《电子测量技术(张永瑞第三版)》第1章基本概念.pptVIP

　　　　　1.1 测量与电子测量1.1.1 测量　　测量是通过实验方法对客观事物取得数量信息的过程。人们通过对客观事物的大量观察和测量形成定性和定量的认识，归纳总结，建立起各种定理和定律，而后又通过测量来验证这些认识、定理和定律是否符合实际情况，经过如此反复实践，逐步认识事物的客观规律，并用以解释和改造世界。因此可以说，测量是人类认识和改造世界的一种不可或缺的手段。 1.1.2 电子测量　　电子测量是以电子技术理论为依据、以电子测量仪器为手段，对电量和非电量进行测量的一种测量技术。在对非电量进行测量时，先通过各种传感器将非电量转换为电量，然后再实现对非电量的测量。 　　　1.2 电子测量的内容和特点1.2.1 电子测量的内容　　1. 电能量测量　　电能量测量包括对各种频率、波形下的电压、电流、功率等的测量。　　2. 电信号特性测量　　电信号特性测量可分为时域、频域和数据域特性测量，具体包括对波形、频率、周期、相位、失真度、调幅度、调频指数、群迟延、信号带宽以及数字信号的逻辑状态等的测量。 　　3. 电路元件参数测量　　电路元件参数测量包括对电阻、电感、电容、阻抗、品质因数及电子器件参数等的测量。　　4. 电子设备的性能测量　　电子设备的性能测量包括对增益、衰减、灵敏度、频率特性、噪声指数等的测量。 图1.1-1 自动过程控制系统中非电量的测量 1.2.2 电子测量的特点　　(1) 测量频率范围宽。　　(2) 测量量程宽。　　(3) 测量准确度高低相差悬殊。　　(4) 测量速度快。　　(5) 可以进行遥测。　　(6) 易于实现测试智能化和测试自动化。　　(7) 影响因素众多，误差处理复杂。 　　　　1.3 电子测量方法的分类　　1. 测量方法的分类　　测量方法的分类形式有多种，下面介绍几种常见的分类方法。　　1) 按测量过程分类　　(1) 直接测量。直接测量是指直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法，比如用电压表测量晶体管的工作电压，用欧姆表测量电阻阻值，用计数式频率计测量频率等。 　　(2) 间接测量。　　间接测量是利用直接测量的量与被测量之间的函数关系(可以是公式、曲线或表格等)间接得到被测量量值的测量方法。 　　(3) 组合测量。当某项测量结果需用多个未知参数表达时，可通过改变测量条件进行多次测量，根据测量量与未知参数间的函数关系列出方程组并求解，进而得到未知量，这种测量方法称为组合测量。一个典型的例子是电阻器的温度系数的测量。已知电阻器阻值Rt与温度t间满足关系：　　　　　Rt=R20+α(t－20)+β(t－20)2　　　　 (1.3-1) 式中，R20为t=20℃时的电阻值，一般为已知量；α、β为电阻的温度系数；t为环境温度。为了获得α、β值，可以在两个不同的温度t1、t2(t1、t2可由温度计直接测得)下测得相应的两个电阻值Rt1、Rt2，代入式(1.3-1)得到联立方程：  (1.3-2) 　　2) 按测量方式分类　　(1) 偏差式测量法。在测量过程中，用仪器仪表指针的位移(偏差)表示被测量大小的测量方法称为偏差式测量法，例如使用万用表测量电压、电流等。 　　(2) 零位式测量法。零位式测量法又称作零示法或平衡式测量法。测量时将被测量与标准量相比较(因此也把这种方法称作比较测量法)，用指零仪表(零示器)指示被测量与标准量相等(平衡)，从而获得被测量。利用惠斯登电桥测量电阻(或电容、电感)是这种方法的一个典型例子，如图1.3-1所示。 图1.3-1 利用惠斯登电桥测量电阻示意图 　　当电桥平衡时，可以得到： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (1.3-3) 通常是先大致调整比率R1/R2，再调整标准电阻R4，直至电桥平衡，充当零示器的检流计PA指示为零，此时即可根据式(1.3-3)由比率和R4值得到被测电阻Rx值。 　　(3) 微差式测量法。偏差式测量法和零位式测量法相结合，构成微差式测量法。该法通过测量待测量与标准量之差(通常该差值很小)来得到待测量的值，如图1.3-2所示。 图1.3-2 微差式测量法示意图 图1.3-3 用微差式测量法测量直流稳压电源的稳定度 　　3) 按被测量的性质分类　　如果按被测量的性质，测量还可以作如下分类。　　(1) 时域测量。　　(2) 频域测量。　　(3) 数据域测量。　　(4) 随机测量。 　　2. 测量方法的选择原则　　在选择测量方法时，要综合考