测量的基本原理讲解

课程简介
• 第一部分测量总论，介绍测量的基本概念、技 术方法及系统组成，计量以及电子测量的基本 概念、误差理论等。
• 第二部分基本电参量测量，包括频率测量、电 压测量、阻抗测量等。
• 第三部分时域测量，以示波器为背景介绍时域 信号波形的采集、显示及应用技术。
• 第四部分频域测量，介绍频域中的信号频谱、 网络频率特性的测量。
2、测量的定义
• （1）.狭义测量的定义
–测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。
–在测量过程中，人们借助专门的设备，把被测对象直接 或间接地与同类已知单位进行比较，取得用数值和单位 共同表示的测量结果。
测量结果＝测量数值.测量单位，即： x {x} x0
术语说明：
量：事物可定性区别和定量确定的属性。
体重
张三的体重
广义量
特定量
术语说明（续）
量值：一个数值乘以测量单位所表示的特定量的大小。
量值=数值×单位
数值=量值 / 单位
单位：人们共同约定的，用于定量表示同种量大小的特定 参考量。
单位有名称、符号和定义，数值为1
被测量：作为测量对象的特定量。 测量结果：通过测量得到的被测量的量值。
（b）弹簧称间接比较 图1－1 测量的比较原理
4、测量的基本要素
被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境
被测 对象
对象 属性
被测信息
激励信号
影响
原理 方法
选择 仪器
决定 方法
仪器 系统
影 响
测量 环境
测量策 略、算法
参数命令 数据状态
影响
测量 人员
图1-3 测量的基本要素
4、测量的基本要素（续）
• 技术措施：为尽量减小测量的不确定度，使测量结 果尽可能接近真值而采取的措施。如：自校准、实 时误差修正、测量数据处理等。
• 4.5 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。
测量环境包括温度、湿度、力场、电磁场、辐射、化学 气雾和粉尘，霉菌以及有关电磁量（工作电压、源阻抗、 负载阻抗、地磁场、雷电等）的数值、范围及其变化。
• 4.1 被测对象——信息 –狭义：量值的获取；广义：信息的获取。
• 4.2 测量仪器系统——量具和仪器 –测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等
• 4.3 测量的主体——测量人员 –手动：由测量主体（测量人员）直接参与完成 –自动：测量主体交给智能设备（计算机等）完成，但测 量策略、软件算法、程序编写需由测量人员事先设计好。
②测量过程: 通过实验去认识对象的过程 ③测量方法：比较法；
• A.直接比较 B.间接比较；C.需要测量仪器；
④测量标准：同类已知单位。 ⑤测量结果：最终能表示给测量主体（人）
被测物体的重量从度盘上读数，因为，弹簧秤度盘 上的刻度是事先与标准量进行比较的结果。
(a) 天平直接比较
被测物体的重量等于标 准砝码的重量
• 第五部分数域测量，介绍数字系统的基本测量 原理和方法，重点介绍逻辑分析仪的工作原理。
• 第六部分测量系统集成，阐述自动测试系统、 总线标准、通信技术等。
第一章 测量总论
• 本章阐述了测量学科的丰富内涵。 • 介绍测量、计量的基本概念，即它们的意
义、内容、特点及应用。 • 阐述电子测量的基本概念、内容、特点。
• 4.4 测量技术
–测量中所采用的原理、方法、程序和技术措施， 总称为测试技术。
• 测量原理：测量的科学基础和技术原理。例如根据 欧姆定理测电阻。
• 测量方法：在实施测量中，所采用的按类别概括说 明的一组合乎逻辑的操作顺序。例如：直接法、间 接法等。
• 测量程序：测量时，根据给定的测量方法，具体说 明的一组操作，也称测量步骤。
一、 测量及其意义
• 1、测量的意义
–日常生活中处处离不开测量
一、 测量及其意义
• 1、测量的意义
没有望远镜就没有 天文学，没有显微
–日常生活中处处离不开测量 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。
1、测量的意义（续）
–生产发展离不开测量
《电子测量原理》
主 讲人：林相波 单 位：信息与通信工程学院 办公地址：创新园大厦B413房间 办公电话：84706009-2413
课程简介
• 课程内容：理论课+实验 • 教材：《电子测量原理》，古天祥、王厚
军等编。机械工业出版社 • 参考书：
– 《电子测量》，蒋焕之、孙续，中国计量出版 社。
– 《电子测量技术基础》，杨吉祥等，东南大学 出版社。
农业社会中，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长 度、面积、容积和重量的测量；掌握季节和wenku.baidu.com候，出 现了原始的时间测量器具，并有了天文测量。
现代化的工业生产中，处处离不开测量 例如，一个大型钢铁厂需要约2万个测量点
–在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开 测量
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。
–而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一维信 息，还可以用二维或多维的图形、图像来显示被测对 象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。
测量的基本原理
被测对象
信息
测试仪器系统
显示
测量人员
感知和识别
3、测量的内涵
狭义测量
①测量对象：被测客体中的相应的量值信息；
• 测量目的：从被测对象取得一个定量的认识；
• （2）.广义测量的定义 –广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的测量， 而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的测 量。
为了获取被测对象的信息而进行的实践过程。
• 例如社会调查、故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、 地震源测定、卫星定位等。
–广义测量原理可以从信息获取过程来说明，包括信息 的感知和信息识别两个环节。
环境对测量的影响 A. 环境对被测对象的影响 某些被测对象客体（如器件、电路或系统）的性能 特性对环境变化较为敏感或非常敏感，因此，原则上 测量应在被测对象的正常或额定工作条件下进行。
B. 环境对仪器系统的影响：环境可能直接或间接地影响到仪 器系统本身的某个工作特性，进而影响测量结果，造成测量 误差。特别是某些测量器具的量程广、频段宽，而内部的元 器件数目甚多，且对外界影响相当敏感，错综复杂的影响量 所产生的不良效应有时会成为测量的严重问题。