電子測量的基本知識課件

電子測量的基本知識模塊提示：測量技術(shù)應(yīng)用廣泛，現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)、高新技術(shù)和國防建設(shè)、日常生活等都離不開測量。電子測量是測量的一個分支，是信息獲取、處理、顯示的重要手段,它有著其他測量手段無法比擬的優(yōu)越性。對電子測量技術(shù)和方法掌握的程度，反映了一個電子工程師的綜合素質(zhì)。通過本模塊的學(xué)習(xí)，同學(xué)可以了解測量的概念、意義，電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)和分類，電子測量儀器的發(fā)展過程，從而對本課程學(xué)習(xí)的重要性有一個深刻的認(rèn)識。1.1測量及測量的意義1.1.1測量的定義測量一般是指為確定被測對象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程。

1.1.2計(jì)量的概念計(jì)量是為了保證量值的統(tǒng)一和準(zhǔn)確一致的一種測量。它具有統(tǒng)一性、準(zhǔn)確性和法制性等主要特征。“測量”就是為獲取量值信息的活動；“測量”作為一類操作，對象很廣泛。計(jì)量“作為一類操作，對象就是測量儀器?！坝?jì)量”作為一類操作在實(shí)際工作中表現(xiàn)為檢定、校準(zhǔn)、比對及（對測量儀器）測試等活動。唯有計(jì)量部門從事的測量才被稱作“計(jì)量”。因?yàn)橛?jì)量部門從事的測量是“實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一、量值準(zhǔn)確可靠的活動”之一?！坝?jì)量工作”包括測量單位的統(tǒng)一，測量方法（如儀器、操作、數(shù)據(jù)處理等）的研究，量值傳遞系統(tǒng)的建立和管理，以及同這些工作有關(guān)的法律、法規(guī)的制定和實(shí)施等。

——相關(guān)查閱：中國計(jì)量法，中國計(jì)量學(xué)院，中國計(jì)量科學(xué)研究院，中國計(jì)量出版社等。1.1.3電子測量電子測量是測量學(xué)的一個重要分支,是指以電子技術(shù)理論為依據(jù)，以電子測量儀器和設(shè)備為手段，對電量和非電量進(jìn)行的測量，是測量技術(shù)和電子技術(shù)相互結(jié)合的產(chǎn)物。簡言之，電子測量是指利用電子技術(shù)和電子設(shè)備對電量或非電量進(jìn)行測量的過程。

1.1.4測量的意義“測量是技術(shù)生命的神經(jīng)系統(tǒng)?！薄皼]有測量，就沒有科學(xué)?！痹诳茖W(xué)技術(shù)發(fā)展的今天，尖端科學(xué)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)都離不開精密的測量。測量水平和測量手段的現(xiàn)代化被公認(rèn)是評價一個國家科學(xué)技術(shù)、國防技術(shù)和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。高度發(fā)達(dá)的科學(xué)伴隨著高級的測量，而簡陋的科學(xué)技術(shù)與初級的測量技術(shù)并存。科學(xué)技術(shù)促進(jìn)測量技術(shù)的現(xiàn)代化，而測量的現(xiàn)代化又促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。1.2電子測量概述1.2.1電子測量的內(nèi)容電子測量的內(nèi)容有以下幾個方面：①電能量的測量，如測量電流、電壓、功率等。②電子元件和電路參數(shù)的測量，如測量電阻、電容、電感、品質(zhì)因數(shù)以及電子器件的參數(shù)等。③電信號特征的測量，如測量信號的波形、頻率、周期、相位、失真度、信噪比及數(shù)字信號的邏輯狀態(tài)等。④電子設(shè)備性能的測量，如測量濾波器的截止頻率和衰減特性，放大電路放大倍數(shù)、靈敏度、噪聲指數(shù)等。⑤特性曲線的測量，如測量放大器幅頻特性曲線與相頻特性曲線，晶體管特性曲線等。

1.2.2電子測量的分類

1.按測量手段分類

(1)直接測量。

(2)間接測量。

(3)組合測量。2.按被測量性質(zhì)分類：

(1)時域測量：測量被測信號幅度與時間的函數(shù)關(guān)系。如：電子電壓表，電子計(jì)數(shù)器，電子示波器，測量用信號源等。

(2)頻域測量：測量被測信號幅度與頻率的函數(shù)關(guān)系。如：掃頻儀，頻譜分析儀，網(wǎng)絡(luò)分析儀等。

(3)調(diào)制域測量：測量被測信號頻率隨時間變化而變化的特性。如調(diào)制域分析儀。

(4)數(shù)據(jù)域測量：測量數(shù)字量或電路的邏輯狀態(tài)隨時間變化而變化的特性。如數(shù)字信號發(fā)生器，邏輯分析儀等。

(5)隨機(jī)測量：指對各類隨機(jī)的噪聲信號、干擾信號的測量。1.2.3電子測量的特點(diǎn)與其它測量技術(shù)相比，電子測量具有以下幾個明顯的特點(diǎn)：

①測量范圍寬：②測量準(zhǔn)確度與靈敏度高：③測量速度快：④易于實(shí)現(xiàn)遙測⑤易于實(shí)現(xiàn)測量過程的自動化和測量儀器的智能化10-6Hz～1012Hz測量誤差10-13~10-14

以電子運(yùn)動和電磁波的傳播進(jìn)行1.3電子測量儀器概述

1.3.1電子測量儀器的分類：

按頻段分：低頻、高頻、超高頻等。

按測量領(lǐng)域分：通用儀器和專用儀器。

按顯示方式（或工作原理）分：模擬的和數(shù)字的。

按測量精度分：簡易測量儀器、精密測量儀器、高精度測量儀器

按功能分：

按功能分：①電壓測量儀器：

②頻率、時間、相位測量儀器：

指用于測量信號電壓的儀器，包括各種模擬式電壓表、毫伏表、數(shù)字式電壓表等。

指用于測量信號頻率、周期、相位的儀器。包括電子計(jì)數(shù)式頻率計(jì)、石英鐘、數(shù)字式相位計(jì)、波長計(jì)等。③電路參數(shù)測量儀器：

指用于測量電阻、電感、電容等電路參數(shù)的儀器。包括各類電橋，Q表，RLC測試儀，晶體管或集成電路參數(shù)測試儀、圖示儀等。

指用于提供符合一定技術(shù)要求的電信號產(chǎn)生儀器。包括各類低頻和高頻信號發(fā)生器、脈沖信號發(fā)生器、函數(shù)發(fā)生器、掃頻和噪聲信號發(fā)生器。④測試用信號源：

指用于測量信號非線性失真度、信號頻譜特性等的儀器。包括失真度儀、諧波分析儀、頻譜分析儀等。

指用于顯示信號波形的儀器。主要指各類示波器，如通用示波器、多蹤示波器、取樣示波器等。⑤信號分析儀器：⑥波形測量儀器：⑦模擬電路特性測試儀器：指用于分析模擬電路幅頻特性、噪聲特性等特性的儀器。包括掃頻儀、噪聲系數(shù)測試儀等。⑧數(shù)字電路特性測試儀器：指用于分析數(shù)字電路邏輯等特性的儀器。主要指邏輯分析儀。這類儀器內(nèi)部多帶有微處理器或通過接口總線與外部計(jì)算機(jī)相連，是數(shù)據(jù)域測量中不可缺少的設(shè)備。1.3.2電子測量儀器的發(fā)展電子測量儀器的發(fā)展大致經(jīng)歷了以下四個階段。①模擬化儀器階段：如指針式萬用表。②數(shù)字化儀器階段：如數(shù)字萬用表、數(shù)字頻率計(jì)。③智能儀器階段：在數(shù)字化基礎(chǔ)上發(fā)展起來的具有一定的人工智能的測量儀器，它具有鍵盤操作、數(shù)字顯示、數(shù)據(jù)存儲與簡單運(yùn)算等功能，可實(shí)現(xiàn)自動測量。如無線通信綜合測試儀，智能化RLC測量儀、智能化電子計(jì)數(shù)器等等。④虛擬儀器階段：是智能儀器發(fā)展的新階段，在虛擬測試系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分析和顯示完全用PC機(jī)的軟件來完成。模塊總結(jié)與歸納

測量是為確定被測對象的量值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)