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1、 前言前言l課程情況：從理論和實用角度出發(fā)，著重講述電子測量中的基本概念，主要物理量（電壓、頻率、時間、相位）、元件參數(shù)、阻抗的基本測量原理、方法以及常規(guī)儀器（示波器、信號源、計數(shù)器）的工作原理和操作使用。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解電子測量的原理與方法，掌握常規(guī)電子儀器原理及操作使用。前言前言l課時分布：總學(xué)時：40（理論學(xué)時32，學(xué)分2.5；實驗學(xué)時8，學(xué)分0.5）。l理論課程成績評定：期末考試占70%，平時成績（包括作業(yè)、課堂練習(xí)）占30%。l實驗課程成績評定：實驗操作占50%，實驗報告占50%。前言前言l教材：電子測量原理，古天祥，電子科技大學(xué)出版社，l參考書：1張永瑞.電子測量技術(shù)基

2、礎(chǔ).2010.2第30次印刷，西安電子科技大學(xué)出版社 2林占江.電子測量技術(shù).電子工業(yè)出版社科學(xué)出版社，2004 3萬國慶.電子測量教程.電子工業(yè)出版社，2005 第第1章章 緒緒 論論 1.1電子測量概述電子測量概述1.2電子測量的內(nèi)容和特點電子測量的內(nèi)容和特點1.3電子測量的一般方法電子測量的一般方法1.4電子測量儀器概述電子測量儀器概述 1.1 電子測量電子測量 一、測量 測量是為獲取被測對象量值而進(jìn)行的實驗過程。意義：人們通過對客觀事物大量的觀察和測量，形成定性和定量的認(rèn)識，歸納、建立起各種定理和定律，而后又要通過測量來驗證這些認(rèn)識、定理和定律是否符合實際情況，經(jīng)過如此反復(fù)實踐，逐步認(rèn)

3、識 事物的客觀規(guī)律，并用以解釋和改造世界。二、電子測量 電子測量是泛指以電子技術(shù)為基本手段的一種測量技術(shù)。它是測量學(xué)和電子學(xué)相互結(jié)合的產(chǎn)物。包括以下幾個含義：1、被測對象為電量、電參數(shù)；2、更多的借助電子測量儀器進(jìn)行；3、測量原理、方案基于電子技術(shù)原理。1.2 電子測量的內(nèi)容和特點電子測量的內(nèi)容和特點 一、電子測量的內(nèi)容 通常人們把電參數(shù)測量分為電磁測量和電子測量兩類。電磁測量主要指交直流電量的指示測量法和比較測量法以及磁量的測量等。電子測量是指以電子技術(shù)理論為依據(jù)，以電子測量儀器和設(shè)備為手段，對電量和非電量進(jìn)行的測量。1電能量測量：各種頻率、波形下的電壓、電流、功率等的測量。2電信號特性測量

4、：波形、頻率、周期、相位、失真度、調(diào)幅度、調(diào)頻指數(shù)及數(shù)字信號的邏輯狀態(tài)等的測量。3電路元件參數(shù)測量：電路元件參數(shù)測量包括電阻、電感、電容、阻抗、品質(zhì)因數(shù)及電子器件的參數(shù)等的測量。4電子設(shè)備的性能測量：增益、衰減、靈敏度、頻率特性、噪聲指數(shù)等的測量。5利用各種敏感元件和傳感裝置將非電量如位移、速 度、溫度、壓力、流量、物面高度、物質(zhì)成分等變換成電信號，再利用電子測量設(shè)備進(jìn)行測量。二、電子測量的特點 1測量頻率范圍寬 2測量量程寬 3測量準(zhǔn)確度高低相差懸殊 4測量速度快 5可以進(jìn)行遙測 6易于實現(xiàn)測試智能化和測試自動化 7影響因素眾多，誤差處理復(fù)雜l 1.3 電子測量的一般方法電子測量的一般方法一

5、、按測量手續(xù)分類 1直接測量 2間接測量3組合測量220)20()20(ttRRt222202211201)20()20()20()20(ttRRttRRtt 二、按測量方式分類 l 偏差式測量法：測量過程中，用儀器儀表指針的位移(偏差)表示被測量大小的測量方法，稱為偏差式測量法。2零位式測量法：又稱零示法或平衡式測量法。測量時用被測量與標(biāo)準(zhǔn)量相比較，用指零儀表(零示器)指示被測量與標(biāo)準(zhǔn)量相等(平衡)，從而獲得被測量量值。3微差式測量法：指偏差式測量法和零位式測量法相結(jié)合，構(gòu)成微差式測量法。它通過測量待測量與際準(zhǔn)量之差(通常該差值很小)來得到待測量量值?；菟沟请姌蛄闶痉y量電阻示意圖 微差式測

6、量法示意圖 微差法測量直流穩(wěn)壓源的穩(wěn)定度三、按被測量的性質(zhì)分類1時域測量：也叫瞬態(tài)測量，主要測量被測量隨時間的變化規(guī)律。2頻域測量：也稱穩(wěn)態(tài)測量，主要目的是獲取待測量與頻率之間的關(guān)系。3數(shù)據(jù)域測量：也稱邏輯量測量，主要是用邏輯分析儀等設(shè)備對數(shù)字量或電路的邏輯狀態(tài)進(jìn)行測量。4隨機測量：又叫統(tǒng)計測量，主要是對各類噪聲信號進(jìn)行動態(tài)測量和統(tǒng)計分析。這是一項較新的測量技術(shù)，尤其在通信領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。四、測量方法的選擇原則基本原則：1、不損害被測量；2、不損害測量儀器設(shè)備；3、滿足測量要求。具體原則：1、被測量本身的特性；2、所要求的測量準(zhǔn)確度；3、測量環(huán)境；4、現(xiàn)有測量設(shè)備等。1.4 電子測量儀器概述

7、電子測量儀器概述 測量儀器是將被測量轉(zhuǎn)換成可供直接觀察的指示值或等效信息的器具，包括各類指示儀器、比較儀器、記錄儀器、傳感器和變送器等。利用電子技術(shù)對各種待測量進(jìn)行測量的設(shè)備，統(tǒng)稱為電子測量儀器。一、測量儀器的功能 各類測量儀表一般具有物理量的變換、信號的傳輸和測量結(jié)果的顯示等三種最基本的功能。1變換功能 對于電壓、電流等電學(xué)量的測量，是通過測量各種電效應(yīng)來達(dá)到目的的。對非電量測量，通過各種對之敏感的敏感元件(通常稱為傳感器)，轉(zhuǎn)換成與之相關(guān)的電壓、電流等，而后再通過對電壓、電流的測量，得到被測物理量的大小。隨著測量技術(shù)的發(fā)展和需要，現(xiàn)在往往將傳感器、放大電路及其他有關(guān)部分構(gòu)成獨立的單元電路，

8、將被測量轉(zhuǎn)換成模擬的或數(shù)字的標(biāo)準(zhǔn)電信號，送往測量和處理裝置，這樣的單元電路常稱為變送器，它是現(xiàn)代測量系統(tǒng)中極為重要的組成部分。2傳輸功能 在遙測遙控等系統(tǒng)中，現(xiàn)場測量結(jié)果經(jīng)變送器處理后，需經(jīng)較長距離的傳輸才能送到測試終端和控制臺。實際問題需要考慮傳輸過程中造成的信號失真和外界干擾等問題都會存在。3顯示功能 測量結(jié)果，數(shù)字式儀表通過數(shù)碼管、液晶或陰極射線管顯示測量結(jié)果，一些先進(jìn)的儀器如智能儀器等還具有數(shù)據(jù)記錄、處理及自檢、自校、報警提示等功能。二、測量儀表的主要性能指標(biāo) 1.精度：不僅用來評價測量儀器的性能，也是評定測量結(jié)果最主要最基本的指標(biāo)。精度又可用精密度、準(zhǔn)確度和精確度三個指標(biāo)加以表征。(

9、1)精密度 精密度說明儀表指示值的分散性，表示在同一測量條 件下對同一被測量進(jìn)行多次測量時，得到的測量結(jié)果的分散程度。它反映了隨機誤差的影響。精密度高意味著隨機誤差小，測量結(jié)果的重復(fù)性好。)(2)準(zhǔn)確度 準(zhǔn)確度說明儀表指示值與真值的接近程度。正確度反映了系統(tǒng)誤差(例如儀器中放大器的零點漂移、接觸電位差等等)的影響。)(3)精確度 精確度是精密度和準(zhǔn)確度的綜合反映。精確度高，說明精密度和準(zhǔn)確度都高，也就意味著系統(tǒng)誤差和隨機誤差都小，因而最終測量結(jié)果的可信賴度也高。2穩(wěn)定性 穩(wěn)定性通常用穩(wěn)定度和影響量兩個參數(shù)來表征。穩(wěn)定度也稱穩(wěn)定誤差，是指在規(guī)定的時間區(qū)間，其他外界條件恒定不變的情況下，儀器示值變

10、化的大小。造成這種示值變化的原因主要是儀器內(nèi)部各元器件的特性、參數(shù)不穩(wěn)定和老化等因素。3輸入阻抗 測量儀表的接入改變了被測電路的阻抗特性，這種現(xiàn)象稱為負(fù)載效應(yīng)。為了減小測量儀表對待測電路的影響，提高測量精度，通常對這類測量儀表的輸入阻抗都有一定要求。測量儀表輸入阻抗引起的負(fù)載效應(yīng) 4靈敏度 靈敏度表示測量儀表對被測量變化的敏感程度，一般定義為測量儀表指示值(指針的偏轉(zhuǎn)角度、數(shù)碼的變化、位移的大小等)增量 y與被測量增量x之比。靈敏度的另一種表述方式叫作分辨力或分辨率，定義為測量儀表所能區(qū)分的被測量的最小變化量，在數(shù)字式儀表中經(jīng)常使用。5線性度 線性度是測量儀表輸入輸出特性之一，表示儀表的輸出量

11、(示值)隨輸入量(被測量)變化的規(guī)律。6動態(tài)特性 測量儀表的動態(tài)特性表示儀表的輸出響應(yīng)隨輸入變化的能力。例如模擬電壓表由于動圈式表頭指針慣性、軸承摩擦、空氣阻尼等因素的作用，使得儀表的指針不能瞬間穩(wěn)定在固定值上。又如示波器的垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，由于輸入電容等因素的影響，造成輸出波形對輸入信號的滯后與畸變，示波器的瞬態(tài)響應(yīng)就表示了這種儀器的動態(tài)特性。三、電子測量儀器的分類 按其功能，大致可分為下面幾類。1.電平測量儀器：各種模擬式電壓表，毫伏表，數(shù)字式電壓表，電壓標(biāo)準(zhǔn)等。2電路參數(shù)測量儀器：各類電橋，Q表，R、L、C測試儀，晶體管或集成電路參數(shù)測試儀，圖示儀等。3頻率、時間、相位測量儀器：電子計數(shù)式頻率計，石英鐘，數(shù)字式相位計，波長計等。4.波形測量儀器：各類示波器，如通用示波器，多蹤示波器，多掃描示波器，取樣示波器，以及記憶和數(shù)字存儲示波器等。5信號分析儀器：失真度儀，諧波分析儀，頻譜分析儀等。6模擬電路特性測試儀器：掃頻儀，噪聲系數(shù)測試儀，網(wǎng)絡(luò)特性分析儀等。7數(shù)字電路特性測試儀器：邏輯分析儀，這類儀器內(nèi)部多帶有微處理器或通過接口總線與外部計算機相聯(lián)，是數(shù)據(jù)域測量中不可缺少的設(shè)備。8測試用信號源：各類低頻和高頻信號發(fā)生器，脈沖信號發(fā)生器，函數(shù)發(fā)生器，掃頻和噪聲信號發(fā)生器等，由于它們的主要功能是作為測試用信號源，因此也叫供給量儀器。