电子测量原理与信息采集系统期末论文

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1、.目录1、电子测量的基本概念11.1电子测量技术的内容11.2电子测量的特点11.3电子测量的一般方法11.3.1按测量手续分类11.3.2按测量方式分类21.3.3按被测量的性质分类21.3.4测量方法的选择原则21.4电子测量仪器概述21.5测量误差和误差结果处理21.5.1误差的基本概念21.5.2误差的表示方法32、电子测量系统概述32.1测量系统的基本结构32.2检测、变送技术的发展42.3测量系统中的信号处理问题52.3.1关于信号调整52.3.2测量系统中的误差来源问题53、数据采集系统63.1数据采集系统

2、基本概念63.2数据采集系统的主要指标63.3采样理论73.4采样方式84常用测量仪器94.1示波器94.2频谱分析仪104.3逻辑分析仪11..1、电子测量的基本概念1.1电子测量技术的内容广义以电子技术为基本手段的一种测量技术。它是测量学与电子学相互结合的产物。电子测量是指以电子技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为手段，对电量和非电量进行的测量。非电量的测量属于广义电子测量的内容，可以通过传感器将非电量变换为电量后进行测量。狭义的电子测量是指对电子技术中各种电参量所进行的测量，主要包括：（1）能量的测量能量的测量指

3、的是对电流、电压、功率、电场强度等参量的测量。（2）电路参数的测量电路参数的测量指的是对电阻、电感、电容、阻抗、品质因数、损耗率等参量的测量。（3）信号特性的测量信号特性的测量指的是对频率、周期、时间、相位、调制系数、失真度等参量的测量。（4）电子设备性能的测量电子设备性能的测量指的是对通频带、选择性、放大倍数、衰减量、灵敏度、信噪比等参量的测量。（5）特性曲线的测量特性曲线的测量指的是对幅频特性、相频特性、器件特性等特性曲线的测量。上述各种参量中，频率、时间、电压、相位、阻抗等是基本参量，其他的为派生参量，基本参量的测

4、量是派生参量测量的基础。电压测量是最基本、最重要的测量内容。1.2电子测量的特点（1）测量频率范围宽；（2）测量量程宽；（3）测量准确度高低相差悬殊；（4）测量速度快；（5）可以进行遥测(例如：ZIGBEE无线网络)；（6）易于实现测试智能化和测试现代化；（7）影响因素众多，误差处理复杂；影响因素：外部—影响量(如环境温度、湿度、电源波动、电磁干扰等),内部—影响特性（如元器件的非线性特性等）。1.3电子测量的一般方法1.3.1按测量手续分类a.直接测量b.间接测量c.组合测量多次测量；方程组求解..1.3.2按测量方式

5、分类a.偏差式测量法（直读式）b.零位式测量法（零示法、平衡式测量法、比较测量法）c.微差式测量法：偏差式测量法和零位式测量法相结合。1.3.3按被测量的性质分类a.时域测量b.频域测量c.数据域测量（逻辑量测量）d.随机测量（统计测量）1.3.4测量方法的选择原则合适的测量仪器、正确的测量方法综合考虑下列主要因素：a.被测量本身的特性；b.所要求的测量准确度；c.测量环境；d.现有测量设备。1.4电子测量仪器概述测量仪器是将被测量转换成可供直接观察的指示值或等效信息的器具。测量仪器的功能变换功能（变送器）、传输功能、显

6、示功能。测量仪器的主要性能指标1、精度：是指测量仪器的读数或测量结果与被测量真值相一致的程度。分为精密度（δ）、正确度（ε）、准确度（τ）：精密度和正确度的综合反映。2、稳定性：稳定度（稳定误差）+影响量稳定度（稳定误差）。影响稳定性的因素为仪器内部系统。表征方法有：示值绝对变化量与时间，即（0.008%Um+0.003%Uz）/（8h）其中Um为该量程满度值，Uz示值；示值相对变化率与时间，频率稳定度≤0.02%/10min，影响量（影响误差）的原因为外界条件，表示的变量有示值偏差和引起该偏差的影响量环境温度从10℃变

7、化到35℃，频率漂移≤1×10-93、输入阻抗（输出阻抗）即负载效应4、灵敏度表示测量仪器对被测量变化的敏感程度，一般定义为测量仪表指示值（指针的偏转角度、数码的变化、位移的大小等）增量Δy与被测量增量Δx之比，单位为cm/V；cm/mV偏转灵敏度的倒数称为偏转因数。分辨力（分辨率）：测量仪表所能区分的被测量的最小变化量。例如：8位A/D转换器的分辨率为1/2565、线性度表示仪表的输出量（示值）随输入量（被测量）变化的规律。6、动态特性表示仪表的输出响应随输入变化的能力。1.5测量误差和误差结果处理1.5.1误差的基本

8、概念..真值A0:一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。只能在在理想条件下进行无误差的测量，实际上无法得到。指定值As:由国家设立各种尽可能维持不变的实物标准（或基准）。并法定其体现的量值作为计量单位的指定值。实际值A:实际测量中，把上一级标准所体现的值当做准确无误的值。标称值:测量器具上标定的数值，有误