項(xiàng)目一電子測量的基本知識

1、項(xiàng)目一 電子測量技術(shù)基礎(chǔ)知識本項(xiàng)目主要內(nèi)容任務(wù)一任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類任務(wù)二任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)任務(wù)三任務(wù)三 實(shí)訓(xùn)報(bào)告實(shí)訓(xùn)報(bào)告項(xiàng)目小結(jié)項(xiàng)目小結(jié) 思考與練習(xí)思考與練習(xí) 議一議議一議 評一評評一評 做一做做一做u習(xí)題習(xí)題3 3 通用電子測量儀器有哪幾種類型？各舉例說明。通用電子測量儀器有哪幾種類型？各舉例說明。v按不同的分類方式，電子測量的基本方法有哪按不同的分類方式，電子測量的基本方法有哪些？些？v本課程研究的內(nèi)容包括哪些？本課程研究的內(nèi)容包括哪些？v本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)是什么？本課程的學(xué)習(xí)任務(wù)是什么？ 4 4什么是計(jì)量以及計(jì)量的

2、主要特性有哪些？什么是計(jì)量以及計(jì)量的主要特性有哪些？任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類電子測量技術(shù)基礎(chǔ)知識v前言 測量在我們的生活中無為一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要條件和明顯標(biāo)志。 什么是測量和電子測量？學(xué)習(xí)測量技術(shù)有什么意義？通過本項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，我們將對測量和電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)、基本方法，測量誤差和數(shù)據(jù)處理的相關(guān)知識、測量儀器的分類等電子測量技術(shù)的基礎(chǔ)知識有一個(gè)全面的了解和認(rèn)識，為本課程后續(xù)項(xiàng)目的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類v知識目標(biāo)1了解電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)和基本方法。2了解電子測量儀器的分類及應(yīng)用。3了解測量誤差的來源與分類，掌握測量誤差的表示方法。4理解有效數(shù)

3、字的概念，會測量結(jié)果進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)處理。v技能目標(biāo)1理解電子測量電路，會使用模擬萬用表的電壓擋和歐姆擋進(jìn)行電壓和電阻值的測量。2. 具備分析測量誤差的基本能力和方法，能對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行簡單處理。3. 理解并掌握實(shí)訓(xùn)報(bào)告的內(nèi)容和格式，能獨(dú)立完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告的書寫。任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類 天平稱重是一個(gè)大家都很熟悉的測量案例，如圖所示，這里我們將待測量與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量即圖所示的砝碼進(jìn)行比較。測量時(shí)注意左物右碼。測量結(jié)果的量值由兩部分組成：數(shù)值（大小及符號）和相應(yīng)的單位名稱，如一堆蘋果的準(zhǔn)確重量為1.1千克?？梢姡瑴y量的過程就是將待測量與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的過程。任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類

4、 利用萬用表測量電池電壓，測量步驟如下： 1選擇量程： 2測量方法 3正確讀數(shù)通常在狹義上，我們稱利用電子技術(shù)對電子學(xué)中有關(guān)的電量所進(jìn)行電子技術(shù)對電子學(xué)中有關(guān)的電量所進(jìn)行的測量為電子測量。的測量為電子測量。如對直流電路中電壓、電流及功率進(jìn)行的測量。但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種非電量的測量可以通過傳感裝置轉(zhuǎn)換為電量再進(jìn)行測量，因此，從廣義上說，電子測量是泛指以電子科學(xué)技電子科學(xué)技術(shù)為手段而進(jìn)行的測量，即以電子科技理論為依據(jù)，以電子測量儀術(shù)為手段而進(jìn)行的測量，即以電子科技理論為依據(jù)，以電子測量儀器和設(shè)備為工具，對電量和非電量進(jìn)行的測量。器和設(shè)備為工具，對電量和非電量進(jìn)行的測量。任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容

5、、特點(diǎn)及分類(1) 建立測量的單位制。(2) 測量儀器和測量方法的研究、設(shè)計(jì)與應(yīng)用。(3) 測量數(shù)據(jù)的解釋和分析，具有重要意義的信息的導(dǎo)出。任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類 1電子測量的內(nèi)容電子測量的內(nèi)容在電子學(xué)領(lǐng)域內(nèi)電參量的測量主要有下面幾個(gè)方面： （1）電能量的測量：）電能量的測量：即測量電流、電壓、電功率等。 （2）元件和電路參數(shù)的測量：）元件和電路參數(shù)的測量：如電阻、電感、電容、電子器件、集成電路的測量和電路頻率響應(yīng)、通頻帶、衰減、增益、品質(zhì)因數(shù)的測量等。 （3）信號特性的測量：）信號特性的測量：如信號的波形、頻率、失真度、相位、調(diào)制度、信號頻譜、信噪比等的測量。任務(wù)一 電子測量的內(nèi)

6、容、特點(diǎn)及分類 2電子測量的特點(diǎn)和應(yīng)用電子測量的特點(diǎn)和應(yīng)用 （1）測量頻率范圍寬 （2）測量量程很寬 （3）測量準(zhǔn)確度高 （4）測量速度快 （5）易于實(shí)現(xiàn)遙測 （6）易于實(shí)現(xiàn)測量過程自動(dòng)化和測量儀器智能化 電子測量的一系列優(yōu)點(diǎn)，使其應(yīng)用的領(lǐng)域極其廣泛。大到天文觀測、宇宙航天，小到物質(zhì)結(jié)構(gòu)、基本粒子，從復(fù)雜奧秘的生命、細(xì)胞和遺傳問題到日常的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)學(xué)、商業(yè)各個(gè)部門，都越來越多地采用了電子測量技術(shù)和設(shè)備。從某種意義說，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的水平是由電子測量的水平來現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的水平是由電子測量的水平來保證和體現(xiàn)的；電子測量的水平，是衡量一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)保證和體現(xiàn)的；電子測量的水平，是衡量

7、一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一。志之一。任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類 3電子測量的分類電子測量的分類 4. 電子測量儀器的分類及應(yīng)用電子測量儀器的分類及應(yīng)用 （1）按測量方式分類：可分為直接測量、間接測量和組合測量。 （2）按被測信號性質(zhì)分類：可分為時(shí)域測量、頻域測量、數(shù)據(jù)域測量和隨機(jī)測量。 在電子測量中采用的儀器稱為電子測量儀器，一種電子測量儀器往往是一種電子測量技術(shù)或方法的體現(xiàn)電子測量技術(shù)或方法的體現(xiàn)。 電子測量儀器一般分為專用儀器和通用儀器專用儀器和通用儀器兩大類。我們一般在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室使用的主要是通用儀器。本課程的一項(xiàng)重要的技能目標(biāo)就是熟練掌握常用電子測量儀器的基本操作及應(yīng)用。

8、任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類常用電子測量儀器及應(yīng)用測量方法測量方法測量儀器測量儀器主要應(yīng)用范圍主要應(yīng)用范圍時(shí)域測量測量用信號源提供測試用信號，如正弦、脈沖、函數(shù)、噪聲信號等電子示波器實(shí)時(shí)測量信號的電壓值、周期、相位、頻率、脈沖信號的上升沿、下降沿等參數(shù)電子計(jì)數(shù)器測量周期性信號的頻率、周期，測量頻率比、時(shí)間間隔，累加計(jì)數(shù)等電子電壓表對正弦電壓或周期性非正弦電壓的峰值、有效值、平均值測量頻域測量頻率特性測試儀測量電子線路的幅頻特性、帶寬、回路的Q值等頻譜分析儀測量電信號的電平、頻率響應(yīng)、諧波失真、頻譜純度及頻率穩(wěn)定度，測量電路的振幅傳輸特性和相移特性等網(wǎng)絡(luò)分析儀對網(wǎng)絡(luò)特性進(jìn)行測量數(shù)據(jù)域測量數(shù)

9、字信號發(fā)生器提供串行、并行數(shù)據(jù)及任意數(shù)據(jù)流信號邏輯分析儀監(jiān)測數(shù)字系統(tǒng)的軟、硬件工作程序數(shù)據(jù)通信分析儀數(shù)據(jù)通信網(wǎng)和傳輸設(shè)備的誤碼、延時(shí)、告警和頻率的測量隨機(jī)測量噪聲系數(shù)分析儀對噪聲信號進(jìn)行測量電磁干擾測試儀對電磁干擾信號進(jìn)行測量任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類電子測量技術(shù)大致經(jīng)歷了以下四個(gè)階段。v 模擬化儀器階段v 數(shù)字化儀器階段v 智能儀器階段v 虛擬儀器階段 任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類 一個(gè)被測量是否可以測量，須滿足兩個(gè)基本前一個(gè)被測量是否可以測量，須滿足兩個(gè)基本前提條件：提條件： 被測量必須有明確的定義；被測量必須有明確的定義； 測量標(biāo)準(zhǔn)必須建立，并被大家公認(rèn)。測量標(biāo)準(zhǔn)必須建立，

10、并被大家公認(rèn)。 計(jì)量是為了保證量值的統(tǒng)一和準(zhǔn)確一致的一種測量，它是利用技術(shù)手段實(shí)施的一種特殊形式的測量，即把被測量與國家計(jì)量部門作為基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)的同類單位量進(jìn)行比較，以確定合格與否，并給出具有法律效力的檢定證書。 計(jì)量有三個(gè)主要特征：統(tǒng)一性、準(zhǔn)確性和法制性。計(jì)量有三個(gè)主要特征：統(tǒng)一性、準(zhǔn)確性和法制性。 計(jì)量按具體內(nèi)容可分為：計(jì)量按具體內(nèi)容可分為：（1）科學(xué)計(jì)量。（2）工程計(jì)量。（3）法制計(jì)量。任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類 單位是有明確定義和名稱并令其數(shù)值為1的固定量。是表征測量結(jié)果的重要組成部分，又是對兩個(gè)同類量值進(jìn)行比較的基礎(chǔ)。 我國法定計(jì)量單位以國際單位制（SI）為基礎(chǔ)，并包括10個(gè)我

11、國選定的非國際單位制單位，如時(shí)間（分、時(shí)、天），長度（海里），質(zhì)量（噸）和體積（升）等。 在國際單位制中，單位制分為基本單位、導(dǎo)出單位和輔助單位。基本單位是指彼此無關(guān)、分別加以確定的物理量單位，共7個(gè)，如表1-1所示。任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類 導(dǎo)出單位是指由基本單位通過定義、定律或其他函數(shù)關(guān)系推導(dǎo)、派生出來的各種導(dǎo)出量值。 國際上把既可作為基本單位又可作為導(dǎo)出單位的單位，單獨(dú)列為一類，并稱為輔助單位，分別是平面角的單位弧度（rad）和立體角的單位球面角（sr）。由基本單位、導(dǎo)出單位和輔助單位構(gòu)成的完整體系稱為單位制。任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類 計(jì)量的基準(zhǔn)計(jì)量的基準(zhǔn) 計(jì)量基準(zhǔn)器

12、具簡稱計(jì)量基準(zhǔn)計(jì)量基準(zhǔn)，是指用以復(fù)現(xiàn)和保存計(jì)量單位的量值，只用于鑒定各種量具的精度，不直接參加測量。 計(jì)量基準(zhǔn)分類： （1）國家計(jì)量基準(zhǔn)（主基準(zhǔn)）。 （2）國家副計(jì)量基準(zhǔn)（副基準(zhǔn)）。任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類 （3）工作計(jì)量基準(zhǔn)（工作基準(zhǔn)）。根據(jù)工作基準(zhǔn)復(fù)現(xiàn)出不同等級的便于經(jīng)常使用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)量具或儀器，稱為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具，簡稱標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器具，簡稱標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)按精度高低分為： 一級標(biāo)準(zhǔn)、二級標(biāo)準(zhǔn)和三級標(biāo)準(zhǔn)一級標(biāo)準(zhǔn)、二級標(biāo)準(zhǔn)和三級標(biāo)準(zhǔn)。在工作崗位上使用，直接用來測量被測對象量值的計(jì)量器具，稱為工作計(jì)量器具，簡稱量具工作計(jì)量器具，簡稱量具。任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類 計(jì)量的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量的標(biāo)

13、準(zhǔn)任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類 本課程主要任務(wù)： v 測量誤差理論與數(shù)據(jù)處理。這是電子測 量的基礎(chǔ)。v 主要電參數(shù)的測量。v 電信號顯示與分析。v 數(shù)字信號的測量和分析。v 智能儀器與自動(dòng)測試技術(shù)。v 電子測量技術(shù)的綜合利用。 任務(wù)一 電子測量的內(nèi)容、特點(diǎn)及分類 所謂所謂6S，是指對生產(chǎn)現(xiàn)場各生產(chǎn)要素（主要是物的要素）所處狀態(tài)不斷進(jìn)，是指對生產(chǎn)現(xiàn)場各生產(chǎn)要素（主要是物的要素）所處狀態(tài)不斷進(jìn)行整理（行整理（Seiri）、整頓（）、整頓（Seiton）、清掃（）、清掃（Seiso）、清潔（）、清潔（Seiketsu）、）、素養(yǎng)（素養(yǎng)（Shitsuke）和安全（）和安全（Safety）的活動(dòng)。

14、）的活動(dòng)。 6S管理是企業(yè)各項(xiàng)管理的基礎(chǔ)活動(dòng)，它有助于消除企業(yè)在生產(chǎn)過程中可能面臨的各類不良現(xiàn)象。6S管理對企業(yè)的作用是基礎(chǔ)性的，也是不可估量的。6S管理具有以下幾方面作用： （1）提升企業(yè)形象）提升企業(yè)形象 （2）提升員工歸屬感）提升員工歸屬感 （3）減少浪費(fèi)）減少浪費(fèi) （4）保障安全）保障安全 （5）提升效率）提升效率 （6）保障品質(zhì)）保障品質(zhì)思考與練習(xí)v 1任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)v知識目標(biāo)1. 掌握測量誤差的表示方法。2理解測量誤差的分類和測量結(jié)果的評價(jià)。3掌握測量數(shù)據(jù)的一般處理方法。 任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ) 知識一知識一 測量誤差及其產(chǎn)生的原因測量誤差及其產(chǎn)生的原因1測

15、量誤差測量誤差 一個(gè)量在被觀測時(shí)，該量本身所具有的真實(shí)大小稱為真值真值（通常用A0來表示）。但是在測量中，人們通過實(shí)驗(yàn)的方法來求被測量的真值時(shí)，由于對客觀規(guī)律認(rèn)識的局限性，測量器具不準(zhǔn)確，測量手段不完善，測量條件發(fā)生變化及測量工作中的疏忽或錯(cuò)誤等原因，都會使測量結(jié)果與真值不同，這個(gè)差別就是測量誤差測量誤差。，可用下式表示 誤差誤差測量值真值測量值真值 例如，在對某電壓的測量中，真實(shí)電壓為5V，測得的電壓值為4.9V，則誤差誤差4.950.1（V）2產(chǎn)生測量誤差的原因產(chǎn)生測量誤差的原因（1）儀器誤差）儀器誤差由于測量儀器及其附件的設(shè)計(jì)、制造、檢定設(shè)計(jì)、制造、檢定等不完善，以及儀器在使用過程中老化

16、、磨損、疲勞老化、磨損、疲勞等因素而使儀器帶有的誤差稱為儀器誤差，儀器誤差，它是測量誤差的主要來源之一。（2）方法誤差）方法誤差由于測量方法不合理造成的誤差稱為方法誤差方法誤差。例如，用普通指針式萬用表測量高內(nèi)阻回路的電壓。（3）理論誤差）理論誤差測量方法建立在近似公式或不完整的理論基礎(chǔ)上，以及用近似值計(jì)算測量結(jié)果時(shí)所引起的誤差稱為理論誤差理論誤差。任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)（4）影響誤差）影響誤差由于各種環(huán)境因素（溫度、濕度、氣壓、聲音、光照、機(jī)械振動(dòng)、電磁場、放射性、電源電壓等）與測量所要求的條件不一致而引起的誤差，稱為影影響誤差響誤差。通常電子測量儀器必須在額定使用環(huán)境下工作，才能保

17、證各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的準(zhǔn)確度。（5）人身誤差）人身誤差由于測量人員感官的分辨能力、反應(yīng)速度、視覺疲勞、固有習(xí)慣、缺乏責(zé)任分辨能力、反應(yīng)速度、視覺疲勞、固有習(xí)慣、缺乏責(zé)任心、經(jīng)驗(yàn)心、經(jīng)驗(yàn)等原因，而在測量中儀器操作不當(dāng)操作不當(dāng)、現(xiàn)象判斷出錯(cuò)或數(shù)據(jù)讀取疏失現(xiàn)象判斷出錯(cuò)或數(shù)據(jù)讀取疏失等而引起的誤差稱為人身誤差人身誤差。如指針式萬用表測量電阻前未校零引起的誤差，諧振法測量L、C、Q時(shí)諧振點(diǎn)判斷不準(zhǔn)造成的誤差等。（6）測量對象變化誤差）測量對象變化誤差主要是在測量過程中，由于測量對象變化測量對象變化而使得測量值不準(zhǔn)確所造成的誤差。如由于振蕩器的振蕩頻率不穩(wěn)定，則測量其頻率必然要引起誤差。任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處

18、理基礎(chǔ)任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)v知識二 測量誤差的表示方法 測量誤差通常表示為絕對誤差和相對誤差。絕對誤差和相對誤差。 1絕對誤差：被測量值與其真值A(chǔ)0之差，稱為絕對誤差絕對誤差，用表示，即：=- A=- A0 0絕對誤差具有下面幾個(gè)特點(diǎn)：(1) 絕對誤差是有單位的量有單位的量， 其單位與測得值和實(shí)際值相同。(2) 絕對誤差是有符號的量有符號的量， 其符號表示出測得值與實(shí)際值的大小關(guān)系， 若測得值較實(shí)際值大，測得值較實(shí)際值大， 則絕對誤差為正值，則絕對誤差為正值， 反之為負(fù)值反之為負(fù)值。(3) 但僅用絕對誤差， 通常不能說明測量的質(zhì)量。(4) 對于信號源、 穩(wěn)壓電源等供給量儀器， 絕對誤

19、差定義為:x=Ax式中， A為實(shí)際值， x為供給量的指示值(標(biāo)稱值)。 與絕對誤差絕對值相等但符號相反的值稱為修正值與絕對誤差絕對值相等但符號相反的值稱為修正值， 一般用符號c表示 c=x=Ax 測量儀器的修正值可通過檢定由上一級標(biāo)準(zhǔn)給出， 它可以是表格、 曲線或函數(shù)表達(dá)式等。 利用修正值和儀器示值可得到被測量的實(shí)際值：A=x+c任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)【例】某電流表的量程為1mA，通過檢定而得出其修正值為0.02mA，若用該電流表測量某一未知電流，其示值為0.76mA，則被測電流的實(shí)際值為AX+C0.76(0.02)0.74(mA)例如， 由某電流表測得的電流示值為0.83 mA， 查

20、該電流表檢定證書得知該電流表在0.8 mA 及其附近的修正值都為-0.02 mA， 那么被測電流的實(shí)際值為A= X+C =0.83+(0.02)=0.81 mA任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ) 2相對誤差： 絕對誤差雖然可以表示測量結(jié)果偏離實(shí)際值的程度和方向，但不能確切地反映測量的準(zhǔn)確程度反映測量的準(zhǔn)確程度，不便于看出對整個(gè)測量結(jié)果的影響。因此，為了彌補(bǔ)絕對誤差的不足，又提出了相對誤差的概念。所謂相對相對誤差又稱相對真誤差，它是絕對誤差與真值的比值：誤差又稱相對真誤差，它是絕對誤差與真值的比值：任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ) 滿度相對誤差滿度相對誤差: 定義為儀器量程內(nèi)最大絕對誤差xm與測量儀器

21、滿度值(量程上限值)xm的百分比值%100*=mmmxx任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)滿度相對誤差又稱為滿度誤差和引用誤差滿度相對誤差又稱為滿度誤差和引用誤差。 可以看出， 滿度誤差實(shí)際上給出了儀表各量程內(nèi)絕對誤差的最大值絕對誤差的最大值 xm=m xm 我國電工儀表的準(zhǔn)確度等級準(zhǔn)確度等級s就是按滿度誤差m分級的， 按m大小依次劃分為0.1、 0.2、 0.5、 1.0、 1.5、 2.5及5.0七級。 比如某電壓表s=0.5， 即表明它的準(zhǔn)確度等級為0.5級， 它的滿度誤差不超過0.5%， 即|m|0.5%(習(xí)慣上也寫成m=0.5%)?！纠磕畴妷罕韘=1.5， 試算出它在0100 V量程中

22、的最大絕對誤差。解:在0100 V量程內(nèi)上限值xm=100 V，則有:xm=m xm=100=1.5 V1005 . 1例例已知用電壓表測量兩個(gè)實(shí)際值實(shí)際值分別為100 V和20 V的電壓，測量得測量得到的結(jié)果分別為98 V和22 V，求兩次測量的絕對誤差、修正值、實(shí)際相對誤差絕對誤差、修正值、實(shí)際相對誤差分別是多少？解解根據(jù)題意，UA1 =100 V，UA2 =20 V，Ux1 =98 V，Ux2 =22 V。 U1=98-100 =2 V U2=2220 = 2 V c1=U1=2 V c2=U2=2 V A1=100%=2% A2=100%=10%11AUU22AUU任務(wù)二 測量誤差和數(shù)

23、據(jù)處理基礎(chǔ) 由于|A1| |A2|，因而對100 V電壓的測量要比對20 V電壓的測量準(zhǔn)確。用量程設(shè)置為100 V的電壓表測量100 V和20 V的電壓時(shí)，被測電壓值分別約為滿度值的100和20。例例 已知某被測電壓為80 V，用1.5級、100 V量程的電壓表和1.0級、200 V量程的電壓表測量，哪塊表測量得準(zhǔn)確？解解 根據(jù)題意，由于測量的是同一個(gè)被測量同一個(gè)被測量，所以只需要比較兩塊電壓表測量時(shí)產(chǎn)生的絕對誤差大小即可。 UA =80 V第一塊表S1=1.5，xm1=100 V。測量時(shí)可能產(chǎn)生的最大絕對誤差： xm=m xm U1m=100(1.5%)=1.5 V。第二塊表S2=1.0，x

24、m2=200 V。測量時(shí)可能產(chǎn)生的最大絕對誤差： xm=m xm U2m=200(1.0%)=2.0 V。由于|U1m|U2m |，因而1.5級、100 V量程的電壓表測量得準(zhǔn)確。用以上兩塊表測量時(shí)，被測電壓值分別約為滿度值的80和40。 任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)v知識三三 測量誤差的分類和測量結(jié)果的評價(jià) 根據(jù)測量誤差的性質(zhì)和特點(diǎn)，可將它們分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差和粗大誤差三大類。 1測量誤差的分類測量誤差的分類（1）系統(tǒng)誤差：在相同條件下多次測量多次測量同一量時(shí)，誤差的絕對值和絕對值和符號符號保持恒定，或在條件改變條件改變時(shí)按某種

25、確定規(guī)律確定規(guī)律而變化的誤差稱為系統(tǒng)誤差。 （2）隨機(jī)誤差：在實(shí)際相同條件下多次測量多次測量同一量時(shí),誤差的絕對絕對值和符號值和符號以不可預(yù)定的方式變化方式變化著的誤差稱為隨機(jī)誤差。 （3）粗大誤差：超出在規(guī)定條件下規(guī)定條件下預(yù)期的誤差稱為粗大誤差，即在一定的測量條件下，測量結(jié)果明顯地偏離了真值。它主要由讀數(shù)讀數(shù)錯(cuò)誤、測量方法錯(cuò)誤和測量儀器有缺陷錯(cuò)誤、測量方法錯(cuò)誤和測量儀器有缺陷等原因造成的。任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)v知識三三 測量誤差的分類和測量結(jié)果的評價(jià) 對測量結(jié)果可采用正確度、精密度和準(zhǔn)確度正確度、精密度和準(zhǔn)確度來描述。 （1）正確度：表示測量結(jié)果與真值的符合程度符合程度，是衡量測

26、量結(jié)果是否正確的尺度。 （2）精密度：表示在進(jìn)行重復(fù)測量時(shí)所得結(jié)果彼此之間一致的程度一致的程度。 （3）準(zhǔn)確度：表示測量結(jié)果與真值的一致程度一致程度。 2測量結(jié)果的評價(jià)測量結(jié)果的評價(jià)任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)v知識四 測量數(shù)據(jù)的處理 1有效數(shù)字 （1）有效數(shù)字中除末位除末位外前面各位數(shù)字都應(yīng)該是準(zhǔn)確的，只有末位欠準(zhǔn)，其包含的誤差不應(yīng)大于末位單位數(shù)字的一半。 （2）在數(shù)字左邊的零左邊的零不是有效數(shù)字 （3）有效數(shù)字不能因選用的單位變化而改變。單位變化而改變。由于在測量中不可避免地存在誤差，并且儀器的分辨能力有一定的限制，測量數(shù)據(jù)就不可能完全準(zhǔn)確。為滿足測量要求，我們需要對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的有

27、效位取舍，有時(shí)還需要進(jìn)行運(yùn)算。因此，什么是有效數(shù)字，如何進(jìn)行數(shù)字的舍入以及有效數(shù)字的運(yùn)算法則都是我們必須要掌握的內(nèi)容。任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)v知識四 測量數(shù)據(jù)的處理 2數(shù)字的舍入規(guī)則數(shù)字的舍入規(guī)則【例例】將下列數(shù)字保留到小數(shù)點(diǎn)后一位： 12.34, 12.36, 12.35, 12.45。解解： 12.3412.3(45, 進(jìn)一)；12.3512.4(3是奇數(shù)， 5入)；12.4512.4(4是偶數(shù)， 5舍)。任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)例 對下列數(shù)字進(jìn)行舍入處理，只保留三位有效數(shù)字：42.386 5 ，32.436 ，46.752 ，33.650 ，89.55， 81.683 。任

28、務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)v知識四 測量數(shù)據(jù)的處理 （1）加、減運(yùn)算根據(jù)準(zhǔn)確度最差的一項(xiàng)，即以小數(shù)位數(shù)小數(shù)位數(shù)最少的為準(zhǔn)，其余數(shù)據(jù)多取一位，最后結(jié)果小數(shù)位數(shù)保留仍以小數(shù)位數(shù)最少的為準(zhǔn)。 3有效數(shù)字的運(yùn)算法則 為保證運(yùn)算過程中的簡便和準(zhǔn)確，參與運(yùn)算數(shù)據(jù)的有效數(shù)字位數(shù)的保留，原則上取決于參加運(yùn)算的各數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確度最差的那一項(xiàng)準(zhǔn)確度最差的那一項(xiàng)。（2）乘、除運(yùn)算 有效數(shù)字的取舍取決于其中有效數(shù)字有效數(shù)字最少的一項(xiàng)，而與小數(shù)點(diǎn)無關(guān)。最后結(jié)果的有效數(shù)字，應(yīng)不超過參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)中最少的有效數(shù)字。 5 .354.08144.88044.080.28517.43365 .3551.354.10.285204.

29、080.28517.43任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)（3）乘方、開方運(yùn)算運(yùn)算結(jié)果比原數(shù)多保留一位有效數(shù)字多保留一位有效數(shù)字。 (27.8)2772.8(115)21.3221043.0716.284 . 9265（4）對數(shù)運(yùn)算 對數(shù)運(yùn)算時(shí)，原數(shù)為幾位有效數(shù)字原數(shù)為幾位有效數(shù)字，取對數(shù)后仍取幾位有效數(shù)字。任務(wù)二 測量誤差和數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)任務(wù)三 實(shí)訓(xùn)報(bào)告v知識目標(biāo)1 理解書寫實(shí)訓(xùn)報(bào)告的意義。2 掌握實(shí)訓(xùn)報(bào)告的基本格式及內(nèi)容。3 獨(dú)立完成實(shí)訓(xùn)并提交實(shí)訓(xùn)報(bào)告。v知識一 實(shí)訓(xùn)報(bào)告的要求及格式 作為實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的預(yù)習(xí)、記錄及總結(jié)預(yù)習(xí)、記錄及總結(jié)，實(shí)訓(xùn)報(bào)告有其不可或缺的重要性。實(shí)訓(xùn)報(bào)告用簡明的形式簡明的形式，將

30、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容、過程及結(jié)果完整和真實(shí)地表達(dá)出來。因此實(shí)訓(xùn)報(bào)告的質(zhì)量好壞將對實(shí)驗(yàn)人員對實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的掌握及實(shí)際操作技能水平的評價(jià)評價(jià)等都起著至關(guān)重要的作用。尤其是當(dāng)你走向工作崗位，成為一名專業(yè)工程技術(shù)人員，能不能寫好實(shí)訓(xùn)報(bào)告既是基本功的具體表現(xiàn)，也是反映個(gè)人書面表達(dá)能力的一個(gè)方面。任務(wù)三 實(shí)訓(xùn)報(bào)告v知識二 實(shí)訓(xùn)報(bào)告的完成1認(rèn)真做好實(shí)訓(xùn)（1）重視預(yù)習(xí)工作。（2）認(rèn)真聽取老師的實(shí)驗(yàn)講解。（3）養(yǎng)成良好習(xí)慣，嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 2實(shí)訓(xùn)報(bào)告的完成 只有認(rèn)真獨(dú)立完成了實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，實(shí)訓(xùn)報(bào)告的書寫才具有一定的價(jià)值和意義。抄襲、編造實(shí)訓(xùn)報(bào)告的行為是不足取和毫無意義的。 完成一份實(shí)訓(xùn)報(bào)告的書寫，除了認(rèn)真完成實(shí)訓(xùn)任務(wù)實(shí)訓(xùn)

31、任務(wù)，還要根據(jù)要求，適時(shí)記錄測量數(shù)據(jù)，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對測量誤差進(jìn)行分析，對記錄測量數(shù)據(jù)，對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對測量誤差進(jìn)行分析，對測量結(jié)果進(jìn)行總結(jié)、思考和討論。測量結(jié)果進(jìn)行總結(jié)、思考和討論。3.實(shí)訓(xùn)報(bào)告的寫作內(nèi)容：實(shí)訓(xùn)報(bào)告的寫作內(nèi)容：1.實(shí)驗(yàn)題目 是指所做實(shí)驗(yàn)的名稱。2.實(shí)驗(yàn)器材是指做實(shí)驗(yàn)所需的器件，工具，材料。這是所做實(shí)驗(yàn)的原因。主要包括研究的問題，以及我們的實(shí)驗(yàn)是為了證明或分析這個(gè)問題的哪些方面。3.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?4.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容 實(shí)訓(xùn)報(bào)告寫作格式 把具體實(shí)驗(yàn)如何進(jìn)行的寫出來。有時(shí)也可以采用圖解方式圖解方式，但是必須要作圖規(guī)范，盡量采用直尺來作圖。這里一定要盡可能的讓其他人很容

32、易的理解每一步操作。5、實(shí)驗(yàn)步驟 數(shù)據(jù)記錄數(shù)據(jù)記錄：包括這個(gè)實(shí)驗(yàn)所有的結(jié)果結(jié)果，要求清楚，準(zhǔn)確，這樣便于分析和閱讀。較多的數(shù)據(jù)一般可以采用表格的形式表格的形式來完成記錄。數(shù)據(jù)處理與分析數(shù)據(jù)處理與分析：這部分主要是對得到的數(shù)據(jù)處理，需要應(yīng)用到統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，采用計(jì)算或者做圖的方式來表現(xiàn)，但是所有結(jié)果的解釋和計(jì)算過程必須清楚。最后的結(jié)果應(yīng)該考慮實(shí)驗(yàn)誤差可能會帶來的問題。6、實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理7、實(shí)驗(yàn)總結(jié) 陳述你從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了什么研究結(jié)果，同時(shí)要闡明是否該結(jié)果是否適用于普遍的條件。 實(shí)訓(xùn)報(bào)告寫作格式實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一 萬用表測量直流電壓v實(shí)訓(xùn)目的 1練習(xí)連接電路和使用萬用表測量直流電壓 2掌握實(shí)訓(xùn)報(bào)告的內(nèi)容和格式。

33、3學(xué)習(xí)實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)的基本處理方法。 4加深理解電子測量的基本方法和意義。v儀器（表）及器材 1. 模擬萬用表一臺 2. 電池二節(jié)（放在電池盒中），100/8W電阻一個(gè)，470電位器一個(gè)，發(fā)光二極管一個(gè)，導(dǎo)線若干。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一 萬用表測量直流電壓v實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和操作步驟 1測量電路原理圖如圖 2操作步驟 （1）按下圖連接電路，電路不作焊接， 將導(dǎo)線兩端的絕緣皮剝?nèi)?，纏繞在元件接點(diǎn)或引線上，注意相鄰點(diǎn)間引線不可相碰。 （2）檢查電路無誤后接通電源，旋轉(zhuǎn)電位器使發(fā)光二極管的亮度適中。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一 萬用表測量直流電壓v實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和操作步驟 （3）將萬用表水平放置，看指針是否指在左端“零位”上，如果不是，則用小改錐慢

34、慢旋轉(zhuǎn)表殼中央的“起點(diǎn)零位”校正螺絲，使指針指在零位上。 （4）將萬用表的量程轉(zhuǎn)換旋鈕旋到直流電壓10V擋上。 （5）手持表筆絕緣桿，將正負(fù)表筆分別接電池正負(fù)極，測量電源電壓。 （6）將萬用表的紅黑表筆接至發(fā)光二極管兩端，測量發(fā)光二極管兩端電壓值。 （7）用萬用表測量固定電阻器兩端電壓，注意首先要確定正負(fù)表筆要接觸的位置，然后再測量。 （8）在以上三項(xiàng)測量中，如果哪次測量值小于2.5V，則轉(zhuǎn)換量程至2.5V。再測量一次。 （9）測量完畢，斷開電源。拔出萬用表表筆，將旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“OFF”擋或交流電源的最大擋。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目二 用萬用表測量直流電流v實(shí)訓(xùn)目的 1練習(xí)連接電路和使用萬用表測量直流電流

35、2掌握實(shí)訓(xùn)報(bào)告的內(nèi)容和格式。 3學(xué)習(xí)實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)的基本處理方法。 4加深理解電子測量的基本方法和意義。v儀器（表）及器材 1模擬萬用表一臺 2電池二節(jié)（放在電池盒中），100/8W電阻一個(gè)，470電位器一個(gè)，發(fā)光二極管一個(gè)，導(dǎo)線若干實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目二 用萬用表測量直流電流v實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和操作步驟 1測量電路原理圖如圖 2操作步驟 （1）按項(xiàng)目一連接電路（不加萬用表），旋轉(zhuǎn)電位器使發(fā)光二極管發(fā)光。 （2）同項(xiàng)目一中要求一樣，將萬用表的量程轉(zhuǎn)換旋鈕旋到直流電流擋100mA量程。 （3）如下圖所示，斷開電位器中間接點(diǎn)和發(fā)光二極管的連接，形成“斷點(diǎn)”，此時(shí)，發(fā)光二極管熄滅。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目二 用萬用表測量直流電流v實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和

36、操作步驟 （4）將萬用表串入“斷點(diǎn)”處，注意紅表筆接發(fā)光二極管負(fù)極，黑表筆接電位器中間接點(diǎn)引線。這時(shí)，發(fā)光二極管重新發(fā)光。 （5）旋轉(zhuǎn)電位器旋柄，觀察發(fā)光二極管亮度及萬用表讀數(shù)的變化，選擇二極管亮度變化的三個(gè)特殊情況：熄滅、適中、最亮，記錄相應(yīng)電流值。 （6）測量完畢，斷開電源。拔出萬用表表筆，將旋轉(zhuǎn)開關(guān)旋轉(zhuǎn)至“OFF”擋或交流電源的最大擋。實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目三 用萬用表測量電阻v實(shí)訓(xùn)目的 1練習(xí)使用萬用表測量電阻 2掌握實(shí)訓(xùn)報(bào)告的內(nèi)容和格式。 3學(xué)習(xí)實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)的基本處理方法。 4加深理解電子測量的基本方法和意義。v儀器（儀表）及器材 1模擬萬用表一臺 2色環(huán)電阻若干實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目三 用萬用表測量電阻v實(shí)訓(xùn)內(nèi)容和操作步驟 1將色環(huán)電阻插在硬紙板上，根據(jù)色環(huán)寫出它們的標(biāo)稱值。 2將萬用表按前面的要求調(diào)好，放好，置于R100擋。 3兩表筆對接，調(diào)整歐姆擋調(diào)零旋鈕，調(diào)節(jié)指針到歐姆擋右端零位。如果調(diào)不到零，說明萬用表內(nèi)部電池電量不足，需更換電池。 4測量電阻，將讀數(shù)寫于電阻旁。注意讀數(shù)要乘以倍率值。 5若測量時(shí)指針偏角過大或過小