電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)-第二章

1、西南科技大學(xué) 電子測(cè)量1 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 測(cè)量的基本概念 測(cè)量的意義、定義、基本要素 計(jì)量的基本概念 計(jì)量的定義和意義、單位和單位制、基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)、 測(cè)量基準(zhǔn)的權(quán)威性和相對(duì)性、測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)的傳遞 測(cè)量信息的獲取原理 信息的概念、信息的感知、信息的識(shí)別 2 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 電子測(cè)量的內(nèi)容 電能量、電信號(hào)特性、電路元件參數(shù)和電子設(shè)備性能的測(cè)量 電子測(cè)量的特點(diǎn) 測(cè)量頻率范圍寬、量程寬、準(zhǔn)確度高低相差懸殊、測(cè)量速度 快、可遙測(cè)、易于實(shí)現(xiàn)測(cè)試智能化、影響因素多、誤差處理復(fù)雜 電子測(cè)量的一般方法 按測(cè)量手續(xù)分類；按測(cè)量方式分類；按被測(cè)量的性質(zhì)分類； 測(cè)量方法 電子測(cè)量?jī)x器概述 電子測(cè)量?jī)x器的功能

2、；測(cè)量?jī)x器的主要性能指標(biāo)；測(cè)量?jī)x器 的分類 3 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.1.1 電子測(cè)量的意義電子測(cè)量的意義 20世紀(jì)30年代，便開始了測(cè)量科學(xué)與電子科學(xué) 的結(jié)合，產(chǎn)生了電子測(cè)量技術(shù) 具有極快的速度 具有極精細(xì)的分辨能力，很寬的作用范圍。 極有利于信息傳遞 極為靈活的變換技術(shù)。 巨大的信息處理能力 4 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量5 2.1.2 電子測(cè)量的內(nèi)容電子測(cè)量的內(nèi)容 (1) 電子測(cè)量的定義 是指以電子科技理論為依據(jù)，以電子測(cè)量 儀器和設(shè)備為工具，對(duì)電量和非電量進(jìn)行的測(cè)量。 從狹義上講，電子測(cè)量則是利用電子技術(shù)對(duì)電子學(xué) 中有關(guān)的電量所進(jìn)行的測(cè)量。 (2) 電量測(cè)量 電路元件參數(shù)測(cè)量電路元件

3、參數(shù)測(cè)量 包括電阻、電感、電容、阻 抗、品質(zhì)因數(shù)、電子器件參數(shù)等的測(cè)量。 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 3大類基礎(chǔ)元件的參數(shù)：電阻器、電容器、電 感器的有關(guān)參數(shù)。 1.電阻器參數(shù) 標(biāo)稱阻值：電阻器設(shè)計(jì)所確定的，通常在電阻器上標(biāo)出的 電阻值。 額定電壓：用標(biāo)稱阻值與額定功耗乘積的平方根計(jì)算出的 直流或交流有效值電壓。 臨界阻值：額定電壓等于元件極限電壓時(shí)的阻值。 元件極限電壓：可以連續(xù)地施加在電阻器兩個(gè)引出端上的 最大直流或交流有效值電壓。 額定功耗：在70環(huán)境溫度下，進(jìn)行70耐久試驗(yàn)，并且 不超過(guò)該試驗(yàn)的允許阻值變化的最大允許功耗。 電阻器的溫度特性：可表示為電阻溫度特性或電阻溫度系 數(shù)。 6 西南

4、科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.電容器參數(shù) 標(biāo)稱電容量：電容器設(shè)計(jì)所確定的、通常在電容器上所標(biāo) 出的電容量值。 類別溫度范圍：電容器設(shè)計(jì)所確定的能連續(xù)工作的環(huán)境溫 度范圍，該范圍取決于電容器相應(yīng)類別的溫度極值。 額定溫度：可以連續(xù)施加額定電壓的最高環(huán)境溫度。 時(shí)間常數(shù)：絕緣電阻和電容量的乘積，通常以秒表示。 損耗角正切：在規(guī)定頻率的正弦電壓下，電容器的損耗功 率除以電容器的無(wú)功功率。 電容器的溫度特性：是在類別溫度范圍內(nèi)給定一個(gè)溫度范 圍所出現(xiàn)的電容量的最大可逆變化，通常是以20為基準(zhǔn) 溫度的電容量與有關(guān)溫度的電容量的百分比表示。 7 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 3.電感器參數(shù) 標(biāo)稱電感值：電感器設(shè)計(jì)所規(guī)

5、定的，通常標(biāo)志在電感器上 的電感值。 Q值：在正弦波作用下，電感器在一周期內(nèi)貯存能量與損 耗能量之比。 直流電阻：應(yīng)使用低直流電壓，在盡量短的時(shí)間內(nèi)通電測(cè) 量，以符合下式：R=U/I 類別溫度范圍：電感器設(shè)計(jì)所規(guī)定的能連續(xù)工作的環(huán)境溫 度范圍，該范圍取決于電感器的相應(yīng)類別的溫度極限值。 電感器的溫度特性：電感器在給定的類別溫度范圍內(nèi)出現(xiàn) 的電感值最大可逆變化。通常以參考溫度（20 ）的電感 值與有關(guān)溫度的電感值的百分比來(lái)表示。 8 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量9 2.1.2 電子測(cè)量的內(nèi)容電子測(cè)量的內(nèi)容 (1) 電子測(cè)量的定義 是指以電子科技理論為依據(jù)，以電子測(cè)量 儀器和設(shè)備為工具，對(duì)電量和非電量進(jìn)

6、行的測(cè)量。 從狹義上講，電子測(cè)量則是利用電子技術(shù)對(duì)電子學(xué) 中有關(guān)的電量所進(jìn)行的測(cè)量。 (2) 電量測(cè)量 電路元件參數(shù)測(cè)量電路元件參數(shù)測(cè)量 包括電阻、電感、電容、阻 抗、品質(zhì)因數(shù)、電子器件參數(shù)等的測(cè)量。 電能量測(cè)量電能量測(cè)量 包括各種頻率及波形下的電壓、電 流、功率、電場(chǎng)強(qiáng)度等的測(cè)量。 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量10 2.1.2 電子測(cè)量的內(nèi)容電子測(cè)量的內(nèi)容(續(xù)續(xù)) 電信號(hào)特征的測(cè)量電信號(hào)特征的測(cè)量 包括信號(hào)、頻率、周期、時(shí) 間、相位、調(diào)幅度、調(diào)頻指數(shù)、失真度、噪音以及 數(shù)字信號(hào)的邏輯狀態(tài)等的測(cè)量。 電子設(shè)備性能的測(cè)量電子設(shè)備性能的測(cè)量 包括增益、衰減、靈敏度 、頻率特性、通頻帶、噪聲系數(shù)的測(cè)量。

7、頻率、時(shí)間、電壓、相位、阻抗 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量11 2.1.2 電子測(cè)量的內(nèi)容電子測(cè)量的內(nèi)容(續(xù)續(xù)) (3) 非電量測(cè)量 水污染 核工業(yè) 東風(fēng)系列導(dǎo)彈 地震 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.1.2 電子測(cè)量的內(nèi)容電子測(cè)量的內(nèi)容(續(xù)續(xù)) (3) 非電量測(cè)量 各種敏感元件和傳感裝置將非電量如位移、速度、 溫度、壓力、流量、物面高度、物質(zhì)成分等變換成 電信號(hào)，再利用電子測(cè)量設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。 12 非電量測(cè)量在過(guò)程控制中的作用 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.1.2 電子測(cè)量的內(nèi)容電子測(cè)量的內(nèi)容(續(xù)續(xù)) (3) 非電量測(cè)量 各種敏感元件和傳感裝置將非電量如位移、速度、 溫度、壓力、流量、物面高度、物質(zhì)成分

8、等變換成 電信號(hào)，再利用電子測(cè)量設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。 13 非電量測(cè)量在過(guò)程控制中的作用 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.1.2 電子測(cè)量的內(nèi)容電子測(cè)量的內(nèi)容(續(xù)續(xù)) (3) 非電量測(cè)量 各種敏感元件和傳感裝置將非電量如位移、速度、 溫度、壓力、流量、物面高度、物質(zhì)成分等變換成 電信號(hào)，再利用電子測(cè)量設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。 14 非電量測(cè)量在過(guò)程控制中的作用 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.1.2 電子測(cè)量的內(nèi)容電子測(cè)量的內(nèi)容(續(xù)續(xù)) (3) 非電量測(cè)量 各種敏感元件和傳感裝置將非電量如位移、速度、 溫度、壓力、流量、物面高度、物質(zhì)成分等變換成 電信號(hào)，再利用電子測(cè)量設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。 15 非電量測(cè)量在過(guò)程控制中的作

9、用 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.1.2 電子測(cè)量的內(nèi)容電子測(cè)量的內(nèi)容(續(xù)續(xù)) (3) 非電量測(cè)量 各種敏感元件和傳感裝置將非電量如位移、速度、 溫度、壓力、流量、物面高度、物質(zhì)成分等變換成 電信號(hào)，再利用電子測(cè)量設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。 16 非電量測(cè)量在過(guò)程控制中的作用 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.1.3 電子測(cè)量的特點(diǎn)電子測(cè)量的特點(diǎn) (1) 測(cè)量頻率范圍寬測(cè)量頻率范圍寬 被測(cè)信號(hào)的頻率范圍除測(cè)量直 流外，測(cè)量交流信號(hào)的頻率范圍低至10-6Hz以下， 高至THz(1THz=1012Hz) (2) 測(cè)量量程寬測(cè)量量程寬 地面上接收到的宇宙飛船自外空發(fā) 來(lái)的信號(hào)功率，低到10-14W數(shù)量級(jí)，而遠(yuǎn)程雷達(dá)發(fā)

10、射的脈沖功率，可高達(dá)土108W以上，兩者之比為1 ：1022 (3) 測(cè)量準(zhǔn)確度高低相差懸殊測(cè)量準(zhǔn)確度高低相差懸殊 用電子測(cè)量方法對(duì)頻 率和時(shí)間進(jìn)行測(cè)量時(shí)，由于采用原子頻標(biāo)和原子秒 作為基準(zhǔn)，可以使測(cè)量準(zhǔn)確度達(dá)到10-1310-14的數(shù) 量級(jí)。 可惜除了頻率和時(shí)間的測(cè)量準(zhǔn)確度很高之 外，其他參數(shù)的測(cè)量準(zhǔn)確度相對(duì)都比較低。 17 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量18 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量19 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量20 日本神岡中微子探測(cè)器日本神岡中微子探測(cè)器 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量21 法國(guó)瑞士邊界的超大粒子加速器 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量22 法國(guó)瑞士邊界的超大粒子加速器 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.

11、1.3 電子測(cè)量的特點(diǎn)電子測(cè)量的特點(diǎn)(續(xù)續(xù)) (4) 測(cè)量速度快測(cè)量速度快 因?yàn)殡娮訙y(cè)量是通過(guò)電子運(yùn)動(dòng)和電 磁波傳播進(jìn)行工作 (5) 可以進(jìn)行遙測(cè)可以進(jìn)行遙測(cè) (6) 易于實(shí)現(xiàn)測(cè)試智能化和測(cè)試自動(dòng)化易于實(shí)現(xiàn)測(cè)試智能化和測(cè)試自動(dòng)化 電子測(cè)試技 術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的緊密結(jié)合與相互促進(jìn)，為測(cè)量領(lǐng) 域帶來(lái)了極為美好的前景 (7) 影響因素眾多，誤差處理復(fù)雜影響因素眾多，誤差處理復(fù)雜 外部：環(huán)境溫度、濕度、電源電壓，外界電磁干擾等 內(nèi)部：各元器件之間、測(cè)量與被測(cè)量裝置之間無(wú)處無(wú)時(shí)不 在的寄生電容、電感、電導(dǎo)等 23 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.2.1 按測(cè)量手續(xù)分類按測(cè)量手續(xù)分類 (1)直接測(cè)量用已標(biāo)定的儀

12、器，直接地測(cè)量出某 一待測(cè)未知量的量值。 (2)間接測(cè)量對(duì)與未知待測(cè)量y有確切函數(shù)關(guān)系 的其他變量x(或n個(gè)變量)進(jìn)行直接測(cè)量，然后再通 過(guò)函數(shù) ，計(jì)算出待測(cè)量y 。 例如：P = UI 24 12 ( )( ,) n yf xyf x xx或 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.2.1 按測(cè)量手續(xù)分類按測(cè)量手續(xù)分類(續(xù)續(xù)) (3)組合測(cè)量當(dāng)某項(xiàng)測(cè)量結(jié)果需用多個(gè)未知參數(shù) 表達(dá)時(shí)，可通過(guò)改變測(cè)量條件進(jìn)行多次測(cè)量，根據(jù) 測(cè)量量與未知參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系列出方程組并求解 ，進(jìn)而得到未知量。 一個(gè)典型的例子是電阻器電阻溫度系數(shù)的測(cè)量。已知 電阻器阻值Rt與溫度t間 滿足關(guān)系 如果 、R20未知，顯然可在三個(gè)不同的

13、溫度下，分別 測(cè)得 ，列出由三個(gè)方程構(gòu)成的方程組并求解 ，進(jìn)而得到只R20 、 。 25 2 20 )20()20(ttRRt 、 、 321ttt RRR、 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.2.2 按測(cè)量方式分類按測(cè)量方式分類 (1)偏差式測(cè)量法 在測(cè)量過(guò)程中，用儀器儀表指針 的位移(偏差)表示被測(cè)量大小的測(cè)量方法，稱為偏 差式測(cè)量法 26 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.2.2 按測(cè)量方式分類按測(cè)量方式分類(續(xù)續(xù)) (2)零位式測(cè)量法 零位式測(cè)量法又稱作零示法或平 衡式測(cè)量法。測(cè)量時(shí)用被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量相比較，用 指零儀表(零示器)指示被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量相等(平衡)， 從而獲得被測(cè)量。 典型例子惠斯登電橋

14、測(cè)量電阻(或電容、電感) 當(dāng)PA的指針為0時(shí)，A、B兩點(diǎn)點(diǎn)位相等，則有： I1 = Ix , I2 = I4; I1R1 = IxRx , I2R2 = I4R4 則： 27 4 2 1 R R R Rx 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.2.2 按測(cè)量方式分類按測(cè)量方式分類(續(xù)續(xù)) (3)微差式測(cè)量法 偏差式測(cè)量法和零位式測(cè)量法相 結(jié)合，構(gòu)成微差式測(cè)量法。它通過(guò)測(cè)量待測(cè)量與際 準(zhǔn)量之差(通常該差值很小)來(lái)得到待測(cè)量量值。 28 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.2.3 按被測(cè)量的性質(zhì)分類按被測(cè)量的性質(zhì)分類 (1) 頻域測(cè)量 幅值和相位隨頻率的變化 正弦波點(diǎn)頻法 正弦波掃頻法 (2)時(shí)域測(cè)量技術(shù) 幅值隨時(shí)

15、間的變化 測(cè)試信號(hào)是脈沖、方波及階躍信號(hào) 注：頻域測(cè)量和時(shí)域測(cè)量比較 頻域測(cè)量和時(shí)域測(cè)量是測(cè)量線性系統(tǒng)性能的兩種方法，是 從兩個(gè)不同的角度去觀測(cè)同一個(gè)被測(cè)對(duì)象，其結(jié)果應(yīng)該是 一致的。 從理論上講，時(shí)域函數(shù)的傅立葉變換就是頻域函數(shù)，而頻 域函數(shù)的傅立葉逆變換也就是時(shí)域函數(shù)。 29 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.2.3 按被測(cè)量的性質(zhì)分類按被測(cè)量的性質(zhì)分類(續(xù)續(xù)) (3)隨機(jī)測(cè)量技術(shù) 測(cè)量噪聲信號(hào)和使用隨機(jī)信號(hào)源 。主要包括下述三個(gè)內(nèi)容： 噪聲信號(hào)統(tǒng)計(jì)特性的測(cè)量，如時(shí)域中的均值、均方根性， 頻域中的頻譜密度函數(shù)、功率譜密度函數(shù)等； 將已知特性的噪聲作激勵(lì)源對(duì)被測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)性測(cè)量， 研究被測(cè)系統(tǒng)的特

16、性； 在背景噪聲信號(hào)不可忽略時(shí)對(duì)信號(hào)、特別是微弱信號(hào)的精 確測(cè)量。 30 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.2.3 按被測(cè)量的性質(zhì)分類按被測(cè)量的性質(zhì)分類(續(xù)續(xù)) (4)數(shù)字測(cè)量技術(shù) 測(cè)量數(shù)字系統(tǒng)的功能和故障診斷 。 對(duì)數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量的基本方法是： 在輸入端加激勵(lì)信號(hào)，觀察由此產(chǎn)生的輸出響應(yīng)，并與預(yù) 期的正確結(jié)果進(jìn)行比較，一致則表示系統(tǒng)正常；不一致則 表示系統(tǒng)有故障。 31 LSILSI測(cè)試系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖測(cè)試系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.2.4 測(cè)量方法的選擇原則測(cè)量方法的選擇原則 在選擇測(cè)量方法時(shí)，要綜合考慮下列主要因素： 被測(cè)量本身的特性； 所要求的測(cè)量準(zhǔn)確度； 測(cè)量環(huán)境； 現(xiàn)有測(cè)

17、量設(shè)備等 例 圖示用電壓表測(cè)量高內(nèi)阻電路端電壓的例子。 圖中虛線框內(nèi)表示放大器輸出端等效電路，Rv表示 測(cè)量用電壓表內(nèi)阻。分別計(jì)算Rv=10M 和Rv=120k 時(shí)的相對(duì)誤差？ 32 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.2.4 測(cè)量方法的選擇原則測(cè)量方法的選擇原則(續(xù)續(xù)) 當(dāng)用電壓表內(nèi)阻Rv=10M 時(shí)，電壓為： 相對(duì)誤差： 當(dāng)用電壓表內(nèi)阻Rv=120k 時(shí)，電壓為： 相對(duì)誤差 33 VU96. 4 101080 1010 5 3 3 %8 . 0%100 5 596. 4 %40%100 5 53 3 12080 120 5 VU 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.3.1 測(cè)量?jī)x器的功能測(cè)量?jī)x器的功能 電

18、子測(cè)量?jī)x器：利用電子技術(shù)對(duì)各種待測(cè)量進(jìn)行測(cè) 量的設(shè)備 功能 物理量的變換 信號(hào)的傳輸 測(cè)量結(jié)果的顯示 34 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.3.1 測(cè)量?jī)x器的功能測(cè)量?jī)x器的功能(續(xù)續(xù)) (1)變換功能 動(dòng)圈式檢流計(jì)：模擬式儀表最基本構(gòu)成單元 35 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量36 2.3.1 測(cè)量?jī)x器的功能測(cè)量?jī)x器的功能(續(xù)續(xù)) (1)變換功能 動(dòng)圈式檢流計(jì)：模擬式儀表最基本構(gòu)成單元 傳感器：非電物理量轉(zhuǎn)換成電壓、電流：如壓力、位移、 溫度、濕度、亮度、顏色、物質(zhì)成份等 36 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量37 2.3.1 測(cè)量?jī)x器的功能測(cè)量?jī)x器的功能(續(xù)續(xù)) (1)變換功能 動(dòng)圈式檢流計(jì)：模擬式儀表最基本構(gòu)成

19、單元 傳感器：非電物理量轉(zhuǎn)換成電壓、電流：如壓力、位移、 溫度、濕度、亮度、顏色、物質(zhì)成份等 37 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量38 2.3.1 測(cè)量?jī)x器的功能測(cè)量?jī)x器的功能(續(xù)續(xù)) (1)變換功能 動(dòng)圈式檢流計(jì)：模擬式儀表最基本構(gòu)成單元 傳感器：非電物理量轉(zhuǎn)換成電壓、電流：如壓力、位移、 溫度、濕度、亮度、顏色、物質(zhì)成份等 變送器：隨著測(cè)量技術(shù)的發(fā)展和需要，現(xiàn)在往往將傳感器 、放大電路及其他有關(guān)部分構(gòu)成獨(dú)立的單元電路，將被測(cè) 量轉(zhuǎn)換成模擬的或數(shù)字的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，送往測(cè)量和處理裝 置，這樣的單元電路常稱為變送器，它是現(xiàn)代測(cè)量系統(tǒng)中 極為重要的組成部分。 38 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量39 2.3.1 測(cè)

20、量?jī)x器的功能測(cè)量?jī)x器的功能(續(xù)續(xù)) (2)傳輸功能 在遙測(cè)遙控等系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果經(jīng)變送器處理后，需 經(jīng)較長(zhǎng)距離的傳輸才能送到測(cè)試終端和控制臺(tái)。不管采用 有線的還是無(wú)線的方式，傳輸過(guò)程中造成的信號(hào)失真和外 界干擾等問(wèn)題都會(huì)存在。 39 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量40 煤礦井下監(jiān)控 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量41 RTU遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng) 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量42 2.3.1 測(cè)量?jī)x器的功能測(cè)量?jī)x器的功能(續(xù)續(xù)) (3)顯示功能 測(cè)量結(jié)果必須以某種方式顯示出采才有意義。 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量43 2.3.1 測(cè)量?jī)x器的功能測(cè)量?jī)x器的功能(續(xù)續(xù)) (3)顯示功能 測(cè)量結(jié)果必須以某種方式顯示出采才有意義

21、。 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.3.2 測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo) 從獲得的測(cè)量結(jié)果角度評(píng)價(jià)測(cè)量?jī)x表的性能， 主要包括以下幾個(gè)方面。 (1)精度 指測(cè)量?jī)x器的讀數(shù)或測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量真 值相一致的程度。其含義是：精度高，表明誤差小 ；精度低，表明誤差大。精度又可用精密度、正確 度和準(zhǔn)確度三個(gè)指標(biāo)加以表征。 精密度 精密度說(shuō)明儀表指示值的分散性，表示在同一測(cè)量條 件下對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，得到的測(cè)量結(jié)果的分 散程度。精密度高意味著隨機(jī)誤差小，測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性 好。 44 )( 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.3.2 測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)(續(xù)續(xù)) 正確度

22、正確度說(shuō)明儀表指示值與真值的接近程度。所謂真值 是指待測(cè)量在特定狀態(tài)下所具有的真實(shí)值的大小。正確度 反映了系統(tǒng)誤差的影響。正確度高則說(shuō)明系統(tǒng)誤差小。 準(zhǔn)確度 準(zhǔn)確度是精密度和正確度的綜合反映。準(zhǔn)確度高，說(shuō) 明精密度和正確度都高，也就意味著系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差 都小，因而最終測(cè)量結(jié)果的可信賴度也高。 45 )( 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.3.2 測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)(續(xù)續(xù)) (a)彈著點(diǎn)仍較分散，但總體而言大致都圍繞靶心，屬于正 確而欠精密 (c)彈著點(diǎn)密集但明顯偏 向一方，屬于精密度高而正確度差 (d)彈著點(diǎn)相互很接近且都圍繞靶心，屬于既精密又正確因 而準(zhǔn)確度很高的情況

23、 46 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.3.2 測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)(續(xù)續(xù)) (2)穩(wěn)定性 穩(wěn)定性通常用穩(wěn)定度和影響量?jī)蓚€(gè)參數(shù)來(lái)表征。 穩(wěn)定度也稱穩(wěn)定誤差，是指在規(guī)定的時(shí)間區(qū)間，其他外界 條件恒定不變的情況下，儀器示值變化的大小。造成這種 示值變化的原因主要是儀器內(nèi)部各元器件的特性、參數(shù)不 穩(wěn)定和老化等因素。穩(wěn)定度可用示值絕對(duì)變化量與時(shí)間一 起表示。 如：2.1mV8h， 一年不超過(guò)1滿量程輸出。 47 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.3.2 測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)(續(xù)續(xù)) (3)輸入阻抗 測(cè)量?jī)x表的接入改變了被測(cè)電路的阻抗特性，這種現(xiàn)象稱 為負(fù)載效應(yīng)。為

24、了減小測(cè)量?jī)x表對(duì)待測(cè)電路的影響，提高 測(cè)量精度，通常對(duì)這類測(cè)量?jī)x表的輸入阻抗都有一定要求 對(duì)信號(hào)源等供給量?jī)x器，還要考慮輸出阻抗，在高頻尤其 是微波測(cè)量等場(chǎng)合，還必須注意阻抗的匹配。 48 測(cè)量?jī)x表的負(fù)載效應(yīng) 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.3.2 測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)(續(xù)續(xù)) (4)靈敏度 靈敏度表示測(cè)量?jī)x表對(duì)被測(cè)量變化的敏 感程度，一般定義為測(cè)量?jī)x表指示值增量y與被測(cè) 量增量x之比。 靈敏度的另一種表述方式叫作分辨力或分辨率，定義為測(cè) 量?jī)x表所能區(qū)分的被測(cè)量的最小變化量，在數(shù)字式儀表中 經(jīng)常使用。 49 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.3.2 測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)測(cè)量?jī)x表

25、的主要性能指標(biāo)(續(xù)續(xù)) (5)線性度 線性度是測(cè)量?jī)x表輸入輸出特性之一， 表示儀表的輸出量(示值)隨輸入量(被測(cè)量)變化的規(guī) 律。 50 歐姆表和數(shù)字電壓表的刻度特性曲線 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.3.2 測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)(續(xù)續(xù)) (6)動(dòng)態(tài)特性 測(cè)量?jī)x表的動(dòng)態(tài)特性表示儀表的輸出 響應(yīng)隨輸入變化的能力。 例如模擬電壓表由于動(dòng)圈式表頭指針慣性、軸承摩擦、空 氣阻尼等因素的作用，使得儀表的指針不能瞬間穩(wěn)定在固 定值上。 又如示波器的垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，由于輸入電容等因素的影響 ，造成輸出波形對(duì)輸入信號(hào)的滯后與畸變，示波器的瞬態(tài) 響應(yīng)就表示了這種儀器的動(dòng)態(tài)特性。 51 西南科

26、技大學(xué) 電子測(cè)量 2.3.3 電子測(cè)量?jī)x器的分類電子測(cè)量?jī)x器的分類 電子測(cè)量?jī)x器的分類方法不一，如果按其功能 ，大致可分為下面幾類。 (1)電平測(cè)量?jī)x器 包括各種模擬式電壓表，毫伏表 ，數(shù)字式電壓表，電壓標(biāo)準(zhǔn)等 52 模擬式電壓表 毫伏表 數(shù)字式電壓表 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.3.3 電子測(cè)量?jī)x器的分類電子測(cè)量?jī)x器的分類(續(xù)續(xù)) (2)電路參數(shù)測(cè)量?jī)x器 包括各類電橋，Q表，R、L 、C測(cè)試儀，晶體管或集成電路參數(shù)測(cè)試儀，圖示 儀等 53 直流雙臂電橋 晶體管參數(shù)測(cè)試儀集成電路參數(shù)測(cè)試儀 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.3.3 電子測(cè)量?jī)x器的分類電子測(cè)量?jī)x器的分類(續(xù)續(xù)) (3)頻率、時(shí)間、相位

27、測(cè)量?jī)x器 主要有電子計(jì)數(shù)式 頻率計(jì)，石英鐘，數(shù)字式相位計(jì)，波長(zhǎng)計(jì)等 54 頻率計(jì) 數(shù)字式相位計(jì) 波長(zhǎng)計(jì) 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量 2.3.3 電子測(cè)量?jī)x器的分類電子測(cè)量?jī)x器的分類(續(xù)續(xù)) (4)波形測(cè)量?jī)x器 主要指各類示波器。如通用示波 器，多蹤示波器，多掃描示波器，取樣示波器，以 及記憶和數(shù)字存儲(chǔ)示波器等。 55 通用示波器 記憶和數(shù)字存儲(chǔ)示波器 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量56 2.3.3 電子測(cè)量?jī)x器的分類電子測(cè)量?jī)x器的分類(續(xù)續(xù)) (5)信號(hào)分析儀器 包括失真度儀，諧波分析儀，頻 譜分析儀等 失真度儀 諧波分析儀頻譜分析儀 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量57 2.3.3 電子測(cè)量?jī)x器的分類電子測(cè)量?jī)x器的分類(續(xù)續(xù)) (6)模擬電路特性測(cè)試儀器