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1、电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第1页电子测量技术电子测量技术老师老师老师老师:陈科山陈科山陈科山陈科山电话电话电话电话:51688627,:51688627,Email:cks896sina Email:cks896sina kshchenbjtu.edu kshchenbjtu.edu 电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第2页u助教老师：丁猛助教老师：丁猛助教老师：丁猛助教老师：丁猛uu邮箱：邮箱：邮箱：邮箱：u试验室：新楼试验室：新楼试验室：新楼试验室：新楼u电话：电话：电话：电话：电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第3页 授课支配授课支配第1
2、章电子测量基本学问（2学时）第2章时域测量（示波器）（6学时）第3章模拟测量方法(电压)（4学时）第4章信号源（4学时）第5章数字测量方法(频率、时间)（4学时）第6章频域测量技术（扫描仪、频谱分析仪）（2学时）第7章非电量测量技术（2学时）课程试验四项（8学时）合计（32学时）电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第4页试验项目与支配试验项目与支配u试验一：示波器原理及应用试验一：示波器原理及应用试验一：示波器原理及应用试验一：示波器原理及应用 （1.51.5学时）学时）学时）学时）u试验二：电压表原理及应用试验二：电压表原理及应用试验二：电压表原理及应用试验二：电压表原理及应用
3、（1.51.5学时）学时）学时）学时）u试验三：虚拟信号发生器设计试验三：虚拟信号发生器设计试验三：虚拟信号发生器设计试验三：虚拟信号发生器设计 （2 2学时）学时）学时）学时）u试验四：基于微处理器的频率测量试验四：基于微处理器的频率测量试验四：基于微处理器的频率测量试验四：基于微处理器的频率测量 （3 3学时）学时）学时）学时）u试验老师：焦风川试验老师：焦风川试验老师：焦风川试验老师：焦风川 电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第5页课程考核支配课程考核支配1 1 总成果：平常占总成果：平常占总成果：平常占总成果：平常占30%30%，笔试考试占，笔试考试占，笔试考试占，笔试考
4、试占70%70%；2 2 平常成果包括有：平常成果包括有：平常成果包括有：平常成果包括有：平常上课：平常上课：平常上课：平常上课：10%10%平常作业：平常作业：平常作业：平常作业：10%10%课程试验：课程试验：课程试验：课程试验：10%10%考试形式：半开卷，考试形式：半开卷，考试形式：半开卷，考试形式：半开卷，70%70%。即强调应用，又关照基本学问。即强调应用，又关照基本学问。即强调应用，又关照基本学问。即强调应用，又关照基本学问。注：各班班长课间与我联系注：各班班长课间与我联系注：各班班长课间与我联系注：各班班长课间与我联系电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第6页调课支
5、配调课支配u由于受学校支配，本人到西安铁路局进行挂职熬由于受学校支配，本人到西安铁路局进行挂职熬由于受学校支配，本人到西安铁路局进行挂职熬由于受学校支配，本人到西安铁路局进行挂职熬炼半年，本科须要调课，支配如下：炼半年，本科须要调课，支配如下：炼半年，本科须要调课，支配如下：炼半年，本科须要调课，支配如下：u（1 1）本周四的课按课程表照上；）本周四的课按课程表照上；）本周四的课按课程表照上；）本周四的课按课程表照上；u（2 2）从其次周起先，周一和周四的课停上，调）从其次周起先，周一和周四的课停上，调）从其次周起先，周一和周四的课停上，调）从其次周起先，周一和周四的课停上，调到每周的周六下午
6、到每周的周六下午到每周的周六下午到每周的周六下午2:006:002:006:00上课，试验课除外；上课，试验课除外；上课，试验课除外；上课，试验课除外；u（3 3）试验课支配在对应周的周一和周四上课，）试验课支配在对应周的周一和周四上课，）试验课支配在对应周的周一和周四上课，）试验课支配在对应周的周一和周四上课，试验课的分组与具体试验时间支配，各班班长与试验课的分组与具体试验时间支配，各班班长与试验课的分组与具体试验时间支配，各班班长与试验课的分组与具体试验时间支配，各班班长与负责试验的郭老师协调。负责试验的郭老师协调。负责试验的郭老师协调。负责试验的郭老师协调。u（4 4）本课程由我和齐红元
7、副教授共同完成。）本课程由我和齐红元副教授共同完成。）本课程由我和齐红元副教授共同完成。）本课程由我和齐红元副教授共同完成。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第7页参考书参考书u林占江林占江林占江林占江 编著编著编著编著.电子测量技术电子测量技术电子测量技术电子测量技术(第第第第2 2版版版版).).电子电子电子电子工业出版社工业出版社工业出版社工业出版社.2007.4.2007.4u秦云秦云秦云秦云 主编主编主编主编.电子测量技术电子测量技术电子测量技术电子测量技术.西安电子科技高西安电子科技高西安电子科技高西安电子科技高校出版社校出版社校出版社校出版社.2008.4.2008
8、.4u蒋焕文蒋焕文蒋焕文蒋焕文 孙续孙续孙续孙续 编著编著编著编著.电子测量电子测量电子测量电子测量(第第第第3 3版版版版).).中国中国中国中国计量出版社计量出版社计量出版社计量出版社.2008.2.2008.2电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第8页第第1章章 电子测量基本学电子测量基本学问问 内容提要：本章主要介绍学习本课程必备的基本学问。本章内容主要有：测量的基本概念；电子测量的内容、特点和基本方法；测量误差的来源、分类和表示方法；有效数字的概念和测量结果的处理；电子测量仪器有关学问。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第9页1.1 1.1 测量的基本概念测
9、量的基本概念u1.1.1 1.1.1 1.1.1 1.1.1 测量的意义测量的意义测量的意义测量的意义 u日常生活中到处离不开测量日常生活中到处离不开测量日常生活中到处离不开测量日常生活中到处离不开测量u科学的进步和发展离不开测量，科学的进步和发展离不开测量，科学的进步和发展离不开测量，科学的进步和发展离不开测量，u 离开测量就不会有真正的科学。离开测量就不会有真正的科学。离开测量就不会有真正的科学。离开测量就不会有真正的科学。u u 没有望远镜就没有没有望远镜就没有天文学，没有显微天文学，没有显微镜就没有细胞学，镜就没有细胞学，没有指南针就没有没有指南针就没有航海事业航海事业 电子测量原理电
10、子测量原理电子测量原理电子测量原理第10页 1.1.1 1.1.1 测量的意义测量的意义（续）（续）（续）（续）生产发展离不开测量生产发展离不开测量生产发展离不开测量生产发展离不开测量 农业社会中，须要丈量土地、衡量谷物，就产生了长农业社会中，须要丈量土地、衡量谷物，就产生了长农业社会中，须要丈量土地、衡量谷物，就产生了长农业社会中，须要丈量土地、衡量谷物，就产生了长度、面积、容积和重量的测量；驾驭季节和节候，出度、面积、容积和重量的测量；驾驭季节和节候，出度、面积、容积和重量的测量；驾驭季节和节候，出度、面积、容积和重量的测量；驾驭季节和节候，出现了原始的时间测量器具，并有了天文测量。现了原
11、始的时间测量器具，并有了天文测量。现了原始的时间测量器具，并有了天文测量。现了原始的时间测量器具，并有了天文测量。现代化的工业生产中，到处离不开测量现代化的工业生产中，到处离不开测量现代化的工业生产中，到处离不开测量现代化的工业生产中，到处离不开测量 例如，一个大型钢铁厂须要约例如，一个大型钢铁厂须要约例如，一个大型钢铁厂须要约例如，一个大型钢铁厂须要约2 2 2 2万个测量点万个测量点万个测量点万个测量点在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量例如，每种新设
12、计的飞机，须要测试飞机高速飞行中例如，每种新设计的飞机，须要测试飞机高速飞行中例如，每种新设计的飞机，须要测试飞机高速飞行中例如，每种新设计的飞机，须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、受气流冲击作用下的性能，通过风洞试验测定机身、受气流冲击作用下的性能，通过风洞试验测定机身、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状况，以验证和改进设计。机翼的受力和振动分布状况，以验证和改进设计。机翼的受力和振动分布状况，以验证和改进设计。机翼的受力和振动分布状况，以验证和改进设计。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第11页1.1.2 1
13、.1.2 测量的定义测量的定义 uu1.1.1.1.狭义测量的定义狭义测量的定义狭义测量的定义狭义测量的定义uu测量是为了确定被测对象的量值而进行的试验过程。测量是为了确定被测对象的量值而进行的试验过程。测量是为了确定被测对象的量值而进行的试验过程。测量是为了确定被测对象的量值而进行的试验过程。uu在在在在测测测测量量量量过过过过程程程程中中中中，人人人人们们们们借借借借助助助助特特特特地地地地的的的的设设设设备备备备，把把把把被被被被测测测测对对对对象象象象干干干干脆脆脆脆或或或或间间间间接接接接地地地地与与与与同同同同类类类类已已已已知知知知单单单单位位位位进进进进行行行行比比比比较较较较
14、，取取取取得得得得用用用用数数数数值值值值和和和和单单单单位位位位共共共共同同同同表表表表示示示示的的的的测测测测量量量量结结结结果果果果。测量结果测量数值测量结果测量数值.测量单位，测量单位，即：即：电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第12页1.1.2 1.1.2 测量的基本概念测量的基本概念（续）（续）（续）（续）u测量的内涵测量的内涵测量的内涵测量的内涵 u测量对象：被测客体中的相应的量值信息；测量对象：被测客体中的相应的量值信息；测量对象：被测客体中的相应的量值信息；测量对象：被测客体中的相应的量值信息；u测量目的：从被测对象取得一个定量的相识；测量目的：从被测对象取得一
15、个定量的相识；测量目的：从被测对象取得一个定量的相识；测量目的：从被测对象取得一个定量的相识；u测量过程测量过程测量过程测量过程:通过试验去相识对象的过程通过试验去相识对象的过程通过试验去相识对象的过程通过试验去相识对象的过程u测量方法：比较；测量方法：比较；测量方法：比较；测量方法：比较；uA.A.A.A.干脆比较干脆比较干脆比较干脆比较 B.B.B.B.间接比较；间接比较；间接比较；间接比较；C.C.C.C.须要测量仪器；须要测量仪器；须要测量仪器；须要测量仪器；u测量标准：同类已知单位。测量标准：同类已知单位。测量标准：同类已知单位。测量标准：同类已知单位。u测量结果：最终能表示给测量主
16、体（人）测量结果：最终能表示给测量主体（人）测量结果：最终能表示给测量主体（人）测量结果：最终能表示给测量主体（人）电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第13页1.1.2 1.1.2 测量的定义测量的定义（续）（续）（续）（续）被测物体的重量等于标被测物体的重量等于标准砝码的重量准砝码的重量被被测测物物体体的的重重量量从从度度盘盘上上读读数数，因因为为，弹弹簧簧秤秤度度盘盘上上的刻度是事先与标准量进行比较的结果。的刻度是事先与标准量进行比较的结果。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第14页1.1.2 1.1.2 测量的定义测量的定义（续）（续）（续）（续）u2.2.2
17、.2.广义测量的定义广义测量的定义广义测量的定义广义测量的定义u广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的广义地讲，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象进行定性、测量，而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、测量，而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、测量，而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的测量。定位的测量。定位的测量。定位的测量。u例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、例如故障诊
18、断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地震源测定、卫星定位等。地震源测定、卫星定位等。地震源测定、卫星定位等。地震源测定、卫星定位等。u而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一维信息，还可以用二维或多维的图形、图像来显维信息，还可以用二维或多维的图形、图像来显维信息，还可以用二维或多维的图形、图像来显维信息，还可以用二维或多维的图形、图像来显示被测对象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。示被测对象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。示被测对象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。
19、示被测对象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。u广义测量原理可以从信息获得过程来说明，包括广义测量原理可以从信息获得过程来说明，包括广义测量原理可以从信息获得过程来说明，包括广义测量原理可以从信息获得过程来说明，包括信息的感知和信息识别两个环节。信息的感知和信息识别两个环节。信息的感知和信息识别两个环节。信息的感知和信息识别两个环节。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第15页1.1.3 1.1.3 测量的基本要素测量的基本要素u1.1.测量的基本要素测量的基本要素被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和
20、被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境测量环境测量环境测量环境 电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第16页1.1.3 1.1.3 测量的基本要素测量的基本要素（续）（续）（续）（续）电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第17页1.1.3 1.1.3 测量的基本要素测量的基本要素（续）（续）（续）（续）u2.2.2.2.测量过程测量过程测量过程测量过程基本要素之间的互动关系基本要素之间的互动关系基本要素之间的互动关系基本要素之间的互动关系u论证阶段论证阶段论证阶段论证阶段:u 测测测测量量量量的的的的主主主主体体体体（测测测测量量量量人人人人员员员员）依依依依
21、据据据据测测测测试试试试任任任任务务务务的的的的要要要要求求求求、被被被被测测测测对对对对象象象象的的的的特特特特点点点点、属属属属性性性性，及及及及现现现现有有有有仪仪仪仪器器器器设设设设备备备备状状状状况况况况，拟定合理的测试方案。拟定合理的测试方案。拟定合理的测试方案。拟定合理的测试方案。u 设计阶段设计阶段设计阶段设计阶段u*选择测试仪器，组建测试系统。选择测试仪器，组建测试系统。选择测试仪器，组建测试系统。选择测试仪器，组建测试系统。u*制制制制定定定定出出出出测测测测试试试试策策策策略略略略（测测测测量量量量算算算算法法法法）和和和和操操操操作作作作步步步步骤骤骤骤（测测测测试程序
22、）试程序）试程序）试程序）u实施阶段实施阶段实施阶段实施阶段u*对对对对仪仪仪仪器器器器和和和和系系系系统统统统实实实实施施施施测测测测试试试试操操操操作作作作（发发发发限限限限制制制制吩吩吩吩咐咐咐咐），依据逻辑和时序完成测量过程，取得测量数据依据逻辑和时序完成测量过程，取得测量数据依据逻辑和时序完成测量过程，取得测量数据依据逻辑和时序完成测量过程，取得测量数据;u*分析测量误差并显示测量出结果。分析测量误差并显示测量出结果。分析测量误差并显示测量出结果。分析测量误差并显示测量出结果。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第18页1.1.3 1.1.3 测量的基本要素测量的基本要素
23、（续）（续）（续）（续）电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第19页1.1.3 1.1.3 测量的基本要素测量的基本要素（续）（续）（续）（续）uu3.3.3.3.被测对象被测对象被测对象被测对象信息信息信息信息uu广广广广义义义义的的的的测测测测量量量量是是是是信信信信息息息息的的的的获获获获得得得得，信信信信息息息息反反反反映映映映了了了了事事事事物物物物的的的的运运运运动动动动的的的的状状状状态态态态及及及及其变更方式。信息又可分为自然信息和社会信息两大类。其变更方式。信息又可分为自然信息和社会信息两大类。其变更方式。信息又可分为自然信息和社会信息两大类。其变更方式。信息又可
24、分为自然信息和社会信息两大类。uu4.4.4.4.测量仪器系统测量仪器系统测量仪器系统测量仪器系统量具和仪器量具和仪器量具和仪器量具和仪器uu测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等uu5.5.5.5.测量的主体测量的主体测量的主体测量的主体测量人员测量人员测量人员测量人员uu手动：由测量主体（测量人员）干脆参与完成手动：由测量主体（测量人员）干脆参与完成手动：由测量主体（测量人员）干脆参与完成手动：由测量主体（测量人员）干脆参与完成uu自自自
25、自动动动动：测测测测量量量量主主主主体体体体交交交交给给给给智智智智能能能能设设设设备备备备（计计计计算算算算机机机机等等等等）完完完完成成成成，但但但但测测测测量量量量策策策策略、软件算法、程序编写需由测量人员事先设计好。略、软件算法、程序编写需由测量人员事先设计好。略、软件算法、程序编写需由测量人员事先设计好。略、软件算法、程序编写需由测量人员事先设计好。uu6.6.6.6.测试技术测试技术测试技术测试技术uu测量中所接受的原理、方法和技术措施，总称为测试技术。测量中所接受的原理、方法和技术措施，总称为测试技术。测量中所接受的原理、方法和技术措施，总称为测试技术。测量中所接受的原理、方法和
26、技术措施，总称为测试技术。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第20页1.1.3 1.1.3 测量的基本要素测量的基本要素（续）（续）（续）（续）u7.7.7.7.测量环境测量环境测量环境测量环境u测测测测量量量量环环环环境境境境是是是是指指指指测测测测量量量量过过过过程程程程中中中中人人人人员员员员、对对对对象象象象和和和和仪仪仪仪器器器器系系系系统统统统所处空间的一切物理和化学条件的总和。所处空间的一切物理和化学条件的总和。所处空间的一切物理和化学条件的总和。所处空间的一切物理和化学条件的总和。u测测测测量量量量环环环环境境境境包包包包括括括括温温温温度度度度、湿湿湿湿度度度度
27、、力力力力场场场场、电电电电磁磁磁磁场场场场、辐辐辐辐射射射射、化化化化学学学学气气气气雾雾雾雾和和和和粉粉粉粉尘尘尘尘，霉霉霉霉菌菌菌菌以以以以及及及及有有有有关关关关电电电电磁磁磁磁量量量量（工工工工作作作作电电电电压压压压、源源源源阻阻阻阻抗抗抗抗、负负负负载载载载阻阻阻阻抗抗抗抗、地地地地磁磁磁磁场场场场、雷雷雷雷电电电电等等等等）的的的的数数数数值、范围及其变更。值、范围及其变更。值、范围及其变更。值、范围及其变更。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第21页1.1.3 1.1.3 测量的基本要素测量的基本要素（续）（续）（续）（续）uu环境对测量的影响环境对测量的影响环
28、境对测量的影响环境对测量的影响uuA.A.A.A.环环环环境境境境对对对对被被被被测测测测对对对对象象象象的的的的影影影影响响响响：某某某某些些些些被被被被测测测测对对对对象象象象客客客客体体体体（如如如如器器器器件件件件、电电电电路路路路或或或或系系系系统统统统）的的的的性性性性能能能能特特特特性性性性对对对对环环环环境境境境变变变变更更更更较较较较为为为为敏敏敏敏感感感感或或或或特特特特别别别别敏敏敏敏感感感感，因因因因此此此此，原原原原则则则则上上上上测测测测量量量量应应应应在在在在被被被被测测测测对对对对象象象象的的的的正正正正常常常常或或或或额额额额定定定定工工工工作作作作条条条条件
29、件件件下下下下进行。进行。进行。进行。uuB.B.B.B.环环环环境境境境对对对对仪仪仪仪器器器器系系系系统统统统的的的的影影影影响响响响：环环环环境境境境可可可可能能能能干干干干脆脆脆脆或或或或间间间间接接接接地地地地影影影影响响响响到到到到仪仪仪仪器器器器系系系系统统统统本本本本身身身身的的的的某某某某个个个个工工工工作作作作特特特特性性性性，进进进进而而而而影影影影响响响响测测测测量量量量结结结结果果果果，造造造造成成成成测测测测量量量量误误误误差差差差。特特特特殊殊殊殊是是是是某某某某些些些些测测测测量量量量器器器器具具具具的的的的量量量量程程程程广广广广、频频频频段段段段宽宽宽宽，而
30、而而而内内内内部部部部的的的的元元元元器器器器件件件件数数数数目目目目甚甚甚甚多多多多，且且且且对对对对外外外外界界界界影影影影响响响响相相相相当当当当敏敏敏敏感感感感，错错错错综综综综困困困困难难难难的影响量所产生的不良效应有时会成为测量的严峻问题。的影响量所产生的不良效应有时会成为测量的严峻问题。的影响量所产生的不良效应有时会成为测量的严峻问题。的影响量所产生的不良效应有时会成为测量的严峻问题。uuC.C.C.C.环环环环境境境境对对对对测测测测量量量量人人人人员员员员的的的的影影影影响响响响：高高高高温温温温、寒寒寒寒冷冷冷冷、潮潮潮潮湿湿湿湿、闷闷闷闷气气气气、嘈嘈嘈嘈杂杂杂杂、照照照
31、照明明明明不不不不适适适适当当当当等等等等不不不不良良良良工工工工作作作作环环环环境境境境，会会会会对对对对测测测测量量量量人人人人员员员员的的的的身身身身心心心心产产产产生不良影响，从而引起不同程度的人身误差乃至差错。生不良影响，从而引起不同程度的人身误差乃至差错。生不良影响，从而引起不同程度的人身误差乃至差错。生不良影响，从而引起不同程度的人身误差乃至差错。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第22页1.1.3 1.1.3 测量的基本要素测量的基本要素（续）（续）（续）（续）u应应应应实实实实行行行行适适适适当当当当的的的的限限限限制制制制措措措措施施施施，尽尽尽尽量量量量削削
32、削削减减减减由由由由于于于于环环环环境境境境影影影影响而产生的误差。响而产生的误差。响而产生的误差。响而产生的误差。u恒温、恒湿、稳压和防震。恒温、恒湿、稳压和防震。恒温、恒湿、稳压和防震。恒温、恒湿、稳压和防震。u抗抗抗抗干干干干扰扰扰扰、防防防防噪噪噪噪声声声声的的的的措措措措施施施施，如如如如接接接接地地地地、屏屏屏屏蔽蔽蔽蔽、隔隔隔隔离离离离、滤波等。滤波等。滤波等。滤波等。u仪器应能尽量适应恶劣环境和大范围变更环境。仪器应能尽量适应恶劣环境和大范围变更环境。仪器应能尽量适应恶劣环境和大范围变更环境。仪器应能尽量适应恶劣环境和大范围变更环境。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量
33、原理第23页1.1.3 1.1.3 测量的基本要素测量的基本要素（续）（续）（续）（续）u仪器以工作环境条件的不同要求分为三组：仪器以工作环境条件的不同要求分为三组：仪器以工作环境条件的不同要求分为三组：仪器以工作环境条件的不同要求分为三组：uI I I I组组组组：良良良良好好好好的的的的环环环环境境境境条条条条件件件件，温温温温度度度度+10+10+10+10+35oC+35oC+35oC+35oC，相相相相对对对对湿湿湿湿度度度度80%80%80%80%（在（在（在（在35oC35oC35oC35oC上），只允许有稍微的振动。上），只允许有稍微的振动。上），只允许有稍微的振动。上），只允
34、许有稍微的振动。uIIIIIIII组组组组：一一一一般般般般的的的的环环环环境境境境条条条条件件件件，温温温温度度度度10101010+40oC+40oC+40oC+40oC，相相相相对对对对湿度湿度湿度湿度80%80%80%80%（在（在（在（在40oC40oC40oC40oC上），允许一般的振动和冲击。上），允许一般的振动和冲击。上），允许一般的振动和冲击。上），允许一般的振动和冲击。uIIIIIIIIIIII组组组组：恶恶恶恶劣劣劣劣的的的的环环环环境境境境条条条条件件件件，温温温温度度度度40404040+55oC+55oC+55oC+55oC，相相相相对对对对湿湿湿湿度度度度90%9
35、0%90%90%（在在在在35oC35oC35oC35oC上上上上），允允允允许许许许常常常常见见见见的的的的搬搬搬搬动动动动和和和和运运运运输输输输中受到较大的冲击和振动。中受到较大的冲击和振动。中受到较大的冲击和振动。中受到较大的冲击和振动。uI I I I组组组组高精度计量用仪器高精度计量用仪器高精度计量用仪器高精度计量用仪器uIIIIIIII组组组组通用仪器通用仪器通用仪器通用仪器uIIIIIIIIIIII组组组组野外、机载等仪器野外、机载等仪器野外、机载等仪器野外、机载等仪器电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第24页 1.2 电子测量的内容和特点电子测量的内容和特点电子
36、测量：即以电子技术为手段的测量。它是衡量一个国家科学技术发展的标记。内容：电能量的测量：如I、U、P等的测量；电路、元器件参数的测量：如R、L、C、Q、D等；电信号特性的测量：如f、T、波形、时间等；电路性能的测量：如放大倍数、衰减量、灵敏度等；特性曲线的测量：如幅频特性、相频特性等。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第25页特点：特点：1.测量频率范围宽；2.仪器量程宽；3.测量精确度高；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仪器微机化。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第26页 1.3电子测量方法的分类电子测量方法的分类一、按测量方式分类
37、一、按测量方式分类1、干脆测量：干脆测量是指用已标定的仪器，干脆地、干脆测量：干脆测量是指用已标定的仪器，干脆地测量出某一待测未知量的量值的方法，例如用电压表干测量出某一待测未知量的量值的方法，例如用电压表干脆测量电压。脆测量电压。2、间接测量：测量某未知量y，必需先对与未知待测量y有准确函数关系的其他变量x（或n个变量）进行干脆测量，然后再通过函数计算出待测量y，称为间接测量。如：电功率P的测量。3、组合测量：如有若干个待求量，把这些待求量用不同方式组合（或变更测量条件来获得这种不同的组合）进行测量（干脆或间接），并把测量值与待求量之间的函数关系列成方程组,只要方程式的数量大于待求量的个数,
38、可以求出各待求量的数值，这种方法叫组合测量或联立测量。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第27页二、按被测信号性质分类二、按被测信号性质分类二、按被测信号性质分类二、按被测信号性质分类1、时域测量：测量被测量对象在不同时刻的特性，这时把被测量对象看成时间的函数；2、频域测量：测量被测量对象在不同频率时的特性，这时把被测量对象看成频率的函数；3、数据域测量：又称数字测量技术，是对数字系统逻辑特性的测量。4、随机测量：随机测试技术是相识含有不确定性的事物的重要手段。最普遍存在、最有用的随机信号是各类噪声。所以随机测量技术又称为噪声测试技术。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量
39、原理第28页 1.4 测量误差的基本概念测量误差的基本概念 1.4.1 1.4.1 1.4.1 1.4.1 测量误差的定义测量误差的定义测量误差的定义测量误差的定义 1 1 1 1、真值（、真值（、真值（、真值（A0A0A0A0）:在确定的时间和空间环境条件下，被测量本身在确定的时间和空间环境条件下，被测量本身在确定的时间和空间环境条件下，被测量本身在确定的时间和空间环境条件下，被测量本身所具有的真实数值。（实际中不行知）所具有的真实数值。（实际中不行知）所具有的真实数值。（实际中不行知）所具有的真实数值。（实际中不行知）2 2 2 2、实际值（、实际值（、实际值（、实际值（A A A A）：
40、依据测量误差的要求，用高一级或数级的标）：依据测量误差的要求，用高一级或数级的标）：依据测量误差的要求，用高一级或数级的标）：依据测量误差的要求，用高一级或数级的标准仪器或计量器具测量所得之值。（实际应用中可代替真值）准仪器或计量器具测量所得之值。（实际应用中可代替真值）准仪器或计量器具测量所得之值。（实际应用中可代替真值）准仪器或计量器具测量所得之值。（实际应用中可代替真值）例：微安电流表相比毫安电流表就是高一级测量仪器。例：微安电流表相比毫安电流表就是高一级测量仪器。例：微安电流表相比毫安电流表就是高一级测量仪器。例：微安电流表相比毫安电流表就是高一级测量仪器。3 3 3 3、示值（、示值
41、（、示值（、示值（X X X X）：被测量的量值。）：被测量的量值。）：被测量的量值。）：被测量的量值。读数：从仪器刻度盘、显示器等读数装置上干脆读来的数字。读数：从仪器刻度盘、显示器等读数装置上干脆读来的数字。读数：从仪器刻度盘、显示器等读数装置上干脆读来的数字。读数：从仪器刻度盘、显示器等读数装置上干脆读来的数字。例：用一电流表测量某电流值，量程选择例：用一电流表测量某电流值，量程选择例：用一电流表测量某电流值，量程选择例：用一电流表测量某电流值，量程选择10mA10mA10mA10mA档。刻度盘档。刻度盘档。刻度盘档。刻度盘指示如下图所示：指示如下图所示：指示如下图所示：指示如下图所示：
42、其读数为：其读数为：其读数为：其读数为：8 8 8 8；示值为：示值为：示值为：示值为：8mA8mA8mA8mA4 4 4 4、标称值：被测量上标示的数值。、标称值：被测量上标示的数值。、标称值：被测量上标示的数值。、标称值：被测量上标示的数值。例：电阻器的色环标示其阻值；例：电阻器的色环标示其阻值；例：电阻器的色环标示其阻值；例：电阻器的色环标示其阻值；0108电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第29页1.4.2 1.4.2 测量误差的表示方法测量误差的表示方法测量误差的表示方法测量误差的表示方法 式中的真值A0是一个志向概念，无法得到，实际应用中通常用实际值A来代替真值A0。
43、实际值也称为约定真值。测量误差有确定误差和相对误差两种表示方法。1确定误差1）定义：由测量所得到的被测量值x与其真值A0之差，称为确定误差，即特点：确定误差既有大小，又有符号和量纲。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第30页2 2 2 2）修正值）修正值）修正值）修正值 与确定误差的确定值大小相等，但符号相反的量值，称为修正值，用C表示为 C=Ax=x 测量仪器的修正值可以通过上一级标准的检定给出，修正值可以是数值表格、曲线或函数表达式等形式。在日常测量中，利用其仪器的修正值C和该已检仪器的示值，可求得被测量的实际值 A=xC。例：某台电流表的修正值由以下表格给出，求示值分别为0
44、.4mA和0.8mA时的实际值各为多少？X/mA0.02-0.04C/mA00.40.8解：A1=X1+C1=0.4+0.02=0.42mA;A2=X2+C2=0.8-0.04=0.76mA电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第31页2 2、相对误差、相对误差、相对误差、相对误差意义：相对误差可以更精确地说明测量的精确度。意义：相对误差可以更精确地说明测量的精确度。意义：相对误差可以更精确地说明测量的精确度。意义：相对误差可以更精确地说明测量的精确度。例：测量两个频率值：例：测量两个频率值：例：测量两个频率值：例：测量两个频率值：f 1=1000Hzf 1=1000Hz，f 2=1
45、00000Hz,f 2=100000Hz,得得得得确定误差分别为确定误差分别为确定误差分别为确定误差分别为 f 1=1Hz f 1=1Hz，f 2=10Hz f 2=10Hz，问那次，问那次，问那次，问那次测量的精确度更高？测量的精确度更高？测量的精确度更高？测量的精确度更高？解：比较确定误差可得：解：比较确定误差可得：解：比较确定误差可得：解：比较确定误差可得：f 1 f 1 f 2 f 2，第一次测量误，第一次测量误，第一次测量误，第一次测量误差较小；差较小；差较小；差较小；但：但：但：但：可见：其次次的误差与实际值相比所占比例比第一次可见：其次次的误差与实际值相比所占比例比第一次可见：其
46、次次的误差与实际值相比所占比例比第一次可见：其次次的误差与实际值相比所占比例比第一次的小，其次的小，其次的小，其次的小，其次 次的测量精确度高些。次的测量精确度高些。次的测量精确度高些。次的测量精确度高些。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第32页确定误差与被测量的真值之比，称为相对误差，用表示。分类：1)相对真误差:特点：只有大小和符号，没有单位。真值是不能准确得到的，通常用实际值A代替真值来表示相对误差2)实际相对误差误差较小、要求不太严格的场合，也可以用测量值X代替实际值A3)示值相对误差电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第33页实际中，也常用测量仪器在一个量
47、程范围内出现的最大确定误差xm与该量程的满刻度值（该量程的上限值与下限值之差）Xm之比来表示的相对误差。4）满度相对误差（引用相对误差）由上式可知，通过满度误差事实上给出了仪表各量程内确定误差的最大值。电工仪表就是按引用误差m之值进行分级的。我国电工仪表共分七级：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5及5.0。假如仪表为S级，则说明该仪表的最大引用误差不超过S%。因此，在运用这类仪表测量时，应选择适当的量程，使示值尽可能接近于满度值，指针最好能偏转在不小于满度值2/3以上的区域。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第34页5 5）相对误差的对数表达形式）相对误差的对数表达形
48、式）相对误差的对数表达形式）相对误差的对数表达形式电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第35页例例1：鉴定一个鉴定一个1.5及及100mA的电流表，发觉的电流表，发觉在在50mA处的误差最大，为处的误差最大，为1.4mA,其它刻其它刻度处的误差均小于度处的误差均小于1.4mA,问这块电流表是问这块电流表是否合格？否合格？解：解：所以：该电流表合格。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第36页例例2：某待测电流约为100mA，现有0.5级量程为400mA和1.5级量程为100mA的两个电流表，问用哪一个电流表测量较好？解：用400mA、0.5级电流表，可求得测量的最大误差
49、和相对误差为:用100mA、1.5级电流表，可求得测量的最大误差和相对误差为:可见.应选1.5级100mA电流表。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第37页1.4.3 1.4.3 测量误差的来源测量误差的来源测量误差的来源测量误差的来源1、仪器误差：由于测量仪器及其附件的设计、制造、检定等不完善，以及仪器运用过程中老化、磨损、疲惫等因素而使仪器带有的误差。2、影响误差：由于各种环境因素（温度、湿度、振动、电源电压、电磁场等）与测量要求的条件不一样而引起的误差。3、理论误差和方法误差：由于测量原理、近似公式、测量方法不合理而造成的误差。4、人身误差：由于测量人员感官的辨别实力、反应
50、速度、视觉疲惫、固有习惯、缺乏责任心等缘由，而在测量中运用操作不当、现象推断出错或数据读取疏失等而引起的误差。电子测量原理电子测量原理电子测量原理电子测量原理第38页1.4.4 1.4.4 测量误差的分类测量误差的分类测量误差的分类测量误差的分类 1、系统误差：系统误差的定义：在同一测量条件下，多次测量重复同一量时，测量误差的确定值和符号都保持不变，或在测量条件变更时按确定规律变更的误差，称为系统误差。2、随机误差：随机误差的定义：在同一测量条件下（指在测量环境、测量人员、测量技术和测量仪器都相同的条件下），多次重复测量同一量值时（等精度测量），每次测量误差的确定值和符号都以不行预知的方式变更