《電子測(cè)量技術(shù)與儀器》 課件 項(xiàng)目1：電子測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)

1項(xiàng)目一

電子測(cè)量基礎(chǔ)知識(shí)主講人信息2任務(wù)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：1.了解電子測(cè)量的內(nèi)容與方法2.了解誤差的概念、分類(lèi)及產(chǎn)生的原因3.掌握測(cè)量誤差的表示方法（計(jì)算）4.會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)處理5.了解電子測(cè)量?jī)x器的分類(lèi)

3任務(wù)目標(biāo)技能目標(biāo)：1.會(huì)解釋真值、實(shí)際值、測(cè)量值、絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差和允許誤差等概念；2.掌握誤差的計(jì)算公式，會(huì)進(jìn)行有效數(shù)字的處理；3.學(xué)會(huì)開(kāi)啟實(shí)訓(xùn)臺(tái)電源，認(rèn)識(shí)實(shí)訓(xùn)臺(tái)面板，注意用電安全；認(rèn)識(shí)常用電子儀器儀表。44任務(wù)一

了解電子測(cè)量工作任務(wù)了解電子測(cè)量的意義、內(nèi)容、特點(diǎn)了解電子測(cè)量?jī)x器的分類(lèi)、用途、典型儀器及使用常識(shí)理解電子測(cè)量的方法、分類(lèi)掌握電子測(cè)量的誤差及減小誤差的方法55了解電子測(cè)量1.測(cè)量（1）量體裁衣就是一個(gè)測(cè)量的例子。

（2）在初中做化學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，總是要用量杯，定量取參加反應(yīng)的溶液，這也是測(cè)量。

（3）機(jī)器設(shè)備的研制、檢測(cè)和使用過(guò)程中的調(diào)試，都要依賴測(cè)量技術(shù)去實(shí)現(xiàn)。

（4）在生活、生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，隨時(shí)都要測(cè)量。

662.測(cè)量的意義（1）測(cè)量是人類(lèi)認(rèn)識(shí)自然和改造自然的一個(gè)重要手段。（2）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。了解電子測(cè)量773.電子測(cè)量（1）廣義上的定義是用電子線路制造成的儀器進(jìn)行的測(cè)量都稱(chēng)為電子測(cè)量。（2）從狹義來(lái)講，電子測(cè)量是指利用電子線路制造的儀器用來(lái)測(cè)量電的量值。

了解電子測(cè)量88電的量值包括：a.電能量:電壓、電流、功率。b.電路參數(shù)：電阻、電容、電感、阻抗、品質(zhì)因數(shù)。c.電信號(hào)特性：波形、頻率、相位,等。了解電子測(cè)量99電子測(cè)量是指以電子技術(shù)理論為依據(jù)，以電子測(cè)量?jī)x器和設(shè)備為手段，對(duì)各種電量和非電量所進(jìn)行的測(cè)量。了解電子測(cè)量10電量包括：電壓、電流、功率、電阻……非電量：溫度、濕度、壓力11基本參量和派生參量：頻率、時(shí)間、電壓、相位、阻抗等為基本參量，其余為派生參量；基本參量是派生參量的基礎(chǔ)；電壓是最基本、最重要的測(cè)量。12124.電子測(cè)量的意義

（1）電子測(cè)量是測(cè)量學(xué)的重要組成部分；

（2）使電子測(cè)量技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，從而推動(dòng)了電子和其它行業(yè)的發(fā)展；（3）電子測(cè)量技術(shù)的發(fā)展，不僅標(biāo)志著測(cè)量技術(shù)的提高，而且推動(dòng)了整個(gè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類(lèi)的進(jìn)步。了解電子測(cè)量13（4）測(cè)量結(jié)果的量值由兩部分組成，數(shù)值和單位符號(hào)。（5）測(cè)量是一個(gè)比較過(guò)程，被測(cè)量的數(shù)值與所選單位成反比。1414電子測(cè)量的內(nèi)容1.電能量測(cè)量電能量測(cè)量包括各種頻率和波形下的電壓、電流、功率等的測(cè)量。2.電信號(hào)特性測(cè)量電信號(hào)特性測(cè)量包括波形、頻率、周期、相位、失真度、調(diào)幅度、信噪比及數(shù)字信號(hào)的邏輯狀態(tài)等的測(cè)量。了解電子測(cè)量15153.電路元件參數(shù)的測(cè)量電路元件參數(shù)的測(cè)量包括電阻、電感、電容、阻抗、品質(zhì)因數(shù)及電子器件的參數(shù)等的測(cè)量。4.電子設(shè)備的性能測(cè)量電子設(shè)備的性能測(cè)量包括通頻帶、增益、衰減、靈敏度、頻率特性、信噪比等性能的測(cè)量。5.特性曲線顯示伏頻特性曲線了解電子測(cè)量1616

電子測(cè)量技術(shù)與電子測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用非常廣泛，與其他測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器相比有著無(wú)法比擬的眾多優(yōu)點(diǎn)，其特點(diǎn)如下:1.測(cè)量頻率范圍寬在電子測(cè)量中對(duì)電信號(hào)的測(cè)量，其頻率覆蓋范圍極寬，從10-6Hz～1012Hz。但是不可能是同一臺(tái)儀器能在這樣寬的頻率范圍內(nèi)工作。通常是根據(jù)測(cè)量對(duì)象的工作頻段不同，選用不同的測(cè)量原理和使用不同的測(cè)量?jī)x器。了解電子測(cè)量17172.測(cè)量量程寬所謂量程是指測(cè)量范圍的上下限值之差。電子測(cè)量的另一個(gè)特點(diǎn)是被測(cè)量的量值大小相差懸殊。3.測(cè)量準(zhǔn)確度高對(duì)于不同參數(shù)的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度是不一樣的，有些參數(shù)的測(cè)量準(zhǔn)確度可以很高，而有些參數(shù)的測(cè)量準(zhǔn)確度卻又相當(dāng)?shù)汀Ａ私怆娮訙y(cè)量18184.測(cè)量速度快由于電子測(cè)量是利用電子測(cè)量?jī)x器完成的，因此其工作速度幾乎等同于電子運(yùn)動(dòng)和電磁波的傳播速度，使得電子測(cè)量無(wú)論在測(cè)量速度，還是在測(cè)量結(jié)果的處理上，是其他測(cè)量方法不可比擬的。了解電子測(cè)量19195.可以進(jìn)行遙測(cè)人們可以把電子儀器或與它連接的傳感器放到人類(lèi)自身無(wú)法達(dá)到或不便長(zhǎng)期停留的地方進(jìn)行測(cè)量。通過(guò)測(cè)量?jī)x器把現(xiàn)場(chǎng)所需測(cè)量的量轉(zhuǎn)換成易于傳輸?shù)碾娦盘?hào)，用有線或無(wú)線的方式傳送到測(cè)試控制中心，從而實(shí)現(xiàn)遙測(cè)和遙控6.可以實(shí)現(xiàn)測(cè)試智能化和自動(dòng)化電子測(cè)量本身和它所測(cè)量的信號(hào)都是電信號(hào)，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，給電子測(cè)量技術(shù)和設(shè)備帶來(lái)了新的生機(jī)。了解電子測(cè)量20201.直接測(cè)量法測(cè)量電參數(shù)時(shí)，可由儀器的表盤(pán)或顯示器直接讀出被測(cè)量的數(shù)值，對(duì)某一未知量直接進(jìn)行測(cè)量，從而得到被測(cè)量值的測(cè)量方法稱(chēng)為直接測(cè)量。例如，用頻率計(jì)測(cè)量頻率，用電流表串入電路中測(cè)量電流，都屬于直接測(cè)量。直接測(cè)量法直觀迅速。電子測(cè)量的方法21212.間接測(cè)量法

先用儀器測(cè)量一個(gè)與被測(cè)量有間接關(guān)系的量，再通過(guò)這一間接量與被測(cè)量之間的函數(shù)關(guān)系，通過(guò)計(jì)算而得到測(cè)量結(jié)果的測(cè)量方法稱(chēng)為間接測(cè)量。例如，測(cè)量已知電阻兩端的電壓，電阻消耗的功率可以用公式P=U2/R（U是電阻兩端的電壓，R是電阻的阻值），求出功率。電子測(cè)量的方法22223.組合測(cè)量法在測(cè)量中被測(cè)量值不能一次得出結(jié)果，需要通過(guò)測(cè)量幾個(gè)未知量，然后通過(guò)被測(cè)量與這幾個(gè)未知量之間的方程組求解，得到被測(cè)量結(jié)果。

電子測(cè)量的方法2323（1）時(shí)域測(cè)量測(cè)量被測(cè)對(duì)象在不同時(shí)間的特性。例如，用示波器測(cè)量被測(cè)信號(hào)的波形，測(cè)量它的幅度、周期、上升沿和下降沿及動(dòng)態(tài)電路的瞬態(tài)過(guò)程。（2）頻域測(cè)量頻域測(cè)量是測(cè)量被測(cè)對(duì)象在不同頻率時(shí)的特性，主要測(cè)量被測(cè)量與頻率之間的關(guān)系。例如，用掃頻儀測(cè)量電視機(jī)圖象中放的幅頻特性。被測(cè)信號(hào)特性分類(lèi)

2424（3）數(shù)據(jù)域測(cè)量數(shù)據(jù)域測(cè)量是對(duì)數(shù)字系統(tǒng)邏輯特性進(jìn)行的測(cè)量。數(shù)據(jù)域測(cè)量可以同時(shí)觀察多條數(shù)據(jù)通道上的邏輯狀態(tài)或顯示某條數(shù)據(jù)線上的時(shí)序波形，也可以用計(jì)算機(jī)分析大規(guī)模集成電路芯片的邏輯功能。2525小結(jié)

本任務(wù)討論了電子測(cè)量和電子測(cè)量?jī)x器的基本知識(shí)；介紹了電子測(cè)量的意義、內(nèi)容、特點(diǎn)和分類(lèi)以及電子測(cè)量方法的分類(lèi)。26練習(xí)一．填空題

1.電子測(cè)量是以

為依據(jù)，以

為手段，對(duì)

和

所進(jìn)行的測(cè)量。

2.先測(cè)量20kΩ電阻兩端的電壓，再求出流過(guò)電阻的電流，這種測(cè)量方法叫做

測(cè)量法。3.電量有主要有··三個(gè)參量；非電量主要包括·

·

二、簡(jiǎn)答1．下列兩種情況是否屬于電子測(cè)量？為什么？(1)用水銀溫度計(jì)測(cè)量溫度；(2)利用傳感器將溫度變?yōu)殡娏?，通過(guò)測(cè)量該電量來(lái)測(cè)量溫度2．電子測(cè)量的主要內(nèi)容有哪些？基本參量與派生參量有何區(qū)別？3.請(qǐng)寫(xiě)出電子測(cè)量的方法。2727任務(wù)二

認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差了解測(cè)量誤差的定義和產(chǎn)生誤差的原因掌握測(cè)量誤差的表示方法理解測(cè)量誤差的分類(lèi)學(xué)會(huì)處理測(cè)量誤差28281、測(cè)量誤差的定義測(cè)量誤差就是指測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量的真值之間的偏差。即：誤差=測(cè)量值-真值例如，在電壓測(cè)量中，真實(shí)電壓5V，測(cè)得的電壓為5.3V，則誤差=5.3V-5V=﹢0.3V認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差2929國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)計(jì)量院中國(guó)測(cè)試院國(guó)家標(biāo)物中心授權(quán)基準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室國(guó)家計(jì)量中心省級(jí)計(jì)量所市(地)計(jì)量所縣(區(qū))計(jì)量所工礦企業(yè)、商店、研究院(所)、醫(yī)院、學(xué)校等國(guó)家專(zhuān)業(yè)計(jì)量站分站行業(yè)計(jì)量中心國(guó)防計(jì)量中心

級(jí)

級(jí)

級(jí)工作標(biāo)準(zhǔn)I

IIIII自上而下逐級(jí)傳遞真值確認(rèn)示意圖認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差30302、測(cè)量誤差的來(lái)源序號(hào)名稱(chēng)定義舉例1儀器誤差儀器（儀表）本身及附件引起的誤差指針式儀表刻度的誤差。數(shù)字式儀表的量化誤差。儀表內(nèi)電路的零點(diǎn)飄移。2使用方法誤差（操作誤差）測(cè)量過(guò)程中，使用方法不恰當(dāng)而造成的誤差規(guī)定垂直安放的儀器如果水平放置。接線太長(zhǎng)或未考慮阻抗匹配。未按操作規(guī)程進(jìn)行預(yù)熱、調(diào)節(jié)、校準(zhǔn)等。3人身誤差由于人的感覺(jué)器官和運(yùn)動(dòng)器官不完善所產(chǎn)生的誤差。測(cè)試人員在讀取儀表的指示數(shù)時(shí)，總是讀得偏高或偏低。4環(huán)境誤差由外界環(huán)境的變化而產(chǎn)生的誤差。溫度、濕度、電磁場(chǎng)、機(jī)械振動(dòng)、噪聲、光照、放射性等變化。認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差31313、

測(cè)量誤差的分類(lèi)序號(hào)名稱(chēng)特點(diǎn)產(chǎn)生原因1系統(tǒng)誤差在相同條件下重復(fù)測(cè)量同一量時(shí)，誤差的大小和符號(hào)保持不變或按照一定的規(guī)律變化的誤差。儀器誤差、使用方法誤差、人身誤差、環(huán)境誤差等。2隨機(jī)誤差在相同條件下重復(fù)測(cè)量同一量時(shí)誤差的大小和符號(hào)無(wú)規(guī)律地變化的誤差。儀器內(nèi)部器件和零部件產(chǎn)生的噪聲、溫度及電源電壓的不穩(wěn)定。電磁干擾、測(cè)量人員感覺(jué)器官的無(wú)規(guī)律變化等因素。3粗大誤差（過(guò)失誤差）在一定條件下測(cè)量結(jié)果明顯偏離實(shí)際值所對(duì)應(yīng)的誤差。測(cè)量者對(duì)儀器不了解、粗心。導(dǎo)致讀數(shù)不正確或突發(fā)事故等。認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差3232測(cè)量誤差的特點(diǎn)及消除辦法序號(hào)名稱(chēng)特點(diǎn)消除辦法1系統(tǒng)誤差

在相同條件下多次測(cè)量同一量值時(shí)，誤差的絕對(duì)值和符號(hào)保持不變，或當(dāng)條件改變時(shí)按某種規(guī)律變化（1）比較法消除系統(tǒng)誤差①零示法②替代法③交換法2隨機(jī)誤差（1）在多次測(cè)量中誤差絕對(duì)值的波動(dòng)有一定的界限，即具有有界性。（2）絕對(duì)值小的誤差出現(xiàn)機(jī)會(huì)多于大誤差，即單峰性。（3）當(dāng)測(cè)量次數(shù)足夠多時(shí)正負(fù)誤差出現(xiàn)的機(jī)會(huì)幾乎相同，即具有對(duì)稱(chēng)性。（4）隨機(jī)誤差的算術(shù)平均值趨于零，即具有抵償性。采用重復(fù)測(cè)量的方法，并取算術(shù)平均值。測(cè)量次數(shù)越多，其平均值越接近實(shí)際值。3粗大誤差（過(guò)失誤差）明顯偏離實(shí)際值高度重視，提高素養(yǎng)。33334、測(cè)量誤差的表示方法

測(cè)量誤差的表示方法有兩種：絕對(duì)誤差和相對(duì)誤差。（1）測(cè)量值X與其真值A(chǔ)0差，稱(chēng)為絕對(duì)誤差，用ΔX表示

ΔX=X—A0由于真值無(wú)法測(cè)得，故常用高一級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)儀器的測(cè)量值A(chǔ)代替真值A(chǔ)0則絕對(duì)誤差表達(dá)式為：

ΔX=X—A認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差34343、測(cè)量誤差的表示方法對(duì)于絕對(duì)誤差，應(yīng)注意下面幾個(gè)特點(diǎn)：①絕對(duì)誤差是有單位的量，其單位與測(cè)得值和實(shí)際值相同。②絕對(duì)誤差是有符號(hào)的量，其符號(hào)表示出測(cè)量值與真值的大小關(guān)系，若測(cè)得值較實(shí)際值大，則絕對(duì)誤差為正值，反之為負(fù)值。認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差3535③絕對(duì)誤差用來(lái)體現(xiàn)測(cè)量值與真值之間的偏離程度。④與絕對(duì)誤差絕對(duì)值相等但符號(hào)相反的值稱(chēng)為修正值，一般用符號(hào)C表示C=----ΔX測(cè)量?jī)x器的修正值，可通過(guò)檢定，由上一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)給出，它可以是表格、曲線或函數(shù)表達(dá)式等形式。利用修正值和儀器示值，可得到被測(cè)量的實(shí)際值。認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差36課堂練習(xí)：1.在測(cè)量某電壓時(shí)，若測(cè)量值為50V，實(shí)際值為49V，則它的絕對(duì)誤差為多少？修正值為多少？2.用萬(wàn)用表測(cè)得某電阻阻值為80KΩ，若該表的修正值為1KΩ，則實(shí)際值和絕對(duì)誤差各為多少？37（2）相對(duì)誤差對(duì)于相同的被測(cè)量，ΔX可以評(píng)定不同的測(cè)量方法的準(zhǔn)確度高低，但對(duì)不同的被測(cè)量，絕對(duì)誤差就不能反映測(cè)量的準(zhǔn)確度。這時(shí)可用相對(duì)誤差來(lái)判斷。相對(duì)誤差用來(lái)說(shuō)明測(cè)量精度的高低。

定義：絕對(duì)誤差ΔX與被測(cè)真值A(chǔ)的百分比，稱(chēng)相對(duì)誤差。用γ表示，γ沒(méi)有單位。認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差3838相對(duì)誤差有以下幾種表示方法：（1）實(shí)際相對(duì)誤差（rA）用絕對(duì)誤差ΔX與被測(cè)量的實(shí)際值A(chǔ)的百分比來(lái)表示實(shí)際相對(duì)誤差，即rA=ΔX/A×100%認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差3939【課堂練習(xí)】某電流表準(zhǔn)確度為1.0級(jí)，用量程為10A的電流表測(cè)4A電流時(shí)，其最大可能的絕對(duì)誤差是多少？實(shí)際相對(duì)誤差為？認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差4040（2）示值相對(duì)誤差（rX）用絕對(duì)誤差ΔX與儀器的測(cè)量值X的百分比來(lái)表示示值相對(duì)誤差，即rX=ΔX/X×100%認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差4141（3）滿度相對(duì)誤差（rm）用絕對(duì)誤差ΔX與儀器的滿刻度值Xm的百分比來(lái)表示滿度相對(duì)誤差（又叫引用誤差）。即rm=ΔX/Xm×100%認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差4242電工儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)分為0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0共7個(gè)級(jí)別，由滿度相對(duì)誤差（rm）決定。例如準(zhǔn)確度為S=0.5級(jí)的電表，意味著注意：測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度一般總是低于儀器（儀表）的準(zhǔn)確度。其次在儀表準(zhǔn)確度等級(jí)確定后，示值越接近最大量程，示值相對(duì)誤差就越小。所以測(cè)量時(shí)應(yīng)注意選擇合適的量程，使指針的偏轉(zhuǎn)位置盡可能處于滿度值的2/3以上區(qū)域。

0.2%?

認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差

≤0.5%43課堂練習(xí)：用量程為100mA的電流表去測(cè)量80mA的電流，若讀數(shù)為81mA，試求測(cè)量的絕對(duì)誤差、實(shí)際相對(duì)誤差、示值相對(duì)誤差和引用誤差。44【例1】

某電壓表s=1.5，試算出它在0~100V量程中的最大絕對(duì)誤差。

認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差45

解:在0~100V量程內(nèi)上限值xm=100V，由式（2.1-9)得Δxm=γm·xm=±

×100=±1.5V認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差4646【課堂練習(xí)】某電流表準(zhǔn)確度為1.0級(jí)，用量程為10A的電流表測(cè)得某電流為4A，其最大可能的絕對(duì)誤差是多少？示值相對(duì)誤差為？認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差4747【例2】某1.0級(jí)電壓表，滿度值Xm＝150V，求測(cè)量值分別為X1=50V，X2＝100V，X3＝150V時(shí)的絕對(duì)誤差和示值相對(duì)誤差。認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差4848解：絕對(duì)誤差ΔX=rm×Xm=±1.0%×150=±1.5V前已敘述，絕對(duì)誤差是不隨測(cè)量值改變的。而測(cè)得值分別為50V、100V、150V時(shí)的示值相對(duì)誤差各不相同，其相對(duì)誤差分別為：認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差4949結(jié)論1:測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度不等于儀器儀表的準(zhǔn)確度。因此在選擇儀器儀表時(shí)，不僅要考慮儀器儀表的準(zhǔn)確度，還應(yīng)根據(jù)被測(cè)量的大小選擇合適的儀表量程，才能保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。即Ax越接近Am,準(zhǔn)確度就越高。認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差50

【課堂練習(xí)】

某1.0級(jí)電流表的滿度值Xm=100μA，求測(cè)量值分別為X1=100μA,X2=80μA，X3=20μA時(shí)的絕對(duì)誤差和示值相對(duì)誤差。

認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差51認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差

解：絕對(duì)誤差為Δxm=γm·xm=±

×100μA=±1μA52可見(jiàn)，在同一量程內(nèi)，測(cè)得值越小，示值相對(duì)誤差越大。由此可見(jiàn)，測(cè)量中所用儀表的準(zhǔn)確度并不是測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度，只有在示值與滿度值相同時(shí)，二者才相等(不考慮其他因素造成的誤差，僅考慮儀器誤差)，否則，測(cè)量值的準(zhǔn)確度數(shù)值將低于儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)。

認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差53【例3】

要測(cè)量100℃的溫度，現(xiàn)有0.5級(jí)、測(cè)量范圍為0~300℃和1.0級(jí)、測(cè)量范圍為0~100℃的兩種溫度計(jì)，請(qǐng)問(wèn)選用哪一種溫度計(jì)更合適？

認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差54

解：對(duì)0.5級(jí)溫度計(jì)，可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差為Δxm1=γm1·xm1=·xm1=℃按照誤差整量化原則，認(rèn)為該量程內(nèi)絕對(duì)誤差Δx1=Δxm1=±1.5℃，因此示值相對(duì)誤差為認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差55同樣可算出用1.0級(jí)溫度計(jì)可能產(chǎn)生的絕對(duì)誤差和示值相對(duì)誤差為Δx2=γm2·xm2=×100=±1.0℃認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差56可見(jiàn)，用1.0級(jí)低量程溫度計(jì)測(cè)量所產(chǎn)生的示值相對(duì)誤差反而小一些，因此選1.0級(jí)溫度計(jì)較為合適。在實(shí)際測(cè)量時(shí)，一般為防止測(cè)量值因超量程太多而損壞儀表，應(yīng)先在大量程下測(cè)得被測(cè)量的大致數(shù)值，而后選擇合適的量程進(jìn)行測(cè)量，以盡可能地減小相對(duì)誤差。

認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差57【課堂練習(xí)】

某待測(cè)電流約為100mA，現(xiàn)有0.5級(jí)量程為400mA和1.5級(jí)量程為100mA的兩個(gè)電流表，問(wèn)用哪一個(gè)電流表測(cè)量較好？

認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差58解：用400mA、0.5級(jí)電流表，可求得測(cè)量的最大誤差和實(shí)際相對(duì)誤差為:認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差59用100mA、1.5級(jí)電流表，可求得測(cè)量的最大誤差和實(shí)際相對(duì)誤差為:可見(jiàn).應(yīng)選1.5級(jí)100mA電流表。認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差60【例4】

鑒定一個(gè)1.5級(jí)100mA的電流表，發(fā)現(xiàn)在50mA處的誤差最大，為1.4mA,其它刻度處的誤差均小于1.4mA,問(wèn)這塊電流表是否合格？認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差61解：所以：該電流表合格。認(rèn)識(shí)測(cè)量誤差62用量程為250V的電壓表去測(cè)量200V的電壓，已知該表的相對(duì)誤差為0.5%，則它的絕對(duì)誤差為？此時(shí)表上的讀數(shù)約為多少？該表的準(zhǔn)確度等級(jí)約為哪一級(jí)？【課堂練習(xí)】課堂練習(xí)用0.2級(jí)100mA的電流表和2.5級(jí)100mA的電流表串聯(lián)測(cè)電流，前者示值為80mA，后者示值為77.8mA。（1）如果把前者作為標(biāo)準(zhǔn)表校驗(yàn)后者，則被校驗(yàn)表的絕對(duì)誤差為多少？應(yīng)當(dāng)引入的修正值是多少？測(cè)得的實(shí)際相對(duì)誤差為多少？（2）如果認(rèn)為上述結(jié)果是最大絕對(duì)誤差，則被校驗(yàn)表的準(zhǔn)確度應(yīng)定為幾級(jí)？636464五、測(cè)量數(shù)據(jù)的處理

通過(guò)實(shí)際測(cè)量取得測(cè)量數(shù)據(jù)后，通常還要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算、分析、整理，有時(shí)還要把這些數(shù)據(jù)歸納成一定的表達(dá)式或畫(huà)出曲線，也即進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)處理是建立在誤差分析的基礎(chǔ)上，在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，要進(jìn)行去粗取精，去偽存真的工作，并通過(guò)分析、整理引出正確的結(jié)論。65651.有效數(shù)字的處理（1）有效數(shù)字由于受測(cè)量?jī)x器分辨能力的限制，測(cè)量數(shù)據(jù)不可能完全準(zhǔn)確，含有誤差，測(cè)量數(shù)據(jù)及由測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)的算術(shù)平均值等都是近似值。另外在計(jì)算中還會(huì)遇到像π、e等無(wú)理數(shù)，都要取近似值。所以在測(cè)量結(jié)果會(huì)遇到有效數(shù)字的問(wèn)題。66661.有效數(shù)字的處理有效數(shù)字:即從它左邊第一個(gè)不為零的數(shù)字起，到右邊最后一個(gè)數(shù)字(包括零)止，都叫做有效數(shù)字。有效數(shù)字的位數(shù)應(yīng)與測(cè)量用儀器及測(cè)量方法的精確度相一致。如電流表測(cè)得電流為12.25mA,表明儀表刻度精確到小數(shù)點(diǎn)后的第一位，第二位是估計(jì)的。6767（2）有效數(shù)字中“0”的意義①用于數(shù)字定位,在非零數(shù)字左邊的零不是有效數(shù)字。②代表有效數(shù)字,在數(shù)字中間和右邊的零。6868（3）多余數(shù)字的舍入規(guī)則在數(shù)據(jù)處理中，當(dāng)有效數(shù)字的位數(shù)確定后，超出有效數(shù)字的位數(shù)要進(jìn)行修約處理，具體按下面的舍入規(guī)則進(jìn)行。如果需要保留有效數(shù)字的位數(shù)為n位，則它后面的數(shù)字(n+1位)：6969（3）多余數(shù)字的舍入規(guī)則

①若大于5，末位（n位）進(jìn)1。②若小于5，末位不變。③恰為5，則末位為奇數(shù)時(shí)進(jìn)1，末位為偶數(shù)（包括0）時(shí)不變。④5后有數(shù)（０除外）進(jìn)1。簡(jiǎn)單概括為“四舍六入五湊偶”。70702.有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則當(dāng)需要對(duì)幾個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，要考慮有效數(shù)字保留多少位的問(wèn)題，以便不使運(yùn)算過(guò)于麻煩而又能正確反映測(cè)量的精確度。保留的位數(shù)原則上取決于各數(shù)中準(zhǔn)確度最低的那一項(xiàng)。(1)加減法運(yùn)算先進(jìn)行修約，保留位數(shù)以小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的數(shù)為準(zhǔn)(各項(xiàng)無(wú)小數(shù)點(diǎn)則以有效位數(shù)最少者為準(zhǔn))，其余各數(shù)可多取一位。舍去多余的再計(jì)算。最后結(jié)果的小數(shù)點(diǎn)位數(shù)應(yīng)與參與運(yùn)算的小數(shù)點(diǎn)位數(shù)最少的相同。例如：71717272(2)乘除法運(yùn)算先進(jìn)行修約，以有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)為準(zhǔn)，其余參與運(yùn)算的各數(shù)字可多取一位,再計(jì)算。運(yùn)算結(jié)果中的有效數(shù)字位數(shù)應(yīng)與參與運(yùn)算的有效數(shù)字位數(shù)最少的相同。7373(2)乘除法運(yùn)算例如：1.1×4.327=1.1×4.33=4.763≈4.87.785÷0.02=7.8÷0.02=390≈3.9×102

為了保證必要的精度及參與下一步的運(yùn)算，最終運(yùn)算結(jié)果也可以比有效數(shù)字位數(shù)最少者多保留一位有效數(shù)字。74例1：將下列數(shù)據(jù)舍入保留三位有效數(shù)字：16.43→16.4(3<5,舍去)16.46→16.5(6>5,進(jìn)1)16.35→16.4(5后無(wú)數(shù)，5前為奇數(shù)，舍5進(jìn)1)16.45→16.4(5后無(wú)數(shù)，5前為偶數(shù)，舍去不進(jìn))16.4501→16.5(5后有數(shù),舍5進(jìn)1)38050

→3.80X104

(運(yùn)用科學(xué)計(jì)數(shù)法)0.38050 →0.3800.000038050→3.80x10-5

電子測(cè)量與儀器基本知識(shí)7575小結(jié)

電工儀表的準(zhǔn)確度是指測(cè)量結(jié)果（簡(jiǎn)稱(chēng)示值）與被測(cè)量真實(shí)值（簡(jiǎn)稱(chēng)真值）間相接近的程度，是測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確程度的量度。誤差是指示值與真值的偏離程度。準(zhǔn)確度與誤差本身的含義是相反的，但兩者又是緊密聯(lián)系的，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度高，其誤差就小，因此，在實(shí)際測(cè)量中往往采用誤差的大小來(lái)表示準(zhǔn)確度的高低。

7676小結(jié)由于制造工藝的限制及測(cè)量時(shí)外界環(huán)境因素和操作人員的因素，誤差是不可避免的。根據(jù)引起誤差的原因和性質(zhì)不同，分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。測(cè)量結(jié)果總是含有誤差，測(cè)量誤差的表示方法有絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差和最大引用誤差。測(cè)量結(jié)果常用有效數(shù)字來(lái)表示，在對(duì)多余數(shù)字位取舍時(shí)，應(yīng)遵守有效數(shù)字的修約原則(四舍六入五湊偶)。加減乘除運(yùn)算時(shí)也要遵守修約原則。77任務(wù)三認(rèn)識(shí)測(cè)量?jī)x器儀表工作任務(wù)了解常用電子測(cè)量?jī)x器的外形結(jié)構(gòu)、作用等。能根據(jù)被測(cè)對(duì)象選擇測(cè)量?jī)x器。78781.電壓測(cè)量?jī)x器

電壓測(cè)量?jī)x器指用于測(cè)量信號(hào)電壓的儀器。包括各種模擬式電壓表、毫伏表、數(shù)字式電壓表等。任務(wù)三認(rèn)識(shí)測(cè)量?jī)x器儀表7979任務(wù)三認(rèn)識(shí)測(cè)量?jī)x器儀表80802.頻率、時(shí)間、相位測(cè)量?jī)x器

頻率、時(shí)間、相位測(cè)量?jī)x器指用于測(cè)量信號(hào)頻率、周期、相位的儀器。包括電子計(jì)數(shù)式頻率計(jì)、石英鐘、數(shù)字式相位計(jì)等。任務(wù)三認(rèn)識(shí)測(cè)量?jī)x器儀表8181任務(wù)三認(rèn)識(shí)測(cè)量?jī)x器儀表82823.電路參數(shù)測(cè)量?jī)x器

電路參數(shù)測(cè)量?jī)x器指用于測(cè)量電阻、電感、電容等電路參數(shù)的儀器。包括各類(lèi)電橋，Q表，R、L、C測(cè)試儀，晶體管或集成電路參數(shù)測(cè)試儀、圖示儀等。任務(wù)三認(rèn)識(shí)測(cè)量?jī)x器儀表8383任務(wù)三認(rèn)識(shí)測(cè)量?jī)x器儀表84844.測(cè)試用信號(hào)源

測(cè)試用信號(hào)源指用于提供符合一定技術(shù)要求的電信號(hào)產(chǎn)生儀器。包括各類(lèi)低頻和高頻信號(hào)發(fā)生器、脈沖信號(hào)發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器。任務(wù)三認(rèn)識(shí)測(cè)量?jī)x器儀表8585任務(wù)三認(rèn)識(shí)測(cè)量?jī)x器儀表86865.信號(hào)分析儀器信號(hào)分析儀器指用于測(cè)量信號(hào)非線形失真度、信號(hào)頻譜特性等的儀器。包括失真度儀、頻譜分析儀等。任務(wù)三認(rèn)識(shí)測(cè)量?jī)x器儀表87876.波形測(cè)量?jī)x器波形測(cè)量?jī)x器指用于顯示信號(hào)波形的儀器。主要指各類(lèi)示波器，如通用示波器、多蹤示波器、多掃描示波器、取樣示波器等。

任務(wù)三認(rèn)識(shí)測(cè)量?jī)x器儀表8888。7.模擬電路特性測(cè)試儀器模擬電路特性測(cè)試儀器指用于分析模擬電路幅頻特性、噪聲特性等特性的儀器。包括掃頻儀、噪聲系數(shù)測(cè)試儀等LK9801藍(lán)科電參數(shù)測(cè)試儀雙通道寬帶掃頻儀任務(wù)三認(rèn)識(shí)測(cè)量?jī)x器儀表89898.數(shù)字電路特性測(cè)試儀器數(shù)字電路特性測(cè)試儀器指用于分析數(shù)字電路邏輯等特性的儀器。主要指邏輯分析儀。這類(lèi)儀器內(nèi)部多帶有微處理器或通過(guò)接口總線與外部計(jì)算機(jī)相連，是數(shù)據(jù)域測(cè)量中不可缺少的設(shè)備。(a)數(shù)字電路特性測(cè)試儀器

(b)數(shù)字頻率特性測(cè)試儀任務(wù)三認(rèn)識(shí)測(cè)量?jī)x器儀表9090練習(xí)一．填空題(1)被測(cè)量的真實(shí)值與測(cè)量值的偏差叫_____。(2)某同學(xué)將規(guī)定臥式放置的儀器錯(cuò)誤地變?yōu)榱⑹椒胖?，因此而產(chǎn)生的誤差是

。(3)如果測(cè)得20kΩ電阻的測(cè)量值為19.5kΩ，則測(cè)量的絕對(duì)誤差為

。測(cè)量的相對(duì)誤差為

。(4)測(cè)量時(shí)選擇量程的原則是，使指針的偏轉(zhuǎn)位置盡可能處于滿度值的

以上區(qū)域。(5)數(shù)據(jù)舍入簡(jiǎn)單概括為

。9191（6)用伏安法測(cè)量電阻的方法屬于

測(cè)量法。

(7)電子測(cè)量的準(zhǔn)確度高，特別是針對(duì)頻率和時(shí)間的測(cè)量，誤差可減少到

量級(jí)。

(8)工程上常采用

誤差來(lái)比較測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。(9)隨機(jī)誤差的大小可以用測(cè)量值的

衡量，其值越小，測(cè)量值越集中，測(cè)量的

越高。

(10)用一只0.5級(jí)50V的電壓表測(cè)量直流電壓，產(chǎn)生的絕對(duì)誤差≤

V。

9292

(11)對(duì)于一般的工程測(cè)量，用

表示測(cè)量的準(zhǔn)確度較為方便。

(12)相對(duì)誤差定義為_(kāi)_______與________的比值，通常用百分?jǐn)?shù)表示

(13)根據(jù)誤差性質(zhì)，測(cè)量誤差可分為_(kāi)______________,

,

。

9393二、判斷題（準(zhǔn)確的用“√”錯(cuò)誤的用“×”）(1)用數(shù)字表對(duì)某電阻的阻值進(jìn)行測(cè)量這不是電子測(cè)量。（）(2)由于環(huán)境溫度變化而引起的測(cè)量誤差叫做儀器誤差。（）(3)在寫(xiě)帶有單位的量值時(shí)，準(zhǔn)確的寫(xiě)法是780K?±1K?。（）(4)20×102

是4位有效數(shù)字。（）

9494(5)當(dāng)被測(cè)量的電壓是8V時(shí)，量程應(yīng)選擇10V檔測(cè)量誤差才最小。（）(6)電子測(cè)量?jī)x器外表有灰塵，可以用濕布擦去。（）(7)為了人身和財(cái)產(chǎn)的安全，測(cè)量?jī)x器的外表不可接地。（）

(8)由于測(cè)量者的粗心導(dǎo)致讀數(shù)不正確所造成的誤差稱(chēng)為隨機(jī)誤差。