电子测量原理 课件 第一章

1、第1页第2页第3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 第4页第5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第6页第7页第8页被测对象测量人员测试仪器系统信 息显 示感知和识别第9页对对象象属属性性影影响响影影响响影影响响测测量量策策略略、算算法法数数据据状状态态参参数数命命令令被被测测信信息息原原理理方方法法被被测测对对象象仪仪器器系系统统测测量量人人员员测测量量环环境境激激励励信信号号选选择择仪仪器器决决定定方方法法图图1 1- -3 3 测测量量

2、的的基基本本要要素素第10页第11页执执行行测测量量操操作作测测试试数数据据处处理理测测量量结结果果显显示示结结 束束设设置置仪仪器器工工作作参参数数实实施施阶阶段段被被测测对对象象设设计计阶阶段段测测量量任任务务要要求求组组建建测测量量系系统统需需 求求 分分 析析拟拟定定测测量量方方案案现现有有仪仪器器设设备备选选用用测测量量仪仪器器（测测试试硬硬件件平平台台）决决定定测测量量技技术术（测测试试软软件件平平台台）完完成成仪仪器器互互连连拟拟定定测测量量步步骤骤开开 始始论论证证阶阶段段第12页第13页第14页第15页第16页第17页第18页测量发展的客观需要才出现了测量发展的客观需要才出现

3、了计量。计量。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，为了保证测量结果的准确性，必须定期对仪器进行检定和校必须定期对仪器进行检定和校准，这个过程就是计量。准，这个过程就是计量。u计量的任务是确定测量结计量的任务是确定测量结果的可靠性。果的可靠性。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，才计量和测量相互配合，才能在国民经济各个领域发挥能在国民经济各个领域发挥重要作用。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

4、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。第19页英呎feetfeet第20页第21页第22页第23页第24页第25页第26页第27页第28页第29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

5、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 第30页Axx第31页第32页0AxxxxAx第33页xAxCCxA第34页0100%xA 第35页100%AxA 100%xxx 第36页100%mmmxx 0 0mx|mx |mx A AxAmAmx A mmmxx第37页m %mxxSx第38页2100%1.5% 1.5%100mxxSx1400%0.5%2%100mxxsx 第39页oxiVAV 20lg()xxGA dB 20lg(1)dBAAAAAx第40页第41页第42页第43页第44

6、页全信息全信息语义信息语义信息语用信息语用信息语法信息语法信息第45页信息感知信息感知主体认识论信息主体认识论信息（语法信息）（语法信息）客体层次的信息客体层次的信息（信号信号）yx第46页第47页第48页第49页测测量量客客体体客客体体信信息息比比较较标标准准处处理理显显示示规规范范化化信信号号语语法法信信息息量量化化信信息息可可见见信信息息信信息息识识别别语语义义信信息息处处理理语语用用信信息息测测量量人人员员目目标标信信息息激激励励传传感感语语法法信信息息变变换换信信号号信信息息感感知知3. 测量的原理测量的原理测量的信息过程测量的信息过程测量客体测量客体信息感知信息感知信息识别信息识别

7、测量主体测量主体 语法信息语法信息语义信息语义信息语用信息语用信息第50页检检 波波放放大大u显显 示示被被 测测 对对 象象测测 量量 人人 员员第51页温温度度压压力力流流量量转转速速水水位位传传感感器器1u1信信号号调调理理U1传传感感器器2u2信信号号调调理理U2传传感感器器3u3信信号号调调理理U3传传感感器器4u4信信号号调调理理U4传传感感器器5u5信信号号调调理理U5多多功功能能切切换换开开关关S/HA/D计计算算机机数数码码管管CRT显显示示打打印印机机绘绘图图仪仪输输出出设设备备数数字字I/OD/A模模拟拟信信号号输输出出第52页目目的的知知识识库库理理解解与与分分析析信信

8、息息选选择择决决策策语语法法信信息息全全信信息息第53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第54页直读式直读式电压表电压表 第55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

9、第56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第57页xsy比较电路比较电路被测量被测量标准量标准量第58页第59页K1K2减减法法比比较较或或比

10、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 uxusy0 0 xs（a a) ) 双双通通道道对对称称输输入入结结构构mu或 当当 则则skkx1212kk x s 第60页(b) 对称桥式结构(b) 对称桥式结构s sx激励源激励源y=0y=02r1r当当 时，时， 12rxsr 12rr xs 第61页 xs 第62页微差法进行测量时，测量误差公式：微差法进行测量时，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：测量速度快和测量准确度高。优点：测量速度快和测量准确度高。 xSxSx/ 0-v+vxs第63页第64页 替代法的测

11、量原理 替代法的测量原理xs0 0-v-v+v+v2 2K KK K1 1（b) 零示法（b) 零示法(a) 偏转法(a) 偏转法xs0 0-v-v+v+v2 2K KK K1 1r r第65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：上两式相乘、开方得：12121()2xWWWWW11 2xW lWl 22 1xW lW l (a) 天平称重(a) 天平称重xWW1l1l2xWW2l1l2电参量测量的交换法：电参量测量的交换法：P39 图图1-22 b)第66页12121()2xssssRRRRR第67页第68页第69页第70页第71页 例：例：f=200.020kHz

12、f=200.020kHz220kHz220kHz f f0 0=200kHz=200kHz则则 F=f-fF=f-f0 0=20Hz=20Hz20kHz20kHz覆盖系数从覆盖系数从1.11.1扩展到扩展到10001000L LC C振振荡荡器器fF=f-f0f0第72页()xsxsmfmfm ffm f 第73页第74页第75页第76页第77页第78页I/VAC/DC放放大大或或衰衰减减A/DBCD/七七段段码码数数码码显显示示i第79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第80页被被

13、测测量量标标准准量量xs比比较较电电路路yyHyL0ysx第81页第82页0-v+vxsx xs s第83页 （a）差差动动型型 （b）求求和和型型 （c）比比较较特特性性_+uxusuo_+uxus比比较较器器uousux0 xsuu12xsRuuR 第84页21xsTUUT第85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3124ZZZZ1122sxZUNUNZ第86页UsaRsRxbUo+_xossRURUoxssURRU第87页R-S 触触发发器器tAtBQS RtBtAT 第88页混混频频器器fAfBF

14、F= =f f - -f fA 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第89页cos2xmsmoKU UuKxyuxusuo=ux us+_第90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第91页第92页A1u2RR_+A2RR_+RRRUoRu1u3u4R01234UU UUU第93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第94页对数对数对数对数加加 法法或减法或减法指数指数U1U2Uo12oUUU12oUUU第95页Aui