电子测量,曾涛或王化深第一章1

1、 绪论绪论 测量误差理论及数据处理测量误差理论及数据处理 测量技术及仪器测量技术及仪器本章主要内容本章主要内容 包括：第一章包括：第一章 绪论绪论 本章主要介绍测量和计量在生产、科研和国防领本章主要介绍测量和计量在生产、科研和国防领域的意义和作用及本课程的特点。域的意义和作用及本课程的特点。了解测量的重要意义；了解测量的重要意义；了解计量的基本概念；了解计量的基本概念；理解电子测量的特点；理解电子测量的特点；了解本课程的任务，初步建立起测量的基本概念。了解本课程的任务，初步建立起测量的基本概念。为学习后续章节打下基础。为学习后续章节打下基础。本章重点：本章重点： 建立起测量、计量的基本建立起测

2、量、计量的基本概念和重要意义，了解电子测概念和重要意义，了解电子测量的主要内容。量的主要内容。本章思考作业本章思考作业 试举例说明电子测量在生产、科研和国防领试举例说明电子测量在生产、科研和国防领域中的地位和作用。域中的地位和作用。 1、测量的、测量的、 2、电子测量的、电子测量的 3、 4、本课程的任务、本课程的任务 主主 要要 内内 容容 人类借助于专用的设备通过实验手段向客观人类借助于专用的设备通过实验手段向客观自然界取得的数量观念的认识自然界取得的数量观念的认识;什么是测量什么是测量专用的设备专用的设备 是揭示客观世界规律，用数字语言描述周是揭示客观世界规律，用数字语言描述周围世界，进

3、而改造世界的自然手段。围世界，进而改造世界的自然手段。数字语言数字语言没有金钢钻没有金钢钻别揽瓷器活别揽瓷器活 测量是借助专门的设备，把被测对象与同测量是借助专门的设备，把被测对象与同 类的已知单位进行比较取得用数值和单位共同类的已知单位进行比较取得用数值和单位共同 表示的测量结果。表示的测量结果。 测量是为确定被测对象的量值而进行的测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。实验过程。实验过程实验过程比较比较古代测量：古代测量：在古代，最早时间的测量是观察日照；在古代，最早时间的测量是观察日照；“立竿见影立竿见影”就是最原始时间测量装置的原理。就是最原始时间测量装置的原理。后来伽利略对摆的观

4、察启发了后人利用谐振系统来测量后来伽利略对摆的观察启发了后人利用谐振系统来测量时间，各种机械钟表应运而生。时间，各种机械钟表应运而生。对于长度的测量，原始的方法是采用人体的某段长度为对于长度的测量，原始的方法是采用人体的某段长度为标准；后来为了统一标准，采用国王的手臂长度为标准标准；后来为了统一标准，采用国王的手臂长度为标准截一段相等的木材来代替，这就是所谓的截一段相等的木材来代替，这就是所谓的“王码王码”。现代测量：现代测量：使用计算机，构成自动测试系统。使用计算机，构成自动测试系统。范围扩大范围扩大包括电量和非电量的测量；包括电量和非电量的测量；电量电量直接利用电子测量仪器进行测量；直接利

5、用电子测量仪器进行测量；手段、方法手段、方法 利用各种电子测量仪器利用各种电子测量仪器非电量非电量首先转换成电量首先转换成电量然后进行电量测量然后进行电量测量 电子测量定义：电子测量定义： 广义来说广义来说，利用电子技术来进行的测量。，利用电子技术来进行的测量。许多物理量通过一定传感器变换成电信号，都许多物理量通过一定传感器变换成电信号，都可利用电子学方法来进行测量。可利用电子学方法来进行测量。 狭义来说狭义来说，电子测量指的是在电子学中测量，电子测量指的是在电子学中测量有关电的量值。它包括以下几个方面：有关电的量值。它包括以下几个方面： 1、电流、电压、功率等电能量的测量、电流、电压、功率等

6、电能量的测量2、信号的特性及所受干扰的测量，如信号波形、信号的特性及所受干扰的测量，如信号波形、 失真度、频率、信失真度、频率、信/噪比等。噪比等。3、元件和电路参数的测量，例如电阻、电感、电、元件和电路参数的测量，例如电阻、电感、电子器件；电路参数如频率响应等。子器件；电路参数如频率响应等。当前主要采用国际单位制，即当前主要采用国际单位制，即 SI。历史、发展：历史、发展：1795年法国颁布米制条例；年法国颁布米制条例；1875年巴黎召开国际米制会议，签署了米制公约，年巴黎召开国际米制会议，签署了米制公约，规定了米和千克的国际原器，建立国际计量局（规定了米和千克的国际原器，建立国际计量局（B

7、IPM）和国际计量委员会（和国际计量委员会（CIPM）。）。1948年第九届国际计量大会对实用计量单位制提出建议。年第九届国际计量大会对实用计量单位制提出建议。1954年第十届国际计量大会决定采用米、千克、秒、安培年第十届国际计量大会决定采用米、千克、秒、安培开尔文和坎德拉六种单位。开尔文和坎德拉六种单位。测量单位测量单位：1960年第十一届国际计量大会定为国际单位制（年第十一届国际计量大会定为国际单位制（SI）。）。1971年第十四届国际计量大会增加物质的量单位年第十四届国际计量大会增加物质的量单位摩尔（摩尔（mol）。）。最终确定的国际单位制由七个基本单位和最终确定的国际单位制由七个基本单

8、位和20个词头组成。个词头组成。词头为：词头为：d-分；分；c-厘；厘；m-毫；。毫；。长度：长度：米米（m） 质量：质量：千克千克（Kg）时间：时间：秒秒（s）电流：电流：安培安培（A）热力学：热力学：开尔文开尔文（k）光强：光强：坎德拉坎德拉（cd） 物质的量：物质的量：摩尔摩尔（mol）测量需要通过测试系统来完成测量需要通过测试系统来完成。现代测试技术的一个明显特点是采用电测法；现代测试技术的一个明显特点是采用电测法；包括对电量和非电量的测量。包括对电量和非电量的测量。测试系统组成如下：测试系统组成如下：被测被测对象对象输入装置输入装置中间变换中间变换装置装置输出装置输出装置非电量非电量

9、电信号电信号电信号电信号测量标准：将在计量部分讲述。测量标准：将在计量部分讲述。输入装置：输入装置：关键部件是传感器，将力、加速度、压力、流量关键部件是传感器，将力、加速度、压力、流量温度、噪声等非电量转换成电量的装置。温度、噪声等非电量转换成电量的装置。例如，热电偶传感器。例如，热电偶传感器。中间变换装置：中间变换装置：在简单的测试系统中可以省略；在大多数测试系统中在简单的测试系统中可以省略；在大多数测试系统中主要是信号的变换，如放大、调制解调和滤波。主要是信号的变换，如放大、调制解调和滤波。输出装置：输出装置：常见的有各种指示仪表，记录仪，显示器等。常见的有各种指示仪表，记录仪，显示器等。

10、在我们的这门课里，主要是讨论电量的测量。在我们的这门课里，主要是讨论电量的测量。 测量是进行各种科学实验研究和生产过测量是进行各种科学实验研究和生产过程中参数检测必不可少的手段。程中参数检测必不可少的手段。 通过测量可以揭露事物的内在联系和发通过测量可以揭露事物的内在联系和发展规律，从而去利用它和改造它，推动展规律，从而去利用它和改造它，推动科学技术的发展。科学技术的发展。 日常生活中离不开测量 生产中离不开测量 科学技术不能没有测量例如：电子轨道衡，例如：电子轨道衡，机车上的测速测距机车上的测速测距例如：体重称等例如：体重称等自然科学来源于实验科学自然科学来源于实验科学与计算机技术结合应用于

11、各与计算机技术结合应用于各个领域个领域工业生产自动化离不开测量工业生产自动化离不开测量电子测量发展趋势：电子测量发展趋势：智能仪器智能仪器个人仪器个人仪器虚拟仪器虚拟仪器电子测量应用电子测量应用1、测量频率范围极宽，包括直流，交流为：10-4100GHz2、量程广，例如欧姆表，达六、七个数量级3、测量准确度高，例如电子表，火箭发射遥测控制4、测量速度快 5、易实现信号的传输和处理，如遥测和长期不间断的测量6、易于与计算机接口例如：个人仪器例如：导弹的发射过程 计量是为了保证量值的统一和准确一计量是为了保证量值的统一和准确一致的一种测量致的一种测量主要特征：1、统一性2、准确性3、法制性 计量基

12、准计量基准（测量标准）（测量标准）国际标准国际标准国家基准国家基准副基准副基准工作基准工作基准国际标准保存在国际计量局内，例如：国际标准保存在国际计量局内，例如：质量单位为千克，千克定义为质量单位为千克，千克定义为1立方分米的水在其最大立方分米的水在其最大密度的温度密度的温度4C时的质量，该单位用一种铂铱合金圆时的质量，该单位用一种铂铱合金圆柱体构成的国际千克原器质量来代表这个标准。这个柱体构成的国际千克原器质量来代表这个标准。这个圆柱体保存在法国的国际计量局内。圆柱体保存在法国的国际计量局内。：1、误差的概念、定义、分类、估计及处理、误差的概念、定义、分类、估计及处理2、测量数据处理简介、测量数据处理简介包括：包括： 第二章第二章 测量误差理论及数据处理测量误差理论及数据处理 ：包括：第三章包括：第三章第八章第八章传统电子测量传统电子测量现代电子测量现代电子测量第三章第三章第七章第七章第八章第八章1、 时域测试时域测试2、 频域测试频域测试3、数据域测试、数据域测试示波器示波