电气测试技术复习

第一章

电磁量测试是指电学量和磁学量测量。测量方式按测量结果的过程分为3类：直接测量（直接从实测数据中取得测量结果）、间接测量（通过测量一些与被测量有函数关系的量，通过计算得到测试结果）、组合测量（多次直接测量具有一定函数关系关系式的某些量的基础上，通过联立求解各函数的关系式，来确定被测量大小的方式）。测量还可以分为：直读测量法、比较测量法。电磁量测量的结果由测量单位和纯数组成。量具：测量单位的整数倍或分数倍的复制体。基准：最精密地复现或保存单位的物理现象或实物。若基准是通过物理现象建立的称为自然基准；若基准是建立在实物上的称为实物基准。基准器：保存基准值的实物体或装置。标准电池：复现电压或电动势单位“伏特”的量具。标准电阻：复现和保存电阻单位“欧姆”的量具。两种主要电阻箱：接线式、开关式。传感器：一种以一定精确度把被测量（主要是非电量）转换为与之有确定关系、便于应用的某种物理量（主要是电量）的测量装置。3个组成部分：敏感元件、转换元件、转换回路。传感器的特性是传感器的输入、输出关系。分为静态特性和动态特性。传感器的静态特性：被测量的值处于稳定状态时传感器的输出与输入关系。静态性能指标有线性度、灵敏度、迟滞、重复性。传感器的动态特性：在测量随时间变化的动态非电量时传感器输出与输入之间的关系。等精度测量：在同一条件下所进行的一系列重复测量。非等精度测量：在多次测量中，如对测量结果精确度有影响的一切条件不能完全维持不变的测量。测量误差分为：系统误差（多次测量同一量值时绝对值和符号保持不变）、随机误差（偶然误差）（在同一测量条件下，多次测量同一量值时，绝对值和符号以不可预定的方式变化的误差）、粗大误差（超出规定条件下预期的误差）。精度：反应测量结果与真值接近程度的量。测量误差的表示方法：绝对误差（示值与被测量真值之间的差值）、相对误差（绝对误差与被测量的约定值之比）、粗大误差（最常用的统计判别法是3δ准则）

第二章

电测仪表按测量方式的不同，可分为直读式仪表和比较式仪表两大类。直读式仪表按显示方式可分为，模拟量指示仪表和数字量显示仪表。比较式测量仪表可分为，补偿测量仪表和电桥测量仪表。补偿测量仪表有全补偿和差值补偿两种全补偿法：将被测量（仅限于电压）与已知标准量相比较，在测量过程中始终通过检测仪表观察被测对象与已知标准量之间的差别，当调节到检测仪表为零时，即两个量已相等，达到了全补偿状态。差值补偿法：利用标准量将被测量的绝大部分补偿掉，对剩下的被测量与标准量之间的微小差别，或用检测仪表读出，或用其他方法平衡（补偿），则被测对象的大小等于标准量加上读出的微小差值或微小平衡量。直流电位差计：测量直流电压的比较仪器，其误差可小于%005.0±，甚至更小。直流电位差计分为：定阻变流式和定流变阻式。直流电位差计按被测电压端口输出电阻的高低可分为：高阻电位差计（输出电阻大于V K /10Ω）和低阻电位差计（输出电阻小于100V /Ω）直流电位差计按测量量限可分为：高电压电位差计（测量上限2V 左右，输出电阻高达Ω⨯4102,工作电流0I 为0.1mA 左右）和低电压电位差计（测量上限20mV 左右，输出电阻20Ω，工作电流0I 为1mA 左右）。直流电位差计按使用条件分为：实验室型和便携型。直流电位差计的准确度有0.0005、0.001、0.002、0.005、0.01、0.02、0.05和0.1等8个级别。

电位差计用于测量有源量（电压或电动势），而直流电桥专用于测量电阻或与电阻有关的参量。直流电桥分为：单臂电桥和双臂电桥。单臂电桥又称惠斯登电桥，用于测量阻值为Ω910~10的电阻；双臂电桥又称开尔文电桥，主要用于测量Ω6-10~10的电阻。直流单臂电桥平衡时，电桥対臂之积相等。 电桥的准确度由比例臂和比较臂长度的准确度决定。交流四臂电桥平衡时，两相对桥臂阻抗的模的乘积相等，相角之和也要相等。交流电桥的分类：实比型、虚比型、实积型、虚积型西林电桥桥臂电路属于虚积电桥，适合测量高压电容器。平衡时有234R C C R x = 22

4C R R C x = ，被测电容损耗因数为44tan R C x ωδ=麦氏电桥是实积电桥，用来测量低Q 值电感。平衡时有342R R R R x =

432R R R L x =被测线圈品质因数为：44x R C Q ω= 。海氏电桥属于实积电桥，适合在磁性测量中测量Q 值较高的铁心线圈的电感，平衡时2

442

4243)(1)(R C C R R R R x ωω+= 244432)(1R C R R R L X ω+= 4

41R C Q x ω=此电桥用标准电容测量电感，准确度较高。欧文电桥属于虚比电桥，用于电感的准确测量。平衡时1234R R C C R x -=

432R R R L x = 被测线圈品质因数：13243

243R C R C R R C C Q x -=ω 文氏电桥属于实比电桥，用于正弦电源频率的测量，平衡时433421R R C C R R += 4

34321C C R R f π= 若434321,,2C C R R R R ===时，4

421C R f π=

第四章

1 .数字化仪表的结构。数字化仪表的特点：准确度高；输入阻抗高；灵敏度高；

过程，不直观；价格高。电子计数器用途有记录脉冲个数、测量频率、频率比、周期和时间间隔。电子技术器的组成包括输入通道、时间基准电路、控制电路、计数器和显示器。电子计数器的误差有测量频率的误差和测量周期的误差。相位测量原理：具有相位差的两个同频率正弦信号和，经过放大、整形后变成方波，

可以用两信号波形过零的时间表示两信号向量的大小。=360/T.电压的数字化测量中逐位逼近比较数字电压表标准电压源产生一组由大到小互为二进制关系的标准电压，相当于电压砝码故称为“砝码电压”。砝码电压的准确度取决于：基准源、数模转换器和比较器的性能指标。电阻的数字化测量方法有比例运算法和比率法。电容的数字化测量方法：容抗法、脉宽调制法。微机化仪表具有以下特点：用软件控制测量过程、具备数据处理功能、多功能化。单片机是目前在电测仪表中常用的一种微处理器，起着处理、控制和通信的作用。单片机在发挥着什么作用：被测的电压、电流等电参量通过调理电路的放大和滤波，直接送入单片机内部的ADC，经行采样和转换，然后经行处理，得到电压电流的数值；调理电路中可能有程控放大器，可以有单片机外设经行控制。被测的非电量通过调理电路放大、滤波后送至ADC转换成数字量再进行处理得到其数值。被测的频率、时间间隔等量通过调理电路的放大、滤波后，进行整形，由单片机内部的通用定时器经行测量。我们将微机化仪器细分为三类：带微处理器的仪表、基于数字信号处理的微机化仪表、虚拟仪器。带带微处理器的仪表有以下功能：自动校准、零飘电压的校正、多次采样平均值测量法。电磁量采集的方法主要有：直流采样和交流采样两种。