電子測(cè)量教學(xué)課件

第1頁(yè)2023/7/23參考書目林占江編著，《電子測(cè)量技術(shù)》（第二版），電子工業(yè)出版社，2019張乃國(guó)編著，《實(shí)用電子測(cè)量技術(shù)》，電子工業(yè)出版社，2019楊光祥等編著，《電子測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)》，東南大學(xué)出版社，2019劉國(guó)林等編著，《電子測(cè)量》，機(jī)械工業(yè)出版社，2019張毅剛等編著，《自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)》，哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2019第2頁(yè)2023/7/23參考網(wǎng)站1.yibiao儀表網(wǎng)內(nèi)容有測(cè)試儀表性能相關(guān)資料 2.21ic中國(guó)電子網(wǎng)內(nèi)容有發(fā)展動(dòng)態(tài)、技術(shù)文章、資料下載3.tester北京測(cè)試儀器網(wǎng)內(nèi)容有測(cè)量?jī)x器相關(guān)資料4.elec.yibiao中華電工儀表網(wǎng)內(nèi)容有測(cè)量?jī)x器相關(guān)資料5.dzjs電子技術(shù)天地內(nèi)容有現(xiàn)代電子技術(shù)、電子CAD、電子測(cè)量技術(shù)資料第3頁(yè)2023/7/23參考網(wǎng)站6.eaw電子設(shè)計(jì)應(yīng)用內(nèi)容有電子應(yīng)用相關(guān)文章7.eepw電子產(chǎn)品世界內(nèi)容有電子應(yīng)用相關(guān)文章8.jicheng東方集成網(wǎng)內(nèi)容有電子測(cè)量?jī)x器產(chǎn)品說明、中文手冊(cè)、參考資料、相關(guān)期刊超級(jí)鏈接。9.angilent安捷倫公司中國(guó)網(wǎng)站內(nèi)容有電子測(cè)量?jī)x器產(chǎn)品說明、中文手冊(cè)及參考資料。10.fluke福祿克公司中國(guó)網(wǎng)站內(nèi)容有電子測(cè)量?jī)x器產(chǎn)品說明、中文手冊(cè)、交流園地。11.niNI公司中國(guó)網(wǎng)站內(nèi)容有產(chǎn)品說明，技術(shù)資料下載，使用手冊(cè)。第4頁(yè)2023/7/23課程簡(jiǎn)介第一部分緒論及誤差理論，介紹測(cè)量的基本概念、技術(shù)方法及系統(tǒng)組成，誤差理論和數(shù)據(jù)處理等。第二部分模擬測(cè)量方法，包括電壓、功率、阻抗、Q值測(cè)量及儀器等第三部分?jǐn)?shù)字測(cè)量方法，介紹數(shù)字系統(tǒng)的基本測(cè)量原理和方法，包括電壓、頻率、時(shí)間與相位測(cè)量及其儀器。第四部分時(shí)域測(cè)量，以示波器為背景介紹時(shí)域信號(hào)波形的采集、顯示及應(yīng)用技術(shù)。第五部分頻域/數(shù)據(jù)域測(cè)量，首先介紹掃頻儀與邏輯分析儀的相關(guān)概念、結(jié)構(gòu)及典型應(yīng)用。第六部分非電量測(cè)量，非電量測(cè)量基本工作原理及傳感器分類、典型應(yīng)用。第七部分現(xiàn)代電子測(cè)量技術(shù)：虛擬儀器、智能儀器與自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的特點(diǎn)、組成、發(fā)展。第5頁(yè)2023/7/23第一章緒論本章闡述測(cè)量學(xué)科的豐富內(nèi)涵。介紹測(cè)量、計(jì)量的基本概念，即它們的意義、內(nèi)容、特點(diǎn)及應(yīng)用。引入電子測(cè)量的基本概念；介紹電子測(cè)量的內(nèi)容、特點(diǎn)、方法等問題，引出選擇測(cè)量方法的原則。介紹電子測(cè)量?jī)x器的基本知識(shí)；敘述電子測(cè)量?jī)x器的分類、誤差及發(fā)展歷程。第6頁(yè)2023/7/231.1測(cè)量的基本概念1.1.1測(cè)量的意義日常生活中處處離不開測(cè)量科學(xué)的進(jìn)步和發(fā)展離不開測(cè)量生產(chǎn)發(fā)展離不開測(cè)量在高新技術(shù)和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)中更是離不開測(cè)量第7頁(yè)2023/7/231.1測(cè)量的基本概念1.1.2測(cè)量的定義狹義測(cè)量的定義測(cè)量是為了確定被測(cè)對(duì)象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程。在測(cè)量過程中，人們借助專門的設(shè)備，把被測(cè)對(duì)象直接或間接地與同類已知單位進(jìn)行比較，取得用數(shù)值和單位共同表示的測(cè)量結(jié)果。 第8頁(yè)2023/7/231.1測(cè)量的基本概念1.1.2測(cè)量的定義(續(xù))測(cè)量的內(nèi)涵

“測(cè)量是為了確定被測(cè)對(duì)象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程”測(cè)量對(duì)象：被測(cè)客體中相應(yīng)的量值信息；測(cè)量目的：從被測(cè)對(duì)象取得一個(gè)定量的認(rèn)識(shí)；測(cè)量過程:通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)對(duì)象的過程;測(cè)量方法：比較:

A.直接比較B.間接比較；測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：同類已知單位。測(cè)量結(jié)果：最終能表示給測(cè)量主體（人）測(cè)量結(jié)果＝測(cè)量數(shù)值.測(cè)量單位，即：1.1測(cè)量的基本概念1.1.2測(cè)量的定義廣義測(cè)量的定義測(cè)量不僅對(duì)被測(cè)的物理量進(jìn)行定量的測(cè)量，而且還包括對(duì)更廣泛的被測(cè)對(duì)象進(jìn)行定性、定位的測(cè)量。例如無損探傷、遙感遙測(cè)、礦藏勘探、地震源測(cè)定、衛(wèi)星定位等。測(cè)量結(jié)果也不僅僅是由量值和單位來表征的一維信息，還可以用二維或多維的圖形、圖像來顯示被測(cè)對(duì)象的屬性特征、空間分布等。廣義測(cè)量原理可以從信息獲取過程來說明，包括信息感知和信息識(shí)別兩個(gè)環(huán)節(jié)。第10頁(yè)2023/7/231.1測(cè)量的基本概念1.1.3測(cè)量的基本要素測(cè)量五要素：被測(cè)對(duì)象、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量技術(shù)、測(cè)量人員和測(cè)量環(huán)境

第11頁(yè)2023/7/231.1測(cè)量的基本概念1.1.3測(cè)量的基本要素(續(xù))（1）被測(cè)對(duì)象——信息廣義的測(cè)量是信息的獲取與識(shí)別，信息反映了事物的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及其變化方式。信息又可分為自然信息和社會(huì)信息兩大類。（2）測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)——量具和儀器測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)包括量具、測(cè)試儀器、測(cè)試系統(tǒng)及附件等（3）測(cè)量的主體——測(cè)量人員手動(dòng)：由測(cè)量主體（測(cè)量人員）直接參與完成自動(dòng)：測(cè)量主體交給智能設(shè)備（計(jì)算機(jī)等）完成，但測(cè)量策略、軟件算法、程序編寫需由測(cè)量人員事先設(shè)計(jì)好。（4）測(cè)試技術(shù)測(cè)量中所采用的原理、方法和技術(shù)措施，總稱為測(cè)試技術(shù)。第12頁(yè)2023/7/231.1測(cè)量的基本概念1.1.3測(cè)量的基本要素(續(xù))（5）測(cè)量環(huán)境測(cè)量環(huán)境是指測(cè)量過程中人員、對(duì)象和儀器系統(tǒng)所處空間的一切物理和化學(xué)條件的總和。測(cè)量環(huán)境包括溫度、濕度、力場(chǎng)、電磁場(chǎng)、輻射、化學(xué)氣霧和粉塵，霉菌以及有關(guān)電磁量（工作電壓、源阻抗、負(fù)載阻抗、地磁場(chǎng)、雷電等）的數(shù)值、范圍及其變化。第13頁(yè)2023/7/231.1測(cè)量的基本概念1.1.3測(cè)量的基本要素(續(xù))環(huán)境對(duì)測(cè)量的影響A.環(huán)境對(duì)被測(cè)對(duì)象的影響：某些被測(cè)對(duì)象客體（如器件、電路或系統(tǒng)）的性能特性對(duì)環(huán)境變化較為敏感或非常敏感，因此，原則上測(cè)量應(yīng)在被測(cè)對(duì)象的正?；蝾~定工作條件下進(jìn)行。B.環(huán)境對(duì)儀器系統(tǒng)的影響：環(huán)境可能直接或間接地影響到儀器系統(tǒng)本身的某個(gè)工作特性，進(jìn)而影響測(cè)量結(jié)果，造成測(cè)量誤差。特別是某些測(cè)量器具的量程廣、頻段寬，而內(nèi)部的元器件數(shù)目甚多，且對(duì)外界影響相當(dāng)敏感，錯(cuò)綜復(fù)雜的影響量所產(chǎn)生的不良效應(yīng)有時(shí)會(huì)成為測(cè)量的嚴(yán)重問題。C.環(huán)境對(duì)測(cè)量人員的影響：高溫、嚴(yán)寒、潮濕、悶氣、嘈雜、照明不適當(dāng)?shù)炔涣脊ぷ鳝h(huán)境，會(huì)對(duì)測(cè)量人員的身心產(chǎn)生不良影響，從而引起不同程度的人身誤差乃至差錯(cuò)。第14頁(yè)2023/7/231.1測(cè)量的基本概念1.1.3測(cè)量的基本要素(續(xù))應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目刂拼胧?，盡量減少由于環(huán)境影響而產(chǎn)生的誤差。恒溫、恒濕、穩(wěn)壓和防震?？垢蓴_、防噪聲的措施，如接地、屏蔽、隔離、濾波等。儀器應(yīng)能盡量適應(yīng)惡劣環(huán)境和大范圍變化環(huán)境。第15頁(yè)2023/7/231.1測(cè)量的基本概念1.1.3測(cè)量的基本要素(續(xù))儀器以工作環(huán)境條件的不同要求分為三組：I組：良好的環(huán)境條件，溫度+10～+35oC，相對(duì)濕度80%（在35oC上），只允許有輕微的振動(dòng)。II組：一般的環(huán)境條件，溫度－10～+40oC，相對(duì)濕度80%（在40oC上），允許一般的振動(dòng)和沖擊。III組：惡劣的環(huán)境條件，溫度－40～+55oC，相對(duì)濕度90%（在35oC上），允許頻繁的搬動(dòng)和運(yùn)輸中受到較大的沖擊和振動(dòng)。

I組——高精度計(jì)量用儀器

II組——通用儀器

III組——野外、機(jī)載等儀器第16頁(yè)2023/7/231．2計(jì)量的基本概念1.2.1計(jì)量的定義和意義 為使在不同的地方，用不同的手段測(cè)量同一量時(shí)，所得的結(jié)果一致，就要求統(tǒng)一的單位、基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)量器具。1.計(jì)量的定義計(jì)量是一種特殊形式的測(cè)量，它把被測(cè)量與國(guó)家計(jì)量部門作為基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)的同類單位量進(jìn)行比較，以確定合格與否，并給出具有法律效力的《檢定證書》。計(jì)量是利用技術(shù)和法制手段實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測(cè)量。2.計(jì)量的三個(gè)主要特征是統(tǒng)一性、準(zhǔn)確性和法制性。計(jì)量包含了為達(dá)到統(tǒng)一和準(zhǔn)確一致所進(jìn)行的全部活動(dòng)，如單位的統(tǒng)一、基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)的建立、進(jìn)行量值傳遞、計(jì)量監(jiān)督管理、測(cè)量方法及其手段的研究等。第17頁(yè)2023/7/231．2計(jì)量的基本概念1.2.1計(jì)量的定義和意義3.計(jì)量與測(cè)量的關(guān)系為了保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，必須定期對(duì)儀器進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)，這個(gè)過程就是計(jì)量。計(jì)量的任務(wù)是確定測(cè)量結(jié)果的可靠性。計(jì)量是測(cè)量的基礎(chǔ)和依據(jù)。沒有計(jì)量，也談不上測(cè)量。測(cè)量發(fā)展的客觀需要才出現(xiàn)了計(jì)量。測(cè)量是計(jì)量應(yīng)用的重要途徑。沒有測(cè)量，計(jì)量將失去價(jià)值

計(jì)量和測(cè)量相互配合，才能在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。第18頁(yè)2023/7/231．2計(jì)量的基本概念1．2．2單位和單位制單位：根據(jù)定義而令系數(shù)為1的量。是表征測(cè)量結(jié)果的重要組成部分，又是對(duì)兩個(gè)同類量值進(jìn)行比較的基礎(chǔ).1960年第十一屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)上正式通過國(guó)際單位制SI。1984年2月國(guó)務(wù)院頒布了《中華人民共和國(guó)法定計(jì)量單位》，決定我國(guó)法定計(jì)量單位以國(guó)際單位制為基礎(chǔ)。SI有7個(gè)基本單位1．2計(jì)量的基本概念1．2．2單位和單位制（續(xù)）（1）國(guó)際單位制（SI）的組成國(guó)際單位制由國(guó)際單位制單位、國(guó)際單位制詞頭和國(guó)際單位制的十進(jìn)倍數(shù)單位三部分組成。物理量名稱單位名稱單位符號(hào)長(zhǎng)度米m質(zhì)量千克（公斤）kg時(shí)間秒s電流安【培】A熱力學(xué)溫度開【爾文】K發(fā)光強(qiáng)度坎【德拉】cd物質(zhì)的量摩【爾】mol

國(guó)際單位制7個(gè)基本單位1．2計(jì)量的基本概念1．2．3基準(zhǔn)基準(zhǔn)用來復(fù)現(xiàn)某一基本測(cè)量單位的量值，只用于鑒定各種量具的精度，不直接參加測(cè)量。一級(jí)基準(zhǔn)，又稱主基準(zhǔn)和國(guó)家基準(zhǔn)用來復(fù)現(xiàn)和保存的計(jì)量單位，具有現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)所能達(dá)到的最高精確度的計(jì)量器具，經(jīng)國(guó)家鑒定并批準(zhǔn)，作為統(tǒng)一全國(guó)計(jì)量單位量值的最高依據(jù)。一個(gè)國(guó)家只有一個(gè)。

二級(jí)基準(zhǔn)，又稱副基準(zhǔn)通過直接或間接與國(guó)家基準(zhǔn)比對(duì)來確定其量值并經(jīng)國(guó)家鑒定批準(zhǔn)的計(jì)量器具。副基準(zhǔn)的量值精度由主基準(zhǔn)確定，用以代替主基準(zhǔn)向下傳遞或代替主基準(zhǔn)參加國(guó)際比對(duì)。

三級(jí)基準(zhǔn)，又稱工作基準(zhǔn)工作基準(zhǔn)用來直接向下屬標(biāo)準(zhǔn)量具進(jìn)行量值傳遞，用以檢定下屬計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)量具的精確度。第21頁(yè)2023/7/231．2計(jì)量的基本概念1．2．3基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）（2）

相關(guān)術(shù)語(yǔ)

1）計(jì)量器具：凡是能用以直接或間接測(cè)出被測(cè)對(duì)象量值的量具、計(jì)量?jī)x器和計(jì)量裝置都統(tǒng)稱為計(jì)量器具。

2）計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具：準(zhǔn)確度低于計(jì)量基準(zhǔn)，用于檢定計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)或工作計(jì)量器具的計(jì)量器具。

3）工作計(jì)量器具：工作崗位上使用，不用于進(jìn)行量值傳遞，而是直接用來測(cè)量被測(cè)對(duì)象量值的計(jì)量器具。第22頁(yè)2023/7/231．2計(jì)量的基本概念1．2．3基準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)（續(xù)）

4）比對(duì)：在規(guī)定條件下，對(duì)相同準(zhǔn)確度等級(jí)的同類基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)或工作計(jì)量器之間的量值進(jìn)行比較，其目的是考核量值的一致性。

5）檢定：是用高一等級(jí)準(zhǔn)確度的計(jì)量器具對(duì)低一等級(jí)的計(jì)量器具進(jìn)行比較，以達(dá)到全面評(píng)定被檢計(jì)量器具的計(jì)量性能是否合格的目的。一般要求計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確度為被檢者的1/3到1/10。

6）校準(zhǔn)：校準(zhǔn)是指被校的計(jì)量器具與高一等級(jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)相比較，以確定被校計(jì)量器具的示值誤差（有時(shí)也包括確定被校器具的其他計(jì)量性能）的全部工作。

7）量值的傳遞：指一個(gè)物理量單位通過各級(jí)基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)及相應(yīng)的輔助手段準(zhǔn)確地傳遞到日常工作中所使用的測(cè)量?jī)x器、量具，以保證量值統(tǒng)一的全過程。

第23頁(yè)2023/7/231．2計(jì)量的基本概念1.2.4測(cè)量基準(zhǔn)的權(quán)威性和相對(duì)性（1）基準(zhǔn)的權(quán)威性基準(zhǔn)的理論定義最嚴(yán)格的、制作工藝技術(shù)最先進(jìn)。原器基準(zhǔn)自身也會(huì)隨時(shí)間、地點(diǎn)、環(huán)境條件而變化，甚至?xí)p壞，會(huì)失傳。從現(xiàn)代科學(xué)的觀點(diǎn)來看，最好的基準(zhǔn)是原子基準(zhǔn)。（2）基準(zhǔn)的相對(duì)性一個(gè)時(shí)期的測(cè)量基準(zhǔn)反映當(dāng)時(shí)的人類認(rèn)識(shí)水平和科學(xué)水平例：以太陽(yáng)為基準(zhǔn)，時(shí)間測(cè)量的精確度1天內(nèi)可達(dá)到1秒鐘。而目前銫原子鐘的計(jì)時(shí)精確度在三百萬年內(nèi)也不超過1秒。第24頁(yè)2023/7/231．3電子測(cè)量的基本概念1.3.1電子測(cè)量的定義

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)從廣義上說，電子測(cè)量是泛指以電子科學(xué)技術(shù)為手段而進(jìn)行的測(cè)量，即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。第25頁(yè)2023/7/231.3.2電子測(cè)量的特點(diǎn)（1）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）量程范圍寬。如數(shù)字萬用表對(duì)電壓測(cè)量由納伏（nV）級(jí)至千伏（kV）級(jí)電壓，量程達(dá)12個(gè)數(shù)量級(jí)（3）測(cè)量準(zhǔn)確度高。例如，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10-13～10-14的數(shù)量級(jí)。（4）測(cè)量速度快。因?yàn)殡娮訙y(cè)量是通過電子運(yùn)動(dòng)和電磁波傳播進(jìn)行工作（5）易于實(shí)現(xiàn)遙測(cè)

（6）易于實(shí)現(xiàn)測(cè)量過程的自動(dòng)化和測(cè)量?jī)x器智能化第26頁(yè)2023/7/231.3.3電子測(cè)量的內(nèi)容1.按基本的測(cè)量對(duì)象來看，電子測(cè)量是對(duì)電信號(hào)和電系統(tǒng)的測(cè)量：電子測(cè)量的基本對(duì)象是未知的信號(hào)或系統(tǒng)

電子測(cè)量的基本工具是已知的信號(hào)或系統(tǒng)電子測(cè)量的基本工作機(jī)理是信號(hào)與系統(tǒng)的相互作用第27頁(yè)2023/7/231.3.3電子測(cè)量的內(nèi)容2.按具體的測(cè)量對(duì)象來分類，包括下列電參數(shù)的測(cè)量①電能量的測(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。②電路參數(shù)的測(cè)量包括阻抗、品質(zhì)因數(shù)、電子器件參數(shù)等的測(cè)量。③電信號(hào)特征的測(cè)量包括信號(hào)頻率、周期、時(shí)間、相位、噪音以及數(shù)字信號(hào)的邏輯狀態(tài)等的測(cè)量。④電子設(shè)備性能的測(cè)量包括增益、調(diào)幅度、調(diào)頻指數(shù)、失真度等測(cè)量。⑤特性曲線的測(cè)量包括幅頻特性曲線、相頻特性曲線晶體管特性曲線等的測(cè)量和顯示。第28頁(yè)2023/7/231.3.4電子測(cè)量的方法3按測(cè)量方法分類直接測(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。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，然后再通過函數(shù)，計(jì)算出待測(cè)量y。組合測(cè)量第29頁(yè)2023/7/234按測(cè)量性質(zhì)分類I.頻域測(cè)量技術(shù)：

——幅值和相位隨頻率的變化（1）正弦波點(diǎn)頻法（2）正弦波掃頻法

II.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)

1.3.4電子測(cè)量的方法頻域測(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)的付里葉變換就是頻域函數(shù)，而頻域函數(shù)的付里葉逆變換也就是時(shí)域函數(shù)。第30頁(yè)2023/7/23III.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)源進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量；主要包括下述三個(gè)內(nèi)容：（1）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；（2）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；（3）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。4按測(cè)量性質(zhì)分類1.3.4電子測(cè)量的方法IV.數(shù)字測(cè)量技術(shù)：采用邏輯分析儀對(duì)數(shù)字量進(jìn)行測(cè)量的方法。第31頁(yè)2023/7/235、選擇測(cè)量方法的原則

測(cè)量任務(wù)確定以后應(yīng)根據(jù)被測(cè)量特點(diǎn)（包括性質(zhì)大小、變化，范圍、穩(wěn)定性、允許的測(cè)量時(shí)間和空間等）、測(cè)量所要求的準(zhǔn)確度、測(cè)量環(huán)境條件以及現(xiàn)有測(cè)量設(shè)備等進(jìn)行綜合考慮，選擇正確的測(cè)量方法和合適的測(cè)量?jī)x器。只有這樣才能保證不損壞被測(cè)對(duì)象和測(cè)量?jī)x器，減少測(cè)量誤差。1.3.4電子測(cè)量的方法第32頁(yè)2023/7/231.4電子測(cè)量?jī)x器1.4.1、分類通用專用為了測(cè)量某一個(gè)或幾個(gè)電參數(shù)而設(shè)計(jì)的；有較寬廣的應(yīng)用范圍，如電子示波器、多用表及通用計(jì)數(shù)器等

為了某一個(gè)或幾個(gè)專門的目的而設(shè)計(jì)的；有特定的用途，例如，電視彩色信號(hào)發(fā)生器、光纖測(cè)試儀器用于測(cè)試光纖的特性，通信測(cè)試儀器用于測(cè)試通信線路及通信設(shè)備。電子測(cè)量?jī)x器：利用電子技術(shù)構(gòu)成的測(cè)量?jī)x器。

測(cè)量?jī)x器：用于檢測(cè)或測(cè)量一個(gè)量，或?yàn)檫_(dá)到測(cè)量目的而提供的測(cè)量器具.第33頁(yè)2023/7/231.4電子測(cè)量?jī)x器1.4.1分類通用信號(hào)發(fā)生器信號(hào)分析儀頻率時(shí)間相位測(cè)量?jī)x器網(wǎng)絡(luò)特性測(cè)試儀電子元器件測(cè)試儀電波特性測(cè)試儀輔助儀器用于觀測(cè)、分析和記錄各種電量的變化：示波器、頻譜分析儀、邏輯分析儀等用于提供各種測(cè)量的波形信號(hào)：高低頻、脈沖、函數(shù)等用于測(cè)量頻率特性、阻抗特性、噪聲特性：掃頻儀、阻抗測(cè)量?jī)x、網(wǎng)絡(luò)分析儀等用于測(cè)量各種電子元器件的墊參數(shù)及顯示特性曲線：RLC測(cè)試儀、晶體管特性圖示儀等用于測(cè)量電波傳播、電磁場(chǎng)強(qiáng)度及干擾強(qiáng)度等：場(chǎng)強(qiáng)儀、測(cè)試接受機(jī)、干擾測(cè)量?jī)x

配合上述儀器使用的儀器：各種放大器、衰減器、檢波器、記錄器等

頻率計(jì)、相位計(jì)、時(shí)間或頻率標(biāo)準(zhǔn)等

第34頁(yè)2023/7/231.4電子測(cè)量?jī)x器1.4.1分類電信號(hào)測(cè)量?jī)x器時(shí)域測(cè)試儀器頻域測(cè)試儀器

調(diào)制域測(cè)試儀器

用于測(cè)量信號(hào)的頻譜、功率譜、噪聲功率譜等典型儀器（頻潛分析儀、信號(hào)分析儀等）用于測(cè)試電信號(hào)在時(shí)域的種種特性，例如觀察和測(cè)試信號(hào)的時(shí)基波形（示波器）；測(cè)量電信號(hào)的電壓、電流及功率（電壓表、電流表及功率計(jì)）；測(cè)量電信號(hào)的頻率、周期、相位及時(shí)間間隔（通用計(jì)數(shù)器、頻率計(jì)、相位計(jì)及時(shí)間計(jì)數(shù)器等）；可測(cè)量諸如壓控振蕩器（VCO）的暫態(tài)過程和頻率漂移；調(diào)頻和調(diào)相的線性及失真。第35頁(yè)2023/7/231.4.2電子測(cè)量?jī)x器的誤差1.4電子測(cè)量?jī)x器在電子測(cè)量中，由于電子測(cè)量?jī)x器本身性能不完善所引起的誤差，稱為電子測(cè)量?jī)x器的誤差（pp15）

1、工作誤差3、影響誤差當(dāng)一個(gè)影響量在其額定使用范圍內(nèi)取任一值，而其他影響量和影響特性均處于基準(zhǔn)條件下所測(cè)得的誤差。

只有當(dāng)某一影響量在工作誤差中起重要作用時(shí)才給出。在額定工作條件下測(cè)定的儀器誤差極限。2、固有誤差當(dāng)儀器的各種影響量與影響特性處于基準(zhǔn)條件時(shí)，儀器所具有的誤差。能更準(zhǔn)確的反映儀器所固有的性能，便于在相同條件下對(duì)同類儀器進(jìn)行比較和校準(zhǔn)。4、穩(wěn)定誤差儀器的標(biāo)稱值在其他影響量及影響特性保持恒定的情況下，于規(guī)定時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的誤差極限。習(xí)慣上以相對(duì)誤差形式給出或注明最長(zhǎng)連續(xù)工作時(shí)間。

第36頁(yè)2023/7/231.4.2電子測(cè)量?jī)x器的誤差1.4電子測(cè)量?jī)x器基本誤差：電子測(cè)量?jī)x器在規(guī)定的正常工作條件下所具有的誤差稱為基本誤差。（注意與固有誤差（基準(zhǔn)條件）的區(qū)別）附加誤差：電子測(cè)量?jī)x器在超出規(guī)定的正常工作條件時(shí)所增加的誤差稱為附加誤差。按使用條件第37頁(yè)2023/7/231.4.3電子測(cè)量?jī)x器的發(fā)展模擬儀器數(shù)字儀器智能儀器虛擬儀器基本結(jié)構(gòu)是電磁機(jī)械式，借助指針來顯示測(cè)量結(jié)果，如以前常用的指針式電壓表，萬用表等。

將模擬信號(hào)的測(cè)量轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)的測(cè)量，并以數(shù)字的方式輸出測(cè)試結(jié)果，如后面我們將介紹的數(shù)字電壓表，數(shù)字頻率計(jì)等內(nèi)置微處理器和GPIB接口，主要由數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的分析與處理、存儲(chǔ)顯示和輸出等三個(gè)模塊構(gòu)成。能進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量同時(shí)還具有一定的數(shù)據(jù)處理能力是一種功能意義上的儀器。它是在通用計(jì)算機(jī)上添加一層軟件和（或）必要的儀器硬件模塊，使用戶操作通用計(jì)算機(jī)就像操作一臺(tái)自己專門設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)電子儀器一樣。它強(qiáng)調(diào)軟件的作用，不同的軟件對(duì)應(yīng)不同的儀器功能。因而具有更大的靈活性。NI公司的LabView就是其中最成功的例子。1.4電子測(cè)量?jī)x器第38頁(yè)2023/7/231.5測(cè)量的間接比較與直接比較原理測(cè)量最基本的原理是比較，比較是認(rèn)識(shí)和區(qū)別被測(cè)對(duì)象的一種重要方法。測(cè)量是通過比較來取得一個(gè)定量的認(rèn)識(shí)1.5.1基于比例變換的間接比較法（偏轉(zhuǎn)法）1.比例變換的原理（1）三種類型的子變換：A第39頁(yè)2023/7/231.5.1基于比例變換的間接比較法（續(xù)）例：彈簧秤是偏轉(zhuǎn)法直讀式儀器的一個(gè)簡(jiǎn)單例子。被測(cè)重物放在彈簧秤上，把物體的重量變成彈簧的彈性形變。然后，形變帶動(dòng)機(jī)械式儀表的指針成比例的偏轉(zhuǎn)，指示出被測(cè)物體的重量。直讀式電壓表

第40頁(yè)2023/7/231.5.1基于比例變換的間接比較法（續(xù)）

（2）實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)由于故：式中

1.5.1基于比例變換的間接比較法（續(xù)）（3）間接比較方法：步驟為①校準(zhǔn)②測(cè)量第42頁(yè)2023/7/231.5.2基于差值示零的直接比較法1.差值檢測(cè)原理:

被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量直接進(jìn)行比較①

需要一個(gè)具有比較功能的電路，要求比較的范圍寬、靈敏度和分辨力高；②

需要一個(gè)與被測(cè)量同類的可變標(biāo)準(zhǔn)量參與比較，要求標(biāo)準(zhǔn)量準(zhǔn)確且可細(xì)微