电子测量仪器教案

1、电子测量仪器 课 教 案项 目名 称项目一电子测量仪器的基本知识链接一：测量误差的基本概念链接二：测量结果的表示及有效数字 链接三：电子测量仪器的基本知识授课教师康红开课范围授 课时 间授课班级授课类型新授课课时2学时教学目标知识目标：1、解测量误差的来源与分类2、掌握测量误差的表示方法3、理解有效数字的概念4、了解电子测量仪器的分类、仪器误差的表示方法技能目标：1、会对测量结果进行简单的数据处理2、掌握电子测量仪器正确的使用要点、维护措施等情感目标： 提高学生对电子测量的学习兴致。教学重点测量误差的来源及分类教学难点1、测量误差的表示方法2、测量结果的表示及有效数字课前准备教学方法讲解、启发

2、、引导课外作业教学后记教学环节教 学 内 容师生活动新授课授新课 授新课 授新课 巩固练习 课 后 小 结 课 后 作 业课后 回 顾链接一：测量误差的基本概念一、测量误差的概念测量的目的是获得被测量的实际大小，即真值。真值就是在一定的时间和环境的条件下被测量本身具有的真实数值。测量误差就是测量所得到的结果与被测量的实际值（真值）之间的差异。实际值：在实际测量中，常用高一级标准仪器的示值来代替真值，通常称为实际值，也叫相对真值。标称值：测量器具上标定的数值。但由于制造和测量精度不够及环境因素的影响，标称值并一定等于它的真值或实际值。因此，在标出测量器具的标称值时，通常还要标出它的误差范围或准确

3、度等级。示值：测量器具指示的被测量的量值，也称测量器具的测量值，它包括量值和单位。测量误差的表示方法1、绝对误差（1）定义：由测量所得到的被测量值x与其真值A0之差，称为绝对误差x，即X = X- A0X：绝对误差；A0表示真值，是一个理想概念，一般无法精确得到，实际应用中通常用实际值A来代替A0。X = X AX既有大小，又有正负符号，其量纲和测量值相同。A：根据测量误差的要求，用高一级或数级的标准仪器或计量器具测量所得的值，也称为约定真值。（2）修正值：与绝对误差的绝对值大小相等，但符号相反的量值。用C表示 C = -X = A X A = C + x2、相对误差绝对误差与被测量的真值之比

4、，称为相对误差（或对真误差），用 表示。=X/ A0*100%只有大小和符号，其量纲为1通常用实际值A代替真值A0来表示相对误差，用 表示。=X/ A *100%在误差较小，要求不太严格的场合，也可用测量值代替实际值A得到相对误差，用 x 表示。x =X/ x *100%用绝对误差与仪器满刻度值xm之比来表示相对误差，称为引用相对误差（或称满度相对误差），用 m 表示。 m =X/ xm *100%电子仪器正是按m之值来进行分级的，例如，0.5级的电子仪器，就表明其r m0.5%，并在其面板上标有0.5的符号。如果该仪器同时有几个量程，则所有量程有r m0.5%。我国生产的电子仪器精度一般分有

5、七级：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。准确度等级用符号：S表示在测量中选择仪表量程时，应使指针尽量接近满偏转，一般最好指示在满刻度值的2/3以上的区域。（注意：该结论只适用于正向线性刻度的电压表、电流表等类型的仪表。）例题1：某电压表的量程为10V，通过检定而得出其修正值为-0.02V。如用这只电压表测电路中的电压，其示值为7.5V，于是得被测量电压的实际值为多少？、x 分别是多少？ 解： x = 0.02V X = 7.5V A = C + X=（-0.02）+7.5=7.48V =X/ A =0.02/ 7.48 =0.00267=0.27% x =X/ x= 0.

6、02/ 7.5 =0.00267=0.27%由上例可知，当r A及r x之值不大时，A 与x 很接近，一般两者的差异很小。当误差本身较大时，就应当注意两者的区别了。例题2：已知某被测电压为80伏，用1.0级、100伏量程的电压表测量电压。若只做一次测量就把该测量值作为测量结果，可能产生的最大绝对误差是多少？解：在实际生产过程中，经常将一次直接测量的结果作为最终结果，仪表的准确度等级表示该仪表的最大引用相对误差，该仪表可能出现的最大绝对误差为 Xm =1.0% *100 V = 1V则测量的绝对误差X满足 X Xm * S% rx（Xm * S%）/x 测量中总要满足XXm，可见当仪表的准确度等

7、级确定后，测量的示值相对误差越小，测量准确度越高。故，在测量中选择仪表量程时，应使指针尽量接近满偏转，一般最好指示在满刻度值的2/3以上的区域。应该注意，这个结论只适用于正向线性刻度的电压表、电流表等类型仪表。例题3： 被测仪表的实际值在10V左右，现有150V、0.5级和15V、1.5级两块电压表，问选用哪块表测量更为合适？二：测量误差的来源1、仪器误差由于仪器本身的电路设计、安装、机械部分不完善所产生的误差称为仪器自身误差。它主要包括读数误差、内部噪声误差、稳定误差、动态误差、其他误差。2、理论误差和方法误差由于测量时所使用的方法不完善、所依据的理论不严密或测量定义不明确等所导致的误差。3

8、、影响 误差 影响误差是测量工作受外界影响(如温度、湿度、气压、电磁场、光照、声音、放射线、机械震动等)产生的误差。影响误差也称为环境误差。4、人身误差人身误差是由于人的感觉器官不完善所产生的误差。测量者可能借助人的耳朵或人的眼睛来获得测量结果或进行人工调整等。人的听力、视力及动作都会产生人体误差。三、测量误差的分类1、系统误差在一定条件下，多次测量同一个量，如果误差的大小和符号固定不变，或按某种函数规律变化，那么这种误差称为系统误差。 一般用正确度来表征系统误差大小，系统误差越小，正确度越高。2、随机误差在单次测量时误差的大小、正负没有规律，但多次测量其平均值趋于零的误差，称为随机误差。随机

9、误差又称为偶然误差。 精密度用以反映偶然误差大小的程度，而准确度(精确度)则反映了系统误差和偶然误差它们综合误差大小的程度。3、疏忽误差疏忽误差是明显歪曲测量结果的误差。这种误差来自测量方法不当、影响较大的偶然因素或测量者的粗心等原因。 链接二：测量结果的表示及有效数字一、测量结果的表示数字式表示：包括一定的数值（绝对值的大小及符号）和相应的计量单位，有时还有注明其测量误差值或范围。【1.7V、348KH、（4.32+0.01）V等】二、有效数字及有效数字位（一）有效数字：有效数字是指从最左面一位非零数字算起，到含有误差的那位存疑数字为止的所有各位数字。最末位有效数字常称存疑数，它主要由仪表所

10、能达到的精度决定有误差的单位量级应与测量数据相配合 如：10V量程指针式电压表测得电压5.64V，这是三位有效数字组成的数据，这三位数中前二位是可从刻度上准确读出的，而最后一位是估读的，是含有误差的近似数，常称为存疑数。 有效数字的位数应取得与不确定度相一致（二）对有效数字位的确定应掌握以下内容：（1）有效数字位与测量误差的关系：原则上可从有效数字的位数估计出测量误差，一般规定误差不超过有效数字末位单位的一半 如1.00A 则A1/20.01A0.005A（2）0在最左面为非有效数字，0在最右面或两非零数字之间均为有效数字，不得在数据的右面随意加0. 如0.03表示一位有效数字，该数可能在0.

11、0250.035之间。而0.030表示两位有效数字，该数可能在0.02950.0305之间。（3）有效数字不能因选用的单位变化而变化 如1000mA可写成1.000A表示四位有效数字，不可写成1A2.0V写成20102mV不可写成2000mV三、数字的舍入规则求偶数法则：如需保留n位有效数字，n位以后位余下的数，如大于保留数字末位（即第n位）单位的一半，则在舍去同时在第n位加1；如小于该位单位的一半，则第n位不变，后面的数字全部舍去；如刚好等于该位单位的一半，如第n位为奇数则加1变为偶数，原为偶数则不变，后面的数字全部舍去。此为“求偶法则”（即：小于5舍、大于5入、等于5看奇偶（求偶数法则）【

12、例1-2】将下列数字保留到小数点后一位：13.43，10.58，14.75，24.25解： 13.43 13.4 10.58 10.6 14.7514.8 24.25 24.2 16.372016.37 32.455032.46 4.54524.55 3.85463.85 1.9952.00 1.985 1.98链接三：电子测量仪器的基本知识一、电子测量仪器的分类1、信号发生器2、电平测量仪器3、信号分析仪器4、频率、时间和相位测量仪器5、网络特性测量仪6、电子元器件测试仪7、电波特性测试仪8、逻辑分析仪9、辅助仪器10、基于（Based on）计算机的仪器二、电子测量仪器的误差1、固有误差2、工作误差3、稳定误差4、变动量三、电子测量仪器的正确使用1、仪器仪表的使用环境温度、湿度、通风等环境条件2、仪器仪表的维护措施（1）防尘与去尘（2）防潮与驱潮（3）放热与排热（4）防震动与防松动（5）防腐蚀（6）防漏电3、使用仪器的注意事项（1）仪器的正确选用和连接（2）仪器开机前的注意事项（3）仪器开机后的注意事项（4）仪器使用时的注意事项（5）仪器使用后的注意事项4、仪器仪表的计量检定（1）周期检定（2）修理检定（3）验收检定1、什么是绝对误差？什么是相对误差？2、电工测量仪表的准确度有