第1章电子测量的基本知识
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电子测量与仪器的基本知识
(２)放线定位.施工放线主要包括确定标高线、天花造型位置线、吊挂点 定位线、大中型灯具吊点等.
１)确定标高线.定出地面的基准线,如原地坪无饰面要求, 基准线为原地 坪线; 如原地坪有饰面要求,基准线则为饰面后的地坪线.以地坪线基准线 为起点, 根据设计要求在墙(柱)面上量出吊顶的高度,并画出高度线作为 吊顶的底标高.
, 可取代部分脑力劳动。智能仪器的功能模块多以硬件(或固化的软件) 形式存在, 无论是开发还是应用, 均缺乏一定的灵活性。
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1.2 电子测量仪器的基础知识
4.虚拟仪器 1) 虚拟仪器的基本概念 虚拟仪器(Virtual Instrument, 遇) 是以一种全新的理念于20 世纪90 年
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1. 1 电子测量概述
3) 电信号特性的测量 信号特性的测量指的是对频率、周期、时间、相位、调制系数、失真度
等参量的测量。 4) 电路性能的测量 电路性能的测量指的是对通频带、选择性、放大倍数、衰减量、灵敏度
、信噪比等参量的测量。 5) 特性曲线的测量 特性曲线的测量指的是对幅频特性、相频特性、器件特性等的显示测量
２)确定造型位置线.吊顶造型位置线可先在一个墙面上量出竖向距离, 再
以此画出其他墙面的水平线,即得到吊顶位置的外框线,然后再逐步找出
各局部的造型框架线; 若室内吊顶的空间不规则,可以根据施工图纸测出
造型边缘距墙面的距离, 找出吊顶造型边框的有关基本点,将点再连接成
吊顶造型线.
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第一节 木龙骨吊顶施工技术
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1. 1 电子测量概述
2.电子测量的内容 电子测量与其他测量相比, 具有测量频率范围宽、量程广、精确度高、
电子测量技术教案
电子测量技术教案第一章：电子测量技术概述1.1 教学目标让学生了解电子测量技术的定义、作用和分类。
让学生掌握电子测量技术的基本原理和常用测量方法。
1.2 教学内容电子测量技术的定义和作用电子测量技术的分类电子测量技术的基本原理常用测量方法及其适用范围1.3 教学方法采用讲解、示例和实验相结合的方式进行教学。
1.4 教学步骤引入电子测量技术的概念，让学生了解其定义和作用。
讲解电子测量技术的分类，让学生了解不同类型的测量技术。
讲解电子测量技术的基本原理，让学生理解其工作原理。
介绍常用测量方法及其适用范围，让学生了解不同测量方法的应用场景。
通过示例和实验，让学生实际操作并加深对电子测量技术的理解。
第二章：电压测量2.1 教学目标让学生掌握电压测量的基本原理和方法。
让学生了解不同类型电压测量仪器的特点和选用原则。
2.2 教学内容电压测量的基本原理电压测量方法及其适用范围电压测量仪器的类型及特点电压测量仪器的选用原则2.3 教学方法采用讲解、示例和实验相结合的方式进行教学。
2.4 教学步骤讲解电压测量的基本原理，让学生理解电压测量的过程。
介绍不同类型的电压测量方法及其适用范围，让学生了解选择合适的测量方法的重要性。
讲解不同类型电压测量仪器的特点和选用原则，让学生了解不同仪器的适用场景。
通过示例和实验，让学生实际操作并加深对电压测量的理解。
第三章：电流测量3.1 教学目标让学生掌握电流测量的基本原理和方法。
让学生了解不同类型电流测量仪器的特点和选用原则。
3.2 教学内容电流测量的基本原理电流测量方法及其适用范围电流测量仪器的类型及特点电流测量仪器的选用原则3.3 教学方法采用讲解、示例和实验相结合的方式进行教学。
3.4 教学步骤讲解电流测量的基本原理，让学生理解电流测量的过程。
介绍不同类型的电流测量方法及其适用范围，让学生了解选择合适的测量方法的重要性。
讲解不同类型电流测量仪器的特点和选用原则，让学生了解不同仪器的适用场景。
第1章 电子测量原理
（7）测量环境
测量环境是指测量过程中人员、对象和仪器系统所处空 间的一切物理和化学条件的总和。它包括温度、湿度、重 力场、电磁场、辐射、化学气雾和粉尘，霉菌以及有关电 磁量(工作电流、电压、频率、源阻抗、负载阻抗、地磁 场、雷电等)的数值、范围及其变化。
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电子科技大学
《电子测量原理》
(补充）计量的基本概念
方式多样化，灵活 单位自愿行为
自下而上 可越级溯源 “数据”的准确性
方式单一，不灵活 政府法制行为
自上而下 强调逐级传递 “器具”的准确性
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《电子测量原理》
• 1．1．2 电子测量的意义
它的优势表现在： （1）具有极快的速度
（2）具有极精细的分辨能力和很宽的作用范围
（3）极有利于信息传递 （4）极为灵活的变换技术，有利于信息的获取 （5）巨大的信息处理能力
1．1．1 测量的基本概念
• 3．测量的组成
（2）测量过程——基本要素之间的互动关系
测量过程是测量的主体(测量人员)获取测量客体(被测对 象)的量值信息的过程。 具体的整个过程如下图所示：
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《电子测量原理》
1．1．1 测量的基本概念
开 始 被测对象 论 证 阶 段 测量任务要求 现有仪器设备
（2）离开测量就不会有真正的科学
5
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《电子测量原理》
1．1．1 测量的基本概念
• 1 ．测量的意义（续）
（3）在现代化的工业生产中，处处离不开测量
测量是精细加工的基础，没有测量也就没有现代化的制 造业。 生产水平越是高度发达，测量的规模就越大，需要的测 量技术与仪器也越先进。 （4）在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量 比如航空航天领域，医学生物领域，农业、气象、环境、 勘探等各学科
电子测量技术与仪器ppt课件
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高频电子技术 电视、调频广播 雷达、导航、气象
• 2.1.3
信号发生器的一般组成
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• 信号发生器的一般组成框图如图2.2所示，主要由振荡器、变换器、 输出电路、电源、指示器五部分组成。
振荡器
变换器
输出电路
输出
电源
指示器
• 图2.2 信号发生器的一般组成框图
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• （3）频率稳定度 • 信号发生器的频率稳定度是指在一定时间内仪器输出频率准确度的变 化，它表示了信号源维持工作于某一恒定频率的能力。信号发生器的 频率稳定度是由振荡器的频率稳定度来保证的。频率稳定度可分为短 期频率稳定度和长期频率稳定度。
• 2．输出特性 • （1）输出形式
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被 测 设 备
输出 响应
测 试 仪
图2.1 信号发生器的用途
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• 一般来说，信号发生器的用途主要有以下三个方面：
• 1.用作激励源 • 2.用作信号仿真 • 3.用作校准源
• 2.1.2
• •
信号发生器的分类
信号发生器一般可分为通用信号发生器和专用信号发生器两大类。专用信号发 生器是为某种特殊用途而设计生产的仪器，能提供特殊的测量信号，如电视信 号发生器、调频信号发生器等。 通用信号发生器根据其工作频率的不同，可分为超低频、低频、视频、高频、 甚高频、超高频几大类。信号发生器的工作频率范围见表2.1。
电子测量技术与 仪器
电子测量技术与仪器ppt 课件
高等职业教育“十二五”规划教材（电子信息 类）
电子测量技术与仪器
电
电子测量第一章第三节
第1章 电子测量的基本概念
只要零示器的灵敏度足够高， 零位式测量法的测量准确度几乎等于标准 量的准确度， 因而这种方法的测量准确度很高， 这是它的主要优点， 常用在
实验室作为精密测量的一种方法。 但由于测量过程中为了获得平衡状态需要
进行反复调节， 因此即使采用一些自动平衡技术， 测量速度仍然较慢， 这是 这种方法的一个不足之处。
第1章 电子测量的基本概念
图1.3-2 微差式测量法示意图
第1章 电子测量的基本概念
因此， 该法兼有偏差式测量法的测量速度快和零位式测量法测量准确度高的 优点。 微差式测量法除在实验室中用作精密测量外， 还广泛地应用在生产线控 制参数的测量上， 如监测连续轧钢机生产线上的钢板厚度等。 图1.3-3 是用微差 法测量直流稳压电源输出电压稳定度的测量原理图。 图中， Uo为直流稳压电源 的输出电压， 它随着50 Hz、 220 V市电的波动和负载RL的变化而有微小起伏 V2 为量程不大但灵敏度很高的电压表； UB表示由标准电源Us获得的标准电压； Uδ 是由 V2 电压表测得的Uo与UB的差值， 即输出电压Uo随着市电波动和负载变化而
第1章 电子测量的基本概念
图1.3-1 利用惠斯登电桥测量电阻示意图
第1章 电子测量的基本概念
当电桥平衡时， 可以得到：
R1 Rx R4 R2
(1.3-3)
通常是先大致调整比率R1/R2， 再调整标准电阻R4， 直至电桥平衡， 充 当零示器的检流计PA指示为零， 此时即可根据式(1.3-3)由比率和R4值得到被 测电阻Rx值。
准量具对仪表读数、 刻度进行校准， 实际测量时根据指针偏转大小确定被测
量量值。
第1章 电子测量的基本概念
2) 零位式测量法 零位式测量法又称做零示法或平衡式测量法。 测量时将被测量与标准量
电子测量基础知识
第一章电子测量根底知识目录1.1 电子测量和仪器的根本知识 (1)1.1.1 电子测量的意义 (1)1.1.2 电子测量的内容 (1)1.1.3 电子测量的特点 (2)1.2 电子测量方法的分类 (2)1.2.1 按测量方式分类 (2)1.2.2 按被测信号性质分类 (3)1.3 测量误差的根本概念 (3)1.3.1 重要概念 (3)1.3.2 测量误差的表示方法 (4)1.3.3 测量误差的来源与分类 (6)1.4 测量结果的表示和有效数字 (7)1.4.1 测量结果的表示 (7)1.4.2 有效数字和有效数字位 (7)1.4.3 数字的舍入规那么 (7)1.5 电子测量仪器的根本知识 (8)1.5.1 电子测量仪器的分类 (8)电子测量仪器的误差 (9)1.5.3 电子测量仪器的正确使用 (9)1.6 参考文献 (10)1.1 电子测量和仪器的根本知识测量是人类对客观事物取得数量概念的认识过程。
测量结果= 数值(大小及符号) + 单位。
注意：没有单位的量值是没有物理意义的。
1.1.1 电子测量的意义随着测量学的开展和电子学的应用，诞生了以电子技术为手段的新的测量技术，即电子测量。
如用数字万用表测量电压、用频谱分析仪监测卫星信号等。
电子测量是测量学的一个重要分支，是测量技术中最先进的技术之一。
目前，电子测量不仅因为其应用广泛而成为现代科学技术中不可缺少的手段，同时也是一门开展迅速、对现代科学技术的开展起着重大推动作用的独立科学。
随着电子测量仪器与通信技术、总线技术、计算机技术的结合，出现了“智能仪器〞、“虚拟仪器〞、“自动测试系统〞，丰富了测量的概念和开展方向。
从某种意义上说：现代科学技术水平是由电子测量的技术水平来保证和表达的；电子测量技术水平是衡量一个国家科学技术水平的重要标志。
1.1.2 电子测量的内容本课程中电子测量的内容主要是指对电子学领域内各种电学参数的测量，主要有：1、根本电量的测量根本电量主要包括：电压、电流、功率等。
《电子测量技术》CH1-CH4习题参考答案
f 0 min
=
f i1 N1 10
+
fi2 N 2
= 1K ´1000 + 100K ´ 720 = 72100KHz = 72.1MHz 10
当 N1 ， N 2 分别取最大值时 f0 最大，
f 0 max
=
f i1N1 10
+
fi2 N 2
= 1K ´1100 + 100K ´1000 = 10110KHz = 100.11MHz 10
即 y ' = y = 5 = 0.5 cm。 k 10
7
5、被测脉冲信号峰峰值为 8V，经衰减量为 10 倍的探头引入示波器，“倍率”置“×5”位，“偏 转灵敏度微调”置“校正”位，要想在荧光屏上获得峰峰高度为 8cm 的波形，“Y 轴偏转灵敏 度”开关“V/cm”应置哪一挡?
解：设 Y 轴偏转灵敏度开关置为 x V/cm，则有峰峰值为 8cm ´ x ´ 10 ¸ 5 = 8 V，所以
答：不考虑倍率开关时，
y1
=
VP-P h
= 5 =1 5
cm，由于倍率开关为“×5”，屏幕上波形偏转
增大 5 倍，所以屏幕上峰与峰之间的距离为 y = k1 ´ y1 = 5 ´1 = 5 cm。如果采用探头，对
输入有 10 倍衰减，输入示波器的电压减小 10 倍，相应屏幕上峰与峰之间的距离减小 10 倍，
解： f » 350 = 350 = 8.75MHz tr 40
f B ³ 3 f = 3 ´ 8.75MHz = 26.25MHz
2、用双踪示波器测量信号相位差，显示波形如图所示，已知 AB = 3cm，AC = 24cm，试求
这两个信号的相位差 Δψ。
电子测量技术第一章
• 时间特性：反映在信号随时间变化的波形上，包括信号出现 时间的先后、持续时间的长短、重复周期的大小、随时间变 化速率的快慢、幅度的大小等等。
• 频率特性：一个复杂信号可以分解成许多不同频率的正弦分 量，即具有一定的频率成分。将各个正弦分量的幅度和相位 分别按频率高低依次排列就成为频谱。信号的频谱包含了信 号的全部信息。
电子测量的内容（续）
(1)按具体的测量对象来分类
–①电能量的测量 包括各种频率及波形下的电压 、电流、功率、电场强度等的测量。
–②电路参数的测量 包括电阻、电感、电容、阻 抗、品质因数、电子器件参数等的测量。
–③电信号特征的测量 包括信号、频率、周期、 时间、相位、调幅度、调频指数、失真度、噪音 以及数字信号的逻辑状态等的测量。
• 动态系统（存储系统或有记忆系统）：在时刻t 的输出不仅与该时刻的输入有关，而且还与该时 刻以前或以后的输入有关。记忆系统的输入输出 关系是一般是微分或差分方程 。
4.模拟系统与数字系统
–模拟系统是分析和处理模拟信号的系统，
–数字系统是分析和处理脉冲与数字信号的系统 。
系统的可测性与可控性
• 系统可观测——系统的属性（事物内部自身 运动的表现）能通过周围环境表现出来，也 就是说，能通过外部世界观测到。
（4）测量速度快。因为电子测量是通过电子运动和电磁 波传播进行工作
（5）易于实现遥测
（6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化
电子测量的内容
–从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术 为手段而进行的测量，即以电子科技理论为依 据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和 非电量进行的测量。
–从狭义上讲，电子测量则是利用电子技术对电 子学中有关的电量所进行的测量。
• 频率特性：一个复杂信号可以分解成许多不同频率的正弦分 量，即具有一定的频率成分。将各个正弦分量的幅度和相位 分别按频率高低依次排列就成为频谱。信号的频谱包含了信 号的全部信息。
电子测量的内容（续）
(1)按具体的测量对象来分类
–①电能量的测量 包括各种频率及波形下的电压 、电流、功率、电场强度等的测量。
–②电路参数的测量 包括电阻、电感、电容、阻 抗、品质因数、电子器件参数等的测量。
–③电信号特征的测量 包括信号、频率、周期、 时间、相位、调幅度、调频指数、失真度、噪音 以及数字信号的逻辑状态等的测量。
• 动态系统（存储系统或有记忆系统）：在时刻t 的输出不仅与该时刻的输入有关，而且还与该时 刻以前或以后的输入有关。记忆系统的输入输出 关系是一般是微分或差分方程 。
4.模拟系统与数字系统
–模拟系统是分析和处理模拟信号的系统，
–数字系统是分析和处理脉冲与数字信号的系统 。
系统的可测性与可控性
• 系统可观测——系统的属性（事物内部自身 运动的表现）能通过周围环境表现出来，也 就是说，能通过外部世界观测到。
（4）测量速度快。因为电子测量是通过电子运动和电磁 波传播进行工作
（5）易于实现遥测
（6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化
电子测量的内容
–从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术 为手段而进行的测量，即以电子科技理论为依 据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和 非电量进行的测量。
–从狭义上讲，电子测量则是利用电子技术对电 子学中有关的电量所进行的测量。
电子测量的基本知识(电子测量技术课件)
测量过程：一个完整的测量过程，通常包含测量对象,测量方式和测量方法以 及测量设备。 （1）测量对象 电气测量的对象主要是反映电和磁特征的物理量，也包括非电量的测量， 主要包含以下几个方面：
1）能量的测量，如电流(I)、电压(U)、电功率(P)、电能(W)等。 2)电路特征的测量，如电阻(R)、电容(C)、电感(L)等。 3)电信号特性的测量，如频率(f)、相位(φ)、功率因数(cosc)、失真度(k)等。 4)电子电路性能的测量，如放大倍数(A)、通频带(BW)、灵敏度(S) 5)非电量的测量，如压力(p)、温度(T)、速度(v)等。
(3)数据域测量 数据域测量也称辑量测量，主要是对数字信号或电路的逻辑 状态进行测量，如用逻辑分析仪等设备测量计数器的状态。随着微电子技术 的发展需要，数据域测量及测量智能化、自动化显得越来越重要。
(4)随机测量随机测量统计测要对各类噪声信号进行动态测量和统计分析。 这是一项新的测量技术，尤其在通信领域有着广泛应用。
惠斯登电桥是最常用的直流电桥。当B、D两点间电势不等时，有电流通过
检流计，电桥不平衡。调节 RS ，使检流计中电流为零( I G =0)，此时B、
D两点间电势相等，电桥达到平衡，于是有：
I1R1 I2R2
I1Rx I2 Rs
I1R1 I2 R2 I1Rx I2Rs
Rx
R1 R2
Rs
CR s
各种方法均有优、缺点，要根据具体条件选择合适的方法进行测量。
课堂讨论：用电压表测量电压属于哪种测量方法？为什么？用惠斯登电 桥测量电阻属于哪种测量方法？为什么？
用惠斯登电桥测电阻
桥式电路是最常见的电路，由桥式电路制成的电桥，是一各种精密的电学测 量仪器，可用来测量电阻、电容、电感和电平等电学量。并能通过转换测量，测 出其它非电学量，如温度压力、频率、真空度等。
1）能量的测量，如电流(I)、电压(U)、电功率(P)、电能(W)等。 2)电路特征的测量，如电阻(R)、电容(C)、电感(L)等。 3)电信号特性的测量，如频率(f)、相位(φ)、功率因数(cosc)、失真度(k)等。 4)电子电路性能的测量，如放大倍数(A)、通频带(BW)、灵敏度(S) 5)非电量的测量，如压力(p)、温度(T)、速度(v)等。
(3)数据域测量 数据域测量也称辑量测量，主要是对数字信号或电路的逻辑 状态进行测量，如用逻辑分析仪等设备测量计数器的状态。随着微电子技术 的发展需要，数据域测量及测量智能化、自动化显得越来越重要。
(4)随机测量随机测量统计测要对各类噪声信号进行动态测量和统计分析。 这是一项新的测量技术，尤其在通信领域有着广泛应用。
惠斯登电桥是最常用的直流电桥。当B、D两点间电势不等时，有电流通过
检流计，电桥不平衡。调节 RS ，使检流计中电流为零( I G =0)，此时B、
D两点间电势相等，电桥达到平衡，于是有：
I1R1 I2R2
I1Rx I2 Rs
I1R1 I2 R2 I1Rx I2Rs
Rx
R1 R2
Rs
CR s
各种方法均有优、缺点，要根据具体条件选择合适的方法进行测量。
课堂讨论：用电压表测量电压属于哪种测量方法？为什么？用惠斯登电 桥测量电阻属于哪种测量方法？为什么？
用惠斯登电桥测电阻
桥式电路是最常见的电路，由桥式电路制成的电桥，是一各种精密的电学测 量仪器，可用来测量电阻、电容、电感和电平等电学量。并能通过转换测量，测 出其它非电学量，如温度压力、频率、真空度等。
第一章第五节
等。
第1章 电子测量的基本概念
1.5.2
单位制
任何测量都要有一个统一的体现计量单位的量作为标准， 这样的量称做计
量标准。 计量单位是有明确定义和名称并令其数值为1的固定的量， 例如长度 单位1米(m)， 时间单位1秒(s)等。 计量单位必须以严格的科学理论为依据进行 定义。 法定计量单位是国家以法令形式规定使用的计量单位， 是统一计量单位 制和单位量值的依据和基础， 因而具有统一性、 权威性和法制性。 1984年2月 27日国务院在发布《关于在我国统一实行法定计量单位的命令》时指出： 我国 的计量单位一律采用《中华人民共和国法定计量单位》。
(rad)和立体角的单位球面角(sr)。
第1章 电子测量的基本概念
由基本单位、 辅助单位和导出单位构成的完整体系称为单位制。 单位制随 基本单位的选择而不同。 例如， 在确定厘米、 克、 秒为基本单位后， 速度单 位为厘米每秒(cm/s )， 密度单位为克每立方厘米(g/cm3)， 力的单位为达因(dyn)， 厘米、 克、 秒 构成一个体系， 称为厘米克秒制。 国际单位制就是由前面列举的7个基本单位、 2个辅助单位 及19个具有专门名称的导出单位构成的一种单位制， 国际上规定以拉丁字母SI 作为国际单位制的简称。
方法、 实际操作和作为比较标准的已知量的准确程度都有着密切的关系，
第1章 电子测量的基本概念
因此， 体现已知量在测量过程中作为比较标准的各类量具、 仪器仪表必 须定期进行检验和校准， 以保证测量结果的准确性、 可靠性和统一性， 这个 过程称为计量。 计量的定义不完全统一， 目前较为一致的意见是： “计量是 利用技术和法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。”计量可看做测量 的特殊形式， 在计量过程中， 认为所使用的量具和仪器是标准的， 用它们来 校准、 检定受检量具和仪器设备， 以衡量和保证使用受检量具和仪器进行测
1.电子测量仪器的基础知识
例如，每种新设计的飞机，需要测试飞机高速飞行中 受气流冲击作用下的性能，通过风洞试验测定机身、 机翼的受力和振动分布情况，以验证和改进设计。
任务1：测量及其重要意义
• 关于测量 测量是以确定被测对象量值为目的的全部操 作。 测量的基本方法是比较。 从本质上来讲，测量就是将未知量与一个假 定已知量比较的过程。后者称为“标准”。
• （1）直接测量 不必测量与被测量有函数关系的其他量，而 能直接得到被测量值的测量方法称为直接测 量。它是直接从测量仪器上得到的被测量值， 因此，直接测量简单、方便。
任务14：电子测量的主要分类方法
• 例如，用电压表测量电压，用电子计数器测量 频率等。 （2）间接测量
• 通过测量与被测量有函数关系的其他量，才能 得到被测量值的测量方法称为间接测量。
第一章 电子测量与仪器 的基础知识
目的与要求：电子测量是信息产业的 基础技术，应用广泛。 本章要求掌握电子测量和电子测量仪 器的基本概念，为后续章节的学习打 下基处处离不开 测量 – 科学的进步和发展离不开 测量，离开测量就不会有 真正的科学。
没有望远镜就没有 天文学，没有显微 镜就没有细胞学， 没有指南针就没有
通过这些标准经常性地对日常工作仪器进行检定，确 定其量值的精确度大小。
③工作用计量器具的量值由计量标准来传递， 用于日常工作和生活。 需要进行定期检定以保证其计量性能。
任务9：计量器具
任务10：计量单位
• 根据定义而令系数为1的量称为单位。 • 单位是表征测量结果的重要组成部分，
又是对两个同类量值进行比较的基础。
• 电子测量的水平，是衡量 一个国家科学技术水平 的重要标志之一。
任务6：计量的概念
为使在不同的地方，用不同的手段测量同一 量时，所得的结果一致，就要求统一的单位、 基准、标准和测量器具。
任务1：测量及其重要意义
• 关于测量 测量是以确定被测对象量值为目的的全部操 作。 测量的基本方法是比较。 从本质上来讲，测量就是将未知量与一个假 定已知量比较的过程。后者称为“标准”。
• （1）直接测量 不必测量与被测量有函数关系的其他量，而 能直接得到被测量值的测量方法称为直接测 量。它是直接从测量仪器上得到的被测量值， 因此，直接测量简单、方便。
任务14：电子测量的主要分类方法
• 例如，用电压表测量电压，用电子计数器测量 频率等。 （2）间接测量
• 通过测量与被测量有函数关系的其他量，才能 得到被测量值的测量方法称为间接测量。
第一章 电子测量与仪器 的基础知识
目的与要求：电子测量是信息产业的 基础技术，应用广泛。 本章要求掌握电子测量和电子测量仪 器的基本概念，为后续章节的学习打 下基处处离不开 测量 – 科学的进步和发展离不开 测量，离开测量就不会有 真正的科学。
没有望远镜就没有 天文学，没有显微 镜就没有细胞学， 没有指南针就没有
通过这些标准经常性地对日常工作仪器进行检定，确 定其量值的精确度大小。
③工作用计量器具的量值由计量标准来传递， 用于日常工作和生活。 需要进行定期检定以保证其计量性能。
任务9：计量器具
任务10：计量单位
• 根据定义而令系数为1的量称为单位。 • 单位是表征测量结果的重要组成部分，
又是对两个同类量值进行比较的基础。
• 电子测量的水平，是衡量 一个国家科学技术水平 的重要标志之一。
任务6：计量的概念
为使在不同的地方，用不同的手段测量同一 量时，所得的结果一致，就要求统一的单位、 基准、标准和测量器具。
电子测量与仪器的基础知识
,
。
答：系统误差、随机误差、粗大误差
4、用一只 0.5 级，量程 50V 的电压表测量直流电压，产生的绝对误差 ≤
伏。
答：±0.25V
二、判断
5、粗大误差具有随机性，可采用多次测量，求平均的方法来消除或减少。（ ）
答：错
6、通过多次测量取平均值的方法可减弱随机误差对测量结果的影响。（ ）
答：对
7、绝对误差就是误差的绝对值。（ ）
17、示波管由
、偏转系统和荧光荧三部分组成。
答：电子枪
18、示波器荧光屏上，光点在锯齿波电压作用下扫动的过程称为
。
答：扫描
19、当示波器两个偏转板上都加
时，显示的图形叫李沙育图形，这
种图形在
和频率测量中常会用到。
答：输入正弦信号，相位差
20、示波器为保证输入信号波形不失真，在 Y 轴输入衰减器中采用
答：错
25、电子示波器是时域分析的最典型仪器。（ ）
答：对
三、选择
26、通用示波器可观测
。
A:周期信号的频谱 ； B:信号的波形
C:周期信号的有效值 ； D:周期信号的功率
答：B
27、在示波器垂直通道中设置电子开关的目的是____。
A:实现双踪显示 ； B:实现双时基扫描
C:实现触发扫描 ； D:实现同步
《电子测量及仪器》每章自我测试题（含答案）
第一章 电子测量与仪器的基础知识
一、填空
1、对于一般的工程测量，用
2、相对误差定义为 ________ 与 ________ 的比值，通常用百分数表示。
答：测量的绝对误差，约定值
3、根据误差性质，测量误差可分为 _______________,
第01章电子测量基础知识50页PPT
第1章 电子测量的基本概念
在科学研究和生产实践中， 常常需要对许多非电量进行 测量。 传感技术的发展为这类测量提供了新的方法和途径。 现在， 可以利用各种敏感元件和传感装置将非电量(如位移、 速度、 温度、 压力、 流量、 物质成分等)变换成电信号， 再 利用电子测量设备进行测量。 在一些危险的和人们无法进行 直接测量的场合， 这种方法几乎成为唯一的选择。 在生产的 自动过程控制系统中， 将生产过程中各有关非电量转换成电 信号进行测量、 分析、 记录并据此对生产过程进行控制是一 种典型的方法， 如图1.1-1所示。Βιβλιοθήκη 第1章 电子测量的基本概念
近几十年来计算技术和微电子技术的迅猛发展为电子测量 和测量仪器增添了巨大活力。 电子计算机尤其是微型计算机 与电子测量仪器相结合， 构成了一代崭新的仪器和测试系统， 即人们通常所说的“智能仪器”和“自动测试系统”， 它们 能够对若干电参数进行自动测量、 自动量程选择、 数据记录 和处理、 数据传输、 误差修正、 自检自校、 故障诊断及在线 测试等， 不仅改变了若干传统测量的概念， 更对整个电子技 术和其他科学技术产生了巨大的推动作用。 现在， 电子测量 技术(包括测量理论、 测量方法、 测量仪器装置等)已成为电 子科学领域重要且发展迅速的分支学科。
第1章 电子测量的基本概念
英国科学家库克(A.H.cook)也认为：“测量是技术生命的 神经系统”。 这些话都极为精辟地阐明了测量的重要意义。 历史事实也已证明： 科学的进步， 生产的发展， 与测量理论、 技术、 手段的发展和进步是相互依赖、 相互促进的。 测量技 术水平是一个历史时期、 一个国家的科学技术水平的一面 “镜子”。 正如美国科学家特尔曼(F.E.Telmen)教授所说： “科学和技术的发展是与测量技艺并行进步、 相互匹配的。 事实上， 可以说， 评价一个国家的科技状态， 最快捷的办法 就是去审视那里所进行的测量以及由测量所累积的数据是如 何被利用的。”
电子测量概论
待测量进行测量的设备，统称为电子测量仪器。
第1章 电子测量概论 1.4.1 测量仪器的功能 各类测量仪表一般具有物理量的变换、信号的传 输和测量结果的显示等三种最基本的功能。
第1章 电子测量概论 (1) 变换功能 对于电压、电流等电学量的测量，是通过测量各种 电效应来达到目的的。例如，作为模拟式仪表最基本构 成单元的动圈式检流计(电流表)，就是将流过线圈的电 流强度，转化成与之成正比的扭矩而使仪表指针偏转初 始位置一个角度，根据角度偏转大小(这可通过刻度盘上 的刻度获得)得到被测电流的大小，这就是一种很基本的 变换功能。对非电量的测量，如压力、位移、温度、湿 度、亮度、颜色、物质成份等，通过各种对之敏感的敏 感元件(通常称为传感器)，转换成与之相关的电压、电 流等，而后再通过对电压、电流的测量，得到被测物理 量的大小。
功率，可高达108W以上，两者之比为1:1022。一般情况
下，使用同一台仪器，同一种测量方法，是难以覆盖 如此宽广的量程的。如前所述，随着电子测量技术的
不断发展，单台测量仪器的量程也可以达到很高。
第1章 电子测量概论
(3) 测量准确度高
相对其它测量方法，电子测量的准确度要高得多。 例如，长度测量的最高准确度为10-8量级，而对频率和时 间的测量，由于采用原子频标和原子秒作为基准，使得 测量准确度可以达到10-15的量级，这是目前人类在测量 准确度方面达到的最高指标。
第1章 电子测量概论 (5) 可以进行遥测 电子测量依据的是电子的运动和电磁波的传播，因 此可以： 现场各待测量转换成易于传输的电信号，用有 线或无线的方式传送到测试控制台(中心)，从而实现遥
测和遥控。这使得对那些远距离的，高速运动的，或其
他人们难以接近地方的信号测量成为可能.
第1章 电子测量概论 1.4.1 测量仪器的功能 各类测量仪表一般具有物理量的变换、信号的传 输和测量结果的显示等三种最基本的功能。
第1章 电子测量概论 (1) 变换功能 对于电压、电流等电学量的测量，是通过测量各种 电效应来达到目的的。例如，作为模拟式仪表最基本构 成单元的动圈式检流计(电流表)，就是将流过线圈的电 流强度，转化成与之成正比的扭矩而使仪表指针偏转初 始位置一个角度，根据角度偏转大小(这可通过刻度盘上 的刻度获得)得到被测电流的大小，这就是一种很基本的 变换功能。对非电量的测量，如压力、位移、温度、湿 度、亮度、颜色、物质成份等，通过各种对之敏感的敏 感元件(通常称为传感器)，转换成与之相关的电压、电 流等，而后再通过对电压、电流的测量，得到被测物理 量的大小。
功率，可高达108W以上，两者之比为1:1022。一般情况
下，使用同一台仪器，同一种测量方法，是难以覆盖 如此宽广的量程的。如前所述，随着电子测量技术的
不断发展，单台测量仪器的量程也可以达到很高。
第1章 电子测量概论
(3) 测量准确度高
相对其它测量方法，电子测量的准确度要高得多。 例如，长度测量的最高准确度为10-8量级，而对频率和时 间的测量，由于采用原子频标和原子秒作为基准，使得 测量准确度可以达到10-15的量级，这是目前人类在测量 准确度方面达到的最高指标。
第1章 电子测量概论 (5) 可以进行遥测 电子测量依据的是电子的运动和电磁波的传播，因 此可以： 现场各待测量转换成易于传输的电信号，用有 线或无线的方式传送到测试控制台(中心)，从而实现遥
测和遥控。这使得对那些远距离的，高速运动的，或其
他人们难以接近地方的信号测量成为可能.
电子测量技术基础知识点
第1章电子测量的基本概念测量环境是指测量过程中人员、对象和仪器系统所处空间的一切物理和化学条件的总和。
电子测量的特点：①测量频率范围宽②测量量程广⑧测量准确度高低相差悬殊①测量速度快⑤可实现遥测⑥易于实现测量智能化和自动化⑦测量结果影响因素众多，误差分析困难测量仪器的主要性能指标：①精度；②稳定性；③输入阻抗；④灵敏度；⑤线性度；⑥动态特性。
精度：精密度（精密度高意味着随机误差小，测量结果的重复性好）正确度（正确度高则说明系统误差小）准确度（准确度高，说明精密度和正确度都高）第2章测量误差和测量结果处理误差=测量值-真值误差=测量值-真值修正值C = - 绝对误差Δx示值相对误差（标称相对误差）满度相对误差分贝误差当n 足够大时，残差得代数和等于零。
实验偏差与标准偏差：nn x ni i /1112σσυσ=-=∑=极限误差常用函数的合成误差和函数：差函数积商函数数据修约规则：(1)小于5舍去——末位不变。
(2)大于5进1——在末位增1。
(3)等于5时，取偶数——当末位是偶数，末位不变；末位是奇数，在末位增1（将末位凑为偶数）第3章信号发生器振荡器是信号发生器的核心。
通常用频率特性、输出特性和调制特性(俗称三大指标)来评价正弦信号发生器的性能。
合成信号发生器相干式（直接合成）：频率切换迅速且相位噪声很低 锁相式（间接合成）：频率切换时间相对较长但易于集成化和点频法相比，扫频法具有以下优点： 1.可实现网络的频率特性的自动或半自动测量2.扫频信号的频率是连续变化的，不会出现由于点频法中的频率点离散而遗漏掉细节的问题3.扫频测量法是在一定扫描速度下获得被测电路的动态频率特性，而后者更符合被测电路的应用实际第4章 电子示波器示波器的核心部件是示波管，由电子枪、电子偏转系统和荧光屏三部分组成为了示波器有较高的测量灵敏度，Y 偏转板置于靠近电子枪的部位，而X 偏转板在Y 的右边为了示波器有较高的测量灵敏度，Y 偏转板置于靠近电子枪的部位，而X 偏转板在Y 的右边电子示波器结构框图：为实现扫描回程光迹消隐，应产生加亮(增辉)信号交替方式（ALT）：适合于观察高频信号断续方式（CHOP）：适用于被测信号频率较低的情况当数字示波器处于存储工作模式时，其工作过程一般分为存储和显示两个阶段第5章频率时间测量对比测频与测周原理图测频图测周图要提高频率测量的准确度：1.提高晶振频率的准确度和稳定度以减小闸门时间误差2.扩大闸门时间T或倍频被测信号频率以减小±1误差3.被测信号频率较低时，采用测周期的方法测量一般选用高精确度的晶振，测频误差主要决定于量化误差(即土1误差) 。
第一章第四节
第1章 电子测量的基本概念
5. 线性度 线性度是测量仪表的输入、 输出特性之一， 表示仪表的输出量(示值)随
输入量(被测量)变化的规律。 若仪表的输出为y， 输入为x， 则两者关系用函
数y=f(x)表示。 如果y=f(x)为y－x平面上过原点的直线， 则称之为线性刻度特 性， 否则称为非线性刻度特性。 由于各类测量仪器的原理各异， 因此不同的 测量仪器可能呈现不同的刻度特性。 例如， 常用万用表的电阻挡具有上凸的 非线性刻度特性， 而数字电压表具有线性刻度特性， 分别如图1.4-3中(a)、 (b)所示。
第1章 电子测量的基本概念
图1.4-3
常用万用表的电阻挡和数字电压表的
刻度特性曲线
第1章 电子测量的基本概念
仪器的线性度可用线性误差来表示， 如SR46双线示波器垂直系统的幅度线 性误差小于等于5%。 6. 动态特性 测量仪表的动态特性表示仪表的输出响应随输入变化的能力。 例如示波器的 垂直偏转系统， 由于输入电容等因素的影响造成了输出波形对输入信号的滞后与 畸变， 示波器的瞬态响应就表示了这种仪器的动态特性。 最后指出， 上述测量仪器的几个特性是就一般而论的， 并非所有仪器都用 上述特性加以考核。 有些测量仪器除了上述指标特性外， 还有其他技术要求， 这些具体问题将在后面有关章节中一一加以说明。
压读数的方便， 也常把偏转因数当作灵敏度。 比如， SR37A型双踪示波器的最
高偏转灵敏度是2 mV/cm， 表示输入电压变化2 mV时， 示波器荧光屏上光点产 生1 cm的位移。
第1章 电子测量的基本概念
显然， 这里的偏转灵敏度实际上是偏转因数， 不过， 这样一般不会引起人 们的误解。 灵敏度的另一种表述方式称做分辨力或分辨率， 定义为测量仪表所 能区分的被测量的最小变化量， 在数字式仪表中经常使用。 例如， SX1842型 数字电压表的分辨力为1 μV， 表示该电压表显示器上最末位跳变1 个字时， 对
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第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
第1章 电子测量的基本知识
本章重点 1.1 电子测量的意义、特点和基本方法 1.1.1 电子测量的意义 1.1.2 电子测量的特点 1.1.3 电子测量的基本方法 1.2 测量误差的基本概念 1.2.1 测量误差的表示方法 1.2.2 测量误差的分类 1.2.3 测量结果的评定 1.3 随机误差的统计特性及估算方法 1.3.1 随机误差的统计特性 1.3.2 有限次测量随机误差的估计 1.4 系统误差的特征及减小的方法
U 1
U 2
=3%
=20%
U1x- U1 =103–100 = 3V U2x – U2=12–10 = 2V U1 3 A1 100% 3% U1 100
A2
U 2 2 100% 20% U2 10
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
【例1-2】已知某被测量电压为8V，用1.5级 10V量程的电压表测量，若只做一次测量就把 该测量值作为测量结果，可能产生的最大绝 对误差为多少? 解:1.5级的仪表的最大引用相对误差不超过 ±1.5%。该仪表可能出现的最大绝对误差 Δ xm = xm · s％ =10 ×（±1.5%）=±0.15V 由式(1-8) 、（1-9）可知，测量的误差满足 Δ x≤ Δxm ≤ xm · s％ (1-10)
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
判断是否存在系统误差，若存在系统误差， 原则上要求找到原因，减少或消除系统误 差，重新测量和计算。 x lim x 写出报告值： 【例1-5】对某电压进行10次等精密度测量， 利用修正值对测量值进行修正后，具体数值 如下：10.1，9.8，9.7，9.6，10.3，10.0， 9.9，10.2，9.9，10.4（电压单位为V），要 求对测量数据进行处理。
说明不存在周期性 识
⑤算术平均值标准差估计值和不确定度
ˆx ˆ / n 0.26 / 10 0.08
已知n=10，假设P=99%， 由表1－2查得kt=3.25，可得
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
1.3 随机误差的统计特性及估算方法
1.3.1 随机误差的统计特性 1.随机误差和测量数据的正态分布 随机误差没有确定的规律也不能事先确
定。由概率论结论可知，测量中随机误差及
测量数据的分布大多接近于正态分布。 分布的概率密度为
( x)
1
( x Ex )2 2 2 ( x )
i 1 i 6
5
10
0.9 i max 0.4V
说明存在线性系统误差。原则上全部测量数据应舍去不用，并查明 原因，重新测量。 阿卑—赫梅特判据：首先计算i i+1乘积，按下式计算：
2 2 ˆ 0 ( n 1) 9 (0.26) 0.2V i i1 i 1 10
1.5.1坏值剔除准则 在一定测试条件下随机误差的分布处 于有限的范围内。如果测量误差超过这个 界限，则认为测量该值时存在疏失误差。 坏值剔除采用来伊达准则或称3准则。 1.5.2算术平均值的不确定度 算术平均值的不确定度表示算术平均值与 数学期望的偏差。
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
1.4.1 系统误差的特征 1.4.2 系统误差的判别方法 1.4.3 减小系统误差的方法 1.5 疏失误差及其判断准则 1.5.1 坏值剔除准则
1.5.2 算术平均值的不确定度 1.6 测量结果的数据处理 1.6.1 有效数字的处理 1.6.2 测量结果的表示 1.7 测量误差的合成 1.8 电子测量仪器的基本知识 1.8.1 电子测量仪器的分类 1.8.2 电子测量仪器误差的表示方法 1.9 习题
近似值相乘除
近似值乘方或开方 所取对数的位数与其真数有效数字的位 数相同
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
1.6.2
测量结果的表示
对测量数据进行分析处理： 先应根据仪表检定时给出时的修正值对测 量数据进行修正，消除恒值系统误差。 求算术平均值、剩余误差和标准差的估计 值，判断是否存在疏失误差，若存在，必 须剔除坏值，重新计算算术平均值、剩余 误差和标准差的估计值，直到不存在为止；
1.6测量结果的数据处理
测量结果的数据处理，就是从测量 所得到的原始数据中求出被测量的最 佳估计值，并计算其准确程度。 1.6.1有效数字的处理 1.数字舍入修约规则 小于5舍 大于5入 等于5时看奇偶
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
2.有效数字
“0”的意义
有单位的数字更需注意记录的方法。 有效数字位数与测量误差的关系 。 3.近似运算法则 近似值相加减
②计算标准差估计值
2 i (10 1) 0.26V i 1
10
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
③判断疏失误差
ˆ 3 0.26 0.78 3
。全部数据的
ˆ i 3
，表明测量值都为合格数据，无疏失误差。 ④判断有无变值系统误差 马利科夫判据
i i 0.5 0.4 0.9
1.4.2 系统误差的判别方法 判别是否存在系统误差的方法有如下几种： 预检法 剩余误差观察法 马利科夫判据 阿卑-赫梅特判据 1.4.3 减小系统误差的方法 零示法 代替法（又称置换法） 交换法（又称对照法） 微差法
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
1.5疏失误差及其判断准则
x ≤(xm · s％ )/x
(1-11)
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
1.2.2 测量误差的分类
系统误差 随机误差 疏失误差 1.2.3 测量结果的评定 在误差理论中， 一般用正确度来表示 系统误差的大小。 在误差理论中，用精密度来表示随机 误差的影响。 测量结果的准确度用来反映系统误差 和随机误差的综合影响。 三种误差在数轴上的分布。如图1-1所示
有限次测量的标准差的估计值
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剩余误差
i xi x
标准差估计值（贝塞尔公式）
n
(1-18)
ˆ
i 1
2 i
n 1
1 n 2 ( xi x) （1-19） n 1 i 1
算术平均值标准差估计值
ˆx ˆ/ n
电子测量实训教程
主讲 王立华 物信学院 QQ 1580379631
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
目
第1 章 第2 章 第3 章 第4 章 第5 章 第6 章 第7 章 第 8章
录
电子测量的基本知识 常用电子测量仪器 示波器 电路元器件参数的测量 线性系统频率特性测量和网络分析仪 信号分析和频域测量仪器 数据域测量 虚拟仪器与LabVIEW编程基础
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
1.2 测量误差的基本概念
1.2.1 测量误差的表示方法 量的真值——一个量本身所具有的真实 数值，称为这个量的真值。 测量误差——使用任何测量仪器进行测 量时，都会使测量结果与被测量的真 值有所不同，这个差异称为测量误差。 测量误差有两种表示方法。 绝对误差 相对误差
ii+1
=
i2
0.01 0.04 0.09 0.16 0.09
n 6 7 8 9 10
Uxi 10.0 9.9 10.2 9.9 10.4
i
0 -0.1 0.2 -0.1 0.4
ii+1
0 -0.02 -0.02 -0.04 0.04
i2
0 0.01 0.04 0.01 0.16
-0.02 0.06 0.12 -0.12 0
概率积分表1-1
概率和置信区间
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
1.3.2 有限次测量随机误差的估计 1.有限次测量的数学期望和标准差的估计值 剩余误差 公式（1-18） 公式（1-19） 算术平均值标准差估计值 公式（1-20） 2.有限次测量时的置信问题 进行有限次测量时，算术平均值的标 准差服从t分布。 表1-2
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
1.1.2 电子测量的特点
测量频率范围宽 量程范围广 测量准确度高 测量速度快 易于实现遥测 易于实现测量过程的自动化和测量仪器微 机化
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1.1.3 电子测量的基本方法
1．按测量手段分类 （1）直接测量 （2）间接测量 （3）组合测量 2．按被测量性质分类 （1）时域测量 （2）频域测量 （3）数据域测量 （4）随机测量
测量——人类认识自然和改造自然的重 要手段，是为了确定被测对象的量值 或量值的依从关系而进行的实验过程。 电子测量——泛指以电子技术为手段而 进行的测量。
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
电子测量的内容主要包括以下几个 方面：
电能量的测量 电路元器件参数的测量 电信号特征的测量 电路参数的测量 特性曲线的显示
x
x 100 % x
引用相对误差 （或称满度相对误差）
m
mm
x 100% (1-8) xm
最大引用相对误差
xm 100% xm
(1-9)
第 一 章 电 子 测 量 的 基 本 知 识
【例1-1】测量两个电压，分别得到它们的测量值为 U1x=103V，U2x=12V，实际值为U1=100V，U2=10V ， 求两次测量的绝对误差和相对误差。 解: 两次测量的绝对误差、相对误差分别为