1第一章電子測量的基本概念

西安電子科技大學(xué)出版社

21世紀(jì)高等學(xué)校電子信息類規(guī)劃教材張永瑞修編電子測量技術(shù)基礎(chǔ)(第三版)張學(xué)峰電話：182651302792#4樓機(jī)械教研室學(xué)期安排課堂

講授、習(xí)題課、復(fù)習(xí)課3學(xué)分48學(xué)時(shí)作業(yè)

監(jiān)督、發(fā)現(xiàn)解決問題隨堂或課下考核：期末考試

70%平時(shí)成績

作業(yè)、考勤、課堂表現(xiàn)30%電子測量初印象電壓的測量電子測量初印象電阻的測量電子測量初印象頻率的測量電子測量初印象波形的測量電子測量初印象通過傳感器測量電子測量技術(shù)主要內(nèi)容1電子測量基本概念1測量誤差及測量結(jié)果處理2常用測量儀器3測量內(nèi)容

4信號發(fā)生器電子示波器頻率時(shí)間測量相位差測量電壓測量阻抗測量測量的基本概念計(jì)量的基本概念電子測量的內(nèi)容和特點(diǎn)電子測量方法的分類電子測量儀器的功能、分類和性能指標(biāo)第1章電子測量的基本概念沒有望遠(yuǎn)鏡就沒有天文學(xué)，沒有顯微鏡就沒有細(xì)胞學(xué)，沒有指南針就沒有航海事業(yè)1.1測量的基本概念1.測量的意義日常生活離不開測量科學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展離不開測量門捷列夫：“沒有測量，就沒有科學(xué)”。

生產(chǎn)發(fā)展離不開測量

農(nóng)業(yè)社會(huì)中，需要測量長度、面積、容積和重量的測量等；現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，處處離不開測量例如，一個(gè)大型鋼鐵廠需要約2萬個(gè)測量點(diǎn)高新技術(shù)和國防現(xiàn)代化建設(shè)更是離不開測量例如，每種新設(shè)計(jì)的飛機(jī)，需要測試飛機(jī)飛行中的性能，通過風(fēng)洞試驗(yàn)測定機(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)。2.測量的定義

狹義測量的定義測量是通過實(shí)驗(yàn)方法對客觀事物取得定量信息即數(shù)量概念的過程。在測量過程中，人們借助專門的設(shè)備，把被測對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量結(jié)果。

例如，某測量結(jié)果為9.3V是正確的，而測得的結(jié)果為9.3或V是錯(cuò)誤的。量值單位數(shù)值（有理數(shù)）大小符號測量結(jié)果＝測量數(shù)值.測量單位319廣義測量的定義廣義地講，測量不僅指對被測的物理量進(jìn)行定量的測量，而且還包括對更廣泛的被測對象進(jìn)行定性、定位的測量。如故障診斷、無損探傷、礦藏勘探、地震源測定、衛(wèi)星定位等。而測量結(jié)果也不僅僅是由量值和單位來表征的一維信息，還可以用二維或多維的圖形、圖像來顯示被測對象的屬性特征、空間分布、拓樸結(jié)構(gòu)等。3.測量的基本要素

被測對象、測量儀器、測量技術(shù)、測量人員和測量環(huán)境測量的原理框圖

1.5計(jì)量的基本概念

1.計(jì)量的定義

在不同的地方，用不同的手段測量同一量時(shí)，要使所得的結(jié)果一致，就需要使用統(tǒng)一的單位、基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)和測量器具，這就是計(jì)量工作。計(jì)量是利用技術(shù)和法制手段實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測量。三個(gè)主要特征是統(tǒng)一性、準(zhǔn)確性和法制性。計(jì)量與測量的關(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)，也就是計(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。2.單位制根據(jù)定義而令系數(shù)為1的固定的量稱為單位。單位是表征測量結(jié)果的重要組成部分，又是對兩個(gè)同類量值進(jìn)行比較的基礎(chǔ)。英呎——feet1960年第十一屆國際計(jì)量大會(huì)上正式通過國際單位制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)。國際單位制包括基本單位、導(dǎo)出單位和輔助單位。國際單位制中共7個(gè)基本單位：

導(dǎo)出單位：通過定義、定律或公式等派生出來的單位，如頻率的單位Hz、力的單位N.

輔助單位：即可作為基本單位又可作為導(dǎo)出單位，包括平面角的單位弧度（rad）和立體角的單位球面角（sr）。3.計(jì)量基準(zhǔn)基準(zhǔn)是用來規(guī)定、保持、復(fù)現(xiàn)某一基本測量單位的特殊量具或儀器裝置等。只用于鑒定各種量具的精度，不直接參加測量。(1)一級基準(zhǔn)，又稱主基準(zhǔn)和國家基準(zhǔn)具有最高準(zhǔn)確度的基準(zhǔn)。(2)二級基準(zhǔn)，又稱副基準(zhǔn)副基準(zhǔn)的量值精度由主基準(zhǔn)確定，用以代替主基準(zhǔn)向下傳遞或代替主基準(zhǔn)參加國際比對。(3)三級基準(zhǔn)，又稱工作基準(zhǔn)工作基準(zhǔn)用來直接向下屬標(biāo)準(zhǔn)量具進(jìn)行量值傳遞，用以檢定下屬計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)量具的精確度。

1.2電子測量的內(nèi)容和特點(diǎn)電子測量的概念廣義——泛指以電子技術(shù)為手段而進(jìn)行的測量，包括電量與非電量。狹義——利用電子技術(shù)對電子學(xué)中有關(guān)的電量所進(jìn)行的測量。（3）電路元件參數(shù)的測量：

包括電阻、電容、電感、品質(zhì)因數(shù)、電子器件參數(shù)等（2）電信號特性的測量：

包括波形、頻率、周期、時(shí)間、相位、失真度、邏輯狀態(tài)、信號帶寬等（1）電能量的測量：

包括電流、電壓、功率等

1.電子測量的內(nèi)容（5）特性曲線的測量：

包括幅頻特性曲線、器件特性曲線等的顯示測量（6）各種非電量傳感器電量的測量：

溫度、壓力、流量、位移、振動(dòng)等非電量的測量（4）電子設(shè)備性能的測量：

包括增益、衰減、靈敏度、頻率特性、噪聲指數(shù)等上述各項(xiàng)測量內(nèi)容中，尤以頻率、時(shí)間、電壓、相位、阻抗等基本電參數(shù)的測量更為重要，它們往往是其他參數(shù)測量的基礎(chǔ)。如放大器的增益測量實(shí)際上就是其輸入、輸出端電壓測量；uiuo_++Ao脈沖信號波形參數(shù)的測量可歸結(jié)為電壓和時(shí)間的測量（脈沖幅度Um、脈沖上升時(shí)間tr、占空比）（1）測量頻率范圍寬測量頻率范圍除直流電量外，交流電量頻率范圍10-6Hz—1012Hz。不同頻段的測量需采用不同的測量方法與測量儀器。10-6單位為μm→μ→n→p1012單位為TK→M→G→T

3.電子測量的特點(diǎn)誤區(qū)：測量頻率范圍指測各種電量（例如電壓、電流等）的頻率范圍，而不只是測頻率。例1：測1MHz以內(nèi)的信號電壓可用DA-16型的毫伏表測5Hz~200MHz的信號電壓可用如HFJ-8型的超高頻毫伏表例2:測某網(wǎng)絡(luò)的阻抗，低頻段用伏安法，高頻段則需采用反射技術(shù)。（2）測量量程寬量程是測量范圍的上下限值之差或上下限值之比。上限值-下限值；下限值：上限值。（一般國產(chǎn)儀器用1：10n表示）測量量程國產(chǎn)儀器可達(dá)1：1017，測量量程寬是電子測量的突出優(yōu)點(diǎn)。如數(shù)字萬用表對電壓測量由納伏（nV）級至千伏（KV）級電壓，量程達(dá)12個(gè)數(shù)量級（3）測量準(zhǔn)確度高低相差懸殊頻率和時(shí)間測量準(zhǔn)確度最高，可達(dá)10-13—10-14量級。電場強(qiáng)度的測量準(zhǔn)確度很低，誤差達(dá)到百分之十。原因：①測量結(jié)果極易受外部環(huán)境的影響，尤其在高頻段②多數(shù)計(jì)量單位是導(dǎo)出單位，導(dǎo)出單位的準(zhǔn)確度不可能高于原始單位。（4）測量速度快必要性：對瞬變量的實(shí)時(shí)控制（示波器）可行性：由于電子測量是基于電子運(yùn)動(dòng)和電磁波的傳播，因此它具有其它測量方法無法比擬的速度。電磁波的傳播速度：300,000千米／秒（5）可進(jìn)行遙測電子測量可以通過各類傳感器將現(xiàn)場各待測量轉(zhuǎn)換成電信號并與無線通信技術(shù)相結(jié)合進(jìn)行遠(yuǎn)距離測量。例如對于遠(yuǎn)距離（人造衛(wèi)星、宇宙飛船）、環(huán)境惡劣以及人體無法到達(dá)或不便接觸的區(qū)域（深海、核反應(yīng)堆內(nèi)）進(jìn)行測量。（6）易于實(shí)現(xiàn)測試智能化和測試自動(dòng)化測試智能化：內(nèi)含微處理器，可編程的信號發(fā)生器（7）影響因素眾多，誤差處理復(fù)雜影響量：能對測量結(jié)果產(chǎn)生影響的量，稱為影響量，它通常來自測量系統(tǒng)的外部如環(huán)境溫度、濕度、電源電壓，外界電磁干擾等。1.3電子測量方法的分類1.按測量過程分類

1）直接測量

2）間接測量3）組合測量1）直接測量

直接地從測量儀表的讀數(shù)獲取被測量量值的方法。比如用電壓表測量晶體管的工作電壓用歐姆表測量電阻阻值用計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測量頻率等直接測量的特點(diǎn)是測量過程簡單、迅速2）間接測量對與未知待測量y有確切函數(shù)關(guān)系的其他變量x（或n個(gè)變量）進(jìn)行直接測量，然后再通過函數(shù)(可以是公式、曲線或表格等)y=f(x)或y=f(x1,x2,…,xn)計(jì)算出待測量y。例如需要測量電阻R上消耗的直流功率P，可以通過直接測量電壓U、電流I，而后根據(jù)函數(shù)關(guān)系P=UI，經(jīng)過計(jì)算，“間接”獲得功耗P間接測量費(fèi)時(shí)、費(fèi)事，常在下列情況下使用：直接測量不方便，或間接測量的結(jié)果較直接測量更為準(zhǔn)確，或缺少直接測量儀器等3）組合測量在某些測量中，被測量與多個(gè)未知量有關(guān)，需改變測量條件進(jìn)行多次測量，然后根據(jù)被測量與未知量的函數(shù)關(guān)系列出方程組求解才能得出被測量值的測量方法。它是直接測量和間接測量兼用的方法。2.按測量方式分類l）偏差式測量法2）零位式測量法3）微差式測量法l）偏差式測量法在測量過程中，用儀器儀表指針的位移(偏差)表示被測量大小的測量方法，稱為偏差式測量法。例如使用萬用表測量電壓、電流等。由于是從儀表刻度上直接讀取被測量，包括大小和單位，因此這種方法也叫直讀法。偏差式測量法的特點(diǎn)：簡單方便測量速度快，測量準(zhǔn)確度不太高，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)物不直接參與測量。2）零位式測量法又稱作零示法或平衡式測量法。測量時(shí)用被測量與標(biāo)準(zhǔn)量相比較(因此也把這種方法叫作比較測量法)，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。例：利用惠斯登電橋測量電阻(或電容、電感)是這種方法的一個(gè)典型例子。利用惠斯登電橋測量電阻示意圖通常是先大致調(diào)整比率R1/R2

，再調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)電阻R4，直至電橋平衡，充當(dāng)零示器的檢流計(jì)PA指示為零，此時(shí)即可根據(jù)上式由比率和R4值得到被測電阻Rx值。零位式測量法的特點(diǎn)：測量準(zhǔn)確度高，速度慢（需要進(jìn)行反復(fù)調(diào)節(jié)），計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)物直接參與測量。3）微差式測量法偏差式測量法和零位式測量法相結(jié)合，構(gòu)成微差式測量法。該法通過測量待測量與標(biāo)準(zhǔn)量之差(通常該差值很小)來得到待測量的值。P為量程不大但靈敏度很高的偏差式儀表，它指示的是待測量x與標(biāo)準(zhǔn)量s之間的差值：δ=x－s,即x=s+δ。微差式測量法示意圖用微差法測量直流穩(wěn)壓電源輸出電壓穩(wěn)定度Uo為直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓，它隨著50Hz、220V市電的波動(dòng)和負(fù)載RL的變化而有微小起伏V2為量程不大但靈敏度很高的電壓表；

UB表示由標(biāo)準(zhǔn)電源Us獲得的標(biāo)準(zhǔn)電壓；Uδ是由V2電壓表測得的Uo與UB的差值，即輸出電壓Uo隨著市電波動(dòng)和負(fù)載變化而產(chǎn)生的微小起伏。和零位式測量法相比，微差式測量法省去了反復(fù)調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)量大小以求平衡的步驟。微差式測量法的特點(diǎn)：測量準(zhǔn)確度高，速度快（較零位式快），計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)實(shí)物直接參與測量。3.按被測量的性質(zhì)分類1）時(shí)域測量2）頻域測量3）數(shù)據(jù)域測量4）隨機(jī)測量1）時(shí)域測量時(shí)域測量也叫作瞬態(tài)測量，主要測量被測量（幅值）隨時(shí)間的變化規(guī)律。x=f(t)典型的例子：示波器2）頻域測量頻域測量也稱為穩(wěn)態(tài)測量，主要目的是獲取待測量（幅值和相位）與頻率之間的關(guān)系。常用儀器：掃頻儀、頻譜分析儀、頻率分析測示儀。3）數(shù)據(jù)域測量主要是對數(shù)字系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量進(jìn)行測量。常用儀器邏輯分析儀。對數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行測量的基本方法是：在輸入端加激勵(lì)信號，觀察由此產(chǎn)生的輸出響應(yīng)，并與預(yù)期的正確結(jié)果進(jìn)行比較，一致則表示系統(tǒng)正常；不一致則表示系統(tǒng)有故障4）隨機(jī)測量主要對各種噪聲信號進(jìn)行動(dòng)態(tài)測量和統(tǒng)計(jì)分析。對噪聲的研究使用概率統(tǒng)計(jì)方法4.測量方法的選擇原則原則：選擇合理的測量方法和儀器以得到正確可靠的測量結(jié)果。考慮因素：被測量特性、要求的準(zhǔn)確度、環(huán)境、現(xiàn)有儀器設(shè)備。

正確的測量方法，可得到精確的測量結(jié)果。否則會(huì)出現(xiàn)以下問題：（1）得出的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，甚至是錯(cuò)誤的結(jié)果。例：測量如圖所示高阻分壓器的輸出電壓Uo。①選用直接測量法；儀表選用內(nèi)阻為100KΩ的指針萬用表由電路圖計(jì)算得理論值應(yīng)為9.0V，而測的值為4.7V，測量結(jié)果是錯(cuò)誤的。②選用直接測量法；儀表選用內(nèi)阻為1MΩ的數(shù)字萬用表UO2=8.3V測量結(jié)果誤差較大，相對誤差達(dá)-7.8%③選用間接測量法；儀表選用內(nèi)阻為1MΩ的數(shù)字萬用表測量結(jié)果較準(zhǔn)確，相對誤差為1.1%可以看到：①具體情況具體分析！②電壓表內(nèi)阻的大小將直接影響到測量結(jié)果，這種影響通常叫做電壓表的負(fù)載效應(yīng)。（2）損壞測量儀器儀表例：用萬用表的小量程測較大的電壓或電流而將表損壞。（3）損壞被測設(shè)備或元器件等例：用萬用表R╳1檔測判斷二極管的正負(fù)極時(shí)，由于限流電阻小使流過二極管的電流過大使二極管損壞。1.4電子測量儀器概述測量儀器：將被測量轉(zhuǎn)換成可供直接觀察的指示值或等效信息的器具。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。1.4.1測量儀器的功能各類測量儀表一般具有物理量的變換、信號的傳輸和測量結(jié)果的顯示等三種最基本的功能。1．物理量的變換功能非電量→電量U→IμAUxRe1.4.1測量儀器的功能（續(xù)）電子測量中的變換技術(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。量值變換即指把它們的幅值按比例地增大或縮小。把量值處于難以測量的邊緣狀態(tài)（太小或太大）的被測量，按某一已知比值變換為量值適中的同樣參量進(jìn)行測量。通過量值變換，可增加測量范圍，提高測量分辨力和精度。1.4.1測量儀器的功能（續(xù)）信號放大與衰減

測量放大器——是指在測量系統(tǒng)中用來放大微弱電壓、電流或電荷信號的放大器。衰減器——用來降低測量系統(tǒng)中的信號電平用途：使大的信號進(jìn)入儀器的測量范圍，或者通過降低信號電平來控制失真，或改進(jìn)阻抗匹配等1.4.1測量儀器的功能（續(xù)）（2）頻率變換①整流：交流電壓變成直流電壓 常用磁電式電表，它只能測量直流，交流信號必須整流成直流信號來測量②逆變：把直流電變成交流電1.4.1測量儀器的功能（續(xù)）③變頻（混頻）Ⅰ進(jìn)行頻率的加減運(yùn)算。Ⅱ獲得很寬的頻率覆蓋范圍。Ⅲ獲得高增益，提高測量儀器的靈敏度。Ⅳ實(shí)現(xiàn)中頻或低頻替代，以提高測量精度。Ⅴ實(shí)現(xiàn)頻率的精密測量。例：f=200.020kHz～220kHzf0=200kHz則F=f-f0=20Hz～20kHz覆蓋系數(shù)從1.1擴(kuò)展到10001.4.1測量儀器的功能（續(xù)）④倍頻Ⅰ倍頻器是頻率綜合技術(shù)中的乘法器。Ⅱ差頻倍增法

Ⅲ用倍頻法減小測量誤差。利用電子計(jì)數(shù)進(jìn)行頻率測量時(shí)，±1誤差將決定測量誤差。若1KHz的信號，±1的相對誤差為10-3，如果先對其進(jìn)行103倍的鎖相倍頻后測量，則該項(xiàng)誤差可降為10-6。1.4.1測量儀器的功能（續(xù)）⑤分頻分頻是于對信號頻率進(jìn)行除法運(yùn)算⑥取樣技術(shù)取樣門電路將高頻信號進(jìn)行取樣變換，使之以低頻形式復(fù)現(xiàn)出來。它可以把頻率上限擴(kuò)展到幾GHz甚至幾十GHz。1.4.1測量儀器的功能（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、廣譜信號源中廣泛使用。④合成多種波形疊加成復(fù)雜波形。例如合成CRT顯示的視頻信號波形。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。1.4.1測量儀器的功能（續(xù)）（4）參量變換①AVΩ變換——電流、電壓、電阻之間的變換多用表中采用的AVΩ變換，包括交流/直流（AC/DC）、電流/電壓（I/V）和電阻/電壓（Ω/V）的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了交、直流電壓、電流、電阻等多種測量功能。②V/F變換——模擬直流電壓轉(zhuǎn)換為頻率③V/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1.4.1測量儀器的功能（續(xù)）（5）能量變換能量變換是泛指其他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。例如，常用的電阻絲應(yīng)變片、電感式變換器、電容式變換器電變換器是將各種物理量變換成電勢、電流等電量的變勢換器，例如，感應(yīng)變換器、光電變換器、壓電變換器、熱電偶等。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1.4.1測量儀器的功能（續(xù)）例：試說明實(shí)現(xiàn)彈簧稱、指針式直流電壓表、電子示波器等三種儀器的測量功能中所采用的變換技術(shù)。解（1）彈簧秤——把物體的重量變成了彈簧長度的形變，進(jìn)行了機(jī)械量到機(jī)械量的變換；（2）指針式直流電壓表——電壓的量值變成了電表指針偏轉(zhuǎn)角的大小，進(jìn)行了電量到機(jī)械量的變換；（3）示波器把電信號的波形無失真地變換成了在熒光屏上光信號的波形，進(jìn)行了電到光的變換。1.4.1測量儀器的功能（續(xù)）[例]試以數(shù)字多用表測量交流電流為例，闡述變換技術(shù)在電子測量中的應(yīng)用。①交流電流/交流電壓的變換；②交流電壓/直流電壓的變換；③直流電壓的幅值變換；④模擬/數(shù)字的變換；⑤BCD碼/七段碼的碼制變換；⑥顯示器件的電/光轉(zhuǎn)換。1.4.1測量儀器的功能2．傳輸功能遠(yuǎn)距離：在遙測遙控等系統(tǒng)中儀器內(nèi)部1.4.1測量儀器的功能3．顯示功能測量結(jié)果的顯示：測量結(jié)果必須通過顯示器件把各種電信號轉(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、圖像等形式的信號顯示出來。因此，任何測量儀器都必須具備顯示功能。1.4.1測量儀器的功能（續(xù)）電子測量中的顯示技術(shù)（1）指示式電工儀表用指針的偏轉(zhuǎn)來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)確度等級分類，可分為0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0等共7級。按用途分類，可分為電流表、電壓表、功率表、電能表、功率因數(shù)表、頻率表、相位表、兆歐表、電容表等1.4.1測量儀器的功能（續(xù)）（2）電光顯示器件①發(fā)光二極管（LED）利用正向偏置PN結(jié)中電子與空穴的幅射復(fù)合發(fā)光，發(fā)射出非相干光，光譜較寬，發(fā)散角大，視角效果好；Ⅰ指示燈Ⅱ數(shù)字顯示器1.4.1測量儀器的功能（續(xù)）②液晶顯示器（LCD）液晶是一種具有光學(xué)雙射性的液體狀的晶體，液晶顯示器件在電信號驅(qū)動(dòng)下，控制其對入射偏光的反射或透射，實(shí)現(xiàn)LCD的顯示Ⅰ數(shù)字、字符顯示Ⅱ平面顯示1.4.1測量儀器的功能（續(xù)）③陰極射線管（CRT）CRT可分為電視用、顯示終端用及儀器儀表用幾種類型1.4.2測量儀器的分類1、電平測量儀器，它包括各種模擬式電壓表，毫伏表，數(shù)字式電壓表，電壓標(biāo)準(zhǔn)等。2、電路參數(shù)測量儀器，它包括各類電橋，Q表，R、L、C測試儀，晶體管或集成電路參數(shù)測試儀，圖示儀等。3、頻率、時(shí)間、相位測量儀器，這主要有電子計(jì)數(shù)式頻率計(jì)，石英鐘，數(shù)字式相位計(jì)，波長計(jì)等。4、波形測量儀器，它主要指各類示波器。如通用示波器，多蹤示波器，取樣示波器，以及記憶和數(shù)字存儲(chǔ)示波器等。5、信號分析儀器，它包括失真度儀，諧波分析儀，頻譜分析儀等。1.4.2測量儀器的分類6、模擬電路特性測試儀器，它包括掃頻儀，噪聲系數(shù)測試儀，網(wǎng)絡(luò)特性分析儀等。7、數(shù)字電路特性測試儀器，它主要指邏輯分析儀。這類儀器內(nèi)部多帶有微處理器或通過接口總線與外部計(jì)算機(jī)相聯(lián)，是數(shù)據(jù)域測量中不可缺少的設(shè)備。8、測試用信號源，它包括各類低頻和高頻信號發(fā)生器，脈沖信號發(fā)生器，函數(shù)發(fā)生器，掃頻和噪聲信號發(fā)生器等。由于它們的主要功能是作為測試用信號源，因此也叫供給量儀器.產(chǎn)生一定頻率、一定幅值的正弦波、方波、三角波1.4.3測量儀器的主要性能指標(biāo)1.精度精度指測量結(jié)果與被測量真值相一致的程度，精度高，表明誤差小；精度低，表明誤差大。它用精密度、正確度、精確度三個(gè)指標(biāo)加以表征。1）精密度（δ）：表示同一測量條件下對同一被測量進(jìn)行多次測量時(shí)，得到的測量結(jié)果的分散程度，它反映隨機(jī)誤差的影響。比如某電壓表的精密度為0.1V，即表示用它對同一電壓進(jìn)行測量時(shí)，得到的各次測量值的分散程度不大于0.1V。1.4.3測量儀器的主要性能指標(biāo)（續(xù)）2）正確度（ε）：表示測量結(jié)果與真值的接近程度，它反映系統(tǒng)誤差的影響。比如某電壓表的正確度是0.1V，則表明用該電壓表測量電壓時(shí)的指示值與真值之差不大于0.1V。我國電工儀表的分級就是按正確度來確定的。正確度高，不一定精密度高！1.4.3測量儀器的主要性能指標(biāo)（續(xù)）3）精確度（τ）：精密度和正確度的綜合反映精確度高，說明精密度和正確度都高，也就意味著系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小1.4.3測量儀器的主要性能指標(biāo)（續(xù)）例：以射擊說明精密度、正確度、精確度。

圖1．4—1用射擊比喻測量1.4.3測量儀器的主要性能指標(biāo)（續(xù)）2．穩(wěn)定性穩(wěn)定性通常用穩(wěn)定度和影響量兩個(gè)參數(shù)來表征。（1）穩(wěn)定度：表示在規(guī)定的時(shí)間區(qū)間，外界條件不變的情況下，儀器示值變化大小。造成這種示值變化的原因主要是儀器內(nèi)部各元器件的特性、參數(shù)不穩(wěn)定和老化等因素。示值絕對或相對變化量與時(shí)間一同表示表示：絕對值，時(shí)間相對值，時(shí)間1.4.3測量儀器的主要性能指標(biāo)（續(xù)）例：某數(shù)字電壓表的穩(wěn)定度：（絕對）（0.008%Um+0.003%Ux）/(8h)含義是在8小時(shí)內(nèi)，測量同一電壓，在外界條件維持不變的情況下，電壓表的示值可能發(fā)生0.008%Um+0.003%Ux的上下波動(dòng)，其中Um為該量程