1、每周五每周五8:2010:008:2010:00，二教，二教A409A409； 雙周三雙周三14:0015:4014:0015:40，二教，二教A213A213； 從第四周開始雙周的周三為實驗課。從第四周開始雙周的周三為實驗課。閉卷考試，卷面成績占總成績的閉卷考試，卷面成績占總成績的70 %70 %， 實驗占總成績的實驗占總成績的20 %20 %，平時成績占，平時成績占10%10%。沒有望遠鏡就沒有沒有望遠鏡就沒有天文學，沒有顯微天文學，沒有顯微鏡就沒有細胞學，鏡就沒有細胞學，沒有指南針就沒有沒有指南針就沒有航海事業航海事業 兩彈一星元勛王大珩兩彈一星元勛王大珩 中國科學院院士，中國工程院院士

2、。我國現代中國科學院院士，中國工程院院士。我國現代光學技術及光學工程的開拓者和奠基人之一。光學技術及光學工程的開拓者和奠基人之一。19991999年榮獲年榮獲“兩彈一星功勛獎章兩彈一星功勛獎章”。測量結果測量數值測量結果測量數值. .測量單位，測量單位，即：即：0 xxx圖11 測量的比較原理(a) 天平直接比較（b）彈簧稱間接比較被測物體的重量等于標被測物體的重量等于標準砝碼的重量準砝碼的重量被測物體的重量從度盤上讀數，因為，彈簧秤度盤被測物體的重量從度盤上讀數，因為，彈簧秤度盤上的刻度是事先與標準量進行比較的結果。上的刻度是事先與標準量進行比較的結果。被測對象測量人員測試儀器系統信 息顯

3、示感知和識別 對對象象屬屬性性影影響響影影響響影影響響測測量量策策略略、算算法法數數據據狀狀態態參參數數命命令令被被測測信信息息原原理理方方法法被被測測對對象象儀儀器器系系統統測測量量人人員員測測量量環環境境激激勵勵信信號號選選擇擇儀儀器器決決定定方方法法圖圖1 1- -3 3 測測量量的的基基本本要要素素執執行行測測量量操操作作測測試試數數據據處處理理測測量量結結果果顯顯示示結結 束束設設置置儀儀器器工工作作參參數數實實施施階階段段被被測測對對象象設設計計階階段段測測量量任任務務要要求求組組建建測測量量系系統統需需 求求 分分 析析擬擬定定測測量量方方案案現現有有儀儀器器設設備備選選用用測測

4、量量儀儀器器（測測試試硬硬件件平平臺臺）決決定定測測量量技技術術（測測試試軟軟件件平平臺臺）完完成成儀儀器器互互連連擬擬定定測測量量步步驟驟開開 始始論論證證階階段段Axx0AxxxxAxxAxCCxA0100%xA 100%AxA 100%xxx 100%mmmxx 0 0mx|mx |mx A AxAmAmx A mmmxxm %mxxSx2100%1.5% 1.5%100mxxSx1400%0.5%2%100mxxsx oxiVAV 20lg()xxGA dB 20lg(1)dBAAAAAxy1y2y電電量量變變換換（測測量量電電路路）信信宿宿點點非非電電逆逆變變換換（顯顯示示器器）被被

5、測測量量 x信信源源點點非非電電變變換換（傳傳感感器器）y1=f1(x)221( )yf y 32()yf y A321 ( )( )yfff xf x直讀式直讀式電壓表電壓表 K K1 1K K3 3K K2 2xu2u3 yu1y1y2y3信信源源點點信信宿宿點點 )(111uxKy)(2122uyKy)(3233uyKyy321123()y K K K x uuuKx u 123KK K K321123uuuuKK K （a a) ) 測測零零點點值值非非電電電電變變換換 K1主主體體電電非非電電變變換換 K3電電電電變變換換 K2傳傳感感器器變變換換電電路路顯顯示示器器（b b) )

6、測測標標準準量量非非電電電電變變換換 K1主主體體電電非非電電變變換換 K3電電電電變變換換 K2傳傳感感器器變變換換電電路路顯顯示示器器（c c) ) 測測未未知知量量非非電電電電變變換換 K1主主體體電電非非電電變變換換 K3電電電電變變換換 K2傳傳感感器器變變換換電電路路顯顯示示器器0 x0ysyxysx xxsxsy比較電路比較電路被測量被測量標準量標準量xs K1K2減減法法比比較較或或比比例例比比較較K3變變換換變變換換變變換換指指示示器器 uxusy0 0 xs（a a) ) 雙雙通通道道對對稱稱輸輸入入結結構構mu或 當當 則則skkx1212kk x s (b) 對稱橋式結

7、構(b) 對稱橋式結構s sx激勵源激勵源y=0y=02r1r當當 時，時， 12rxsr 12rr xs xs 微差法進行測量時，測量誤差公式：微差法進行測量時，測量誤差公式：測量儀器的誤差測量儀器的誤差 對測量的對測量的影響被大大地削弱影響被大大地削弱優點：測量速度快和測量準確度高。優點：測量速度快和測量準確度高。 xSxSx/ 0-v+vxs 替代法的測量原理 替代法的測量原理xs0 0-v-v+v+v2 2K KK K1 1（b) 零示法（b) 零示法(a) 偏轉法(a) 偏轉法xs0 0-v-v+v+v2 2K KK K1 1r r第一次平衡第一次平衡 第二次平衡第二次平衡 上兩式相

8、乘、開方得：上兩式相乘、開方得：12121()2xWWWWW11 2xW lWl 22 1xW lW l (a) 天平稱重(a) 天平稱重xWW1l1l2xWW2l1l212121()2xssssRRRRRh (t )系系 統統輸輸入入輸輸出出x ( t )y ( t )測測試試系系統統框框圖圖12( )( ,)nyf xyf x xx或被被測測對對象象（有有源源量量）測測量量系系統統（已已知知系系統統）響響應應的的讀讀出出與與顯顯示示信信號號響響應應被被測測對對象象（無無源源量量）測測量量系系統統（已已知知系系統統）響響應應的的讀讀出出與與顯顯示示響響應應 1響響應應 2測測試試激激勵勵（信

9、信號號源源）已已知知信信號號x1模模擬擬復復用用器器x2xnA/D處理器處理器D/A模模擬擬分分路路器器y1y2yn執行機構執行機構或顯示器或顯示器多多路路多多路路發發射射機機載載波波調調制制多多路路測測量量設設備備傳傳感感器器傳傳感感器器傳傳感感器器信信息息信信息息信信息息接接收收機機載載波波調調制制分分路路設設備備記記錄錄處處理理或或計計算算機機發發送送端端接接收收端端PLC前前端端機機計計算算機機顯顯示示器器智智 能能傳傳感感器器模模擬擬I/O開開關關I/O數數 據據采采集集站站壓壓力力溫溫度度電電壓壓阻阻抗抗報報答答狀狀態態標標準準總總線線被被測測電電路路驅驅動動器器電電平平比比較較器

10、器邏邏輯輯比比較較器器波波形形合合成成器器實實效效存存儲儲器器圖圖形形發發生生器器時時鐘鐘發發生生器器計計算算機機測測量量結結果果輸輸出出測測量量程程序序輸輸入入測測量量系系統統總總線線參參考考電電壓壓LSILSI測試系統的簡化框圖測試系統的簡化框圖 例：例：f=200.020kHzf=200.020kHz220kHz220kHz f f0 0=200kHz=200kHz則則 F=f-fF=f-f0 0=20Hz=20Hz20kHz20kHz覆蓋系數從覆蓋系數從1.11.1擴展到擴展到10001000L LC C振振蕩蕩器器fF=f-f0f0()xsxsmfmfm ffm f I/VAC/DC

11、放放大大或或衰衰減減A/DBCD/七七段段碼碼數數碼碼顯顯示示i傷傷痕痕比比較較校校正正顯顯示示工工件件光光源源光光信信號號電電信信號號濾濾光光片片透透鏡鏡固固體體圖圖像像傳傳感感器器放放大大標標準準樣樣板板被被測測量量標標準準量量xs比比較較電電路路yyHyL0ysx0-v+vxsx xs s （a）差差動動型型 （b）求求和和型型 （c）比比較較特特性性_+uxusuo_+uxus比比較較器器uousux0 xsuu12xsRuuR 21xsTUUT（a a）比例臂電橋）比例臂電橋 （b b）有源電橋）有源電橋 （c c）電壓電橋）電壓電橋 （d d）電流電橋）電流電橋3124ZZZZ11

12、22sxZUNUNZUsaRsRxbUo+_xossRURUoxssURRUR-S 觸觸發發器器tAtBQS RtBtAT 混混頻頻器器fAfBF F= =f f - -f fA A B B被被測測頻頻率率標標準準頻頻率率混混頻頻器器Ffxfs零零差差指指示示=fx- fscos2xmsmoKU UuKxyuxusuo=ux us+_數字比較器數字比較器數數字字比比較較器器N N1 1N N2 2Q Q12012()2CCUUCC交交流流放放大大器器相相敏敏檢檢波波器器低低通通濾濾波波器器交交流流信信號號源源UoCC12 2A1u2RR_+A2RR_+RRRUoRu1u3u4R01234UU

13、UUU/1iTU UosURI e1ln(/)lnoTisiUUU RIk UAUiDR1_+R2AUiR1D_+R2Uo圖圖2-20 指數電路和對數電路指數電路和對數電路對數對數對數對數加加 法法或減法或減法指數指數U1U2Uo12oUUU12oUUUAuiR1uc_+CiAui_+RuoCR1（a）基本積分電路）基本積分電路 （b）基本微分電路）基本微分電路2111( )toictUudt u tRC/oiuRCdu dtAfAfAfAf 模 擬 乘法器 積分器 開方器 放大器 2( )u t 201( )Tu t dtT 201( )Tu t dtT Uo x 201( )TUut dt

14、TyS x2012( )yf xSS xS x獲得靜態特性的方法： 對一個測量系統進行標定或定期進行校準。 即在規定的標準工作條件下（規定的溫度范圍、大氣壓力、濕度等），由高精度的標準發生器給出一系列數值已知的、準確的、不隨時間變化的輸入量xj，用高精度測量儀器測定被校測量系統對應輸出量yj,得到由(xj,yj)數值列出的數表、繪制曲線或求得數學表達式，即為被校準的測量系統的輸出與輸入的關系，亦稱之為靜態特性。 xyy=sxY=s + s x0 10非線性非線性0ySxyy=sxY=s + s x0 10( )ydySfxxdx輸出量的變化量輸入量的變化量 v u x y S1 S2 S3 1

15、23yvuySS S Sxxvumaxmin|Rxx|100%mHF SHY100%RF SRY/RKSnxy0maxy a bx maxmax|100%LyLHRAMTBFMTBF+MTTRA平均無故障時間平均無故障時間平均修復時間1101( )( )( )( )nnnnnnnd y fdy tdy taaaa y tdtdtdt11101()()()()mmmmmmd xtdxtdxtbbbbxtdtdtdt11101110( )( )( )mmmmnnnnb sbsb sbY sH sX sa sasa sa11110110( )()( )()nnmmnnmmY s a sa sas aX s b sbsbs b0( )( )(,0)stY sy t e dtsj 0( )( )stXsx t edt0()( )jtYjy t edt0()( )jtXjx t edt11101110()()()()()()()()()mmmmnnnnbjbjb jbY jH jX jajaja ja|( )|( )|( )|( )|YAHX( ) arctan ( )H 21( ) |( )|