電子測量技術(shù) 教學(xué)課件 作者 孟鳳果 第1章.ppt

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1、1.1概述1.2電子測量的分類1.3電子測量實(shí)驗(yàn)室的常識1.4測量誤差的基本概念1.5誤差的合成1.6測量結(jié)果的處理第1章電子測量的基本知識1.1概述1.1.1電子測量的內(nèi)容1.1.2電子測量的特點(diǎn)1.1概述測量是人類對客觀事物取得數(shù)量概念的認(rèn)識過程。測量的實(shí)現(xiàn)是通過物理實(shí)驗(yàn)的方法，獲取被研究對象定量信息的過程。測量技術(shù)主要研究測量原理、方法和儀器等方面內(nèi)容。本課程中電子測量的內(nèi)容是指對電子學(xué)領(lǐng)域內(nèi)電參量的測量，主要有：1．電能量的測量2．電信號特征量的測量3．電路元件參數(shù)的測量4．電路性能特性量的測量5．

2、特性曲線的顯示1.1.1電子測量的內(nèi)容1.1.2電子測量的特點(diǎn)與其他測量相比，電子測量主要具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1．測量頻率范圍寬2．儀器的量程寬3．測量準(zhǔn)確度高4．測量速度快5．易于實(shí)現(xiàn)遙測6．易于實(shí)現(xiàn)測量的自動化1.2電子測量的分類根據(jù)測量方法的不同，電子測量有不同的分類方法。這里僅介紹常用的分類方法。1.2.1按測量手段分類1.2.2按測量性質(zhì)分類1.2.1按測量手段分類有直接測量、間接測量和組合測量三種。1．直接測量用測量儀器直接測得被測量的量值的方法稱為直接測量。2．間接測量利用直接測量的量與被測的量

3、之間已知的函數(shù)關(guān)系，得到被測量量值的測量方法稱為間接測量。3．組合測量將被測量和另外幾個(gè)量組成聯(lián)立方程，通過直接測量這幾個(gè)量最后求解聯(lián)立方程，從而得到被測量的大小。組合測量是兼用直接測量與間接測量的一種測量方法。盡管被測量的種類繁多，但它們總是遵循一定規(guī)律。按被測量的變化規(guī)律分類有時(shí)域測量、頻域測量、數(shù)據(jù)域測量等。1．時(shí)域測量時(shí)域測量是測量被測量隨時(shí)間變化的特性。2．頻域測量頻域測量是測量被測量隨頻率變化的特性。3.數(shù)據(jù)域測量數(shù)據(jù)域測量是對數(shù)字系統(tǒng)邏輯特性進(jìn)行的測量。1.2.2按測量性質(zhì)分類1.3電子測量實(shí)

4、驗(yàn)室的常識1.3.1電子測量實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境條件1.3.2電子測量儀器的組成1.3.3電子測量儀器的接地電子測量儀器是由各種電子元器件構(gòu)成的。它們往往不同程度地受到諸如溫度、濕度、大氣壓強(qiáng)、振動、電網(wǎng)電壓、電磁場干擾等外界環(huán)境的影響，因此，在同一環(huán)境條件下，用同一臺儀器及同樣的測量方法去測量同一個(gè)物理量，就會出現(xiàn)不同的測量結(jié)果。1.3.1電子測量實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境條件1.3.2電子測量儀器的組成1．電子測量儀器的放置在測量前應(yīng)安排好各儀器的位置。要注意以下兩點(diǎn)：⑴在擺放儀器時(shí)，盡量使儀器的指示電表或顯示器與操作者的視

5、線平行，以減少視差；對那些在測量中需要頻繁操作的儀器，其位置的安排應(yīng)便于操作者的使用。⑵在測量中，當(dāng)需要兩臺或多臺儀器重疊放置時(shí)，應(yīng)把重量輕、體積小的儀器放在上層；對散熱量較大的儀器還要注意它自身散熱及對相鄰儀器的影響。2．電子測量儀器之間的連線電子測量儀器之間的連線原則上要求盡量短，盡量減少或消除交叉，以免引起信號的串?dāng)_和寄生振蕩。例如：圖1-1中，圖a、c是正確的連線方法，圖b連接線太長，圖d連接線有交叉。圖(a)圖(b)圖(c)圖(d)圖1-1儀器的連線電子測量儀器的接地有二層含義，即以保障操作者人身

6、安全為目的的安全接地和以保證電子測量儀器正常工作為目的的技術(shù)接地。1．安全接地安全接地即將機(jī)殼和大地連接。這里所說的“地”是指真正的大地。為了消除隱患，一般可采取以下措施：⑴在實(shí)驗(yàn)室的地面上鋪設(shè)絕緣膠。⑵儀器的電源插頭應(yīng)采用“三星”插頭，其中“一星”為接地端（另一端連接在儀器的久殼上）。⑶電子實(shí)驗(yàn)室的總地線可用大塊金屬板或金屬棒深埋在附近的地下，并撒些食鹽以減少接觸電阻，再用粗導(dǎo)線引入實(shí)驗(yàn)室。通過接地線，泄漏電流就流入大地這個(gè)巨大的導(dǎo)體。1.3.3電子測量儀器的接地2．技術(shù)接地技術(shù)接地是一種防止外界信號串?dāng)_

7、的方法。這里所說的“地”，并非大地，而是指等電位點(diǎn)，即測量儀器及被測電路的基準(zhǔn)電位點(diǎn)。技術(shù)接地一般有一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地兩種方式。一點(diǎn)接地應(yīng)用：在進(jìn)行電子測量時(shí)，往往需要同時(shí)使用多臺電子測量儀器，測量過程中一定要注意各電子儀器的“共地”連接，即各臺儀器、被測電路的地端，應(yīng)可靠的連接在一起。1.4.1測量誤差的表示方法1.4.2測量誤差的來源與分類1.4測量誤差的基本概念測量誤差有兩種表示方法：絕對誤差和相對誤差。1．絕對誤差⑴定義：設(shè)被測量的真值為A0，測量所得到的被測量值為x，則絕對誤差為Δx：Δx＝x－A

8、0注意：這里所說的被測量值是指儀器的示值。1.4.1測量誤差的表示方法例1.1一個(gè)被測電壓，其真值V0為100V，用一只電壓表測量，其指示值VX為101V，則絕對誤差：ΔV=VX－V0＝101－100＝＋1（V）在某一時(shí)間及環(huán)境條件下，被測量的真值是客觀存在的，但無法獲得，因此，在實(shí)際測量中常以高一級標(biāo)準(zhǔn)儀器的示值A(chǔ)來代替真值A(chǔ)0。A稱為實(shí)際值。即ΔX＝X－A這是通常使用的表達(dá)式。⑵修正值：與絕對誤差的絕對值大小