测量学的应用汇总十篇

序论：好文章的创作是一个不断探索和完善的过程，我们为您推荐十篇测量学的应用范例，希望它们能助您一臂之力，提升您的阅读品质，带来更深刻的阅读感受。

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中图分类号：TV198 文献标识码：A

收录日期：2014年5月4日

数学的应用早已深入到众多其他学科领域，对其他学科领域的发展起到了越来越重要的作用。不仅如此，数学在其他学科领域的应用根据所应用学科自身的性质、特点、层次等呈现出不同的表现形式。测量学中的两大基本问题：对测量成果的计算（常称内业成果计算）和对测量误差的分析，都要用到诸多数学原理、方法和知识。本文将从基本特点、基本内容等方面，浅析数学在测量学中的基础应用。

一、基本特点

（一）基础性。在测量学中应用到的诸多数学原理、方法、知识，特别强调其基础性，所应用的数学知识也几乎都是最基本的，不适合做复杂的推导，也不适合做过多的数学延伸。通过分析，可以发现数学知识让测量学更简洁、准确、精确；比如三角和平面解析几何的知识，将测量学中的基本计算问题，几乎完全转化成了数学问题，尤其是平面解析几何知识的应用，让相关测量结果计算变得方便、直接。而直接影响测量精度的误差问题，更是直接应用了概率统计和微分学的基本原理、方法和知识作为工具，同样较完美的将测量学的误差问题转化成了数学问题，为提高测量精度提供了数学理论基础。

（二）专业性。在测量学中应用到的诸多数学原理、方法、知识，是服务于测量学的，所以更多的体现了其专业性。几乎每一个数学知识的应用，都有其特定的应用背景。数学知识的应用和安排是服从于“解决专业问题”这条主线的。在这种角度下，数学知识之间并不要求严格的逻辑顺序；比如三角和平面解析几何的知识就贯穿了整个测量学的基本计算问题，但其间却又同时穿插了概率统计和微分学的知识，用以解决分析测量误差的问题。

（三）综合性。在解决测量学中的两个基本问题：测量成果的计算和测量误差的分析时，除了测量学本身的要求和数学的强大工具性外，还要用到很多其他学科的知识，比如地理学、物理学的应用等，这是学科间的综合。即便是数学原理、方法、知识本身的应用，也不是孤立、单一的；同一个测量学问题的解决往往同时应用多个数学知识。

二、基本内容

（一）三角与平面解析几何紧密结合共同解决测量成果计算问题。在测量学中，三角知识的应用是非常普遍的，尤其是在进行测量成果的计算时，从水准测量到角度测量再到距离测量以及直线方位测量、平面控制测量、高程控制测量等等，无一不以三角知识为基础。不仅如此，三角知识还往往与平面解析几何紧密结合，共同来解决测量成果的计算问题。

1、三角的知识是基础中的基础。在测量学中，三角知识应用相当广泛，从勾股定理到正弦、余弦、正切、余切再到反正切、余弦定理等等，从不同方面完成了对测量成果的计算问题。比如，在分析水准尺倾斜产生的影响时，要用到余弦的知识。这样的例子几乎贯穿了整个测量学的基础应用。可以说，三角的知识是测量学中基础的基础。

2、平面解析几何将测量成果计算变得更加直接、简单。如前所述，三角的知识几乎贯穿了整个测量学的基础应用，而与平面解析几何基本原理、方法和知识的结合，则使测量成果的计算有了质的飞跃，这当然直接得益于解析几何自身的优势，将几何如三角的问题转化成了代数的问题，不仅使测量成果的计算更加系统化、统一化，还使测量成果的计算变得更加直接、简单。需要说明的是，数学上通用的平面直角坐标系与测量学中实际应用的坐标系是有一定的区别的，但它们的算理都是一样的。解析几何的原理、方法和知识在测量学中最基本的应用主要在于确定点的坐标、测算两点间的距离、确定两点间的坐标方位角等等。

（二）概率统计与微分学合力完成对测量误差的分析。中误差是测量学中关于测量误差分析部分的重要概念，也是误差分析的主要内容之一。从测量误差统计规律的揭示到测量中误差的定义再到它的计算以及它的变化等等，无不用到数学的原理、知识和方法，而其中最显著的是概率统计与微分学的应用，它们结合起来共同完成了对测量误差的分析。

1、概率统计揭示了测量误差的基本规律。测量学中指出，产生误差的原因很多，误差的种类也各不相同，大致涉及仪器的、人为的和环境的三个方面。测量学最关心的是那些不可避免的客观存在的偶然误差。对偶然误差的基本规律进行的研究、描述，离不开概率统计的知识，最基本的一点就是：偶然误差是不确定的，但随着观测对象的增加又会呈现越来越明显的统计规律。关于偶然误差的统计规律指出：偶然误差具有有限性、显小性、对称性和抵消性；而更进一步系统性理论性的规律则是通过概率统计中最重要的正态分布体现出来的。需要补充说明的是，偶然误差的“抵消性”更是直接指导了实际的测量学外业工作，在角度测量、直线方位测量等实地测量工作中，往往通过左、右测量或往、返测量等方向性相反的测量和多次测量来抵消仪器整平等过程中产生的误差。

偶然误差的抵消性用数学式子可以表示为：

■■=0，

i为各次测量的真误差，n为测量总次数，可以看出，当观测次数无限增多时，偶然误差的算术平均值接近于零。

2、概率统计的基本原理给出了测量中误差的定义。误差的常见基本定义，是测量值与理论真值之间的差，在测量学中依然适用。需要说明的是，测量学在定义测量误差的时候，引入了统计学的基本原理作为参考，那就是：实际测量工作中，需要对目标反复测量以提高测量精度、降低测量误差，而测量误差作为单独的研究对象时，是符合概率统计关于随机变量的基本知识的。需要指出的是，测量学中极其重要的“中误差”概念更是直接应用了随机变量的统计规律性加以定义：m=±■，m称为中误差，i为各次测量的真误差，n为测量总次数。从“中误差”的定义式不难看出，它充分考虑了各次测量真误差之间的关系、差异，是一个综合性的概念，也是衡量观测精度的一个可靠标准，进一步分析，还可看出，它的表达式非常类似于一般概率统计中标准差的概念，当然也就描述了针对同一观测对象一组观测真误差的平均离散程度。

3、微分学完成了对测量误差传播定律的定量分析。测量学的一大特点是，很多量的测量不是通过仪器直接测量、读数完成的，而是借助于其他的已完成的测量成果，通过一定的计算，间接完成的。比如一个简单的例子，要测量一块矩形场地的面积，是通过先测量矩形的长、宽，再利用矩形的面积公式计算得出面积。可以理解，由于各种原因，在测量矩形的长、宽时，不可避免的会产生误差，而这个误差将导致矩形的面积这个间接得到的量也产生相应的误差，这个误差既不是长的误差，也不是宽的误差，但是跟长、宽这两个直接的量都有关系，用测量学专业的语言描述，就是误差被传播了。用数学的语言描述就是，间接观测值是直接观测值的函数，而且间接观测值的中误差必然与直接观测值的中误差密切相关，其间对于这种关系的阐述就是误差传播定律。

误差传播定律包含了丰富的内容，主要有观测值的和或差的函数中误差（如为了求得两点间的高差，在两点间设置若干观测站时）、观测值倍数函数的中误差（如在不同比例尺的地形图上量算两点间实地距离）等等。但是由于借助了数学的高度抽象性，这些类型的中误差都可以概括为一般函数的中误差，并最终统一为一个数学式子：

m=±■m■■+■■m■■+…+■m■■，其中，x1、x2、…xn为n个独立的直接观测值，其中误差分别为m■、m■、…、m■，z=f（x1，x2，…，xn）为间接观测量与直接观测量之间的函数关系，■为间接观测量对第i个直接观测量的偏导数。从误差传播定律的数学式子可以看出，正是微分学的知识完成了对测量误差传播定律的定量分析，其中函数的建立和偏导数的计算又是关键的步骤。

篇（2）

一、研究背景

据统计，全球有将近50%的成年人因缺少可以进行信用评估的数据被排除在信贷系统之外。为了帮助更多的个人和小微企业获得贷款，扩大贷款的客户群，促进普惠金融发展，很多征信机构或信用评分公司开始探索基于替代性数据对客户进行信用风险评估。目前看来，使用的替代性数据包括公用事业支付记录、电子商务交易信息和付款信息、心理测试数据以及少量社交媒体数据等。这其中，基于心理测量方法的信用评估受到推崇。心理测量是用来衡量个人态度、行为或在某种情况下认知能力的标准评估方法，通过分析心理测试数据可以预测还款意愿，并能生成帮助放贷机构评估借款申请人信用风险的信用评分。行为金融研究表明，个体差异解释了消费者偏离经济最优决策的原因［1］，也就是说，一个人的个性与债务积累、消费支出模式以及规划和预算行为有关。比如，尽职尽责的人往往不会花钱购买超出他们负担的物品，一旦发生了购买行为，就会努力履行他们的责任，而缺乏自律和粗心预算则是个人债务积累的主要原因，因此，在使用信贷之前用理性决策方法评估购买的人随后不太可能陷入财务困境。在此基础上，Bernerth等人分析了心理测量结果和信用评分之间的关系，研究发现责任心和信用评分成正相关关系，而宜人性和信用评分成负相关关系［2］。换句话说，越有责任心的人信用评分越高，而宜人性越高的人可能会因为性格中的信任、顺从和宽容等特质，容易为他人牺牲个人资源而做出无法实现的承诺，因而信用评分越低。目前，部分征信机构或信用评分公司基于心理测量学进行信用评分并将其进行了实际应用，其应用效果如何、存在哪些不足，都关系着信贷机构以及借款方的切身利益，是双方关心的热点问题。因此，本文将通过分析征信机构和信用评分公司将心理测量学应用于信用评分的研究和实践结果，总结当前基于心理测量学的信用评分市场的现状与不足。

二、心理测量学与信用评分

（一）心理测量学的概念和历史演变

心理测量学是一门有关心理评估的科学，通常被视为心理学的一个分支，但其影响远不止于此［3］。人们在很多时候都需要经历评估，比如在学校学习期间接受测试以衡量学生的表现；在学校学习结束时接受测试以获得学历证书；当需要通过信贷购买或申请抵押贷款时，必须填写以相同方式评分的表格。评估形式有很多种，包括面试、考试、实践等。但是，尽管应用和表现形式多种多样，但所有评估都有一套共同的基本特征，即它们应该是可靠的、有效的、标准化的、没有偏见的。评估方法有好有坏，而心理测量学可以最大限度地提高评估质量。心理学领域的其他方面都没有对个人日常生活产生这样的影响。心理测量学的历史可以追溯到很久以前。达尔文的表弟弗朗西斯高尔顿爵士（SirFrancisGalton）对人类智力的演变特别感兴趣，他在1869年出版了《遗传天才：对其规律及结果的探究》一书。该书研究了人们拥有的不同特征，以及这些特征如何使一部分人比其他人更优秀。这些差异正是科学心理学研究的重要领域。心理测量学的早期理论和应用工作主要是为了测量智力。高尔顿在研究中设计并包含了心理测验。美国科学家詹姆斯麦基恩卡特尔（JamesMckeenCattell）扩展了高尔顿的研究，并于1887年建立了世界上第一个心理测量实验室。他们开发的观察和分析技术是心理测量学的基础［4］。心理测量学的另一个主要焦点是人格测试，目前已有一系列理论方法来概念化和衡量人格。一些为人熟知的工具包括明尼苏达多相人格量表、五因子模型（或“五大人格理论模型”）、个性与偏好量表，以及迈尔斯-布里格斯类型指标等工具。这些测量工具在不同人群和许多语言版本中经过几十年的不断测试与发展，结果表明其测试是有效的、可靠的。

（二）引入心理测量学的信用评分

信用评分是基于借款人（个人或者企业）的信用信息，通过一些统计分析方法，预测借款人未来的违约概率，通常用一个数字来表示个人或者企业的信用高低。信用评分被应用于多种领域，比如放贷机构使用信用评分来决定是否提供贷款以及收取多高的利率；医疗服务提供者使用信用评分来确定患者是否会获得免费或折扣护理；保险公司使用信用评分来决定是否承保汽车和房主的保险；雇主在背景调查中使用信用评分来进行招聘决策。信用评分也被用来帮助投资者判断其在资产支持证券中的风险敞口，或者将医疗保健行业的应收账款分配给收款机构。在所有这些应用中，高信用得分的客户会带来更高的收益，而低信用得分的客户则与较高的成本相关联［5］。

1.基于传统数据的信用评分

根据用于信用评分的信息，可以分为三类信用评分［6］。第一类是申请评分，用于评估和决定新申请人的信用，该评分主要基于客户在申请信贷时提供的信息（例如社会人口统计数据、可支配收入、担保人、贷款金额等）。第二类是行为评分，用于根据现有客户的信用和当前账户的行为（例如余额、支付历史、存款、信用卡的使用情况等）对现有客户进行分类。第三类是根据企业的财务信息对公司及其所有人进行信用评分。信用评分模型可以分为两大类：判别分析方法和机器学习方法［6］。判别分析是开发信用评分系统的第一种方法。在零售银行业务中，主要集中在消费贷款和商业贷款这两类贷款的授信方面。比如在金融领域使用最多的逻辑回归方法和线性规划方法。另一类是机器学习方法，比如支持向量机、神经网络、遗传算法［7］，这些方法均应用于信用评分模型的开发。

2.基于心理测量学的信用评分

为了解决薄信用客户很少或者没有机会获得信贷的问题［6］，并且鉴于通过消费者心理可以预测消费者行为并在众多领域得到验证（比如资金管理［8］、购买行为等），心理测量学方法被引入信用评分领域。Perry（佩里）使用调查数据来检验人格对信用评分的影响，并且还发现与教育、收入和年龄增长相关的得分较高，但与健康状况不佳、失业和收入较低相关的得分较低［9］。该研究还描述了一项针对受访者的测验，该测验显示出信用评分越高，受访者的金融知识越丰富、对生活的控制感越强。Arráiz（阿拉伊兹）等人研究了由EntrepreneurialFinanceLab（创业金融实验室，简称EFL）设计的用于信用评分的心理测量学测试，研究发现心理测试有助于没有信贷记录的企业家获得信贷［10］。

三、基于心理测量学的信用评分实践分析

基于以上研究成果，EFL（创业金融实验室）、VisualDNA（视觉基因）、Compuscan（莱索托康普斯坎）和Coremetrix（库尔测量）等征信机构或信用评分公司，与放贷机构合作，通过采用调查问卷的方式获得客户的心理测试数据，在分析这些数据的基础上，对客户的个人信用风险进行了评估，取得了良好的效果。

（一）EFL

EFL由Klinger（克林格）博士和DJDiDonna（丹尼斯迪东纳）于2010年创立，是最早采用心理测量信用评分的信用评分公司，截至目前已有十几年的历史。该公司认为每个人都拥有自己的人格特质，而这些特征可以帮助他们了解客户的风险画像，进行信用风险评估。EFL基于25个以上的人格特质识别出可能会偿还借款的客户，这些人格特质包括控制点、流体智力、冲动、自信、延迟享乐、责任心等。其中，控制点是指个体认识到的控制其行为结果的因素；流体智力是一种以生理为基础的认知能力，如知觉、记忆、运算速度、推理能力等；延迟享乐是指延后得到某物的时间，从而得到更大的利益。EFL发现冲动型客户和其他客户相比拥有更高的违约率，拥有高贴现率的客户比拥有低贴现率的客户的风险性更高，等等。EFL评分的实践结果表明，在肯尼亚，心理评分最低的25%客户的违约率是心理评分最高的25%客户的7倍。此外，基于EFL评分，EFL的合作伙伴可以在不提高违约率的情况下增加15%～35%的投资组合［12］，在不减少业务量的情况下违约率减少了16%～72%［13］。

（二）VisualDNA

VisualDNA成立于2006年，是一家消费者洞察和分析公司，该公司将大数据技术和心理测量学相结合，基于传统的五大人格理论模型（即开放性、责任心、外倾性、宜人性和情绪稳定性五个维度），同伦敦大学学院、剑桥大学和哥伦比亚大学的学者对五大人格理论模型赋予了新的解释，建立了自己的模型。在他们建立的模型中，开放性是指具有想象、审美、情感丰富、求异、创造、智能等特质［14］。开放性低的人不喜欢冒险，更倾向于主流和经过考验的事物，思考方式比较实际和直接，思想比较保守；而开放性高的人则相反，喜欢冒险，愿意尝试新鲜或者与众不同的事物，信仰自由。责任心显示胜任、公正、条理、尽职、成就、自律、谨慎、克制等特点。责任心低的人拥有无忧无虑、随和的生活态度，他们花在做决定上的时间较少，选择比较大胆，这意味着他们更加自信，对于现状比较满意；责任心高的人则具有强烈的责任感，做事情深思熟虑、有条理，尽管为人相对谨慎，但同样雄心勃勃。外倾性表现出热情、社交、果断、活跃、冒险、乐观等特质。外倾性低的人在社交场合比较矜持，为人较为冷静和严肃；外倾性高的人善于交际、更合群，天生精力充沛，与外倾性低的人相比，更加自信和快乐。宜人性具有信任、利他、直率、依从、谦虚、移情等特质。宜人性低的人通常出于自身利益行事，不太可能为了迁就他人而在行为上做出让步，对他人漠不关心，天生多疑；而宜人性高的人是利他主义者，有同情心，真诚，信任他人。情绪稳定性是指保持情绪稳定的能力，具有平衡焦虑、敌对、压抑、自我意识、冲动、脆弱等情绪的特质。情绪不稳定的人易感到焦虑和不安，能够敏锐地感受到他人的情绪，尤其是负面情绪，顺从但不武断，常沉思和自我反省；而情绪稳定的人，自信，有韧性，善于抵御外部负面事件，能够控制自己的负面情绪，即使是在社交场合，也会感到平静和自在。VisualDNA使用该模型设计了基于图像的调查问卷，从收集到的数据中对客户的偿还意愿进行了有效预测，在俄罗斯、土耳其、墨西哥、马来西亚、波兰和南非的众多零售银行的信用卡和个人贷款业务中，在同等业务量的情况下违约率减少了23%，并使得50%以上薄信用客户获得贷款［15］。

（三）Compuscan和Coremetrix

篇（3）

引 言

以计算机和网络为代表的现代信息技术的迅猛发展，使高校教育模式面临着深刻的变革——教育信息化。教育信息化是一种以现代信息技术为基础，通过将现代教育思想、教育理论与网络技术、数据库技术、多媒体技术和3S技术等的有机结合，实现现代的测量教学，改变了传统的教学观念和工程技术人员培养方式。测量学是一门与工程建设密切相关的课程，把现代信息技术应用到测量学课堂中，能达到形象直观，轻松易懂，高效方便，既有图片，又有文字解释说明等特点，改变了传统教学，取得对测量教学手段和信息全方位的展示，使学生的学习积极性、主动性、创新性、实践性得以大大提高，丰富了测量课堂内容及信息。

1 现代信息技术在我校测量教学中的应用

1.1 现代信息技术应用于我校测量教学的意义

新时代教学技术是把现代信息技术应用到学习过程管理和评价，及对测量教学资源的最大开发、使用。研究多媒体技术、计算机技术、网络通信技术等，以帮助解决传统测量教学存在的课程信息量小，枯燥乏味，不联系工程项目等问题。目前，我校测量仪器数量不足，缺乏新型的测量仪器设备，GPS仪器只有一套，三维激光扫描仪器没有，全站仪过少，而测量实验课时少，需要学习测量仪器却较多，学校所学测量知识和技能远远无法满实际工程要求。而利用全站仪仿真软件可以让学生身临其境学习全站仪操作技术，可通过网络技术模拟施工现场的测量工作，可以看公路测量工程项目视频了解公路测量全部教学内容，还可以看卫星测绘工程项目视频了解GPS测量全部教学内容，总之，应用多媒体技术、计算机技术、网络通信技术可以改变传统测量教学方式，极大提高测量课堂教学效率，丰富教学手段，取得良好测量教学效果，对提高测量教学质量有极大帮助。

1.2 应用研究内容

1.2.1 现代信息技术概念

现代信息技术以网络为基础，利用先进信息化手段和工具，以“把学校建设成以面向校园，面向社会的超越时间、超越空间的虚拟大学”为目标，实现从环境（包括设备、教室等）、资源（如图书、讲义、课件、信息等）、到活动（包括教、学、管理、服务、办公等）的全部数字化，形成一个数字化空间，使得课堂教学在时间和空间上延伸开来，从而提高传统课堂教学的效率，扩展传统课堂教学的功能，最终实现教育过程的全面信息化。

1.2.2 现代信息技术特点

现代信息技术作为21世纪大学的概念模型，应积极利用行业教育知识库，实现从服务器、网络等硬件环境，到教学、科研、管理等应用软件系统的一体化校园数字应用空间，实现资源全球化、教学网络化、教材多样化、管理智能化、环境虚拟化等。（1）资源全球化：利用互联网，使全球教育资源连为一体，供用户使用。（2）教学网络化：利用网络技术构建远程教育模式，组建数字化学习环境，为学生异地自主学习提供条件。（3）教材多样化：利用多媒体技术，特别是超媒体技术，实现教学内容结构化、动态化和形象化。（4）管理智能化：通过一系列软硬件智能技术使高校教学管理自动化、智能化。如教学评价自动化、测试自动化、决策智能化等。（5）环境虚拟化：多媒体网络传输技术和虚拟现实技术等的发展，使教学活动可以脱离物理时空的限制，实现虚拟化教育环境的构建，如虚拟图书馆、虚拟教室、虚拟实验室、虚拟校园等，组成虚拟教学平台，应用现代化的教学媒体和教学手段，提高学生学习热情，改善教学环境，达到提高教学质量的目的。

1.3 应用信息技术在我校测量教学中的作用

1.3.1 能加大测量课堂教学信息量

在固定50分钟课堂时间内，首先它极大地提高了传递测量教学内容的速度和内容，加大测量教师所授知识的广度和深度，达到教学内容多样、新颖，还能随时介绍测绘新技术，节约时间，收到了较好效益，第二。利用现代教育技术媒体，呈现多种形式的测量教学信息，为教与学增加了互动性，有较好测教学平台，能保证为学生提供优质测量教学服务，建立一个完整的、多渠道、全方位、全时段的测量教学方式，促进了对测量教学知识的理解和掌握，发展操作测量仪器能力，对开发工程测量创新能力有较好促进作用。

2.3.2 应用信息技术，改变传统测量教学，激发学生学习兴趣

应用多媒体技术建立真实、形象的工程测量实习全过程，虚拟地建立起与建筑施工现场一样的场景，它能使幻灯、动画、录像、电影、声音于一体，身临其境，真实、形象、生动展示测量仪器在工程施工中应用，直观讲解水准仪、经纬仪、全站仪和GPS的使用方法及步骤，使学生能形象、直观地听懂、理解、消化所学知识内容。在测量教学全过程中用现代教育技术媒体可放入测绘各种新技术信息，对丰富测量教学内容，加深学生学习印象，激发学习激情都有好处，现代教育技术媒体能对学生形成多种感官的刺激，反复使用，随时使用，调动学生对测量学习的积极性。

1.3.3 现代教育技术在工程测量集中实习中的应用

应用现代教育技术能对2周测量集中实习内容的进行反复学习，在实习前观看测量实习视频（MP4），把水准仪、经纬仪、全站仪和GPS仪器及各部件的作用、仪器操作步骤及注意事项、维护保养，反复对学生讲解，加深了学生对测量仪器印象，而信息技术媒体的快速、准确、生动、形象、集中、典型、精粹的优势，在工程测量集中实习中得以最大限度充分发挥作用。

1.3.4 充分利用网络资源，改变传统测量教学方式

全球互联网络的建立，对传统测量教学方式无疑是一次革命。应用现代教育信息技术，实现全球高校测量学实践教学资源互联互通，实现教学资源共享，达到全球无围墙的学校教育模式，使学生摆脱了课堂的时间和地域的限制，同时也可节约实践教学经费。

1.3.5 应用信息技术，建立现代测量教学模式

信息技术下的实践教学是培养创新人才的重要手段。应用信息技术培养学生的创新性思维和创新能力，就是通过信息技术的应用，使学生掌握对地理信息获取、分析、处理、创新的能力。信息技术的应用为学生提供了一个有利于学习者观察、比较的信息化教学环境，开发了有助于创造教学的软件资源，探索并构建创新教育的新模式。在现代教育新模式下，学生自主设计实习内容，把以测量学习、测量实验、测量实习为主的传统方式，改变成以应用性、创新性学习、实习为主的现代测量教学模式。

2 把现代信息技术应用到测量教学中

2.1 虚拟现实技术应用

它是以计算机技术为核心，综合利用计算机图形学、人机交互技术、多媒体技术、网络技术、传感技术、视听技术、人工智能等各种新技术，模拟人在工程环境中视、听、动等行为的高级人机交互技术，达到对工程现实世界的虚拟仿真。

VR技术能为测绘的教学、科研、工程应用，及新技术新仪器试验提供较高平台，特别对测量教学水平有较大提高。例如：（一）利用虚拟现实技术构造各种测量虚拟实验室，可以有效地解决实验条件与实验效果之间的矛盾。（二）建力数字化校园三维交互漫游系统，提供全校教学资源三维全景展示，方便学生和老师充分利用全校教学资源自主自由学习工作，进行数字化教学。（三）在课堂教学中制作地形测图，施工测量，变形观测动画，达到形象直观，快速，高效。联系工程实际的教学方式，取得良好的测量教学效果，同时使老师、学生、家长等仅需要通过电脑和网络，就能身临其境地感受优美的校园风光、良好的教学环境和教学资源等。

2.2 “3S”技术在教学中展示

“3S”技术包括GPS（全球定位系统）、GIS（地理信息系统）、RS（遥感技术），其中GIS具有独特的空间信息管理和分析功能，RS具有方便快捷的数据更新能力，GPS具有信息准确定位及强大的导航功能。测绘过程就是地表地理信息的获取、处理和应用，“3S”技术已包括在里面，全国数字城市建设，智慧城市建设，全国基础地理信息空间框架建设，我国卫星空间测绘技术等重大工程项目讲解测绘技术已应用到国民经济方方面面，与测量教学密切相关。

3 信息技术应用与测量教学模式的发展方向

充分利用信息技术，提高教学管理效率和质量，创建多层次、创新型、开放式的高等院校，培养适应信息社会要求的创新型和应用型人才。

3.1 建立全球教学资源互联互通系统

实现全球教学、科研、生产合作：加快科研信息的传播，促进国际性学术交流，掌握科技前沿动态，开展网上合作研究，促进最新科研成果向教学领域的转化，以及科研成果的产业化和市场化，从而大大提高科研的创新水平和辐射力。

3.2 建立现代信息技术测绘教学模式

最大限度应用多媒体、网络技术实现高质量测绘教学资源、科研信息资源和测绘专家智力资源的共享与传播，实现全开放，师生互动，学生主动式、协作式、研究型的教学模式，从而为培训信息时代高素质测绘人才服务。

3.3 搭建“公共基础服务体系”

建设高质量的数字化图书馆、档案馆、博物馆、艺术馆等，开展电子商务、电子医疗等各种网络化服务项目，提供面向全校师生的教学、科研、管理、生活等方面的网络服务，形成智能型的公共服务体系，为我校高水平的测绘教学、利研和管理等提供强有力的支撑。

4 结束语

随着科技的不断进步，测绘技术也在不断地变更和发展，从最初的传统测绘到数字化测绘，今后测绘技术将向地理信息综合服务为主的信息化测绘转变。为适应时代需要，高校测量教学要用现代测绘技术，现代信息技术为教学手段，为测量学的实践教学提供强大科技技术帮助和支持，使学生的专业知识、能力及素质得到协调发展，实践能力和创新能力得到综合培养，会使用现代空间技术（GPS，RS，GIS技术）解决工程项目实际问题，成为现代新型工程复合型人才。

参考文献：

[1]顾和和，张绍良，马昌忠，等.工程测量学课程建设与改革的理论与实践[J].矿山测量，2004，（3）.

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1 引言

人体测量学是指用科学的方法测量和收集人体物理特性，并将其应用到系统、设备、产品和人机环境等的设计中[1]。是人为因素的重要组成部分。

这些物理特性包括身高、体重、可达范围、力量数据以及舒适度评价等。

人体跟产品、系统是不一样的，人体是不能设计的，因此，在类似驾驶舱这样的产品或人机环境设计中，设计人员必须充分考虑人体测量学的要求，使得设计出的飞机系统、环境都能够适应人体的尺寸需求。

2 人体数据的修正与选择

2.1 人体数据的修正

常见的人体测量项目如图1所示（限于篇幅未列全），但是这些测量数据不能直接应用于设计，首先是因为这些数据的测量有其年份，一般这个年份既不同于产品设计时间，也不同于产品使用时间；其次是因为这些数据是用裸身来测量的，所以在设计时必须考虑服装、鞋帽等着装对数据的影响；再次是因为不同人种、不同年龄段、不同性别之间的数据差异也很大，在产品设计时必须予以取舍或兼顾。由于本文所用数据取自GJB 4856-2003《中国男性飞行员人体尺寸》[2]，人种、年龄段与大众的人体数据相比，取样的范围要窄很多，因此这些因素对数据的影响较小，可以不予考虑。

2.1.1 年份对数据的修正

GJB 4856数据的测量时间是2000年7月，根据统计结果，中国人近年来的平均身高增长量为26mm/10年，所以如果设计当下使用的产品，在身高上的修正量就达到39mm，如果像飞机这种长设计周期的产品，就要考虑到飞机投入运行的时间，使之能够符合飞机投入市场时的人体尺寸要求。

2.1.2 着装对数据的修正

按照FAA的标准[1]，着装对于操纵间隙的影响较大，因此，在计算机组人员尺寸时，需要考虑着装的因素。FAA将着装分为轻便着装，中等着装和重装三种类型。表1给出了中等着装对人体尺寸的影响。

2.2 人体数据的选择

按照CCAR 25.777（C）条款规定，“操纵器件相对于驾驶员座椅的位置和布局，必须使任何身高158至190厘米的最小飞行机组成员就座并系紧安全带和肩带（如果装有）时，每个操纵器件可无阻挡地作全行程运动，而不受驾驶舱结构或最小飞行机组成员衣着的干扰。”[3]

因此，驾驶舱设计时，应至少满足最低和最高身高这两个极限值及其所对应的其他身体尺寸。由《中国男性飞行员人体尺寸》[2]可知，人体尺寸的分布基本满足正交分布，可以根据标准差和第50百分比的数据计算出其他百分比的数据。

3 人体测量学在驾驶舱可达性设计中的应用

驾驶舱的可达性不仅包含对各操纵器件的无障碍的可操作，还包括对内外部视界的可达。在进行操纵器件的可达性分析时，需要对可达方式进行定义，因为不同的可达方式其可达包线不同，所需要的可达力也不同。而在对视界的可达性进行分析和设计时，则需要把重点放在对设计眼位的选择上。实际上，这两者又是相互关联，相互影响的。下面分别就两方面进行说明。

3.1 操纵器件的可达性分析

驾驶舱设计中需要用到手的可达方式主要是对按钮的按压、对开关的拨动、对旋钮的转动、对开关等的拉拔提、对油门杆等的推拉和对驾驶盘的推拉与旋转等。需要用到脚的可达方式主要是对脚蹬的踩踏。

3.1.1 手的可达性

手的可达方式主要是通过手指、手指与手指、手指与手掌、手掌等的触碰、抓取、握取、拉拔、推等动作来实现对驾驶舱器件的操纵。

其中，只需要指尖可达的方式可达范围（3.17-3.20）最大为722mm。根据HFDS[1]的统计结果，指尖可达范围比需要指关节操作的方式大70mm，比全手掌操作的方式大125mm，分别为652mm和597mm。

同时，就同一种动作而言，也会因为距离人体上下、左右、前后的距离不同而使可达范围不同。可以在不同的尺寸位置分别对人体做横切和纵切来详细判断手的可达性，如图2所示，（均为第50百分比人体尺寸的抓取动作）。这些曲线都是在对大量人体尺寸精确测量和统计的基础上得到的。如果将剖面进一步增加，则可以形成一只手对可操纵范围的包络体，这也是CATIA人机功效学模块中可达性分析的原理。

操作器件除应在驾驶员的可达包线内，还应保证驾驶员能够以合适的力对其进行操作，以减少驾驶员疲劳负荷，提高安全性水平。例如，按钮的操作力应在2.8至11.3N范围内。用于前轮转弯操纵的手轮，一般是由手腕和手指运动来操作的，由其负荷应小于22N。用于起落架收放操纵的手柄的操作力应在4.5至45N之间。

3.1.2 脚的可达性

脚产生的力的大小与下肢的位置、腿部膝关节的角度等姿势和方向有关。下肢伸直时脚产生的力大于下肢弯曲时产生的力。脚产生的操纵力通常是以压力形式出现的，压力的大小与脚离开人体中心对称线向外偏转的程度有关。

为了达到最佳的可达效果，最好将所有的操作器件放置在第50百分比的人体可达的边界之内，但这显然是无法实现的。所以，必须根据操作器件的操作频率，尽可能将使用频率高的操作器件安排在该可达包络范围之内。

3.2 视界的可达性分析

驾驶舱的清晰视界主要是根据咨询通告AC 25.773-1[4]的要求进行设计得到的锥形区域，并将锥形区域与飞机外形相交得到驾驶舱风挡的最小区域。外部视界与人体测量学关系不大，本文不作详述。而内部视界，则主要是针对操纵器件以及各面板上的仪表的可视性而言。在对内部视界进行分析时，仅仅通过头部的移动来改变视界，要求机组的躯干部分均保持直立，无转动或者弯曲，并由安全带束缚。头部的运动包括如下三种方式：左右转动、上下抬头和低头和左右偏转。

3.2.1 设计眼位的确定

不论是外部视界还是内部视界，与设计眼位的位置都息息相关。因此，在驾驶舱设计中，设计眼位是比较重要的设计基准之一。设计眼位在展向的值有个范围，对于中程运输机，平均值为650mm，对于轻型飞机则为350mm。因此，设计眼位的位置主要集中在航向和高度方向上。设计眼位的确定要在座椅参考点、驾驶舱顶部边界、风挡、仪表板、操纵器件等因素中权衡。

3.2.2 仪表板的布置

运输类飞机仪表板上主要布置有PFD、MFD和EICAS显示器，要求驾驶员能够舒服地看到，即防止驾驶员视觉疲劳，以减少由于人为因素导致的操作失误。防止疲劳的措施包括很多，与人体测量学有关的有：

（1）眼睛与显示器中心的连线应低于水平视线。最佳的视线应在水平视线下15度角至40度角之间。在该角度区域范围内，将增加眼睛的聚光能力，同时能缓解颈部、肩部、前臂和腕部的肌肉紧张程度。

（2）眼睛与显示器中心的连线最好垂直于显示器平面，若不能垂直，则至少大于45度角。

（3）眼睛与显示器之间的距离不应小于330mm（只需短时间观察的可以放宽到250mm）。最远距离取决于显示的内容。当眼睛与显示器之间的距离大于600mm时，需要对显示内容（字体、符号等的大小）及显示亮度进行调节以增加易读性，一般应大于22弧分。

3.3 两者间的相互影响

操纵器件的可达性与视界的可达性是相互联系又相互制约的。例如，为了达到最佳的内部和外部视界，飞行员的眼位最好位于设计眼位上。但是由于人体尺寸的不同，如果设计时，保证身材较高的飞行员在设计眼位时的视界，就可能导致身材较矮的飞行员无法够到脚蹬等飞行控制器件。因此，在驾驶舱设计时，对座椅、脚蹬等设置中立位置和可调节范围就十分必要。需要说明的是，一般情况下，座椅的上下调节范围，脚蹬的前后调节范围都是一样的，但并不是说，中立位置一定对应于第50百分比的人体尺寸，需要根据具体的数据，来选择中立位置和调节范围，否则可能导致有些调节范围是无法使用的。

又如，波音737-800飞机的垫脚板厚度为70mm。其设计眼位距离地板高度在1200mm左右，最小和最大身材的飞行员的坐姿眼高分别为761mm和896mm，小腿加足高的长度分别为374mm和477mm。为了保证达到设计眼位的高度，最佳的状态莫过于座椅参考点中立位置距离地板422mm，上下分别可调节118mm。但是实际设计时，座椅的调节量很难达到118mm，一般情况下在上下各50mm左右。这将使得座椅向上调节至极限位置时，很可能导致腿脚的悬空。在脚下布置一定厚度的垫脚板，则可以增加飞行员的舒适性，降低驾驶疲劳。

4 人体数据在驾驶舱维护性设计中的应用

驾驶舱作为一个各系统的控制中心，各种线束、管路、杆系在驾驶舱地板下汇集，如果没有良好的开敞性，则既不利机的总装，也不利于维护。

增开维护口盖，设置维护通路是增强维护性的常用方法。对机驾驶舱设计而言，在地板结构上设置可以供人进出的开口对于大型运输类飞机是必须的。但是设置多大的开口合适，则是人体测量学的应用领域。图3给出了常用的全身出入通道尺寸[5]，按照轻装和重装、顶面/底面和侧面进行了分类。

5 结语

本文通过对人体测量学在飞机驾驶舱可达性、舒适性和维修性等方面的简要描述，说明了其在驾驶舱设计中的应用。

参考文献

[1]Ahlstrom V，Longo K.Human Factors Design Standard. USA：Washington，2003.

[2]中国人民总装备部.GJB 4856-2003中国男性飞行员人体尺寸，2003.

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中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1671-7503201307-0042-03

很多语文教师都遇到这样一个问题：学生的作文除了给写写评语之外，怎么样更科学地去测量呢？这样的问题很普遍，也非常重要。随着教师专业化发展的不断深入推进，一名好的语文教师不能仅仅会教书，更重要的是能将自己的教学实践与研究结合起来，形成指导语文教学实践的普遍规律。本文介绍的重复测量方法就是教语文教师如何科学地测量学生作文从而形成研究结论。

重复测量研究用来分析一段时间或某几个时间点个体的增长趋势或个体之间的差异1，主要采用重复测量的多元方差分析对数值进行统计并对结果进行解释说明。所谓打写是指小学生在计算机或某种手持设备的支持下使用键盘进行输入的一种写作方式。以往类似的文本分析研究，大都采用均值说明学生打写规律的变化趋势。这种表示过于粗枝大叶2，同时也不合适描述个体特征的发展，在实际的操作中显得过于松弛。在寒暑假后，学生的打写状态一般都会由于疏于训练而变得不稳定；在每个学期的开校前两周、期中考试周、期末考试周这三个时间段内，学生的打写水平也有可能受到各种各样因素的干扰而呈现出意料不到的波动，这些影响因素如果只用平均数去表示就有失严谨了。在语料收集中避开上述特殊时间段并选取学生打写能力相对平稳的时间点进行测量可以使研究结果更加可信和有效。通过求出多次测量之间的差值并计算出差值的多元方差以及通过正交转换之后的趋势分析，有利于在相对较长时间的动态发展中对学生打写规律进行准确和连续刻画。重复测量方法在学生打写文本分析中的应用应特别注意以下几个方面。

一、语料的选样

班级案例语料是重复测量研究中常用的语料形式。这种形式的语料可以将一个班级作为个案，选择学生较为熟悉且大家集体参与的活动进行主题打写产生语料，有效避免因为生活经历以及地区的差异而带来的研究误差。选择这种形式的语料有两个考虑：一是在不打乱正常教学秩序的前提下，很难通过班级对比实验设计来产生语料，有效的实验和可信的统计之间确实存在着难以两头兼顾的困难3；二是对于打写测试，学生生活圈子非常有限，他们看待事物的态度以及观点表述和成人有着明显的区别，知道的就能写出来，不知道就是不知道。对于一些写作主题由于地方差异，很难达到统一。比如“雪”这个主题，北方的学生写起来津津有味，而南方有的学生从小到大根本没有见到过雪，根本不知道雪意味着什么，只是从电视或书本上了解过。

在研究中为什么不采用抽样的办法来收集语料而偏偏选择班级案例法呢？这是因为对于学生写作文本这样的语料对象而言，抽样和班级案例法有着本质的区别。抽样是部分代表总体，通过研究局部推断总体状况45。但是对于个体的打写测量能否使用抽样的方法生成语料呢？综合以往的研究，打写话题中字词的识别、对话题意义的理解、打字的速度、打写话题的熟悉度、打写测试的时间、打写过程中指导与提示以及工作记忆等这些内部因素会影响学生的打写，教师的教学风格、教师和学生之间的亲密程度、学校对写作的重视程度、学校之间的差异、地区之间的差异、家庭氛围和文化素养之间的差异、父母的文化水平等这些外部因素同样对学生的打写有着影响。试想，如果将这样纷繁复杂因素影响下的学生打写采取抽样的方式进行研究，最后得出的只能是一般化的“学术”结论，而对学生个体实际的能力培养起不到应有的作用，一般化的结果对教师而言很可能成为束缚他们自己的统计紧箍咒6。而对于班级案例研究而言，在自然状态下对特定的同一个班级进行长期追踪，收集不同时间点的语料进行深入细致分析。由于这个班级在追踪过程中始终是同一个教师、同样版本的教材、相同的教学模式，受到的外界变量干扰较少，所以，对于研究学生的打写有着得天独厚的优势。

二、语料的生成过程

什么样的测试方法生成的语料才能真实反映学生的打写水平呢？一般而言，打写测试方法可以分为一次测试和重复测试。所谓一次测试是指对全部被试进行一次测试后计算组间差异或前后测差异；所谓多次测试是指通过对全部被试进行一段时间或长时间的跟踪后进行同一内容或不同内容的多次测试，以保证测试的准确性。学生打写的内在差异具有动态变化的属性，单凭一次测试可能很难反映他们打写的特点，也不足以说明学生写出这样或那样内容的真实意图以及实际的写作潜能，多次测试甚至是长时间的追踪测试对于学生打写测量是必要的。

同一个班级的学生在不同时间点打写同一个话题的重复测试的语料生成方式，既能够准确地测量学生在不同时间点中语言运用能力发展的动态状况，而且能够排除一些其他因素（如不同话题之间的干扰、教学水平因素、教师自身因素）的影响，对打写的可信度起到很好的支持作用。打写测试时间的安排应避开寒暑假、节假日以及期中期末考试三个时间段。打写测试以第一次打写内容为基础，后续打写都在第一次测试的基础上进行续写或修改。有的学生因为和其他学生有点小摩擦，不再愿意写第一次写作中出现的学生，这样也是允许的。

三、打写话题的筛选原则

打写话题一般可以分为多话题测试和单一话题测试。多话题测试不可控因素过多，实施起来较为困难；采用同一个话题对被试进行多次测试的方式，与认知神经科学中领域特异化知识系统的研究成果更加贴近。为了尽量达到话题熟悉度的要求，在选择话题的过程中需要遵循四大原则：第一，话题具有延续性而不能是瞬时性的。所选话题应该是和学生的生活实际紧密相连并且能够让儿童经常参与的活动或事件，而且能够考虑不同区域的学生都能进行打写的共性特点；第二，话题具有丰富性而不能是单一的。所选话题的内容既要具有阶段性的稳定性，又要具有细节内容的变化，不管如何，这些丰富的变化是让学生能够切身体会到、感触到的；第三，话题具有集体性而不能是个体的活动。选取集体性的活动或事件作为话题就会避免一部分学生因没有话题而生搬硬套的情况；第四，话题须具有真情实感，将学生本身对生活的情感融入进去，用语言表达心声，表达自己对周围事物的认识和看法，这一条是四个原则之中最为关键也是最为核心的一条。

四、语料的预处理

由于年龄、要求以及打写的特殊性，学生打写的文本和一般交互性会话文本的处理方式有很大的不同之处，具体处理方式如下。

第一，词的定义。词的定义以2008年国家语言文字工作委员会的《现代汉语常用词表》（草案）为依据。该草案共收录使用频率较高的汉语普通话常用词56008个，主要以单音节词（3181个）和双音节词（40351个）为主，也收录了一些熟语和表达概念名称的其他固定短语7。在实际的文本电子词库中有词汇56064个，比标准多出了56个，这56个词组皆为词表一些词的同音词，如词表中是年轻，在电子词库中“年轻”和“年青”则是两个词，他们的频率号相同，都是697。值得特别注意的是，学生在打写的初期经常出现词语误打错误、音节替代现象以及乱打三类现象。

对于乱打这一类现象，处理时直接将胡乱打写的字符剔除就行。对于词语误（错）打和音节替代的现象：词语误（错）打时，误（错）打的词语在词语统计中不计算；利用音节替代的词语，在统计中也不计算；如果音节书写错误，就按照错误的词语进行剔除。

第二，分词处理使用中科院计算所汉语词法分析系统ICTCLAS，这个系统的中文分词、词性标注以及未登录词识别三大功能恰好能够解决学生打写中出现的词项频率、实词和虚词以及不经常使用的一些新词的分词问题。

第三，人名和事物名称、地名在文本预处理中视为非禁用词，计入词汇数量统计。

第四，别词、多余的词项、错用词、文不对题的部分都不计入词汇数量统计。

第五，句子处理：语文新课标规定，二年级结束后才要求使用逗号和句号。所以，对于刚入学的儿童而言，打写中利用逗号和句号区分出句子是非常困难的。对于文本中的句子，采用人工增加逗号和句号后再进行切分的办法来处理儿童打写文本中的句子。

第六，命题的计算：句子的判别主要依靠人工方式进行，一般判别以句号为准则，但是对于一些感叹句表达判断和双重否同表达判断的句子，也被归属为命题。

第七，完成全部多轮打写测试的文本才是有效文本，才能进行计算。

五、语料分析的五种参数

第一，总体特征：每轮打写的总体特征，这些特征包括人数、最小值、最大值、平均值和标准差，这些总体特征包括毛词汇量、净词汇量、IR分布度等。

第二，差值特征：后一次打写测试的总体数量减去第一次打写测试的总体数量，这些特征包括人数、最小值、最大值、平均值和标准差。

第三，多元方差分析：检验多次打写测试的总体特征、差值特征之间的均值差异是否显著，需要表述清楚F值和P值。

第四，单因变量检验分析：进一步观测单因变量检验结果，检验多次测试的均值是否存在着显著的差异性。

第五，趋势分析：经过矩阵转换，找出不同测量次数的正交多项式线性、二次和三次系数，计算出三个正交转换后的变量Lin、Qua和Cub。分别以正交转换之后的三个新构成变量为因变量进行多元方差分析，检验总体多元方差是否与差异变量Wilks’Lambda整体多元方差统计结果一致并说明单因变量分析的线性和二次、三次增长趋势是否显著。

实际上，对于语文教师而言，掌握重复测量方法是非常容易的，关键在于教师能不能坚持规范的测量方法，能不能将学生长期打写的数据保存下来。我们期望在学生打写研究中能够出现更多更为实用的研究方法，这对研究学生打写规律以及知识建构规律都是有帮助的。

参考文献

1刘红云.追踪数据分析方法及其应用M.北京教育科学出版社20051.

236 徐晓东.从组间比较到个体内比较的回归重构教育技术学研究方法论J.电化教育研究2009146-53.

篇（6）

概念 诊室血压又称偶测血压，由医护人员在标准条件下按统一的规范进行测量。诊室血压是目前临床上诊断高血压并进行分级的标准方法和主要依据，因为绝大多数已有的流行病学、临床随访和临床治疗试验证据的血压数据都来自诊室血压的测量。通过诊室血压的测量可获得收缩压(SBP)和舒张压(DBP)值，从SBP与DBP值又可以获得脉压(PP)和平均动脉压(MAP)值，PP=SBP-DBP，MAP=DBP+PP/3。

具体方法和要求

选择符合计量标准的水银柱血压计，或者经过验证(BHS和AAMI、ESH)的电子血压计。

使用大小合适的气囊袖带，气囊至少应包裹80%上臂。大多数成年人的臂围25～35 cm，可使用气囊长22～26 cm、宽12 cm的标准规格袖带(目前国内商品水银柱血压计的气囊的规格：长22 cm，宽12 cm)。肥胖者或臂围大者应使用大规格气囊袖带，儿童应使用小规格气囊袖带。

测血压前，受试者应至少坐位安静休息5分钟，30分钟内禁止吸烟或饮咖啡、茶，排空膀胱。

受试者取坐位，最好坐靠背椅，上臂，上臂与心脏处在同一水平。如果怀疑外周血管病，首次就诊时应测量左、右上臂血压，以后通常测量较高读数一侧的上臂血压。必要时加测下肢血压，选择宽度＞16 cm的袖带。特殊情况下可以取卧位或站立位。老年人、糖尿病患者及出现性低血压情况者，应加测站立位血压。站立位血压应在卧位改为站立位后1分钟和5分钟时测量。

将袖带紧贴缚在被测者的上臂，袖带的下缘应在肘弯上2.5 cm。将听诊器探头置于肱动脉搏动处。

使用水银柱血压计测压时，快速充气，使气囊内压力达到桡动脉搏动消失后，再升高30 mm Hg，然后以恒定的速率(2~6 mm Hg/秒)缓慢放气。心率缓慢者，放气速率应更慢些。获得舒张压读数后，快速放气至0。

在放气过程中仔细听取柯氏音，观察柯氏音第Ⅰ时相(第一音)和第Ⅴ时相(消失音)水银柱凸面的垂直高度。收缩压读数取柯氏音第Ⅰ时相，舒张压读数取柯氏音第Ⅴ时相。＜12岁儿童、妊娠妇女、严重贫血、甲状腺功能亢进、主动脉瓣关闭不全及柯氏音不消失者，可以柯氏音第Ⅳ时相(变音)为舒张压。

血压单位在临床使用时采用毫米汞柱(mm Hg)，在我国正式出版物中注明毫米汞柱与千帕斯卡(kPa)的换算关系，1 mm Hg=0.133 kPa。

应相隔1～2分钟重复测量，取2次读数的平均值记录。如果收缩压或舒张压的2次读数相差＞5 mm Hg，应再次测量，取3次读数的平均值记录。

使用水银柱血压计测压读取血压数值时，末位数值只能为0、2、4、6、8，不能出现1、3、5、7、9，并应注意避免末位数偏好。

预测疾病发生的风险

脑卒中、冠心病 全球61个约100万受试人群的前瞻性观察研究的汇总资料显示，不同年龄组的成年人诊室血压水平与脑卒中、冠心病事件的相对危险性均呈连续的、对数线性正相关关系。诊室血压从110/75 mm Hg起，每增加20/10 mm Hg，心脑血管病风险增加1倍。按此数据计算，SBP每升高2 mm Hg，脑卒中事件增加10%，冠心病事件增加7%。

慢性肾功能衰竭 多因素干预前瞻性研究(MRFIT)证实，在长期随访中，随着血压分级递增，慢性肾功能衰竭的发生率明显增高，其中高血压3级的患者，慢性肾功能衰竭的发生率是正常血压者的10～20倍。

影响因素和注意事项 诊室血压测量方法虽然简单易行，但是易受到许多因素干扰，存在局限性。主要是因为测量次数少、观察误差和白大衣效应影响对血压数值的判断，从而影响个体患者的血压水平与心血管风险关联的敏感性和准确性，尤其在血压测量次数较少的情况下。

测量血压的环境应尽量安静，温度适当，被测量者在测量前30分钟内禁止吸烟或饮咖啡并排空膀胱。紧张、焦虑、疼痛、疲劳、膀胱内充满尿液等均影响准确测量血压。焦虑明显升高血压，SBP甚至可迅速上升>30 mm Hg。大部分人到诊室由医护人员测量血压时会出现警觉或防御反应，引起血压升高，这种现象称为白大衣效应，是导致诊室血压值高于实际情况下血压值的一种常见原因。白大衣效应在临床上可使一些正常血压者诊断为轻型高血压，也使部分患者在评价降压疗效时产生假象。

上臂必须或者仅有内衣。如果穿着过多或过厚衣服，例如毛线衣，则测得的血压不准确或者听不清柯氏音，使得测得的血压读数常偏高，因为需要更高的气囊内压力来克服衣服的阻力与弹力。

气囊和袖带的长度、宽度对准确测量血压极为重要。气囊的长/宽比值≥2:1，气囊的宽度应能使包裹的范围≥80%上臂长。如果采用标准长度的袖带测量血压，在臂围过大者测得的血压偏低，在臂围过小者测得的血压偏高。因此，在儿童、肥胖、臂围大者以及测量下肢血压时要使用不同规格的袖带。在儿童和偏瘦成年人，使用长18 cm、宽12 cm的小号袖带；在肥胖或臂围大者，使用长40 cm、宽12 cm的大号袖带；测量下肢血压时，应使用长42 cm、宽20 cm的下肢特制袖带。

水银柱血压计内的水银必须足量，刻度管内的水银凸面在刻度零处，刻度管必须垂直。出气孔不能被堵塞，否则水银柱上升反应迟钝造成测量误差。

通常测量诊室血压采用坐位，但是在老年人、糖尿病患者及出现性低血压情况者，应加测站立位血压。站立位血压应在平卧位改为站立位后的1～5分钟时测量。测量站立位血压时，要注意将上臂置于有支撑的物体上，或者用手托住被测者肘部位置，并使上臂与心脏处在同一水平。

采用水银柱血压计和柯氏音听诊法测量血压时，使用钟形听诊器部件对于听取音调较低的柯氏音较佳，使用面积较大的膜形听诊器部件则较容易触及肱动脉，尤其对肥胖者。在多数情况下，这个问题并不重要。

有时在柯氏音第一音与第五音(消失音)之间出现较长的听诊间隙，可能低估SBP读数。应注意气囊内充气压力必须高到足以使桡动脉搏动消失。凡＜12岁的儿童、妊娠妇女、严重贫血、甲状腺功能亢进、主动脉瓣关闭不全或柯氏音不消失者，建议以柯氏音第Ⅳ时相(变音)定为DBP。

首次就诊时，应测量左、右上臂血压。左、右上臂血压相差较小是正常现象，如果左、右上臂血压相差＞20/10 mm Hg，则提示可能存在锁骨下动脉等处的外周血管病，应该作进一步检查。

心律不规则时，要想获得准确的血压读数较困难。长心动周期使该周期的DBP下降而使下一周期的SBP上升。偶发早搏影响不大，但频繁早搏或心房颤动时影响较大。反复多次测量(一般6次)取平均值可减少误差。

不同测量者同时测量获得的血压读数有时也有较大误差，误差主要来自对柯氏音判断和数值读取的主观性，因此要求测量者必须熟练掌握正确的测压方法与步骤。

核心提示

血压测量的步骤

要求受试者坐位安静休息5分钟后开始测量。

选择定期校准的水银柱血压计，或者经过验证的电子血压计，大多数成年人使用气囊长22～26 cm、宽12 cm的标准规格袖带。

测量坐位时的上臂血压，上臂应置于心脏水平。

以柯氏音第I音和第V音(消失音)确定收缩压和舒张压水平。连续测量2次，每次至少间隔1～2分钟测量2次，若2次测量结果差别比较大(＞5 mm Hg)，应再次测量。

首诊时要测量两上臂血压，以后通常测量较高读数一侧的上臂血压。

对疑似有性低血压，应测量直立位后血压。

在测量血压的同时，应测定脉率。

在临床上采用诊室血压进行诊断和治疗评估时，必须充分考虑诊室血压的优缺点。血压是否升高，不能仅凭1次或2次诊室血压值来确定，需要一段时间的随访，观察血压变化和总体水平，必要时，结合自测血压和动态血压，才能较合理地评价患者的血压水平。

动态血压

概念 动态血压是通过仪器自动间断性定时测量获得的血压值，这种诊断技术称为动态血压监测(ABPM)。

由于ABPM克服了诊室血压测量次数较少、观察误差和白大衣效应等局限性，因此，能较客观地反映血压的实际水平与波动状况。

ABPM采用的是无创性携带式动态血压监测仪，监测仪内的电动泵使上臂袖带自动充气，根据压力示波法或柯氏音听诊法测压原理拾取信号并记录、储存SBP、DBP和心率值。

方法

测压间隔时间的设定 通常可选择15分钟或20分钟。一般而言，为了提供诊断性资料，夜间测压间隔时间可适当延长为30分钟或60分钟，甚至不测，但为了考核降压疗效或观察血压昼夜节律状况，则应作连续24小时血压监测，并且白昼与夜间的测压间隔时间尽量保持一致。

监测结束后，储存的数据可通过计算机或专用分析仪打印出每次测量的血压值和一些初步的统计分析结果。

注意事项

自动测量血压时，佩戴袖带的上臂要尽量保持静止状态。

袖带位置移动或松脱可导致较大的数据误差或测不出。

睡眠时，上臂位置变化或被躯干压迫可影响血压读数的准确性。

部分数据因可信度较差，分析时应该舍弃。

有效的血压读数次数应该＞监测次数的80%，每小时有≥1次血压读数，否则结果的可靠性与重复性较差。

常用的动态血压参数和正常上限值请参见指南。

应用 ABPM能提供连续24小时白昼与夜间各时段的血压平均水平，较敏感地、客观地反映实际的血压状况，能观察到血压变异和血压昼夜变化的节律，相对诊室血压在评估靶器官损害及预后方面更为准确。目前，ABPM主要用于以下临床情况。

检测和诊断白大衣性高血压 白大衣性高血压患者在诊所或医院内血压升高，但动态血压值正常，约占轻型高血压患者的1/5。

评估高血压严重程度 动态血压参数与高血压靶器官损害之间的相关程度较诊室血压关系更为密切。

评价与指导高血压治疗，检测降压效应 ①治疗前后动态血压随时间的趋势曲线呈明显分离状是判断降压效应的主要参考标准。评价治疗过程中血压的总体水平、作用高峰与持续时间，计算降压效应的谷/峰(T/P)比值和平滑指数(SI)，可调整降压治疗方案与服药时间。T/P比值是降压谷效应值(下一次剂量前2小时血压下降的平均值)除以峰效应值(最大降压作用时间段2小时血压下降的平均值)。SI是治疗后24小时内每小时血压下降值的均数与标准差的比值。②根据血压波动程度和昼夜节律状况选择治疗方案。③提高降压治疗的疗效考核水平，包括合理选择对象、简化设计、减少样本量。

分析心肌缺血或心律失常诱因 同步进行动态心电图和血压检测，可观察心肌缺血、心律失常与血压升高、降低之间的因果或时间顺序关系。

点评

ABPM虽然在临床上可用于诊断白大衣性高血压、隐蔽性高血压、顽固难治性高血压、发作性高血压或低血压以及评估血压升高的严重程度，但是目前主要仍用于临床研究，例如心血管调节机制、预后意义、新药或治疗方案疗效考核等，因此不能取代诊室血压测量。

自测血压

概念 自测血压是自我测量血压的简称，由于通常在家中进行，所以也称为家庭血压监测。

自测血压可以提供日常生活状态下有价值的血压信息，在反映血压水平和评价降压治疗过程方面能弥补诊室血压的不足和缺陷，有利于患者提高治疗依从性和血压控制率以及对疾病处理的参与意识。目前，自测血压在评价血压水平和指导降压治疗上已经成为诊室血压的重要补充。

在信息技术日益发展并普及的将来，借助互联网，通过自测血压数据还可以实施人群血压监控和高血压治疗随访。

电子血压计 由于电子血压计测量血压简便、直观且无主观偏差，因此，大部分人自测血压时采用电子血压计。

较早期研制的电子血压计大多数测量结果不准确，各种品牌型号的电子血压计在采用压力波震荡法测量原理确定SBP与DBP的标准也各不相同。但近年来，已经有较多品牌电子血压计通过了国际性验证标准[BHS和（或）AAMI]的考核，准确性较满意。尽管如此，临床上尚无具体考核每一台仪器准确性的简易、统一方案。

方法 自测血压的具体方法与诊室血压测量基本上相同。推荐使用经国际标准(BHS和AAMI)考核的上臂式全自动或半自动电子血压计，不推荐使用腕式和指式电子血压计。

手腕部位置因明显低于心脏水平，测量数据相对偏低；手指部位的动脉压力波形提前受到反射波叠加，测量数据相对偏高并且变异较大，因此在手腕和手指部位进行自测血压还有待继续研究。

自测血压时，记录2次读数的平均值，同时记录测量日期、时间、地点和活动情况。

关于自测血压方案，尽管尚未统一，一般建议每周测3天，每天测2次，每次测3遍取平均值；血压控制较平稳者，可以每月测1～3天；当治疗方案变更或者血压极不稳定者，需要每天测量，连续监测2～4周。

自测血压正常值的上限，在最近一项17个横断面研究的荟萃分析中推荐135/85 mm Hg，日本Ohasama地区人群纵向随访研究也获得类似数值，这与白昼动态血压的正常值上限相一致，相对应于诊室血压140/90 mm Hg。

应注意，患者向医师报告自测血压数据时可能有主观选择性，即报告偏差，患者有意或无意选择较高或较低的血压读数向医师报告，影响医师判断病情和修改治疗。有记忆储存数据功能的电子血压计可克服报告偏差。血压读数的报告方式可采用每周或每月的平均值，如果能采用图表形式显示血压变动趋势则更好。

由于消除了白大衣性升压效应以及采用较多次数测量，使数据更接近均值。自测血压值常低于诊室血压值，其中SBP的差别更明显，尤其是高血压的患者，此种差别更明显。然而，极少数人可能在自测血压时产生异常升压反应。对于精神焦虑或根据血压读数常自行改变治疗方案的患者，不建议自测血压。

点评

自测血压具有很大的应用潜力和发展前景，虽然目前阶段它还不具备条件成为决定临床诊治的主要依据，但是随着更准确可靠的有记忆功能的电子血压计的问世，随着在长期前瞻性随访研究和临床治疗试验中证实自测血压比诊室血压能更有效地判断预后与指导治疗，自测血压将成为临床实践的一个重要组成部分。

血压变异

概念 血压受各种生理、病理、精神或环境等因素的影响而不断地波动。所谓血压变异，就是指一定时间内血压波动的程度。近年来，血压变异成为血压测量的热点问题。以上3种血压测量方法除了评估血压水平，还可用于评估血压变异。

衡量指标 反映血压变异程度的指标，通常以不同时间≥3次血压读数的标准差作为主要衡量指标。由于标准差大小明显地取决于血压水平，血压平均水平越高，标准差越大，所以又采用经血压水平校正后的变异系数(标准差/血压值)来表示。在美国一项一般人群包括正常血压和高血压患者的健康与营养调查(NHANES Ⅲ)中，根据3次非同日测量血压的数据，SBP标准差在第10、第50与第90的百分位数分别是2.2 mm Hg、6.4 mm Hg与15.1 mm Hg，SBP变异系数在第10、第50与第90的百分位数分别是1.9%、5.1%与12.0%。因此，可以初步将长时血压变异增大的SBP标准差切点定为15 mm Hg，SBP变异系数切点定为12.0%。大于这些数值认为长时血压变异增大。非同日血压测量次数＞7次，所获得血压变异参数值的准确性和重复性较好。

经血压水平1次校正后的变异系数，仍然在相当程度上受血压水平的影响，因此需要进行2次校正，衍生出独立于血压水平的变异系数(标准差/血压值x)，公式中的x值是血压水平与标准差之间的关系指数，可以通过曲线拟合法估计。在不同人群中x值不同，在ASCOT-BPLA(盎格鲁斯堪的那维亚心脏终点试验-降压治疗分支)研究的人群中，x值是1.78。

还有一些辅助指标能反映血压变异，例如多次血压读数的最高值、最低值以及多次血压读数中每两个相邻血压读数绝对差的平均值，可以在一定程度上较直观地了解血压波动情况。

分类 血压变异根据观察时间的长短分为短时血压变异和长时血压变异，影响两者的因素是不同的。

短时血压变异 指24小时内血压波动的程度。

影响短时血压变异的因素，包括体力活动和情绪等，主要通过交感神经活性和血浆去甲肾上腺素的作用，快速、短暂地调节血压。例如，血浆去甲肾上腺素水平的昼夜改变影响血压昼夜水平或血压晨峰。

多年来，对血压变异的研究主要集中在短时血压变异，例如白昼高峰值和血压晨峰，提示短时血压变异与靶器官损害和心脑血管病事件有一定关联。

长时血压变异 指数天、数周、数月或数年期间内血压波动的程度。

篇（7）

语言测试随着语言观的发展而发展，也随着教学理念、教学模式的更新而更新。八十年代中期开始流行的交际功能观和九十年代以后兴起的任务教学法都对语言测试的改革提出了新的要求。

总效用性是评价英语测试最重要的原则。根据Bachman和Palmer（1996：18）的观点，一般测试的“总效用性”的主要构成因素有六个，评价一次考试是否有效用需要综合考察这些因素，在它们之间寻求最佳的平衡点，即效用性（Usefulness）=信度（Reliability）+构想效度（Constructvalidity）+真实性（Authenticity）+互动性（Interactiveness）+冲击力（Impact）+适用性（Practicality）。这里需要说明的是：Bachman和Palmer之所以把“构想效度”作为“效用性”六大特征之一，是因为构想效度关系到我们根据测试成绩所作的解释的意义性和适切性。其它五个因素均与测试成绩的使用有关，而“适用性”与测试的方法有关，能够在很大程度上决定测试的可行性。对于一般学校考试，教师较多考虑考试任务的真实性、互动性和对教学的冲击力（或称后效作用），对于大规模考试，考试策划者需在试卷设计和考试任务设置时重点考虑信度和效度，而目前，在中国的语言测试中，据全国大学英语四、六级考试委员会与英国文化委员会的合作研究结果认为：大学英语四级和大学英语六级是信度很高的考试，每次考试客观题的内部信度都达0.9以上；效度相当高，回收问卷中有92%的教师认为CET能反映学生的实际英语水平。笔者以为这里所指的信度和效度的界定很模糊，就某次具体的测试而言，信度和效度是受特定条件限制的，不可能是绝对的。到目前为止，我国的高考、研究生入学考试、公共英语等级考试（PET），包括CET等大规模英语测试还是客观性题型占的比例较大，主观题只占10%或20%左右。就评分方法而言，因客观性试题答案的唯一性，可用机器批阅，从而使测试结果的客观性和一致性有了保证，无疑具有相对较高的信度，但不足之处就是难以确保效度。同时大量采用主观性、直接性试题的测试在阅卷信度上也令人怀疑。这样的疑虑总是或多或少存地在于考试的开发、设计和评估过程中。

如果我们想检验一次特定的考试成绩能否真正反映学生的语言能力，那在设计和实施测试时，信度和效度是我们首要考虑的问题。Bachman把信度定义为“测试的一致性”（consistency of measurement）。简言之，就是测试结果的可信度、可靠度。信度所涉及的问题是个体测试成绩在多大程度上是由测试误差或其它因素所影响的。个体测试成绩在多大程度上和个体语言能力相关效度是所关注的问题。因此，我们研究信度的目的是使测试误差造成的影响最小化，研究效度的最终目的在使我们想要检测的语言能力的效果最大化，它们是两个相互补充的因素。一项测试若没有信度，也就无所谓效度。信度是效度的前提或必要条件。权衡信度和效度，效度是首要的。然而Underhill和Heaton指出信度和效度特征在本质上是互相冲突的。测试效度较高的试题有时测试信度较低。相反，测试信度较高的试题有时测试效度较低。Morrow也认为想把测试任务设计得兼顾可信性和真实性不现实。Hughes却说虽然测试的各种特征相互排斥，但是这并不意味着我们可以完全放弃这些特征。

我们能否使信度和效度同时最大化呢？如何平衡信度和效度？Bachman和Palmer在其测试理论中认为可设置“可接受的最低程度”的效度或信度等质量指标从而使得语言测试的“效用性”（usefulness）原则中各特征之间达到适度平衡。由于测试总是在一定的价值判断、测试目标、社会环境等约束条件下进行的，本文尝试探索在可行性条件下，测试的总效用（overall usefulness）最大化时效度和信度之间可能存在的关系。

通过以上的理论已经证明：信度和效度作为评估测试质量的两个重要基本特性，两者虽然在表面上和一定程度上是相互矛盾的，但完全可以通过采取相互协调的措施使之达到适度的平衡，把两者的优势发挥到最大，进而保证测试的总效用性最大化。我们从这一结论中得到的启示是：在英语测试的设计和命题过程中，不能绝对、片面、盲目地追求或强调某一方，只有综合平衡二者的关系才能获得最大的总效用。

测试是教和学的导向。问题是如何提高测试的正面反拨效应，减少负面反拨效应。四、六级考试长期以来采用固定不变的模式，客观上造成了学生猜题、押题，教师偏向应试教学，产生了不良的教学效果。Hughes提出了若干提高正面反拨效应的建议：测试要培养能力；测试内容要覆盖面广并具有一定的不可预测性；尽量使用直接测试法；成绩测试要与教学目标相结合，使用尺度参照等。这些建议多数涉及效度，也与信度相关。信度和效度是影响反拨效应的重要因素，正确处理好两者的关系能使测试产生积极有利的反拨效应。

结束语

测试的最终目的是服务于教学。作为教师，重视语言测试理论的研究，掌握命题的原则，在试卷编制过程中把握好信度、效度及其它评价指标之间最佳的平衡关系，将有利于优化各类英语测试的质量，更有效地推动英语教学的发展。

黑龙江省社会科学项目研究成果 项目编号 12512083

参考文献：

[1] Bachman，L.F & Adrian S.Palmer 1996.Language Testing in Practice.Oxford： Oxford University Press.

篇（8）

关键词：英语测试；效度；信度 

1 引言

据全国大学英语四、六级考试委员会与英国文化委员会的合作研究结果认为：CET4和CET6(简称)是一项信度极高的考试，每次考试客观题的内部信度都达0.9以上;效度相当高，回收问卷中有92%的教师认为CET能反映学生的实际英语水平。笔者以为这里所指的信度和效度的界定很模糊，就某次具体的测试而言，信度和效度是受特定条件限制的，不可能是绝对的。迄今为止，我国的高考、研究生入学考试、公共英语等级考试(PET)，包括CET等大规模英语测试还是以客观性题型为主，主观题只占10%或20%左右。就评分方法而言，因客观性试题答案的唯一性，可用机器阅卷，从而保证了测试结果的客观性和一致性，无疑具有相对较高的信度，但不足之处就是效度难以保证。同时大量采用主观性、直接性试题的测试在阅卷信度上也令人怀疑。这样的困惑总是或多或少存地在于考试的开发、设计和评估过程中。

我们能否使信度和效度同时最大化呢？信度和效度又应如何整合而达到适当的(appropriate)平衡？Bachman和Palmer在其测试理论中认为可设置“可接受的最低程度”(minimumacceptablelevel)的效度或信度等质量指标从而使得语言测试的“效用性”(usefulness)原则中各特征之间达到适度平衡。由于测试总是在一定的价值判断、测试目标、社会环境等约束条件下进行的，本文尝试探索在可行性条件下，测试的总效用(overallusefulness)最大化时效度和信度之间可能存在的关系。

2 效度和信度的基本概念及特点

如果我们想阐释一次特定的考试成绩是否正确反映了学生的语言能力，那么在设计和使用测试时，信度和效度是我们首要关注的特征。Bachman把信度定义为“测试的一致性”(consistencyofmeasurement)。简言之，就是测试结果的可信度、可靠度。例如，我们可以这样来检验测试的信度：使用同样一份试卷，在两种不同的场合、环境中，在较短的时间间隔内，施与同样的学生，如果测试结果基本吻合，那么证明该测试是有信度的。一份试卷的测试结果如果缺乏信度，就没有使用价值，同时也减弱了考试的公正性。当然，要完全消除不一致性(inconsistency)也是不可能的，我们能做的是尽量把影响不一致性的不利因素控制在最低程度，以便于提高测试信度。

信度所涉及的问题是个体测试成绩在多大程度上是由测试误差或其它因素所影响的。效度所关注的问题是个体测试成绩在多大程度上和个体语言能力相关。因而，我们研究信度的目的是使测试误差造成的影响最小化，研究效度旨在使我们想要检测的语言能力的效果最大化，它们是两个相互补充的目标。一项测试若没有信度，也就无所谓效度。信度是效度的前提或必要条件。权衡信度和效度，效度是首要的。然而Underhill和Heaton指出信度和效度特征在本质上是互相冲突的。测试效度较高的试题有时测试信度较低。反之，测试信度较高的试题有时测试效度较低。Morrow也认为想把测试任务设计得既具有可信性又具有真实性不可能的。Hughes却说虽然测试的各种特征相互排斥，但是这并不意味着我们可以完全放弃这些特征。

3 对信度和效度在理论上能达到适当平衡的可行性研究

评价英语测试最重要的原则是总效用性(overallusefulness)。Bachman和Palmer(1996:18)把某一特定测试的“总效用性”看作是由六个因素构成的，即效用性(Usefulness)=信度(Reliability)+构想效度(Constructvalidity)+真实性(Authenticity)+互动性(Interactiveness)+冲击力(Impact)+适用性(Practicality)。这里需要说明的是：Bachman和Palmer之所以把“构想效度”作为“效用性”六大特征之一，是因为构想效度(上节已提到)关系到我们根据测试成绩所作的解释的意义性和适切性。前五者均与测试成绩的使用有关，而“适用性”与测试的方法有关，能够在很大程度上决定测试的可行性。评价一次考试是否有效用需要综合考察这些因素，在它们之间寻求最佳的平衡点，而这一平衡能否实现取决于适用性的大小。对于大规模考试，考试策划者需在试卷设计和考试任务设置时重点考虑信度和效度，而对于一般学校考试，教师就应多考虑考试任务的真实性、互动性和对教学的冲击力(或称后效作用)。

4 在英语测试实践中把握好信度和效度的平衡关系

以上已经大致证明：信度和效度作为评估测试质量的两个基本特性，两者虽然在一定程度上是相互矛盾的，但完全可以通过相互协调使之达到适切的平衡，以保证测试的总效用性最大化。这一结论给我们的启示是：在英语测试的设计和命题过程中，不能绝对、片面、盲目地追求或强调某一方面而以失去另一方面为代价，只有综合平衡二者的关系才能获得最大的总效用。

4.1 考试内容能否体现新的语言教学观

篇（9）

Mechanics

2005, 354pp.

HardcoverUSD85.00

ISBN 978-0-521-81518-5

S.塔沃拉里斯 著

本书全面阐述流体力学中的各种测量方法，既有经典的方法，又有最新的技术，内容包括流量、压力、速度、温度和壁的切应力等参数的测量，以及流动可视化。书中涉及大量有关系统响应、测量的不确定性、信号分析、光学、流体力学仪器和实验室实践等基本素材，还有丰富的插图，大量的参考文献和100多个练习，是流体力学研究的有用工具。

全书分为两部分含15章。第一部分一般概念，含第1~7章。第1章流动的性质和基本原理，论述流体力学的基本原理；第2章测量系统，介绍各种测量系统中所用的定义和概念；第3章测量的不确定性，讨论测量的不确定性的定义和估计的方法；第4章信号调节、识别和分析，叙述信号调节、识别和统计处理所需的仪器操作和程序方面的基础知识；第5章光学实验的基础，介绍光学测量所需的概念和基本知识；第6章流体力学的设备，汇集流体力学测量设备的基本元素，供读者在设计时选择参考；第7章走近完美的试验，讨论进行完美的试验所需的一些因素。第二部分测量技术，含第8~15章。第8章流动压力的测量，介绍在流体动力学试验室测量压力所用的相关设备；第9章流量的测量，阐述测量流量所用的一般仪器和技术；第10章流动的可视化技术，简单介绍流动显示技术的通用方法；第11章局部流动速度的测量，讨论流动速度测量的几种方法；第12章温度的测量，阐述一般的温度计和在流体力学研究中使用的其他测量温度方法；第13章成分的测量，叙述混合流体中识别成分和相对比例的方法；第14章壁切应力的测量，简述流体流动时，与流体接触的表面上流体的切向力；第15章展望，指出实验流体力学发展的方向。

本书自成一体，通俗易懂，可作为流体力学测量相关领域的大学生和研究生的教科书，也可供流体力学测量技术的工程师和科学家参考和阅读。

吴永礼，研究员

篇（10）

1.引言

三坐标测量机是一种集光、机、电、算为一体的精密光学测量仪器，适用于各种几何元素和形位公差等方面的三维测量，也可以进行计算机数控（CNC）测量，所以在国外被称为测量中心。作为高精度、高效率的自动化检测设备，它已广泛地应用于机械制造、仪器仪表、电子、航空和国防工业等部门，特别适用于测量箱体类零件、模具精密铸件、电子线路板、汽车外壳及飞机形体等带有空间曲面的工作。

2.三坐标测量机的工作原理

三坐标测量机一般由测头系统、硬件控制系统、软件系统及其他机械部件组成，如图1所示。几何量测量以点的坐标位置为基础，分为一维、二维和三维测量。三坐标测量机的基本原理是将被测零件放入容许的测量空间，精密地测出被测零件在X、Y、Z三个坐标位置的数值，根据这些点的数值经过计算机数据处理，拟合形成测量元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算得出形状、位置公差及其他几何量数据。

3.三坐标测量机在教学中的应用

三坐标测量技术涵盖很多学科的知识，职业院校应该将测量机的普遍应用技术融入相应有交叉的学科教学中，这些交叉点不仅能使职业院校的教学紧跟企业技术发展，更能有效提高学生的知识、技能水平。

3.1几何尺寸和形位公差

对于制造完成的产品工件、模具必须对其进行几何尺寸、角度和形位公差的评价，目的在于评价工件是否符合工程图纸的设计要求。三坐标测量机比传统测量方法对于学生的学习更有优势，能够更形象地使学生掌握公差的定义和基本测量准则。相比以往普通量具量仪，现代企业更倾向于电子量具量仪及高精密度测量设备。而利用三坐标测量机，可以利用测量软件对设计值与测量数据对比、图形对比，对产品的几何尺寸和形位公差进行精确检测。

3.2逆向测绘

三坐标测量机除了具备常规的几何尺寸和形位公差检测功能外，在逆向工程技术和曲面坐标检测方面具有特殊的优势，非常适用于模具制造业。经过三坐标测量机对各项几何尺寸和曲面的测量，而反向推出数字模型或设计图纸。当一些曲面轮廓是不规则的曲面时，可用油泥或石膏手工做出曲面作为底胚，然后用三坐标测量机测出各截面的截线、特征线和分型线，用探针半径补偿后造型，在造型过程中圆滑曲线，从而设计制造出全新的模具。一般的，当学生在某些模具使用一段时间出现磨损要进行修正，但又无原始数模的情况下，可以用截面法采集点云，用探针半径补偿后造型，从而达到完好如初的修复效果，并且形成设计数据或图纸。

3.3CAD的导入和导出CAD应用

工科学生在校期间都会接触到机械制图或者计算机绘图这类课程，对于计算机辅助绘图软件（CAD）应该并不陌生。三坐标测量软件中对CAD功能的引入，更是将三坐标测量机的应用领域和易用性推到一个新的高度。

3.3.1虚拟测量

虚拟测量就是在没有实际工件的情况下对CAD模型在软件中进行测量。要进行虚拟测量时，选择脱机工作模式，导入所要测量的CAD模型，并将CAD模型对应到选定的坐标系中进行测量。根据所要测量的几何元素，使用鼠标在CAD模型上点击所要采点的位置，此时CAD模型上会显示采点的位置及其矢量方向。虚拟测量可以通过对没有尺寸数据的CAD模型进行测量，确定其各种尺寸参数，但这不是虚拟测量的主要目的，虚拟测量的主要功能是为在脱机状态下进行自动测量编程做服务。

3.3.2脱机编程

虚拟测量可以通过对没有尺寸数据的CAD模型进行测量，确定其各种尺寸参数。虚拟测量的主要功能是在脱机状态下进行自动测量编程。无论生产与否，只要将设计部门设计的CAD图纸文件输入测量软件中，就可以编程。对于学校来说，在教师教学之后进行多人测量是不实际的，因此学生使用计算机进行脱机程序编写是安全的学习过程。在程序编制完成之后，可以在CAD环境中调用程序进行模拟测量，对程序进行验证，这样学生既能找出运行过程中出现的错误测量路径和采点，还能由教师指导学生对程序进行修正，亦将实际测量中可能出现的问题降到最低，最大限度地保证人和机器在测量过程中的安全性。

3.3.3CAD输出用于逆向工程

逆向工程也称反求工程或反向工程，是根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的工程设计模型，并在此基础上对已有产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的再设计。数据处理是逆向工程的一项重要技术环节，它决定了后续CAD模型重建过程能否方便、正确地进行。丈量点的数目分为一般数据点和海量数据点；丈量数据可以分为散乱数据点和规矩数据点；不同丈量系统的丈量数据格式也不一样的，几乎所有丈量方式和丈量系统都不可避免地存在误差。因此，在利用丈量数据进行CAD重建前必须对丈量数据进行处理。最后利用软件对数据进行修改，或直接进行数控机床加工法编程，最终再由数控机床进行加工，完成产品制作。

3.3.4误差分析

三坐标测量机虽然测量精度较普通量具测量准确得多，但必定存在测量误差。误差分析是对学生学习过程后的一种反复认知。误差包括三个轴的定位误差、六个直线度误差、九个角摆误差及三个垂直度误差等几何参数；包括测头的瞄准误差、测力变化、测头各向异性、摩擦引起的误差及测头的示值误差引起的探测误差；以及工件、操作、环境的影响等误差。如果在测量形位误差时采用的检测原则不对，选用的方法不完善、不严密、不确切，便会造成测量方法误差。因此，测量的人要熟悉测量方法才能减少测量方法误差。

4.结语

三坐标测量机是一种通用性强、自动化程度高、精度高的大型空间几何量检测设备，目前被广泛应用于先进制造技术及其科研中。在机械类专业实验教学环节中引入三坐标测量机改进教学内容，形成以综合实验、创新性实验为主体的实验教学方案，让广大学生学到三维检测、测量数据分析诊断、模具设计、反求工程等方面的专业知识和实践知识，既扩大学生的知识面，又培养学生其学科理论及操作技巧，以及对科学严谨而认真的态度。我们利用三坐标测量机和其他学科的交叉知识技能点对学生进行更广泛而专业的教育和培养，充分发挥一体化教学的特性，使学生在教学过程中发挥积极主动性，把所学知识与设计、加工工艺融合，拓宽学生应用所学知识理论的视野及对企业和社会的适应力提升。

参考文献：

[1]李明.三坐标测量技术的应用与发展[J].机械工人.冷加工，2002（11）.

[2]荣烈润.三坐标测量机的现状和发展动向[J].机电一体化，2001（06）.

[3]王宏涛，周耀新.发挥三坐标测量机功能――开出高质量的实验[J].实验室研究与探索，2000（06）.

[4]罗毅，吕念玲，钟穗东，官燕萍.加强工程实践基地建设全面提高学生创新素质[J].实验技术与管理，2005（12）.

[5]史秀辉.三坐标测量机的误差检定[J].天津汽车，2001（04）.

[6]方韵梅，基于三坐标测量机的实验教学探索实践，中国电力教育，2013（05）.

[7]高东强，杜诗亮，史志芳.用接触式三坐标测量机进行逆向工程的方法研究[J].陕西科技大学学报，2006（06）.

[8]白月飞，高青松，金伟.浅谈三坐标测量机及其应用[J].现代制造技术与装备，2009（06）.