电子测量与仪器应用 1

电子测量与仪器应用,模块一电子测量的基本知识,学习单元一电子测量的内容和特点,学习单元二测量方法及仪器的分类,学习单元三测量误差及误差数据处理,目录,学习单元一电子测量的内容和特点,引言,测量是把被测量与标准量通过一定的测量方法进行比较，以获得被测量值的过程。在科学技术发展过程中，测量结果不仅用于验证理论，而且是发现新问题、提出新理论的依据。计算机技术和微电子技术的快速发展为电子测量和测量仪器增添了巨大的活力。凡是利用电子技术进行的测量都是电子测量。目前，电子测量已经成为现代科学技术发展的必要手段，这是因为电子测量涉及极宽频率范围内所有电量、磁量以及各种非电量的测量。科学的进步、生产发展与测量理论技术手段的发展和进步是相互促进的。测量手段的现代化，已被公认为现代技术和生产现代化的重要条件和明显标志。,学习单元一电子测量的内容和特点,一、,电子测量的内容,学习单元一电子测量的内容和特点,一、,电子测量的内容,学习单元一电子测量的内容和特点,二、,电子测量的特点,1.测量频率范围宽,学习单元一电子测量的内容和特点,一、,电子测量的内容,2.测量量程宽,学习单元一电子测量的内容和特点,一、,电子测量的内容,3.测量准确度高,学习单元一电子测量的内容和特点,一、,电子测量的内容,4.测量速度快,学习单元一电子测量的内容和特点,一、,电子测量的内容,5.可以实现遥测,学习单元一电子测量的内容和特点,一、,电子测量的内容,6.可以实现测量自动化和测量仪器微机化,学习单元二测量方法及仪器的分类,引言,一个电参量的测量可以通过不同的方法来实现。测量方法选择的正确与否，直接关系到测量结果的可信度，也关系到测量工作的经济性和可行性。电子测量方法的分类形式有多种，这里仅就最常用的分类形式作简要介绍。,学习单元二测量方法及仪器的分类,一、,测量方法,1.按测量方式分类,学习单元二测量方法及仪器的分类,二、,按被测信号的性质分类,学习单元二测量方法及仪器的分类,三、,选择测量方法的原则,学习单元二测量方法及仪器的分类,二、,测量仪器的分类,1.电平测量仪器,电平测量仪器主要用于测量电信号的电压、电流和电平，如电流表、电压表和电平表等。,2.电路参数测量仪器,电路参数测量仪器包括晶体管测试仪、RLC测试仪、各类电桥、Q表、集成电路测试仪等。,3.频率、时间和相位测量仪器,频率、时间和相位测量仪器主要用来测量电信号的频率、时间间隔和相位差。这类仪器有各种频率计、相位计、波长表以及各种时间、频率标准等。,学习单元二测量方法及仪器的分类,二、,测量仪器的分类,4.波形测量仪器,波形测量仪器主要包括各类示波器。如通用示波器、双踪示波器、取样示波器以及数字存储示波器等。,5.测试用信号源,测试用信号源包括各类低频或者高频信号发生器、调频调幅信号发生器、脉冲信号发生器、扫频信号发生器、函数发生器等。,学习单元二测量方法及仪器的分类,二、,测量仪器的分类,7.逻辑分析仪,逻辑分析仪是专门用于分析数字系统的数据域测量仪器。利用它对数字逻辑电路和系统在实时运行过程中的数据流或事件进行记录和显示，并通过各种控制功能实现对数字系统的软、硬件故障分析和诊断。面向微处理器的逻辑分析仪则用于对微处理器及微型计算机的调试和维护。,6.信号分析仪器,信号分析仪器主要用来观测、分析和记录各种电量的变化。如波形分析仪和频谱分析仪等。,学习单元二测量方法及仪器的分类,引言,测量的目的就是获取被测量的数值，但是无论利用何种量具或仪器，采用何种测量方法，测量结果的数值都必然带有误差。如果测量误差过大，可能会使得测量结果变得毫无意义。了解误差产生的原因和规律，合理选用测量仪器和测量方法，正确处理数据，才能使测量结果更为精确可靠。,学习单元三测量误差及误差数据处理,一、,有关值的概念,1.真值、相对真值和实际值,学习单元三测量误差及误差数据处理,一、,有关值的概念,2.标称值和示值,学习单元三测量误差及误差数据处理,二、,测量误差的表示方法,1.绝对误差,1）绝对误差的定义,）修正值,学习单元三测量误差及误差数据处理,二、,测量误差的表示方法,2.相对误差,学习单元三测量误差及误差数据处理,二、,测量误差的表示方法,2.相对误差,学习单元三测量误差及误差数据处理,二、,测量误差的表示方法,2.相对误差,学习单元三测量误差及误差数据处理,二、,测量误差的表示方法,2.相对误差,学习单元三测量误差及误差数据处理,三、,测量误差的来源,.测量仪器误差,学习单元三测量误差及误差数据处理,三、,测量误差的来源,.理论误差和方法误差,学习单元三测量误差及误差数据处理,三、,测量误差的来源,.影响误差,.使用误差（操作误差）,学习单元三测量误差及误差数据处理,三、,测量误差的来源,.人为误差,学习单元三测量误差及误差数据处理,四、,测量误差的分类,根据误差的性质和特点，可将测量误差分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。,学习单元三测量误差及误差数据处理,四、,测量误差的分类,学习单元三测量误差及误差数据处理,五、,误差数据处理,测量结果通常用数字和图形两种形式表示，这里只讨论测量结果的数字式表示，它包括一定的数值（绝对值及符号）和相应的计量单位。,学习单元三测量误差及误差数据处理,五、,误差数据处理,如图13所示为使用电压表电流表测量电阻的电路，采用间接测量方法（伏安法