电子测量与仪器--教案--第1章

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1、随着科学技术尤其是电子技术的迅速发展，电子技术领域内的各种技术指标、技术参彊等的测罠技术也得到了突飞猛进的发展。在目前测量技术中电子测量占据举足轻重的地位，因为许多的物理量最终会被转化成电量进行测量、分析，如现代化的大地测量、气彖遥感、地质勘探等少不了应用电子技术进行测量。本课程为专业基础课，其内容基本分为三大部分，第一部分为测量误差利数据处理，着重介绍如何对测量的数据、误差进行科学地整理、分析，使表面独立离散的测量数据和误差能体现被测量的某种木质，学习这部分内容需耍冇一定的数学理论基础，是比较困难的一部分；第二

2、部分为基木电子测量原理和方法，介绍电子测量中传统和经典的基本测量方法，其中许多方法是现代电子测量的理论基础，是本课程的重点，学习这部分内容之前必须学习某些相关专业课程，如电路分析、电子线路、信号等，需掌握一些待测对象相关参数的基本概念（如信号的电压、频率、噪声、频谱等）；第三部分为白动电了测量方法，介绍测量仪器微机化、测试系统自动化和一些新的测试技术（如数据城测呈），该部分只捉供入门知识，主要内容在“智能仪器”等相关课程中再进一步介绍。故本课程是按照三条主线来组织教学内容的：①课差与数据处理的基本理论与方法；②电

3、了测量的三种基本仪器（即示波器、信号发生器、电压表）的工作原理；③电子测量的基本方法，又分为电压测呈、时域测量（即时间、频率测呈）、频域测呈、数据域测呈；第一部分测屋总论及误差理论，介绍测彊的基木概念、技术方法及系统组成，误差理论和数据处理等。第二部分基本电参量测量，包括频率、电压、阻抗等第三部分时域测量，以示波器为背景介绍时域信号波形的釆集、显示及应用技术。第四部分频域测量，重点讨论频域屮的信号频谱和网络性能的测量，介绍测量激励信号源的基本工作原理。第五部分数域测呈，介绍数字系统的基本测呈原理和方法，包括数字信

4、号的产生、逻辑分析、可测性设计及数字系统测试的典型实例。第六部分测量系统集成，阐述组建测量系统的硬件平台、软件平台、总线标准、通信技术等。电子测量的意义日常生活屮处处离不开测量科学的进步和发展离不开测量，离开测彊就不会冇真正的科学。没冇望远镜就没冇夭文学，没冇显微镜就没冇细胞学，没冇指南针就没冇航海事业生产发展离不开测量，农业社会中，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长度、面积、容积和重量的测量；掌握季节和节候，出现了原始的时间测量器貝，并有了天文测量。现代化的工业生产屮，处处离不开测量例如，一个大型钢铁厂需要约2

5、万个测星点在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测彊例如，每种新设计的飞机，需要测试飞机高速飞行中受气流冲击作用下的性能，通过风洞试验测定机身、机翼的受力和振动分布情况，以验证和改进设计。测量的内涵①测呈对象：被测客体中的相应的呈值信息；测战目的：从被测对象取得一个定量的认识；②测量过程：通过实验去认识对彖的过程③测量方法：比较；A.氏接比较B.间接比较；C.需要测量仪器；④测星标准：同类已知单位。⑤测彊结果：最终能表示给测彊主体（人）广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的测量，而且还包括对更广泛的被测对彖

6、进行定性、定位的测量。例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地震源测定、卫星定位等。而测彊结果也不仅仅是由邑值和单位來表征的一维信息，还可以用二维或多维的图形、图像來显示被测对彖的屈性特征、空间分布、拓朴结构等。广义测量原理可以从信息获取过程來说明，包括•信息的感知和信息识别两个坏节。测量的基本要索被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境20世纪30年代，便开始了测虽科学与电子科学的结合，产生了电子测虽技术处理信息最有效、最成功的是电子科学技术①具有极快的速度②具有极耕细的分辨能力，很宽的作用范闱。

7、③极冇利于信息传递④极为灵活的变换技术。⑤巨人的信息处理能力电子测量的特点(1)测量频率范闱宽。被测信号的频率范闱除测量玄流外，测量交流信号的频率范闱低至10-6HZ以下，高至THz(lTHz=1012Hz)(2)量程范围宽。如数字万用表对电压测量由纳伏(nV)级至千伏(kV)级电压，虽程达12个数量级(3)测量准确度高。例如，用电子测量方法对频率和时间进行测量时，由于采用原子频标和原子秒作为基准，可以使测量准确度达到10-13〜10-14的数量级。(4)测量速度快。因为电了测量是通过电了运动和电磁波传播进行工作

8、(5)易于实现遥测(6)易于实现测吊:过程的口动化和测吊仪器智能化电子测量的内容从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术为手段而进行的测量，即以电子科技理论为依据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和非电量进行的测量。从狭义上讲，电子测量则是利用电子技术对电子学中冇关的电量所进行的测量。(1)按具体的测量对象來分类，包括下列电参数的测量①电能量的测量包括各种频率及波形下的