電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)-第1章-2

1、E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)1E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 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2E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 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

2、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；測(cè)量?jī)x器的主要性能指標(biāo)；測(cè)量?jī)x器的分類3E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.4.1 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(kāi)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 4E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)5 1.4.2 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?jī)x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

3、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。E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 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

4、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)。6E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 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)

5、溫度的電容量的百分比表示。7E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 3.電感器參數(shù) 標(biāo)稱電感值：電感器設(shè)計(jì)所規(guī)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。8E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)9 1.4.2 電子

6、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?jī)x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。E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)10 1.4.2 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)

7、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。頻率、時(shí)間、電壓、相位、阻抗 E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)11 1.4.2 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E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.4.2 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E-mail: 西南科技大學(xué)

8、電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.4.2 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。13非電量測(cè)量在過(guò)程控制中的作用E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.4.2 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E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.4.2 電子測(cè)量的內(nèi)容電子測(cè)量的內(nèi)

9、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)程控制中的作用E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.4.2 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E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.4.3 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

10、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)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。17E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)18E-mail: 西南科技大

11、學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)19E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)20日本神岡中微子探測(cè)器日本神岡中微子探測(cè)器E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)21法國(guó)瑞士邊界的超大粒子加速器E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)22法國(guó)瑞士邊界的超大粒子加速器E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.4.3 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)

12、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23E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.5.1 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 = UI2412( )( ,)nyf xyf x xx或E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.5

13、.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 、 。25220)20()20(ttRRt、321tttRRR、E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.5.2 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

14、)表示被測(cè)量大小的測(cè)量方法，稱為偏差式測(cè)量法26E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.5.2 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：27421RRRRxE-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.5.2 按測(cè)量方式分類按測(cè)量方式分類(續(xù)

15、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。28E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.5.3 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)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

16、函數(shù)。 29E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.5.3 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。30E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.5.3 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

17、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。 31LSILSI測(cè)試系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖測(cè)試系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖 E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.5.4 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)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？32E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)

18、1.5.4 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33VU96. 41010801010533%8 . 0%1005596. 4%40%1005533120801205VUE-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.6.1 測(cè)量?jī)x器的功能測(cè)量?jī)x器的功能 電子測(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34E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.6.1 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

19、式儀表最基本構(gòu)成單元35E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)36 1.6.1 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36E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)37 1.6.1 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37E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)38 1.6.1 測(cè)量?jī)x器的功能測(cè)量?jī)x器的功

20、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。38E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)39 1.6.1 測(cè)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

21、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。39E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)40煤礦井下監(jiān)控E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)41RTU遠(yuǎn)程終端控制系統(tǒng)E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)42 1.6.1 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。E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)43 1.6.1 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。E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.6.2 測(cè)量?jī)x表的主要性能指標(biāo)測(cè)量?jī)x表

22、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?。痪鹊?，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)(E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.6.2 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 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

23、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)(E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.6.2 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46E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.6.2 測(cè)

24、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。47E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.6.2 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)。為了減小測(cè)量?jī)x表對(duì)待測(cè)電路的影響，提高測(cè)

25、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)E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.6.2 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。49E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.6.2 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)(

26、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E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.6.2 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。51E-mail: 西南科技

27、大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.6.3 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E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.6.3 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E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.6.3 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))

28、(3)頻率、時(shí)間、相位測(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)E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 1.6.3 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E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)56 1.6.3 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E-mail: 西南科技大學(xué)電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)57 1.6.3 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 包括掃頻儀，噪聲