电子测量技术的基本概念和原理.pdfVIP

第六章: 电子测量 第一节: 电子测量的基本概念 一. 电子测量的定义: 测量是用实验方法,将被测量与所选用的作为标准的同类量进行比较, 从而确定它的量值的过程. 电子测量是以电子技术理论为依据, 以电子测量设备和仪器为手段,对 待测的电量或非电量所进行的测量. 二. 电子测量的内容: 根据本课程的任务,这里对电子测量的主要内容加以分类介绍, 以使读 者在学习测量技术之前,有一个大慨的认识. 1.关于电能量的测量:包括电流, 电压,功率等 2.关于电路参数的测量:包括电阻, 电感, 电容,阻抗,品质因子等. 3.关于电信号波形特征的测量:包括频率,周期,时间,相位等. 4. 电路性能方面的测量:包括放大倍数,衰减量,灵敏度. 5.半导体器件方面的测量:包括二极管,三极管,稳压管,场效应管等的各种参 数. 三. 电子测量的方法: 采用正确的测量方法,可以得到比较精确的测量结果,否则会出现测 量数据不准确或错误,甚至会损坏测量仪器或损坏被测组件和设备等现 象.例如用万用表的Rx 1 档测量,小功率三极管的发射结电阻时, 由芜仪表 的内阻很小,使三极管基极注入的电流过大,结果晶体管尚未使用就会在 测试过程中被损坏. 四. 测量数据的舍入规则: 1.有效数字 由于在测量中不可避免地存在误差,并且仪器的分辨能力有一定的限 制,测量数据就不可能完全准确.同时,在对测量数据进行计算时,遇到像π,e 等无理数,实际计算时也只能取近似值,因此得到的数据通常只是一个进似 值.当我们用这个数据表示一个量时,为了表示得确切,通常规定误差不得超 过末位单位数字的一半.例如末位数字是个位,则包含的误差绝对值应不大 于0.5;若末位是十位,则包含的误差绝对值应不大于5.对于这种误差不大于 末位单位数字一半的数,从它左边第一个不为零的数字起,直到 右面一个数 字止,都叫作有效数字.例如375,123.08,3.10 等,只要其中误差不大末位数字之 半.它们就都是有效数字.值得注意的是,在数据左边的零不是有效数据,而数 字中间和右面的零都是有效数字.例0.0038K Ω,左面的三个零就不是有效数 字,因为它们可以通过单位变换变为3.8.可见只有两位有效数字.此外,对于 像391000HZ 这样的数,若实际上在百位数上就包含了误差,即只有四位有效 数字,这时百分位数字上的零是有效数字,不能去掉,这时为了区别右面三个 零的不同,通常采用有效数字乘上10 的乘幂的形式,即写为3.910*10 HZ,它清 楚地表明有效数字只有四位,误差绝对值不大于50HZ. 1. 数字的舍入规则 当需要几位有效数字时,对超过几位的数字就根据舍入规则进行处 理.例如对某电压进形四次测量,每次测量值均可用四位有效数字表示.例 如四次测量值分别为U1=38.71V,U2=38.68V,U3=38.70V,U4=38.72V 时,它们 的平均值为: U=U1+U2+U3+U4/4=38.7052V 所以在小数点后第三, 四位可以根据舍入规则处理掉. 五. 误差的基本慨念 一个量值是本身所具有的直实大小,称为真值.在测量过程中,测量工 具不准确,测量手段不完善或测量工作中的疏忽等原因,都会使测量结果与 被测量的直值不同,这个差异称为误差. 1. 测量误差的表示法 测量的结果与被测量的直值的差异,称为测误差,用△x 表示, 即: △x=X-A0 (1-1) 当XA0 时,△x是正值; XA0 时,△x是负值;所以△x是有大小,正负,有单位 的数值,它的大小和符号分别表示测量值偏离真值的数值和方向. 如:一个被测电压,其真值U0 为220V,用一只电压表测量,其指示值Ux 为222V,则绝对误差: △U=UX-U0=222V-220V=+2V 这是正误差, 比真值大了2V 式(1-1) 中的A