電子測(cè)量與儀器的基本知識(shí)課件

1、單元1 電子測(cè)量與儀器的基本知識(shí)12331. 1 電子測(cè)量概述1. 2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)1. 3 測(cè)量誤差的基本概念返回341. 4 測(cè)量結(jié)果的表示及有效數(shù)字1. 1 電子測(cè)量概述1.1.1 電子測(cè)量的意義和內(nèi)容1.電子測(cè)量的意義測(cè)量的目的就是獲得用數(shù)值和單位共同表示的被測(cè)量的結(jié)果, 是人們借助于專(zhuān)門(mén)的設(shè)備,依據(jù)一定的理論, 通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法將被測(cè)量與已知同類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較而取得測(cè)量結(jié)果。被測(cè)量的結(jié)果必須是帶有單位的有理數(shù), 例如某電流測(cè)量結(jié)果為10.4 mA 是正確的,而測(cè)得的結(jié)果為10.4 是錯(cuò)誤的。廣義的電子測(cè)量是指利用電子技術(shù)進(jìn)行的測(cè)量。狹義的電子測(cè)量是指對(duì)電子技術(shù)中各種電參量所進(jìn)

2、行的測(cè)量。下一頁(yè)返回1. 1 電子測(cè)量概述2.電子測(cè)量的內(nèi)容電子測(cè)量與其他測(cè)量相比, 具有測(cè)量頻率范圍寬、量程廣、精確度高、測(cè)量速度快、易于實(shí)現(xiàn)遙測(cè)遙控等優(yōu)點(diǎn)。電子測(cè)量已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域, 大到天文觀測(cè)、航空航天, 小到物質(zhì)結(jié)構(gòu)、基本粒子, 無(wú)不運(yùn)用電子測(cè)量技術(shù)。狹義電子測(cè)量的內(nèi)容主要包括如下幾個(gè)方面。1) 能量的測(cè)量能量的測(cè)量指的是對(duì)電流、電壓、功率、電場(chǎng)強(qiáng)度等參量的測(cè)量。2) 電路參數(shù)的測(cè)量電路參數(shù)的測(cè)量指的是對(duì)電阻、電感、電容、阻抗、品質(zhì)因數(shù)等參量的測(cè)量。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1. 1 電子測(cè)量概述3) 電信號(hào)特性的測(cè)量信號(hào)特性的測(cè)量指的是對(duì)頻率、周期、時(shí)間、相位、調(diào)制系數(shù)、失真度等參量的

3、測(cè)量。4) 電路性能的測(cè)量電路性能的測(cè)量指的是對(duì)通頻帶、選擇性、放大倍數(shù)、衰減量、靈敏度、信噪比等參量的測(cè)量。5) 特性曲線的測(cè)量特性曲線的測(cè)量指的是對(duì)幅頻特性、相頻特性、器件特性等的顯示測(cè)量。電量測(cè)量則是最基本、最重要的測(cè)量?jī)?nèi)容。非電量的測(cè)量屬于廣義電子測(cè)量的內(nèi)容, 可以通過(guò)傳感器將非電量變換為電量后進(jìn)行測(cè)量。本書(shū)主要討論狹義電子測(cè)量?jī)?nèi)容。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1. 1 電子測(cè)量概述1.1.2 電子測(cè)量的方法為了達(dá)到測(cè)量目的, 正確選擇測(cè)量方法是極其重要的, 它直接關(guān)系到測(cè)量工作的正常進(jìn)行和測(cè)量結(jié)果的有效性。測(cè)量方法的分類(lèi)主要有以下幾種方法。1.按照測(cè)量性質(zhì)分類(lèi)按照測(cè)量性質(zhì)分類(lèi), 測(cè)量方法有時(shí)域測(cè)

4、量、頻域測(cè)量、數(shù)字域測(cè)量和隨機(jī)量測(cè)量四種。1) 時(shí)域測(cè)量時(shí)域測(cè)量是指測(cè)量與時(shí)間有函數(shù)關(guān)系的量。如電壓、電流等, 它們的穩(wěn)態(tài)值和有效值一般可以用儀表直接測(cè)量, 而瞬時(shí)值可用示波器通過(guò)顯示的波形來(lái)觀測(cè)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1. 1 電子測(cè)量概述2) 頻域測(cè)量頻域測(cè)量是指測(cè)量與頻率有函數(shù)關(guān)系的量。如電路增益、相移等, 可以通過(guò)分析電路的幅頻和相頻特性或頻譜特性等進(jìn)行測(cè)量。3) 數(shù)字域測(cè)量數(shù)字域測(cè)量是指對(duì)數(shù)字邏輯量進(jìn)行的測(cè)量。如用邏輯分析儀可以同時(shí)觀測(cè)許多單次并行數(shù)據(jù)。對(duì)于計(jì)算機(jī)的地址線、數(shù)據(jù)線上的信號(hào), 既可顯示其時(shí)序波形, 也可用“1”或“0”顯示其邏輯狀態(tài)。4) 隨機(jī)量測(cè)量隨機(jī)量測(cè)量主要是指對(duì)各種噪

5、聲、干擾信號(hào)等隨機(jī)量的測(cè)量。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1. 1 電子測(cè)量概述2.按照測(cè)量手段分類(lèi)按照測(cè)量手段分類(lèi), 測(cè)量方法有直接測(cè)量、間接測(cè)量、組合測(cè)量等方法, 間接測(cè)量與組合測(cè)量同屬于非直接測(cè)量方法。1) 直接測(cè)量直接測(cè)量是指借助于測(cè)量?jī)x器等設(shè)備可以直接獲得測(cè)量結(jié)果的測(cè)量方法, 例如用電壓表測(cè)電壓等。2) 間接測(cè)量間接測(cè)量是指對(duì)幾個(gè)與被測(cè)量有確定函數(shù)關(guān)系的物理量進(jìn)行直接測(cè)量, 然后通過(guò)公式計(jì)算或查表等求出被測(cè)量的測(cè)量方法。伏安法測(cè)量電阻R 的方法即屬于間接測(cè)量法, 它是先測(cè)出流過(guò)電阻的電流及電阻兩端的電壓U 后, 再利用公式R = U / I 來(lái)測(cè)量電阻R 的值。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1. 1 電子測(cè)量概

6、述3) 組合測(cè)量組合測(cè)量是建立在直接測(cè)量和間接測(cè)量基礎(chǔ)上的測(cè)量方法。當(dāng)無(wú)法通過(guò)直接測(cè)量或間接測(cè)量得出被測(cè)量的結(jié)果時(shí), 需要改變測(cè)量條件進(jìn)行多次測(cè)量, 然后按照被測(cè)量與有關(guān)未知量間的函數(shù)關(guān)系組成聯(lián)立方程組, 求解方程組得出有關(guān)未知量, 最后將未知量代入函數(shù)式而得出測(cè)量結(jié)果。電子測(cè)量的方法還有很多, 如人工測(cè)量和自動(dòng)測(cè)量、動(dòng)態(tài)測(cè)量和靜態(tài)測(cè)量、精密測(cè)量和工程測(cè)量; 低頻測(cè)量、高頻測(cè)量和超高頻測(cè)量等。測(cè)量時(shí)應(yīng)對(duì)被測(cè)量的物理特性、測(cè)量允許時(shí)間、測(cè)量精度要求以及經(jīng)費(fèi)情況等方面進(jìn)行綜合考慮, 結(jié)合現(xiàn)有的儀器、設(shè)備條件, 擇優(yōu)選取合適的測(cè)量方法。上一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)1.2.1 電子測(cè)量?jī)x器

7、的發(fā)展測(cè)量中用到的各種電子儀表、電子儀器及輔助設(shè)備統(tǒng)稱(chēng)為電子測(cè)量?jī)x器, 它的發(fā)展大致經(jīng)歷了模擬儀器、數(shù)字化儀器、智能儀器和虛擬儀器共四個(gè)階段。1.模擬儀器模擬儀器是出現(xiàn)較早、仍然比較常見(jiàn)的測(cè)量?jī)x器, 如指針式萬(wàn)用表、晶體管毫伏表等。它們的指示機(jī)構(gòu)是電磁機(jī)械式的, 借助指針顯示測(cè)量結(jié)果。2.數(shù)字化儀器下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)字化儀器是目前很普遍的測(cè)量?jī)x器, 如數(shù)字電壓表、數(shù)字頻率計(jì)等。數(shù)字化儀器將模擬信號(hào)的測(cè)量變換為數(shù)字信號(hào)的測(cè)量, 并以數(shù)字形式給出測(cè)量結(jié)果, 具有比模擬儀器測(cè)速快、測(cè)量準(zhǔn)確度高、抗干擾性能好、操作方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。3.智能儀器智能儀器內(nèi)置微處理器, 既能進(jìn)行自動(dòng)

8、測(cè)試, 又具有一定的數(shù)據(jù)處理功能, 可取代部分腦力勞動(dòng)。智能儀器的功能模塊多以硬件(或固化的軟件) 形式存在, 無(wú)論是開(kāi)發(fā)還是應(yīng)用, 均缺乏一定的靈活性。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)4.虛擬儀器1) 虛擬儀器的基本概念虛擬儀器(Virtual Instrument, 遇) 是以一種全新的理念于20 世紀(jì)90 年代發(fā)展起來(lái)的儀器, 主要用于自動(dòng)測(cè)試、過(guò)程控制、儀器設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析等。虛擬儀器強(qiáng)調(diào)“軟件即儀器”, 即在儀器設(shè)計(jì)或測(cè)試系統(tǒng)中盡可能用軟件代替硬件, 所以用戶可以在通用計(jì)算機(jī)平臺(tái)上, 根據(jù)用戶自己的需求來(lái)定義和設(shè)計(jì)儀器的測(cè)試功能, 其實(shí)質(zhì)是充分利用計(jì)算機(jī)的最新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)和

9、擴(kuò)展傳統(tǒng)儀器的功能。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)2) 虛擬儀器的組成虛擬儀器主要由計(jì)算機(jī)、儀器模塊和軟件三部分組成。儀器模塊的功能主要靠軟件實(shí)現(xiàn), 通過(guò)編程在顯示屏上構(gòu)成信號(hào)發(fā)生器、示波器或數(shù)字萬(wàn)用表等傳統(tǒng)儀器的軟面板, 而信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生信號(hào)的波形、頻率、占空比、幅值等, 示波器的測(cè)量通道、偏轉(zhuǎn)靈敏度、時(shí)基因數(shù)、極性、觸發(fā)信號(hào)等均用鼠標(biāo)或按鍵進(jìn)行設(shè)置, 操作使用更加方便, 而且虛擬儀器具有更強(qiáng)的分析處理能力。3) 虛擬儀器的特點(diǎn)與傳統(tǒng)儀器相比, 虛擬儀器具有高效、開(kāi)放、操作簡(jiǎn)便靈活、功能強(qiáng)大、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn), 其特點(diǎn)如下。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)(1)

10、智能化程度高, 處理能力強(qiáng)。(2) 復(fù)用性強(qiáng), 費(fèi)用低。用相同的硬件可構(gòu)成多種不同測(cè)試功能的儀器, 這些儀器的功能更加靈活、高效、開(kāi)放、費(fèi)用更低。通過(guò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接, 還可實(shí)現(xiàn)虛擬儀器的分布式共享, 更好地發(fā)揮儀器的使用價(jià)值。(3) 可操作性強(qiáng), 易用靈活?？捎捎脩翎槍?duì)不同需要設(shè)計(jì)不同的操作顯示界面, 使儀器操作更加直觀、簡(jiǎn)便、易于理解, 而且測(cè)量結(jié)果可以直接進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)或通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送。測(cè)量結(jié)束后, 還可打印、顯示所需的報(bào)表或曲線, 使得儀器的可操作性大大提高。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)1.2.2 電子測(cè)量?jī)x器的分類(lèi)電子測(cè)量?jī)x器種類(lèi)繁多, 主要包括通用儀器和專(zhuān)用儀器兩大類(lèi)。

11、專(zhuān)用儀器是為特定目的專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)制作的, 適于對(duì)特定對(duì)象的測(cè)量。通用儀器是指應(yīng)用面廣、靈活性好的測(cè)量?jī)x器。按照儀器功能, 通用電子測(cè)量?jī)x器分為以下幾類(lèi)。1.信號(hào)發(fā)生器信號(hào)發(fā)生器是在電子測(cè)量中提供符合一定技術(shù)要求的電信號(hào)產(chǎn)生儀器, 如正弦信號(hào)發(fā)生器、脈沖信號(hào)發(fā)生器、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)2.電壓測(cè)量?jī)x器電壓測(cè)量?jī)x器是用于測(cè)量信號(hào)電壓的儀器, 如低頻毫伏表、高頻毫伏表、數(shù)字電壓表等。3.波形測(cè)試儀器波形測(cè)試儀器是用于顯示信號(hào)波形的儀器, 如通用示波器、取樣示波器、記憶存儲(chǔ)示波器等。4.頻率測(cè)量?jī)x器頻率測(cè)量?jī)x器是測(cè)量信號(hào)頻率、周期等的儀器, 如數(shù)

12、字式頻率計(jì)等。5.電路參數(shù)測(cè)量?jī)x器電路參數(shù)測(cè)量?jī)x器是測(cè)量電阻、電感、晶體管放大倍數(shù)等電路參數(shù)的儀器, 如電橋、Q表、晶體管特性圖示儀等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)6.信號(hào)分析儀器信號(hào)分析儀器是測(cè)量信號(hào)非線性失真度、信號(hào)頻譜特性等的儀器, 如失真度測(cè)試儀、頻譜儀等。7.模擬電路特性測(cè)試儀器模擬電路特性測(cè)試儀器是分析模擬電路幅頻特性、噪聲特性等的儀器, 如掃頻儀、噪聲系數(shù)測(cè)試儀等。8.數(shù)字電路特性測(cè)試儀器數(shù)字電路特性測(cè)試儀器是分析數(shù)字電路邏輯特性等的儀器, 如邏輯分析儀、特征分析儀等, 是數(shù)據(jù)域測(cè)量不可缺少的儀器。測(cè)量時(shí)應(yīng)根據(jù)測(cè)量要求, 參考被測(cè)量與測(cè)量?jī)x器的有關(guān)指標(biāo), 結(jié)合現(xiàn)

13、有測(cè)量條件及經(jīng)濟(jì)狀況, 盡量選用功能相符、使用方便的儀器。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)1.2.3 電子測(cè)量?jī)x器的主要技術(shù)指標(biāo)電子測(cè)量?jī)x器的性能指標(biāo)主要包括頻率范圍、準(zhǔn)確度、量程與分辨力、穩(wěn)定性與可靠性、環(huán)境條件、響應(yīng)特性以及輸入/ 輸出特性等。1.頻率范圍頻率范圍即有效頻率范圍, 是指能保證儀器其他指標(biāo)正常工作的輸入信號(hào)或輸出信號(hào)的頻率范圍。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)2.準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度既可用于說(shuō)明測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量真值之間的一致程度, 即測(cè)量準(zhǔn)確度, 也可用于描述測(cè)量?jī)x器給出值接近于真值的能力, 即測(cè)量?jī)x器準(zhǔn)確度。準(zhǔn)確度通常以允許誤差或不確定度的形式給出。不確

14、定度是指在對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過(guò)程中, 為了避免丟失真實(shí)數(shù)據(jù)而人為擴(kuò)大的測(cè)量誤差, 是一個(gè)定量的量, 由于它在一定程度上能反映出測(cè)量數(shù)據(jù)的可信程度而得名。不確定度的數(shù)值越大, 丟失真實(shí)數(shù)據(jù)的可能性越小, 即可信度越高。準(zhǔn)確度不同于允許誤差和不確定度, 它是一種定性的概念而非定量的量。因?yàn)闇?zhǔn)確度是通過(guò)測(cè)量結(jié)果或測(cè)量?jī)x器給出值表明真值(或?qū)嶋H值) 所處的范圍而非確定的數(shù)值。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)3.量程與分辨力量程是指測(cè)量?jī)x器的測(cè)量范圍。分辨力是指通過(guò)儀器所能直接反映出來(lái)的被測(cè)量變化的最小值, 即指針式儀表刻度盤(pán)標(biāo)尺上最小刻度代表的被測(cè)量大小或數(shù)字儀表最低位的“1”所表示的

15、被測(cè)量大小。同一儀器不同量程的分辨力不同, 通常以儀器最小量程的分辨力(最高分辨力) 作為儀器的分辨力。4.穩(wěn)定性與可靠性穩(wěn)定性是指在一定的工作條件下, 在規(guī)定時(shí)間內(nèi), 儀器保持指示值或供給值不變的能力?？煽啃允侵竷x器在規(guī)定的條件下, 完成規(guī)定功能的可能性, 是反映儀器是否耐用的一種綜合性和統(tǒng)計(jì)性質(zhì)量指標(biāo)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)5.環(huán)境條件環(huán)境條件即保證測(cè)量?jī)x器正常工作的工作環(huán)境, 如基準(zhǔn)條件、正常條件、額定工作條件等。6.響應(yīng)特性一般來(lái)說(shuō), 儀器的響應(yīng)特性是指輸出的某個(gè)特征量與其輸入的某個(gè)特征量之間的響應(yīng)關(guān)系或驅(qū)動(dòng)量與被驅(qū)動(dòng)量之間的關(guān)系。例如, 峰值檢波器的響應(yīng)特性為

16、檢波器輸出的平均值Uo約等于交流輸入信號(hào)的峰值Ui。7.輸入特性與輸出特性輸入特性主要包括測(cè)量?jī)x器的輸入阻抗、輸入形式等。輸出特性主要包括測(cè)量結(jié)果的指示方式、輸出電平、輸出阻抗、輸出形式等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)1.2.4 電子測(cè)量實(shí)驗(yàn)室的常識(shí)1.電子測(cè)量實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境條件電子測(cè)量?jī)x器是由各種電子元器件構(gòu)成的。它們往往不同程度地受到諸如溫度、濕度、大氣壓強(qiáng)、振動(dòng)、電網(wǎng)電壓、電磁場(chǎng)干擾等外界環(huán)境的影響, 因此, 在同一環(huán)境條件下, 用同一臺(tái)儀器及同樣的測(cè)量方法去測(cè)量同一個(gè)物理量, 就會(huì)出現(xiàn)不同的測(cè)量結(jié)果。2.電子測(cè)量?jī)x器的放置及連線1) 電子測(cè)量?jī)x器的放置在測(cè)量前應(yīng)安放好各

17、儀器的位置, 要注意以下兩點(diǎn):上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)(1) 在擺放儀器時(shí), 盡量使儀器的指示電表或顯示器與操作者的視線平行, 以減少視差; 對(duì)那些在測(cè)量中需要頻繁操作的儀器, 其位置的安放應(yīng)便于操作者的使用。(2) 在測(cè)量中, 當(dāng)需要兩臺(tái)或多臺(tái)儀器重疊放置時(shí), 應(yīng)把重量輕、體積小的儀器放在上層; 對(duì)散熱量較大的儀器還要注意它自身散熱及對(duì)相鄰儀器的影響。2) 電子測(cè)量?jī)x器之間的連線電子測(cè)量?jī)x器之間的連線原則上要求盡量短, 盡量減少或消除交叉, 以免引起信號(hào)的串?dāng)_和寄生振蕩。例如: 圖1 -1 中, 圖(a)、(c) 是正確的連線方法, 圖(b) 連接線太長(zhǎng),圖(d) 連接

18、線有交叉。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)3.電子測(cè)量?jī)x器的接地電子測(cè)量?jī)x器的接地有兩層含義, 即以保障操作者人身安全為目的的安全接地和以保證電子測(cè)量?jī)x器正常工作為目的的技術(shù)接地。1) 安全接地安全接地即將機(jī)殼和大地連接。這里所說(shuō)的“地”是指真正的大地。為了消除隱患, 一般可采取以下措施:(1) 在實(shí)驗(yàn)室的地面上鋪設(shè)絕緣膠。(2) 儀器的電源插頭應(yīng)采用“三星”插頭, 其中“一星”為接地端(另一端連接在儀器的外殼上)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)(3) 電子實(shí)驗(yàn)室的總地線可用大塊金屬板或金屬棒深埋在附近的地下, 并撒些食鹽以減少接觸電阻, 再用粗導(dǎo)線引入實(shí)驗(yàn)室。通

19、過(guò)接地線, 泄漏電流就流入大地這個(gè)巨大的導(dǎo)體。2) 技術(shù)接地技術(shù)接地是一種防止外界信號(hào)串?dāng)_的方法。這里所說(shuō)的“地”, 是指等電位點(diǎn), 即測(cè)量?jī)x器及被測(cè)電路的基準(zhǔn)電位點(diǎn)。技術(shù)接地一般有一點(diǎn)接地和多點(diǎn)接地兩種方式。一點(diǎn)接地適用于直流或低頻電路的測(cè)量, 即把測(cè)量?jī)x器的技術(shù)接地點(diǎn)與被測(cè)電路的技術(shù)接地點(diǎn)連在一起, 再與實(shí)驗(yàn)室的總地線(大地) 相連; 多點(diǎn)接地則應(yīng)用于高頻電路的測(cè)量。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.2 電子測(cè)量?jī)x器的基礎(chǔ)知識(shí)在電子測(cè)量過(guò)程中, 為避免干擾, 大多數(shù)電子測(cè)量?jī)x器的兩個(gè)輸入端中一端為接地端,與儀器的外殼相連, 并與連接被測(cè)對(duì)象的電纜引線外層屏蔽線連接在一起, 這個(gè)端點(diǎn)通常用“”表示。如果同

20、時(shí)使用多臺(tái)儀器, 則需要將它們的“”端均接在一起, 即“共地”。儀器外殼則可通過(guò)電源插頭中的接地端與大地相連, 可能避免外界電磁場(chǎng)的干擾, 提高測(cè)量穩(wěn)定性。因此, 在電子測(cè)量中, 一定注意不要將接地端與非接地端任意調(diào)換。上一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念測(cè)量的目的是得到被測(cè)量的真實(shí)結(jié)果, 即真值。但由于人們對(duì)客觀規(guī)律認(rèn)識(shí)的局限性,不可能得到被測(cè)量的真值。測(cè)量值與被測(cè)量真值之間的差異稱(chēng)為測(cè)量誤差。1.3.1 測(cè)量誤差的表示方法測(cè)量誤差的表示方法有三種: 絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差和允許誤差。1.絕對(duì)誤差1) 定義被測(cè)量的測(cè)量值x 與真值A(chǔ)0 之差稱(chēng)為絕對(duì)誤差, 用x 表示, 即 x = x - A0下

21、一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念真值A(chǔ)0 是一個(gè)理想的概念, 實(shí)際上是不可能得到的, 通常用高一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儀器所測(cè)得的測(cè)量值A(chǔ) 來(lái)代替, 稱(chēng)之為被測(cè)量值的實(shí)際值。絕對(duì)誤差的計(jì)算式為 x = x - A絕對(duì)誤差的正負(fù)號(hào)表示測(cè)量值偏離實(shí)際值的方向, 即偏大或偏小。絕對(duì)誤差的大小則反映出測(cè)量值偏離實(shí)際值的程度。2) 修正值與絕對(duì)誤差大小相等、符號(hào)相反的量值稱(chēng)為修正值, 用C 表示, 即 C = - x = A - x上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念修正值通常是在用高一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)儀器對(duì)測(cè)量?jī)x器校準(zhǔn)時(shí)給出的。當(dāng)?shù)玫綔y(cè)量值x 后, 要對(duì)測(cè)量值x 進(jìn)行修正以得到被測(cè)量的實(shí)際值, 即 A = C + x修

22、正值有時(shí)給出的方式不一定是具體數(shù)值, 也可能是一條曲線或一張表格, 和絕對(duì)誤差一樣都有大小、符號(hào)及量綱。2.相對(duì)誤差雖然絕對(duì)誤差可以說(shuō)明測(cè)量結(jié)果偏離實(shí)際值的情況, 但不能確切反映測(cè)量結(jié)果偏離實(shí)際值的程度, 為了克服絕對(duì)誤差的這一不足, 通常采用相對(duì)誤差的形式來(lái)表示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念當(dāng)相對(duì)誤差公式中的A0 分別用實(shí)際值、示值或滿度值代替時(shí), 對(duì)應(yīng)地稱(chēng)為實(shí)際相對(duì)誤差、示值相對(duì)誤差和滿度相對(duì)誤差。1) 實(shí)際相對(duì)誤差絕對(duì)誤差x 與實(shí)際值A(chǔ) 之比, 稱(chēng)為實(shí)際相對(duì)誤差, 用A 表示為2) 示值相對(duì)誤差絕對(duì)誤差 x 與測(cè)量值x 之比, 稱(chēng)為示值相對(duì)誤差, 用x 表示為上一頁(yè)下一頁(yè)返

23、回1.3 測(cè)量誤差的基本概念3) 滿度相對(duì)誤差絕對(duì)誤差 x 與儀器滿度值xm 之比, 稱(chēng)為滿度相對(duì)誤差或引用相對(duì)誤差, 簡(jiǎn)稱(chēng)為滿度誤差或引用誤差, 用m 表示。它是為了描述電工儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)而引入的相對(duì)誤差, 計(jì)算式為指針式電工儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)通常分為0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0 共七級(jí),分別表示儀表滿度相對(duì)誤差所不超過(guò)的百分比。如某型萬(wàn)用表面板上的“ 5.0”, 表示該型萬(wàn)用表測(cè)量交流量時(shí)的滿度相對(duì)誤差為5.0%, 在無(wú)標(biāo)準(zhǔn)儀表比對(duì)的情況下, 是不可能確定測(cè)量值偏離方向的, 所以應(yīng)帶有“ ”號(hào)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念由式(1 -1) 計(jì)算出的絕

24、對(duì)誤差是用該儀表測(cè)量時(shí)可能產(chǎn)生的最大誤差xm, 即實(shí)際測(cè)量的絕對(duì)誤差x 應(yīng)滿足上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念可見(jiàn), 對(duì)于同一儀表, 所選量程不同, 可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差也不同。而對(duì)于同一量程, 在無(wú)修正值可以利用的情況下, 在不同示值處的絕對(duì)誤差一般按最壞的情況處理, 即認(rèn)為儀器在同一量程各處的絕對(duì)誤差是常數(shù)且等于xm。所以當(dāng)儀表準(zhǔn)確度等級(jí)選定后, 一般情況下, 測(cè)量值越接近滿度值時(shí), 測(cè)量相對(duì)誤差越小, 測(cè)量越準(zhǔn)確。因此, 在一般情況下, 應(yīng)盡量使指針處在儀表滿度值的三分之二以上區(qū)域。但該結(jié)論只適用于正向線性刻度的一般電工儀表。對(duì)于萬(wàn)用表電阻擋等非線性刻度電工儀表, 應(yīng)盡量使指

25、針處于滿度值的1/2 或1/2 以下區(qū)域。相對(duì)誤差只有大小和符號(hào), 沒(méi)有單位。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念3.允許誤差一般情況下, 線性刻度電工儀表的指示裝置對(duì)它的測(cè)量結(jié)果影響比較大, 但因其指示裝置構(gòu)造的特殊性, 使得無(wú)論測(cè)量值是多大, 產(chǎn)生的誤差總是比較均勻的, 所以線性刻度電工儀表的準(zhǔn)確度通常用滿度相對(duì)誤差表示。而對(duì)于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的電子測(cè)量?jī)x器來(lái)說(shuō), 由某一部分產(chǎn)生極小的誤差, 就有可能由于累積或放大等原因而產(chǎn)生很大的誤差, 因此不能用滿度相對(duì)誤差而用允許誤差來(lái)表示它的準(zhǔn)確度等級(jí)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念1.3.2 測(cè)量誤差的來(lái)源產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因是多方面的

26、, 主要來(lái)源包括以下幾類(lèi)。1.儀器誤差儀器誤差是由于儀器本身及其附件的電氣和機(jī)械性能不完善而引起的誤差。如由于儀器零點(diǎn)漂移、刻度非線性等引起的誤差。2.使用誤差使用誤差又稱(chēng)為操作誤差, 是由于安裝、調(diào)節(jié)、使用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬恼`差。如測(cè)量時(shí)由于阻抗不匹配等原因引起的誤差。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念3.人身誤差人身誤差是由于人為原因而引起的誤差, 如讀錯(cuò)數(shù)據(jù)等。4.環(huán)境誤差環(huán)境誤差又稱(chēng)為影響誤差, 是由于儀器受到外界的溫度、濕度、氣壓、震動(dòng)等影響而產(chǎn)生的誤差。如數(shù)字電壓表性能指標(biāo)中常單獨(dú)給出的溫度影響誤差。5.方法誤差方法誤差又稱(chēng)理論誤差。由于測(cè)量時(shí)使用的方法不完善、所依據(jù)的理論不

27、嚴(yán)格等原因引起的誤差。例如在圖1 -2 中由于電流表測(cè)得的電流還包括流過(guò)電壓表內(nèi)阻的電流, 所以電阻的測(cè)量值要比電阻的實(shí)際值小, 由此產(chǎn)生的誤差屬于方法誤差。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念測(cè)量工作中, 應(yīng)對(duì)誤差來(lái)源進(jìn)行認(rèn)真分析, 采取相應(yīng)的措施減小誤差源對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響, 提高測(cè)量準(zhǔn)確度。1.3.3 測(cè)量誤差的分類(lèi)根據(jù)測(cè)量誤差的性質(zhì)和特點(diǎn), 測(cè)量誤差分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差三類(lèi)。1.系統(tǒng)誤差1) 定義在規(guī)定的測(cè)量條件下, 對(duì)同一量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí), 如果測(cè)量誤差能夠保持恒定或按照某種規(guī)律變化, 則這種誤差稱(chēng)為系統(tǒng)誤差或確定性誤差, 簡(jiǎn)稱(chēng)為系差。如電表零點(diǎn)不準(zhǔn), 溫度、濕度、電

28、源電壓變化等引起的誤差。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念2) 分類(lèi)與判斷系統(tǒng)誤差根據(jù)其性質(zhì)特征的不同分為恒定系統(tǒng)誤差和變值系統(tǒng)誤差。(1) 恒定系統(tǒng)誤差簡(jiǎn)稱(chēng)為恒定系差, 誤差的大小及符號(hào)在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中始終保持恒定不變。(2) 變值系統(tǒng)誤差簡(jiǎn)稱(chēng)為變值系差, 誤差的大小及符號(hào)在測(cè)量過(guò)程中會(huì)隨測(cè)試的某個(gè)或某幾個(gè)因素按照累進(jìn)性規(guī)律、周期性規(guī)律或某一復(fù)雜規(guī)律等確定的函數(shù)規(guī)律變化。具有累進(jìn)性規(guī)律的變值系差稱(chēng)為累進(jìn)性系差, 圖1 -3 (a) 和圖1 -3 (b) 所示的累進(jìn)性系差分別具有線性遞增和線性遞減的規(guī)律, ui 為每次測(cè)量的誤差, i 為測(cè)量次數(shù)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本

29、概念具有周期性規(guī)律的變值系差稱(chēng)為周期性系差。按照某一復(fù)雜規(guī)律變化的變值系差稱(chēng)為按復(fù)雜規(guī)律變化的系差。系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)和判斷除了可以用理論分析法、校準(zhǔn)和比對(duì)法、改變測(cè)量條件法、公式判斷法外, 比較簡(jiǎn)單的是剩余誤差觀察法。剩余誤差ui 是單次測(cè)量值與多個(gè)測(cè)量值的算術(shù)平均值的差。剩余誤差觀察法根據(jù)剩余誤差大小、符號(hào)的變化規(guī)律, 來(lái)判斷有無(wú)系差和系差類(lèi)型, 如圖1 -4 所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念圖1 -4 (a) 表明剩余誤差大致上正負(fù)相同, 無(wú)明顯變化規(guī)律, 可以認(rèn)為不存在系差。圖1 -4 (b) 說(shuō)明剩余誤差呈現(xiàn)線性遞增的規(guī)律, 可以認(rèn)為存在累進(jìn)性系差。圖1 -4 (c)表明

30、剩余誤差大小、符號(hào)呈現(xiàn)周期性變化, 可以認(rèn)為存在周期性系差。3) 系統(tǒng)誤差與測(cè)量的關(guān)系系統(tǒng)誤差表明的是測(cè)量結(jié)果偏離真值或?qū)嶋H值的程度, 即系統(tǒng)誤差越小, 測(cè)量準(zhǔn)確度越高。系統(tǒng)誤差通常能夠出現(xiàn)在最終的測(cè)量結(jié)果中。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念4) 減小系統(tǒng)誤差的方法系統(tǒng)誤差通常是由那些對(duì)測(cè)量影響顯著的因素產(chǎn)生的。為了減小系統(tǒng)誤差, 在測(cè)量之前應(yīng)盡量發(fā)現(xiàn)并消除可能產(chǎn)生系統(tǒng)誤差的來(lái)源及其影響, 測(cè)量中則應(yīng)采用適當(dāng)?shù)姆椒? 如零示法、替代法、交換法、微差法等, 或引入修正值加以抵消或削弱。(1) 零示法是在測(cè)量中使被測(cè)量對(duì)指示儀表的作用與某已知的標(biāo)準(zhǔn)量對(duì)它的作用相互平衡, 以使指示儀表示零

31、, 這時(shí)被測(cè)量等于已知的標(biāo)準(zhǔn)量。零示法可以消除指示儀表不準(zhǔn)而造成的誤差, 如天平稱(chēng)量物體質(zhì)量等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念(2) 替代法即置換法, 是在測(cè)量條件不變的情況下, 用一個(gè)已知標(biāo)準(zhǔn)量去代替被測(cè)量, 并調(diào)整標(biāo)準(zhǔn)量使儀器的示值不變, 此種情況下, 被測(cè)量等于調(diào)整后的標(biāo)準(zhǔn)量。例如, 在圖1 -5用直流電橋測(cè)量直流電阻的過(guò)程中, 先接入電阻Rx 。使電橋處于平衡電流表的指示為0。再用Rs 替代Rx , 調(diào)節(jié)Rs使電橋再次平衡, 此時(shí)Rx 與Rs 相等。由于在替代的過(guò)程中, 儀器狀態(tài)和示值都不變, 所以儀器誤差和其他造成系統(tǒng)誤差的因素對(duì)測(cè)量結(jié)果基本不產(chǎn)生影響。(3) 交換法即對(duì)

32、照法, 是利用交換被測(cè)量在測(cè)量系統(tǒng)中的位置或測(cè)量方向等, 設(shè)法使兩次測(cè)量中誤差源對(duì)被測(cè)量的作用相反, 取兩次測(cè)量值的平均值作為測(cè)量結(jié)果。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念交換法將大大削弱系統(tǒng)誤差的影響, 例如, 用旋轉(zhuǎn)度盤(pán)讀數(shù)時(shí), 分別將度盤(pán)向右旋轉(zhuǎn)和向左旋轉(zhuǎn)進(jìn)行兩次讀數(shù), 并取讀數(shù)的平均值作為最后結(jié)果, 這樣可以減小傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的機(jī)械間隙所產(chǎn)生的誤差。(4) 微差法又稱(chēng)為虛零法或差值比較法, 它實(shí)質(zhì)上是一種不徹底的零示法。在零示法中需要仔細(xì)調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)量s 使之與被測(cè)量x 相等, 其操作費(fèi)時(shí)費(fèi)力, 甚至不可能做到。微差法允許標(biāo)準(zhǔn)量s 與被測(cè)量x 的效應(yīng)不完全抵消, 而是相差一微小量, 測(cè)得=

33、 x - s, 即可得到被測(cè)量x。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念x 的示值相對(duì)誤差為由于s, 所以s + s, 又由于x, 所以x/x s/s 。即被測(cè)量相對(duì)誤差近似等于標(biāo)準(zhǔn)量相對(duì)誤差, 而儀表產(chǎn)生的偏差/幾乎可以忽略。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念2.隨機(jī)誤差隨機(jī)誤差又稱(chēng)為偶然誤差或殘差, 簡(jiǎn)稱(chēng)為隨差, 是指在一系列重復(fù)測(cè)量中, 每次測(cè)量結(jié)果出現(xiàn)無(wú)規(guī)律隨機(jī)變化的誤差。隨機(jī)誤差反映了測(cè)量結(jié)果的離散性, 即隨機(jī)誤差越小, 測(cè)量精密度越高。隨機(jī)誤差主要由那些影響微弱、變化復(fù)雜而又互不相關(guān)的多種因素共同造成。在足夠多次測(cè)量中, 隨機(jī)誤差服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律, 即誤差小的出現(xiàn)的概

34、率高, 誤差大的出現(xiàn)的概率低, 而且大小相等的正負(fù)誤差出現(xiàn)的概率相等。因此, 采用多次測(cè)量求平均的方法可以消除或削弱隨機(jī)誤差。一般認(rèn)為, 只要測(cè)量次數(shù)足夠多, 隨機(jī)誤差的影響就足夠小。隨機(jī)誤差可以出現(xiàn)在單次測(cè)量結(jié)果中, 一般不會(huì)出現(xiàn)在最終結(jié)果中。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念3.粗大誤差粗大誤差又稱(chēng)為過(guò)失誤差或疏失誤差, 簡(jiǎn)稱(chēng)為粗差, 是由于操作不當(dāng)、測(cè)量失誤等原因造成測(cè)量結(jié)果明顯偏離實(shí)際值的誤差。測(cè)量時(shí)應(yīng)耐心細(xì)致以免出現(xiàn)粗大誤差, 如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中有粗大誤差, 應(yīng)予剔除。1.3.4 電子測(cè)量?jī)x器的誤差儀器誤差是誤差的主要來(lái)源之一, 也是電子測(cè)量?jī)x器的一項(xiàng)重要質(zhì)量指標(biāo), 主要包括以下

35、幾種。1.固有誤差固有誤差是指在基準(zhǔn)條件(見(jiàn)表1 -1) 下, 由于儀器本身而產(chǎn)生的允許誤差。它大致反映了儀器的最高測(cè)量精確度, 通常用于儀器誤差的檢驗(yàn)和比對(duì)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念2.基本誤差基本誤差是指在正常條件(見(jiàn)表1 -2) 下, 由于儀器方面而產(chǎn)生的允許誤差。與基準(zhǔn)工作條件相比, 儀器在正常條件下的工作環(huán)境較差。3.工作誤差工作誤差是指在儀器額定工作條件下, 在任意點(diǎn)上求得儀器的某項(xiàng)特性的誤差。額定工作條件包括儀器本身的全部使用范圍和全部外部工作條件, 是儀器不利工作環(huán)境條件的組合, 產(chǎn)生的誤差最大, 通常以允許誤差的形式給出。例如, 某數(shù)字電壓表的工作誤差為:

36、在50 Hz 1 MHz、1 mV 1 V 量程時(shí)為1.5% 滿量程的0.5%。工作誤差包括儀器固有誤差(或基本誤差) 及各種因素共同作用的總效應(yīng), 在說(shuō)明書(shū)中必須給出, 固有誤差則可視情況給出。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.3 測(cè)量誤差的基本概念4.影響誤差影響誤差是當(dāng)某一個(gè)影響量即影響因素在其額定使用范圍內(nèi)或一個(gè)影響特性在其有效范圍內(nèi)取任意值, 其他影響量和影響特性均處于基準(zhǔn)條件時(shí)所測(cè)得的誤差。例如, 某數(shù)字電壓表的溫度影響誤差: 在1 kHz、1 V 時(shí)的溫度系數(shù)為10 -4; 頻率影響誤差: 在50 Hz 1 MHz時(shí)為0.5% 滿量程的0.1%。5.穩(wěn)定誤差穩(wěn)定誤差是儀器標(biāo)準(zhǔn)值在其他影響量和影

37、響特性保持恒定的情況下, 在規(guī)定時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的誤差極限, 習(xí)慣上以相對(duì)誤差形式給出或者注明最長(zhǎng)連續(xù)工作時(shí)間。上一頁(yè)返回1.4 測(cè)量結(jié)果的表示及有效數(shù)字1.4.1 測(cè)量結(jié)果的表示測(cè)量結(jié)果一般以數(shù)字方式或圖形方式等表示。圖形方式可以在測(cè)量?jī)x器的顯示屏上直接顯示出來(lái), 也可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行描點(diǎn)作圖得到。測(cè)量結(jié)果的數(shù)字表示方法有以下幾種。1.測(cè)量值+ 不確定度這是最常用的表示方法, 特別適合表示最后測(cè)量結(jié)果。例如, R = (40.67 0.5) ,40.67 稱(chēng)為測(cè)量值, 0.5 稱(chēng)為不確定度, 表示被測(cè)量實(shí)際值是處于40.17 41.17 區(qū)間的任意值, 但不能確定具體數(shù)據(jù)。不確定度和測(cè)量值都是在對(duì)

38、一系列測(cè)量數(shù)據(jù)的處理過(guò)程中得到的。下一頁(yè)返回1.4 測(cè)量結(jié)果的表示及有效數(shù)字2.有效數(shù)字有效數(shù)字是由第一種數(shù)字表示方法改寫(xiě)而成的, 比較適合表示中間結(jié)果。當(dāng)未標(biāo)明測(cè)量誤差或分辨力時(shí), 有效數(shù)字的末位一般與不確定度第一個(gè)非零數(shù)字的前一位對(duì)齊。例如,R = (40.67 0.5)改寫(xiě)成有效數(shù)字為R =41 。3.有效數(shù)字加1 2 位的安全數(shù)字該方法是由前兩種表示方法演變而成的, 它比較適合表示中間結(jié)果或重要數(shù)據(jù)。增加安全數(shù)字可以減小由第一種方法改寫(xiě)成第二種方法時(shí)產(chǎn)生的誤差對(duì)測(cè)量的影響。該方法是在第二種表示方法確定出有效數(shù)字位數(shù)的基礎(chǔ)上, 根據(jù)需要向后多取1 2 位安全數(shù)字, 而多余數(shù)字應(yīng)按照有效數(shù)

39、字的舍入規(guī)則進(jìn)行處理。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.4 測(cè)量結(jié)果的表示及有效數(shù)字例如, R = (40.67 0.5) 用有效數(shù)字加1 位安全數(shù)字表示為R =40.7 , 末位的7 為安全數(shù)字; 用有效數(shù)字加2 位安全數(shù)字表示為R =40.67 , 末尾的6、7 為安全數(shù)字。上述方法表示出來(lái)的結(jié)果是測(cè)量報(bào)告值。1.4.2 有效數(shù)字的處理有效數(shù)字的處理包括有效數(shù)字位數(shù)的取舍及有效數(shù)字的舍入規(guī)則。1.有效數(shù)字的意義測(cè)量過(guò)程中, 通常要在量程最小刻度的基礎(chǔ)上, 多估讀一位數(shù)字作為測(cè)量值的最后一位, 此估讀數(shù)字稱(chēng)為欠準(zhǔn)數(shù)字。欠準(zhǔn)數(shù)字后的數(shù)字是無(wú)意義的, 不必記入。例如, 某電壓表50 V 量程的分辨力為1 V,

40、 如果讀出32.7 V 是恰當(dāng)?shù)? 但不能讀成32.73 V。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.4 測(cè)量結(jié)果的表示及有效數(shù)字從第一個(gè)非零數(shù)字起向右所有的數(shù)字稱(chēng)為有效數(shù)字。例如, 0.043 0 V 的有效數(shù)字位數(shù)是3 位而不是5 位或2 位, 第一個(gè)非零數(shù)字前的0 僅表示小數(shù)點(diǎn)的位置而不是有效數(shù)字。未標(biāo)明儀器分辨力時(shí), 有效數(shù)字中非零數(shù)字后的0 不能隨意省略, 例如, 3 000 V 可以寫(xiě)成3.000 kV、3.000 103 V, 而不能寫(xiě)成3 kV、3.0 kV 或3.00 kV。電子測(cè)量中, 如果未標(biāo)明測(cè)量誤差或分辨力, 通常認(rèn)為有效數(shù)字具有不大于欠準(zhǔn)數(shù)字0.5單位的誤差, 稱(chēng)之為0.5 誤差原則。

41、例如, 0.430 V、0.43 V 表示的測(cè)量誤差分別為0.000 5 V、0.005 V, 表明被測(cè)量實(shí)際值分別處于0.429 5 0.430 5 V、0.425 0.435 V 之間, 因此二者表示的意義是不同的。同樣道理, 3.000 kV 與3.000 伊103 V 表示的結(jié)果相同;而3 kV、3.0 kV、3.00 kV 表示的結(jié)果不相同。上一頁(yè)下一頁(yè)返回1.4 測(cè)量結(jié)果的表示及有效數(shù)字2.有效數(shù)字位數(shù)的取舍與運(yùn)算規(guī)則1) 有效數(shù)字位數(shù)的取舍為了不丟失被測(cè)量實(shí)際值, 在用有效數(shù)字表示測(cè)量結(jié)果時(shí), 如果已知測(cè)量絕對(duì)誤差(或不確定度), 要保證有效數(shù)字位數(shù)取舍后末位的0.5 單位不小于絕對(duì)誤差(或不確定度), 即有效數(shù)字位數(shù)保留至絕對(duì)誤差(或不確定度) 左邊第1 個(gè)非零數(shù)字前1 位。例如,某被測(cè)電壓測(cè)量結(jié)果為UA = (37.637 0.022)V, 用有效數(shù)字表示為UA =37.6 V。若認(rèn)為有效數(shù)字具有不大于欠準(zhǔn)數(shù)字的1 單位的誤差, 這種情況下, 除非絕對(duì)誤差(或不確定度)剛好等于某1 位的1 單位, 用有效數(shù)字表示時(shí), 有效數(shù)字末位位數(shù)應(yīng)與