0608046101《计量方法与误差理论》教学大纲 课程 课程中 0608046101 计量方法与误差理论 学时 40 编号 文名称 ☑学位课 课程 课程英 口非学位课 Metrology Method and Error Theory 学分 2 性质 文名称 口其他 开课 ☑春 适用学科 适用 ☑硕士 科学技术与仪器，机械，电子通讯 时间口秋 (类别) 学生 口博士 先修课程 电路分析、概率论与数理统计 开课单位 电子科技大学自动化学院 大纲撰写人 周秀云，刘震 大纲审稿人 制（修）定时间 2019.5 课程简介（中英文） 计量方法与误差课程是“仪器科学与技术”一级学科下的“仪器仪表工程”专业研究生 学位基础课。本课程主要内容为：计量的基本概念和典型的计量方法，计量误差的来源和性 质，误差的估计和评定方法，减小或消除误差的措施，以及正确、快速地对实验数据进行分 析和处理的基本方法。 本课程是测试、计量技术专业的一门基础理论课程，根据仪器科学与技术人才培养目标、 新技术发展与应用的需求而开设，是仪器类专业的核心课程：同时，由于计量和误差分析在 机械、光学、遥感遥测等领域也有重要应用，故该课程可以作为全校众多相关专业的选修课 程。 MetrologyMethod and Erroris graduate student degree basic course for Instrument Science and Technology.The main content of this course include:the basic concepts ofmetrology,typical metrology methods and measurement tools of common measuring objects;measurement error sources and the nature of error,the error estimationmethods andresult evaluation methods;the measure of reduce or eliminate error;and to obtain ability of analyze the experimental data quickly and correctly deal with the experimental data. This course is the core course of instrument specialty,which is developed according to the student training objectives of Instrument Science,the demand of the technology development and application.Meanwhile,because metrology and error analysis have important applications in mechanical,optical and remote sensingand telemetry,this course can be used as an elective course for many related majors in the university
0608046101《计量方法与误差理论》教学大纲 课程 编号 0608046101 课程中 文名称 计量方法与误差理论 学时 40 课程 性质 学位课 □非学位课 □其他 课程英 文名称 Metrology Method and Error Theory 学分 2 开课 时间 春 □秋 适用学科 (类别) 科学技术与仪器，机械，电子通讯 适用 学生 硕士 □博士 先修课程 电路分析、概率论与数理统计 开课单位 电子科技大学自动化学院 大纲撰写人 周秀云,刘震 大纲审稿人 制(修)定时间 2019.5 课程简介（中英文） 计量方法与误差课程是“仪器科学与技术”一级学科下的“仪器仪表工程”专业研究生 学位基础课。本课程主要内容为：计量的基本概念和典型的计量方法，计量误差的来源和性 质，误差的估计和评定方法，减小或消除误差的措施，以及正确、快速地对实验数据进行分 析和处理的基本方法。 本课程是测试、计量技术专业的一门基础理论课程，根据仪器科学与技术人才培养目标、 新技术发展与应用的需求而开设，是仪器类专业的核心课程；同时，由于计量和误差分析在 机械、光学、遥感遥测等领域也有重要应用，故该课程可以作为全校众多相关专业的选修课 程。 MetrologyMethod and Erroris graduate student degree basic course for Instrument Science and Technology.The main content of this course include: the basic concepts ofmetrology, typical metrology methods and measurement tools of common measuring objects; measurement error sources and the nature of error; the error estimationmethods andresult evaluation methods; the measure of reduce or eliminate error; and to obtain ability of analyze the experimental data quickly and correctly deal with the experimental data. This course is the core course of instrument specialty, which is developed according to the student training objectives of Instrument Science , the demand of the technology development and application. Meanwhile, because metrology and error analysis have important applications in mechanical,optical and remote sensingand telemetry , this course can be used as an elective course for many related majors in the university
一、教学目标 计量技术是现代科学信息获取和处理的重要手段，是从事现代计量科学研究的必备基础。 由于测量过程总存在误差，离开测量数据精确度和可靠性而谈测量是没有意义的。本课程教 学目标为：旨在让学生了解计量的基本概念和典型的计量方法，了解常见计量对象的计量原 理、方法和计量工具，计量误差的来源和性质，掌握减小和控制误差的估计和结果评定方法， 以及具备正确、快速地对实验数据进行分析和处理的基本方法和能力。 通过该课程的学习，专业学位的研究生应具备对具体任务目标误差进行分配的能力，对 实际系统的实验测试数据进行分析和优化的能力：应具备电子测量仪器和电子测试的专业知 识，解决相关学科，相关行业中复杂计量问题的创新能力：提高仪器仪表工程领域专业学位 研究生对解决实际工程问题中必要的实验，分析，检测或计算的方法和技术的素质。 二、教学内容与要求 本课程共40学时，分为以下五章： 第一章：测试计量基础(6学时) 1本章教学内容：(1)计量学概论(1学时)，(2)量和单位制(1学时)，(3)量值传 递和检定测试(1学时)，(4)常见计量方法(2学时)，(5)计量误差的概念(1学时) 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解计量有关的基本概念，量值传递 与检定测试，掌握常见的计量方法。 3本章教学重点：(1)计量、计量学、计量基准、量值传递的基本概念，(2)常见的计量 方法。 4本章教学难点：(1)测试、测量、计量三者之间的区别，(2)常见的测试与计量方法。 第二章：各种物理量的测试计量(14学时) 1本章教学内容：(1)静态计量和动态计量、主观计量和客观计量、通过被测量的重建 进行测量的方法(2学时)，(2)基本测试计量方法(2学时)，(3)时间频率计量方法(2学 时)，(4)常用的电磁学计量方法(2学时)，(5)无线电电子测试计量方法(2学时)，(6)常 见的温度计量方法(2学时)，(7)光学测试计量方法(2学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解计量方法的分类及基本测试计量 方法，掌握各物理量的计量方法。 3本章教学重点：(1)微差计量法（原理）和符合计量法（特例零示法测电压、重合法 两种情况)、补偿计量法和调换计量法（原理、电桥测电阻）以及中介源测试计量法（三种
一、教学目标 计量技术是现代科学信息获取和处理的重要手段，是从事现代计量科学研究的必备基础。 由于测量过程总存在误差，离开测量数据精确度和可靠性而谈测量是没有意义的。本课程教 学目标为：旨在让学生了解计量的基本概念和典型的计量方法，了解常见计量对象的计量原 理、方法和计量工具，计量误差的来源和性质，掌握减小和控制误差的估计和结果评定方法， 以及具备正确、快速地对实验数据进行分析和处理的基本方法和能力。 通过该课程的学习，专业学位的研究生应具备对具体任务目标误差进行分配的能力，对 实际系统的实验测试数据进行分析和优化的能力；应具备电子测量仪器和电子测试的专业知 识，解决相关学科，相关行业中复杂计量问题的创新能力；提高仪器仪表工程领域专业学位 研究生对解决实际工程问题中必要的实验，分析，检测或计算的方法和技术的素质。 二、教学内容与要求 本课程共 40 学时，分为以下五章： 第一章：测试计量基础 (6 学时) 1 本章教学内容：(1) 计量学概论（1 学时），(2) 量和单位制（1 学时），(3) 量值传 递和检定测试（1 学时）， (4) 常见计量方法（2 学时），(5) 计量误差的概念（1 学时） 2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解计量有关的基本概念，量值传递 与检定测试，掌握常见的计量方法。 3 本章教学重点：(1)计量、计量学、计量基准、量值传递的基本概念，(2)常见的计量 方法。 4 本章教学难点：(1)测试、测量、计量三者之间的区别，(2)常见的测试与计量方法。 第二章：各种物理量的测试计量 (14 学时) 1 本章教学内容：(1)静态计量和动态计量、主观计量和客观计量、通过被测量的重建 进行测量的方法（2 学时），(2)基本测试计量方法（2 学时），(3)时间频率计量方法（2 学 时），(4)常用的电磁学计量方法（2 学时），(5) 无线电电子测试计量方法（2 学时），(6) 常 见的温度计量方法（2 学时），(7) 光学测试计量方法（2 学时）。 2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解计量方法的分类及基本测试计量 方法，掌握各物理量的计量方法。 3 本章教学重点：(1)微差计量法（原理）和符合计量法（特例零示法测电压、重合法 两种情况）、补偿计量法和调换计量法（原理、电桥测电阻）以及中介源测试计量法（三种
场合的基本原理)，(2)时间频率计量中的直接计量法测频、频差倍增法测频、相位重合法测 频、相位比较法测频。电学计量中的电压、电流、功率测试方法。电子计量测试中的高频电 压的计量方法（检波法和补偿法）、高频功率三种计量方法（重点掌握测热电阻电桥原理）、 替代法测衰减的基本原理、双T电桥测阻抗原理、失真度及其计量方法。温度计量测试中 的温标的概念及定义、常用的温度计量方法、热电偶测温原理。光学计量测试中的常用光电 探测器及其原理。。 4本章教学难点：(1)低频电学计量测试方法，(2)高频电子学计量测试方法。 作业：针对专业研究方向，写一篇相关的计量技术发展现状及趋势的综述报告。 第三章：静态测量误差及评定方法(8学时) 1本章教学内容：(1)随机误差的性质和数字特征及随机误差的分布(1学时)，(2)单 次和多次测量结果的精度指标(1学时)，(3)非等精度测量(1学时)，(4)系统误差及其 评定方法(1学时)，（⑤）粗大误差及其评定方法(1学时)，(6)误差的合成与分配(1学 时)，(7)标准不确定度的评定(1学时)，(8)测量不确定度的合成(1学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解静态误差分类及相关评定方法， 掌握误差的合成与分配原则以及不确定度的合成与评定。 3本章教学重点：(1)标准差的四种估计法、单次测量结果的精度指标、多次测量结果 的精度指标、不等精度测量的均值和精度的求解、定值系差的发现方法两种（对比检定法、 均值与标准差比较法)、变值系差的发现（马林科夫、阿贝、标准偏差不同公式检算法）、粗 大误差的发现(3σ准则、肖维勒准则、格罗布斯准则、t检验准则)、系统误差的合成、随 机误差的合成，(2)标准不确定度A类和B类计算方法、自由度的计算方法、标准不确定 度及自由度的合成方法以及扩展不确定度的概念及应用。 4本章教学难点：(1)不等精度测量的精度求解，(2)扩展不确定度的应用。 第四章：动态测量误差及评定方法(8学时) 1本章教学内容：(1)动态测试基本理论和发展趋势(1学时)，(2)动态测试误差及 其评定(3学时)，(3)动态测试误差的分离与修正(2学时)，(4)稳定与非稳定系统动态误 差修正(2学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解动态误差的基本概念，掌握动态 误差的典型处理方法。 3本章教学重点：(1)平稳/非平稳随机过程的特征量及估计，(2)各态历经随机过程
场合的基本原理），(2)时间频率计量中的直接计量法测频、频差倍增法测频、相位重合法测 频、相位比较法测频。电学计量中的电压、电流、功率测试方法。电子计量测试中的高频电 压的计量方法（检波法和补偿法）、高频功率三种计量方法（重点掌握测热电阻电桥原理）、 替代法测衰减的基本原理、双 T 电桥测阻抗原理、失真度及其计量方法。温度计量测试中 的温标的概念及定义、常用的温度计量方法、热电偶测温原理。光学计量测试中的常用光电 探测器及其原理。。 4 本章教学难点：(1)低频电学计量测试方法，(2)高频电子学计量测试方法。 作业：针对专业研究方向，写一篇相关的计量技术发展现状及趋势的综述报告。 第三章：静态测量误差及评定方法 (8 学时) 1 本章教学内容：(1)随机误差的性质和数字特征及随机误差的分布（1 学时），(2) 单 次和多次测量结果的精度指标（1 学时），(3) 非等精度测量（1 学时），(4) 系统误差及其 评定方法（1 学时），(5) 粗大误差及其评定方法（1 学时），(6) 误差的合成与分配（1 学 时），(7) 标准不确定度的评定（1 学时），(8) 测量不确定度的合成（1 学时）。 2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解静态误差分类及相关评定方法， 掌握误差的合成与分配原则以及不确定度的合成与评定。 3 本章教学重点：（1）标准差的四种估计法、单次测量结果的精度指标、多次测量结果 的精度指标、不等精度测量的均值和精度的求解、定值系差的发现方法两种（对比检定法、 均值与标准差比较法）、变值系差的发现（马林科夫、阿贝、标准偏差不同公式检算法）、粗 大误差的发现（3σ 准则、肖维勒准则、格罗布斯准则、t 检验准则）、系统误差的合成、随 机误差的合成，（2）标准不确定度 A 类和 B 类计算方法、自由度的计算方法、标准不确定 度及自由度的合成方法以及扩展不确定度的概念及应用。 4 本章教学难点：（1）不等精度测量的精度求解，（2）扩展不确定度的应用。 第四章：动态测量误差及评定方法 (8 学时) 1 本章教学内容：(1) 动态测试基本理论和发展趋势（1 学时），(2) 动态测试误差及 其评定（3 学时），(3) 动态测试误差的分离与修正（2 学时），(4)稳定与非稳定系统动态误 差修正（2 学时）。 2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解动态误差的基本概念，掌握动态 误差的典型处理方法。 3 本章教学重点：（1）平稳/非平稳随机过程的特征量及估计，（2）各态历经随机过程
的特征量及估计，(3)动态测试误差基本概念，(4)动态测试误差的估计，(5)动态测试误 差的分离与修正。 4本章教学难点：(1)平稳/非平稳随机过程的特征量及估计，(2)各态历经随机过程 的特征量及估计，(3)动态测试误差的估计，(4)动态测试误差的分离与修正。 第五章：动态测试数据处理方法(4学时) 1本章教学内容：(1)最小二乘法的数据处理(1学时)，(2)回归分析法的数据处理 (1学时)，(3)动态测试数据随机成分分析方法(1学时)，(4)动态测试数据确定性成分 分析方法(1学时)。 2本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解动态测试的经典方法和现代方法， 掌握经典误差处理方法和动态测试数据随机成分及确定性成分分析方法。 3本章教学重点：(1)最小二乘法处理的基本原理，(2)等精度/不等精度线性/非线性 函数的最小二乘运算一元线性回归法的处理方法，(3)显著性检验及失拟检验方法，(4)随 机成分的分析方法（滑动平均法）及确定性成分的分析方法（变量差分法）。 4本章教学难点：(1)不等精度最小二乘运算及非线性最小二乘法，(2)动态随机数据 处理方法。 作业：结合误差理论知识，以示波器检定为例，给出计量检定及相应的误差处理过程。 三、教学方式 以课堂讲授为主，讲授内容以教材和课件为主线，辅以计量及误差理论最新进展学术文 章、关键问题深度解析材料、科研项目实际案例文稿等。 四、考核方式与成绩评定 考核方式：闭卷考试 成绩评定：平时成绩（出勤10%+作业10%+检定报告或综述报告等20%）占40%，期 末考试成绩占60%。 五、教材及主要参考书目 教材： [1]《测试与计量技术基础》，周渭等编著，西安电子科技大学出版社，2004年 [2]《误差理论与数据处理》（第7版），费业泰等编著，机械工业出版社，2010年 参考资料： [1]《现代测试计量技术》，王江等编著，中国计量出版社，1990年
的特征量及估计，（3）动态测试误差基本概念，（4）动态测试误差的估计，（5）动态测试误 差的分离与修正。 4 本章教学难点：（1）平稳/非平稳随机过程的特征量及估计，（2）各态历经随机过程 的特征量及估计，（3）动态测试误差的估计，（4）动态测试误差的分离与修正。 第五章：动态测试数据处理方法 (4 学时) 1 本章教学内容：(1) 最小二乘法的数据处理（1 学时），(2) 回归分析法的数据处理 （1 学时），(3) 动态测试数据随机成分分析方法（1 学时），(4) 动态测试数据确定性成分 分析方法（1 学时）。 2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解动态测试的经典方法和现代方法， 掌握经典误差处理方法和动态测试数据随机成分及确定性成分分析方法。 3 本章教学重点：（1）最小二乘法处理的基本原理，（2）等精度/不等精度线性/非线性 函数的最小二乘运算一元线性回归法的处理方法，（3）显著性检验及失拟检验方法，（4）随 机成分的分析方法（滑动平均法）及确定性成分的分析方法（变量差分法）。 4 本章教学难点：（1）不等精度最小二乘运算及非线性最小二乘法，（2）动态随机数据 处理方法。 作业：结合误差理论知识，以示波器检定为例，给出计量检定及相应的误差处理过程。 三、教学方式 以课堂讲授为主，讲授内容以教材和课件为主线，辅以计量及误差理论最新进展学术文 章、关键问题深度解析材料、科研项目实际案例文稿等。 四、考核方式与成绩评定 考核方式：闭卷考试 成绩评定：平时成绩（出勤 10%+作业 10%+检定报告或综述报告等 20%）占 40%，期 末考试成绩占 60%。 五、教材及主要参考书目 教材： [1]《测试与计量技术基础》，周渭等编著，西安电子科技大学出版社，2004 年 [2]《误差理论与数据处理》(第 7 版)， 费业泰等编著，机械工业出版社，2010 年 参考资料： [1]《现代测试计量技术》，王江等编著，中国计量出版社，1990 年
[2]《电子测量原理》，古天祥等编著，机械工业出版社，2006年 [3]《误差理论与数据处理》（修订版），梁晋文等编著，中国计量出版社，2001年 [4]《测量误差及数据处理》，张世箕等编著，科学出版社，1980年
[2]《电子测量原理》，古天祥等编著，机械工业出版社，2006 年 [3]《误差理论与数据处理》(修订版)，梁晋文等编著，中国计量出版社，2001 年 [4]《测量误差及数据处理》，张世箕等编著，科学出版社，1980 年