电子测量与仪器第三版课件
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。 1999年荣获“两弹一星功勋奖章”
王大珩院士说： “ 计量测试和仪器仪表技术就是信息技术 的组成部分，而且是不可或缺的重要组成 部分”。作为对信息进行采集、测量、处 理和控制的重要基础手段和设备，广泛应
用于国民经济各行各业。”
1.1 测量概述－测量方法
❖ 根据测量结果的方法分类 1）． 直接测量 ❖ 在仪器上直接获得测量结果并进行读数，称为直接测量。 ❖ 如用频率计测量频率。
2）． 间接测量 ❖ 在这种测量中，是测量一个与被测量有着某种函数关系的量
，再利用函数关系计算出被测量。 ❖ 如测量放大电路的集电极电流，我们可以测量发射极上电阻
的电压，再通过部分电路的欧姆定律计算出集电极电流。
1.1 测量概述－测量方法
3）.组合测量法
❖ 在测量中被测量值不能一次得出结果，需要通过测量几 个未知量，然后通过被测量与这几个未知量之间的方程 组求解，得到被测量的结果。
❖ 例如，在电阻与温度的关系式：Rt=R20[1+α（t-20）+β(t20)2]中的α和β测定。可以方程求解
❖ Rt1=R20[1+α（t1-20）+β(t1-20)2] ❖ Rt2=R20[1+α（t2-20）+β(t2-20)2] ❖ 解出α和β的这些测量结果。
1.1 测量概述－测量方法
❖ 按获得读数的方法分类 1） .直读法 ❖ 用能够直接指示或显示被测参数的电子仪器进
电子测量技术
上课教材： 电子工业出版社，陈尚松等，《电子测量与仪器》 第三版
具体课时安排：30学时理论 + 12学时实验
❖ 考核办法:
平时实验20%、作业与出勤等20%、理论考试60%
❖ 理论考试内容： 作业60%、课堂重点强调的内容20%、课堂未强调内容10
%、实验知识10% 注：以上内容稍加改动即为试题
（5）易于实现遥测 ：遥测，遥控 （6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化
1.2 电子测量仪器概述
利用电子技术实现测量的仪表设备，统称为电子测量仪器。
电子测量仪器的功能：
1.转换功能：电量(功率、电流、电阻)→电压；非电量→电量 （电压） 2.信号处理与传输功能：信号调理、模/数、抗干扰、压缩、有 线或无线传输 3.显示功能：指针在仪表度盘；数码管、液晶或阴极射线管显示 测量结果。
❖ 考试形式： 闭卷
本课程的任务
❖ 掌握通用电子测量技术的基本测量原理和测量方法
❖ 具备一定的误差理论知识和数据处理能力
❖ 了解通用电子测量仪器的技术性能
❖ 理解基本电信号参数、电路元器件参数的概念和基 本测量方法
❖ 熟悉现代电子测量技术中的智能仪器、虚拟仪器、 合成仪器
第1章 绪 论
1.1 测量概述 1.2 电子测量仪器概述 1.3 计量的基本概念 1.4 电子测量仪器的发展概况 1.5 本课程任务
❖ 差值法
❖ 仪器测量的读数是未知量和标准已知量的差值。
1.2 电子测量概述
电子测量是泛指以电子技术为基本手段的一种测量技术。 电子测量是测量领域的主要组成部分。
电量 非电量
传感器
(一次表)
电子测量仪器
(二次表)
1.2 电子测量概述
电子测量的内容
广义讲：凡是利用了电子技术进行的测量 狭义讲：在电子学中有关电量的量值 电子测量的基础：
1.1 测量概述－测量
测量 是人类认识和改造世界的一种重要手段。 对客观事物的认识过程中，需要进行 定性分析 定量研究，定量就需要进行测量。
测量的定义 测量是为了确定被测对象的量值而进行的实 验过程。
1.1 测量概述－测量的意义
测量的意义
测量技术——获取信息 通信技术——传递信息
计算机技术——处理信息
频率、时间、电压、相位、阻抗
1.2 电子测量概述
狭义电子测量的内容主要包括： （1）能量的测量 能量的测量指的是对电流、电压、功率、电场强度等参量 的测量。 （2）电路参数的测量 电路参数的测量指的是对电阻、电感、电容、阻抗、品质 因数、损耗率等参量的测量。 （3）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）电子设备性能的测量 电子设备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 等特性曲线的测量。
被称为信息社会三大支柱
测量是信息的源头技术 （测控技术，先要测，才能控）
测量水平的高低可以反映出一个国家科学技术发展的状况。 提高测量水平，实现测量手段的现代化，是实现科学技术和生产 现代化的重要条件和明显标志。
1.1 测量概述－测量的意义
测量的意义
❖ 日常生活中处处离不开测量
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 南针就没有航海事业
❖ 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。
➢著名科学家钱学森院士明确指出：
信息技术包括测量技术、计算机 技术和通信技术。测量技术对信 息进行采集和处理，是信息技术
的源头，是关键中的关键。”
两弹一星来自百度文库勋王大珩
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。
1.2 电子测量概述
上述各种参量中 频率、时间、电压、相位、阻抗等是基本参量， 其他的为派生参量，基本参量的测量是派生参量测量的基础。 电压测量是最基本、最重要的测量内容
1.2 电子测量概述
电子测量的特点
（1）测量频率范围宽。被测信号的频率范围除测量直流外， 测量交流信号的频率范围低至10-6Hz以下，高至THz（ 1THz=1012Hz）
行测量称为直读法。 ❖ 例如，用电压表测量电压，指针的偏转位置反映了
被测电压的大小，我们可以直读电压值。
1.1 测量概述－测量方法
2）. 比较法
❖ 用被测量和已知量进行比较而得到测量参数的方法。 它有下面几种：
❖ 替代法
❖ 在仪器上用已知量的标准元件代替未知的被测元件，如果两 次测量仪器的读数相同，则未知量等于已知量。如利用Q表 测量电感量。
（2）量程范围宽。如数字万用表对电压测量由纳伏（nV） 级至千伏（kV）级电压，量程达12个数量级
（3）测量准确度高。例如，用电子测量方法对频率和时间进 行测量时，由于采用原子频标和原子秒作为基准，可以使 测量准确度达到10-13～10-14的数量级。
（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
王大珩院士说： “ 计量测试和仪器仪表技术就是信息技术 的组成部分，而且是不可或缺的重要组成 部分”。作为对信息进行采集、测量、处 理和控制的重要基础手段和设备，广泛应
用于国民经济各行各业。”
1.1 测量概述－测量方法
❖ 根据测量结果的方法分类 1）． 直接测量 ❖ 在仪器上直接获得测量结果并进行读数，称为直接测量。 ❖ 如用频率计测量频率。
2）． 间接测量 ❖ 在这种测量中，是测量一个与被测量有着某种函数关系的量
，再利用函数关系计算出被测量。 ❖ 如测量放大电路的集电极电流，我们可以测量发射极上电阻
的电压，再通过部分电路的欧姆定律计算出集电极电流。
1.1 测量概述－测量方法
3）.组合测量法
❖ 在测量中被测量值不能一次得出结果，需要通过测量几 个未知量，然后通过被测量与这几个未知量之间的方程 组求解，得到被测量的结果。
❖ 例如，在电阻与温度的关系式：Rt=R20[1+α（t-20）+β(t20)2]中的α和β测定。可以方程求解
❖ Rt1=R20[1+α（t1-20）+β(t1-20)2] ❖ Rt2=R20[1+α（t2-20）+β(t2-20)2] ❖ 解出α和β的这些测量结果。
1.1 测量概述－测量方法
❖ 按获得读数的方法分类 1） .直读法 ❖ 用能够直接指示或显示被测参数的电子仪器进
电子测量技术
上课教材： 电子工业出版社，陈尚松等，《电子测量与仪器》 第三版
具体课时安排：30学时理论 + 12学时实验
❖ 考核办法:
平时实验20%、作业与出勤等20%、理论考试60%
❖ 理论考试内容： 作业60%、课堂重点强调的内容20%、课堂未强调内容10
%、实验知识10% 注：以上内容稍加改动即为试题
（5）易于实现遥测 ：遥测，遥控 （6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化
1.2 电子测量仪器概述
利用电子技术实现测量的仪表设备，统称为电子测量仪器。
电子测量仪器的功能：
1.转换功能：电量(功率、电流、电阻)→电压；非电量→电量 （电压） 2.信号处理与传输功能：信号调理、模/数、抗干扰、压缩、有 线或无线传输 3.显示功能：指针在仪表度盘；数码管、液晶或阴极射线管显示 测量结果。
❖ 考试形式： 闭卷
本课程的任务
❖ 掌握通用电子测量技术的基本测量原理和测量方法
❖ 具备一定的误差理论知识和数据处理能力
❖ 了解通用电子测量仪器的技术性能
❖ 理解基本电信号参数、电路元器件参数的概念和基 本测量方法
❖ 熟悉现代电子测量技术中的智能仪器、虚拟仪器、 合成仪器
第1章 绪 论
1.1 测量概述 1.2 电子测量仪器概述 1.3 计量的基本概念 1.4 电子测量仪器的发展概况 1.5 本课程任务
❖ 差值法
❖ 仪器测量的读数是未知量和标准已知量的差值。
1.2 电子测量概述
电子测量是泛指以电子技术为基本手段的一种测量技术。 电子测量是测量领域的主要组成部分。
电量 非电量
传感器
(一次表)
电子测量仪器
(二次表)
1.2 电子测量概述
电子测量的内容
广义讲：凡是利用了电子技术进行的测量 狭义讲：在电子学中有关电量的量值 电子测量的基础：
1.1 测量概述－测量
测量 是人类认识和改造世界的一种重要手段。 对客观事物的认识过程中，需要进行 定性分析 定量研究，定量就需要进行测量。
测量的定义 测量是为了确定被测对象的量值而进行的实 验过程。
1.1 测量概述－测量的意义
测量的意义
测量技术——获取信息 通信技术——传递信息
计算机技术——处理信息
频率、时间、电压、相位、阻抗
1.2 电子测量概述
狭义电子测量的内容主要包括： （1）能量的测量 能量的测量指的是对电流、电压、功率、电场强度等参量 的测量。 （2）电路参数的测量 电路参数的测量指的是对电阻、电感、电容、阻抗、品质 因数、损耗率等参量的测量。 （3）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）电子设备性能的测量 电子设备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 等特性曲线的测量。
被称为信息社会三大支柱
测量是信息的源头技术 （测控技术，先要测，才能控）
测量水平的高低可以反映出一个国家科学技术发展的状况。 提高测量水平，实现测量手段的现代化，是实现科学技术和生产 现代化的重要条件和明显标志。
1.1 测量概述－测量的意义
测量的意义
❖ 日常生活中处处离不开测量
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 南针就没有航海事业
❖ 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。
➢著名科学家钱学森院士明确指出：
信息技术包括测量技术、计算机 技术和通信技术。测量技术对信 息进行采集和处理，是信息技术
的源头，是关键中的关键。”
两弹一星来自百度文库勋王大珩
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。
1.2 电子测量概述
上述各种参量中 频率、时间、电压、相位、阻抗等是基本参量， 其他的为派生参量，基本参量的测量是派生参量测量的基础。 电压测量是最基本、最重要的测量内容
1.2 电子测量概述
电子测量的特点
（1）测量频率范围宽。被测信号的频率范围除测量直流外， 测量交流信号的频率范围低至10-6Hz以下，高至THz（ 1THz=1012Hz）
行测量称为直读法。 ❖ 例如，用电压表测量电压，指针的偏转位置反映了
被测电压的大小，我们可以直读电压值。
1.1 测量概述－测量方法
2）. 比较法
❖ 用被测量和已知量进行比较而得到测量参数的方法。 它有下面几种：
❖ 替代法
❖ 在仪器上用已知量的标准元件代替未知的被测元件，如果两 次测量仪器的读数相同，则未知量等于已知量。如利用Q表 测量电感量。
（2）量程范围宽。如数字万用表对电压测量由纳伏（nV） 级至千伏（kV）级电压，量程达12个数量级
（3）测量准确度高。例如，用电子测量方法对频率和时间进 行测量时，由于采用原子频标和原子秒作为基准，可以使 测量准确度达到10-13～10-14的数量级。
（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