電子測量第一章緒論

1、電子測量(cling)技術(shù)共四十三頁測量(cling)技術(shù)通信(tng xn)技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)信息社會三大支柱測量是信息的源頭技術(shù) （測控技術(shù)，先要測，才能控）課程介紹為什么要學(xué)習(xí)電子測量？獲取信息傳遞信息處理信息共四十三頁日常生活中離不開測量 衣食住行(y sh zh xng)、交易過程；溫度、時(shí)間、水、電、氣生產(chǎn)過程離不開測量 標(biāo)準(zhǔn)化和互換性是現(xiàn)代化大生產(chǎn)的基礎(chǔ)，用于測量的工時(shí)和費(fèi)用占生產(chǎn)成本的20%30%，甚至50科學(xué)技術(shù)不能沒有測量 航空、航天、醫(yī)學(xué)、生物、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、科研、氣象、環(huán)境、勘探 沒有(mi yu)測量，就沒有(mi yu)科學(xué)門捷列夫共四十三頁汽車(qch)監(jiān)測點(diǎn)：5

2、0100 飛機(jī)(fij)監(jiān)測點(diǎn)：3000 航天飛行器監(jiān)測點(diǎn)：5000 重量，長度，溫度，濕度，三表（電，水，氣） 生活中的例子共四十三頁在發(fā)射(fsh)神舟六號飛船時(shí)，火箭飛行至秒附近時(shí)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，一些參數(shù)出現(xiàn)較大幅度跳變或趨勢轉(zhuǎn)折?？萍既藛T經(jīng)過攻關(guān)，找到了這一異?，F(xiàn)象出現(xiàn)的原因，將火箭二級增壓管路由鋁合金管更換為鋼管，進(jìn)一步提高了火箭的可靠性。 發(fā)射神舟七號飛船的火箭，進(jìn)行了兩大技術(shù)(jsh)攻關(guān)，解決了“”問題和“秒”問題，火箭的可靠性和舒適性進(jìn)一步提高。 楊利偉搭乘神舟五號升空時(shí)，火箭曾經(jīng)出現(xiàn)了頻率約為的縱向單頻振動，使航天員感覺不太舒適。針對這一現(xiàn)象，火箭系統(tǒng)科技人員開展了穩(wěn)定性分析

3、方法研究和振動抑制設(shè)計(jì)工作，徹底解決了這一問題。 共四十三頁共四十三頁測量(cling)基礎(chǔ)理論誤差基本(jbn)理論誤差的概念及分類；各類誤差的判別及處理；誤差的合成和分配；測量數(shù)據(jù)的處理。測量儀器電測量指示儀表示波器磁電系：電流表、電壓表、歐姆表示波器的主要功能、分類及主要技術(shù)參數(shù)；通用示波器的基本組成與工作原理；示波器的多波形顯示及示波測試技術(shù)。信號發(fā)生器、頻率特性測試儀等課程內(nèi)容共四十三頁主要(zhyo)電參數(shù)的測量電壓(diny)、電流直流電壓 直流電壓表交流電壓 平均值、有效值和峰值電壓表電阻、電容、電感直流單電橋、雙電橋；交流電橋時(shí)間、頻率電子計(jì)數(shù)器共四十三頁本課程(kchng)

4、的任務(wù)掌握通用電子測量(cling)儀器的基本測量(cling)原理和測量(cling)方法具備一定的誤差理論知識和數(shù)據(jù)處理能力了解通用電子測量儀器的技術(shù)性能理解基本電信號參數(shù)、電路元器件參數(shù)的概念和基本測量方法共四十三頁參考教材：1，林占江 ，電子測量技術(shù)(jsh) ， 電子工業(yè)出版社2，蔣煥文，電子測量 ，中國計(jì)量出版社考核辦法:平時(shí)實(shí)驗(yàn)(shyn)20%、作業(yè)與出勤20%、課程論文60%課程介紹部分結(jié)束進(jìn)入第一章的學(xué)習(xí)共四十三頁第一章 電子(dinz)測量的基本概念 測量(cling)與電子測量(cling)電子測量的內(nèi)容和特點(diǎn)電子測量儀器的功能、分類和主要性能指標(biāo)計(jì)量的基本概念電子測量

5、方法的分類共四十三頁 1.測量(cling) 為確定被測對象(duxing)的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程。一、測量與電子測量單位量數(shù)值+單位2.電子測量 以電子技術(shù)為基本手段的一種測量技術(shù)。 電子測量儀器 傳感器電 量非電量共四十三頁 1.電子測量(cling)的內(nèi)容（1） 電能量(nngling)的測量二、電子測量的內(nèi)容和特點(diǎn)電流、電壓、電功率等（2） 電信號特性測量信號波形、幅度、頻率、相位、頻譜等（3） 電路元件參量測量電阻、電感、電容、品質(zhì)因數(shù)，電子器件等（4） 設(shè)備性能的測量放大電路衰減、增益、頻率響應(yīng)等共四十三頁特點(diǎn)意義舉例測量頻率范圍寬成為其應(yīng)用范圍很廣的重要原因。收音機(jī)的頻率和手機(jī)的

6、頻率量程很廣所測量參數(shù)要求大小相差極大,量程極寬, 同一臺電子儀器, 經(jīng)常能做到量程寬達(dá)很多數(shù)量級。一臺普通的歐姆表, 可以測出幾歐姆至幾十兆歐姆的電阻, 量程寬達(dá)六、七個(gè)數(shù)量級。宇宙飛船發(fā)來的信號10-14W，而遠(yuǎn)程雷達(dá)的發(fā)射功率可達(dá)108W以上測量準(zhǔn)確度高特別是對頻率和時(shí)間的測量。電子測量準(zhǔn)確度高, 正是它在現(xiàn)代科技領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的重要原因。心電、血壓等測量；長度測量誤差10-8量級，頻率測量 誤差可達(dá)10-13-10-14量級測量速度快通過電子運(yùn)動和電磁波的傳播來進(jìn)行工作的, 因此具有其它測量方法通常無法類比的高速度導(dǎo)彈、衛(wèi)星的發(fā)射和運(yùn)行要有快速、自動化的測量可以進(jìn)行遙測將現(xiàn)場被測量轉(zhuǎn)

7、化為易于傳輸?shù)碾娦盘?，用有線或無線方式發(fā)送至測試控制臺，實(shí)現(xiàn)遙測。天氣測量預(yù)報(bào)；對陣地、邊境的監(jiān)測易于實(shí)現(xiàn)測試智能化和自動化與計(jì)算機(jī)結(jié)合實(shí)現(xiàn)自動校準(zhǔn)、診斷故障等2.電子(dinz)測量的特點(diǎn)共四十三頁 1.按測量過程(guchng)分類（1） 直接(zhji)測量法三、電子測量的方法借助于測量儀器將被測量與同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，直接測出被測量的數(shù)值。（2） 間接測量法先通過測量與被測量有確定函數(shù)關(guān)系的其它物理量，再根據(jù)函數(shù)關(guān)系計(jì)算出被測量的測量方法（3） 組合測量法當(dāng)有多個(gè)被測量，并且在它們的函數(shù)關(guān)系中有多個(gè)未知 參數(shù)時(shí)，可通過改變測量條件進(jìn)行多次測量，再根據(jù)被測量與未知參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系列出

8、方程組求解，進(jìn)而得到測量結(jié)果，這種測量方法稱為組合測量法。共四十三頁電阻(dinz)溫度系數(shù)的測量：在0。，20 。，50。下測得R0，R20，R50，代入上式得：共四十三頁2.按測量(cling)方式分（1） 偏差(pinch)式測量法（直讀法）（2） 比較法零位式測量微差式測量用指示儀表直接讀取被測量的數(shù)值。(測量速度快）測量時(shí)用被測量與標(biāo)準(zhǔn)量相比較，用指零儀表(零示器)指示被測量與標(biāo)準(zhǔn)量相等(平衡)， 從而獲得被測量。（測量準(zhǔn)確度高）通過測量待測量與際準(zhǔn)量之差(通常該差值很小)來得到待測量量值。（既速度快，準(zhǔn)確度又高）除作精密測量外，還廣泛用于生產(chǎn)線控制參數(shù)的測量共四十三頁共四十三頁3.

9、按測量性質(zhì)(xngzh)分類（1） 時(shí)域測量(cling)（2） 頻域測量（3） 數(shù)據(jù)域測量（4） 隨機(jī)測量主要研究被測參數(shù)和時(shí)間的關(guān)系。主要研究被測參數(shù)和頻率的關(guān)系。主要對數(shù)字量進(jìn)行測量。主要對隨機(jī)信號進(jìn)行測量。共四十三頁測量方式、方法的選擇（1）從被測量本身的特點(diǎn)來考慮；（2）從測量所需的精確度和靈敏度來考慮；（3）測量環(huán)境是否符合要求，測量設(shè)備和測量技術(shù)狀況，盡量減少儀器對測量電路的影響。（4）測量方法要盡量簡單(jindn)可靠，盡量減少原理性誤差。共四十三頁1、測量(cling)儀器的功能電子測量儀器：利用電子技術(shù)對各種待測量進(jìn)行測量的設(shè)備功能 物理量的變換信號的傳輸測量結(jié)果(ji

10、gu)的顯示21四、電子測量儀器的功能、分類和主要性能指標(biāo)共四十三頁（1）專業(yè)(zhuny)儀器（2）通用儀器2、測量(cling)儀器的分類共四十三頁(a)既不正確(zhngqu)，又不精密，更不準(zhǔn)確。(b)正確但欠精密。(c)較精密但不正確。(d)既正確，又精密，準(zhǔn)確度高。共四十三頁3.測量儀表的主要(zhyo)性能指標(biāo)精度精密(jngm)正確不精密、不正確正確欠精密精密不正確共四十三頁穩(wěn)定性：穩(wěn)定誤差，表示為例 : （0.008%Um+0.003%Ux)/8h輸入阻抗：例示波器輸入阻抗Ri=10M,Ci35pf靈敏度: 靈敏度=指示量增值/被測量增值 偏轉(zhuǎn)因數(shù)（示波器）=偏轉(zhuǎn)靈敏度的 倒

11、數(shù)，單位：mv/div ，請思考3mv/div 的含義。 分辨率：測量儀表(ybio)所能區(qū)分的被測量的最小變化量。 請思考數(shù)字電壓表分辨率為1V的含義。 共四十三頁五.電子測量儀器(yq)的發(fā)展（1） 模擬(mn)儀器利用電磁學(xué)原理，借助指針來顯示測量結(jié)果。（2） 數(shù)字化儀器將模擬信號的測量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的測量，并以數(shù)字方式輸出測量結(jié)果。（3） 智能儀器儀器內(nèi)置微處理器，既能進(jìn)行自動測試，又具有一定的數(shù)據(jù)處理能力。（4） 虛擬儀器虛擬儀器是基于通用計(jì)算機(jī)建立的可編程儀器及儀器系統(tǒng)。在虛擬儀器中，軟件是整個(gè)儀器的關(guān)鍵，硬件只是為了解決信號的輸入與輸出。共四十三頁1.5計(jì)量(jling)的基本概

12、念計(jì)量的意義為使在不同的地方，用不同的手段測量同一量時(shí)，所得的結(jié)果一致，就要求統(tǒng)一的單位、基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)和測量器具。 計(jì)量的定義為了保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須定期對儀器進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)，這個(gè)(zh ge)過程就是計(jì)量。計(jì)量的任務(wù)是確定測量結(jié)果的可靠性，是測量的基礎(chǔ)和依據(jù)。計(jì)量是利用測量技術(shù)和計(jì)量法制手段實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測量。計(jì)量的三個(gè)主要特征是統(tǒng)一性、準(zhǔn)確性和法制性。共四十三頁電子(dinz)測量與計(jì)量的關(guān)系共四十三頁計(jì)量學(xué)是研究測量、保證測量統(tǒng)一和準(zhǔn)確的科學(xué)。計(jì)量基準(zhǔn)：計(jì)量基準(zhǔn)器具簡稱計(jì)量基準(zhǔn)，是指用以復(fù)現(xiàn)(f xin)和保存計(jì)量單位量值，經(jīng)國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局批準(zhǔn)，作為統(tǒng)一全國量

13、值最高依據(jù)的計(jì)量器具。計(jì)量基準(zhǔn)的劃分：3類 國家計(jì)量基準(zhǔn)（主基準(zhǔn)） 國家副計(jì)量基準(zhǔn) 工作計(jì)量基準(zhǔn)共四十三頁共四十三頁共四十三頁共四十三頁共四十三頁共四十三頁2.計(jì)量(jling)與測量的關(guān)系測量發(fā)展的客觀需要才出現(xiàn)了計(jì)量。測量是計(jì)量應(yīng)用的重要途徑。沒有測量，計(jì)量將失去(shq)價(jià)值為了保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須定期對儀器進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)，這個(gè)過程就是計(jì)量。計(jì)量的任務(wù)是確定測量結(jié)果的可靠性。計(jì)量是測量的基礎(chǔ)和依據(jù)。沒有計(jì)量，也談不上測量。計(jì)量和測量相互配合，才能在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。計(jì)量工作是國民經(jīng)濟(jì)中一項(xiàng)極為重要的技術(shù)基礎(chǔ)工作，它在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)以及人民生活等各個(gè)方面起

14、著技術(shù)保證和技術(shù)監(jiān)督的作用。共四十三頁根據(jù)定義而令系數(shù)為1的量稱為單位。單位是表征測量結(jié)果的重要組成部分， 又是對兩個(gè)(lin )同類量值進(jìn)行比較的基礎(chǔ)。英呎feet基本(jbn)的電子標(biāo)準(zhǔn)單位和單位制共四十三頁1960年第十一屆國際計(jì)量大會上正式(zhngsh)通過國際單位制SI。 1984年2月國務(wù)院頒布了中華人民共和國法定計(jì)量單位，決定我國法定計(jì)量單位以國際單位制為基礎(chǔ)。SI有7個(gè)基本單位共四十三頁1.國際(guj)單位制（SI）的組成國際單位制基本單位 共四十三頁國際單位制是由國際單位制單位、國際單位制詞頭和國際單位制的十進(jìn)倍數(shù)單位三部分(b fen)組成。國際單位制詞頭表示使單位增大

15、或縮小的十進(jìn)倍數(shù)。 例：5.4X10-9s=5.4ns 共四十三頁小 結(jié)1電子測量的內(nèi)容 電能量測量；電信號特性測量；電路元器件參數(shù)測量；電子設(shè)備性能(xngnng)測量；非電量測量。40共四十三頁2電子測量的特點(diǎn)測量頻率(pnl)范圍寬；測量量程廣；測量準(zhǔn)確度高低相差懸殊；測量速度快；可實(shí)現(xiàn)遙測；易于實(shí)現(xiàn)測量智能化和自動化；測量結(jié)果影響因素眾多，誤差分析困難。41共四十三頁 3測量方法分類 按測量過程分類直接測量；間接測量；組合測量。按測量方式分類偏差式測量；零位式測量； 微差式測量。按被測量性質(zhì)分類時(shí)域測量；頻域測量； 數(shù)據(jù)域測量；隨機(jī)測量。4測量儀器的主要性能指標(biāo)精度；穩(wěn)定性；輸入阻抗(sh r z kn)；靈敏度；線性度；動態(tài)特性。42共四十三頁內(nèi)容摘要電子測量技術(shù)。沒有測量，就沒有科學(xué)。示波器的主要功能、分類及主要技術(shù)參數(shù)。掌握(zhngw)通用電子測量儀器的基本測量原理和測量