《电子测量基础》PPT课件

第1章
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”o正如特尔曼(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.”
第1章
错误的测量结果有时还会使研究工作误入歧途甚至带 来灾难性后果。因此，人们不得不认真对待测量误差， 研究误差产生的原因，误差的性质，减小误差的方法 以及对测量结果的处理等.
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7．单次测量和多次测量 单次(一次)测量是用测量仪器对待测量进行一次测 量的过程。显然，为了得知某一量的大小，必须至少 进行一次测量。在测量精度要求不高的场合，可以只 进行单次测量。单次测量不能反映测量结果的精密度， 一般只能给出一个量的大致概念和规律。
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第1章 电子测量基础
第1章
1.1 电子测量概述
一、测量 测量是通过实验方法对客观事物取得定量信息即数 量概念的过程。人们通过对客观事物大量的观察和测 量，形成定性和定量的认识，归纳、建立起各种定理 和定律，而后又要通过测量来验证这些认识、定理和 定律是否符合实际情况，经过如此反复实践，逐步认 识 事物的客观规律，并用以解释和改造世界。
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4.标称值 测量器具上标定的数值称为标称值。如标准砝码 上标出的l k8，标准电阻上标出的 1Ω ，标准电池上标 出来的电动势1 .018 6V，标准信号发生器度盘上标出 的输出正弦波的 频率土00kHz等。由于制造和测量精 度不够以及环境等因素的影响，标称值并不一定等于 它的真值或实际值。为此，在标出测量器具的标称值 时，通常还要标出它的误差范围或准确度等级.
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5．示值 由测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示 值，也称测量器具的测得值或测量值，它包括数值和 单位。一般地说，示值与测量仪表的读数有区别，读 数是仪器刻度盘上直接读到的数字。例如以l00分度表 示50mA的电流表，当指针指在刻度盘上的50处时，读 数是50，而值是25mA.为便于核查测量结果，在记录测 量数据时，一般应记录仪表量程、读数和示值(当然还 要记载测量方法，连接图，测量环境，测量用仪器及 编号及测量者姓名、测量日期等)，对于数字显示仪表， 通常示值和读数是统一的。
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1.2 测量误差
一、误差 1．真值A0 一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真
实数值称作它的真值。要想得到真值，必须利用理想 的量具或测量仪器进行无误差的测量。由此可推断， 物理量的真值实际上是无法测得的。这首先因为， “理想”量具或测量仪器即测量过程的参考比较标准 (或叫计量标准)只是一个纯理论值，
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因此可以说，测量是人类认识和改造世界的一种不可 缺少和替代的手段。俄国科学家门捷列夫 在论述测量 的意义时曾说过： “没有测量，就没有科学”， “测量是认识自然界的主要工具”。·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”o这些话都极为精辟地阐明了测量的重 要意义。
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1.指定值As 由于绝对真值是不可知的，所以一般由国家设立 各种尽可能维持不变的实物标准(或基准)，以法令的形 式指定其所体现的量值作为计量单位的指定值，这在 第一章中已有叙述。例如指定国家计量局保存的铂铱 合金圆柱体质量原器的质量为1kg，指定国家天文台保 存的铯钟组所产生的特定条件下铯—l33原子基态的两 个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192 63l 770个 周期的持续时间为1s(秒)等。国际间通过互相比对保持 一定程度的一致。指定值也叫约定真值，一般就用来 代替真值。
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6．测量误差 在实际测量中，由于测量器具不准确，测量手段 不完善，环境影响，测量操作刁二熟练及工作疏忽等 因素，都会导致测量结果与破测量真值不同。测量仪 器仪表的测下导值与破测量真值之间的差异，称为测 量误差。测量误差的存在具有必然性和普遍性，人们 只能根据需要和可能，将其限制在一定范围内而不可 能完全加以消除。人们进行测量的目的，通常是为了 获得尽可能接近真值的测量结果，如果测量误差超出 一定限度，测量工作及由测量结果所得出的结论就失 去了意义。在科学研究及现代生产中，
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二、电子测量
电子测量是泛指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 测量除具体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， 还可通过各种敏感器件和传感装置对非电量进行测量， 而且往往更加方便、快捷、准确，有时是用其他测量 方法所不能替代的。因此，电子测量不 仅用于电学各 专业，也广泛用于物理学、化学、光学、机械学、材 料学、生物学、医学等科学领域及生产、国防＼交通、 通讯、商业贸易、生态环境保护乃至日常生活的各个 方面。
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例如电流的计量标准安培，按国际计量委员会和第九届 国际计量大会的决议，定义为“安培是一恒定电流，若 保持在处于真空中相距l米的两根无限长而圆截面可忽 略的平行直导线内，则此两导线之间产生的力为每米长 度上等于2×l0-7牛顿”，显然这样的电流计量标准是一 个理想的而实际上无法实现的理论值，因而，某电流的 真值我们无法实际测得，因为没有符合定义的可供实际 使用的测量参考标准，尽管随着科技水平的提高，可供 实际使用的测量参考标准可以愈来愈逼近理想的理论定 义值。其次，在测量过程中由于各种土观、客观因素的 影响，做，不可能都直接与国家基准相比对， 所以国家通过一系列的各级实物计量 标准构成量值传 递网，把国家基准所体现的计量单位逐级比较传递到 日常工作仪器或量具’ 上去。在每一级的比较中，都 以上一级标准所体现的值当作准确无误的值，通常称 为实际 值，也叫作相对真值，比如如果更高一级测量 器具的误差为本级测量器具误差的1／3到 l／l0，就可 以认为更高一级测量器具的测得值(示值)为真值。在本 书后面的叙述中，不再 对实际值和真值加以区别。