一、測量的基本概念
測量或檢驗(yàn)是指人們用實(shí)驗(yàn)的方法,借助于一定的儀器或設(shè)備,將被測量與同性質(zhì)的單位標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較,并確定被測量對(duì)標(biāo)準(zhǔn)雖的倍數(shù),從而獲得關(guān)于被測量的定量信息。測量過程中使用的標(biāo)準(zhǔn)量應(yīng)該是國際或國內(nèi)公認(rèn)的性能穩(wěn)定的量,稱為測量單位。
測量的結(jié)果包括數(shù)值大小和測量單位兩部分。數(shù)值的大小可以用數(shù)字表示,也可以是曲線或者圖形。無論表現(xiàn)形式如何,在測量結(jié)果中必須注明.單位。否則測量結(jié)果是沒有意義的。
檢驗(yàn)技術(shù)比測量有更加廣泛的含義,它是指下述的全面過程:按照被測量的特點(diǎn),選用合適的檢測裝置與實(shí)驗(yàn)方法,通過測量和數(shù)據(jù)處理及誤差分析,準(zhǔn)確得到被測量的數(shù)值,并為進(jìn)一步提高測量精度、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法及測量裝置性能提供可靠的依據(jù)。
一切測量過程郊包括比較、示差、平衡和讀數(shù)等四個(gè)步驟。例如,用鋼卷尺測量棒料長度時(shí),首光將卷尺拉出與棒料平行緊靠在一起,進(jìn)行“比較”;然后找出卷尺與棒料的長度差別,即“示差”;進(jìn)而調(diào)整卷尺長度使兩者長度相等,達(dá)到“平衡”;最后從卷尺刻度上讀出棒料的長度,即“讀數(shù)”。
測量過程的核心是比較,但被測量能直接與標(biāo)準(zhǔn)量比較的場合并不多,在大多數(shù)情況下是將被測量和標(biāo)準(zhǔn)量變換成雙方易于比較的某個(gè)中間變量來進(jìn)行的。例如,用彈簧秤稱重。被測重量通過彈簧按比例伸長,轉(zhuǎn)換為指針位移,而標(biāo)準(zhǔn)重量轉(zhuǎn)換成標(biāo)尺刻度。這樣,被測量和標(biāo)準(zhǔn)量都轉(zhuǎn)換成位移這一中間變量,可以進(jìn)行直接比較。
此外,為了提高測量精度,并且能夠?qū)ψ兓?、持續(xù)時(shí)間短的動(dòng)態(tài)敏進(jìn)行測量,通常將被測量轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號(hào),利用電子裝置完成比較、示差、平衡和讀數(shù)的測量過程。因此,轉(zhuǎn)換是實(shí)現(xiàn)測址的必要手段,也是非電量電測的核心。
二、測量方法
測量方法是實(shí)現(xiàn)測量過程所采用的具體方法,應(yīng)當(dāng)根據(jù)被測量的性質(zhì)、特點(diǎn)和測量任務(wù)的要求來選擇適當(dāng)?shù)臏y量方法。按照測量手續(xù)可以將測量方法分為直接測量和間接測量。按照獲得測量值的力一式可以分為偏差式測量、零位式測量和微差式測量。此外,根據(jù)傳感器是否與被測對(duì)象直接接觸,可區(qū)分為接觸式測常和非接觸式測量。而根據(jù)被測對(duì)象的變化特點(diǎn)又可分為靜態(tài)測量和動(dòng)態(tài)測量等。
1、直接測量
用事先分度或標(biāo)定好的測量儀表,直接讀取被測量結(jié)果的方法稱為直接測量。例如,用溫度計(jì)測量溫度,用電壓表測量電壓等。
直接測量是工程技術(shù)中大量采用的方法,其優(yōu)點(diǎn)是直觀、簡便、迅速,但不易達(dá)到很高的測量精度。
2、間接測量
首先,對(duì)和被測量有確定函數(shù)關(guān)系的幾個(gè)量進(jìn)行測量,然后,再將測量值代入函數(shù)關(guān)系式,經(jīng)過計(jì)算得到所需結(jié)果。這種測量方法屬于間接測量。例如,測量直流電功率時(shí),根據(jù)P = IU的關(guān)系,分別對(duì)I 、U進(jìn)行直接測量,再計(jì)算出功率P。在間接測量中,測量結(jié)果y和直接測量值Xi(i - 1,2,3, ...)之間的關(guān)系式可用下式表示:
y=f(x1,x2,x3,....)
間接測量手續(xù)多,花費(fèi)時(shí)間長,當(dāng)被測量不便于直接測量或沒有相應(yīng)直接測量的儀表時(shí)才采用。延伸閱讀:安全檢測