電子測量項目1

1、項目項目1常用電子測量儀器的校準(zhǔn)常用電子測量儀器的校準(zhǔn)1.1 項目要求通過校準(zhǔn)，查明和確定被測儀器所指示的量值與標(biāo)準(zhǔn)所復(fù)現(xiàn)的量值之間的關(guān)系，即確定被測儀表是否符合規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)要求，是否可以作為工作儀表使用。對常用電子測量儀器MF14型模擬萬用表、數(shù)字多用表、SS1972可跟蹤直流穩(wěn)壓電源、EM32501DDS任意波形發(fā)生器、CA9020型號示波器進(jìn)行校準(zhǔn)。WhyHOW to do1.2 相關(guān)知識 121 測量、計量和校準(zhǔn)基本概念 122 測量的分類 123 電子測量儀器與應(yīng)用 124 常用測量術(shù)語簡介 125 測量誤差及其表示法 126 儀表選擇的一般原則 127 測量誤差的估計和處理 12

2、8 測量數(shù)據(jù)的計算機處理和分析121 測量、計量和校準(zhǔn)基本概念測量、計量和校準(zhǔn)基本概念 測量是為確定被測對象的量值而進(jìn)行的實驗過程。測量的實質(zhì)就是將被測量與標(biāo)準(zhǔn)量在測量設(shè)備上進(jìn)行比較，得出被測量量值的過程。 為了保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性和一致性，計量是按計量法規(guī)范進(jìn)行的測量，是測量的一種特殊形式。 校準(zhǔn)是在規(guī)定條件下，將測量儀器或測量系統(tǒng)所指示的量值，與對應(yīng)的由標(biāo)準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)的量值之間關(guān)系的一組操作。校準(zhǔn)的實質(zhì)是高層次的測量，比較對象是經(jīng)過國家計量機構(gòu)確認(rèn)和傳遞的標(biāo)準(zhǔn)。122 測量的分類測量的分類 1、按測量性質(zhì)分類、按測量性質(zhì)分類 根據(jù)被測量的性質(zhì)將它們大致分為時域測量、頻域測量、數(shù)據(jù)域測量、調(diào)制域測

3、量和隨機測量五大類。 2、按測量手段的分類、按測量手段的分類 對同一類性質(zhì)的被測量進(jìn)行測量時，采用的測量手段可能不一樣。常用的有直接測量、間接測量和組合測量三種。123 電子測量儀器與應(yīng)用 傳統(tǒng)電子測量的內(nèi)容主要涉及電能量的測量，電信號特性測量、電子電路性能測量、特性曲線的描述與測量等。 采用計算機測試技術(shù)的現(xiàn)代電子測量儀器可廣泛用于通信系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng)、信息處理系統(tǒng)等的測量和監(jiān)控。124 常用測量術(shù)語簡介常用測量術(shù)語簡介 （1）一次測量和多次測量 （2）等精度測量和非等精度測量 （3）真值與最佳值 （4）示值 （5）測量誤差 （6）測量準(zhǔn)確度 （7）測量精度125 測量誤差及其表

4、示法測量誤差及其表示法 1、測量誤差的來源、測量誤差的來源 所有的測量結(jié)果都有誤差，不存在沒有誤差的測所有的測量結(jié)果都有誤差，不存在沒有誤差的測量。測量時首先應(yīng)充分考慮引起誤差的因素，從量。測量時首先應(yīng)充分考慮引起誤差的因素，從源頭堵住測量誤差的產(chǎn)生！源頭堵住測量誤差的產(chǎn)生！ 2、絕對誤差及其表示法、絕對誤差及其表示法 絕對誤差定義為測量結(jié)果與被測量的真值的差值。絕對誤差定義為測量結(jié)果與被測量的真值的差值。絕對誤差為絕對誤差為 實際應(yīng)用時，常用精度高一級的標(biāo)準(zhǔn)器具的示值實際應(yīng)用時，常用精度高一級的標(biāo)準(zhǔn)器具的示值作為實際值來代替真值。作為實際值來代替真值。 0Axx Axx4、相對誤差及其三種表

5、示法、相對誤差及其三種表示法 實際相對誤差 定義為絕對誤差與被測量的實際值的百分比值。 示值相對誤差 或稱標(biāo)稱相對誤差，定義為絕對誤差與讀數(shù)值的百分比。 滿度相對誤差 或稱引用相對誤差，定義為絕對誤差與測量儀器滿度值的百分比。 %100AxA %100 xxx %100mmxx 126 儀表選擇的一般原則儀表選擇的一般原則 在使用連續(xù)正向刻度的一般電壓表、電流表時，為了減少測量中的示值誤差，在進(jìn)行量程選擇時應(yīng)盡可能使示值能接近滿刻度值，一般示值以不小于滿刻度的2/3為宜。 同樣量程的儀表，儀表等級數(shù)越小，測量越準(zhǔn)確；而對于不同量程、不同等級的儀表，應(yīng)該根據(jù)被測量的大小，兼顧儀表級別和量程上限，

6、合理選擇儀表。127 測量誤差的估計和處理測量誤差的估計和處理 不同的誤差應(yīng)該采用不同的處理方法。 1、系統(tǒng)誤差的判斷和處理、系統(tǒng)誤差的判斷和處理 系統(tǒng)誤差是指等精度測量時，誤差的數(shù)值保持恒定或按某種函數(shù)規(guī)律變化的誤差。 系統(tǒng)誤差主要是儀器誤差、環(huán)境誤差、方法誤差以及理論誤差等。 一般有兩種途徑來消除或降低系統(tǒng)誤差。 盡量消除系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的根源 采用典型測量技術(shù)消除系統(tǒng)誤差2、隨機誤差的估計和處理、隨機誤差的估計和處理 等精度測量同一個量時，誤差的絕對值和符號均以不可預(yù)定的方式、無規(guī)則變化的誤差稱為隨機誤差。 有限次測量隨機誤差大小用標(biāo)準(zhǔn)差估計值貝塞爾公式計算，大小為 隨機誤差處理：理論上當(dāng)測

7、量次數(shù)n趨于無限大時，隨機誤差趨于零，選擇合適的測量次數(shù)，使測量精度滿足要求。 隨機誤差是不可預(yù)測和不可避免的。2111niixxn3、粗大誤差的判斷和處理、粗大誤差的判斷和處理 粗大誤差又稱疏失誤差或粗差，它是在一定的測量條件下，測量值明顯偏離實際值所造成的測量誤差。 粗大誤差是可疑數(shù)據(jù)，應(yīng)剔除。 剔除原則：按萊特準(zhǔn)則。在測量數(shù)據(jù)為正態(tài)分布、且測量次數(shù)足夠多時，如果某個測量數(shù)據(jù)的剩余誤差的絕對值滿足條件 xxxii3128 測量結(jié)果的描述與處理 1、測量結(jié)果的評價、測量結(jié)果的評價 對測量結(jié)果可采用正確度，精密度和準(zhǔn)確度三種評價方法。 2、測量數(shù)據(jù)的整理、測量數(shù)據(jù)的整理 凡測量得到的實驗數(shù)據(jù)，

8、都要先經(jīng)過整理再進(jìn)行處理。 3、測量結(jié)果的表示方法、測量結(jié)果的表示方法 測量結(jié)果要正確反映被測量的真實大小和它的可信度，常用被測量的量值和它的不確定度共同表示測量結(jié)果。 xxA 33xxn13 項目實施 131 項目內(nèi)容分解項目內(nèi)容分解 一般校準(zhǔn)需根據(jù)項目要求內(nèi)容，將項目細(xì)分，以確保校準(zhǔn)分目標(biāo)進(jìn)行。 本項目為驗證型實驗項目，主要對本教材中涉及到的常用電子測量儀器MF14型模擬萬用表、Fluck8505A數(shù)字多用表、SS1972可跟蹤直流穩(wěn)壓電源、EM32501DDS任意波形發(fā)生器、CA9020型號示波器、CA1640型函數(shù)發(fā)生器/計數(shù)器進(jìn)行校準(zhǔn)。132 所需實驗設(shè)備和附件所需實驗設(shè)備和附件 1

9、、MF14型模擬萬用表 1臺 2、Fluck8505A數(shù)字多用表 1臺 3、SS1972可跟蹤直流穩(wěn)壓電源 1臺 4、EM32501DDS任意波形發(fā)生器 1臺 5、CA9020型號示波器 1臺 6、CA1640型函數(shù)發(fā)生器/計數(shù)器 1臺 7、信號連接線 若干133 實施步驟實施步驟 一般校準(zhǔn)儀器都包括下列基本步驟。 首先進(jìn)行外觀檢查，外觀應(yīng)無損傷。 儀器按圖1.3接線。 對被校準(zhǔn)儀器進(jìn)行自檢，自檢結(jié)果應(yīng)正常。 正確選擇校準(zhǔn)儀器和被校準(zhǔn)儀器的功能開關(guān)、儀器量程檔位。 參照國家計量法規(guī)、國家無線電儀器檢定項目和規(guī)則進(jìn)行校準(zhǔn)。 圖1.3 校準(zhǔn)儀器和被校準(zhǔn)儀器連線圖被校準(zhǔn)儀表 校準(zhǔn)儀表本章主要使用儀表

10、（a）外形圖 （b）表頭刻度 圖1.4 MF14型萬用表外形與表頭刻度圖1.5 Fluke8505A數(shù)字多用表和Fluke5700多功能校準(zhǔn)儀圖1.6 SS1972可跟蹤直流穩(wěn)壓電源與UT56數(shù)字多用表 圖1.7 SS1972可跟蹤直流穩(wěn)壓電源各輸出方式接線圖串聯(lián)輸出獨立輸出跟蹤輸出圖1.8 EM32501任意波形發(fā)生器外形圖圖1.9 CA9020型號20MHz示波器及自校波形圖1.10 CA1640函數(shù)發(fā)生器、計數(shù)器與校準(zhǔn)儀表外形圖14 擴展知識 141 電子測量技術(shù)的特點電子測量技術(shù)的特點 測量速度快 測量頻率范圍寬和測試動態(tài)范圍廣 測量準(zhǔn)確度高 易于實現(xiàn)遙控 易于實現(xiàn)測量過程自動化和測量

11、儀器的智能化142 電子測量技術(shù)的發(fā)展電子測量技術(shù)的發(fā)展模擬式 儀表數(shù)字式 儀表智能化 儀表 虛擬 儀器143 測量誤差的合成測量誤差的合成 誤差合成理論研究在間接測量中，如何根據(jù)若干個直接測量量的誤差求總測量誤差的問題。 誤差分配理論則研究在給定系統(tǒng)總誤差的條件下，如何將總誤差分配給各測量分項，即如何對各分項誤差提出要求，以達(dá)到系統(tǒng)測量精度要求。 1、誤差傳遞公式、誤差傳遞公式 2、系統(tǒng)誤差的合成、系統(tǒng)誤差的合成 總和的系統(tǒng)誤差可由各分項系統(tǒng)誤差合成。 3、隨機誤差的合成、隨機誤差的合成 2211xxfxxfy2211lnlnxxfxxfyjmjjyxf1jmjjyxf1144 測量誤差的分

12、配測量誤差的分配 1、等準(zhǔn)確度分配、等準(zhǔn)確度分配 當(dāng)總誤差中各分項性質(zhì)相同（量綱相同）、大小相近時，采用等準(zhǔn)確度分法，即分配給各分項的誤差彼此相同。 2、等作用分配、等作用分配 當(dāng)分項誤差性質(zhì)不同時，采用等作用分配方法。在這種分配方式中，分配給各分項的誤差在數(shù)值上不一定相等，但它們對測量誤差總和的作用是相同的。145 等精度測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理等精度測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理 1將測量數(shù)據(jù)按先后次序列表。 2用公式 求算術(shù)平均值。 3用公式 求每一次測量值的剩余誤差。 4用公式 計算標(biāo)準(zhǔn)差的估計值。 5根據(jù) 剔除壞值。 6根據(jù)系統(tǒng)誤差特點，判斷是否有系統(tǒng)誤差，并修正。 7用公式 求算術(shù)平均值的標(biāo)準(zhǔn)差估計值。 8用公式 求算術(shù)平均值的不確定度。 9寫出測量結(jié)果的表達(dá)式。niixnx1xxiiniin1211 xxxii3nxxx3xxA146 實驗曲線的繪制實驗曲線的繪制 繪制曲線前將整理好的實驗數(shù)據(jù)按照坐標(biāo)關(guān)系列表，適當(dāng)選擇橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)的比例關(guān)系與分度，將測量的離散實驗數(shù)據(jù)，繪制成一條連續(xù)、光滑的曲線并使曲線的變化規(guī)律比較明顯且誤差最小。 1、平滑法、平滑法 2分組平均法分組平均法147 最佳測量方案選擇最佳測量方案選擇 最佳測量方案是使總