随着信息科学的不断发展，“测量的本质就是信息获取”观点的重要意义被测量技术研究工作者所逐渐认知，利用信息论中的基本观点研究测量过程的方法也备受人们关注。本文将被测信源作为系统重要组成，统一用熵集的方法对测量系统的基本结构进行建模、分析和评价，以期构建一种既对测量系统具有原则指导意义，同时能对实际具体环节进行分析、运算功能的信息测量系统理论框架与体系。论文的主要研究内容有以下几个方面。在“测量本质就是信息获取”的思想指导下，对信息测量系统的基本内涵与基本规律进行进一步研究。建立统一的较为完善的系统模型，提出在熵域内信息测量过程的熵平衡原理和熵减原理，进而揭示出信息获取的基本特性。对于测量而言，信源的描述问题无疑是至关重要的，寻求一种统一的信源建模方法则一直是困扰研究者的首要问题，国际上至今尚未见有较为成效的报道，在熵集概念下为解决此问题开拓出一条可行的途径。本文应用热力学第二定律，将信源视为一个封闭的体系，用非平衡态热力学熵率平衡方程在特定条件下来描述信源的能量交换及其耗散过程，并用熵产生率作为被测信源的输出参量，不仅保证信源与系统之间在熵意义下的统一描述，而且为实现各种信源的统一建模方法奠定基础。在上述模型的基础上并考虑到工程实际中的干扰因素，文中分析体系中噪声的存在机理，提出一种考虑到噪声情况下的信源改进模型。鉴于信源与传感器之间能量交换所引申出的匹配问题，本文提出以信息量最大为目标的一种信源与后续传感器、增益线路一体的联合建模方法。为了达到对信息测量系统的描述、分析与评价的目的，论文分别在对误差熵、噪声熵、熵增益作出定义的前提下，推导证明这些熵与输入输出熵之间的关系，提出并建立若干典型单元环节的熵模型，为实现用熵集对系统中具有不同物理功用的各种组成环节的熵等效、运算和分析提供了基础平台。误差的表征与评价是信息测量系统的重要方面，论文定义误差熵及其相关性能评价指标，分析各性能指标之间的关系，并证明误差熵传递关系定理，误差熵合成关系定理以及重复测量定理。同时，对曲线拟合算法、主成分分析算法、去噪算法进行描述，并结合核磁共振测井数据，通过仿真实验证明各种算法熵评价的有效性。作为信息测量系统研究工作的主要应用，论文在第六章用熵集的概念，对核磁共振测井原理的核心部分——信源进行较为深入地研讨。对在CPMG脉冲序列激励作用下，由有效受激氢核粒子行为规律所形成的自旋回波及其时间序列作出熵变描述与分析。分别构建出纵向和横向弛豫过程中宏观磁化矢量的熵模型，不仅得出与原子核物理描述相同的结果，而且得到氢核体系的熵变特性，揭示出磁共振信源的能量耗散的本质规律，并为此类具有受激原理的信源建模问题提供了一个具有实用价值的方法例证。同时，对激发极化测井中单个周期内熵变过程进行分析，以此为基础确定激发极化测井中最佳信息获取采样区域，总结出具有受激原理信源信息获取方式是营造能量自然耗散的时空，进而采集该耗散过程中熵产生率的结论。最后，本文在研究内容的基础上，对信息测量系统下一步的研究方向进行展望。