电子测量第一章绪论.ppt

《电子测量第一章绪论.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子测量第一章绪论.ppt（20页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、具体课时安排：具体课时安排：48学时，包括学时，包括8学时实验学时实验考核办法：考核办法：作业、考勤等作业、考勤等 30卷面成绩：卷面成绩：70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页课程简介课程简介uu测测测测量量量量总总总总论论论论及及及及误误误误差差差差理理理理论论论论，测测测测量量量量的的的的基基基基本本本本概概概概念念念念、技技技技术术术术方方方方法法法法，误误误误差理论和数据处理等。差理论和数据处理等。差理论和数据处理等。差理论和数据处理等。uu示波器：示波器：示波器：示波器：组成，工作原理，如何测波形参数组成，工作原理，如何测波形参数组成，工作原理，如何测波形参数组

2、成，工作原理，如何测波形参数 uu信号源：信号源：信号源：信号源：如何合成一定频率的信号如何合成一定频率的信号如何合成一定频率的信号如何合成一定频率的信号-锁相频率合成器锁相频率合成器锁相频率合成器锁相频率合成器uu电子计数器电子计数器电子计数器电子计数器：时间测量，频率测量，时频测量：时间测量，频率测量，时频测量：时间测量，频率测量，时频测量：时间测量，频率测量，时频测量uu电电电电压压压压表表表表：交交交交流流流流电电电电压压压压-直直直直流流流流电电电电压压压压的的的的A/DA/D转转转转换换换换原原原原理理理理（检检检检波波波波原原原原理），各类电压表的显示特性理），各类电压表的显示特

3、性理），各类电压表的显示特性理），各类电压表的显示特性uu频谱分析仪频谱分析仪频谱分析仪频谱分析仪：工作原理，频域参数测量：工作原理，频域参数测量：工作原理，频域参数测量：工作原理，频域参数测量uu逻逻逻逻辑辑辑辑分分分分析析析析仪仪仪仪：基基基基本本本本原原原原理理理理，应应应应用用用用（数数数数字字字字系系系系统统统统的的的的基基基基本本本本测测测测量量量量原原原原理和方法，数字信号的产生，逻辑分析理和方法，数字信号的产生，逻辑分析理和方法，数字信号的产生，逻辑分析理和方法，数字信号的产生，逻辑分析-逻辑分析仪）逻辑分析仪）逻辑分析仪）逻辑分析仪）u介绍测量、计量的基本概念介绍测量、计量的

4、基本概念介绍测量、计量的基本概念介绍测量、计量的基本概念u概括介绍电子测量概括介绍电子测量概括介绍电子测量概括介绍电子测量 第第1 1章章 绪论绪论 1.1 1.1 测量的基本概念测量的基本概念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 日常生活中处处离不开测量日常生活中处处离不开测量日常生活中处处离不开测量日常生活中处处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，科学的进步和发展离不开测量，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

5、科学。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 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，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长农业社会中，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长农业社会中，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长农业社会中，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长度、面积、容积和重量的测量；掌握季节和节候，度、面积、容积和重量的测量；掌握季节和节候，度、面积、容积和重量的测量；掌握季

6、节和节候，度、面积、容积和重量的测量；掌握季节和节候，出现了原始的时间测量器具，并有了天文测量。出现了原始的时间测量器具，并有了天文测量。出现了原始的时间测量器具，并有了天文测量。出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，处处离不开测量现代化的工业生产中，处处离不开测量现代化的工业生产中，处处离不开测量现代化的工业生产中，处处离不开测量 例如，一个大型钢铁厂需要约例如，一个大型钢铁厂需要约例如，一个大型钢铁厂需要约例如，一个大型钢铁厂需要约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

7、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，每种新设计的飞机，需要测试飞机高速飞行中例如，每种新设计的飞机，需要测试飞机高速飞行中例如，每种新设计的飞机，需要测试飞机高速飞行中例如，每种新设计的飞机，需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情况，以验证和改进设计。机翼的受力和振动分布情况，以验证和改进设计。机翼的受力和振动分布情况，以验证和改进设计。机翼的

8、受力和振动分布情况，以验证和改进设计。1.1.2 1.1.2 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测量是为了测量是为了测量是为了测量是为了确定被测对象的量值确定被测对象的量值确定被测对象的量值确定被测对象的量值而进行的实验过程。而进行的实验过程。而进行的实验过程。而进行的实验过程。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专专专专门门门门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直直直直接接接接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

9、单单位位位位进进进进行行行行比比比比较较较较，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：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 测量对象测量对象测量对象测量对象：被测客体中的相应的量值信息；：被测客体中的相应的量值信息；：被测客体中的相应的量值信息；：被测客体中的相应的量值信息；测量目的：从被测对象取得一个定量的认识；测量目的：从被测对象取得一个定量的认

10、识；测量目的：从被测对象取得一个定量的认识；测量目的：从被测对象取得一个定量的认识；测量过程测量过程测量过程测量过程:通过实验去认识对象的过程通过实验去认识对象的过程通过实验去认识对象的过程通过实验去认识对象的过程测量方法测量方法测量方法测量方法：比较；：比较；：比较；：比较；A.A.A.A.直接比较直接比较直接比较直接比较 B.B.B.B.间接比较；间接比较；间接比较；间接比较；C.C.C.C.需要测量仪器；需要测量仪器；需要测量仪器；需要测量仪器；测量标准测量标准测量标准测量标准：同类已知单位。：同类已知单位。：同类已知单位。：同类已知单位。测量结果测量结果测量结果测量结果：最终能表示给测

11、量主体（人）：最终能表示给测量主体（人）：最终能表示给测量主体（人）：最终能表示给测量主体（人）1.1.2 1.1.2 测量的定义测量的定义（续）（续）（续）（续）u2.2.2.2.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广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的测量，广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的测量，广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的测量，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而且还包括对更广泛的被测对象进行而且还包括对更广泛的被测对象进行而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、定位定性、定位定性、定位定性、定位的

12、测的测的测的测量。量。量。量。例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地震源测定、卫星定位等。震源测定、卫星定位等。震源测定、卫星定位等。震源测定、卫星定位等。而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一维信而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一维信而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一维信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、图像来显示被测对息，还可以用二维或多维的图形、图像来显示被测对息，还可以用二维或多维

13、的图形、图像来显示被测对息，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。象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。广义测量原理可以从信息获取过程来说明，包括信息广义测量原理可以从信息获取过程来说明，包括信息广义测量原理可以从信息获取过程来说明，包括信息广义测量原理可以从信息获取过程来说明，包括信息的感知和信息识别两个环节。的感知和信息识别两个环节。的感知和信息识别两个环节。的感知和信息识别两个环节。1 12 2 计量的基本概念计量的基本概念uu1.2.1 1.2.1 1.2.1 1.2.1 计量

14、的定义和意义计量的定义和意义计量的定义和意义计量的定义和意义为为为为使使使使在在在在不不不不同同同同的的的的地地地地方方方方，用用用用不不不不同同同同的的的的手手手手段段段段测测测测量量量量同同同同一一一一量量量量时时时时，所所所所得得得得的的的的结果一致，就要求结果一致，就要求结果一致，就要求结果一致，就要求统一的单位、基准、标准和测量器具统一的单位、基准、标准和测量器具统一的单位、基准、标准和测量器具统一的单位、基准、标准和测量器具。uu1.1.1.1.计量的定义计量的定义计量的定义计量的定义计计计计量量量量是是是是一一一一种种种种特特特特殊殊殊殊形形形形式式式式的的的的测测测测量量量量，

15、它它它它把把把把被被被被测测测测量量量量与与与与国国国国家家家家计计计计量量量量部部部部门门门门作作作作为为为为基基基基准准准准或或或或标标标标准准准准的的的的同同同同类类类类单单单单位位位位量量量量进进进进行行行行比比比比较较较较，以以以以确确确确定定定定合合合合格格格格与与与与否否否否，并给出具有法律效力的并给出具有法律效力的并给出具有法律效力的并给出具有法律效力的检定证书检定证书检定证书检定证书。计计计计量量量量是是是是利利利利用用用用技技技技术术术术和和和和法法法法制制制制手手手手段段段段实实实实现现现现单单单单位位位位统统统统一一一一和和和和量量量量值值值值准准准准确确确确可可可可靠

16、靠靠靠的测量。的测量。的测量。的测量。uu计量的三个主要特征是计量的三个主要特征是计量的三个主要特征是计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性统一性、准确性和法制性统一性、准确性和法制性统一性、准确性和法制性。计计计计量量量量包包包包含含含含了了了了为为为为达达达达到到到到统统统统一一一一和和和和准准准准确确确确一一一一致致致致所所所所进进进进行行行行的的的的全全全全部部部部活活活活动动动动，如如如如单单单单位位位位的的的的统统统统一一一一、基基基基准准准准和和和和标标标标准准准准的的的的建建建建立立立立、进进进进行行行行量量量量值值值值传传传传递递递递、计计计计量量量量监监监监督管理、测量

17、方法及其手段的研究等。督管理、测量方法及其手段的研究等。督管理、测量方法及其手段的研究等。督管理、测量方法及其手段的研究等。1.2.1 1.2.1 计量的定义和意义计量的定义和意义（续）（续）（续）（续）u2.2.2.2.计量与测量的关系计量与测量的关系计量与测量的关系计量与测量的关系测量发展的客观需要才出现测量发展的客观需要才出现了计量。了计量。测量是计量应用的重要途径。测量是计量应用的重要途径。没有测量，计量将失去价值没有测量，计量将失去价值为了保证测量结果的准确性，为了保证测量结果的准确性，必须定期对仪器进行检定和必须定期对仪器进行检定和校准，这个过程就是计量。校准，这个过程就是计量。u

18、计量的任务是确定测量结计量的任务是确定测量结果的可靠性。果的可靠性。u计量是测量的基础和依据。计量是测量的基础和依据。u没有计量，也谈不上测量。没有计量，也谈不上测量。u计量和测量相互配合，才计量和测量相互配合，才能在国民经济各个领域发挥能在国民经济各个领域发挥重要作用。重要作用。u计计量量工工作作是是国国民民经经济济中中一一项项极极为为重重要要的的技技术术基基础础工工作作，它它在在工工农农业业生生产产、科科学学技技术术、国国防防建建设设以以及及人人民民生生活活等等各个方面起着技术保证和技术监督的作用。各个方面起着技术保证和技术监督的作用。122 单位和单位制单位和单位制uu根据定义而令系数为

19、根据定义而令系数为根据定义而令系数为根据定义而令系数为1 1 1 1的量称为单位。的量称为单位。的量称为单位。的量称为单位。uu单位是表征测量结果的重要组成部分，单位是表征测量结果的重要组成部分，单位是表征测量结果的重要组成部分，单位是表征测量结果的重要组成部分，又是对两个同类量值进行比较的基础。又是对两个同类量值进行比较的基础。又是对两个同类量值进行比较的基础。又是对两个同类量值进行比较的基础。英呎feetfeet122 单位和单位制单位和单位制（续）（续）（续）（续）u1960196019601960年年年年第第第第十十十十一一一一届届届届国国国国际际际际计计计计量量量量大大大大会会会会上

20、上上上正正正正式式式式通通通通过过过过国国国国际际际际单位制单位制单位制单位制SISISISI。u1984198419841984年年年年2 2 2 2月月月月国国国国务务务务院院院院颁颁颁颁布布布布了了了了中中中中华华华华人人人人民民民民共共共共和和和和国国国国法法法法定定定定计计计计量量量量单单单单位位位位，决决决决定定定定我我我我国国国国法法法法定定定定计计计计量量量量单单单单位位位位以以以以国国国国际际际际单单单单位制为基础。位制为基础。位制为基础。位制为基础。uSISISISI有有有有7 7 7 7个基本单位个基本单位个基本单位个基本单位122 单位和单位制单位和单位制（续）（续）（

21、续）（续）u1.1.1.1.国际单位制（国际单位制（国际单位制（国际单位制（SISISISI）的组成的组成的组成的组成国际单位制基本单位国际单位制基本单位国际单位制基本单位国际单位制基本单位 122 单位和单位制单位和单位制（续）（续）（续）（续）uu国国国国际际际际单单单单位位位位制制制制是是是是由由由由国国国国际际际际单单单单位位位位制制制制单单单单位位位位、国国国国际际际际单单单单位位位位制制制制词词词词头头头头和和和和国国国国际际际际单位制的十进倍数单位三部分组成。单位制的十进倍数单位三部分组成。单位制的十进倍数单位三部分组成。单位制的十进倍数单位三部分组成。uu国际单位制词头表示使单

22、位增大或缩小的十进倍数。国际单位制词头表示使单位增大或缩小的十进倍数。国际单位制词头表示使单位增大或缩小的十进倍数。国际单位制词头表示使单位增大或缩小的十进倍数。例：例：例：例：5.4X5.4X5.4X5.4X10101010-9-9-9-9s s s s=5.4=5.4=5.4=5.4nsnsnsns 123 基准和标准基准和标准uu1.1.1.1.基准基准基准基准基基基基准准准准用用用用来来来来复复复复现现现现某某某某一一一一基基基基本本本本测测测测量量量量单单单单位位位位的的的的量量量量值值值值，只只只只用用用用于于于于鉴鉴鉴鉴定各种量具的精度，不直接参加测量。定各种量具的精度，不直接参

23、加测量。定各种量具的精度，不直接参加测量。定各种量具的精度，不直接参加测量。uu(1)(1)(1)(1)一级基准一级基准一级基准一级基准，又称主基准和国家基准，又称主基准和国家基准，又称主基准和国家基准，又称主基准和国家基准具有最高水平的基准。一个国家只有一个。具有最高水平的基准。一个国家只有一个。具有最高水平的基准。一个国家只有一个。具有最高水平的基准。一个国家只有一个。uu(2)(2)(2)(2)二级基准二级基准二级基准二级基准，又称副基准，又称副基准，又称副基准，又称副基准副副副副基基基基准准准准的的的的量量量量值值值值精精精精度度度度由由由由主主主主基基基基准准准准确确确确定定定定，用

24、用用用以以以以代代代代替替替替主主主主基基基基准准准准向下传递或代替主基准参加国际比对向下传递或代替主基准参加国际比对向下传递或代替主基准参加国际比对向下传递或代替主基准参加国际比对 uu(3)(3)(3)(3)三级基准三级基准三级基准三级基准，又称工作基准，又称工作基准，又称工作基准，又称工作基准工工工工作作作作基基基基准准准准用用用用来来来来直直直直接接接接向向向向下下下下属属属属标标标标准准准准量量量量具具具具进进进进行行行行量量量量值值值值传传传传递递递递，用以检定下属计量标准量具的精确度。用以检定下属计量标准量具的精确度。用以检定下属计量标准量具的精确度。用以检定下属计量标准量具的精

25、确度。123 基准和标准基准和标准（续）（续）（续）（续）2.2.2.2.标准标准标准标准u根根根根据据据据工工工工作作作作基基基基准准准准复复复复现现现现出出出出不不不不同同同同等等等等级级级级的的的的便便便便于于于于经经经经常常常常使使使使用用用用的的的的计量标准量具或仪器计量标准量具或仪器计量标准量具或仪器计量标准量具或仪器，简称标准。，简称标准。，简称标准。，简称标准。u计计计计量量量量标标标标准准准准的的的的准准准准确确确确度度度度等等等等级级级级在在在在工工工工作作作作基基基基准准准准之之之之下下下下，工工工工作作作作计计计计量器具之上。量器具之上。量器具之上。量器具之上。u按按按

26、按精精精精度度度度高高高高低低低低又又又又分分分分为为为为一一一一级级级级标标标标准准准准、二二二二级级级级标标标标准准准准和和和和三三三三级级级级标标标标准。准。准。准。u通通通通过过过过这这这这些些些些标标标标准准准准经经经经常常常常性性性性地地地地对对对对日日日日常常常常工工工工作作作作仪仪仪仪器器器器进进进进行行行行检检检检定定定定，确定其量值的精确度大小。确定其量值的精确度大小。确定其量值的精确度大小。确定其量值的精确度大小。u除标准器具外，还有标准物质。除标准器具外，还有标准物质。除标准器具外，还有标准物质。除标准器具外，还有标准物质。一、什么是电子测量一、什么是电子测量测量：为确

27、定被测对象的测量：为确定被测对象的量值量值而进行的实验过程而进行的实验过程电子测量：电子测量：广义广义利用电子技术进行的测量利用电子技术进行的测量 物理量物理量 电信号电信号 狭义狭义在电子学中测量有关电的量值在电子学中测量有关电的量值电能量的测量；信号的特性及所受干电能量的测量；信号的特性及所受干扰的测量；元件和电路参数的测量等扰的测量；元件和电路参数的测量等1.31.3电子测量的基本方法电子测量的基本方法二、电子测量的特点和应用二、电子测量的特点和应用测量频率范围宽测量频率范围宽，被测信号的频率范围除测量直流外，测量，被测信号的频率范围除测量直流外，测量交流信号的频率范围低至交流信号的频率

28、范围低至10-6Hz以下，高至以下，高至THz（1THz=1024GHz）量程广量程广，如数字万用表对电压测量由纳伏（，如数字万用表对电压测量由纳伏（nV）级至千伏）级至千伏（kV）级电压，量程达）级电压，量程达12个数量级个数量级 测量准确度高，测量准确度高，例如，用电子测量方法对频率和时间进行测例如，用电子测量方法对频率和时间进行测量时，由于采用原子频标和原子秒作为基准，可以使测量准确量时，由于采用原子频标和原子秒作为基准，可以使测量准确度达到度达到10-1310-14的数量级。的数量级。测量速度快，测量速度快，因为电子测量是通过电子运动和电磁波传播进因为电子测量是通过电子运动和电磁波传播

29、进行工作行工作 易于实现遥测和测量过程的自动化易于实现遥测和测量过程的自动化易于实现仪器小型化易于实现仪器小型化（1 1 1 1）按具体的测量对象来分类按具体的测量对象来分类按具体的测量对象来分类按具体的测量对象来分类，包括下列电参数的测量，包括下列电参数的测量，包括下列电参数的测量，包括下列电参数的测量 电能量的测量电能量的测量电能量的测量电能量的测量 包括各种包括各种包括各种包括各种频频率及波形下的率及波形下的率及波形下的率及波形下的电压电压、电电流、功率、流、功率、流、功率、流、功率、电场强电场强度等的度等的度等的度等的测测量。量。量。量。电路参数的测量电路参数的测量电路参数的测量电路参

30、数的测量 包括包括包括包括电电阻、阻、阻、阻、电电感、感、感、感、电电容、阻容、阻容、阻容、阻抗、品抗、品抗、品抗、品质质因数、因数、因数、因数、电电子器件参数等的子器件参数等的子器件参数等的子器件参数等的测测量。量。量。量。三、电子测量的内容三、电子测量的内容电信号特征的测量电信号特征的测量电信号特征的测量电信号特征的测量 包括信号、包括信号、包括信号、包括信号、频频率、周期、率、周期、率、周期、率、周期、时间时间、相位、相位、相位、相位、调调幅度、幅度、幅度、幅度、调频调频指数、失真度、噪音以指数、失真度、噪音以指数、失真度、噪音以指数、失真度、噪音以及数字信号的及数字信号的及数字信号的及数字信号的逻辑逻辑状状状状态态等的等的等的等的测测量。量。量。量。电子设备性能的测量电子设备性能的测量电子设备性能的测量电子设备性能的测量 包括放大倍数、衰减、包括放大倍数、衰减、包括放大倍数、衰减、包括放大倍数、衰减、灵敏度、灵敏度、灵敏度、灵敏度、频频率特性、通率特性、通率特性、通率特性、通频带频带、噪声系数的、噪声系数的、噪声系数的、噪声系数的测测量。量。量。量。特特特特性性性性曲曲曲曲线线线线的的的的测测测测量量量量 包包包包括括括括幅幅幅幅频频特特特特性性性性曲曲曲曲线线、晶晶晶晶体体体体管特性曲管特性曲管特性曲管特性曲线线等的等的等的等的测测量和量和量和量和显显示。示。示。示。