自動識別產(chǎn)品檢測與分析-2(1-2)

12014-15（1）付麗華信息與控制學院自動識別產(chǎn)品測試與分析12上節(jié)回顧第一章電子測量技術(shù)基礎(chǔ)1.1電子測量的特點1.2電子測量的內(nèi)容1.3電子測量的方法23與其他測量方法和測量儀器相比，電子測量和電子測量儀器具有以下特點。測量頻率范圍寬(2)測量量程寬(3)測量準確度高低相差懸殊(4)測量速度快(5)可以進行遙測(6)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

3上節(jié)回顧--電子測量的特點4【分類】【電磁測量】主要指交直流電量的指示測量法和比較測量法以及磁量的測量等。【電子測量】是指以電子技術(shù)理論為依據(jù)，以電子測量儀器和設(shè)備為手段，對電量和非電量進行的測量。電能量電信號特性電路元件參數(shù)電子設(shè)備的性能4上節(jié)回顧--電子測量的內(nèi)容5測量方法的分類形式有多種：1.按測量過程分類直接測量間接測量組合測量2.按測量方式分類偏差式測量法2)零位式測量法5上節(jié)回顧--電子測量方法--分類6第一章電子測量技術(shù)基礎(chǔ)1.3電子測量的方法（參數(shù)）1.4測量誤差分析1.5測量結(jié)果處理6本節(jié)內(nèi)容7利用惠斯登電橋測量電阻示意圖73電子測量方法的分類當電橋平衡時，可以得到：通常是先大致調(diào)整比率R1/R2，再調(diào)整標準電阻R4，直至電橋平衡，充當零示器的檢流計PA指示為零，此時即可根據(jù)公式由比率和R4值得到被測電阻Rx值。8【優(yōu)點】只要零示器的靈敏度足夠高，零位式測量法的測量準確度幾乎等于標準量的準確度，因而這種方法的測量準確度很高。常用在實驗室作為精密測量的一種方法?！静蛔恪康捎跍y量過程中為了獲得平衡狀態(tài)需要進行反復調(diào)節(jié)，因此即使采用一些自動平衡技術(shù)，測量速度仍然較慢。83電子測量方法--分類93.按被測量的性質(zhì)分類1)時域測量時域測量也稱做瞬態(tài)測量，主要測量被測量隨時間的變化規(guī)律。典型的例子為用示波器觀察脈沖信號的上升沿、下降沿、平頂降落等脈沖參數(shù)以及動態(tài)電路的暫態(tài)過程等。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與頻率之間的關(guān)系。例如用頻譜分析儀分析信號的頻譜和測量放大器的幅頻特性、相頻特性等。93電子測量方法--分類103.按被測量的性質(zhì)分類3)數(shù)據(jù)域測量也稱為邏輯量測量，主要是用邏輯分析儀等設(shè)備對數(shù)字量或電路的邏輯狀態(tài)進行測量。可以同時觀察多條數(shù)據(jù)通道上的邏輯狀態(tài)，或者顯示某條數(shù)據(jù)線上的時序波形，還可以借助計算機分析大規(guī)模集成電路芯片的邏輯功能等。隨著微電子技術(shù)的發(fā)展需要，數(shù)據(jù)域測量及其測量智能化、自動化顯得愈來愈重要。4)隨機測量隨機測量又叫做統(tǒng)計測量，主要是對各類噪聲信號進行動態(tài)測量和統(tǒng)計分析。這是一項較新的測量技術(shù)，尤其在通信領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。103電子測量方法--分類114.其他分類

除了上述幾種常見的分類方法外，還有其他一些分類方法。按照對測量精度的要求，可以分為精密測量和工程測量；按照測量時測量者對測量過程的干預程度分為自動測量和非自動測量；按照被測量與測量結(jié)果獲取地點的關(guān)系分為本地(原位)測量和遠地測量(遙測)，接觸測量和非接觸測量；按照被測量的屬性分為電量測量和非電量測量等。113電子測量方法--分類125.測量方法的選擇原則在選擇測量方法時，要綜合考慮下列主要因素：被測量本身的特性；所要求的測量準確度；測量環(huán)境；現(xiàn)有測量設(shè)備等。在此基礎(chǔ)上，選擇合適的測量儀器和正確的測量方法。123電子測量方法--分類13【背景】電路元件如電阻器、電容器、電感器、晶體二極管、晶體三極管和集成電路等是組成電子電路最基本的元件，它們的質(zhì)量和性能的好壞直接影響電路的性能。電路元件的測量必須保證測試條件與規(guī)定的標準工作條件相符合?！痉秶侩娮韬碗娢黄鞯臏y量電容和電感的測量半導體二極管參數(shù)的測量半導體三極管參數(shù)的測量晶體管圖示儀133電子測量方法—參數(shù)測量14一、電阻和電位器的參數(shù)

【電阻的參數(shù)】包括標稱阻值、額定功率、精度、最高工作溫度、最高工作電壓、噪聲系數(shù)及高頻特性等；主要參數(shù)為標稱阻值和額定功率。標稱阻值是指電阻上標注的電阻值；額定功率是指電阻在一定條件下長期連續(xù)工作所允許承受的最大功率。3電子測量方法—電阻測量14151．電阻規(guī)格【直標法】是將電阻的類別和主要技術(shù)參數(shù)的數(shù)值直接標注在電阻的表面上；【色環(huán)法】是將電阻的類別和主要技術(shù)參數(shù)的數(shù)值用顏色（色環(huán)）標注在電阻的表面上，四環(huán)電阻第一、第二色環(huán)表示電阻被乘數(shù)量值；第三環(huán)為倍乘的量值；第四為允許誤差。前三位分別用X、Y、Z表示，則電阻值為:153電子測量方法—電阻測量1516561十的冪個位數(shù)十位數(shù)

5601十的冪十位數(shù)百位數(shù)個位數(shù)5R6小數(shù)第一位點個位數(shù)5.6Ω百分位十分位小數(shù)R560.56Ω560Ω5.6KΩ

562十的冪十位數(shù)個位數(shù)數(shù)字下方有一條白線【數(shù)標法換算案例】3電子測量方法—電阻測量1750C01B76X

=100X101=1000Ω=324X102=32.4KΩ=604X10-1=60.4Ω

【精密電阻的阻值換算（了解）】3電子測量方法—電阻測量精密貼片電阻是用代碼來計算的，如01C就是10K18顏色黑棕紅橙黃綠藍紫灰白金銀無色表示數(shù)值012345678910-1

10-2表示誤差（%）±1±2±3±4±5±10±20五環(huán)電阻第一、第二、第三色環(huán)表示電阻被乘數(shù)量值；第四環(huán)為倍乘的量值；183電子測量方法—電阻測量19【色環(huán)電阻的阻值換算（掌握）】3電子測量方法—電阻測量20【識讀方法和技巧】在讀電阻色環(huán)時應(yīng)看色環(huán)的顏色，金銀是指誤差，肯定不是第一色環(huán)，另外看色環(huán)間距，誤差色環(huán)間距與其它色環(huán)要分的開一些。也可以從更靠近腳位的色環(huán)開始讀。電位器標識法：通常采用直標法203電子測量方法—電阻測量21二、測量原理和常規(guī)測試方法電阻工作于低頻時其電阻分量起主要作用，電抗部分可以忽略不計。1．電阻的頻率特性工作頻率升高時，等效電路如圖所示。隨頻率升高，電阻的交流與直流阻值承受之增大。電阻的等效電路CRL213電子測量方法—電阻測量222．固定電阻的測量①萬用表測量檢測方法：使用萬用表的歐姆擋，歐姆擋的量程應(yīng)視電阻器阻值的大小而定。一般情況下應(yīng)使表針落到刻度盤的中間段，以提高測量精度，這是因為萬用表的歐姆擋刻度線是非線性的，而中間段分度較細且準確。223電子測量方法—電阻測量23檢測電阻器的注意事項使用萬用表歐姆擋的不同量程時，首先要進行表針的調(diào)零，即將紅、黑表筆短接，調(diào)整歐姆擋調(diào)零旋鈕，使表針指向OΩ處。對不同量程的歐姆擋，在使用時均需調(diào)零一次。用萬用表檢測電阻器的阻值時，手不能同時接觸被測電阻器的兩根引線，以避免人體電阻對測量結(jié)果的影響。測量電阻器時，紅、黑表筆可以不分，它不影響測量結(jié)果。認真選擇歐姆擋量程是提高測量精度的重要環(huán)節(jié)。歐姆擋量程選得是否合適，將直接影響測量精度。若測量電路中的某個電阻器，必須將電阻器的一端從電路中斷開，以防電路中的其它元器件影響測量結(jié)果。2324②電橋法測量當對電阻值的測量精度要求很高時，可用直流電橋法進行測量。RXR1R2RnGE243電子測量方法—電阻測量25③伏安法測量

伏安法測量原理如圖(a)、(b)所示，有電流表內(nèi)接和電流表外接兩種測量電路。伏安法測電阻原理圖mARXRA+-+V-RXmARA+-+V-(a)電流表內(nèi)接(b)電流表外接253電子測量方法—電阻測量263．電位器的測量電位器是一種可調(diào)電阻器。電位器對外有三個引出端，其中兩個為固定端，另一個是滑動端（也稱中心抽頭）。滑動端可以在固定端之間的電阻體上做機械運動，使其與固定端之間的阻值發(fā)生變化。直標法，502=？263電子測量方法—電阻測量274．非線性電阻的測量

光敏、氣敏、壓敏、熱敏電阻器等，它們的阻值隨著外界光線的強弱、氣體濃度的高低、壓力的大小、電壓的高低、溫度的高低而變化。一般可采用伏安法，即逐點改變電壓的大小，然后測量相應(yīng)的電流，最后作出伏安特性曲線。273電子測量方法—電阻測量281、規(guī)格的標注方法電容器的標注方法同電阻器一樣，有直標法和色標法。有的國家常用一些符號標明單位,如：3.3PF=標記為3p33300f=標為3m3。3電子測量方法—電容測量292、測量原理和常規(guī)測試方法【電容的等效電路】由于絕緣電阻和引線電感的存在，電容的實際等效電路(a)。在工作頻率較低時，等效電路可簡化為(b)。電容的等效電路(a)(b)C0R0L0C0R03電子測量方法—電容測量30【判斷電容的極性】不知道極性的電解電容可用萬用表的電阻擋測量其極性。方法：測量時，先假定某極為“

+”極，讓其與萬用表的黑表筆相接，另一電極與萬用表的紅表筆相接，記下表針停止的刻度（表針靠左阻值大），然后將電容器放電（既兩根引線碰一下），兩只表筆對調(diào)，重新進行測量。兩次測量中，表針最后停留的位置靠左（阻值大）的那次，黑表筆接的就是電解電容的正極。3電子測量方法—參數(shù)測量只有電解電容的正極接電源正（電阻擋時的黑表筆），負端接電源負（電阻擋時的紅表筆）時，電解電容的漏電流才?。╇娮璐螅?。反之，則電解電容的漏電流增加（漏電阻減?。?。31【3.諧振法測量電容】交流信號源、交流電壓表、標準電感L和被測電容連成并聯(lián)電路。諧振法測電容的原理圖VLRC0信號源CX3電子測量方法—電容測量32測量時調(diào)節(jié)信號源頻率,使電路諧振,此時電壓表讀數(shù)最大,被測電容值CX為L—標準電感C0—標準電感的分布電容【3.諧振法測量電容】3電子測量方法—電容測量334．交流電橋法測量電容量和損耗因數(shù)

①串聯(lián)電橋

交流串聯(lián)電橋測量電容和損耗因素GRR4R3RnCnCX3電子測量方法—電容測量Cx—被測電容的容量；Cn—可調(diào)標準電容；R3,R4—固定電阻。34②并聯(lián)電橋的測量R4R3RnGCnCXRX交流并聯(lián)電橋測量電容、電阻和損耗因素4．交流電橋法測量電容量和損耗因數(shù)3電子測量方法—電容測量355．電容的數(shù)字化測量方法

一般采用電容—電壓轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)電容的數(shù)字化測量。電容-電壓的轉(zhuǎn)換電路虛部實部分離電路R1A+-RxCxUxUrUS3電子測量方法—電容測量36式中Rx—被測電容的等效并聯(lián)損耗電阻；

US—轉(zhuǎn)換器輸入的直流電壓值；

Ur—轉(zhuǎn)換器輸出電壓的實部值；

UX—轉(zhuǎn)換器輸出電壓的虛部值。5．電容的數(shù)字化測量方法

3電子測量方法—電容測量37電感線圈在電路中多與電容一起組成濾波電路、諧振電路等。一、主要參數(shù)電感量L品質(zhì)因數(shù)Q分布電容3電子測量方法—電感測量線圈的電感量L也叫自感系數(shù)或自感，是表示線圈產(chǎn)生自感應(yīng)能力的一個物理量。線圈的品質(zhì)因數(shù)Q也叫Q值，是表示線圈品質(zhì)質(zhì)量的一個物理量。它是指線圈在某一頻率的交流電壓下工作時，所呈現(xiàn)的感抗與其等效損耗電阻之比。線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與磁芯、底板間存在的電容，均稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的Q值減小，穩(wěn)定性變差，因此線圈的分布電容越小越好。38【測量原理和常規(guī)測試方法】1．電感的等效電路CRL0(a)電感的實際等效電路(b)電感的簡化等效電路RL0當C較小，工作頻率較低時，分布電容可忽略不計3電子測量方法—電感測量392．諧振法測量電感將交流信號源、交流電壓表、標準電容C和被測電感連成的并聯(lián)電路。諧振法測電感的原理圖VRC0信號源CLX3電子測量方法—電感測量Lx—被測電感的電感量；C—標準電容；C0—標準電感的分布電容f1—第一次諧振的頻率。403．交流電橋法測量電感

①馬氏電橋②海氏電橋RxR3RnCnLxR2G3電子測量方法—電感測量R2GR3LXRXCnRn415．電感的數(shù)字化測量方法一般采用電感—電壓轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)電感的數(shù)字化測量電感-電壓的轉(zhuǎn)換電路LX虛部實部分離電路

R1A+-RxUxUrUS3電子測量方法—電感測量42二極管是整流、檢波、限幅、鉗位等電路中的主要器件。1．二極管的主要特性

二極管最主要的特性是單向?qū)щ娞匦?，即二極管正向偏置是導通；反向偏置時截止。2．二極管的主要參數(shù)最大整流電流反向電流反向最大工作電壓直流電阻交流電阻r二極管的極間電容3電子測量方法—二極管測量指管子長期工作時，允許通過的最大正向平均電流。指在一定溫度條件下，二極管承受了反向工作電壓、又沒有反向擊穿時，其反向電流值。指管子運行時允許承受的最大反向電壓。應(yīng)小于反向擊穿電壓。指二極管兩端所加的直流電壓與流過它的直流電流之比。良好的二極管的正向電阻約為幾十Ω到幾kΩ；反向電阻大于幾十kΩ到幾百kΩ。二極管特性曲線工作點Q附近電壓的變化量與相應(yīng)電流變化量之比。勢壘電容與擴散電容之和稱為極間電容。在低頻工作時，二極管的極間電容較小，可忽略；在高頻工作時，必須考慮其影響。43【問題與討論】電壓和電平是相同的概念嗎？幾種常用交流電壓的波形參數(shù)3電子測量方法—電壓測量名稱峰值有效值V平均值KFKP正弦波A0.707A0.637A1.111.414全波整流正弦波A0.707A0.637A1.111.414三角波A0.5A1.151.732方波AAA11脈沖波A波形因數(shù)KF＝V/V－，有效值與平均值之比波峰因數(shù)KP＝VP/V

峰值與有效值之比44【測量誤差的表示方法】1.絕對誤差（1）定義：由測量所得到的被測量值x與其真值A(chǔ)0之差，稱為絕對誤差，即式中的真值A(chǔ)0是一個理想概念，無法得到，實際應(yīng)用中通常用實際值A(chǔ)來代替真值A(chǔ)0。實際值也稱為約定真值。

特點：絕對誤差既有大小，又有符號和量綱。4

測量誤差分析45（2）修正值：與絕對誤差的絕對值大小相等，但符號相反的量值，稱為修正值，用c表示。測量儀器的修正值可以通過上一級標準的檢定給出，修正值可以是數(shù)值表格、曲線或函數(shù)表達式等形式。在日常測量中，利用其儀器的修正值C和該已檢儀器的示值，可求得被測量的實際值A(chǔ)=x＋C。【測量誤差的表示方法】4

測量誤差分析46（1）相對真誤差：絕對誤差與被測量的真值之比，稱為相對誤差，用γ表示。

特點：只有大小和符號，沒有單位。（2）實際相對誤差：真值是不能確切得到的，通常用實際值A(chǔ)代替真值來表示相對誤差。2.相對誤差【測量誤差的表示方法】4

測量誤差分析47

（3）示值相對誤差：誤差較小、要求不太嚴格的場合，也可以用測量值x代替實際值A(chǔ)

。（4）引用相對誤差：經(jīng)常用絕對誤差與儀器滿刻度值x

m之比來表示相對誤差，稱為引用相對誤差（或稱滿度相對誤差）。【測量誤差的表示方法】4

測量誤差分析48電工儀表按γmm值分0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5及5.0七級。準確度等級常用符號S表示。測量儀器使用最大引用相對誤差來表示它的準確度。【測量誤差的表示方法】4

測量誤差分析49儀器誤差影響誤差理論誤差和方法誤差人身誤差【測量誤差的來源】4

測量誤差分析由于測量儀器及其附件的設(shè)計、制造、檢定等不完善，以及儀器使用過程中老化、磨損、疲勞等因素而使儀器帶有的誤差。由于各種環(huán)境因素（溫度、濕度、振動、電源電壓、電磁場等）與測量要求的條件不一致而引起的誤差。

由于測量原理、近似公式、測量方法不合理而造成的誤差。由于測量人員感官的分辨能力、反應(yīng)速度、視覺疲勞、固有習慣、缺乏責任心等原因，而在測量中使用操作不當、現(xiàn)象判斷出錯或數(shù)據(jù)讀取疏失等而引起的誤差。

501、系統(tǒng)誤差2、隨機誤差3、粗大誤差【測量誤差的分類】4

測量誤差分析在同一測量條件下，多次測量重復同一量時，測量誤差的絕對值和符號都保持不變，或在測量條件改變時按一定規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。在同一測量條件下（指在測量環(huán)境、測量人員、測量技術(shù)和測量儀器都相同的條件下），多次重復測量同一量值時（等精度測量），每次測量誤差的絕對值和符號都以不可預知的方式變化的誤差，稱為隨機誤差。粗大誤差是一種顯然與實際值不符的誤差，又稱疏失誤差。含有粗差的測量值稱為壞值或異常值，在數(shù)據(jù)處理時，應(yīng)剔除掉。

51【測量結(jié)果的表示】

測量結(jié)果表示為：一定的數(shù)值和相應(yīng)的計量單位,例：40KV、465KHz等?！居行?shù)字及有效數(shù)字位】