《電子測量chapter》課件

《電子測量》課件本課件將介紹電子測量技術(shù)的基礎(chǔ)知識、常用儀器和測量方法。課程簡介1概述《電子測量》課程介紹電子測量系統(tǒng)的基本原理、常用儀表和測量電路。2目的培養(yǎng)學生掌握電子測量技術(shù)的基本知識和技能，為后續(xù)的電子技術(shù)學習打下基礎(chǔ)。3內(nèi)容涵蓋測量系統(tǒng)的基本概念、儀表性能參數(shù)、模擬量和數(shù)字量測量電路、示波器原理、儀表校準等內(nèi)容。1.測量系統(tǒng)的基本概念定義測量系統(tǒng)由傳感器、信號調(diào)理電路、顯示器等組成，用于獲取被測量的物理量信息。目標測量系統(tǒng)旨在準確、可靠地測量被測物理量，并提供可信的測量結(jié)果。應用廣泛應用于科學研究、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療保健等領(lǐng)域，為我們了解和控制周圍世界提供重要手段。1.1測量系統(tǒng)的組成傳感器傳感器是測量系統(tǒng)的核心，負責將被測物理量轉(zhuǎn)換為可測量的電信號。它將物理量轉(zhuǎn)換為電信號，例如溫度、壓力、光線、聲音等。傳感器的精度和靈敏度直接影響測量結(jié)果的準確性。信號調(diào)理電路信號調(diào)理電路對傳感器輸出的信號進行處理，例如放大、濾波、線性化等，以提高信號質(zhì)量并將其轉(zhuǎn)換為適合后續(xù)處理的信號形式。顯示器或記錄器顯示器或記錄器用于顯示或記錄測量結(jié)果。顯示器可以是數(shù)字顯示器、模擬指針式儀表或圖形顯示器，記錄器則用于長期記錄測量數(shù)據(jù)。1.2測量誤差的分類系統(tǒng)誤差由儀器本身的缺陷、測量方法的不完善或環(huán)境條件的影響造成的誤差。隨機誤差在相同條件下進行多次測量，結(jié)果會略有差異，這種誤差稱為隨機誤差。1.3測量不確定度的評估確定誤差來源識別測量過程中可能導致不確定度的因素。量化誤差評估每個誤差來源對最終測量結(jié)果的影響程度。計算不確定度使用統(tǒng)計方法計算測量結(jié)果的不確定度范圍。2.儀表的基本性能參數(shù)量程儀表能夠測量的最大值和最小值之間的范圍。分辨率儀表能夠區(qū)分的最小值變化。精度和準確度儀表測量結(jié)果的可靠性和真實性。響應時間儀表從輸入信號變化到輸出顯示變化所需的時間。2.1量程1定義量程是指儀器能夠測量的最大值和最小值之間的范圍.2意義量程決定了儀器能夠測量的信號范圍,選擇合適的量程可以保證測量結(jié)果的準確性.3示例一個電壓表的量程為0-10V,表示它可以測量0V到10V之間的電壓.2.2分辨率定義分辨是指儀器能夠分辨的最小變化量，通常用儀器刻度盤上的最小刻度值或數(shù)字顯示屏上的最小位數(shù)來表示。影響儀器的分辨率越高，測量結(jié)果越精確，但是測量范圍也越小。2.3精度和準確度精度表示測量結(jié)果的重復性，即多次測量值之間的接近程度。準確度表示測量結(jié)果與真值的接近程度。2.4響應時間響應時間定義響應時間是指儀表從接收到測量信號到其輸出指示達到穩(wěn)定狀態(tài)所需的時間。影響因素響應時間受儀表內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)、元器件特性和測量信號頻率等因素影響。測量意義響應時間是衡量儀表對快速變化的測量信號的反應速度和靈敏度。3.模擬量測量電路模擬量測量概述模擬信號在電路中的測量方法，通常使用模擬電路進行測量。常見類型常見的模擬量測量電路包括電壓測量、電流測量和電阻測量。3.1電壓測量電路分壓電路將高電壓降至測量范圍內(nèi)的電路。運算放大器電路通過運算放大器進行放大、濾波或其他信號處理。數(shù)字電壓表電路將模擬電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并顯示數(shù)值。3.2電流測量電路安培計安培計用于測量電路中的電流大小，串聯(lián)接入電路中。分流器分流器用于降低電流，并提供與電流成正比的電壓，方便用電壓表測量電流。3.3電阻測量電路電阻測量方法電阻測量方法主要包括惠斯通電橋法、伏安法、歐姆表法等。測量電路設(shè)計根據(jù)測量精度、測量范圍等要求設(shè)計合適的測量電路，并選擇合適的測量儀器。誤差分析對測量結(jié)果進行誤差分析，評估測量結(jié)果的可靠性和準確性。4.數(shù)字量測量電路數(shù)字量測量電路將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號進行處理，具有更高的精度和抗干擾性。優(yōu)點精度高抗干擾性強易于處理和存儲應用數(shù)字電壓表數(shù)字電流表數(shù)字電阻表4.1數(shù)字電壓表1直接顯示電壓值數(shù)字電壓表直接顯示電壓值，無需用戶手動估算。2高精度測量數(shù)字電壓表采用高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)，可實現(xiàn)更高精度的測量。3多種功能現(xiàn)代數(shù)字電壓表通常集成了多種功能，例如數(shù)據(jù)記錄、數(shù)據(jù)分析、自動量程等。4.2數(shù)字電流表數(shù)字電流表的工作原理數(shù)字電流表將電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并顯示在數(shù)字顯示器上。數(shù)字電流表的優(yōu)點數(shù)字電流表具有高精度、高分辨率、抗干擾能力強等優(yōu)點，是現(xiàn)代電子測量中常用的電流測量儀表。數(shù)字電流表的類型數(shù)字電流表可以分為多種類型，例如直流數(shù)字電流表、交流數(shù)字電流表、多功能數(shù)字電流表等。4.3數(shù)字電阻表高精度測量數(shù)字電阻表可以精確地測量電阻值，通常精度可達萬分之一甚至百萬分之一。自動量程選擇數(shù)字電阻表可以自動選擇合適的量程，方便測量不同阻值的電阻。數(shù)據(jù)顯示清晰數(shù)字電阻表將測量結(jié)果直接顯示在液晶屏上，方便讀取和記錄。功能多樣除了測量電阻，數(shù)字電阻表通常還具有測量電壓、電流、頻率、溫度等功能。示波器的基本原理示波器是電子測量中最常用的儀器之一，用于觀察和測量電信號的波形。橫軸：時間示波器屏幕上的橫軸代表時間，每個單位對應一定的時間間隔?？v軸：電壓示波器屏幕上的縱軸代表電壓，每個單位對應一定的電壓值。5.1示波器的組成垂直放大器放大輸入信號，使其能夠在屏幕上顯示。水平掃描電路控制電子束在屏幕上的水平移動速度。陰極射線管將電子束發(fā)射到屏幕上，形成圖像。觸發(fā)電路控制掃描過程的開始和結(jié)束。示波器的工作原理1信號放大放大輸入信號使其足以驅(qū)動顯示器。2水平掃描電子束以恒定速度橫向掃描顯示器。3垂直偏轉(zhuǎn)放大后的信號控制電子束的垂直運動。4圖像顯示掃描電子束和信號的組合產(chǎn)生信號的圖形。5.3示波器的功能和使用1信號觀察顯示信號的波形，了解其幅度、頻率和相位等參數(shù)。2信號測量測量信號的電壓、頻率、周期、占空比等參數(shù)。3信號分析通過對信號波形的分析，可以了解信號的特性和變化趨勢。儀表校準和測量系統(tǒng)標準化確保測量結(jié)果的準確性和可靠性至關(guān)重要。儀表校準將儀表的測量值與標準值進行比較，并進行調(diào)整以確保其準確性。測量系統(tǒng)標準化建立統(tǒng)一的測量標準，確保不同測量系統(tǒng)之間結(jié)果的一致性。儀表校準的目的和方法保證測量精度校準可以確保儀表的測量結(jié)果準確可靠，符合預期的精度要求。消除系統(tǒng)誤差校準可以消除儀表本身的系統(tǒng)誤差，使其能夠更準確地反映被測量的真實值。提高測量一致性校準可以確保不同儀表之間的測量結(jié)果一致，避免因儀表差異導致測量結(jié)果不一致。延長儀表使用壽命定期校準可以幫助及時發(fā)現(xiàn)儀表故障，避免因儀表故障導致測量結(jié)果錯誤，延長儀表的使用壽命。測量系統(tǒng)標準化的意義提高測量結(jié)果的準確度和可靠性。確保不同測量系統(tǒng)之間結(jié)果的可比性和一致性