原于、。在使用摩时，应指明基本单元是原于、分子、离子、电子及其它粒子，或是这些粒分子、离子、电子及其它粒子，或是这些粒子的特定组合。子的特定组合。7 7发光强度单位发光强度单位坎坎 德拉德拉（cdcd）发出发出频率为频率为540540l0l01212HzHz单色辐射单色辐射的光源的光源在给定方向上的在给定方向上的发光强度发光强度。而且在此方向上。而且在此方向上的幅射强度为的幅射强度为(1(1683)w683)wsrsr（19791979年第年第1616届届国际计量大会规定国际计量大会规定)。20二、测量的意义l测量是人类对自然界的客观事物取得数量观念的一种认识过程（日常生活中的“三三表表”、天气预报、卫星导航定位、地质勘探、空气质量指数、B超、CT、核磁共振）l科学技术发展科学技术发展与测量技术的不断完善是紧密相关的(实验物理学、高能加速器、激光测速仪、运动会电子计时仪等都以实验为基础)。l测试技术是人类认识客观世界的手段认识客观世界的手段，是，是科科学研究的基本方法学研究的基本方法。21n测试技术的任务测试技术的任务(5方面方面)：设备设计设备设计中，通过对新旧产品进行模型试验中，通过对新旧产品进行模型试验或现场实测，为产品质量和性能提供客观的或现场实测，为产品质量和性能提供客观的评价，为技术参数的优化和效率的提高提供评价，为技术参数的优化和效率的提高提供基础数据。基础数据。设备改造设备改造中，为了挖掘设备的潜力，以便提中，为了挖掘设备的潜力，以便提高产量和质量，经常需要实测设备或零件的高产量和质量，经常需要实测设备或零件的载荷、应力、工艺参数和电机参数，为设备载荷、应力、工艺参数和电机参数，为设备强度校验和承载能力的提高提供依据。强度校验和承载能力的提高提供依据。22在在工作和生活环境工作和生活环境的净化及监测中，测量振动的净化及监测中，测量振动和噪声的强度及频谱，分析找出振源，并采取和噪声的强度及频谱，分析找出振源，并采取相应的减振、防噪措施。相应的减振、防噪措施。科学规律科学规律的发现和新的定律、公式的诞生都离的发现和新的定律、公式的诞生都离不开测试技术。从实验中可以发现规律，验证不开测试技术。从实验中可以发现规律，验证理论研究结果，实验与理论可以相互促进，共理论研究结果，实验与理论可以相互促进，共同发展。同发展。在工业在工业自动化生产自动化生产中，通过对工艺参数的测试中，通过对工艺参数的测试和数据采集，实现对设备的状态监测、质量控和数据采集，实现对设备的状态监测、质量控制和故障诊断。制和故障诊断。23三、测量技术的应用241 1、工业自动化中的应用、工业自动化中的应用在各种自动控制系统中，测试环节起着系统感官的作在各种自动控制系统中，测试环节起着系统感官的作用，是其重要组成部分。用，是其重要组成部分。a)机械手、机器人中的传感器机械手、机器人中的传感器转转动动/移移动动位位置置传传感感器器、力力传传感感器器、视视觉觉传传感感器器、听听觉觉传传感感器器、接接近近距距离离传传感感器器、触触觉觉传传感感器器、热热觉觉传传感感器器、嗅嗅觉传感器等。觉传感器等。机械手装配模型机械手装配模型机器狗机器狗25有轨和无轨自动小车有轨和无轨自动小车 日本神钢自动导向小车 德国mlr自动导向小车 采用激光导航技术，保证了采用激光导航技术，保证了AGVAGV快速运行，精确定位，实现了工作区域快速运行，精确定位，实现了工作区域内全方位自由行走，自动安全避让等功能，已大规模应用于汽车装配柔性内全方位自由行走，自动安全避让等功能，已大规模应用于汽车装配柔性生产系统。生产系统。水下扫雷机器人水下扫雷机器人爬壁机器人爬壁机器人特种机器人特种机器人军用昆虫机器人军用昆虫机器人爬缆索机器人爬缆索机器人切削力传感器，加工切削力传感器，加工噪声传感器，超声波测噪声传感器，超声波测距传感器、红外接近开距传感器、红外接近开关传感器等。关传感器等。数字化工厂数字化工厂b)生产加工过程监测生产加工过程监测292、流程工业设备运行状态监控、流程工业设备运行状态监控在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上在电力、冶金、石化、化工等流程工业中，生产线上设备运行状态关系到整个生产线流程。通常建立设备运行状态关系到整个生产线流程。通常建立24小时在小时在线监测系统。线监测系统。石化企业输油管石化企业输油管道、储油罐等压道、储油罐等压力容器的破损和力容器的破损和泄露检测。泄露检测。303、产品质量测量、产品质量测量在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时，在汽车、机床等设备，电机、发动机等零部件出厂时，必须对其性能质量进行测量和出厂检验。必须对其性能质量进行测量和出厂检验。汽车出厂检验汽车出厂检验：测量润滑油温度、：测量润滑油温度、冷却水温度、燃油压力及发动机转冷却水温度、燃油压力及发动机转速等。通过对抽样汽车的测试，工速等。通过对抽样汽车的测试，工程师可以了解产品质量。程师可以了解产品质量。汽车扭距测量汽车扭距测量机床加工精度测量机床加工精度测量32在线检测在线检测：零件尺寸、产品缺陷、装配定位：零件尺寸、产品缺陷、装配定位 检查轴承检查轴承滚珠是否脱漏滚珠是否脱漏检查容器内的液位检查容器内的液位334、楼宇控制与安全防护、楼宇控制与安全防护为使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活、工为使建筑物成为安全、健康、舒适、温馨的生活、工作环境，并能保证系统运行的经济性和管理的智能化。在作环境，并能保证系统运行的经济性和管理的智能化。在楼宇中应用了许多测试技术，如楼宇中应用了许多测试技术，如闯入监测闯入监测、空气监测空气监测、温温度监测度监测、电梯运行状况电梯运行状况。公司楼宇自动化系统公司楼宇自动化系统：电：电源管理、安全监测、照明控源管理、安全监测、照明控制、空调控制、停车管理、制、空调控制、停车管理、消防报警、水消防报警、水、废水管理和废水管理和电梯监控等。电梯监控等。烟雾传感器亮度传感器红外人体探测器345、家庭与办公自动化、家庭与办公自动化在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量的应用在家电产品和办公自动化产品设计中，人们大量的应用了传感器和测试技术来提高产品性能和质量。了传感器和测试技术来提高产品性能和质量。全自动洗衣机中的传感器：全自动洗衣机中的传感器：衣物重量传感器，衣质传衣物重量传感器，衣质传感器，水温传感器，水质感器，水温传感器，水质传感器，透光率光传感器传感器，透光率光传感器(洗净度洗净度)液位传感器，电液位传感器，电阻传感器阻传感器(衣物烘干检测衣物烘干检测)。指纹传感器指纹传感器透光率传感器透光率传感器温湿度传感器温湿度传感器温度传感器温度传感器35鼠标鼠标:光电位移传感器光电位移传感器摄像头摄像头:CCD传感器传感器声位笔声位笔:超声波传感器超声波传感器麦克风麦克风:电容传声器电容传声器声卡声卡:A/D卡卡+D/A卡卡软驱软驱:速度速度,位置伺服位置伺服6、PC机中的测试技术应用机中的测试技术应用367、测试技术在汽车中的应用、测试技术在汽车中的应用发动机发动机：向发动机的电子控制单元（：向发动机的电子控制单元（ECU）提供发动机的工）提供发动机的工作状况信息，作状况信息，对发动机工作状况进行精确控制。对发动机工作状况进行精确控制。温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和爆震传温度、压力、位置、转速、流量、气体浓度和爆震传感器感器等。等。汽车传感器汽车传感器：汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核心技：汽车电子控制系统的信息源，关键部件，核心技术内容。术内容。普通轿车：约安装几十到近百只传感器，普通轿车：约安装几十到近百只传感器，豪华轿车：传感器数量可多达二百余只。豪华轿车：传感器数量可多达二百余只。底底盘盘：控制变速器系统、悬架系统、动力转向系统、制动防：控制变速器系统、悬架系统、动力转向系统、制动防抱死系统等。抱死系统等。车速、踏板、加速度、节气门、发动机转速、水温车速、踏板、加速度、节气门、发动机转速、水温。车车身身：提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等：提高汽车的安全性、可靠性和舒适性等；温度、湿度、风量、日照、加速度、车速、图象等。温度、湿度、风量、日照、加速度、车速、图象等。37388、测试技术在军事及国防上的应用、测试技术在军事及国防上的应用夜视瞄准机系统夜视瞄准机系统：非冷却红外传感器技术：非冷却红外传感器技术激光测距仪激光测距仪：可精确地定位目标。在发射：可精确地定位目标。在发射20mm20mm高爆弹时，激高爆弹时，激光测距仪可将目标的距离信息自动传输至高爆弹的爆炸引信，光测距仪可将目标的距离信息自动传输至高爆弹的爆炸引信，以精确地设定引爆时间。以精确地设定引爆时间。39美国国家导弹防御计划美国国家导弹防御计划-NMD1.地基拦截器地基拦截器2.早期预警系统早期预警系统3.前沿部署前沿部署(如雷达）如雷达）4.管理与控制系统管理与控制系统5.卫星红外线监测系统卫星红外线监测系统监测系统监测系统:探测和发现敌探测和发现敌人导弹的发射并追踪导人导弹的发射并追踪导弹的飞行轨道；弹的飞行轨道；拦截器：能识别真假弹拦截器：能识别真假弹头，敌友方头，敌友方409、测试技术在航天领域的应用飞行器测控飞行器测控 -检测飞行器姿态、发电机工况，控制与操纵检测飞行器姿态、发电机工况，控制与操纵 火箭测控火箭测控 -检测火箭状况、姿态、轨迹检测火箭状况、姿态、轨迹 41人造卫星红外扫描检测 承受剧烈振动承受剧烈振动可靠性可靠性检测检测月球车月球车422005年年,神六飞船神六飞船2007年10月24日嫦娥一号探月卫星发射成功43“阿波罗阿波罗10”：火箭部分火箭部分-2077个传感器个传感器飞船部分飞船部分-1218个传感器个传感器检测参数检测参数-加速度、温度、压力、加速度、温度、压力、振动、流量、振动、流量、应变、应变、声学等。声学等。神州飞船：神州飞船：185台台(套套)测试仪器装置测试仪器装置4410、测试技术在日常生活中的应用、测试技术在日常生活中的应用家用电器：家用电器：数码相机、数码摄像机：自动对焦数码相机、数码摄像机：自动对焦-红外测距传感器红外测距传感器数字体温计：接触式数字体温计：接触式-热敏电阻，非接触式热敏电阻，非接触式-红外传感器红外传感器自动感应灯：亮度检测自动感应灯：亮度检测-光敏电阻光敏电阻空调、冰箱、电饭煲：温度检测空调、冰箱、电饭煲：温度检测-热敏电阻、热电偶热敏电阻、热电偶电话、麦克风：话音转换电话、麦克风：话音转换-驻极电容传感器驻极电容传感器遥控接收：红外检测遥控接收：红外检测-光敏二极管、光敏三极管光敏二极管、光敏三极管办公商务：办公商务：可视对讲、可视电话：图像获取可视对讲、可视电话：图像获取-面阵面阵CCD扫描仪：文档扫描扫描仪：文档扫描-线阵线阵CCD红外传输数据：红外检测红外传输数据：红外检测-光敏二极管、光敏三极管光敏二极管、光敏三极管医疗卫生：医疗卫生：电子血压计：血压检测电子血压计：血压检测-压力传感器压力传感器血糖测试仪、胆固醇检测仪血糖测试仪、胆固醇检测仪-离子传感器离子传感器4511、其他应用、其他应用46安全检查安全检查面部识别技术面部识别技术可拍照的手机可拍照的手机气象接收及气象接收及发射天线发射天线振动压力传感振动压力传感器器6000m海底海底浮标浮标深海地沟深海地沟47发动机性能参数测量发动机性能参数测量n内燃机学科是试验性的学内燃机学科是试验性的学科；科；测试对象、测试仪表测试对象、测试仪表种类繁多；种类繁多；$台架试验：台架试验：台架试验：台架试验：转速、扭矩、转速、扭矩、功率、油耗、各种温度功率、油耗、各种温度；$研究试验：研究试验：研究试验：研究试验：排放、噪声、排放、噪声、燃烧过程燃烧过程 ；$车辆指示：车辆指示：车辆指示：车辆指示：车速、里程车速、里程 。n发动机的进步离不开测试手段的进步发动机的进步离不开测试手段的进步(电喷机空燃比控制、点火控制等电喷机空燃比控制、点火控制等)。4849在机器人中的应用1、传感器方面、传感器方面a)利利用用新新发发现现的的材材料料和和新新发发现现的的生生物物、物物理理、化化学学效效应应开发出的开发出的新型新型传感器。传感器。光纤流速传感器光纤流速传感器荧光材料荧光材料制作的制作的电电子鼻传感子鼻传感器器生物酶血样分析传感器生物酶血样分析传感器热热/光光电量电量四、测量技术发展趋势50b)传感器传感器+嵌入式计算机嵌入式计算机智能传感器智能传感器振动网络传感器振动网络传感器嵌入式计算机嵌入式计算机智能压力网络智能压力网络传感器传感器智能智能倾角倾角RS232RS232传感器传感器IC总线数字温度总线数字温度传感器传感器512、测量信号处理方面、测量信号处理方面计算机虚拟仪器技术计算机虚拟仪器技术用用PC机仪器板卡机仪器板卡代替传统仪器代替传统仪器用计算机软件用计算机软件代替硬件分析电路代替硬件分析电路我们的工作我们的工作52高精度高精度数字电压、欧姆表将量程切换到将量程切换到2V2V时，最小显示时，最小显示值为值为1V1V高可靠性高可靠性53 网络化网络化542 2、振动、振动/噪声传感器噪声传感器 丹麦丹麦B&K（振动测量、声学测量领域最富盛名振动测量、声学测量领域最富盛名）http:/ 1、工业自动化类传感器、工业自动化类传感器 美国美国霍尼威尔霍尼威尔公司（有全球最大公司（有全球最大传感器传感器技术研究中心）技术研究中心）http:/ 五、主要传感器和测试仪器生产厂商五、主要传感器和测试仪器生产厂商553 3、测量分析仪器、测量分析仪器 美国国家仪器公司美国国家仪器公司(全球最大的计算机虚拟仪器生产商全球最大的计算机虚拟仪器生产商)http:/ 测量的基础知识测量的基础知识1测量的基本概念测量的基本概念2测量方法测量方法3测量系统的用途测量系统的用途4测量系统的组成测量系统的组成5测量仪器的性能指标测量仪器的性能指标58一、测量的基本概念一、测量的基本概念一、测量的基本概念一、测量的基本概念 通过试验手段将被测物理量与另一同名的作为通过试验手段将被测物理量与另一同名的作为单位的物理量单位的物理量比较比较比较比较，以确定两者之间的比值。也即，以确定两者之间的比值。也即确定一个数值未知的物理量的过程确定一个数值未知的物理量的过程。例：确定某人的身高例：确定某人的身高 通常采用通常采用标准长度的米尺标准长度的米尺(一个预定标准一个预定标准)对其对其进行测量，通过被测量与预定标准之间的定量比较，进行测量，通过被测量与预定标准之间的定量比较，从而得到此人实际的身高从而得到此人实际的身高(被测对象的数值结果被测对象的数值结果)。59例：空调机测量控制室温例：空调机测量控制室温被测对象被测对象：被测信息被测信息：测试器具测试器具：操作过程操作过程：室内空气室内空气温度温度温度传感器温度传感器-热电阻、热电偶热电阻、热电偶空气空气热敏电阻热敏电阻 电信号电信号 处理处理 显示显示60例：汽车乘坐舒适性的台架试验例：汽车乘坐舒适性的台架试验 611）热工量：）热工量：温度温度t（、K、）、）、压力（压强）压力（压强）p（Pa）、）、压压差差p、真空度、流量真空度、流量q（m3）、流速）、流速v（m/s）、）、物位、液位物位、液位h（m）2）机械量：）机械量：直线位移直线位移x（m）、角位移）、角位移、速度、加速度、速度、加速度a（m/s2）、转速转速n（r/min）、应变）、应变（m/m）力矩力矩T（Nm）、）、振动、噪声、质量（重量）振动、噪声、质量（重量）m（kg、t）3）几何量）几何量长度、厚度、角度、直径、间距、形状、粗糙度、长度、厚度、角度、直径、间距、形状、粗糙度、硬度、硬度、材料缺陷等。材料缺陷等。l工程测试涉及的内容工程测试涉及的内容624 4）物体的性质和成分量：）物体的性质和成分量：空气的湿度（绝对、相对）、气体的化学成分、空气的湿度（绝对、相对）、气体的化学成分、浓度、液体的粘度、浊度、透明度、物体的颜色浓度、液体的粘度、浊度、透明度、物体的颜色5 5）状态量：）状态量：工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异工作机械的运动状态（启停等）、生产设备的异 常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞 断裂等）断裂等）6)6)电工量电工量 （U、I、f、R、Z、E、B在电工、电子等课在电工、电子等课 程中讲程中讲 授，大多数不属于本课程的范围。）授，大多数不属于本课程的范围。）63无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到被测值的测量。如温度计测水温、卷尺测量靶距等。值的测量。如温度计测水温、卷尺测量靶距等。1.直接测量直接测量二、测量方法二、测量方法二、测量方法二、测量方法 按按测量手段测量手段分为分为直接测量直接测量、间接测量间接测量和和组合测量组合测量。64652 2间接测量间接测量 被测量被测量不能直接从测量仪器上读得不能直接从测量仪器上读得，需将直，需将直接测量经过函数运算，得到被测量的数值。内燃机功接测量经过函数运算，得到被测量的数值。内燃机功率：率：663 3组合测量组合测量 各未知量以不同组合形式出现，根据直接各未知量以不同组合形式出现，根据直接测量或间接测量所得数据，通过测量或间接测量所得数据，通过求解联立方程求解联立方程组组求得未知量的数值。求得未知量的数值。例：例：标准电阻电阻值和温度之间的数值关系标准电阻电阻值和温度之间的数值关系67n测量方法分类测量方法分类按按按按获得测量值的方式获得测量值的方式分为分为分为分为偏差式偏差式偏差式偏差式、零差式零差式零差式零差式和和和和微差式微差式微差式微差式。a.偏差式测量：偏差式测量：利用仪表指针利用仪表指针相对于刻度相对于刻度初始点的位移初始点的位移(偏差偏差)来决定。来决定。如如弹簧式压力表弹簧式压力表等。等。特点：测量简单、迅速，但精度不高，广泛应用于工程测量。特点：测量简单、迅速，但精度不高，广泛应用于工程测量。特点：测量简单、迅速，但精度不高，广泛应用于工程测量。特点：测量简单、迅速，但精度不高，广泛应用于工程测量。68b.b.零位式测量：零位式测量：零位式测量：零位式测量：用用用用已知的标准量去平衡或抵消已知的标准量去平衡或抵消已知的标准量去平衡或抵消已知的标准量去平衡或抵消被测量的作用，并被测量的作用，并被测量的作用，并被测量的作用，并用指零式仪表指示差值，从而判定被测量值等于已知用指零式仪表指示差值，从而判定被测量值等于已知用指零式仪表指示差值，从而判定被测量值等于已知用指零式仪表指示差值，从而判定被测量值等于已知标准量。标准量。标准量。标准量。测量精度高。测量精度高。测量精度高。测量精度高。测量过程较复杂，花费时间长，即测量过程较复杂，花费时间长，即测量过程较复杂，花费时间长，即测量过程较复杂，花费时间长，即使采用自动平衡操作，反应速度也受到限制，使采用自动平衡操作，反应速度也受到限制，使采用自动平衡操作，反应速度也受到限制，使采用自动平衡操作，反应速度也受到限制，只能适只能适只能适只能适用于变化缓慢的被测量用于变化缓慢的被测量用于变化缓慢的被测量用于变化缓慢的被测量。69例：例：电位差计电路测量电压。在进行测量之前，应电位差计电路测量电压。在进行测量之前，应先调先调先调先调R R R R1 1 1 1，将电路工作电流，将电路工作电流I I校准；在测量时，要调整校准；在测量时，要调整R R的活动触点，的活动触点，使使检流计检流计G G回零回零，这时，这时I Ig g为零，即为零，即U Uk kU Ux x。这样，标准电压。这样，标准电压U Uk k的值就表示被测的值就表示被测未知电压值未知电压值U Ux x。电位差计的简化等效电路电位差计的简化等效电路70c.微差测量法微差测量法:将被测量将被测量x的的大部分大部分先与已知先与已知标准量标准量N的作的作用相抵消用相抵消，剩余部分即两者差值，剩余部分即两者差值再用再用偏差偏差法测量。法测量。优点是优点是反应速度快，测量精度高，适合于反应速度快，测量精度高，适合于在线控制参数的测量在线控制参数的测量。例如：已知甲精确身高为170cm，若乙比甲高出5cm，于是可知乙的身高为175cm71n测量方法其他划分方法测量方法其他划分方法根据传感器是否与被测对象直接接触，分为根据传感器是否与被测对象直接接触，分为接触接触式测量式测量和和非接触式测量非接触式测量。根据被测对象在测量过程中所处的状态，把测量根据被测对象在测量过程中所处的状态，把测量分为分为静态测量静态测量和和动态测量动态测量。根据测量条件是否发生变化，把对某测量对象进根据测量条件是否发生变化，把对某测量对象进行的多次测量分为行的多次测量分为等精度测量等精度测量与与不等精度测量不等精度测量。根据被测量的属性，可以把测量分为根据被测量的属性，可以把测量分为电量测量电量测量和和非电量测量非电量测量。根据被测参数的不同，可分为根据被测参数的不同，可分为热工测量热工测量(温度、温度、压力、流量和物位等压力、流量和物位等)、成分测量成分测量和和机械量测量机械量测量等。等。72接触式测量接触式测量：体温计测体温体温计测体温非接触式测速非接触式测速：雷达测速雷达测速(车载电子警察车载电子警察)73离线测量离线测量：产品质量检验产品质量检验在线测量在线测量：在流水线上，边加工，边检：在流水线上，边加工，边检验，提高产品的一致性和加工精度。验，提高产品的一致性和加工精度。74n静态和动态测量静态和动态测量 对对快速瞬变快速瞬变参数，则需采用灵敏度更高的记录或参数，则需采用灵敏度更高的记录或显示仪器，如用显示仪器，如用电测、光测电测、光测电测、光测电测、光测的方法记录和显示的方法记录和显示的方法记录和显示的方法记录和显示。75 模拟测量：模拟测量：直观性强、灵活、简便、价格低；直观性强、灵活、简便、价格低；测量精度低。测量精度低。数字测量：数字测量：能排除人为的读数误差，能排除人为的读数误差，并可直接并可直接由数字记录或打印机记录数据，由数字记录或打印机记录数据，或与计算机相联实或与计算机相联实现数据自动处理现数据自动处理。n模拟测量与数字测量模拟测量与数字测量76三、测量系统的用途三、测量系统的用途77汽包液位人工控制汽包液位人工控制锅炉汽包水位自动控制示意图锅炉汽包水位自动控制示意图78液位变送器液位变送器79一一般般说说来来，测测试试系系统统由由传传感感器器、中中间间变变换换装装置置和和显示记录装置显示记录装置三部分组成。三部分组成。四、测量系统的组成四、测量系统的组成四、测量系统的组成四、测量系统的组成非电量非电量电测法电测法的测试系统框图的测试系统框图被测被测对象对象观察观察者者激励激励装置装置标标定定装装置置测量测量装置装置传传感感器器物理量物理量信信号号调调理理电量电量信信号号处处理理电量电量显显示示记记录录电量电量/数字量数字量反馈控制反馈控制80测量系统的组成测量系统的组成uu现代计算机测试系统现代计算机测试系统现代计算机测试系统现代计算机测试系统82CATCAT组成组成:由由微机微机微机微机加加插卡式硬件插卡式硬件插卡式硬件插卡式硬件和和采集分析软件采集分析软件采集分析软件采集分析软件组成。组成。计算机化测试系统的优点：计算机化测试系统的优点：计算机化测试系统的优点：计算机化测试系统的优点：能够对信号进行复杂的分析处理；能够对信号进行复杂的分析处理；高精度、高分辨率和高速实时分析处理；高精度、高分辨率和高速实时分析处理；性能可靠、稳定、维修方便；性能可靠、稳定、维修方便；能够以多种形式输出信息；能够以多种形式输出信息；多功能；多功能；自动测试和故障监控。自动测试和故障监控。计算机辅助测试计算机辅助测试CAT-Computer Assisted TestingCAT-Computer Assisted Testing83平板式平板式工作站（带触摸屏）工作站（带触摸屏）军用便携式军用便携式工作站工作站一体化工作站一体化工作站数据采集便携式工控整机数据采集便携式工控整机84底板上的扩展槽用于底板上的扩展槽用于 插接各种数据插接各种数据采集卡采集卡PCI扩展槽扩展槽ISA扩展槽扩展槽工业级底板工业级底板85 USB接口盒接口盒及接口线及接口线利用利用USB扩展插头可配接多个扩展插头可配接多个接口盒接口盒信号输入信号输入笔记本电脑数据采集整机笔记本电脑数据采集整机86n基于总线技术的测试系统基于总线技术的测试系统 连接功能部件或系统的一组连接功能部件或系统的一组公用信号线公用信号线，它具有，它具有很强的兼容性和扩展能力，便于灵活组建测控系统。很强的兼容性和扩展能力，便于灵活组建测控系统。87n基于虚拟仪器基于虚拟仪器VI(VirtualVI(Virtual Instruments)Instruments)的测试系统的测试系统l虚拟仪器：虚拟仪器：以计算机和测以计算机和测试模块的硬件为基础、以计试模块的硬件为基础、以计算机算机软件为核心软件为核心所构成的，所构成的，并且在计算机显示屏幕上虚并且在计算机显示屏幕上虚拟的仪器面板，以及由计算拟的仪器面板，以及由计算机所完成的仪器功能，都可机所完成的仪器功能，都可由用户软件来定义的计算机由用户软件来定义的计算机仪器。仪器。传统仪器传统仪器PXI机箱和模块机箱和模块88虚拟示波器虚拟示波器虚拟数字电压表虚拟数字电压表基于虚拟仪器的温度检测与控制基于虚拟仪器的温度检测与控制LabviewLabview应用：用：化工生产流量测控化工生产流量测控8990n网络化测试系统网络化测试系统 总线式仪器、虚拟仪器等总线式仪器、虚拟仪器等对远程和复杂测控显得不足对远程和复杂测控显得不足。基于基于WebWeb的虚拟仪器的虚拟仪器(VI)(VI)：把：把VIVI技术和面向技术和面向InternetInternet的的WebWeb技术二者有机结合。技术二者有机结合。虚拟仪器与虚拟仪器与WWWWWW结合模型结合模型9192n1.1.精度精度 测量结果与真值一致的程度。为仪器满量程时所测量结果与真值一致的程度。为仪器满量程时所允许的最大相对误差的百分数，即允许的最大相对误差的百分数，即为为仪器仪器精度精度或允许误差；或允许误差；为允许的最大绝对误差；为允许的最大绝对误差；分别为仪器刻度的上限和下限值；分别为仪器刻度的上限和下限值；五、测量仪器的性能指标五、测量仪器的性能指标五、测量仪器的性能指标五、测量仪器的性能指标93u某压力传感器参数某压力传感器参数：测量范围：测量范围：060Mpa精度：精度：0.5%FS显显示：示：LED0.0009999输出信号：输出信号：420mADC94u例例1 1：两个温度表，精度均为两个温度表，精度均为1.5%1.5%。一个量程。一个量程0 05050，另一个另一个0 0200200，计算测量中可能产生的，计算测量中可能产生的绝对误差。绝对误差。绝对误差。绝对误差。u例例2 2：被测温度为被测温度为4040左右，绝对误差不超过左右，绝对误差不超过0.50.5。问：问：0 05050 的的1.01.0级级仪表与仪表与0 0100100 的的0.50.5级仪表是否级仪表是否均能满足要求均能满足要求?同样精度仪表，量程不同，量程大的绝对误差大。同样精度仪表，量程不同，量程大的绝对误差大。95例例3：现有现有2.5级、级、2.0级、级、1.5级三块测温仪表，对应级三块测温仪表，对应的测量范围分别为的测量范围分别为100+500、50550、01000。现要测量现要测量500的温度，其测量值的的温度，其测量值的相对误差相对误差不超过不超过2.5%，问选用哪块表最合适？，问选用哪块表最合适？解：解：(500+100)2.5%=15，15500100%=3%；(550+50)2.0%=12，12500100%=2.4%；(10000)1.5%=15，15500100%=3%；所以，准确度所以，准确度2.0级量程范围级量程范围50550的测的测温仪表最合适。温仪表最合适。96仪表选择原则仪表选择原则:1.1.只要能满足被测量的要求，只要能满足被测量的要求，尽可能选用小量程尽可能选用小量程的的仪表。仪表。2.2.要使最大测量值落在要使最大测量值落在2/32/32/32/3量程量程量程量程附近附近附近附近。地磅称地磅称1010斤鸡蛋！斤鸡蛋！97n测量仪器的分类测量仪器的分类 按其用途可分为按其用途可分为范型仪器范型仪器和和实用仪器实用仪器两类。两类。范型仪器范型仪器实用仪器实用仪器测量仪器测量仪器测量仪器测量仪器 对其他测量仪器进行标定和刻对其他测量仪器进行标定和刻度。度。准确度很高准确度很高准确度很高准确度很高，对它的保存和使，对它的保存和使用有较高的要求。用有较高的要求。试验室用仪器：试验室用仪器：试验室用仪器：试验室用仪器：必须要提供关于它必须要提供关于它们读数的们读数的标定曲线或数值表标定曲线或数值表标定曲线或数值表标定曲线或数值表，使用，使用时应考虑周围环境对示值的影响时应考虑周围环境对示值的影响(如如温度、压力、磁场、振动等温度、压力、磁场、振动等)，其测，其测量结果具有量结果具有较高的准确度较高的准确度较高的准确度较高的准确度；工程用仪器：工程用仪器：工程用仪器：工程用仪器：不需要标定资料。其不需要标定资料。其准确度是预先根据其结构、制造和运准确度是预先根据其结构、制造和运用条件定出的。对它的要求是用条件定出的。对它的要求是动作迅动作迅动作迅动作迅速速速速，使用简单、可靠使用简单、可靠使用简单、可靠使用简单、可靠，其测量结果应，其测量结果应能满足工程测量误差所允许的范围。能满足工程测量误差所允许的范围。范型仪器：范型仪器：精度精度0.20.2级以上级以上（0.10.1、0.010.01、0.020.02、0.050.05）试验室用仪器：试验室用仪器：精度精度0.20.20.50.5级级;工程用仪器：工程用仪器：精度精度0.50.54 4级（级（0.50.5、1 1、1.51.5、2.52.5、4 4）98准准确确不不精精密密不不精精密密不不准准确确精精密密不不准准确确精精密密准准确确99 仪器多次重复测量时，其指示值的稳定程度。仪器多次重复测量时，其指示值的稳定程度。n2 2恒定度恒定度 迟滞误差：迟滞误差：当仪器指当仪器指针上升针上升(正行程正行程)与下降与下降(反行程反行程)时，由于仪器内时，由于仪器内部有阻尼、传动系统中有部有阻尼、传动系统中有摩擦和间隙，对同一被测摩擦和间隙，对同一被测量所得读数之差。量所得读数之差。100 仪器仪器指针指针的线位移或角位移与引起这些位移的的线位移或角位移与引起这些位移的被测量被测量的变化值之间的比值的变化值之间的比值S Sn3 3灵敏度灵敏度为指针的线位移或角位移；为指针的线位移或角位移；为被测量的变化值；为被测量的变化值；a.a.线性检测系统：灵敏度为常数；线性检测系统：灵敏度为常数；b.b.非线性检测系统：灵敏度为变数；非线性检测系统：灵敏度为变数；说明说明：101例：例：间隙式平板电容传感器，间隙式平板电容传感器，电容与极板间隙的关系电容与极板间隙的关系灵敏度灵敏度双曲线、非线性双曲线、非线性y yx xx xy y102103 从被测参数发生变化到仪器指示出该变化从被测参数发生变化到仪器指示出该变化值所需的时间，又称值所需的时间，又称时滞时滞。时滞主要由仪器的时滞主要由仪器的惯性惯性引起，如机械式仪引起，如机械式仪器中运动件的质量、电测仪器中的电感或电器中运动件的质量、电测仪器中的电感或电容、传热式仪器中的热容量等。容、传热式仪器中的热容量等。时滞无法避时滞无法避免免。n4.4.指示滞后时间指示滞后时间104 零点漂移与灵敏度漂移零点漂移与灵敏度漂移 5 5漂移漂移(零点零点和灵敏度和灵敏度)传感器的漂移是指在外界的干扰下，输出量发传感器的漂移是指在外界的干扰下，输出量发生与输入量无关的、不需要的变化。生与输入量无关的、不需要的变化。105第三节第三节 测量误差分析及处理测量误差分析及处理1误差的来源与误差的概念误差的来源与误差的概念2误差测量的分类误差测量的分类3间接测量误差计算间接测量误差计算4实验数据的处理实验数据的处理106n一、误差的来源与误差的概念一、误差的来源与误差的概念误差误差：测量值与真值之差测量值与真值之差。真值：真值：一个量严格定义的理论值通常叫理论真值一个量严格定义的理论值通常叫理论真值.在任何测量中都存在误差在任何测量中都存在误差，对所得到的每一测对所得到的每一测量结果量结果必须指出其误差范围必须指出其误差范围，否则该测量结果就无价，否则该测量结果就无价值。值。当对某一参数进行多次测量时，所得测量结果均当对某一参数进行多次测量时，所得测量结果均为为同一数值同一数值，这并不能认为不存在测量误差这并不能认为不存在测量误差。可能因。可能因所使用的测量仪器的灵敏度太低，以致没有反映出应所使用的测量仪器的灵敏度太低，以致没有反映出应有的测量误差有的测量误差。107误差误差绝对绝对误差误差相对相对误差误差粗大粗大误差误差系统系统误差误差随机随机误差误差表示形式表示形式性质特点性质特点108绝对误差和相对误差绝对误差和相对误差绝对误差绝对误差测量值测量值-真值真值 绝对误差绝对误差 绝对误差绝对误差相对误差相对误差 真值真值 测量值测量值绝对误差和相对误差均可为正值或负值。绝对误差和相对误差均可为正值或负值。客观真实值客观真实值(未知未知)例：例：质量质量G1=50g，误差，误差 1=2g；质量；质量G2=2kg，误差，误差 2=50g 1=100%=100%=4%1G1G1的相对误差为的相对误差为250 2=100%=100%=2.5%G2G2的相对误差为的相对误差为502000 2结论结论-G2的测量效果较好的测量效果较好109对于相同被测量，绝对误差可以评定其测量值精度的高低；对于相同被测量，绝对误差可以评定其测量值精度的高低；对于不同被测量，对于不同被测量，相对误差评定较确切。相对误差评定较确切。n二、误差测量的分类二、误差测量的分类1.1.系统误差系统误差 在测量过程中，出现某些在测量过程中，出现某些规律性规律性的以及的以及影响程度由影响程度由确定的因素确定的因素所引起的误差。所引起的误差。由性质特点，分为由性质特点，分为系统误差系统误差系统误差系统误差、随机误差随机误差随机误差随机误差和和粗粗粗粗大大大大(过失过失过失过失)误差误差误差误差三大类。三大类。l可以对它们加以控制或对测量结果修正，以消除系可以对它们加以控制或对测量结果修正，以消除系统误差。统误差。在正确的测量结果中不应包括系统误差在正确的测量结果中不应包括系统误差。110性质性质：有规律，可再现，可以预测；：有规律，可再现，可以预测；原因原因：原理误差、方法误差、环境误：原理误差、方法误差、环境误差、使用误差；差、使用误差；处理处理：理论分析、实验验证：理论分析、实验验证修正修正夏天摆钟变慢的原因是什么？夏天摆钟变慢的原因是什么？u系统误差系统误差111 恒值系统误差：恒值系统误差：同一条件下，多次测量同一量同一条件下，多次测量同一量时，误差的绝对值和符号保持不变；时，误差的绝对值和符号保持不变；u系统误差特征系统误差特征(恒值和变值系统误差恒值和变值系统误差)：某某量块量块的公称尺寸为的公称尺寸为1010mmmm，实际尺寸为实际尺寸为10.00110.001mm,mm,误差为误差为0.0010.001mm,mm,若按公称尺寸使用若按公称尺寸使用,则始终会有则始终会有0.0010.001mmmm的系统误的系统误差。差。测量仪器测量仪器指针的零点偏移指针的零点偏移会产生恒值系统误差，会产生恒值系统误差，如体重计指针偏离零点、千分尺零位位置不指零；如体重计指针偏离零点、千分尺零位位置不指零；112l变值系统误差：变值系统误差：误差的大小与符号按一误差的大小与符号按一定规律变化。定规律变化。线性变化系统误差线性变化系统误差 周期性变化系统误差周期性变化系统误差 复杂规律变化系统误差复杂规律变化系统误差 113线性变化系统误差线性变化系统误差某长度为某长度为1 1m m金属刻尺金属刻尺的材料的材料随温度变化随温度变化的线的线膨胀系数为膨胀系数为(0.5+0.5t)m(0.5+0.5t)m，当偏离标准温度，当偏离标准温度5 5时系统误差有时系统误差有3 3mm。在丝杠测量中，由于丝杠轴心线安装偏斜所在丝杠测量中，由于丝杠轴心线安装偏斜所造成的造成的螺距累积误差螺距累积误差，随牙数或螺距的测量，随牙数或螺距的测量长度而线性变化。长度而线性变化。电子电位差计滑线电阻的磨损将导致累进系电子电位差计滑线电阻的磨损将导致累进系统误差；统误差；114周期性变化系统误差周期性变化系统误差仪表指针的仪表指针的回转中心与刻度盘中心有一个偏回转中心与刻度盘中心有一个偏离值离值e e，则指针在任一转角，则指针在任一转角处引起的读数误处引起的读数误差为差为L=L=e.sine.sin。此误差变化规律符合。此误差变化规律符合正弦正弦曲线规律曲线规律.齿轮、光学分度头中分度盘等齿轮、光学分度头中分度盘等安装偏心安装偏心引起的齿引起的齿轮齿距误差、分度误差，都是属于正弦规律变化轮齿距误差、分度误差，都是属于正弦规律变化的系统误差的系统误差 测量现场电磁场干扰会引入周期性系统误差等。测量现场电磁场干扰会引入周期性系统误差等。115复杂规律变化系统误差复杂规律变化系统误差微安表的指针偏转角与偏转力矩微安表的指针偏转角与偏转力矩不能保持不能保持线性关系线性关系，而表盘仍采用均匀刻度所产生的，而表盘仍采用均匀刻度所产生的误差；误差；复杂规律一般可建立诸如代数多项式、三复杂规律一般可建立诸如代数多项式、三角多项式或其他正交函数多项式等角多项式或其他正交函数多项式等数学模型数学模型来描述；来描述；116N(t)Ax只有随机误差只有随机误差N(t)Ax累进系统误差累进系统误差N(t)Ax恒定系统误差恒定系统误差N(t)Ax周期性系统误差周期性系统误差117n消除系统误