第1章 电子测量技术课件绪论

v 2.间接测量 § 利用直接测量的量与被测量之间的函数关系间接得到被
测量量值的测量方法。 P UI
§ 此法费时费事 v 3.组合测量
§ 当某项测量结果需用多个未知参数表达时，可通过改变 测量条件进行多次测量，根据测量量与未知参数间的函 数关系列出方程组并求解，进而得到未知量。
电阻器电阻温度系数的测量：
QINGDAO AGRICULTRURAL UNIVERSITY
电子测量技术
参考教材
教材： 电子测量技术基础（第三版）张永瑞 参考教材： 林占江编著，《电子测量技术》，电子工业出版社. 蒋焕文等，《电子测量》，中国计量出版社 陈光踽等，《现代测试is》，电子科技大学出版社 费叶泰等，《误差理论与数据处理》，机械工业出版社 相关学术刊物： IEEE MI,仪器仪表学报，电子测量，计量学报等
正的科学
§ 生产发展离不开测量
§ 在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量
“两弹一星”的成功，没有测试仪器是不可能的。 生产中“没有测试，就没有新产品”。
大规模集成电路的生产成本中，测量成本已超过50%
所认识的测量
l 有多重——质量的测量 长方、几何——长度、空间尺度的测量 汽车之间的案例距离怎么测定——车距监控防撞系统 高大物体怎样测——世界最高峰测量新记录 巨大物体可以测吗——地球周长的测量 远程距离怎么测——测距千里眼、测距能手、卫星激光测距 仪 究竟能测多小——分子、原子、原子核的大小测量还有夸克
Rt R20 (t 20) (t 20)2
Rt1 R20 (t1 20) (t1 20)2
Rt2 R20 (t2 20) (t2 20)2
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§1.3 电子测量的方法
（二）按测量方式分类
v 1.偏差式测量法 § 在测量过程中，用仪器仪表指针的位移（偏差）表 示被测量大小的测量方法。 § 优点简单方便、测量速度快。
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中国首次探月实现对距地40万公里飞行器精密控制
“嫦娥一号”激光高度计 激光高度计将利用主动激光遥感技术 ，测量卫星到星下点月球表明的距离， 其作用距离两百公里左右，测距精度正
负五米，距离分辨率一米
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v “‘天宫一号’飞行的主要 任务是为实施空间交会对接 试验提供目标飞行器，初步 建立长期无人在轨飞行、短 期有人照料的载人空间试验 平台，为空间站研制积累经 验，进行空间科学实验、航 天医学实验和空间技术试 验。”天宫一号目标飞行器 总设计师张柏楠说。
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§1.3 电子测量的方法
根据不同的测量对象、测量要求、测量条件，选择正 确的测量方法，合适的测量仪器，构成实际的测量系 统，进行正确细心的操作，才能得到理想的测量结果。 § （一）按测量手段分类 v 1.直接测量 § 指直接从测量仪表的读数获得被测量量值的方法。 § 测量过程简单迅速
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§1.3 电子测量的方法
§1.1 电子测量概述
Ø电子测量是以电子技术理论为依据、以电子测 量仪器为手段，对电量和非电量进行测量的一种 测量技术。
Ø电子测量技术的水平也是衡量一个国家科学技 术水平的重要标志。
电量 非电量
传感器
(一次表)
电子测量仪器
(二次表)
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§1.2 电子测量的内容与特点
各种信号和波形 的电压、电流、 电功率等
v中国天宫一号
嫦娥四号实现人类月背软着陆 传回首张月球背面照片
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旅行者”1 号(Voyager1)
如何追踪旅行者飞行器？信号大约是一枚普通电子表电池功率的200亿分之一
直径305米射电望远镜阿雷西沃望远镜是最大的、最敏感的
v美国机遇号
v 凤凰号
好奇号
中国 天问一号
超级工程，中国北斗！
生活中的例子
重量，长度，温度，湿度，三表（电，水，气）…… 汽车监测点：50——100 飞机监测点：3000
航天飞行器监测点：5000
§1.1 电子测量概述
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§1.1 电子测量概述
19
§1.1 电子测量概述
电子技术工作人员的实验台
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§1.1 电子测量概述
飞机驾驶舱中的电子测量仪表
2120Βιβλιοθήκη 9台风利奇马2.测量误差理论和测量结果处理 3.*信号发生器 4.电子示波器 5.频率时间测量 6.相位差测量
7.电压测量 8.噪声测量及数据域测量与测量新技术简介
主要内容：
1
2
3
电子测量 的意义和 特点
电子测量 的方法及 仪器分类
电子测量 仪器的发 展概况
本章重点：电子测量的方法 计量与测量
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§1.1 电子测量概述
使学生熟练掌握常用模拟仪表、数字化或智能化仪器和 设备的原理和应用技术，运用各类电子测量仪器测量常用元 件参数、电路参数、网络参数和系统参数的原理和方法，具 备分析各类测量误差、处理测量数据的理论基础和实际知识， 为提高学生的工程实践能力造就坚实的基础
Ø 误差分类、特点 Ø 削弱误差的措施 Ø 测量结果的处理
现的是“战斗力”。
王大珩等
中国科学院院士，中国工程院院士。我国现代光学技术及光学工程的开拓者 和奠基人之一。
1999年荣获“两弹一星功勋奖章”。
没有望远镜就没
有天文学，没有
v 测量的意义
显微镜就没有细 胞学，没有指南
§ 日常生活中处处离不开测量
针就没有航海事
§ 科学的进步和发展离不开测量，离开测量就不业会有真
信号波形、频率、相位 、噪声及逻辑状态等
电信号特性测量 电路参数测量
阻抗、品质因数 、电子器件的参 数等
电能量测量 特性曲线的显示
导出量测量
增益、失真度、 调幅度等
幅频特性、相频特性及
器件特性等
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§1.2 电子测量的内容与特点
v 电子测量的特点 § 1.测量频率范围宽(10-6Hz~1012Hz) § 2.测量量程广 YM3371数字频率计: 10Hz~1000MHz WC2180交流微伏表: 5微伏~300伏 1:6*107 § 3.测量精度高 § 4.测量速度快 § 5.易于实现遥测 § 6.易于实现测量自动化和测量仪器智能化
（开氏）温标，热力学温度以开尔文为单位， 是现在国际单位制中七个基本单位之一。
钱学森(1911-2009 )
信息技术包括测量技术、 计算机技术和通信技术， 测量技术是信息技术的关 键和基础。
钱学森
两弹一星元勋王大珩(1915-2011 )
仪器仪表是工业生产的“倍 增器”，是高新技术和科研 的“催化剂”，在军事上体
学习形式： 总课时： 考核形式：
课堂纪律：
课程安排
课程性质与任务
电子测量技术，是以电子技术为基本手段的一种测量技 术。它是测量学和电子学相互结合的产物。
电子测量除运用电子科学的原理、方法和设备对各种电 量、电信号及电路元器件的特性和参数进行测量外，还可以 通过各种敏感器件和传感装置对非电量进行测量。培养学生 掌握现代化的分析、测量方法，使之具有电子测量方面的基 础知识和应用能力。
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§1.4 电子测量仪器概述
4.波形测量仪器
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v 5.信号分析仪器
§1.4 电子测量仪器概述
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§1.4 电子测量仪器概述
v 6.模拟电路特性测试仪器
ZVL 矢量网络分析仪
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§1.4 电子测量仪器概述
v 7.数字电路特性测试仪器
TLA6400逻辑分析仪
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§1.4 电子测量仪器概述
8.测试用信号源
门捷列夫
诺贝尔物理奖，化学奖中1/4属于测试方法和测试仪器 的创新。
开尔文（1824-1907）
我常说的一句话是：
当你能够测量你所关注的事物，
而且能够用数量来描述他的时候，
你就对其有所认识；当你不能测
量他，也不能将其量化的时候，
你对他的了解就是贫乏和不深入
的。
开尔文
为了纪念他在科学上的功绩，国际计量大会 把热力学温标（即绝对温标）称为开尔文
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§1.4 电子测量仪器概述
二、电子测量仪器分类
v 1.电平测量仪器
是德34460A数字万用表
TH1951 型台式数字多用表
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§1.4 电子测量仪器概述
v 2.电路参数测量仪器
日置IM3523 LCR测试仪
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§1.4 电子测量仪器概述
v 3.频率、时间、相位测量仪
泰克FCA3000数字万用表
AFG1000 任意函数发生器
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§1.4 电子测量仪器概述
三、电子测量仪器的主要技术指标
1.精度：测量仪器的读数或测量结果与被测量真值相一致的 程度，可用精密度、准确度及精确度来表征。
2.稳定性：在规定的时间内，其它外界条件恒定不变的情况 下，仪表示值变化的大小。
3.灵敏度：测量仪表对被测量变化的敏感程度。 4.线性度：仪表输出量随输入量变化的规律。 5.输入阻抗：负载效应 6.动态特性：仪表的输出响应随输入变化的能力。
将模拟量信号测 量转换为数字信 号测量，并以数 字方式输出测量 结果
具备通用的测 试功能，可单 独使用，也可 以通过GPIB接 口作为程控仪 器组建自动测
试系统
将传统仪器分割成一些 基本功能模块，通过微 处理器的软硬件组合成 仪器系统，并用标准接 口对外连接，取代专用 高端仪器并实现标定、 校正等功能。
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§1.5 计量的基本概念
v一 、计量的基本概念
v 1、计量的定义
§ 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 § 计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性
v 2. 计量与测量的关系
§ 计量和测量是互有联系又有区别的两个概念。测量是通过实验手段对 客观事物取得定量信息的过程，也就是利用实验手段把待测量直接或 间接地与另一个同类已知量进行比较，从而得到待测量值的过程。