电子测量技术基础

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1、第1章电子测量技术基础1.1电子测量概述1.2计量的基本概念1.3测量误差的概念与表示方法1.4电子测量仪器概述1.5电子测量仪器的正确使用本章小结1.1电子测量概述1.1.1电子测量的意义1.1.2电子测量的内容1.1.3电子测量的特点1.1.4电子测量的分类1.1.1电子测量的意义测量是通过实验方法对客观事物取得定量数据的过程。在这个过程中，人们借助专门的设备，把被测对象直接或间接地与同类已知单位进行比较，取得用数值和单位共同表示的测量结果。测量结果的量值由两部分组成：测量数值（大小及符号）和相应的

2、单位名称，即测量结果X＝测量数值＋测量单位（1-1）没有单位的量值是没有意义的，如将交流电的电压表示为220，没有加单位“伏（V）”，就毫无意义。电子测量是泛指一切以电子技术为基本手段的一种测量。具体来说，是以电子技术理论为依据、电子测量仪器和设备为手段，对各种电量、非电量、电信号以及电子元器件的特性和参数进行的测量。1.1.2电子测量的内容从广义上说，凡是利用电子技术进行的测量皆为电子测量。从狭义上讲，电子测量是指在电子学中测量有关电参量的值。它所涉及的内容通常包括以下几方面：（1）电能量的测量。（2

3、）电路元器件参数的测量。（3）电信号特性的测量。（4）电子设备性能的测量。（5）特性曲线的显示。除了对电参量的测量外，在科学研究和生产实践中，常常需要对许多非电量进行测量。对非电量的测量通常是利用传感元件将被测物理量转换成与之相关的电压、电流等，而后再通过对电压、电流的测量，得到被测物理量的大小。1.1.3电子测量的特点具有以下几个显著的特点：（1）测量频率范围宽。被测信号的频率范围除测量直流外，测量交流信号的频率范围可低至10-6Hz，高至1012Hz左右。（2）测量量程宽。量程是仪器所能测量各种参数

4、的范围，通常指测量范围的上下限之差或上下限之比。（3）测量准确度高。电子测量的准确度可以达到相当高的水平，特别是对频率和时间的测量，可以达到10-13～10-14量级，是目前在测量准确度方面所能达到的最高指标。（4）测量速度快。（5）易于实现遥测。（6）易于实现测量自动化和测量智能化。1.1.4电子测量的分类1．按测量手段分类（1）直接测量指用已标定的仪器对某一待测未知量直接进行测量，或者是将未知量与其同类的标准量在仪器中进行比较，从而直接获得未知量的数值的方法。（2）间接测量对与未知待测量有确切函数关

5、系的其他变量进行直接测量，然后再通过该函数关系（可以是公式、曲线或表格等）计算出待测量的方法，称为间接测量。（3）组合测量是一种兼用直接测量与间接测量的方法。2．按被测信号的性质分类（1）时域测量时域测量是测量被测对象随时间变化的规律。（2）频域测量频域测量是测量被测对象与频率之间的关系。（3）数据域测量数据域测量也称逻辑量测量，是指对数字系统逻辑状态进行的测量。（4）随机测量随机测量是指对各类噪声信号进行动态测量和统计分析。3．按对测量精度的要求不同分类（1）精密测量精密测量是指基础性、探索性、先行性

6、的测量科学研究，通常用最新的科技成果来精确地实施测量，并为最新的科技发展提供可靠的测量基础。精密测量多在计量室或实验室中进行，对测量准确度要求很高。（2）工程测量工程测量是指各种工程、工业、企业中的实用测量，例如有关能源或材料的消耗、工艺流程的监控以及产品质量与性能的测试等。工程测量涉及面甚广，已成为生产过程控制不可缺少的环节。工程测量对测量准确度要求不很严格，但所选用的仪器的准确度等级必须满足实际使用的需要。1.2计量的基本概念1.2.1计量1.2.2单位制1.2.3基准和标准1.2.4量值的传递与跟

7、踪1.2.1计量一个被测量是否可以测量，须满足两个基本前提条件：①被测量必须有明确的定义；②测量标准必须建立，并被大家公认。计量是为了保证量值的统一和准确一致的一种测量，它是利用技术手段实施的一种特殊形式的测量，即把被测量与国家计量部门作为基准或标准的同类单位量进行比较，以确定合格与否，并给出具有法律效力的《检定证书》。计量有三个主要特征：统一性、准确性和法制性。它包含了为达到统一和准确一致所进行的全部活动，如单位的统一、基准和标准的建立、进行量值传递、计量监督管理、测量方法及其手段的研究等。计量按具体

8、内容可分为：（1）科学计量。科学计量是指基础性、探索性及先进性的计量科学研究。科学计量通常是计量科学研究单位，特别是国家计量科学研究单位的主要任务。（2）工程计量。在国内外的计量文献中，通常将工程计量称为工业计量，是指各种工程、工业企业中的应用计量。（3）法制计量。法制计量是为了保证公众安全，国民经济以及社会发展，根据法制、技术和行政管理的需要，由政府或官方授权进行的、强制性管理的计量。主要包括对计量器具（特别是计量基准、标准）、计量方法和