[工学]电气测量技术-第1章.pptVIP

科汇 电 气 测 量 技 术 中国石油大学信控学院 薛永端 课前工作 任课教师：薛永端 联系方式xueyd70@126.com 办公室：工科楼A座725房间 助教：张秋凤课程基本情况： 32课时=26课时授课+6课时试验 上课时间（11-17周）4月23日-6月6日： 周一，7/8节，西廊203 周三，7/8节，西廊103 成绩：期末考试70%+平时30% 及早确定是否选修 学生联系人： 第一章 测量与测量系统的基础知识 中国石油大学信控学院 薛永端 1.1 测量 测量很重要 测量是科学技术研究的基础 俄国门捷列夫：”没有测量，就没有科学“ 英国库克：“测量是技术生命的神经系统” 什么是测量 测量：被测量和同类标准进行比较的一个实验过程。 同类标准的参与方式可以是直接的，也可以是间接的 直接参与：天平称重量之砝码、电位差计测电压之标准电池等 间接参与：电流表测电流、压力表测压力。事前和标准量校准 测量也是人们认识客观事物，并用数量概念描述客观事物，进而达到逐步掌握事物本质和解释自然规律的一种手段 测量结果的表示： X={X} ·x0， 如:1A，5V，10kg，100Ω 两部分组成：测量单位，与测量单位相适应的数字值。 测量、计量与测试 计量：实现单位统一、量值准确可靠的活动。 特点：准确性、一致性、可溯源性和法制性 体现在单位的定义、复现、对比和传递 以立法进行规约 属于测量，源于测量，而又严于一般测量 涉及整个测量领域，并按法律规定，对测量起着指导、监督、保证的作用。 计量操作对象是测量仪器 计量部门从事的测量活动 计量与测试是含义完全不同的两个概念。 测试是具有试验性质的测量，也可理解为测量和试验的综合。它具有探索、分析、研究和试验的特征. 测量的过程 测量的三要素：对象、方法、设备 测量过程包括三个阶段：准备、测量、数据处理。 准备阶段： 对测量对象的性质、特点、测量条件认真分析， 根据准确度要求选择恰当的测量方法和测量设备 拟定出测量过程及测量步骤。 了解测量设备的特性、使用方法 测量阶段： 按照已拟定出的测量过程及测量步骤进行测量 科学而严肃地记录数据。 数据处理阶段： 按照选定的测量方法及相关理论，计算出测试结果的估计值； 根据误差传递理论，对测量结果的不确定度作出合理的评定。 测量手段（1） 量具：体现计量单位的器具。 量具中一小部分可直接参与比较，如尺子、量杯等。 多数量具要用专门设备才能发挥比较的功能 如利用标准电阻器测量电阻时，需要借助于电桥。 仪器：泛指一切参与测量工作的设备。 包括各种直读仪器、非直读仪器、量具、测试信号源、电源设备以及各种辅助设备，如电压表、频率表、示波器等。 测量手段（2） 测量装置：由几台测量仪器及有关设备所组成的整体，用以完成某种测量任务。 测量系统：由若干不同用途的测量仪器及有关辅助设备所组成，用以多种参量的综合测试。 测量方法（1） 按测量结果的获得方式分：直接测量、间接测量、组合测量 直接测量法：从仪表的读数直接获取测量结果的方法。 示例：电流表测量电流、用电桥测量电阻等。 优点：测量过程简单快速，应用比较广泛。 间接测量法：由仪表的读数，按照一定的函数关系经计算而获取测量结果的方法。 示例：伏安法测电阻。 通过测量电阻两端的电压和通过的电流，根据欧姆定律算出被测阻值 测量过程复杂费时 一般应用在以下情况： 直接测量不方便； 间接测量的结果更为准确； 没有直接测量的仪表。 测量方法（2） 组合测量法：在测量两个或两个以上相关的未知数时，通过改变测量条件而获得一组含有测量读数和未知数的方程组，求解进而获取测量结果的方法。 如：电阻的温度系数测量 注意与间接测量的区别：改变测量条件，重新测量 测量方法（3） 按测量读数的获得方式分：直读测量法、比较测量法 直读测量法：从仪器仪表的指示直接获取读数。 过程简单，但准确度较低 直读法不等于直接测量。测量数据可能是中间量。 特点：作为单位的标准量具并不参与比较。 仪器预先按单位刻度进行处理，实际是与量具的间接比较 比较测量法：被测量与同类标准量比较，推算出测量读数 典型方法1：差值法（电位差计） 方法2：零值法（天平，电桥） 方法3：替代法（先被测量，再用标准量达到同样效果，曹冲称象） 特点：标准量直接参与，测量准确度高。但设备较贵，过程复杂 推广：数字测量中的三步测量、自动校零和迭代法等 测量方法（4） 按测量性质分：时域测量、频域测量、数据域测量 时域测量，也叫瞬态测量，主要是测量被测量随时间的变化规律。 示波器测量脉冲信号的上升沿、下降沿、过冲、平顶跌落、脉冲宽度等。 频域测