第1章電子測量緒論

1、21世紀世紀 西安電子科技大學出版社西安電子科技大學出版社張永瑞張永瑞 編著編著高等學校電子信息類系列教材高等學校電子信息類系列教材 講授講授 周小勇周小勇 答疑地點：答疑地點：6060# #-321-321 課程的任務課程的任務u掌握通用電子測量儀器的基本測量原理和測量掌握通用電子測量儀器的基本測量原理和測量方法方法u理解基本電信號參數(shù)、電路元器件參數(shù)的概念、理解基本電信號參數(shù)、電路元器件參數(shù)的概念、測量原理與基本測量方法測量原理與基本測量方法u具備一定的誤差理論知識和數(shù)據(jù)處理能力具備一定的誤差理論知識和數(shù)據(jù)處理能力u了解通用電子測量儀器的技術性能了解通用電子測量儀器的技術性能 第第1章章

2、電子測量的基本概念電子測量的基本概念 學習學習電子測量電子測量對個人而言對個人而言 調研表明，電子類技術畢業(yè)生調研表明，電子類技術畢業(yè)生 5050的學生的第一崗位是調試的學生的第一崗位是調試員員, ,作為調試員，以下基本技能和能力要素要通過電子測量技術作為調試員，以下基本技能和能力要素要通過電子測量技術課程來培養(yǎng)：課程來培養(yǎng)： (1)具有較好的電路理論知識和測量基本知識，能根據(jù)不同的具有較好的電路理論知識和測量基本知識，能根據(jù)不同的測量對象、不同的測量環(huán)境選擇正確的測量方法和測量設備，減測量對象、不同的測量環(huán)境選擇正確的測量方法和測量設備，減少測量過程中存在的誤差，提高測量精度。少測量過程中存

3、在的誤差，提高測量精度。 (2)能正確操作，使用測量儀器或智能設備正確測量電參數(shù)。能正確操作，使用測量儀器或智能設備正確測量電參數(shù)。 (3)對測量結果的數(shù)據(jù)能正確地分析與處理。對測量結果的數(shù)據(jù)能正確地分析與處理。 更有部分學生，更有部分學生，直接在電子測量儀器的企業(yè)工作。直接在電子測量儀器的企業(yè)工作。第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 1.1 測量與電子測量測量與電子測量1.2 電子測量的內容和特點電子測量的內容和特點1.3 電子測量方法分類電子測量方法分類1.4 電子測量儀器的功

4、能、分類和性能指標電子測量儀器的功能、分類和性能指標1.5 計量的基本概念計量的基本概念第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 要點要點：1.1.了解電子測量的內容及特點了解電子測量的內容及特點 2.2.掌握電子測量的基本方法及選擇掌握電子測量的基本方法及選擇 3. 了解測量儀器的主要性能指標了解測量儀器的主要性能指標 第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 1.1 測量與電子測量測量與電子測量 一、測量一、測量 測量是通過實驗方法對客觀事物取得定量信息即數(shù)測量是通過實驗方法對客觀事物取得定量信息即數(shù)量概念的過程。量概念的過

5、程。 俄國科學家門捷列夫曾說過：俄國科學家門捷列夫曾說過：“沒有測量，就沒有科沒有測量，就沒有科學學”， “測量是認識自然界的主要工具測量是認識自然界的主要工具”。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(yè)航海事業(yè) 第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 諾貝爾物理獎，化學獎中諾貝爾物理獎，化學獎中1/41/4屬于屬于測試方法測試方法和和測試儀器測試儀器的創(chuàng)新。的創(chuàng)新?！皟蓮椧恍莾蓮椧恍恰钡某晒?，沒有測試儀器是不可能的。的成功，沒有測試儀器是不可能的。生產(chǎn)中生產(chǎn)中“沒有測試，就沒有新產(chǎn)品沒有

6、測試，就沒有新產(chǎn)品”。“沒有測量，就沒有科學。”（或“科學始于測量。”） -門捷列夫第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 生活中的例子生活中的例子重量，長度，溫度，濕度，三表（電，水，氣）重量，長度，溫度，濕度，三表（電，水，氣）汽車監(jiān)測點：汽車監(jiān)測點：50100 50100 飛機監(jiān)測點：飛機監(jiān)測點：3000 3000 航天飛行器監(jiān)測點：航天飛行器監(jiān)測點：5000 5000 第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 普通轎車普通轎車：約安裝幾十到近百只測量傳感器：約安裝幾十到近百只測量傳感器. . 豪華轎車豪華轎車：測量傳感器數(shù)量可多達二百余只：測量傳感器數(shù)量可多達二百余只

7、. . 汽車測量傳感器：汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，關鍵部件，核心技術內容汽車測量傳感器：汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，關鍵部件，核心技術內容第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 歷史事實也已證明：歷史事實也已證明： 測量技術水平是一個歷史時期、一個國家的科學技術水平測量技術水平是一個歷史時期、一個國家的科學技術水平的一面的一面“鏡子鏡子”。第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 在當今信息時代在當今信息時代 測量技術測量技術獲取信息獲取信息通信技術通信技術傳遞信息傳遞信息 計算機技術計算機技術處理信息處理信息被稱為信息社會三大支柱被稱為信息社會三大支柱測量是信息的源頭技術測量

8、是信息的源頭技術 （測控技術，先要測，才能控）（測控技術，先要測，才能控）提高測量水平，提高測量水平，實現(xiàn)測量手段的現(xiàn)代化，是實現(xiàn)科學技術和生產(chǎn)實現(xiàn)測量手段的現(xiàn)代化，是實現(xiàn)科學技術和生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要條件和明顯標志。現(xiàn)代化的重要條件和明顯標志。發(fā)展高新技術，信息技術是關鍵，信息技術包括測量技術、計算機技術和通信技術。測量技術是關鍵和基礎。 -錢學森第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 泛指以泛指以電子技術為基本手段電子技術為基本手段的一種測量技術。它是的一種測量技術。它是測量測量學學和和電子學電子學相互結合的產(chǎn)物。相互結合的產(chǎn)物。二、電子測量二、電子測量電子測量的概念電子測量的概念：

9、電子測量的應用領域：電子測量的應用領域： 1.電學各專業(yè)電學各專業(yè) 2. 物理學、化學、光學、機械學、材料學、生物學、醫(yī)學等物理學、化學、光學、機械學、材料學、生物學、醫(yī)學等科學領域及生產(chǎn)、國防交通、通訊、商業(yè)貿易、生態(tài)環(huán)境科學領域及生產(chǎn)、國防交通、通訊、商業(yè)貿易、生態(tài)環(huán)境保護乃至日常生活的各個方面保護乃至日常生活的各個方面第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 近幾十年來近幾十年來計算機技術計算機技術和和微電子技術微電子技術的迅猛發(fā)展，為的迅猛發(fā)展，為電子測量和測量儀器增添了巨大活力。電子測量和測量儀器增添了巨大活力。 如如“智能儀器智能儀器”和和“自動測試系統(tǒng)自動測試系統(tǒng)”。 現(xiàn)

10、在，電子測量技術現(xiàn)在，電子測量技術(包括測量理論、方法，測量儀器包括測量理論、方法，測量儀器裝置等裝置等)已形成電子科學領已形成電子科學領 域重要而發(fā)展迅速的分支。域重要而發(fā)展迅速的分支。第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 自動測試系統(tǒng)自動測試系統(tǒng)第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 1.2 電子測量的內容和特點電子測量的內容和特點 一、電子測量的內容一、電子測量的內容 電參數(shù)測量分為：電參數(shù)測量分為：電磁測量電磁測量和和電子測量電子測量兩類。兩類。 電磁測量電磁測量主要指主要指交直流交直流電量電量的的指示測量法指示測量法和和比較測量法比較測量法以及以及磁量磁量的測量

11、的測量等。等。 電子測量是指以電子測量是指以電子技術理論電子技術理論為依據(jù)，以為依據(jù)，以電子測量儀器電子測量儀器和設備和設備為手段，對為手段，對電量電量和和非電量非電量進行的測量。進行的測量。( (二次表二次表) ) 電子測量儀器傳感器電電 量量非電量非電量( (一次表一次表) )第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 電子電子測量測量非電量測量非電量測量電量測量電量測量1電能量測量電能量測量（電壓、電流、功率）（電壓、電流、功率）2電信號特性測量電信號特性測量（波形、頻率、周（波形、頻率、周期、相位、失真度、調幅度）期、相位、失真度、調幅度）3電路元件參數(shù)測量電路元件參數(shù)測量（電阻

12、、電感、（電阻、電感、電容、阻抗、品質因數(shù)）電容、阻抗、品質因數(shù)）4電子設備的性能測量電子設備的性能測量（增益（增益、衰減衰減、靈敏度靈敏度、頻率特性頻率特性、噪聲指數(shù)）噪聲指數(shù)）頻率、時間、電壓、相位、阻抗頻率、時間、電壓、相位、阻抗等基本電參數(shù)等基本電參數(shù)是其他參數(shù)測量的是其他參數(shù)測量的基礎基礎。第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 5非電量測量非電量測量: 傳感技術傳感技術的發(fā)展為的發(fā)展為非電量非電量測量提供了新的方法測量提供了新的方法和途徑。和途徑。y1y2y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）被被測測量量 x信信源源點點非非

13、電電變變換換（傳傳感感器器）y1=f1(x)221()yfy 32()yfy 第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 溫溫度度壓壓力力流流量量轉轉速速水水位位傳傳感感器器1u1信信號號調調理理U1傳傳感感器器2u2信信號號調調理理U2傳傳感感器器3u3信信號號調調理理U3傳傳感感器器4u4信信號號調調理理U4傳傳感感器器5u5信信號號調調理理U5多多功功能能切切換換開開關關S/HA/D計計算算機機數(shù)碼數(shù)碼管管CRT顯顯示示打印打印機機繪圖繪圖儀儀輸輸出出設設備備數(shù)數(shù)字字I/OD/A模擬信模擬信號號輸輸出出多個量測量可用多個量測量可用一臺儀器一臺儀器第第1章章 電子測量的基本概念電子測

14、量的基本概念 二、電子測量的特點二、電子測量的特點3測量準確度高低相差懸殊。（測量準確度高低相差懸殊。（頻率頻率和和時間時間的測量的測量準確度）準確度）4測量速度快測量速度快5可以進行遙測可以進行遙測6易于實現(xiàn)測試智能化和測試自動化易于實現(xiàn)測試智能化和測試自動化7影響因素眾多，誤差處理復雜影響因素眾多，誤差處理復雜1測量頻率范圍寬（低至測量頻率范圍寬（低至10-6以下，高至以下，高至1012）2測量量程寬測量量程寬第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 1.3 電子測量方法的分類電子測量方法的分類 一、按測量過程分類一、按測量過程分類 1直接測量直接測量 它是指直接從測量儀表的讀數(shù)獲

15、取被測量量值的方法。它是指直接從測量儀表的讀數(shù)獲取被測量量值的方法。 特點特點是不需要對被測量與其它實測的量進行函數(shù)關系的是不需要對被測量與其它實測的量進行函數(shù)關系的輔助運算，因此測量過程輔助運算，因此測量過程簡單簡單、迅速迅速，是工程測量中廣泛應是工程測量中廣泛應用的測量方法。用的測量方法。第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 2.間接測量間接測量 它是利用直接測量的量與被測量之間的它是利用直接測量的量與被測量之間的函數(shù)關系函數(shù)關系(可以是可以是公公式、曲線或表格式、曲線或表格等等)，間接得到被測量量值的測量方法。，間接得到被測量量值的測量方法。 間接測量間接測量費時費時、費事費

16、事。 常在下列情況下使用：常在下列情況下使用：直接測量不方便，或間接測量的結直接測量不方便，或間接測量的結果較直接測量更為準確，或缺少直接測量儀器等。果較直接測量更為準確，或缺少直接測量儀器等。第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 3組合測量組合測量 當某項測量結果需用當某項測量結果需用多個未知參數(shù)多個未知參數(shù)表達時，可通過表達時，可通過改改變測量條件進行多次測量變測量條件進行多次測量，根據(jù)測量量與未知參數(shù)間的函，根據(jù)測量量與未知參數(shù)間的函數(shù)關系列出方程組并求解，進而得到未知量，這種測量方數(shù)關系列出方程組并求解，進而得到未知量，這種測量方法稱為法稱為 組合測量組合測量。 如電阻器電

17、阻溫度系數(shù)的測量。如電阻器電阻溫度系數(shù)的測量。220)20()20(ttRRt第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 例：某型號電阻的阻值與溫度函數(shù)關系例：某型號電阻的阻值與溫度函數(shù)關系22020ttRRt232221203203202202201201ttRRttRRttRRtttR第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 二、按測量方式分類二、按測量方式分類 l.l.偏差式測量法偏差式測量法 定義：定義：在測量過程中，用在測量過程中，用儀器儀表指針的位移儀器儀表指針的位移(偏差偏差)表示被測量大小的測量方法，稱為偏差式測量法。表示被測量大小的測量方法，稱為偏差式測量法。

18、這種方法這種方法也叫也叫直讀法直讀法。 特點特點:簡單、方便簡單、方便，工程測量中廣泛應用工程測量中廣泛應用。直讀式直讀式電壓表電壓表 第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 2 2零位式測量法零位式測量法定義：定義：測量時用被測量與標準量相比較測量時用被測量與標準量相比較(因此因此 也把這種也把這種方法叫作比較測量法方法叫作比較測量法)，用，用指零儀表指零儀表(零示器零示器)指示被測量與指示被測量與標準量相等標準量相等(平衡平衡)， 從而獲得被測量。從而獲得被測量。 如利用如利用惠斯登電橋惠斯登電橋測量測量電阻電阻(電容、電感電容、電感?)421RRRRx當電橋平衡時，可以得到當電

19、橋平衡時，可以得到第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 特點：精度高，適應于精密測量。特點：精度高，適應于精密測量。缺點：測量速度慢。缺點：測量速度慢。第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 3 3微差式測量法微差式測量法 偏差式測量法偏差式測量法和和零位式測量法相零位式測量法相結合，構成結合，構成微差式微差式測量法。測量法。 通過測量通過測量待測量待測量與與標準量標準量之差之差(通常該差值很小通常該差值很小)來得到待測來得到待測量量值。量量值。0-v+vxs指示器指示器第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 用微差法測量直流穩(wěn)壓源的穩(wěn)定度用微差法測量直流穩(wěn)壓源

20、的穩(wěn)定度 優(yōu)點：優(yōu)點：兼有兼有偏差式測量法偏差式測量法速度快速度快和和零位式測量零位式測量準確度高準確度高。標準電標準電源源指示器指示器待測量待測量負載負載第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 三、按被測量的性質分類三、按被測量的性質分類瞬態(tài)測量瞬態(tài)測量）主要測量被測量隨時間的主要測量被測量隨時間的變化規(guī)律。變化規(guī)律。穩(wěn)態(tài)測量穩(wěn)態(tài)測量）獲取待測量與頻率之間獲取待測量與頻率之間的關系。的關系。邏輯量測量邏輯量測量）主要是用）主要是用邏輯分析儀邏輯分析儀等等設備對數(shù)字量或電路的邏輯狀態(tài)進行測量設備對數(shù)字量或電路的邏輯狀態(tài)進行測量統(tǒng)計測量統(tǒng)計測量）對）對各類噪聲信號各類噪聲信號進行動進行

21、動態(tài)測量和統(tǒng)計分析。態(tài)測量和統(tǒng)計分析。第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 調制域（調制域分析儀）調制域（調制域分析儀）ff0tf頻域（頻譜儀）頻域（頻譜儀）f0utu時域（示波器）時域（示波器）頻率頻率頻域頻域電壓電壓時域時域時間時間調制域調制域頻率頻率頻域頻域電壓電壓時域時域時間時間調制域調制域電信號電信號（模擬）（模擬）的的“三域三域”： 第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 時域測量、頻域測量、調制域測量時域測量、頻域測量、調制域測量 TfV TfF FfV 頻率頻率頻域頻域電壓電壓時域時域時間時間調制域調制域第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 數(shù)

22、據(jù)域數(shù)據(jù)域-二進制數(shù)據(jù)流二進制數(shù)據(jù)流 邏輯分析儀邏輯分析儀 邏輯定時分析儀邏輯定時分析儀 邏輯狀態(tài)分析儀邏輯狀態(tài)分析儀 1 0 1 1 0 0 1 01 0 1 1 0 0 1 0 隨機域隨機域-噪聲、干擾噪聲、干擾 第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 其他測量方法示例其他測量方法示例： 接觸式測量接觸式測量與與非接觸式測量非接觸式測量；根據(jù)是否與被測介質接觸分類根據(jù)是否與被測介質接觸分類紅外測溫紅外測溫接觸式測溫接觸式測溫第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 靜態(tài)測量靜態(tài)測量與與 動態(tài)測量動態(tài)測量根據(jù)被測量變化快慢分類根據(jù)被測量變化快慢分類電壓波動電壓波動手持式電壓

23、表手持式電壓表第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 在線測量在線測量與與離線測量離線測量根據(jù)測量對象是否工作分類根據(jù)測量對象是否工作分類電力變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)電力變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)（測量油中氣體和微水含量）（測量油中氣體和微水含量）電力變壓器油氣相色譜儀電力變壓器油氣相色譜儀第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 四、測量方法的選擇原則四、測量方法的選擇原則被測量本身的特性；被測量本身的特性；所要求的測量準確度；所要求的測量準確度；測量環(huán)境；測量環(huán)境；現(xiàn)有測量設備等?，F(xiàn)有測量設備等。注意：注意：正確可靠的測量結果的獲得，要依據(jù)測量方法和測量正確可靠的測量結果的獲得，要依據(jù)

24、測量方法和測量儀器的正確選擇、正確操作和測量數(shù)據(jù)的正確處理。否則，儀器的正確選擇、正確操作和測量數(shù)據(jù)的正確處理。否則，即便使用價值昂貴的精密儀器設備，也不即便使用價值昂貴的精密儀器設備，也不 一定能夠得到準確一定能夠得到準確的結果，甚至可能損壞測量儀器和被測設備。的結果，甚至可能損壞測量儀器和被測設備。第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 例例 圖示的是用電壓表測量高內阻電路端電壓的例子。圖示的是用電壓表測量高內阻電路端電壓的例子。Rv表示測量用電壓表內阻。表示測量用電壓表內阻。VU96. 41010801010533方法方法1： 用用Rv=10M的數(shù)字電壓表測量的數(shù)字電壓表測量相

25、對誤差相對誤差%8 . 0%1005596. 4電壓為電壓為第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 方法方法2： 改用內阻改用內阻Rv120k 的萬用表電壓檔測量的萬用表電壓檔測量%40%1005533120801205VU相對誤差相對誤差電壓為電壓為第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 1. 4 電子測量儀器的功能、分類和主要性能指標電子測量儀器的功能、分類和主要性能指標 定義定義2：利用電子技術對各種待測量進行測量的設備，統(tǒng)利用電子技術對各種待測量進行測量的設備，統(tǒng)稱為稱為電子測量儀器電子測量儀器。 為了正確地選擇測量方法，使用測量儀器和估價測量為了正確地選擇測量方法

26、，使用測量儀器和估價測量結果，下面將對電子測量儀器的的結果，下面將對電子測量儀器的的主要功能主要功能、主要性能指主要性能指標標和和分類分類做一些介紹。做一些介紹。定義定義1：測量儀器測量儀器是將被測量轉換成可供直接觀察的指示值是將被測量轉換成可供直接觀察的指示值或等效信息的器具?；虻刃畔⒌钠骶?。第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 一、測量儀器的功能一、測量儀器的功能 測量儀器具有測量儀器具有物理量的變換物理量的變換、信號的傳輸信號的傳輸和和測量結果測量結果的顯示的顯示等功能。等功能。 1變換功能變換功能 對于電壓、電流等對于電壓、電流等電學量電學量的測量，是通過測量各種的測量，

27、是通過測量各種電效電效應來應來達到目的的。達到目的的。 對對非電量測量非電量測量，更須將各種非電物理量如壓力、位移、，更須將各種非電物理量如壓力、位移、溫度、濕度、亮度、顏色、物質成份等，通過各種對之敏感溫度、濕度、亮度、顏色、物質成份等，通過各種對之敏感的的敏感元件敏感元件(通常稱為通常稱為傳感器傳感器) 。第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 測量和處理裝置測量和處理裝置 變送器變送器:隨著測量技術的發(fā)展和需要，現(xiàn)在往往將傳感器、隨著測量技術的發(fā)展和需要，現(xiàn)在往往將傳感器、放大電路及其他有關部分構成獨立的單元電路，將被測量轉換成放大電路及其他有關部分構成獨立的單元電路，將被測量

28、轉換成模擬模擬的或的或數(shù)字數(shù)字的的標準電信號標準電信號，送往測量和處理裝置，這樣的單元，送往測量和處理裝置，這樣的單元電路常稱為電路常稱為變送器變送器，它是現(xiàn)代測量系統(tǒng)中極為重要的組成部分。，它是現(xiàn)代測量系統(tǒng)中極為重要的組成部分。變送器變送器0-5V或或4-20mA第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 2傳輸功能傳輸功能 在在遙測遙控遙測遙控等系統(tǒng)中，現(xiàn)場測量結果經(jīng)變送器處理后，等系統(tǒng)中，現(xiàn)場測量結果經(jīng)變送器處理后，需經(jīng)較長距離的傳輸才能送到需經(jīng)較長距離的傳輸才能送到測試終端測試終端和和控制控制臺。臺。有線、無線有線、無線第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 3顯示功能

29、顯示功能 測量結果必須以某種方式顯示出。因此，測量結果必須以某種方式顯示出。因此，任何測量儀器都任何測量儀器都必須具備顯示功能。必須具備顯示功能。 模擬式：儀表度盤模擬式：儀表度盤 數(shù)字式：數(shù)字式：LED、LCD、CRT第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 二、電子測量儀器的分類二、電子測量儀器的分類按功能分類：按功能分類：1. 電平測量儀器：電壓表、毫伏表。電平測量儀器：電壓表、毫伏表。2電路參數(shù)測量儀器：電橋、電路參數(shù)測量儀器：電橋、Q表、表、RLC測試儀。測試儀。3頻率、時間、相位測量儀器：頻率計、石英鐘相位計。頻率、時間、相位測量儀器：頻率計、石英鐘相位計。4波形測量儀器：

30、各類示波器。波形測量儀器：各類示波器。5信號分析儀器：失真度儀、諧波分析儀、頻譜分析儀。信號分析儀器：失真度儀、諧波分析儀、頻譜分析儀。6模擬電路特性測試儀：掃頻儀、噪聲系數(shù)測試儀。模擬電路特性測試儀：掃頻儀、噪聲系數(shù)測試儀。7數(shù)字電路特性測試儀：邏輯分析儀。數(shù)字電路特性測試儀：邏輯分析儀。8測試用信號源（供給量儀器）：各種信號發(fā)生器。測試用信號源（供給量儀器）：各種信號發(fā)生器。第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 三、測量儀表的主要性能指標三、測量儀表的主要性能指標 1.精度精度 定義：定義：指測量儀器的指測量儀器的讀數(shù)讀數(shù)或或測量結果測量結果與與被測量真值被測量真值相一致的相一

31、致的程度。程度。 其含義是：其含義是：精精 度高，表明誤差小；精度高，表明誤差?。痪?度低，表明誤差大。度低，表明誤差大。精度的表征：精度的表征：精密度（精密度（）儀表指示值的分散性，反映了）儀表指示值的分散性，反映了隨機誤差的影響隨機誤差的影響正確度（正確度（）儀表儀表指示值指示值與與真值真值的接近程度的接近程度正正確度高則說明系統(tǒng)誤差小確度高則說明系統(tǒng)誤差小準確度（準確度（）精密度精密度和和正確度正確度的綜合反映，的綜合反映，準確度高準確度高 ，系統(tǒng)誤差和隨機誤差都小。系統(tǒng)誤差和隨機誤差都小。注意：注意：我國電工儀表的分我國電工儀表的分級，就是按級，就是按正確度正確度來確定來確定的。的。第

32、第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 即即性能優(yōu)良的測量儀器性能優(yōu)良的測量儀器、正確的測量方法正確的測量方法和和正確細心的測正確細心的測量操作量操作。獲得理想的結果，應滿足三個方面的條件：獲得理想的結果，應滿足三個方面的條件：第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 定義：定義：穩(wěn)定度穩(wěn)定度（穩(wěn)定誤差），是指在（穩(wěn)定誤差），是指在規(guī)定的時間規(guī)定的時間區(qū)間，其他區(qū)間，其他外界條件恒定不變外界條件恒定不變的情況下，儀器示值變化的大小。的情況下，儀器示值變化的大小。 原因：原因：儀器各元器件儀器各元器件的的特性特性、參數(shù)不穩(wěn)定參數(shù)不穩(wěn)定和和老化老化等。等。 穩(wěn)定度的表示：穩(wěn)定度的表

33、示：用示值絕對變化量與時間一起表示。用示值絕對變化量與時間一起表示。 例例:某數(shù)字電壓表的穩(wěn)定度為：某數(shù)字電壓表的穩(wěn)定度為： (0.008%Um+0.003%Ux)/(8h) 定義：定義：由于電源電壓、頻率、環(huán)境溫度、濕度、氣壓、振由于電源電壓、頻率、環(huán)境溫度、濕度、氣壓、振動等動等外界條件變化外界條件變化而造成儀表示值的變化量，稱為而造成儀表示值的變化量，稱為影響量影響量或或影響誤差影響誤差。 一般用一般用示值偏差示值偏差和和引起該偏差的影響量引起該偏差的影響量一起表示。一起表示。2穩(wěn)定性穩(wěn)定性常用常用穩(wěn)定度穩(wěn)定度和和影響量影響量兩個參數(shù)來表征。兩個參數(shù)來表征。第第1章章 電子測量的基本概念

34、電子測量的基本概念 測量儀表的接入改變了被測電路的阻抗特性，這種現(xiàn)象稱測量儀表的接入改變了被測電路的阻抗特性，這種現(xiàn)象稱為為負載效應負載效應。 為了減小測量儀表對待測電路的影響，提高測量精度，為了減小測量儀表對待測電路的影響，提高測量精度，通常對這類測量儀表的輸入阻抗都有一定要求。通常對這類測量儀表的輸入阻抗都有一定要求。3輸入阻抗輸入阻抗阻抗性能優(yōu)劣用阻抗性能優(yōu)劣用輸入電阻輸入電阻Ri輸入輸入電容電容Ci標注標注第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 定義：定義：靈敏度靈敏度表示測量儀表對表示測量儀表對被測量變化被測量變化的的敏感程度敏感程度，一般，一般定義為定義為測量儀表指示值增

35、量測量儀表指示值增量 y(指針的偏轉角度、數(shù)碼的變指針的偏轉角度、數(shù)碼的變化、位移的大小等化、位移的大小等) 與與被測量增量被測量增量x之比之比。 例：示波器在單位輸入電壓的作用下，示波管熒光屏上例：示波器在單位輸入電壓的作用下，示波管熒光屏上光點偏移的距離就定義為它的光點偏移的距離就定義為它的偏轉靈敏度偏轉靈敏度，單位為，單位為cmV，cmmV等。等。 對示波器而言，對示波器而言，偏轉靈敏度的倒數(shù)稱為偏轉因數(shù)偏轉靈敏度的倒數(shù)稱為偏轉因數(shù)，單位為，單位為Vcm，mVcm或或mVdiV(格格)等。等。4靈敏度靈敏度 靈敏度也叫作靈敏度也叫作分辨力或分辨率分辨力或分辨率，在，在數(shù)字式儀表數(shù)字式儀表

36、中經(jīng)常使用。中經(jīng)常使用。 第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 例：若儀表輸出為例：若儀表輸出為y，輸入為，輸入為x， 二者關系用函數(shù)二者關系用函數(shù)y f(x)表示。表示。5線性度線性度表征測量儀器輸入表征測量儀器輸入/輸出關系是否線性。輸出關系是否線性。線性刻度特性線性刻度特性非線性刻度特性非線性刻度特性第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 測量儀表的動態(tài)特性表示儀表的測量儀表的動態(tài)特性表示儀表的輸出響應隨輸入變化的能力輸出響應隨輸入變化的能力。 例如例如模擬電壓表模擬電壓表由于動圈式表頭由于動圈式表頭指針慣性、軸承摩擦、空氣指針慣性、軸承摩擦、空氣阻尼阻尼等因素的作

37、用，使得儀表的等因素的作用，使得儀表的指針不能瞬間穩(wěn)定在固定值上指針不能瞬間穩(wěn)定在固定值上。 又如示波器的垂直偏轉系統(tǒng)，由于又如示波器的垂直偏轉系統(tǒng)，由于輸入電容輸入電容等因素的影響，等因素的影響，造成造成輸出波形對輸入信號的滯后與畸變輸出波形對輸入信號的滯后與畸變。 6動態(tài)特性動態(tài)特性測量中各類儀器、量具測量中各類儀器、量具的可靠性如何保證的可靠性如何保證？單位如何定義單位如何定義？第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 1.5 計量的基本概念計量的基本概念一、計量一、計量 “計量計量是利用是利用技術技術和和法制法制手段實現(xiàn)手段實現(xiàn)單位統(tǒng)一單位統(tǒng)一和和量值準確可量值準確可靠靠的測量

38、。的測量?！?計量計量-實現(xiàn)實現(xiàn)單位統(tǒng)一單位統(tǒng)一、量值準確可靠的量值準確可靠的活動活動第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 作為比較標準的作為比較標準的各類量具各類量具、儀器儀儀器儀 表表，必須，必須定期進行檢定期進行檢驗和校準驗和校準，以保證，以保證測量結果測量結果的的準確性、可靠性和統(tǒng)一性準確性、可靠性和統(tǒng)一性，這個，這個過程，稱為過程，稱為計量計量。計量與測量的關系計量與測量的關系 測量測量是利用實驗手段把待測量直接或間接地與另一個是利用實驗手段把待測量直接或間接地與另一個同類已知量進行比較，從而得到待測量值的過程。同類已知量進行比較，從而得到待測量值的過程。計量學計量學是研

39、究測量、保證測量統(tǒng)一和準確的科學。是研究測量、保證測量統(tǒng)一和準確的科學。第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 計量與測量的關系（總結）計量與測量的關系（總結）第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 二、單位制二、單位制 任何測量都要有一個統(tǒng)一的體現(xiàn)任何測量都要有一個統(tǒng)一的體現(xiàn)計量單位計量單位的量作為標準，的量作為標準，這樣的量稱作這樣的量稱作計量標準計量標準。英呎feetfeet第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 定義：單位定義：單位是有是有明確定義和名稱明確定義和名稱并令其并令其數(shù)值為數(shù)值為l的固定的量。的固定的量。例：長度單位例：長度單位l米米(m)，時

40、間單位，時間單位1秒秒(s)等。等。計量單位必須以嚴格的計量單位必須以嚴格的科學理論科學理論為依據(jù)進行定義。為依據(jù)進行定義。 法定計量單位法定計量單位是國家以法令形式規(guī)定使用的計量單位，是是國家以法令形式規(guī)定使用的計量單位，是統(tǒng)一計量單位制和單位量值的依據(jù)和基礎，因而具有統(tǒng)一計量單位制和單位量值的依據(jù)和基礎，因而具有統(tǒng)一性統(tǒng)一性、權威性權威性和和法制性法制性。u單位制：包括單位制：包括基本單位、輔助單位、導出單位?；締挝?、輔助單位、導出單位。國際單位（國際單位（SI）7個基本單位：個基本單位：米、米、秒、千克、安培、秒、千克、安培、開爾文、坎德拉、摩爾開爾文、坎德拉、摩爾第第1章章 電子測量

41、的基本概念電子測量的基本概念 第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 定義：定義：基準基準是指用當代最先進的科學技術和工藝水平，以最是指用當代最先進的科學技術和工藝水平，以最高的準確度和穩(wěn)定性建立起來的高的準確度和穩(wěn)定性建立起來的 專門用以專門用以規(guī)定、保持和復現(xiàn)規(guī)定、保持和復現(xiàn)物理量物理量計量單位計量單位的的特殊特殊量具或儀器裝置量具或儀器裝置等。等。三、計量基準三、計量基準主主基準（一級基準）：基準（一級基準）： （原始基準、國家基準原始基準、國家基準）最）最高準確度計量器具高準確度計量器具副基準（二級基準）：副基準（二級基準）：僅次于主基準，平時代替國僅次于主基準，平時代替國家

42、基準使用或驗證國家基準變化。家基準使用或驗證國家基準變化。工作基準（三級基準）：工作基準（三級基準）：經(jīng)國家鑒定批準，實際中經(jīng)國家鑒定批準，實際中檢定下屬計量標準的計量器具。檢定下屬計量標準的計量器具。第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 古典階段：權勢人物古典階段：權勢人物 的身體的身體基準的發(fā)展基準的發(fā)展第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 四、量值的傳遞與跟蹤，檢定與比對四、量值的傳遞與跟蹤，檢定與比對 計量標準器具計量標準器具準確度低于計量基準，用于檢定計量標準或準確度低于計量基準，用于檢定計量標準或工作計量器具的計量器具。工作計量器具的計量器具。 它可按其準確

43、度等級分類，如它可按其準確度等級分類，如1級、級、2級、級、3級、級、4級、級、5級級標準砝碼。標準砝碼。 第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 標準器具按其法律地位可分為三類：標準器具按其法律地位可分為三類： 社會公用計量標準社會公用計量標準 指指縣以上縣以上地方政府計量部門建立的，作為統(tǒng)一本地區(qū)地方政府計量部門建立的，作為統(tǒng)一本地區(qū)量值的依據(jù)，并對社會實施計量監(jiān)督具有公證作用的各項量值的依據(jù)，并對社會實施計量監(jiān)督具有公證作用的各項計量標準。計量標準。 部門使用的計量標準部門使用的計量標準 省級以上省級以上政府有關主管部門組織建立的統(tǒng)一本部門量政府有關主管部門組織建立的統(tǒng)一本部門量值依據(jù)的各項計量標準。值依據(jù)的各項計量標準。 企事業(yè)單位使用的計量標準企事業(yè)單位使用的計量標準 企業(yè)、事業(yè)單位組織建立的作為本單位量值依據(jù)的各項企業(yè)、事業(yè)單位組織建立的作為本單位量值依據(jù)的各項計量標準。計量標準。第第1章章 電子測量的基本概念電子測量的基本概念 工作計量器具工作計量器具工作崗位上使用，不用于進