电子测量第一章第三节.pptVIP

第1章电子测量的基本概念第1章电子测量的基本概念电子测量第一章第三节第1页，共21页，星期日，2025年，2月5日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。直接测量的特点是不需要对被测量与其他实测的量进行函数关系的辅助运算，因此测量过程简单、迅速，是工程测量中广泛应用的测量方法。第2页，共21页，星期日，2025年，2月5日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。例如需要测量电阻R上消耗的直流功率P，可以通过直接测量电压U、电流I，而后根据函数关系P=UI，经过计算，“间接”获得功耗P。间接测量费时、费事，常在下列情况下使用：直接测量不方便，或间接测量的结果较直接测量更为准确，或缺少直接测量仪器等。第3页，共21页，星期日，2025年，2月5日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称为电阻的温度系数；t为环境温度。第4页，共21页，星期日，2025年，2月5日为了获得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：Rt1=R20+α(t1－20)+β(t1－20)2Rt2=R20+α(t2－20)+β(t2－20)2(1.3-2)求解联立方程(1.3-2)，就可以得到α、β值。如果R20也未知，则显然可在三个不同的温度下分别测得Rt1、Rt2、Rt3，列出由三个方程构成的方程组并求解，进而得到R20、α、β。第5页，共21页，星期日，2025年，2月5日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。由于从仪表刻度上直接读取被测量，包括大小和单位，因此这种方法也叫直读法。用这种方法测量时，作为计量标准的实物并不装在仪表内直接参与测量，而是事先用标准量具对仪表读数、刻度进行校准，实际测量时根据指针偏转大小确定被测量量值。第6页，共21页，星期日，2025年，2月5日2)零位式测量法零位式测量法又称做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做比较测量法)，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。第7页，共21页，星期日，2025年，2月5日图1.3-1利用惠斯登电桥测量电阻示意图第8页，共21页，星期日，2025年，2月5日当电桥平衡时，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。第9页，共21页，星期日，2025年，2月5日只要零示器的灵敏度足够高，零位式测量法的测量准确度几乎等于标准量的准确度，因而这种方法的测量准确度很高，这是它的主要优点，常用在实验室作为精密测量的一种方法。但由于测量过程中为了获得平衡状态需要进行反复调节，因此即使采用一些自动平衡技术，测量速度仍然较慢，这是这种方法的一个不足之处。第10页，共21页，星期日，2025年，2月5日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。图中，P为量程不大但灵敏度很高的偏差式仪表，它指示的是待测量x与标准量s之间的差值：δ=x－s,即x=s+δ。在第2章中将证明，只要δ足够小，这种方法的测