電子測(cè)量原理古天祥版考試必備本人通讀全書吐血整理

1、因考試需要，字體調(diào)整較小一、測(cè)量 P3 測(cè)量是為獲取被測(cè)對(duì)象量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。 意義：人們通過(guò)對(duì)客觀事物大量的觀察和測(cè)量，形成定性和定量的認(rèn)識(shí)，歸納、建立起各種定理和定律，而后又要通過(guò)測(cè)量來(lái)驗(yàn)證這些認(rèn)識(shí)、定理和定律是否符合實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)如此反復(fù)實(shí)踐，逐步認(rèn)識(shí) 事物的客觀規(guī)律，并用以解釋和改造世界。 二、電子測(cè)量 電子測(cè)量是泛指以電子技術(shù)為基本手段的一種測(cè)量技術(shù)。它是測(cè)量學(xué)和電子學(xué)相互結(jié)合的產(chǎn)物。 包括以下幾個(gè)含義： 1、被測(cè)對(duì)象為電量、電參數(shù)；2、更多的借助電子測(cè)量?jī)x器進(jìn)行； 3、測(cè)量原理、方案基于電子技術(shù)原理。 電子測(cè)量的內(nèi)容p59 5利用各種敏感元件和傳感裝置將非電量如位移、速 度、溫

2、度、壓力、流量、物面高度、物質(zhì)成分等變換成電信號(hào)，再利用電子測(cè)量設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。 電子測(cè)量的特點(diǎn)p58 7影響因素眾多，誤差處理復(fù)雜 電子測(cè)量的一般方法 p68一、按測(cè)量手續(xù)分類 1直接測(cè)量 2間接測(cè)量3組合測(cè)量二、按測(cè)量方式分類p34 l 偏差式測(cè)量法： 2零位式測(cè)量法：又稱零示法或平衡式測(cè)量法。3微差式測(cè)量法三、按被測(cè)量的性質(zhì)分類p721時(shí)域測(cè)量： 2頻域測(cè)量： 3數(shù)據(jù)域測(cè)量4隨機(jī)測(cè)量 ：又叫統(tǒng)計(jì)測(cè)量，主要是對(duì)各類噪聲信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量和統(tǒng)計(jì)分析四、測(cè)量方法的選擇原則 基本原則：1、不損害被測(cè)量；2、不損害測(cè)量?jī)x器設(shè)備；3、滿足測(cè)量要求。具體原則：1、被測(cè)量本身的特性；2、所要求的測(cè)量準(zhǔn)確度；

3、3、測(cè)量環(huán)境；4、現(xiàn)有測(cè)量設(shè)備等。電子測(cè)量?jī)x器概述測(cè)量?jī)x器是將被測(cè)量轉(zhuǎn)換成可供直接觀察的指示值或等效信息的器具，包括各類指示儀器、比較儀器、記錄儀器、傳感器和變送器等。利用電子技術(shù)對(duì)各種待測(cè)量進(jìn)行測(cè)量的設(shè)備，統(tǒng)稱為電子測(cè)量?jī)x器。1變換功能 2傳輸功能二、測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo) 1.精度 ： (1)精密度 (2)準(zhǔn)確度 (3)精確度 批 2穩(wěn)定性 3輸入阻抗4靈敏度 5線性度6動(dòng)態(tài)特性三、電子測(cè)量?jī)x器的分類 1.電平測(cè)量?jī)x器：各種模擬式電壓表，毫伏表，數(shù)字式電壓表，電壓標(biāo)準(zhǔn)等。2電路參數(shù)測(cè)量?jī)x器：各類電橋，Q表，R、L、C測(cè)試儀，晶體管或集成電路參數(shù)測(cè)試儀，圖示儀等。3頻率、時(shí)間、相位測(cè)量?jī)x器：

4、電子計(jì)數(shù)式頻率計(jì)，石英鐘，數(shù)字式相位計(jì)，波長(zhǎng)計(jì)等。 4.波形測(cè)量?jī)x器：各類示波器，如通用示波器，多蹤示波器，多掃描示波器，取樣示波器，以及記憶和數(shù)字存儲(chǔ)示波器等。5信號(hào)分析儀器：失真度儀，諧波分析儀，頻譜分析儀等。6模擬電路特性測(cè)試儀器：掃頻儀，噪聲系數(shù)測(cè)試儀，網(wǎng)絡(luò)特性分析儀等。 7數(shù)字電路特性測(cè)試儀器：邏輯分析儀誤差的表示方法 1絕對(duì)誤差p19，應(yīng)注意下面幾個(gè)特點(diǎn)：（1）絕對(duì)誤差是有單位的量，其單位與測(cè)得值和實(shí)際值相同；（2）絕對(duì)誤差是有符號(hào)的量，其符號(hào)表示出測(cè)量值與實(shí)際值的大小關(guān)系，若測(cè)得值較實(shí)際值大，則絕對(duì)誤差為正值，反之為負(fù)值；（3）測(cè)得值與被測(cè)量實(shí)際值間的偏離程度和方向通過(guò)絕對(duì)誤差來(lái)

5、體現(xiàn)。2相對(duì)誤差p20 (1)實(shí)際相對(duì)誤差(2)示值相對(duì)誤差(3)滿度相對(duì)誤差 (4)分貝誤差為了減小測(cè)量中的示值誤差，在進(jìn)行量程選擇時(shí)應(yīng)盡可能使示值能接近滿度值，一般以示值不小于滿度值的23為宜。測(cè)量誤差的來(lái)源 p18一、儀器誤差 二、使用誤差 三、人身誤差 四、影響誤差 五、方法誤差誤差的分類 p105一、系統(tǒng)誤差 二、隨機(jī)誤差 三、粗大誤差誤差的處理總則： （1）含有粗差的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)從結(jié)果中剔除；（2）系統(tǒng)誤差遠(yuǎn)大于隨機(jī)誤差的影響，忽略隨機(jī)誤差，應(yīng)采取措施降低系差或?qū)y(cè)量值予以修正；（3）系差極小或已得到修正，此時(shí)基本上可按純粹隨機(jī)誤差處理，取其算術(shù)平均值代替真值；（4）系差和隨機(jī)誤差相差

6、不遠(yuǎn)，應(yīng)分別按不同的辦法來(lái)處理，然后估計(jì)其最終的綜合影響。隨機(jī)誤差分析系統(tǒng)誤差分析 p116一、系統(tǒng)誤差的特性 結(jié)論：（1）測(cè)量次數(shù)足夠多時(shí)各次測(cè)量絕對(duì)誤差的算術(shù)平均值等于系差 ；（2）多次測(cè)量取平均值無(wú)法消弱或降低系差的影響；（3）仔細(xì)分析系差產(chǎn)生的原因，根據(jù)所研究問(wèn)題的特殊規(guī)律，依賴測(cè)量者的學(xué)識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，采取不同的處理方法。 系統(tǒng)誤差的判斷 1理論分析法2校準(zhǔn)和比對(duì)法3.改變測(cè)量條件法 4剩余誤差觀察法 消弱系統(tǒng)誤差的典型測(cè)量技術(shù) 1零示法 2替代法：3補(bǔ)償法： 4. 對(duì)照法： 5. 微差法： “時(shí)間”在一般概念中有兩種含義：一是指“時(shí)刻”，二是指“間隔”。P149 頻率是單位時(shí)間內(nèi)周期性過(guò)

7、程重復(fù)、循環(huán)或振動(dòng)的次數(shù)，記為f 電子計(jì)數(shù)器 -電子計(jì)數(shù)法測(cè)頻原理電壓測(cè)量的特點(diǎn)p181l. 頻率范圍寬；2測(cè)量范圍大；3信號(hào)波形復(fù)雜；4. 被測(cè)電路的輸出阻抗影響大； 5. 測(cè)量精度差異大； 6. 存在干擾影響。 波形換算 1定義 電壓表示值Ua與峰值檢波器輸出Up間滿足式中ka稱為定度系數(shù)。由于電壓表以正弦波有效值定度，所以2波形換算當(dāng)被測(cè)電壓為非正弦波時(shí)，波形換算的原理是：示值Ua相等則峰值Up也相等：再由波峰因數(shù) 得到有效值上式僅適用于單峰值電壓表。例2 用峰值電壓表分別測(cè)量正弦波、三角波和方波，電壓表均指在l0V位置，問(wèn)三種波形被測(cè)信號(hào)的峰值和有效值各為多少? 解：示值相等峰值也相等

8、的原理可知三種波形的電壓峰值Up都是 正弦波：U10V。對(duì)于三角波：對(duì)于方波：波峰系數(shù)Kp=1，因此有效值交流電壓的測(cè)量方法 P189 1交流電壓測(cè)量的基本原理 根據(jù)ACDC轉(zhuǎn)換器的類型可分成：（1）檢波法 (a)平均值檢波(b)峰值檢波 (c)有效值檢波等。（2）熱電轉(zhuǎn)換法:和波形無(wú)關(guān),真有效值檢波.三種檢波方式的比較P189峰值檢波器 ：輸入阻抗高；波形誤差大；均值檢波器：輸入阻抗低；波形誤差不大；有效值檢波器：輸入阻抗高；無(wú)波形誤差；受環(huán)境溫度影響較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴。模擬式交流電壓表-五種P194逐次逼近型ADC逐次逼近比較過(guò)程表示了該類A/D轉(zhuǎn)換器的基本工作原理。它類似天平稱重的

9、過(guò)程，Vr的各分項(xiàng)相當(dāng)于提供的有限“電子砝碼”，而Vx是被稱量的電壓量。逐步地添加或移去電子砝碼的過(guò)程完全類同于稱重中的加減法碼的過(guò)程，而稱重結(jié)果的精度取決于所用的最小砝碼。結(jié)論:逐次逼近比較式數(shù)字電壓表存在量化誤差。其測(cè)量精度由標(biāo)準(zhǔn)電阻和基準(zhǔn)電壓源的精度、D/A變換器的位數(shù)、比較器的漂移所決定。1、電路結(jié)構(gòu) p201雙積分式數(shù)字電壓表基本原理：通過(guò)兩次積分過(guò)程(“對(duì)被測(cè)電壓的定時(shí)積分和對(duì)參考電壓的定值積分”)的比較，得到被測(cè)電壓值。電路組成：積分器；過(guò)零比較器；計(jì)數(shù)器；邏輯控制電路；雙積分式數(shù)字電壓表電路組成框圖P204雙積分式ADC特點(diǎn)：基于V-T變換的比較測(cè)量原理。參考電壓Vr的精度和穩(wěn)定性對(duì)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果有影響，一般需采用精密基準(zhǔn)電壓源。積分器的R、C元件對(duì)A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生影響，因而對(duì)元件參數(shù)的精度和穩(wěn)定性要求不高。測(cè)量速度較低，常用于高精度慢速測(cè)量的場(chǎng)合。電子電壓表的放大器特點(diǎn)：輸入阻抗高；頻帶寬；線性好；組成：前置級(jí)：高輸入阻抗射級(jí)跟隨器；差動(dòng)放大器；中間級(jí)：線性