电气测量技术第一章-测量及测量系统基础第一章

西南交通大学

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✓测量的定义

✓测量的基本要素

✓测量的基本原理

✓测量的意义

✓电气测量

✓测量仪器的发展历程和趋势

第一章测量及测量系统基础

1.1测量与电气测量

3●测量的定义

●测量的基本要素

被测对象

测量环境测量人员

测量设备

测量技术

广义:为获取被测对象信息而进行的实践过程。狭义:为确定被测对象量值而进行的一组操作。

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✓日常生活处处离不开测量

家用电器：

水表、电表、数码相机、

数码摄像机、手机、空调、

冰箱、电饭煲、洗衣机、

自动感应灯、汽车

医疗卫生：

电子血压计、血糖测

试仪、胆固醇检测仪

●

测量的意义

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工农业生产离不开测量

大型石油化工厂：6000多个测量点及测量设备；大型钢铁厂：

20000多个测量点及测量设备。

农业生产：土地面积测量

、谷物容量或重量测量。

现代化的工业生产：

6电厂发电机组：3000

－5000个电气

量测量点或测量设

备

智能电网：

成千上万个电气量

测量点或测量设备

7✓科学研究离不开测量

物理学、化学、生物学、医学、天文学是建立在实验基础上的科学；

发现新天体发现新粒子

判明病变的根源

☐对宇宙微弱辐射信号的测量

☐对能量转移的测量

☐对人体基因的测定和人体血

液定量分析

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按测量手续分

①直接测量法

借助于测量仪器将被

测量与同性质的标准量进

行比较，直接测出被测量

的数值。

特点：测量简单，多用于工程测量。

测量的方法

10②间接测量法

特点：

测量精度

高，但测量费

时、费事。

先通过测量与被测量有确定函数关系的其它物理量，再根据函数关系（公式、曲线、表格等）计算出被测量的测量方法。

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③组合测量法

当某被测量与几个未知量有关，要想求得未知量的值，可以通过改变测量条件进行多次测量，然后根据被测量与未知量的函数关系列方程组并求解，从而求得未知量的测量方法称组合测量。

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例如：已知电阻阻值与温度之间满足关系：22

0(20)(20)

t R R t t αβ=+-+-在三个不同温度下测得三个相应的电阻值，代入上式得：123

t t t R R R 、、102

112(20)(20)

t R R t t αβ=+-+-202

22

2(20)(20)t R R t t αβ=+-+-302332(20)(20)t R R t t αβ=+-+-20

R αβ

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按被测量性质分①时域测量②频域测量

③数据域测量④随机测量把被测对象看成是一个时间的函

数f (t )，测量它在不同时间时的

特性。

把被测对象看成是一个频率的函

数S (ω)，测量它在不同频率时

的特性。对数字系统逻辑特性进行的测量。对各类噪声、干扰信号等随机量

的测量。 测量的分类

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按被测量在测量期间是否随时间的变化而变化，可分为静态测量和动态测量

根据测量条件（即测量者、测量仪器、测量方法及测量时的外界条件)相同还是不同，可分为等精度测量(测量条件相同）和非等精度测量(测量条件不同)

根据测量器具的敏感元件是否与被测物体接触，可分为接触测量和非接触测量

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电气测量的被测对象包括电流、电压、电功率等电能量的测量，信号的波形和失真度、频率、相位等信号特性的测量，电阻、电感、电容、晶体管、集成电路以及电路频率响应等电路参量的测量，以及通过传感器将非电量转换为电量后对温度、压力、速度等非电量的测量。

电气测量

电气测量泛指以电子技术为手段、采用电子测量仪器对电气领域中的电量和非电量进行的测量，是电子测量技术在电气领域中的应用。

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测量仪器发展至今，大致可分为五个阶段。 第一代模拟指针式仪表

（20世纪50年代以前）

●

测量仪器及其发展历程

基于电磁机械式机构，

测量结果依靠指针显示

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第二代分立电子仪器

（20世纪5、60年代）

●以电子管、晶体管为基

础，采用电子测量技术测

量模拟信号

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一般采用中规模的集成电路(通常含逻辑门数为10门～99门或含元件数100个～999个)

第三代数字式仪表（20世纪70年代）●将模拟信号转化为数字信号，以数字形式输出与显示出结果

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第四代智能仪器（20世纪80年代）●内部有微处理器，可以进行自动测量和数据处理。

●采用大规模集成电路，主要由硬件与固化的软件组成，主要问题是功能固定，应用不灵活。

20测量仪器的发展历程

●利用高性能的标准模块化硬件和高效灵活的软件来完成各种测试和测量的应用。软件是虚拟仪器的关键，

“软件即仪器”

第五代虚拟仪器（20世纪80年代）

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●将测量设备接至网络，并将测得的现场数据（信息）通过网络传输给异地的微机进行处理或显示。 第六代网络化仪器（20世纪90年代）