電子測量,曾濤或王化深第一章1

1、 緒論緒論 測量誤差理論及數(shù)據(jù)處理測量誤差理論及數(shù)據(jù)處理 測量技術及儀器測量技術及儀器本章主要內容本章主要內容 包括：第一章包括：第一章 緒論緒論 本章主要介紹測量和計量在生產(chǎn)、科研和國防領本章主要介紹測量和計量在生產(chǎn)、科研和國防領域的意義和作用及本課程的特點。域的意義和作用及本課程的特點。了解測量的重要意義；了解測量的重要意義；了解計量的基本概念；了解計量的基本概念；理解電子測量的特點；理解電子測量的特點；了解本課程的任務，初步建立起測量的基本概念。了解本課程的任務，初步建立起測量的基本概念。為學習后續(xù)章節(jié)打下基礎。為學習后續(xù)章節(jié)打下基礎。本章重點：本章重點： 建立起測量、計量的基本建立起測

2、量、計量的基本概念和重要意義，了解電子測概念和重要意義，了解電子測量的主要內容。量的主要內容。本章思考作業(yè)本章思考作業(yè) 試舉例說明電子測量在生產(chǎn)、科研和國防領試舉例說明電子測量在生產(chǎn)、科研和國防領域中的地位和作用。域中的地位和作用。 1、測量的、測量的、 2、電子測量的、電子測量的 3、 4、本課程的任務、本課程的任務 主主 要要 內內 容容 人類借助于專用的設備通過實驗手段向客觀人類借助于專用的設備通過實驗手段向客觀自然界取得的數(shù)量觀念的認識自然界取得的數(shù)量觀念的認識;什么是測量什么是測量專用的設備專用的設備 是揭示客觀世界規(guī)律，用數(shù)字語言描述周是揭示客觀世界規(guī)律，用數(shù)字語言描述周圍世界，進

3、而改造世界的自然手段。圍世界，進而改造世界的自然手段。數(shù)字語言數(shù)字語言沒有金鋼鉆沒有金鋼鉆別攬瓷器活別攬瓷器活 測量是借助專門的設備，把被測對象與同測量是借助專門的設備，把被測對象與同 類的已知單位進行比較取得用數(shù)值和單位共同類的已知單位進行比較取得用數(shù)值和單位共同 表示的測量結果。表示的測量結果。 測量是為確定被測對象的量值而進行的測量是為確定被測對象的量值而進行的實驗過程。實驗過程。實驗過程實驗過程比較比較古代測量：古代測量：在古代，最早時間的測量是觀察日照；在古代，最早時間的測量是觀察日照；“立竿見影立竿見影”就是最原始時間測量裝置的原理。就是最原始時間測量裝置的原理。后來伽利略對擺的觀

4、察啟發(fā)了后人利用諧振系統(tǒng)來測量后來伽利略對擺的觀察啟發(fā)了后人利用諧振系統(tǒng)來測量時間，各種機械鐘表應運而生。時間，各種機械鐘表應運而生。對于長度的測量，原始的方法是采用人體的某段長度為對于長度的測量，原始的方法是采用人體的某段長度為標準；后來為了統(tǒng)一標準，采用國王的手臂長度為標準標準；后來為了統(tǒng)一標準，采用國王的手臂長度為標準截一段相等的木材來代替，這就是所謂的截一段相等的木材來代替，這就是所謂的“王碼王碼”?，F(xiàn)代測量：現(xiàn)代測量：使用計算機，構成自動測試系統(tǒng)。使用計算機，構成自動測試系統(tǒng)。范圍擴大范圍擴大包括電量和非電量的測量；包括電量和非電量的測量；電量電量直接利用電子測量儀器進行測量；直接利

5、用電子測量儀器進行測量；手段、方法手段、方法 利用各種電子測量儀器利用各種電子測量儀器非電量非電量首先轉換成電量首先轉換成電量然后進行電量測量然后進行電量測量 電子測量定義：電子測量定義： 廣義來說廣義來說，利用電子技術來進行的測量。，利用電子技術來進行的測量。許多物理量通過一定傳感器變換成電信號，都許多物理量通過一定傳感器變換成電信號，都可利用電子學方法來進行測量?？衫秒娮訉W方法來進行測量。 狹義來說狹義來說，電子測量指的是在電子學中測量，電子測量指的是在電子學中測量有關電的量值。它包括以下幾個方面：有關電的量值。它包括以下幾個方面： 1、電流、電壓、功率等電能量的測量、電流、電壓、功率等

6、電能量的測量2、信號的特性及所受干擾的測量，如信號波形、信號的特性及所受干擾的測量，如信號波形、 失真度、頻率、信失真度、頻率、信/噪比等。噪比等。3、元件和電路參數(shù)的測量，例如電阻、電感、電、元件和電路參數(shù)的測量，例如電阻、電感、電子器件；電路參數(shù)如頻率響應等。子器件；電路參數(shù)如頻率響應等。當前主要采用國際單位制，即當前主要采用國際單位制，即 SI。歷史、發(fā)展：歷史、發(fā)展：1795年法國頒布米制條例；年法國頒布米制條例；1875年巴黎召開國際米制會議，簽署了米制公約，年巴黎召開國際米制會議，簽署了米制公約，規(guī)定了米和千克的國際原器，建立國際計量局（規(guī)定了米和千克的國際原器，建立國際計量局（B

7、IPM）和國際計量委員會（和國際計量委員會（CIPM）。）。1948年第九屆國際計量大會對實用計量單位制提出建議。年第九屆國際計量大會對實用計量單位制提出建議。1954年第十屆國際計量大會決定采用米、千克、秒、安培年第十屆國際計量大會決定采用米、千克、秒、安培開爾文和坎德拉六種單位。開爾文和坎德拉六種單位。測量單位測量單位：1960年第十一屆國際計量大會定為國際單位制（年第十一屆國際計量大會定為國際單位制（SI）。）。1971年第十四屆國際計量大會增加物質的量單位年第十四屆國際計量大會增加物質的量單位摩爾（摩爾（mol）。）。最終確定的國際單位制由七個基本單位和最終確定的國際單位制由七個基本單

8、位和20個詞頭組成。個詞頭組成。詞頭為：詞頭為：d-分；分；c-厘；厘；m-毫；。毫；。長度：長度：米米（m） 質量：質量：千克千克（Kg）時間：時間：秒秒（s）電流：電流：安培安培（A）熱力學：熱力學：開爾文開爾文（k）光強：光強：坎德拉坎德拉（cd） 物質的量：物質的量：摩爾摩爾（mol）測量需要通過測試系統(tǒng)來完成測量需要通過測試系統(tǒng)來完成?，F(xiàn)代測試技術的一個明顯特點是采用電測法；現(xiàn)代測試技術的一個明顯特點是采用電測法；包括對電量和非電量的測量。包括對電量和非電量的測量。測試系統(tǒng)組成如下：測試系統(tǒng)組成如下：被測被測對象對象輸入裝置輸入裝置中間變換中間變換裝置裝置輸出裝置輸出裝置非電量非電量

9、電信號電信號電信號電信號測量標準：將在計量部分講述。測量標準：將在計量部分講述。輸入裝置：輸入裝置：關鍵部件是傳感器，將力、加速度、壓力、流量關鍵部件是傳感器，將力、加速度、壓力、流量溫度、噪聲等非電量轉換成電量的裝置。溫度、噪聲等非電量轉換成電量的裝置。例如，熱電偶傳感器。例如，熱電偶傳感器。中間變換裝置：中間變換裝置：在簡單的測試系統(tǒng)中可以省略；在大多數(shù)測試系統(tǒng)中在簡單的測試系統(tǒng)中可以省略；在大多數(shù)測試系統(tǒng)中主要是信號的變換，如放大、調制解調和濾波。主要是信號的變換，如放大、調制解調和濾波。輸出裝置：輸出裝置：常見的有各種指示儀表，記錄儀，顯示器等。常見的有各種指示儀表，記錄儀，顯示器等。

10、在我們的這門課里，主要是討論電量的測量。在我們的這門課里，主要是討論電量的測量。 測量是進行各種科學實驗研究和生產(chǎn)過測量是進行各種科學實驗研究和生產(chǎn)過程中參數(shù)檢測必不可少的手段。程中參數(shù)檢測必不可少的手段。 通過測量可以揭露事物的內在聯(lián)系和發(fā)通過測量可以揭露事物的內在聯(lián)系和發(fā)展規(guī)律，從而去利用它和改造它，推動展規(guī)律，從而去利用它和改造它，推動科學技術的發(fā)展。科學技術的發(fā)展。 日常生活中離不開測量 生產(chǎn)中離不開測量 科學技術不能沒有測量例如：電子軌道衡，例如：電子軌道衡，機車上的測速測距機車上的測速測距例如：體重稱等例如：體重稱等自然科學來源于實驗科學自然科學來源于實驗科學與計算機技術結合應用于

11、各與計算機技術結合應用于各個領域個領域工業(yè)生產(chǎn)自動化離不開測量工業(yè)生產(chǎn)自動化離不開測量電子測量發(fā)展趨勢：電子測量發(fā)展趨勢：智能儀器智能儀器個人儀器個人儀器虛擬儀器虛擬儀器電子測量應用電子測量應用1、測量頻率范圍極寬，包括直流，交流為：10-4100GHz2、量程廣，例如歐姆表，達六、七個數(shù)量級3、測量準確度高，例如電子表，火箭發(fā)射遙測控制4、測量速度快 5、易實現(xiàn)信號的傳輸和處理，如遙測和長期不間斷的測量6、易于與計算機接口例如：個人儀器例如：導彈的發(fā)射過程 計量是為了保證量值的統(tǒng)一和準確一計量是為了保證量值的統(tǒng)一和準確一致的一種測量致的一種測量主要特征：1、統(tǒng)一性2、準確性3、法制性 計量基

12、準計量基準（測量標準）（測量標準）國際標準國際標準國家基準國家基準副基準副基準工作基準工作基準國際標準保存在國際計量局內，例如：國際標準保存在國際計量局內，例如：質量單位為千克，千克定義為質量單位為千克，千克定義為1立方分米的水在其最大立方分米的水在其最大密度的溫度密度的溫度4C時的質量，該單位用一種鉑銥合金圓時的質量，該單位用一種鉑銥合金圓柱體構成的國際千克原器質量來代表這個標準。這個柱體構成的國際千克原器質量來代表這個標準。這個圓柱體保存在法國的國際計量局內。圓柱體保存在法國的國際計量局內。：1、誤差的概念、定義、分類、估計及處理、誤差的概念、定義、分類、估計及處理2、測量數(shù)據(jù)處理簡介、測量數(shù)據(jù)處理簡介包括：包括： 第二章第二章 測量誤差理論及數(shù)據(jù)處理測量誤差理論及數(shù)據(jù)處理 ：包括：第三章包括：第三章第八章第八章傳統(tǒng)電子測量傳統(tǒng)電子測量現(xiàn)代電子測量現(xiàn)代電子測量第三章第三章第七章第七章第八章第八章1、 時域測試時域測試2、 頻域測試頻域測試3、數(shù)據(jù)域測試、數(shù)據(jù)域測試示波器示波