电子测量项目1

1、项目项目1常用电子测量仪器的校准常用电子测量仪器的校准1.1 项目要求通过校准，查明和确定被测仪器所指示的量值与标准所复现的量值之间的关系，即确定被测仪表是否符合规定的技术指标要求，是否可以作为工作仪表使用。对常用电子测量仪器MF14型模拟万用表、数字多用表、SS1972可跟踪直流稳压电源、EM32501DDS任意波形发生器、CA9020型号示波器进行校准。WhyHOW to do1.2 相关知识 121 测量、计量和校准基本概念 122 测量的分类 123 电子测量仪器与应用 124 常用测量术语简介 125 测量误差及其表示法 126 仪表选择的一般原则 127 测量误差的估计和处理 12

2、8 测量数据的计算机处理和分析121 测量、计量和校准基本概念测量、计量和校准基本概念 测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。测量的实质就是将被测量与标准量在测量设备上进行比较，得出被测量量值的过程。 为了保证测量结果的准确性和一致性，计量是按计量法规范进行的测量，是测量的一种特殊形式。 校准是在规定条件下，将测量仪器或测量系统所指示的量值，与对应的由标准复现的量值之间关系的一组操作。校准的实质是高层次的测量，比较对象是经过国家计量机构确认和传递的标准。122 测量的分类测量的分类 1、按测量性质分类、按测量性质分类 根据被测量的性质将它们大致分为时域测量、频域测量、数据域测量、调制域测

3、量和随机测量五大类。 2、按测量手段的分类、按测量手段的分类 对同一类性质的被测量进行测量时，采用的测量手段可能不一样。常用的有直接测量、间接测量和组合测量三种。123 电子测量仪器与应用 传统电子测量的内容主要涉及电能量的测量，电信号特性测量、电子电路性能测量、特性曲线的描述与测量等。 采用计算机测试技术的现代电子测量仪器可广泛用于通信系统，网络系统、过程控制系统、信息处理系统等的测量和监控。124 常用测量术语简介常用测量术语简介 （1）一次测量和多次测量 （2）等精度测量和非等精度测量 （3）真值与最佳值 （4）示值 （5）测量误差 （6）测量准确度 （7）测量精度125 测量误差及其表

4、示法测量误差及其表示法 1、测量误差的来源、测量误差的来源 所有的测量结果都有误差，不存在没有误差的测所有的测量结果都有误差，不存在没有误差的测量。测量时首先应充分考虑引起误差的因素，从量。测量时首先应充分考虑引起误差的因素，从源头堵住测量误差的产生！源头堵住测量误差的产生！ 2、绝对误差及其表示法、绝对误差及其表示法 绝对误差定义为测量结果与被测量的真值的差值。绝对误差定义为测量结果与被测量的真值的差值。绝对误差为绝对误差为 实际应用时，常用精度高一级的标准器具的示值实际应用时，常用精度高一级的标准器具的示值作为实际值来代替真值。作为实际值来代替真值。 0Axx Axx4、相对误差及其三种表

5、示法、相对误差及其三种表示法 实际相对误差 定义为绝对误差与被测量的实际值的百分比值。 示值相对误差 或称标称相对误差，定义为绝对误差与读数值的百分比。 满度相对误差 或称引用相对误差，定义为绝对误差与测量仪器满度值的百分比。 %100AxA %100 xxx %100mmxx 126 仪表选择的一般原则仪表选择的一般原则 在使用连续正向刻度的一般电压表、电流表时，为了减少测量中的示值误差，在进行量程选择时应尽可能使示值能接近满刻度值，一般示值以不小于满刻度的2/3为宜。 同样量程的仪表，仪表等级数越小，测量越准确；而对于不同量程、不同等级的仪表，应该根据被测量的大小，兼顾仪表级别和量程上限，

6、合理选择仪表。127 测量误差的估计和处理测量误差的估计和处理 不同的误差应该采用不同的处理方法。 1、系统误差的判断和处理、系统误差的判断和处理 系统误差是指等精度测量时，误差的数值保持恒定或按某种函数规律变化的误差。 系统误差主要是仪器误差、环境误差、方法误差以及理论误差等。 一般有两种途径来消除或降低系统误差。 尽量消除系统误差产生的根源 采用典型测量技术消除系统误差2、随机误差的估计和处理、随机误差的估计和处理 等精度测量同一个量时，误差的绝对值和符号均以不可预定的方式、无规则变化的误差称为随机误差。 有限次测量随机误差大小用标准差估计值贝塞尔公式计算，大小为 随机误差处理：理论上当测

7、量次数n趋于无限大时，随机误差趋于零，选择合适的测量次数，使测量精度满足要求。 随机误差是不可预测和不可避免的。2111niixxn3、粗大误差的判断和处理、粗大误差的判断和处理 粗大误差又称疏失误差或粗差，它是在一定的测量条件下，测量值明显偏离实际值所造成的测量误差。 粗大误差是可疑数据，应剔除。 剔除原则：按莱特准则。在测量数据为正态分布、且测量次数足够多时，如果某个测量数据的剩余误差的绝对值满足条件 xxxii3128 测量结果的描述与处理 1、测量结果的评价、测量结果的评价 对测量结果可采用正确度，精密度和准确度三种评价方法。 2、测量数据的整理、测量数据的整理 凡测量得到的实验数据，

8、都要先经过整理再进行处理。 3、测量结果的表示方法、测量结果的表示方法 测量结果要正确反映被测量的真实大小和它的可信度，常用被测量的量值和它的不确定度共同表示测量结果。 xxA 33xxn13 项目实施 131 项目内容分解项目内容分解 一般校准需根据项目要求内容，将项目细分，以确保校准分目标进行。 本项目为验证型实验项目，主要对本教材中涉及到的常用电子测量仪器MF14型模拟万用表、Fluck8505A数字多用表、SS1972可跟踪直流稳压电源、EM32501DDS任意波形发生器、CA9020型号示波器、CA1640型函数发生器/计数器进行校准。132 所需实验设备和附件所需实验设备和附件 1

9、、MF14型模拟万用表 1台 2、Fluck8505A数字多用表 1台 3、SS1972可跟踪直流稳压电源 1台 4、EM32501DDS任意波形发生器 1台 5、CA9020型号示波器 1台 6、CA1640型函数发生器/计数器 1台 7、信号连接线 若干133 实施步骤实施步骤 一般校准仪器都包括下列基本步骤。 首先进行外观检查，外观应无损伤。 仪器按图1.3接线。 对被校准仪器进行自检，自检结果应正常。 正确选择校准仪器和被校准仪器的功能开关、仪器量程档位。 参照国家计量法规、国家无线电仪器检定项目和规则进行校准。 图1.3 校准仪器和被校准仪器连线图被校准仪表 校准仪表本章主要使用仪表

10、（a）外形图 （b）表头刻度 图1.4 MF14型万用表外形与表头刻度图1.5 Fluke8505A数字多用表和Fluke5700多功能校准仪图1.6 SS1972可跟踪直流稳压电源与UT56数字多用表 图1.7 SS1972可跟踪直流稳压电源各输出方式接线图串联输出独立输出跟踪输出图1.8 EM32501任意波形发生器外形图图1.9 CA9020型号20MHz示波器及自校波形图1.10 CA1640函数发生器、计数器与校准仪表外形图14 扩展知识 141 电子测量技术的特点电子测量技术的特点 测量速度快 测量频率范围宽和测试动态范围广 测量准确度高 易于实现遥控 易于实现测量过程自动化和测量

11、仪器的智能化142 电子测量技术的发展电子测量技术的发展模拟式 仪表数字式 仪表智能化 仪表 虚拟 仪器143 测量误差的合成测量误差的合成 误差合成理论研究在间接测量中，如何根据若干个直接测量量的误差求总测量误差的问题。 误差分配理论则研究在给定系统总误差的条件下，如何将总误差分配给各测量分项，即如何对各分项误差提出要求，以达到系统测量精度要求。 1、误差传递公式、误差传递公式 2、系统误差的合成、系统误差的合成 总和的系统误差可由各分项系统误差合成。 3、随机误差的合成、随机误差的合成 2211xxfxxfy2211lnlnxxfxxfyjmjjyxf1jmjjyxf1144 测量误差的分

12、配测量误差的分配 1、等准确度分配、等准确度分配 当总误差中各分项性质相同（量纲相同）、大小相近时，采用等准确度分法，即分配给各分项的误差彼此相同。 2、等作用分配、等作用分配 当分项误差性质不同时，采用等作用分配方法。在这种分配方式中，分配给各分项的误差在数值上不一定相等，但它们对测量误差总和的作用是相同的。145 等精度测量结果的数据处理等精度测量结果的数据处理 1将测量数据按先后次序列表。 2用公式 求算术平均值。 3用公式 求每一次测量值的剩余误差。 4用公式 计算标准差的估计值。 5根据 剔除坏值。 6根据系统误差特点，判断是否有系统误差，并修正。 7用公式 求算术平均值的标准差估计值。 8用公式 求算术平均值的不确定度。 9写出测量结果的表达式。niixnx1xxiiniin1211 xxxii3nxxx3xxA146 实验曲线的绘制实验曲线的绘制 绘制曲线前将整理好的实验数据按照坐标关系列表，适当选择横坐标与纵坐标的比例关系与分度，将测量的离散实验数据，绘制成一条连续、光滑的曲线并使曲线的变化规律比较明显且误差最小。 1、平滑法、平滑法 2分组平均法分组平均法147 最佳测量方案选择最佳测量方案选择 最佳测量方案是使总