測(cè)量的基本原理

1、測(cè)量的基本原理第1頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四對(duì)同學(xué)的要求課堂認(rèn)真聽(tīng)講。課下認(rèn)真復(fù)習(xí)，并及時(shí)做課后習(xí)題。第2頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四課程簡(jiǎn)介第一部分測(cè)量總論及誤差理論，介紹測(cè)量的基本概念、技術(shù)方法、系統(tǒng)組成等，誤差理論和數(shù)據(jù)處理等。第二部分基本電參量測(cè)量，包括頻率、電壓、阻抗等第三部分時(shí)域測(cè)量，以示波器為背景介紹時(shí)域信號(hào)波形的采集、顯示及應(yīng)用技術(shù)。第四部分頻域測(cè)量，重點(diǎn)討論頻域中的信號(hào)頻譜和網(wǎng)絡(luò)性能的測(cè)量，介紹測(cè)量激勵(lì)信號(hào)源的基本工作原理。第五部分?jǐn)?shù)域測(cè)量，介紹數(shù)字系統(tǒng)的基本測(cè)量原理和方法，包括數(shù)字信號(hào)的產(chǎn)生、邏輯分析、可測(cè)性設(shè)計(jì)

2、及數(shù)字系統(tǒng)測(cè)試的典型實(shí)例。第六部分測(cè)量系統(tǒng)集成，闡述組建測(cè)量系統(tǒng)的硬件平臺(tái)、軟件平臺(tái)、總線標(biāo)準(zhǔn)、通信技術(shù)等。第3頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.1 測(cè)量的基本概念1.1.1 測(cè)量的意義 日常生活中處處離不開(kāi)測(cè)量科學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展離不開(kāi)測(cè)量， 離開(kāi)測(cè)量就不會(huì)有真正的科學(xué)。 沒(méi)有顯微鏡就沒(méi)有細(xì)胞學(xué)，沒(méi)有指南針就沒(méi)有航海事業(yè) 第4頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四 1.1.1 測(cè)量的意義（續(xù)）生產(chǎn)發(fā)展離不開(kāi)測(cè)量 農(nóng)業(yè)社會(huì)中，需要丈量土地、衡量谷物，就產(chǎn)生了長(zhǎng)度、面積、容積和重量的測(cè)量；掌握季節(jié)和節(jié)候，出現(xiàn)了原始的時(shí)間測(cè)量器具，并有了天文測(cè)量?，F(xiàn)代化

3、的工業(yè)生產(chǎn)中，處處離不開(kāi)測(cè)量 例如，一個(gè)大型鋼鐵廠需要約2萬(wàn)個(gè)測(cè)量點(diǎn)在高新技術(shù)和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)中則更是離不開(kāi)測(cè)量例如，每種新設(shè)計(jì)的飛機(jī)，需要測(cè)試飛機(jī)高速飛行中受氣流沖擊作用下的性能，通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)定機(jī)身、機(jī)翼的受力和振動(dòng)分布情況，以驗(yàn)證和改進(jìn)設(shè)計(jì)。第5頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.1.2 測(cè)量的定義 1.狹義測(cè)量的定義測(cè)量是為了確定被測(cè)對(duì)象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。在測(cè)量過(guò)程中，人們借助專門的設(shè)備，把被測(cè)對(duì)象直接或間接地與同類已知單位進(jìn)行比較，取得用數(shù)值和單位共同表示的測(cè)量結(jié)果。 測(cè)量結(jié)果測(cè)量數(shù)值.測(cè)量單位，即：第6頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20

4、分，星期四1.1.2 測(cè)量的定義（續(xù)）2.廣義測(cè)量的定義廣義地講，測(cè)量不僅對(duì)被測(cè)的物理量進(jìn)行定量的測(cè)量，而且還包括對(duì)更廣泛的被測(cè)對(duì)象進(jìn)行定性、定位的測(cè)量。例如故障診斷、無(wú)損探傷、遙感遙測(cè)、礦藏勘探、地震源測(cè)定、衛(wèi)星定位等。而測(cè)量結(jié)果也不僅僅是由量值和單位來(lái)表征的一維信息，還可以用二維或多維的圖形、圖像來(lái)顯示被測(cè)對(duì)象的屬性特征、空間分布、拓樸結(jié)構(gòu)等。第7頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.1.3 測(cè)量的基本要素1.測(cè)量的基本要素 被測(cè)對(duì)象、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量技術(shù)、測(cè)量人員和測(cè)量環(huán)境 第8頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.1.3 測(cè)量的基本要素（續(xù)

5、）第9頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.1.3 測(cè)量的基本要素（續(xù)）環(huán)境對(duì)測(cè)量的影響A. 環(huán)境對(duì)被測(cè)對(duì)象的影響B(tài). 環(huán)境對(duì)儀器系統(tǒng)的影響C. 環(huán)境對(duì)測(cè)量人員的影響第10頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.1.3 測(cè)量的基本要素（續(xù)）應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧M量減少由于環(huán)境影響而產(chǎn)生的誤差。恒溫、恒濕、穩(wěn)壓和防震?？垢蓴_、防噪聲的措施，如接地、屏蔽、隔離、濾波等。儀器應(yīng)能盡量適應(yīng)惡劣環(huán)境和大范圍變化環(huán)境。 第11頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.1.3 測(cè)量的基本要素（續(xù)）儀器以工作環(huán)境條件的不同要求分為三組：I組：

6、良好的環(huán)境條件，溫度+10+35oC，相對(duì)濕度80%（在35oC上），只允許有輕微的振動(dòng)。II組：一般的環(huán)境條件，溫度10+40oC，相對(duì)濕度80%（在40oC上），允許一般的振動(dòng)和沖擊。III組：惡劣的環(huán)境條件，溫度40+55oC，相對(duì)濕度90%（在35oC上），允許頻繁的搬動(dòng)和運(yùn)輸中受到較大的沖擊和振動(dòng)。I組高精度計(jì)量用儀器II組通用儀器III組野外、機(jī)載等儀器第12頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.2電子測(cè)量系統(tǒng)中的干擾及其抑制干擾：在電子測(cè)量技術(shù)中，可把一切來(lái)自設(shè)備或系統(tǒng)外部的無(wú)關(guān)信號(hào)稱作干擾。噪聲：由系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的無(wú)關(guān)信號(hào)稱作噪聲，對(duì)技術(shù)指標(biāo)合格并在規(guī)定條

7、件下使用的電子測(cè)量?jī)x器可以不考慮其噪聲影響。第13頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.2.1干擾的主要來(lái)源電子測(cè)量系統(tǒng)干擾主要來(lái)源有三個(gè)：1、空間干擾空間干擾主要是指電磁場(chǎng)在線路、導(dǎo)線、殼體上的輻射、吸收和調(diào)制。干擾來(lái)自測(cè)量系統(tǒng)的內(nèi)部或外部，任一線路、導(dǎo)線、殼體等在空間均同時(shí)存在輻射、吸收與調(diào)制（1）天電干擾（2）工頻干擾（3）氣體電離干擾第14頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四2、測(cè)量過(guò)程通道干擾 長(zhǎng)線傳輸是這種干擾的主要因素3、供電系統(tǒng)的干擾第15頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.2.2干擾的一般傳輸途徑兩大類：

8、寄生耦合、電磁輻射1、寄生耦合（1）公共阻抗耦合（2）分布電容耦合（3）分布電感耦合2、電磁輻射當(dāng)測(cè)量系統(tǒng)的頻率較高時(shí)，較長(zhǎng)的信號(hào)傳輸線、控制線、輸入及輸出線等，均會(huì)呈現(xiàn)出一定的天線效應(yīng)。它們不僅會(huì)將測(cè)試信號(hào)輻射出去，構(gòu)成非正常通道，而且也會(huì)吸收其他非正常通道輻射來(lái)的測(cè)試信號(hào)及干擾信號(hào)第16頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.2.3干擾的抑制方法由于干擾的來(lái)源和傳輸途徑都很復(fù)雜，在測(cè)試過(guò)程中，應(yīng)根據(jù)具體情況采取相應(yīng)措施加以抑制，下面介紹幾種常見(jiàn)的方法：1、避免或減小干擾源的影響2、合理設(shè)計(jì)地線3、減少公共耦合電源內(nèi)阻的影響4、減少傳輸通道長(zhǎng)線的影響5、減少分布參數(shù)的影

9、響第17頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四計(jì)量的基本概念自學(xué)第18頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四13 測(cè)量誤差的基本概念1.3.1 測(cè)量誤差的定義測(cè)量的目的: 獲得被測(cè)量的真值。真值: 在一定的時(shí)間和空間環(huán)境條件下，被測(cè)量本身所具有的真實(shí)數(shù)值。 測(cè)量誤差 :所有測(cè)量結(jié)果都帶有誤差 。第19頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.3.2 測(cè)量誤差的來(lái)源 （1）儀器誤差：由于測(cè)量?jī)x器及其附件的設(shè)計(jì)、制造、檢定等不完善，以及儀器使用過(guò)程中老化、磨損、疲勞等因素而使儀器帶有的誤差。（2）影響誤差：由于各種環(huán)境因素（溫度、濕度、振

10、動(dòng)、電源電壓、電磁場(chǎng)等）與測(cè)量要求的條件不一致而引起的誤差。（3）理論誤差和方法誤差：由于測(cè)量原理、近似公式、測(cè)量方法不合理而造成的誤差。（4）人身誤差：由于測(cè)量人員感官的分辨能力、反應(yīng)速度、視覺(jué)疲勞、固有習(xí)慣、缺乏責(zé)任心等原因，而在測(cè)量中使用操作不當(dāng)、現(xiàn)象判斷出錯(cuò)或數(shù)據(jù)讀取疏失等而引起的誤差。（5）測(cè)量對(duì)象變化誤差：測(cè)量過(guò)程中由于測(cè)量對(duì)象變化而使得測(cè)量值不準(zhǔn)確，如引起動(dòng)態(tài)誤差等。第20頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.3.3 測(cè)量誤差的表示方法 測(cè)量誤差有絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差兩種表示方法。1.絕對(duì)誤差（1）定義： 由測(cè)量所得到的被測(cè)量值與其真值之差，稱為絕對(duì)誤差 實(shí)

11、際應(yīng)用中常用實(shí)際值A(chǔ)（高一級(jí)以上的測(cè)量?jī)x器或計(jì)量器具測(cè)量所得之值）來(lái)代替真值。絕對(duì)誤差： 有大小，又有符號(hào)和量綱第21頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.3.3 測(cè)量誤差的表示方法（續(xù)）（2）修正值與絕對(duì)誤差的絕對(duì)值大小相等，但符號(hào)相反的量值，稱為修正值測(cè)量?jī)x器的修正值可以通過(guò)上一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的檢定給出，修正值可以是數(shù)值表格、曲線或函數(shù)表達(dá)式等形式。被測(cè)量的實(shí)際值第22頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.3.3 測(cè)量誤差的表示方法（續(xù)）2.相對(duì)誤差測(cè)量一個(gè)量的準(zhǔn)確程度，不僅與它的絕對(duì)誤差的大小，而且與這個(gè)量本身的大小有關(guān)。（1）相對(duì)真誤差、實(shí)際相對(duì)

12、誤差、示值相對(duì)誤差相對(duì)誤差：絕對(duì)誤差與被測(cè)量的真值之比相對(duì)誤差是兩個(gè)有相同量綱的量的比值，只有大小和符號(hào)，沒(méi)有單位。第23頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.3.3 測(cè)量誤差的表示方法（續(xù)）實(shí)際相對(duì)誤差： 用實(shí)際值A(chǔ)代替真值A(chǔ)0 示值相對(duì)誤差： 用測(cè)量值X 代替實(shí)際值A(chǔ)第24頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.3.3 測(cè)量誤差的表示方法（續(xù)）（2）滿度相對(duì)誤差（引用相對(duì)誤差）用測(cè)量?jī)x器在一個(gè)量程范圍內(nèi)出現(xiàn)的最大絕對(duì)誤差與該量程值（上限值下限值）之比來(lái)表示的相對(duì)誤差，稱為滿度相對(duì)誤差（或稱引用相對(duì)誤差）儀表各量程內(nèi)絕對(duì)誤差的 最大值 第25頁(yè)，

13、共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.3.3 測(cè)量誤差的表示方法（續(xù)）電工儀表就是按引用誤差 之值進(jìn)行分級(jí)的。是儀表在工作條件下不應(yīng)超過(guò)的最大引用相對(duì)誤差我國(guó)電工儀表共分七級(jí)：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5及5.0。如果儀表為S級(jí)，則說(shuō)明該儀表的最大引用誤差不超過(guò)S% 測(cè)量點(diǎn)的最大相對(duì)誤差在使用這類儀表測(cè)量時(shí)，應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)牧砍蹋故局当M可能接近于滿度值，指針最好能偏轉(zhuǎn)在不小于滿度值2/3以上的區(qū)域。 第26頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.3.3 測(cè)量誤差的表示方法（續(xù)）例1-3 某待測(cè)電流約為100mA，現(xiàn)有0.5級(jí)量程為040

14、0mA和1.5級(jí)量程為0100mA的兩個(gè)電流表，問(wèn)用哪一個(gè)電流表測(cè)量較好？用1.5級(jí)量程為0100mA電流表測(cè)量100mA時(shí)的最大相對(duì)誤差為解：用0.5級(jí)量程為0400mA電流表測(cè)100mA時(shí)，最大相對(duì)誤差為第27頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.3.3 測(cè)量誤差的表示方法（續(xù)）（3）分貝誤差相對(duì)誤差的對(duì)數(shù)表示分貝誤差是用對(duì)數(shù)形式（分貝數(shù)）表示的一種相對(duì)誤差，單位為分貝（dB）。 電壓增益的測(cè)得值為 誤差為用對(duì)數(shù)表示為增益測(cè)得值的分貝值分貝誤差 第28頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4 電子測(cè)量中的基本實(shí)現(xiàn)技術(shù)1.4.1 電子測(cè)量中的變

15、換技術(shù)1.量值變換量值是指電壓、電流、功率、阻抗、時(shí)間等電參量的幅值大小。量值變換即把它們的幅值按比例地增大或縮小。原因：某些被測(cè)量不便于直接比較，或者無(wú)法直接測(cè)量為了獲取更高分辨力和精度，或更寬的量程種類：信號(hào)衰減或放大：使信號(hào)變換到測(cè)量系統(tǒng)的范圍內(nèi)阻抗變換：在負(fù)載和傳輸線路中加入雙口網(wǎng)絡(luò)第29頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四電子測(cè)量中的變換技術(shù)(續(xù)）2.頻率變換（1）檢波：交流電壓變成直流電壓 常用磁電式電表，它只能測(cè)量直流，交流信號(hào)必須檢波成直流信號(hào)來(lái)測(cè)量 （2）斬波：把一個(gè)直流電壓調(diào)制成交流電壓，經(jīng)過(guò)交流放大，然后再把交流電壓通過(guò)反調(diào)制（解調(diào)）還原為直流電壓的

16、過(guò)程。 斬波的作用是對(duì)微弱的直流電壓進(jìn)行放大 第30頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四電子測(cè)量中的變換技術(shù)(續(xù)）（3）變頻（混頻）（4）倍頻（5）分頻（6）頻率合成（7）取樣技術(shù)：取樣門電路將高頻信號(hào)進(jìn)行取樣變換，使之以低頻形式復(fù)現(xiàn)出來(lái)第31頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四電子測(cè)量中的變換技術(shù)(續(xù)）3.波形變換（1）整形 將任意形狀的波形變成規(guī)則的脈沖波形，例如，用于電子計(jì)數(shù)器的輸入通道中。（2）限幅 把信號(hào)波形幅度限制在一定范圍內(nèi)（3）微分 由矩形脈沖形成一個(gè)窄脈沖。在電子計(jì)數(shù)器、取樣示波器、廣譜信號(hào)源中廣泛使用。（4）合成 多種波形疊加成復(fù)

17、雜波形。例如合成CRT顯示的視頻信號(hào)波形。（5）變換 方波變成三角波或正弦波，三角波變成正弦波或方波，正弦波變成方波或三角波等。波形變換技術(shù)廣泛用于多波形函數(shù)發(fā)生器中。 第32頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四電子測(cè)量中的變換技術(shù)(續(xù)）4）參量變換（1）AV變換電流、電壓、電阻之間的變換多用表中采用的AV變換，包括交流/直流（AC/DC）、電流/電壓（I/V）和電阻/電壓（/V）的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了交、直流電壓、電流、電阻等多種測(cè)量功能。（2）V/F變換模擬直流電壓轉(zhuǎn)換為頻率（3）V/T變換模擬直流電壓轉(zhuǎn)換成時(shí)間 （4）網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的變換第33頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日

18、，12點(diǎn)20分，星期四電子測(cè)量中的變換技術(shù)(續(xù)）5.能量變換 能量變換是泛指多種形式的物理量與電學(xué)量之間的變換。傳感器就是能量變換器，即從非電量變換成電量一般分為參量變換器及電勢(shì)變換器兩大類：參量變換器是將各種物理量變換成電阻、電感、電容或磁導(dǎo)率等。電勢(shì)變換器是將各種物理量變換成電勢(shì)、電流等電量的變換器在顯示器中，把電量變換成非電量機(jī)械量、光學(xué)量等。如指針的偏轉(zhuǎn)、發(fā)光的數(shù)碼、字符和圖像等。6.模/數(shù)和數(shù)/模變換第34頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4.2 電子測(cè)量中的比較技術(shù)1.比較的基本概念被測(cè)量為x、標(biāo)準(zhǔn)量為s、比較電路輸出為y。當(dāng)xs時(shí)，y=YH當(dāng)x=s 時(shí)

19、，y出現(xiàn)一個(gè)躍變信號(hào)第35頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4.2 電子測(cè)量中的比較技術(shù)(續(xù))（1）比較的基本類型（按功能分）：標(biāo)量比較矢量比較差值比較比值比較量化比較第36頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4.2 電子測(cè)量中的比較技術(shù)(續(xù))2.電壓比較電平比較、差值型比較、比例型比較舉例：電平比較兩個(gè)模擬電壓的大小的比較可以用電壓比較器來(lái)實(shí)現(xiàn)的 第37頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4.2 電子測(cè)量中的比較技術(shù)(續(xù))3.阻抗比較檢測(cè)微小量，或?qū)ψ杩诡愲妳⒘窟M(jìn)行直接比較電橋電路具有靈敏度高、測(cè)量范圍寬，溫度補(bǔ)

20、償容易實(shí)現(xiàn)，測(cè)量電路的零點(diǎn)調(diào)節(jié)方便。（a）比例臂電橋 （b）有源電橋 （c）電壓電橋 （d）電流電橋第38頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4.2 電子測(cè)量中的比較技術(shù)(續(xù))4.頻率（時(shí)間）比較典型舉例：時(shí)間差值比較用R-S觸發(fā)器可實(shí)現(xiàn)時(shí)差的比較 第39頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4.3 電子測(cè)量中的處理技術(shù)電子測(cè)量中的處理技術(shù)主要分為模擬運(yùn)算電路和數(shù)字運(yùn)算電路兩大類 ，以模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)為基礎(chǔ) 第40頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4.3 電子測(cè)量中的處理技術(shù)(續(xù))1. 基本模擬運(yùn)算運(yùn)算放大

21、器輔之以不同的電路元件，可以組成諸如比例、加減、微分、積分、對(duì)數(shù)、指數(shù)和乘除等電路 （1）四則運(yùn)算電路 第41頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4.3 電子測(cè)量中的處理技術(shù)(續(xù))指數(shù)和對(duì)數(shù)運(yùn)算電路則是利用二極管的電流與其端電壓在一定條件下存在的指數(shù)關(guān)系來(lái)實(shí)現(xiàn)。第42頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4.3 電子測(cè)量中的處理技術(shù)(續(xù))乘法運(yùn)算或除法運(yùn)算：模擬乘法器：是新型集成器件，是利用晶體管的非線性特性。 第43頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4.3 電子測(cè)量中的處理技術(shù)(續(xù))（2）積分和微分電路運(yùn)算放大器外

22、接電感和電容等儲(chǔ)能元件，則利用電路在時(shí)域中的過(guò)渡過(guò)程可形成積分電路和微分電路；利用其頻域特性則可構(gòu)成形形色色的濾波電路 第44頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4.3 電子測(cè)量中的處理技術(shù)(續(xù))（3）有源濾波器 按照頻譜分析的觀點(diǎn)，任何信號(hào)都是一些不同幅度和不同頻率的正弦信號(hào)的組合。在被測(cè)信號(hào)中，除了有用的頻率成分之外，往往不可避免地含有一些無(wú)用噪聲的頻率成分。濾波器的功能就是利用其頻率特性來(lái)保留有用的頻率成分，削弱或消除無(wú)用的頻率成分，即具有信號(hào)分離的功能。分為低通、高通、帶通和帶阻等不同濾波器。第45頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.

23、6.3 電子測(cè)量中的處理技術(shù)(續(xù))例 運(yùn)算與處理功能在電壓測(cè)量中的應(yīng)用。計(jì)算公式第一級(jí)為模擬乘法器，完成被測(cè)電壓的平方運(yùn)算；第二級(jí)為積分器，完成平均運(yùn)算；第三級(jí)為開(kāi)方器，完成開(kāi)平方根的運(yùn)算；最后一級(jí)為放大器，按一定比例放大的直流輸出電壓去驅(qū)動(dòng)電表使電表，按被測(cè)電壓的有效值進(jìn)行線性刻度。第46頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4.3 電子測(cè)量中的處理技術(shù)(續(xù))2.數(shù)字計(jì)算與數(shù)字信號(hào)處理基于數(shù)字邏輯電路的硬件方式：利用現(xiàn)有的各種數(shù)字邏輯門、譯碼器、觸發(fā)器、寄存器、計(jì)數(shù)器、全加器等，以及各種CPLD、FPGA等可編程邏輯，組成各種數(shù)字邏輯的運(yùn)算與控制單元?；谖⑻幚砥骱臀?/p>

24、型計(jì)算機(jī)的嵌入式系統(tǒng)的軟件方式：通過(guò)軟件編程，可完成各種數(shù)字與邏輯的運(yùn)算。它不僅能完成常用的數(shù)學(xué)運(yùn)算，而且能實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)運(yùn)算、FFT運(yùn)算等。運(yùn)算功能強(qiáng)、精度高、速度快、靈活性及抗干擾性強(qiáng)。再加之微機(jī)和單片機(jī)的邏輯運(yùn)算與控制功能，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代測(cè)試儀器系統(tǒng)的智能化、自動(dòng)化、虛擬化和網(wǎng)絡(luò)化。第47頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4.3 電子測(cè)量中的處理技術(shù)(續(xù))（1）數(shù)字信號(hào)處理（DSP）的基本內(nèi)容廣義來(lái)說(shuō)，數(shù)字信號(hào)處理是研究用數(shù)字方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析、變換、運(yùn)算、濾波、檢測(cè)、估計(jì)、增強(qiáng)、壓縮、調(diào)制、解調(diào)以及快速算法的一門技術(shù)學(xué)科。狹義來(lái)說(shuō)也有人認(rèn)為：數(shù)字信號(hào)處理主要是研究有關(guān)數(shù)

25、字濾波技術(shù)：把信號(hào)的有效信號(hào)提取出來(lái)，抑制（削弱或?yàn)V除）干擾或噪聲的一種處理。離散變換快速算法：FFT頻譜分析方法: 主要使用頻譜分析儀和信號(hào)分析儀信號(hào)處理包括時(shí)域和頻域處理。時(shí)域處理中最典型的是波形分析，示波器就是最常用的儀器。信號(hào)頻域處理主要指濾波，主要使用頻譜分析儀和信號(hào)分析儀第48頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4.3 電子測(cè)量中的處理技術(shù)(續(xù))（2）數(shù)字信號(hào)處理的應(yīng)用 測(cè)試信號(hào)處理 語(yǔ)音信號(hào)處理語(yǔ)音的識(shí)別、理解、合成、增強(qiáng)、數(shù)據(jù)壓縮 圖像信號(hào)處理圖像壓縮、解壓、增強(qiáng)、恢復(fù)、分割、識(shí)別、編碼和重建振動(dòng)信號(hào)處理 地球物理信號(hào)處理 為了探測(cè)地下深處所儲(chǔ)藏的石油

26、和天然氣以及其他礦藏，通常采用地震勘探方法來(lái)探測(cè)地層結(jié)構(gòu)和巖性。即在一選定的地點(diǎn)施加人為的激震，如用爆炸方法產(chǎn)生一振動(dòng)波向地下傳播，遇到地層分界面即產(chǎn)生反射波，在距離振源一定遠(yuǎn)的地方放置一列傳感器，接收到達(dá)地面的反射波。從反射波的延遲時(shí)間和強(qiáng)度來(lái)判斷地層的深度和結(jié)構(gòu)。 生物醫(yī)學(xué)信號(hào)處理 第49頁(yè)，共55頁(yè)，2022年，5月20日，12點(diǎn)20分，星期四1.4.4 電子測(cè)量中的顯示技術(shù)測(cè)量結(jié)果必須通過(guò)顯示器件把各種電信號(hào)轉(zhuǎn)換成人們五官可直接感知的機(jī)械運(yùn)動(dòng)、數(shù)字、文字、圖形、圖像等形式的信號(hào)顯示出來(lái) 1.指示式儀表（1）指示式電工儀表的分類用指針的偏轉(zhuǎn)來(lái)表示電量的儀表稱為指示式電工儀表。按工作原理分類，可分為動(dòng)圈式、動(dòng)鐵式、電動(dòng)式、熱電式、靜電式、整流式和感應(yīng)式等。按準(zhǔn)確度等級(jí)分類，可分為0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0等共7級(jí)。按用途分類，可分為電流表、電壓表、功率表、電能表