测量基本原理
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模拟与数字电路
基 信号与系统 础
综 合 应
微机及接口
用
综合性强
特
应用面广
点
实践性突出
电子 计算机 通信与控制
电子测量仪器
着重研究电子仪器及系统的设计与制造等工程实现技术 基于电路结构级
电子测量原理
着重讨论测量技术与方法，误差分析和实际应用 基于系统方框级
应用：归宿 误差：提升 原理：基础
学时安排：理论28学时、实验4学时 第1章： 测量的基本原理 第2章： 测量方法与测量系统 第4章： 时间与频率的测量 第5章： 电压测量 第6章： 阻抗测量 第7章： 信号波形测量 第12章：测试系统集成技术
I 组： 良好的环境条件，温度+10~+35oc，相对湿度80%(在35oc上)， 只允许有轻微的振动。
II 组：一般的环境条件，温度-10~+40oc，相对湿度80%(在40oc上)， 允许一般的振动和冲击。
III 组：恶劣的环境条件，温度-40~+55oc，相对湿度90%(在35oc上)， 允许频繁的搬动和运输中受到较大的冲击和振动。
从实现测量原理的变换、比较、处理和显示 等环节中，阐述电子测量的基本技术
1.1 测量的基本概念
1.1.1 测量的意义
日常生活中处处离不开测量 科学更加离不开测量
现代信息科学技术的三大支柱
信息获取技术——测试技术 信息传输技术——通信技术
信息处理技术——计算机技术
没有获取到信息，传输就是无源之水，处理更是无 本之木
被测对象
信息
测试仪器系统
显示
感知和识别
图1-2 测量的基本原理图
测百度文库人员
1.1.3 测量的组成
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
测量策 略、算法
参数命令 数据状态
测量 人员
影 响
测量 环境
影响
图1-3 测量的基本要素
测量过程——基本要素之间的互动关系
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
科学是从测量开始的， 没有测量就没有科学， 至少没有精确的科学、真正的科学
中国首个火星探测器荧火一号
计量测试技术落后， 国家的一切都要落后
1.1.2 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一组操作
➢ 在进行这组操作的过程中，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
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
（b）弹簧称间接比较 图1－1 测量的比较原理
1.1.2 测量的定义（续）
2. 广义测量的定义
测量是为了获取被测对象的信息而进行的实践过程
信息
事物（系统）的运动状态及其变化方式
测量的基本要素（续）
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
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
仪器以工作环境条件的不同要求分为三组：
I — 高精度计量用仪器 II — 通用仪器 III — 野外、机载等仪器
1.1.4 测试和检测
定量 定性 定级 测试: 测量和试验的总称,它包含了测量和试验的全部内容, 既包括定量的测量,也包含定性的试验
本书中”测试”和”测量”不加区分而互相通用
检测: 包括检验和测量两方面的含义
1.2 计量的基本概念
1.2.1 计量的定义和意义（续）
它有名称、符号和定义，其数值为1。“数值等于1的量”定义为单位i
被测量：是指作为测量对象（测量客体）的特定量
测量结果：是指通过测量所得到的赋予被测量的量值
测量的内涵
① 测量目的是对被测对象取得一个定量的认识 ② “一组操作”是一个实验过程,说明了测量的实践性 ③ 测量就是比较: 直接比较和间接比较 ④ 需要同类已知单位作标准 ⑤ 最终能表示给测量主体（人）
1.2.1 计量的定义和意义
1.计量的定义 计量是利用技术和法制手段实施的一种特殊形式的测量，即 把被测量与国家计量部门作为基准或标准的同类单位量进 行比较，以确定合格与否，并给出具有法律效力的《检定 证书》
计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性。 ➢ 计量包含了为达到统一和准确一致所进行的全部活动，如 单位的统一、基准和标准的建立、进行量值传递、计量监 督管理、测量方法及其手段的研究等
开始
被测对象
论 证 阶 段
测量任务要求 需求分析 拟定测量方案
选用测量仪器 （测试硬件平台）
设
计
阶
完成仪器互连
段
组建测量系统
现有仪器设备
设置仪器工作参 数
实
决定测量技术
施
（测试软件平台）
阶
段
执行测量操 作
测试数据处 理
拟定测量步骤
测量结果显 示
结束
1.1.3 测量的组成（续）
3.被测对象——信息
➢ 狭义的测量是量值的获取,广义的测量是信息的获取 ➢ 信息又可分为自然信息和社会信息两大类
测量的量值可表示为
x {x} x0
量：人们把事物（现象或状态、物体或物质等）可定性区别和定量确
定的属性，称之为（可测量的）量。
量值：一般是由一个数值乘以测量单位所表示的特定量的大小，它是一个要
用数值和单位共同表示的量，即量值=数值 X 单位
（量的）数值：它是在量值表示中用以单位相乘的数字。数值=量值/单位 （测量）单位：为了定量表示同种量的大小，人们共同约定的一个特定参考量
4.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
5.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
6.测量技术
➢ 测量中所采用的原理、方法和技术措施，总称为测量技术
两个实验
3学时 3学时 5学时 4学时 4学时 5学时 4学时 4学时
第1章 测量的基本原理
本章阐述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
讨论测量原理、测量方法和测量系统中的共 性问题
分别从信息获取的广义概念和量值比较的狭 义概念上，阐述测量的基本原理
基 信号与系统 础
综 合 应
微机及接口
用
综合性强
特
应用面广
点
实践性突出
电子 计算机 通信与控制
电子测量仪器
着重研究电子仪器及系统的设计与制造等工程实现技术 基于电路结构级
电子测量原理
着重讨论测量技术与方法，误差分析和实际应用 基于系统方框级
应用：归宿 误差：提升 原理：基础
学时安排：理论28学时、实验4学时 第1章： 测量的基本原理 第2章： 测量方法与测量系统 第4章： 时间与频率的测量 第5章： 电压测量 第6章： 阻抗测量 第7章： 信号波形测量 第12章：测试系统集成技术
I 组： 良好的环境条件，温度+10~+35oc，相对湿度80%(在35oc上)， 只允许有轻微的振动。
II 组：一般的环境条件，温度-10~+40oc，相对湿度80%(在40oc上)， 允许一般的振动和冲击。
III 组：恶劣的环境条件，温度-40~+55oc，相对湿度90%(在35oc上)， 允许频繁的搬动和运输中受到较大的冲击和振动。
从实现测量原理的变换、比较、处理和显示 等环节中，阐述电子测量的基本技术
1.1 测量的基本概念
1.1.1 测量的意义
日常生活中处处离不开测量 科学更加离不开测量
现代信息科学技术的三大支柱
信息获取技术——测试技术 信息传输技术——通信技术
信息处理技术——计算机技术
没有获取到信息，传输就是无源之水，处理更是无 本之木
被测对象
信息
测试仪器系统
显示
感知和识别
图1-2 测量的基本原理图
测百度文库人员
1.1.3 测量的组成
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
测量策 略、算法
参数命令 数据状态
测量 人员
影 响
测量 环境
影响
图1-3 测量的基本要素
测量过程——基本要素之间的互动关系
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
科学是从测量开始的， 没有测量就没有科学， 至少没有精确的科学、真正的科学
中国首个火星探测器荧火一号
计量测试技术落后， 国家的一切都要落后
1.1.2 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一组操作
➢ 在进行这组操作的过程中，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
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
（b）弹簧称间接比较 图1－1 测量的比较原理
1.1.2 测量的定义（续）
2. 广义测量的定义
测量是为了获取被测对象的信息而进行的实践过程
信息
事物（系统）的运动状态及其变化方式
测量的基本要素（续）
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
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
仪器以工作环境条件的不同要求分为三组：
I — 高精度计量用仪器 II — 通用仪器 III — 野外、机载等仪器
1.1.4 测试和检测
定量 定性 定级 测试: 测量和试验的总称,它包含了测量和试验的全部内容, 既包括定量的测量,也包含定性的试验
本书中”测试”和”测量”不加区分而互相通用
检测: 包括检验和测量两方面的含义
1.2 计量的基本概念
1.2.1 计量的定义和意义（续）
它有名称、符号和定义，其数值为1。“数值等于1的量”定义为单位i
被测量：是指作为测量对象（测量客体）的特定量
测量结果：是指通过测量所得到的赋予被测量的量值
测量的内涵
① 测量目的是对被测对象取得一个定量的认识 ② “一组操作”是一个实验过程,说明了测量的实践性 ③ 测量就是比较: 直接比较和间接比较 ④ 需要同类已知单位作标准 ⑤ 最终能表示给测量主体（人）
1.2.1 计量的定义和意义
1.计量的定义 计量是利用技术和法制手段实施的一种特殊形式的测量，即 把被测量与国家计量部门作为基准或标准的同类单位量进 行比较，以确定合格与否，并给出具有法律效力的《检定 证书》
计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性。 ➢ 计量包含了为达到统一和准确一致所进行的全部活动，如 单位的统一、基准和标准的建立、进行量值传递、计量监 督管理、测量方法及其手段的研究等
开始
被测对象
论 证 阶 段
测量任务要求 需求分析 拟定测量方案
选用测量仪器 （测试硬件平台）
设
计
阶
完成仪器互连
段
组建测量系统
现有仪器设备
设置仪器工作参 数
实
决定测量技术
施
（测试软件平台）
阶
段
执行测量操 作
测试数据处 理
拟定测量步骤
测量结果显 示
结束
1.1.3 测量的组成（续）
3.被测对象——信息
➢ 狭义的测量是量值的获取,广义的测量是信息的获取 ➢ 信息又可分为自然信息和社会信息两大类
测量的量值可表示为
x {x} x0
量：人们把事物（现象或状态、物体或物质等）可定性区别和定量确
定的属性，称之为（可测量的）量。
量值：一般是由一个数值乘以测量单位所表示的特定量的大小，它是一个要
用数值和单位共同表示的量，即量值=数值 X 单位
（量的）数值：它是在量值表示中用以单位相乘的数字。数值=量值/单位 （测量）单位：为了定量表示同种量的大小，人们共同约定的一个特定参考量
4.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
5.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
6.测量技术
➢ 测量中所采用的原理、方法和技术措施，总称为测量技术
两个实验
3学时 3学时 5学时 4学时 4学时 5学时 4学时 4学时
第1章 测量的基本原理
本章阐述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
讨论测量原理、测量方法和测量系统中的共 性问题
分别从信息获取的广义概念和量值比较的狭 义概念上，阐述测量的基本原理