電子測量方法與測量系統(tǒng)教材

第2章測量方法與測量系統(tǒng)（依據(jù)電子測量基本對象-信號與系統(tǒng)特點，系統(tǒng)闡述電子測量基本方法）2．1電子測量基本原理2．2電子測量對象——信號與系統(tǒng)2.3測量方法分類概述

2．4測量系統(tǒng)靜態(tài)特征2.5測量系統(tǒng)動態(tài)特征

電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第1頁2.1.1電子測量內(nèi)容從廣義上說，電子測量是泛指以電子科學(xué)技術(shù)為伎倆而進(jìn)行測量，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)行測量。從狹義上講，電子測量則是利用電子技術(shù)對電子學(xué)中相關(guān)電量所進(jìn)行測量。

2.1電子測量基本概念電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第2頁電子測量主要內(nèi)容：（1）按詳細(xì)測量對象來分類，包含以下電參數(shù)測量①電能量測量包含各種頻率及波形下電壓、電流、功率、電場強(qiáng)度等測量。②電路參數(shù)測量包含電阻、電感、電容、阻抗、品質(zhì)因數(shù)、電子器件參數(shù)等測量。③電信號特征測量包含信號、頻率、周期、時間、相位、調(diào)幅度、調(diào)頻指數(shù)、失真度、噪音以及數(shù)字信號邏輯狀態(tài)等測量。④電子設(shè)備性能測量包含放大倍數(shù)、衰減、靈敏度、頻率特征、通頻帶、噪聲系數(shù)測量。⑤特征曲線測量包含幅頻特征曲線、晶體管特征曲線等測量和顯示。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第3頁（2）按基本測量對象分類，電子測量是對電信號和電系統(tǒng)測量：①電子測量基本對象是未知信號與系統(tǒng)②電子測量基本工具是已知信號與系統(tǒng)用一個標(biāo)準(zhǔn)、已知系統(tǒng)，獲取被測量對象信息。③電子測量基本工作機(jī)理是信號與系統(tǒng)相互作用電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第4頁2.1.2電子測量意義20世紀(jì)30年代，便開始了測量科學(xué)與電子科學(xué)結(jié)合，產(chǎn)生了電子測量技術(shù)。

處理信息最有效、最成功是電子科學(xué)技術(shù)。

①含有極快速度②含有極精細(xì)分辨能力，很寬作用范圍。③極有利于信息傳遞④極為靈活變換技術(shù)。⑤巨大信息處理能力

電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第5頁2.1.3電子測量特點（1）測量頻率范圍寬。被測信號頻率范圍除測量直流外，測量交流信號頻率范圍低至10-6Hz以下，高至THz（1THz=1012Hz）（2）量程范圍寬。如數(shù)字萬用表對電壓測量由納伏（nV）級至千伏（kV）級電壓，量程達(dá)12個數(shù)量級（3）測量準(zhǔn)確度高。比如，用電子測量方法對頻率和時間進(jìn)行測量時，因為采取原子頻標(biāo)和原子秒作為基準(zhǔn)，能夠使測量準(zhǔn)確度到達(dá)10-13～10-14數(shù)量級。（4）測量速度快。因為電子測量是經(jīng)過電子運(yùn)動和電磁波傳輸進(jìn)行工作（5）易于實現(xiàn)遙測

（6）易于實現(xiàn)測量過程自動化和測量儀器智能化電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第6頁2.2電子測量對象——信號與系統(tǒng)

2.2.1信號基本概念測量目標(biāo)是獲取被測對象信息，信息描述了被測對象狀態(tài)及其改變方式。信號就是信息某種物理表現(xiàn)方式，信號是信息載體，是物質(zhì)，具備能量。同一個信息能夠用不一樣信號來運(yùn)載，反之，同一個信號也能夠運(yùn)載不一樣信息。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第7頁信號特點是：①信號是用改變著物理量來表示信息一個函數(shù)；②信號中包含著信息，它是信息載體，含有能量（有能源）。被測對象信息感知階段任務(wù)，是要把信息變換成信號；③信號不是信息本身，必須對信號進(jìn)行測量后，才能從信號中提取出信息，這是電子測量根本目標(biāo)。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第8頁2.2.2信號分類1.確定性信號和非確定性信號電子測量中被測信號大多是時間函數(shù)x(t)，按其性質(zhì)不一樣可分類以下：①確定性信號：在相同試驗條件下，能夠重復(fù)實現(xiàn)信號。確定性信號又分為：恒定（直流）信號；周期信號（簡諧周期信號和復(fù)雜周期信號）；非周期信號（準(zhǔn)周期信號和瞬變沖激信號）；②非確定性（隨機(jī)）信號：在相同試驗條件下，不能夠重復(fù)實現(xiàn)信號。隨機(jī)信號又分為：平穩(wěn)隨機(jī)信號；非平穩(wěn)隨機(jī)信號。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第9頁2.周期性信號與非周期性信號3.連續(xù)信號與離散信號電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第10頁4.時限信號和頻限信號時限信號是指信號在時間有限區(qū)間（t1，t2）內(nèi)有定義、在區(qū)間之外信號值恒等于零信號，稱為時域有限信號。比如，矩形脈沖、正弦脈沖等。而周期信號、指數(shù)信號、隨機(jī)信號等，則為時域無限信號。頻限信號是指在頻率域內(nèi)只占據(jù)有限帶寬（f1～f2）、在這一帶寬之外信號值恒等于零信號，稱為頻域有限信號。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第11頁信號時間特征和頻率特征時間特征：反應(yīng)在信號隨時間改變波形上，包含信號出現(xiàn)時間先后、連續(xù)時間長短、重復(fù)周期大小、隨時間改變速率快慢、幅度大小等等。頻率特征：一個復(fù)雜信號能夠分解成許多不一樣頻率正弦分量，即含有一定頻率成份。將各個正弦分量幅度和相位分別按頻率高低依次排列就成為頻譜。信號頻譜包含了信號全部信息。信號空間分布結(jié)構(gòu)許多信號，既含有時間特征、也還含有空間特征比如描述大氣壓隨海拔高度改變信號，其自變量表示海拔高度；描述飛機(jī)機(jī)翼上應(yīng)變分布信號，其自變量表示結(jié)構(gòu)尺寸；電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第12頁2.2.3系統(tǒng)基本概念信號產(chǎn)生、傳輸、處理、存放和再現(xiàn)都需要一定物理裝置，這種裝置通常就稱為系統(tǒng)。從普通意義講，系統(tǒng)是由若干相互依賴、相互作用事物組合而成含有特定功效整體。1.系統(tǒng)外部特征即系統(tǒng)輸入與輸出之間關(guān)系或系統(tǒng)功效。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第13頁2.系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)測量系統(tǒng)外部特征是由其內(nèi)部參數(shù)也即系統(tǒng)本身固有屬性決定。系統(tǒng)模型指系統(tǒng)物理特征數(shù)學(xué)抽象，即以數(shù)學(xué)表示式或含有理想特征符號組合圖形來表征系統(tǒng)輸入-輸出特征電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第14頁2.2.4被測系統(tǒng)分類1.單輸入/輸出與多輸入/輸出系統(tǒng)2.線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)

線性系統(tǒng)滿足兩個基本條件：①疊加原理。②系統(tǒng)響應(yīng)與輸入信號作用無關(guān)。線性系統(tǒng)對任意輸入響應(yīng)都可用傅氏變換表示。輸出信號頻譜函數(shù)為

線性系統(tǒng)含有頻率保持性。測量、分析或比較線性系統(tǒng)在正弦信號激勵下響應(yīng)，就能夠?qū)ο到y(tǒng)各種電氣特征作出全方面評價。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第15頁3.即時系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)即時系統(tǒng)（瞬時系統(tǒng)或無記憶系統(tǒng)）：系統(tǒng)在任何時刻t輸出都只與該時刻輸入相關(guān)；動態(tài)系統(tǒng)（存放系統(tǒng)或有記憶系統(tǒng)）：在時刻t輸出不但與該時刻輸入相關(guān)，而且還與該時刻以前或以后輸入相關(guān)。記憶系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系是普通是微分或差分方程。4.模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)

模擬系統(tǒng)是分析和處理模擬信號系統(tǒng)，數(shù)字系統(tǒng)是分析和處理脈沖與數(shù)字信號系統(tǒng)。

電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第16頁2.2.5系統(tǒng)可測性與可控性系統(tǒng)可觀察——系統(tǒng)屬性（事物內(nèi)部本身運(yùn)動表現(xiàn)）能經(jīng)過周圍環(huán)境表現(xiàn)出來，也就是說，能經(jīng)過外部世界觀察到。系統(tǒng)是可控——系統(tǒng)（事物內(nèi)部運(yùn)動）能接收周圍環(huán)境影響，變更系統(tǒng)運(yùn)動狀態(tài)。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第17頁2.3測量方法分類概述2.3.1直接測量與間接測量（1）直接測量——用已標(biāo)定儀器，直接地測量出某一待測未知量量值。（2）間接測量——對與未知待測量y有確切函數(shù)關(guān)系其它變量x（或n個變量）進(jìn)行直接測量，然后再經(jīng)過函數(shù)，計算出待測量y。（3）組合測量

電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第18頁2.3.2有源參量與無源參量測量被測對象可按有源量或無源量劃分為兩大類

1.有源量測量

2.無源量測量

電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第19頁3.電子測量儀器功效結(jié)構(gòu)

被測對象有源與無源特征決定了測量系統(tǒng)組成方法和功效結(jié)構(gòu)信號特征參量為常見有源量，主要包含信號電壓與功率、頻率與波長、周期與時間、波形與頻譜等；電壓表、電流表、功率計、頻率計、示波器、頻譜儀、邏輯分析儀等儀器不含激勵信號源系統(tǒng)特征參數(shù)為常見無源量，包含集總與分布參數(shù)系統(tǒng)特征，比如，電阻、電感、電容、品質(zhì)因數(shù)、阻抗、導(dǎo)納、介電常數(shù)、導(dǎo)磁率、駐波比、反射系數(shù)、散射系數(shù)、衰減以及單位階躍響應(yīng)或單位沖激（脈沖）響應(yīng)與傳遞函數(shù)等。RLC測試儀、阻抗分析儀、網(wǎng)絡(luò)分析儀、頻率特征測試儀（掃頻儀）、晶體管特征圖示儀等儀器，均包含有激勵信號源。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第20頁2.3.3集中式與分布式多路測量

(從被測量空間分布情況)

測試對象往往比較復(fù)雜，信息起源多樣·，被測信號和被測參數(shù)不只一個，監(jiān)測點也分布在不一樣位置。1.集中式多路測試系統(tǒng)（測點多而集中）

電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第21頁2.分布式多路測量系統(tǒng)(被測對象空間位置高度分散)（a）網(wǎng)絡(luò)化測量系統(tǒng)（b）無線電遙測系統(tǒng)電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第22頁2.3.4頻域、時域、數(shù)域及隨機(jī)域測量1.頻域測量技術(shù)：幅值和相位隨頻率改變（1）正弦波點頻法（2）正弦波掃頻法2.時域測量技術(shù)：——幅值隨時間改變測試信號是脈沖、方涉及階躍信號3.頻域測量和時域測量比較頻域測量和時域測量是測量線性系統(tǒng)性能兩種方法，是從兩個不一樣角度去觀察同一個被測對象，其結(jié)果應(yīng)該是一致。從理論上講，時域函數(shù)付里葉變換就是頻域函數(shù)，而頻域函數(shù)付里葉逆變換也就是時域函數(shù)。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第23頁4.隨機(jī)測量技術(shù)：測量噪聲信號和使用隨機(jī)信號源噪聲是一個與時間原因相關(guān)隨機(jī)變量，對噪聲研究使用概率統(tǒng)計方法

主要包含下述三個內(nèi)容：（1）噪聲信號統(tǒng)計特征測量，如時域中均值、均方根性，頻域中頻譜密度函數(shù)、功率譜密度函數(shù)等；（2）將已知特征噪聲作激勵源對被測系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計性測量，研究被測系統(tǒng)特征；（3）在背景噪聲信號不可忽略時對信號、尤其是微弱信號準(zhǔn)確測量。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第24頁5.數(shù)字測量技術(shù)：測量數(shù)字系統(tǒng)功效和故障診療對數(shù)字系統(tǒng)進(jìn)行測量基本方法是：在輸入端加激勵信號，觀察由此產(chǎn)生輸出響應(yīng)，并與預(yù)期正確結(jié)果進(jìn)行比較，一致則表示系統(tǒng)正常；不一致則表示系統(tǒng)有故障。

LSI測試系統(tǒng)簡化框圖

電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第25頁2.3.5靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)和動態(tài)測量（被測物理量隨時間改變情況）1.靜態(tài)測量與動態(tài)測量基本概念靜態(tài)測量：對不隨時間改變（靜止）物理量進(jìn)行測量動態(tài)測量：對隨時間不停改變物理量進(jìn)行測量。在電子測量中常見動態(tài)信號有兩種：①幅值隨時間改變信號： 指非周期性信號、幅值瞬變或躍變信號；②頻率隨時間改變信號：指正弦波掃頻信號或頻率瞬變周期性信號。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第26頁2.靜態(tài)、穩(wěn)態(tài)和動態(tài)測量基本方法①靜態(tài)（直流）測試技術(shù)測量原理、方法、伎倆最簡單，測量過程不受時間限制，測量系統(tǒng)輸出與輸入二者之間有著簡單一一對應(yīng)關(guān)系和理想特征，而測量精度也最高。②穩(wěn)態(tài)（交流）測試技術(shù)：正弦測試技術(shù)用幅值隨時間按正弦規(guī)律改變電信號（最簡單周期性信號）作被測系統(tǒng)激勵，然后觀察在此激勵下輸出響應(yīng)，以頻率為變量對被測線性系統(tǒng)進(jìn)行測量。正弦測試技術(shù)能夠測線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參數(shù)，線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)參量是指系統(tǒng)阻抗、增益或損耗、相移、群延遲和非線性失真度，以及這些參量隨頻率改變情況電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第27頁③動態(tài)（脈沖）測試技術(shù)，自然界存在大量瞬變沖激物理現(xiàn)象，如力學(xué)中爆炸、沖擊、碰撞等，電學(xué)中放電、閃電、雷擊等，對這類隨時間瞬變對象進(jìn)行測量，稱為動態(tài)測量和瞬態(tài)測量。瞬態(tài)測試技術(shù)有兩種方式：一個是測量有源量，測量幅值隨時間呈非周期形改變（突變、瞬變）電信號；另一個是測量無源量，是以最經(jīng)典脈沖或階躍信號作被測系統(tǒng)激勵，觀察系統(tǒng)輸出響應(yīng)（隨時間改變關(guān)系），即研究被測系統(tǒng)瞬態(tài)特征。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第28頁2.4測試系統(tǒng)靜態(tài)特征2.4.1測試系統(tǒng)靜態(tài)特征和動態(tài)特征概述測量系統(tǒng)(廣義)——指單臺測量儀器，和由多臺儀器及設(shè)備等組成完整測試系統(tǒng)，也可指組成測量系統(tǒng)中某一步驟或單元。測量系統(tǒng)基本特征可由其輸入、輸出關(guān)系來表征，它是測量系統(tǒng)所展現(xiàn)出外部特征，并由其內(nèi)部參數(shù)也即系統(tǒng)本身固有屬性所決定。測量系統(tǒng)基本特征可分為兩類：一類被測量是靜止不變或改變極遲緩情況，此時工作在靜止?fàn)顟B(tài)下測量系統(tǒng)，其輸入與輸出量間函數(shù)關(guān)系，稱為測量系統(tǒng)靜態(tài)特征；另一類是被測量不停改變情況，此時，工作在動態(tài)下測量系統(tǒng)其輸入量與輸出量間函數(shù)關(guān)系稱為測量系統(tǒng)動態(tài)特征。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第29頁2.4.2測量系統(tǒng)靜態(tài)特征指標(biāo)1.靜態(tài)特征數(shù)學(xué)模型非線性時：取得靜態(tài)特征方法：

對一個測量系統(tǒng)進(jìn)行標(biāo)定或定時進(jìn)行校準(zhǔn)。即在要求標(biāo)準(zhǔn)工作條件下（要求溫度范圍、大氣壓力、濕度等），由高精度標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生器給出一系列數(shù)值已知、準(zhǔn)確、不隨時間改變輸入量xj，用高精度測量儀器測定被校測量系統(tǒng)對應(yīng)輸出量yj,得到由(xj,yj)數(shù)值列出數(shù)表、繪制曲線或求得數(shù)學(xué)表示式，即為被校準(zhǔn)測量系統(tǒng)輸出與輸入關(guān)系，亦稱之為靜態(tài)特征。非線性電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第30頁2.靜態(tài)特征基本參數(shù)（1）零位（零點）當(dāng)輸入量為零x=0時，測量系統(tǒng)輸出量不為零數(shù)值零位值為

零位值應(yīng)設(shè)法從測量結(jié)果中消除。比如能夠經(jīng)過測量系統(tǒng)調(diào)零機(jī)構(gòu)或者由軟件扣除。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第31頁（2）靈敏度是描述測量系統(tǒng)對輸入量改變反應(yīng)能力。靈敏度：當(dāng)靜態(tài)特征為一直線時，直線斜率即為靈敏度，且為一常數(shù)電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第32頁多級測量系統(tǒng)靈敏度若測量系統(tǒng)是由靈敏度分別為S1，S2，S3等多個相互獨(dú)立步驟組成時，測量系統(tǒng)總靈敏度S為電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第33頁（3）分辨力又稱靈敏度閾，它表征測量系統(tǒng)有效區(qū)分輸入量最小改變量能力。對模擬式測量系統(tǒng)，其分辨力普通為最小分度值1/2～1/5。對含有數(shù)字顯示器測量系統(tǒng)，其分辨力是當(dāng)最小有效數(shù)字增加一個字時對應(yīng)示值改變量，也即相當(dāng)于一個分度值。對于普通測量儀表要求是：靈敏度應(yīng)該大而分辨力應(yīng)該小.

電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第34頁（4）測量范圍、量程測量范圍——測量系統(tǒng)所能測量到最小被測量（輸入量）與最大被測量（輸入量）之間范圍。量程——測量系統(tǒng)測量范圍上限值與下限值之差模即稱為量程。量程又稱滿度值，表征測量系統(tǒng)能夠承受最大輸入量能力。比如一溫度測量系統(tǒng)測量范圍是－60～+1200C，那么它量程為1800C電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第35頁3.靜態(tài)特征質(zhì)量指標(biāo)（1）遲滯亦稱“滯后”或“回差”，表征測量系統(tǒng)在全量程范圍內(nèi)，輸入量由小到大（正行程）或由大小到（反行程）二者靜態(tài)特征不一致程度。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第36頁（2）重復(fù)性表征測量系統(tǒng)輸入量按同一方向作全量程連續(xù)屢次變動時，靜態(tài)特征不一致程度重復(fù)性是指標(biāo)定值分散性，是一個隨機(jī)誤差，能夠依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)偏差來計算S——子樣標(biāo)準(zhǔn)偏差；K——置信因子。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第37頁（3）線性度理想情況下，測量系統(tǒng)輸出——輸入關(guān)系應(yīng)該含有直線特征。線性度（又稱非線性誤差）說明輸出量與輸入量實際關(guān)系曲線偏離其擬合直線程度選定擬合直線不一樣，計算所得線性度數(shù)值也就不一樣電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第38頁（4）準(zhǔn)確度測量系統(tǒng)準(zhǔn)確度，俗稱精度。描述方式：①用準(zhǔn)確度等級指數(shù)來表征：準(zhǔn)確度等級指數(shù)a百分?jǐn)?shù)a%所表示相對值是代表允許誤差大?、谟貌淮_定度來表征：在要求條件下系統(tǒng)或裝置用于測量時所得測量結(jié)果不確定度。③簡化表示：一些國家標(biāo)準(zhǔn)未要求準(zhǔn)確度等級指數(shù)產(chǎn)品說明書中，慣用“精度”作為一項技術(shù)指標(biāo)來表征該產(chǎn)品準(zhǔn)確程度。通常精度A由線性度、滯環(huán)和重復(fù)性之和得出電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第39頁（5）可靠性裝置在要求時期內(nèi)及在保持其運(yùn)行指標(biāo)不超限情況下執(zhí)行其功效性能。反應(yīng)產(chǎn)品是否耐用一項綜合指標(biāo)。①平均無故障時間MTBF——在標(biāo)準(zhǔn)工作條件下不間斷地工作，直到發(fā)生故障而失去工作能力時間稱作為無故障時間。②可信任概率P——表示儀表誤差在給定時間內(nèi)依然保持在技術(shù)條件要求程度以內(nèi)概率。③故障率或失效率——平均無故障時間MTBFF倒數(shù)。④有效度或可用度

電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第40頁（6）穩(wěn)定性和影響系數(shù)①穩(wěn)定性——穩(wěn)定性是指在要求工作條件范圍之內(nèi)，在要求時間內(nèi)系統(tǒng)或儀器性能保持不變能力。如：一年不超出1％滿量程輸出。②影響系數(shù)——指示值改變與影響量改變量比值普通儀器都有給定標(biāo)準(zhǔn)工作條件，比如環(huán)境溫度20oC、相對濕度60%、大氣壓力101．33kPa、電源電壓220V等。又要求一個標(biāo)準(zhǔn)工作條件允許改變范圍：環(huán)境溫度(20±2)oC、相對濕度60％±15％、電源電壓(220±5)V等。如電源電壓改變10％引發(fā)示值改變1％(相對誤差)；溫度改變1oC引發(fā)示值改變3.1×10-3(引用誤差)電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第41頁(7)輸入電阻與輸出電阻輸入電阻與輸出電阻值對于組成測量系統(tǒng)各步驟而言甚為主要。前一步驟輸出電阻R01相當(dāng)于后面步驟信號源內(nèi)阻，所以輸出電阻理想值應(yīng)為零。后一步驟輸入電阻Ri2相當(dāng)于前面步驟負(fù)載；輸入電阻理想值為無窮大。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第42頁2.4.3電子測量儀器技術(shù)條件及誤差表示方法1.技術(shù)條件技術(shù)條件是要求儀器用途、工作特征、工作條件，以及運(yùn)輸、貯存條件技術(shù)文件。所以，它既是設(shè)計制造廠商產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，也是用戶正確使用和維護(hù)儀器主要依據(jù)。儀器用途：是研制或使用儀器目標(biāo)，它決定了儀器功效，同時與儀器工作條件、工作特征等親密相關(guān)。測量儀器工作特征：是用數(shù)值、公差范圍等來表征儀器性能量值，習(xí)慣上又稱為技術(shù)指標(biāo)。

分為電氣工作特征和普通工作特征兩類儀器工作條件：分基準(zhǔn)、額定和極限三種。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第43頁2.工作特征及儀器誤差測量儀器工作特征（技術(shù)指標(biāo)）包含①誤差；②穩(wěn)定性；③分辨力；④有效范圍（量程）；⑤測試速率；⑥可靠性等測量儀器允許誤差可用工作誤差、固有誤差、影響誤差、穩(wěn)定誤差等來描述。為了確保測量儀器示值準(zhǔn)確，儀器出廠前必須由檢驗部門對誤差指標(biāo)進(jìn)行檢驗。在使用期間，必須定時進(jìn)行校準(zhǔn)檢定，凡各項誤差指標(biāo)在允許誤差范圍之內(nèi)，儀器視為合格。（1）工作誤差工作誤差是在額定工作條件下儀器誤差極限值電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第44頁（2）固有誤差固有誤差在要求一組影響量基準(zhǔn)條件下給出誤差。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第45頁（3）影響誤差影響誤差是用來表明一個影響量對儀器測量誤差影響。比如溫度誤差、頻率誤差。它是當(dāng)一個影響量在其額定使用范圍內(nèi)（或一個影響特征在其有效范圍內(nèi)）取任一值，而其它影響量和影響特征均處于基準(zhǔn)條件時所測得誤差。（4）穩(wěn)定誤差穩(wěn)定誤差是儀器標(biāo)稱值在其它影響量和影響特征保持恒定情況下，于要求時間內(nèi)產(chǎn)生誤差極限。我國新部頒標(biāo)準(zhǔn)采取上述誤差表示方法。原來標(biāo)準(zhǔn)把測量儀器誤差用基本誤差和附加誤差來表示。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第46頁3.測量儀器誤差表示(P90)①以量程（滿度值）百分?jǐn)?shù)（即滿度誤差，引用誤差）形式，給出儀器準(zhǔn)確度等級（或稱精度等級）s。此時儀器誤差為：

②以讀數(shù)誤差和滿度誤差形式，給出儀器允許誤差或基本誤差，此時儀器誤差為：

電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第47頁電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第48頁

2.5測量系統(tǒng)動態(tài)特征

2.5.1測試系統(tǒng)動態(tài)特征描述——數(shù)學(xué)模型測量系統(tǒng)特征用數(shù)學(xué)模型來描述，主要有三種形式：①時域中微分方程；②復(fù)頻域中傳遞函數(shù)；③頻域中頻率特征。1.微分方程電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第49頁2.傳遞函數(shù)為簡化運(yùn)算，通常采取拉普拉斯變換來研究線性微分方程。傳遞函數(shù)——其表示式為在初始條件為零時，系統(tǒng)輸出量拉氏變換與輸入量拉氏變換之比。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第50頁傳遞函數(shù)有以下特點：①H(S)和輸入x(t)無關(guān)，它只反應(yīng)測量系統(tǒng)本身固有特征②H(S)反應(yīng)系統(tǒng)響應(yīng)特征，包含瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)時間響應(yīng)和頻率響應(yīng)全部信息，而與詳細(xì)物理結(jié)構(gòu)無關(guān)。③不一樣物理系統(tǒng)能夠有相同傳遞函數(shù)。④傳遞函數(shù)與微分方程等價。電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第51頁3.頻率響應(yīng)函數(shù)

對于穩(wěn)定常系數(shù)線性系統(tǒng)，可用傅里葉變換代替拉氏變換頻率特征是在初始條件為零情況下，輸出傅里葉變換和輸入傅里葉變換之比從物理意義上說，經(jīng)過傅里葉變換可把滿足一定條件任意信號分解成不一樣頻率正弦信號之和。頻率響應(yīng)函數(shù)在頻率域中反應(yīng)一個系統(tǒng)對正弦輸入穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，故又稱其為正弦傳遞函數(shù)電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第52頁（1）幅頻特征和相頻特征幅頻特征——當(dāng)輸入正弦信號頻率改變時，輸出、輸入正弦信號振幅之比隨頻率改變相頻特征——輸出、輸入正弦信號相位差隨頻率改變電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第53頁常見測量系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型1.一階系統(tǒng)幅頻特征：相頻特征：

——時間常數(shù)電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第54頁一階系統(tǒng)階躍響應(yīng)特征與特征參數(shù)當(dāng)系統(tǒng)輸入階躍信號x(t)時,響應(yīng)為y(t)0.95A電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第55頁2.二階系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型微分方程為系統(tǒng)固有角頻率，為阻尼比

傳遞函數(shù)頻率特征電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第56頁二階系統(tǒng)頻率特征幅頻特征相頻特征電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第57頁二階系統(tǒng)階躍響應(yīng)電子測量方法與測量系統(tǒng)教材第58頁2.5.3測量系統(tǒng)動態(tài)特征評價指標(biāo)及其測量

測量系統(tǒng)動態(tài)特征可用動態(tài)性能指標(biāo)