電子測量原理古天祥版考試必備本人通讀全書吐血整理

1、因考試需要，字體調整較小一、測量 P3 測量是為獲取被測對象量值而進行的實驗過程。 意義：人們通過對客觀事物大量的觀察和測量，形成定性和定量的認識，歸納、建立起各種定理和定律，而后又要通過測量來驗證這些認識、定理和定律是否符合實際情況，經(jīng)過如此反復實踐，逐步認識 事物的客觀規(guī)律，并用以解釋和改造世界。 二、電子測量 電子測量是泛指以電子技術為基本手段的一種測量技術。它是測量學和電子學相互結合的產(chǎn)物。 包括以下幾個含義： 1、被測對象為電量、電參數(shù)；2、更多的借助電子測量儀器進行； 3、測量原理、方案基于電子技術原理。 電子測量的內容p59 5利用各種敏感元件和傳感裝置將非電量如位移、速 度、溫

2、度、壓力、流量、物面高度、物質成分等變換成電信號，再利用電子測量設備進行測量。 電子測量的特點p58 7影響因素眾多，誤差處理復雜 電子測量的一般方法 p68一、按測量手續(xù)分類 1直接測量 2間接測量3組合測量二、按測量方式分類p34 l 偏差式測量法： 2零位式測量法：又稱零示法或平衡式測量法。3微差式測量法三、按被測量的性質分類p721時域測量： 2頻域測量： 3數(shù)據(jù)域測量4隨機測量 ：又叫統(tǒng)計測量，主要是對各類噪聲信號進行動態(tài)測量和統(tǒng)計分析四、測量方法的選擇原則 基本原則：1、不損害被測量；2、不損害測量儀器設備；3、滿足測量要求。具體原則：1、被測量本身的特性；2、所要求的測量準確度；

3、3、測量環(huán)境；4、現(xiàn)有測量設備等。電子測量儀器概述測量儀器是將被測量轉換成可供直接觀察的指示值或等效信息的器具，包括各類指示儀器、比較儀器、記錄儀器、傳感器和變送器等。利用電子技術對各種待測量進行測量的設備，統(tǒng)稱為電子測量儀器。1變換功能 2傳輸功能二、測量儀表的主要性能指標 1.精度 ： (1)精密度 (2)準確度 (3)精確度 批 2穩(wěn)定性 3輸入阻抗4靈敏度 5線性度6動態(tài)特性三、電子測量儀器的分類 1.電平測量儀器：各種模擬式電壓表，毫伏表，數(shù)字式電壓表，電壓標準等。2電路參數(shù)測量儀器：各類電橋，Q表，R、L、C測試儀，晶體管或集成電路參數(shù)測試儀，圖示儀等。3頻率、時間、相位測量儀器：

4、電子計數(shù)式頻率計，石英鐘，數(shù)字式相位計，波長計等。 4.波形測量儀器：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)字存儲示波器等。5信號分析儀器：失真度儀，諧波分析儀，頻譜分析儀等。6模擬電路特性測試儀器：掃頻儀，噪聲系數(shù)測試儀，網(wǎng)絡特性分析儀等。 7數(shù)字電路特性測試儀器：邏輯分析儀誤差的表示方法 1絕對誤差p19，應注意下面幾個特點：（1）絕對誤差是有單位的量，其單位與測得值和實際值相同；（2）絕對誤差是有符號的量，其符號表示出測量值與實際值的大小關系，若測得值較實際值大，則絕對誤差為正值，反之為負值；（3）測得值與被測量實際值間的偏離程度和方向通過絕對誤差來

5、體現(xiàn)。2相對誤差p20 (1)實際相對誤差(2)示值相對誤差(3)滿度相對誤差 (4)分貝誤差為了減小測量中的示值誤差，在進行量程選擇時應盡可能使示值能接近滿度值，一般以示值不小于滿度值的23為宜。測量誤差的來源 p18一、儀器誤差 二、使用誤差 三、人身誤差 四、影響誤差 五、方法誤差誤差的分類 p105一、系統(tǒng)誤差 二、隨機誤差 三、粗大誤差誤差的處理總則： （1）含有粗差的數(shù)據(jù)應當從結果中剔除；（2）系統(tǒng)誤差遠大于隨機誤差的影響，忽略隨機誤差，應采取措施降低系差或對測量值予以修正；（3）系差極小或已得到修正，此時基本上可按純粹隨機誤差處理，取其算術平均值代替真值；（4）系差和隨機誤差相差

6、不遠，應分別按不同的辦法來處理，然后估計其最終的綜合影響。隨機誤差分析系統(tǒng)誤差分析 p116一、系統(tǒng)誤差的特性 結論：（1）測量次數(shù)足夠多時各次測量絕對誤差的算術平均值等于系差 ；（2）多次測量取平均值無法消弱或降低系差的影響；（3）仔細分析系差產(chǎn)生的原因，根據(jù)所研究問題的特殊規(guī)律，依賴測量者的學識、經(jīng)驗，采取不同的處理方法。 系統(tǒng)誤差的判斷 1理論分析法2校準和比對法3.改變測量條件法 4剩余誤差觀察法 消弱系統(tǒng)誤差的典型測量技術 1零示法 2替代法：3補償法： 4. 對照法： 5. 微差法： “時間”在一般概念中有兩種含義：一是指“時刻”，二是指“間隔”。P149 頻率是單位時間內周期性過

7、程重復、循環(huán)或振動的次數(shù)，記為f 電子計數(shù)器 -電子計數(shù)法測頻原理電壓測量的特點p181l. 頻率范圍寬；2測量范圍大；3信號波形復雜；4. 被測電路的輸出阻抗影響大； 5. 測量精度差異大； 6. 存在干擾影響。 波形換算 1定義 電壓表示值Ua與峰值檢波器輸出Up間滿足式中ka稱為定度系數(shù)。由于電壓表以正弦波有效值定度，所以2波形換算當被測電壓為非正弦波時，波形換算的原理是：示值Ua相等則峰值Up也相等：再由波峰因數(shù) 得到有效值上式僅適用于單峰值電壓表。例2 用峰值電壓表分別測量正弦波、三角波和方波，電壓表均指在l0V位置，問三種波形被測信號的峰值和有效值各為多少? 解：示值相等峰值也相等

8、的原理可知三種波形的電壓峰值Up都是 正弦波：U10V。對于三角波：對于方波：波峰系數(shù)Kp=1，因此有效值交流電壓的測量方法 P189 1交流電壓測量的基本原理 根據(jù)ACDC轉換器的類型可分成：（1）檢波法 (a)平均值檢波(b)峰值檢波 (c)有效值檢波等。（2）熱電轉換法:和波形無關,真有效值檢波.三種檢波方式的比較P189峰值檢波器 ：輸入阻抗高；波形誤差大；均值檢波器：輸入阻抗低；波形誤差不大；有效值檢波器：輸入阻抗高；無波形誤差；受環(huán)境溫度影響較大，結構復雜，價格較貴。模擬式交流電壓表-五種P194逐次逼近型ADC逐次逼近比較過程表示了該類A/D轉換器的基本工作原理。它類似天平稱重的

9、過程，Vr的各分項相當于提供的有限“電子砝碼”，而Vx是被稱量的電壓量。逐步地添加或移去電子砝碼的過程完全類同于稱重中的加減法碼的過程，而稱重結果的精度取決于所用的最小砝碼。結論:逐次逼近比較式數(shù)字電壓表存在量化誤差。其測量精度由標準電阻和基準電壓源的精度、D/A變換器的位數(shù)、比較器的漂移所決定。1、電路結構 p201雙積分式數(shù)字電壓表基本原理：通過兩次積分過程(“對被測電壓的定時積分和對參考電壓的定值積分”)的比較，得到被測電壓值。電路組成：積分器；過零比較器；計數(shù)器；邏輯控制電路；雙積分式數(shù)字電壓表電路組成框圖P204雙積分式ADC特點：基于V-T變換的比較測量原理。參考電壓Vr的精度和穩(wěn)定性對A/D轉換結果有影響，一般需采用精密基準電壓源。積分器的R、C元件對A/D轉換結果不會產(chǎn)生影響，因而對元件參數(shù)的精度和穩(wěn)定性要求不高。測量速度較低，常用于高精度慢速測量的場合。電子電壓表的放大器特點：輸入阻抗高；頻帶寬；線性好；組成：前置級：高輸入阻抗射級跟隨器；差動放大器；中間級：線性