ch1-测量总论与误差理论

1、电子测量原理电子测量原理第1页电子测量原理电子测量原理第2页电子测量原理电子测量原理第3页电子测量原理电子测量原理第4页电子测量原理电子测量原理第5页没有望远镜就没有没有望远镜就没有天文学，没有显微天文学，没有显微镜就没有细胞学，镜就没有细胞学，没有指南针就没有没有指南针就没有航海事业航海事业 电子测量原理电子测量原理第6页测量结果测量数值测量结果测量数值. .测量单位，测量单位，即：即：0 xxx电子测量原理电子测量原理第7页电子测量原理电子测量原理第8页图11 测量的比较原理(a) 天平直接比较（b）弹簧称间接比较被测物体的重量等于标被测物体的重量等于标准砝码的重量准砝码的重量被测物体的重

2、量从度盘上读数，因为，弹簧秤度盘上的被测物体的重量从度盘上读数，因为，弹簧秤度盘上的刻度是事先与标准量进行比较的结果。刻度是事先与标准量进行比较的结果。电子测量原理电子测量原理第9页电子测量原理电子测量原理第10页被测对象测量人员测试仪器系统信 息显 示感知和识别电子测量原理电子测量原理第11页电子测量原理电子测量原理第12页电子测量原理电子测量原理第13页电子测量原理电子测量原理第14页测量发展的客观需要才出现了计测量发展的客观需要才出现了计量。量。测量是计量应用的重要途径。测量是计量应用的重要途径。没有测量，计量将失去价值没有测量，计量将失去价值为了保证测量结果的准确性，必为了保证测量结果

3、的准确性，必须定期对仪器进行检定和校准，须定期对仪器进行检定和校准，这个过程就是计量这个过程就是计量。u计量的任务是确定测量结果的计量的任务是确定测量结果的可靠性。可靠性。u计量是测量的基础和依据。计量是测量的基础和依据。u没有计量，也谈不上测量。没有计量，也谈不上测量。u计量和测量相互配合，才能在计量和测量相互配合，才能在国民经济各个领域发挥重要作用。国民经济各个领域发挥重要作用。u计量工作是国民经济中一项极为重要的技术基础工作，计量工作是国民经济中一项极为重要的技术基础工作，它在工农业生产、科学技术、国防建设以及人民生活等它在工农业生产、科学技术、国防建设以及人民生活等各个方面起着技术保证

4、和技术监督的作用。各个方面起着技术保证和技术监督的作用。电子测量原理电子测量原理第15页英呎feetfeet电子测量原理电子测量原理第16页电子测量原理电子测量原理第17页电子测量原理电子测量原理第18页电子测量原理电子测量原理第19页电子测量原理电子测量原理第20页电子测量原理电子测量原理第21页电子测量原理电子测量原理第22页中中 国国 计计量量 院院中中 国国 测测试试 院院国国 家家 标标物物 中中 心心授授 权权 基基 准准实实 验验 室室大大 区区 国国 家家 计计 量量 中中 心心省省 级级 计计 量量 所所市市 （ 地地 ） 计计 量量 所所分分站站县县 （ 区区 ） 计计 量

5、量 所所工工 矿矿 企企 业业 、 商商 店店 、 研研 究究 院院所所 、 医医 院院 、 学学 校校 等等国国防防计计量量中中心心行行业业计计量量中中心心国国家家专专业业计计量量站站国国 家家标标 准准级级级级级级工工 作作标标 准准自上而下逐级传递自上而下逐级传递 电子测量原理电子测量原理第23页0 xxA 电子测量原理电子测量原理第24页电子测量原理电子测量原理第25页0AxxxxAx电子测量原理电子测量原理第26页xAxCCxA电子测量原理电子测量原理第27页0100%xA 电子测量原理电子测量原理第28页100%AxA 100%xxx 电子测量原理电子测量原理第29页100%mmm

6、xx mmmxx电子测量原理电子测量原理第30页m %mxxSxm 电子测量原理电子测量原理第31页2100%1.5% 1.5%100mxxSx1400%0.5%2%100mxxsx 电子测量原理电子测量原理第32页,20lg ;,20lg20lg(1)20lg(1)20lg(1);xxxxAxxdBxAxAGAAGAAAAAAAAAGGA电压增益的实际值为其分贝值电压增益的测量值为其分贝值误差为- ， , 分贝误差电子测量原理电子测量原理第33页电子测量原理电子测量原理第34页y1y2y电电量量变变换换（测测量量电电路路）信信宿宿点点非非电电逆逆变变换换（显显示示器器）被被测测量量 x信信源

7、源点点非非电电变变换换（传传感感器器）y1=f1(x)221( )yf y 32()yf y A321 ( )( )yfff xf x电子测量原理电子测量原理第35页K K1 1K K3 3K K2 2xu2u3 yu1y1y2y3信信源源点点信信宿宿点点 )(111uxKy)(2122uyKy)(3233uyKyy321123()y K K K x uuuKx u 123KK K K321123uuuuKK K 电子测量原理电子测量原理第36页（a) 测零点值（a) 测零点值非电电变换非电电变换 K1主体主体电非电变换电非电变换 K3电电变换电电变换 K2传感器传感器变换电路变换电路显示器显

8、示器（b) 测标准量（b) 测标准量非电电变换非电电变换 K1主体主体电非电变换电非电变换 K3电电变换电电变换 K2传感器传感器变换电路变换电路显示器显示器（c) 测未知量（c) 测未知量非电电变换非电电变换 K1主体主体电非电变换电非电变换 K3电电变换电电变换 K2传感器传感器变换电路变换电路显示器显示器0 x0ysyxysx xxs电子测量原理电子测量原理第37页xsy比较电路比较电路被测量被测量标准量标准量 0; 1;yxsyxsxysyxs(1) 差值运算比较：时，(2) 比例运算比较：时，电子测量原理电子测量原理第38页xs 电子测量原理电子测量原理第39页K1K2减减 法法 比

9、比 较较 或或比比 例例 比比 较较K3变变 换换变变 换换变变 换换指指 示示 器器 uxusy 0 0 xs（ a a ) ) 双双 通通 道道 对对 称称 输输 入入 结结 构构mu 或122112 0 1 xxxsssxsuk xuuuumukxukumuuxskkkxs 或 调 节 使 得 ：或 若 两 通 道 性 能 相 同电子测量原理电子测量原理第40页221112rxsxsrrrrrxs若(b) 对称桥式结构(b) 对称桥式结构s sx激励源激励源y=0y=02r1r21电子测量原理电子测量原理第41页xs电子测量原理电子测量原理第42页微差法进行测量时，测量误差公式：微差法进

10、行测量时，测量误差公式：测量仪器的误差测量仪器的误差 对测量的对测量的影响被大大地削弱影响被大大地削弱优点：测量速度快高优点：测量速度快高, ,准确度高。准确度高。 xSxSx/ 0-v+vxs电子测量原理电子测量原理第43页电子测量原理电子测量原理第44页 替替 代代 法法 的的 测测 量量 原原 理理xs0 0- -v v+ +v v2 2K KK K1 1（ b b) ) 零零 示示 法法( (a a) ) 偏偏 转转 法法xs0 0- -v v+ +v v2 2K KK K1 1r r电子测量原理电子测量原理第45页第一次平衡第一次平衡 第二次平衡第二次平衡 上两式相乘、开方得：上两式

11、相乘、开方得：12121()2xWWWWW11 2xW lW l 22 1xW lW l ( (a a) ) 天天 平平 称称 重重xWW1l1l2xWW2l1l2电子测量原理电子测量原理第46页12121()2xssssRRRRR电子测量原理电子测量原理第47页电子测量原理电子测量原理第48页电子测量原理电子测量原理第49页电子测量原理电子测量原理第50页伤伤痕痕比比较较校校正正显显示示工工件件光光源源光光信信号号电电信信号号滤滤光光片片透透镜镜固固体体图图像像传传感感器器放放大大标标准准样样板板电子测量原理电子测量原理第51页被被测测量量标标准准量量xs比比较较电电路路yyHyL0ysx电

12、子测量原理电子测量原理第52页电子测量原理电子测量原理第53页0-v+vxsx xs s电子测量原理电子测量原理第54页电子测量原理电子测量原理第55页UsaRsRxbUo+_xossRURUoxssURRU电子测量原理电子测量原理第56页（a a）比例臂电桥）比例臂电桥 （b b）有源电桥）有源电桥 （c c）电压电桥）电压电桥 （d d）电流电桥）电流电桥1221sxsxZZZZZZZZ112221sxsxZUNNZZUNZN电子测量原理电子测量原理第57页R-S 触触发发器器tAtBQS RtBtAT 电子测量原理电子测量原理第58页混混频频器器fAfBF F= =f f - -f fA

13、 A B B被被测测频频率率标标准准频频率率混混频频器器Ffxfs零零差差指指示示=fx- fs电子测量原理电子测量原理第59页数字比较器数字比较器数数字字比比较较器器N N1 1N N2 2Q Q电子测量原理电子测量原理第60页电子测量原理电子测量原理第61页A1u2RR_+A2RR_+RRRUoRu1u3u4R01234UU UUU电子测量原理电子测量原理第62页/1iTU UosURI e1ln(/)lnoTisiUUU RIk UAUiDR1_+R2AUiR1D_+R2Uo图图2-20 指数电路和对数电路指数电路和对数电路电子测量原理电子测量原理第63页对数对数对数对数加加 法法或减法或减法指数指数U1U2Uo12oUUU12oUUU电子测量原理电子测量原理第64页AuiR1uc_+CiAui_+RuoCR1（a）基本积分电路）基本积分电路 （b）基本微分电路）基本微分电路2111( )toictUudt u tRC/oiuRCdu dt电子