電子測量基礎(chǔ)知識.doc

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1、.第一章電子測量基礎(chǔ)知識..目錄1.1電子測量和儀器的基本知識11.1.1電子測量的意義11.1.2電子測量的內(nèi)容11.1.3電子測量的特點11.2電子測量方法的分類11.2.1按測量方式分類11.2.2按被測信號性質(zhì)分類11.3測量誤差的基本概念11.3.1重要概念11.3.2測量誤差的表示方法11.3.3測量誤差的來源與分類11.4測量結(jié)果的表示和有效數(shù)字11.4.1測量結(jié)果的表示11.4.2有效數(shù)字和有效數(shù)字位11.4.3數(shù)字的舍入規(guī)則11.5電子測量儀器的基本知識11.5.1電子測量儀器的分類11.5.2電子測量儀器的誤差11.5.3電

2、子測量儀器的正確使用11.6參考文獻(xiàn)1..1.1電子測量和儀器的基本知識測量是人類對客觀事物取得數(shù)量概念的認(rèn)識過程。測量結(jié)果=數(shù)值(大小及符號)+單位。注意：沒有單位的量值是沒有物理意義的。1.1.1電子測量的意義隨著測量學(xué)的發(fā)展和電子學(xué)的應(yīng)用，誕生了以電子技術(shù)為手段的新的測量技術(shù)，即電子測量。如用數(shù)字萬用表測量電壓、用頻譜分析儀監(jiān)測衛(wèi)星信號等。電子測量是測量學(xué)的一個重要分支，是測量技術(shù)中最先進(jìn)的技術(shù)之一。目前，電子測量不僅因為其應(yīng)用廣泛而成為現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中不可缺少的手段，同時也是一門發(fā)展迅速、對現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展起著重大推動作用的獨立科學(xué)。隨

3、著電子測量儀器與通信技術(shù)、總線技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)的結(jié)合，出現(xiàn)了“智能儀器”、“虛擬儀器”、“自動測試系統(tǒng)”，豐富了測量的概念和發(fā)展方向。從某種意義上說：現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平是由電子測量的技術(shù)水平來保證和體現(xiàn)的；電子測量技術(shù)水平是衡量一個國家科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。1.1.2電子測量的內(nèi)容本課程中電子測量的內(nèi)容主要是指對電子學(xué)領(lǐng)域內(nèi)各種電學(xué)參數(shù)的測量，主要有：1、基本電量的測量基本電量主要包括：電壓、電流、功率等。在此基礎(chǔ)上，電子測量的內(nèi)容可以擴(kuò)展至其他量的測量，如阻抗、頻率、時間、位移、電場強(qiáng)度、磁場及相關(guān)量。2、電路、元器件參數(shù)的測量與特性曲線的顯

4、示電子線路整機(jī)的特性測量與特性曲線顯示（伏安特性、頻率特性等）；電氣設(shè)備常用各種元器件（電阻、電感、電容、晶體管、集成電路等）的參數(shù)測量與特性曲線顯示。3、電信號特性的測量主要有：頻率、波形、周期、時間、相位、諧波失真度、調(diào)幅度及邏輯狀態(tài)等。4、電子設(shè)備性能指標(biāo)的測量各種電子設(shè)備的性能指標(biāo)測量，主要包括：靈敏度、增益、帶寬、信噪比等。另外，通過各類傳感器，可將很多非電量（如溫度、壓力、流量、位移、加速度等）轉(zhuǎn)換成電信號后進(jìn)行測量。..1.1.3電子測量的特點與其他測量相比，電子測量具有以下幾個突出優(yōu)點：1、測量頻率范圍寬電子測量既可以測量直流電

5、量，又可以測量交流電量，其頻率范圍可以覆蓋整個電磁頻譜，可達(dá)10-6~1012Hz。注意：對于不同的頻率，即使是測量同一種電量，所需采用的測量方法和使用的測量儀器也有所不同。2、儀器量程寬量程：各種儀器所能測量的參數(shù)的范圍。電子測量儀器具有相當(dāng)寬廣的量程。3、測量準(zhǔn)確度高電子測量的準(zhǔn)確度要比其他方法高得多，特別是對于頻率和時間的測量，其誤差可以減小到10-15量級，是目前人類在測量準(zhǔn)確度方面達(dá)到的最高指標(biāo)。注意：正是由于電子測量的準(zhǔn)確度高，使其在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。4、測量速度快電子測量是通過電磁波的傳播和電子運(yùn)動來進(jìn)行的，因而可以

6、實現(xiàn)測量過程的高速度，這是其他測量方式所無法比擬的。只有測量速度快，才能測出快速變化的物理量，這對于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展具有特別重要的意義。5、易于實現(xiàn)遙測電子測量的一個突出優(yōu)點是可以通過各種類型的傳感器實現(xiàn)遙測。6、易于實現(xiàn)測量自動化和測量儀器微機(jī)化由于大規(guī)模集成電路和微型計算機(jī)的應(yīng)用，使得電子測量出現(xiàn)了新的發(fā)展方向。例如，在測量中能實現(xiàn)程控、自動量程轉(zhuǎn)換、自動校準(zhǔn)、自動故障診斷、自動修復(fù)，對測量結(jié)果可以實現(xiàn)自動記錄、自動數(shù)據(jù)運(yùn)算、分析和處理。1.2電子測量方法的分類為了獲得測量結(jié)果，所采用的各種手段和方式被稱為測量方法。電子測量方法的分類形式

7、有多種，這里僅就最常用的分類方法作簡要介紹。1.2.1按測量方式分類1、直接測量直接測量是指直接從電子儀器或儀表上讀出測量結(jié)果的方法。例如：用電壓表測量電路兩端點之間的電壓；用通用電子計數(shù)器測量頻率等。直接測量的特點：測量過程簡單、迅速，在工程技術(shù)中采用得比較廣泛。2、間接測量..間接測量是指對一個與被測量有確定函數(shù)關(guān)系的物理量進(jìn)行直接測量，然后通過代表該函數(shù)關(guān)系的公式、曲線或表格，求出被測量值的方法。例如：要測量已知電阻R上消耗的功率，則需先測量加在R兩端的電壓U，然后再根據(jù)公式，便可求出功率P的值。間接測量的特點：多用于科學(xué)實驗，在生產(chǎn)及工

8、程技術(shù)中應(yīng)用較少，只有當(dāng)被測量不便于直接測量時才采用。3、組合測量組合測量是指在某些測量中，被測量與幾個未知量有關(guān)，測量一次無法得出完整的結(jié)果，則可改