电气测量技术

该方法测量过程复杂费时 一般应用在以下情况： 直接测量不方便； 间接测量比直接测量的结果更为准确；

没有直接测量的仪表。
测量方法

组合测量法：在测量两个或两个以上相关的未知 数时，通过改变测量条件而获得一组含有测量读 数和未知数的方程组，求解进而获取测量结果的 方法。如：电阻的温度系数测量。 热敏电阻是一种电阻值随其电阻体的温度变化呈 显著变化的热敏感电阻。它多由金属氧化物半导 体材料制成。也有由单晶半导体、玻璃和塑料制 成的。由于热敏电阻具有体积小、结构简单、灵 敏度高、稳定性好、易于实现远距离测量和控制 等优点，所以广泛应用于测温、控温、温度补偿、 报警等领域。
电流表在出厂前,已经与标准量(标准电流)进行
比较,以获得定标和校准.
1、测量

电磁测量是通过直接或者间接的方法,将被 测的电磁量与同类的标准单位量进行比较, 以确定被测电磁量的大小 测量结果的表示


测量结果由两部分组成，即测量单位和与此测 量单位相适应的数字值。
其中 X为测量结果 {X}为数字值 x0为测量单位


质量：千克（kg）

时间：秒（s）


单位及单位制－国际单位制
2、测量单位及测量基准

要使测量结果准确、可靠和一致，需满足以 下条件：



统一的计量单位，它应该有足够的科学性和公认 的定义，并有一定的换算关系，目前实行的国际 单位制 按照规定的定义，能够复现出需要的物理量单位 或标准 要有正确的测量方法 具有把基本单位和同类量相比较的装置，并能把 基本单位量值逐级按传递系统传递到测量现场
单位及单位制

基本单位与导出单选择一些少数的相互独 立的物理量，使其他物理量都通过这些量组合而定 义。这些少数的物理量就叫做“基本量”。而把通 过物理法则组合构成的物理量称为“导出量”。 基本量的单位被称为“基本单位”这类单位由公认 的国际计量机构根据科学技术的发展水平给出的独 立的定义 导出量的单位被称为“导出单位”，它是由基本单 位遵循物理法则组合而成。
测量单位及测量基准



为什么统一标准？ 在日常生活、工农业生产和科学研究中，经常要使用一些物 理量来表示物质及其运动的多少、大小、强度等。例如，1 m布、2 kg糖、30 s等等。有了米、千克这样的计量单位， 就能表达这些东西的数量。 由于世界各国、各民族的文化发展的不同，往往会形成各自 的单位制，如英国的英制、法国的米制等。因而使得同一个 物理量常用不同的单位来表示。例如，压强的单位有千克／ 平方厘米、磅／平方英寸、标准大气压、毫米汞柱、巴、托 等多种。这样多的单位在换算过程中很容易出现差错，这对 于国际科学技术的交流和商业往来是非常不方便的。因此， 就有了实行统一标准的必要。

间接测量法：由仪表的读数，按照一定的 函数关系经计算而获取测量结果的方法。 通过对与被测量有函数关系的其他量的测 量而通过计算得到被测量值的测量方法。 示例：伏安法测电阻，通过测量电阻器两 端的电压和通过电阻器两端的电流，根据 欧姆定律，可以算出被测电阻器的阻值。


间接测量


间接测量法适用范围：
测量手段


量具：体现计量单位的器具。量具中一小 部分可直接参与比较，如尺子、量杯等。 多数量具要用专门设备才能发挥比较的功 能，如利用标准电阻器测量电阻时，需要 借助于电桥。 仪器：泛指一切参与测量工作的设备。包 括各种直读仪器、非直读仪器、量具、测 试信号源、电源设备以及各种辅助设备， 如电压表、频率表、示波器等。
单位及单位制－国际单位制

国际单位制的构成 SI单位

SI基本单位 SI导出单位 SI辅助单位


SI词头 符号:SI,来自法文的le Système international d'unités
单位及单位制－国际单位制



SI 基本单位有7个,分别是: 长度 米 m 质量 千克 kg 时间 秒 s 电流 安培 A 热力学 开尔文 K 物质的量 摩尔 mol 发光强度 坎德拉 cd

一般表达式为X={X} ●x0

1、测量
测量过程 准备阶段：在对测量对象的性质、特点、测量条件认
真分析的前提下，根据对被测量结果的准确度要求选择 恰当的测量方法和测量设备，从而拟定出测量过程及测 量步骤。 测量阶段：在了解测量设备的特性、使用方法的前提 下，按照已拟定出的测量过程及测量步骤进行测量，科 学而严肃地记录数据。 数据处理阶段：按照选定的测量方法及理论计算出被 测量的测试结果的估计值；根据误差传递理论，对测量 结果估计值的不确定度作出合理的评定。
单位及单位制－国际单位制

长度:米(m)


1. 1790年5月由法国科学家组成的特别委员会，建议以通过巴黎的 地球子午线全长的四千万分之一作为长度单位——米 2. 1960年第十一届国际计量大会：“米的长度等于氪－86原子的 2P10和5d1能级之间跃迁的辐射在真空中波长的1650763．73 倍”。 3. 1983年10月在巴黎召开的第十七届国际计量大会：“米是1／ 299792458秒的时间间隔内光在真空中行程的长度” 千克定义为国际千克原器的质量。 1967年的第13届国际度量衡会议上通过了一项决议，采纳以下定 义代替秒的天文定义：一秒为铯-133原子基态两个超精细能级间跃 迁辐射9,192,631,770周所持续的时间。 国际原子时是根据以上秒的定义的一种国际参照时标，属国际单位 制(SI)。
电气测量技术
测量与测量系统的基础知识
1、测量
测量经典论述
俄国门捷列夫：”没有测量，就没有科学“ 英国库克：“测量是技术生命的神经系统”
测量与测量方法
定义:所谓测量就是被测量和同类标准进行比较的 一个实验过程。
同类标准的参与方式可以是直接的，也可以是间接的
直接参与：天平称重量、电位差计测电压等。 间接参与：电流表测电流、压力表测压力。
单位及单位制


单位制 基本单位确定以后，就可按一定的关系用 它们构成一系列导出单位，这样基本单位 与导出单位就形成了一个完整的单位体系， 这一单位体系的集合称之为单位制。 目前绝大多数国家公认并使用的是国际单 位制。
单位及单位制



国际单位制 我国法定的计量单位 单位制的发展历程


1960年以来，国际计量会议以米、千克、秒制为基础，制 定了国际单位制（简称SI）。国际单位制是在米制基础上 发展起来的，于1960年第11届国际计量大会通过。目前已 有80多个国家宣布采用国际单位制，工业比较发达的国家 几乎全部采用了国际单位制。 1977年5月，我国国务院颁布了《中华人民共和国计量管 理条例（试行）》，并在第三条中明确规定“我国的基本 计量制是米制（即公制），逐步采用国际单位制”。1981 年4月，经国务院批准颁发了《中华人民共和国计量单位 名称与符号方案（试行）》，要求在全国各地试行。
单位及单位制



单位：是以定量表示同类量而约定采用的 特定量。 说明：数值等于1，其量值大小是约定的， 或用法令形式规定的。 举例：长度单位米，法国政府1790年规 定，沿通过巴黎的地球子午线长度的四千 万分之一为1米。1983年，第17届国际 计量大会有将米的定义改为：米是光在真 空中在1/299 792 458秒的时间间隔里 所经过的距离。
典型方法：差值法、零值法、替代法。 特点：标准量直接参与，测量准确度高，但测量设备较贵， 过程复杂
典型设备：电桥、电位差计
推广：数字测量中的三步测量、自动校零和迭代法等
测量方法
按测量性质分
时域测量也叫瞬态测量，主要是测量被测量随时间的
变化规律。 例：示波器测量脉冲信号的上升沿、下降沿、过冲、 平顶跌落、脉冲宽度等。 频域测量：也叫稳态测量，主要是测量被测量随频率 的变化规律。 例：用频谱分析仪测量信号的频谱；函数分析仪测量 单元电路的幅频特性、相频特性等。 数据域测量：也叫逻辑量测量。 例：逻辑分析仪测量数字电路的逻辑状态、时序等。
测量手段


测量装置：由几台测量仪器及有关设备所 组成的整体，用以完成某种测量任务。 测量系统：由若干不同用途的测量仪器及 有关辅助设备所组成，用以多种参量的综 合测试。
测量方法
按照测量结果的获得方式分 直接测量法：从仪表的读数直接获取测量结果
的方法。如：电压表测量电压。
用预先按标准量标定好的仪器对被测量进行测量或
测量方法


选取实验测量条件。 由电桥平衡条件知，桥路电流的大小与电源电压E、四个桥臂R1、 R2、R、RT的阻值等有关，为了定量研究热敏电阻RT阻值与桥路 电流大小的一一对应关系，就必须选定其它四个因数E、R1、R2、 R，并且在测量与定标过程中不在改变。为此 ①用平衡电桥原理测量室温下热敏电阻阻值R0，从而选定R1、 R2、R值。 ②将热敏电阻置于高于室温30℃～40℃的热水中，并且当温度 最高时通过调节电源电压E使流过桥路上电流的大小为所用电流 表的满量程值，从而选定电源电压E输出值。 实验方法。 假定实验所用热敏电阻温度系数为负值，20℃时电阻值约为 120W，70℃时约为30W。为使热敏电阻与环境（热水）温度的一 致，实验中利用散热降温。 （1）在上述选定测量条件下，测量温度t与桥路上电流Ig一一 对应值。注意电流取值为0～1000mA。 （2）条件同上，测量R与Ig一一对应值。注意电阻R的取值从室 温下热敏电阻阻值R0开始逐渐往小的方向变化。
用标准量直接与被测量进行比较，从而从仪器的指示 机构的读数直接获得被测量之值的一种测量方法。
示例：电流表测量电流、用电桥测量电阻等。 优点：测量出的数据就是被测量本身的值，测量过
程简单快速，应用比较广泛。