测量方法与测量系统剖析优秀PPT.ppt

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1、电子测量电子测量电子测量电子测量第1页第第2 2章章 测量方法与测量系统测量方法与测量系统2 2 2 21 1 1 1 电子测量的基本原理电子测量的基本原理电子测量的基本原理电子测量的基本原理2 2 2 22 2 2 2 电子测量的对象电子测量的对象电子测量的对象电子测量的对象信号与系统信号与系统信号与系统信号与系统2.3 2.3 2.3 2.3 测量方法的分类概述测量方法的分类概述测量方法的分类概述测量方法的分类概述 2 2 2 24 4 4 4 测量系统的静态特性测量系统的静态特性测量系统的静态特性测量系统的静态特性2.5 2.5 2.5 2.5 测量系统的动态特性测量系统的动态特性测量系

2、统的动态特性测量系统的动态特性 电子测量电子测量电子测量电子测量第2页2.1 电子测量的基本概念电子测量的基本概念2.1.1 2.1.1 电子测量的意义电子测量的意义2020世纪世纪3030年头，便起先了测量科学与电子科年头，便起先了测量科学与电子科学的结合，产生了电子测量技术学的结合，产生了电子测量技术 处理信息最有效、最成功的是电子科学技术处理信息最有效、最成功的是电子科学技术 具有极快的速度具有极快的速度 具有极精细的辨别实力，很宽的作用范围。具有极精细的辨别实力，很宽的作用范围。极有利于信息传递极有利于信息传递 极为敏捷的变换技术。极为敏捷的变换技术。巨大的信息处理实力巨大的信息处理实

3、力 电子测量电子测量电子测量电子测量第3页2.1.2 电子测量的特点电子测量的特点（1 1 1 1）测量频率范围宽。被测信号的频率范围除测量直流）测量频率范围宽。被测信号的频率范围除测量直流）测量频率范围宽。被测信号的频率范围除测量直流）测量频率范围宽。被测信号的频率范围除测量直流外，测量沟通信号的频率范围低至外，测量沟通信号的频率范围低至外，测量沟通信号的频率范围低至外，测量沟通信号的频率范围低至10-6Hz10-6Hz10-6Hz10-6Hz以下，高至以下，高至以下，高至以下，高至THzTHzTHzTHz（1THz=1012Hz1THz=1012Hz1THz=1012Hz1THz=1012

4、Hz）（2 2 2 2）量程范围宽。如数字万用表对电压测量由纳伏）量程范围宽。如数字万用表对电压测量由纳伏）量程范围宽。如数字万用表对电压测量由纳伏）量程范围宽。如数字万用表对电压测量由纳伏（nVnVnVnV）级至千伏（）级至千伏（）级至千伏（）级至千伏（kVkVkVkV）级电压，量程达）级电压，量程达）级电压，量程达）级电压，量程达12121212个数量级个数量级个数量级个数量级 （3 3 3 3）测量精确度高。例如，用电子测量方法对频率和时）测量精确度高。例如，用电子测量方法对频率和时）测量精确度高。例如，用电子测量方法对频率和时）测量精确度高。例如，用电子测量方法对频率和时间进行测量时，

5、由于接受原子频标和原子秒作为基准，间进行测量时，由于接受原子频标和原子秒作为基准，间进行测量时，由于接受原子频标和原子秒作为基准，间进行测量时，由于接受原子频标和原子秒作为基准，可以使测量精确度达到可以使测量精确度达到可以使测量精确度达到可以使测量精确度达到10-1310-1310-1310-1310-1410-1410-1410-14的数量级。的数量级。的数量级。的数量级。（4 4 4 4）测量速度快。因为电子测量是通过电子运动和电磁）测量速度快。因为电子测量是通过电子运动和电磁）测量速度快。因为电子测量是通过电子运动和电磁）测量速度快。因为电子测量是通过电子运动和电磁波传播进行工作波传播进

6、行工作波传播进行工作波传播进行工作 （5 5 5 5）易于实现遥测）易于实现遥测）易于实现遥测）易于实现遥测 （6 6 6 6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化）易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化）易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化）易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化电子测量电子测量电子测量电子测量第4页2.1.3 2.1.3 电子测量的内容电子测量的内容从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术为手段而进行的测量，即以电子科技理论为依为手段而进行的测

7、量，即以电子科技理论为依为手段而进行的测量，即以电子科技理论为依为手段而进行的测量，即以电子科技理论为依据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和非电量进行的测量。非电量进行的测量。非电量进行的测量。非电量进行的测量。从狭义上讲，电子测量则是利用电子技术对电从狭义上讲，电子测量则是利用电子技术对电从狭义上讲，电子测量则是利用电子技术对电从狭义上讲，电子测量则是利用电子技术对电子学中有关的电量所进行的测量。子学中有关的电量所进行的测量。子学中有关的电量所进行的测量。子学中有关的电

8、量所进行的测量。电子测量电子测量电子测量电子测量第5页2.1.3 2.1.3 电子测量的内容电子测量的内容（续）（续）（续）（续）u电子测量的内容是：电子测量的内容是：电子测量的内容是：电子测量的内容是：u（1 1 1 1）按具体的测量对象来分类，包括下列电参数）按具体的测量对象来分类，包括下列电参数）按具体的测量对象来分类，包括下列电参数）按具体的测量对象来分类，包括下列电参数的测量的测量的测量的测量u电能量的测量电能量的测量电能量的测量电能量的测量 包括各种频率及波形下的电压、包括各种频率及波形下的电压、包括各种频率及波形下的电压、包括各种频率及波形下的电压、电流、功率、电场强度等的测量。

9、电流、功率、电场强度等的测量。电流、功率、电场强度等的测量。电流、功率、电场强度等的测量。u电路参数的测量电路参数的测量电路参数的测量电路参数的测量 包括电阻、电感、电容、阻抗、包括电阻、电感、电容、阻抗、包括电阻、电感、电容、阻抗、包括电阻、电感、电容、阻抗、品质因数、电子器件参数等的测量。品质因数、电子器件参数等的测量。品质因数、电子器件参数等的测量。品质因数、电子器件参数等的测量。u电信号特征的测量电信号特征的测量电信号特征的测量电信号特征的测量 包括信号、频率、周期、时包括信号、频率、周期、时包括信号、频率、周期、时包括信号、频率、周期、时间、相位、调幅度、调频指数、失真度、噪音以间、

10、相位、调幅度、调频指数、失真度、噪音以间、相位、调幅度、调频指数、失真度、噪音以间、相位、调幅度、调频指数、失真度、噪音以及数字信号的逻辑状态等的测量。及数字信号的逻辑状态等的测量。及数字信号的逻辑状态等的测量。及数字信号的逻辑状态等的测量。u电子设备性能的测量电子设备性能的测量电子设备性能的测量电子设备性能的测量 包括放大倍数、衰减、灵包括放大倍数、衰减、灵包括放大倍数、衰减、灵包括放大倍数、衰减、灵敏度、频率特性、通频带、噪声系数的测量。敏度、频率特性、通频带、噪声系数的测量。敏度、频率特性、通频带、噪声系数的测量。敏度、频率特性、通频带、噪声系数的测量。u特性曲线的测量特性曲线的测量特性

11、曲线的测量特性曲线的测量 包括幅频特性曲线、晶体管特包括幅频特性曲线、晶体管特包括幅频特性曲线、晶体管特包括幅频特性曲线、晶体管特性曲线等的测量和显示。性曲线等的测量和显示。性曲线等的测量和显示。性曲线等的测量和显示。电子测量电子测量电子测量电子测量第6页2.1.3 2.1.3 电子测量的内容电子测量的内容（续）（续）（续）（续）u（2 2 2 2）按按按按基基基基本本本本的的的的测测测测量量量量对对对对象象象象来来来来看看看看，电电电电子子子子测测测测量量量量是是是是对对对对电信号和电系统的测量：电信号和电系统的测量：电信号和电系统的测量：电信号和电系统的测量：u电子测量的电子测量的电子测量

12、的电子测量的基本对象是未知基本对象是未知基本对象是未知基本对象是未知的信号与系统的信号与系统的信号与系统的信号与系统 u电子测量的电子测量的电子测量的电子测量的基本工具是已知基本工具是已知基本工具是已知基本工具是已知的信号与系统的信号与系统的信号与系统的信号与系统 u电子测量的电子测量的电子测量的电子测量的基本工作机理基本工作机理基本工作机理基本工作机理是信号与系统的相是信号与系统的相是信号与系统的相是信号与系统的相互作用互作用互作用互作用电子测量电子测量电子测量电子测量第7页2.2 2.2 电子测量的对象电子测量的对象信号与系统信号与系统 2.2.1 2.2.1 2.2.1 2.2.1 信号

13、的基本概念信号的基本概念信号的基本概念信号的基本概念测测测测量量量量的的的的目目目目的的的的是是是是获获获获得得得得被被被被测测测测对对对对象象象象的的的的信信信信息息息息，信信信信息息息息描描描描述述述述了了了了被被被被测对象的状态及其变更方式。测对象的状态及其变更方式。测对象的状态及其变更方式。测对象的状态及其变更方式。信信信信号号号号就就就就是是是是信信信信息息息息的的的的某某某某种种种种物物物物理理理理表表表表现现现现方方方方式式式式，信信信信号号号号是是是是信信信信息息息息的的的的载体，是物质，具备能量。载体，是物质，具备能量。载体，是物质，具备能量。载体，是物质，具备能量。同同同同

14、一一一一个个个个信信信信息息息息可可可可以以以以用用用用不不不不同同同同的的的的信信信信号号号号来来来来运运运运载载载载，反反反反之之之之，同同同同一一一一种信号也可以运载不同的信息。种信号也可以运载不同的信息。种信号也可以运载不同的信息。种信号也可以运载不同的信息。电子测量电子测量电子测量电子测量第8页2.2.1 2.2.1 被测对象被测对象信号与系统的特点及分类信号与系统的特点及分类信号的特点是：信号的特点是：信号的特点是：信号的特点是：信号是用变更着的物理量来表示信息的一种函数；信号是用变更着的物理量来表示信息的一种函数；信号是用变更着的物理量来表示信息的一种函数；信号是用变更着的物理量

15、来表示信息的一种函数；信信信信号号号号中中中中包包包包含含含含着着着着信信信信息息息息，它它它它是是是是信信信信息息息息的的的的载载载载体体体体，具具具具有有有有能能能能量量量量（有有有有能能能能源源源源）。被被被被测测测测对对对对象象象象的的的的信信信信息息息息感感感感知知知知阶阶阶阶段段段段的的的的任任任任务务务务，是要把信息变换成信号；是要把信息变换成信号；是要把信息变换成信号；是要把信息变换成信号；信信信信号号号号不不不不是是是是信信信信息息息息本本本本身身身身，必必必必需需需需对对对对信信信信号号号号进进进进行行行行测测测测量量量量后后后后，才才才才能能能能从信号中提取出信息，这是电

16、子测量的根本目的。从信号中提取出信息，这是电子测量的根本目的。从信号中提取出信息，这是电子测量的根本目的。从信号中提取出信息，这是电子测量的根本目的。电子测量电子测量电子测量电子测量第9页2.2.2 2.2.2 信号的分类信号的分类1.1.1.1.确定性信号和非确定性信号确定性信号和非确定性信号确定性信号和非确定性信号确定性信号和非确定性信号电电电电子子子子测测测测量量量量中中中中被被被被测测测测信信信信号号号号大大大大多多多多是是是是时时时时间间间间的的的的函函函函数数数数x(t)x(t)x(t)x(t)，按按按按其其其其性质不同可分类如下：性质不同可分类如下：性质不同可分类如下：性质不同可

17、分类如下：确确确确定定定定性性性性信信信信号号号号：在在在在相相相相同同同同试试试试验验验验条条条条件件件件下下下下，能能能能够够够够重重重重复复复复实实实实现现现现的的的的信信信信号号号号。确确确确定定定定性性性性信信信信号号号号又又又又分分分分为为为为：恒恒恒恒定定定定（直直直直流流流流）信信信信号号号号；周周周周期期期期信信信信号号号号（简简简简谐谐谐谐周周周周期期期期信信信信号号号号和和和和困困困困难难难难周周周周期期期期信信信信号号号号）；非周期信号（准周期信号和瞬变冲激信号）；非周期信号（准周期信号和瞬变冲激信号）；非周期信号（准周期信号和瞬变冲激信号）；非周期信号（准周期信号和瞬

18、变冲激信号）；非非非非确确确确定定定定性性性性（随随随随机机机机）信信信信号号号号：在在在在相相相相同同同同试试试试验验验验条条条条件件件件下下下下，不不不不能能能能够够够够重重重重复复复复实实实实现现现现的的的的信信信信号号号号。随随随随机机机机信信信信号号号号又又又又分分分分为为为为：平平平平稳稳稳稳随机信号；非平稳随机信号。随机信号；非平稳随机信号。随机信号；非平稳随机信号。随机信号；非平稳随机信号。电子测量电子测量电子测量电子测量第10页2.2.2 2.2.2 信号的分类信号的分类（续）（续）（续）（续）u2.2.2.2.周期性信号与非周期性信号周期性信号与非周期性信号周期性信号与非周

19、期性信号周期性信号与非周期性信号 u3.3.3.3.连续信号与离散信号连续信号与离散信号连续信号与离散信号连续信号与离散信号 电子测量电子测量电子测量电子测量第11页2.2.2 2.2.2 信号的分类信号的分类（续）（续）（续）（续）4.4.4.4.时限信号和频限信号时限信号和频限信号时限信号和频限信号时限信号和频限信号u时时时时限限限限信信信信号号号号是是是是指指指指信信信信号号号号在在在在时时时时间间间间的的的的有有有有限限限限区区区区间间间间（t t t t1 1 1 1，t t t t2 2 2 2）内内内内有有有有定定定定义义义义、在在在在区区区区间间间间之之之之外外外外信信信信号号

20、号号值值值值恒恒恒恒等等等等于于于于零零零零的的的的信信信信号号号号，称为时域有限信号。称为时域有限信号。称为时域有限信号。称为时域有限信号。例例例例如如如如，矩矩矩矩形形形形脉脉脉脉冲冲冲冲、正正正正弦弦弦弦脉脉脉脉冲冲冲冲等等等等。而而而而周周周周期期期期信信信信号号号号、指指指指数数数数信信信信号、随机信号等，则为时域无限信号。号、随机信号等，则为时域无限信号。号、随机信号等，则为时域无限信号。号、随机信号等，则为时域无限信号。u频频频频限限限限信信信信号号号号是是是是指指指指在在在在频频频频率率率率域域域域内内内内只只只只占占占占据据据据有有有有限限限限的的的的带带带带宽宽宽宽（f f

21、 f f1 1 1 1f f f f2 2 2 2）、在在在在这这这这一一一一带带带带宽宽宽宽之之之之外外外外信信信信号号号号值值值值恒恒恒恒等等等等于于于于零零零零的的的的信信信信号号号号，称为频域有限信号。称为频域有限信号。称为频域有限信号。称为频域有限信号。电子测量电子测量电子测量电子测量第12页2.2.2 2.2.2 信号的分类信号的分类（续）（续）（续）（续）（5 5 5 5）信号的时间特性和频率特性）信号的时间特性和频率特性）信号的时间特性和频率特性）信号的时间特性和频率特性时时时时间间间间特特特特性性性性：反反反反映映映映在在在在信信信信号号号号随随随随时时时时间间间间变变变变更

22、更更更的的的的波波波波形形形形上上上上，包包包包括括括括信信信信号号号号出出出出现现现现时时时时间间间间的的的的先先先先后后后后、持持持持续续续续时时时时间间间间的的的的长长长长短短短短、重重重重复复复复周周周周期期期期的的的的大大大大小小小小、随随随随时时时时间间间间变变变变更速率的快慢、幅度的大小等等。更速率的快慢、幅度的大小等等。更速率的快慢、幅度的大小等等。更速率的快慢、幅度的大小等等。频频频频率率率率特特特特性性性性：一一一一个个个个困困困困难难难难信信信信号号号号可可可可以以以以分分分分解解解解成成成成很很很很多多多多不不不不同同同同频频频频率率率率的的的的正正正正弦弦弦弦重重重重

23、量量量量，即即即即具具具具有有有有确确确确定定定定的的的的频频频频率率率率成成成成分分分分。将将将将各各各各个个个个正正正正弦弦弦弦重重重重量量量量的的的的幅幅幅幅度度度度和和和和相相相相位位位位分分分分别别别别按按按按频频频频率率率率凹凹凹凹凸凸凸凸依依依依次次次次排排排排列列列列就就就就成成成成为为为为频频频频谱谱谱谱。信信信信号号号号的的的的频频频频谱谱谱谱包包包包含含含含了了了了信信信信号的全部信息。号的全部信息。号的全部信息。号的全部信息。（6 6 6 6）信号的空间分布结构）信号的空间分布结构）信号的空间分布结构）信号的空间分布结构 很多信号，既具有时间特性、也还具有空间特性很多信

24、号，既具有时间特性、也还具有空间特性很多信号，既具有时间特性、也还具有空间特性很多信号，既具有时间特性、也还具有空间特性例例例例如如如如描描描描述述述述大大大大气气气气压压压压随随随随海海海海拔拔拔拔高高高高度度度度变变变变更更更更的的的的信信信信号号号号，其其其其自自自自变变变变量量量量表表表表示示示示海海海海拔拔拔拔高高高高度度度度；描描描描述述述述飞飞飞飞机机机机机机机机翼翼翼翼上上上上应应应应变变变变分分分分布布布布的的的的信信信信号号号号，其其其其自自自自变变变变量量量量表表表表示示示示结结结结构构构构尺寸；尺寸；尺寸；尺寸；电子测量电子测量电子测量电子测量第13页2.2.3 2.2

25、.3 系统的基本概念系统的基本概念 信号的产生、传输、处理、存储和再现都须要确定信号的产生、传输、处理、存储和再现都须要确定信号的产生、传输、处理、存储和再现都须要确定信号的产生、传输、处理、存储和再现都须要确定的物理装置，这种装置通常就称为系统。的物理装置，这种装置通常就称为系统。的物理装置，这种装置通常就称为系统。的物理装置，这种装置通常就称为系统。从一般意义讲，系统是由若干相互依靠、相互作用的从一般意义讲，系统是由若干相互依靠、相互作用的从一般意义讲，系统是由若干相互依靠、相互作用的从一般意义讲，系统是由若干相互依靠、相互作用的事物组合而成的具有特定功能的整体。事物组合而成的具有特定功能

26、的整体。事物组合而成的具有特定功能的整体。事物组合而成的具有特定功能的整体。1.1.1.1.系统的外部特性系统的外部特性系统的外部特性系统的外部特性即系统的输入与输出之间的关系或系统的功能。即系统的输入与输出之间的关系或系统的功能。即系统的输入与输出之间的关系或系统的功能。即系统的输入与输出之间的关系或系统的功能。电子测量电子测量电子测量电子测量第14页2.2.3 2.2.3 系统的基本概念系统的基本概念（续）（续）（续）（续）2.2.2.2.系统的内部结构系统的内部结构系统的内部结构系统的内部结构测测测测量量量量系系系系统统统统的的的的内内内内 部部部部特特特特性性性性是是是是由由由由其其其

27、其内内内内部部部部参参参参数数数数也也也也即即即即系系系系统统统统本本本本身身身身的固有属性确定。的固有属性确定。的固有属性确定。的固有属性确定。系系系系统统统统模模模模型型型型指指指指系系系系统统统统物物物物理理理理特特特特性性性性的的的的数数数数学学学学抽抽抽抽象象象象，即即即即以以以以数数数数学学学学表表表表达达达达式式式式或或或或具具具具有有有有志志志志向向向向特特特特性性性性的的的的符符符符号号号号组组组组合合合合图图图图形形形形来来来来表表表表征征征征系系系系统统统统的的的的输入输入输入输入-输出特性输出特性输出特性输出特性 电子测量电子测量电子测量电子测量第15页2.2.4 2.

28、2.4 被测系统的分类被测系统的分类1.1.1.1.单输入单输入单输入单输入/输出与多输入输出与多输入输出与多输入输出与多输入/输出系统输出系统输出系统输出系统 2.2.2.2.线性系统与非线性系统线性系统与非线性系统线性系统与非线性系统线性系统与非线性系统 线性系统满足两个基本条件：线性系统满足两个基本条件：线性系统满足两个基本条件：线性系统满足两个基本条件：叠加原理。叠加原理。叠加原理。叠加原理。系统的响应与输入信号的作用无关。系统的响应与输入信号的作用无关。系统的响应与输入信号的作用无关。系统的响应与输入信号的作用无关。线性系统对随意输入的响应都可用傅氏变换表示。线性系统对随意输入的响应

29、都可用傅氏变换表示。线性系统对随意输入的响应都可用傅氏变换表示。线性系统对随意输入的响应都可用傅氏变换表示。输出信号的频谱函数为输出信号的频谱函数为输出信号的频谱函数为输出信号的频谱函数为 线性系统具有频率保持性。测量、分析或比较线性系线性系统具有频率保持性。测量、分析或比较线性系线性系统具有频率保持性。测量、分析或比较线性系线性系统具有频率保持性。测量、分析或比较线性系统在正弦信号激励下的响应，就可以对系统的各种电统在正弦信号激励下的响应，就可以对系统的各种电统在正弦信号激励下的响应，就可以对系统的各种电统在正弦信号激励下的响应，就可以对系统的各种电气特性作出全面的评价气特性作出全面的评价气

30、特性作出全面的评价气特性作出全面的评价电子测量电子测量电子测量电子测量第16页2.2.4 2.2.4 被测系统的分类被测系统的分类（续）（续）（续）（续）3.3.3.3.即时系统与动态系统即时系统与动态系统即时系统与动态系统即时系统与动态系统即即即即时时时时系系系系统统统统（瞬瞬瞬瞬时时时时系系系系统统统统或或或或无无无无记记记记忆忆忆忆系系系系统统统统）：系系系系统统统统在在在在任任任任何何何何时刻时刻时刻时刻t t t t的输出都只与该时刻的输入有关；的输出都只与该时刻的输入有关；的输出都只与该时刻的输入有关；的输出都只与该时刻的输入有关；动动动动态态态态系系系系统统统统（存存存存储储储储

31、系系系系统统统统或或或或有有有有记记记记忆忆忆忆系系系系统统统统）：在在在在时时时时刻刻刻刻t t t t的的的的输输输输出出出出不不不不仅仅仅仅与与与与该该该该时时时时刻刻刻刻的的的的输输输输入入入入有有有有关关关关，而而而而且且且且还还还还与与与与该该该该时时时时刻刻刻刻以以以以前前前前或或或或以以以以后后后后的的的的输输输输入入入入有有有有关关关关。记记记记忆忆忆忆系系系系统统统统的的的的输输输输入入入入输输输输出出出出关关关关系系系系是是是是一一一一般是微分或差分方程般是微分或差分方程般是微分或差分方程般是微分或差分方程 。4.4.4.4.模拟系统与数字系统模拟系统与数字系统模拟系统与

32、数字系统模拟系统与数字系统 模拟系统是分析和处理模拟信号的系统，模拟系统是分析和处理模拟信号的系统，模拟系统是分析和处理模拟信号的系统，模拟系统是分析和处理模拟信号的系统，数字系统是分析和处理脉冲与数字信号的系统。数字系统是分析和处理脉冲与数字信号的系统。数字系统是分析和处理脉冲与数字信号的系统。数字系统是分析和处理脉冲与数字信号的系统。电子测量电子测量电子测量电子测量第17页2.2.5 2.2.5 系统的可测性与可控性系统的可测性与可控性u系统可观测系统可观测系统可观测系统可观测系统的属性（事物内部自身运动系统的属性（事物内部自身运动系统的属性（事物内部自身运动系统的属性（事物内部自身运动的

33、表现）能通过四周环境表现出来，也就是说，的表现）能通过四周环境表现出来，也就是说，的表现）能通过四周环境表现出来，也就是说，的表现）能通过四周环境表现出来，也就是说，能通过外部世界观测到。能通过外部世界观测到。能通过外部世界观测到。能通过外部世界观测到。u系统是可控系统是可控系统是可控系统是可控系统（事物内部运动）能接收四系统（事物内部运动）能接收四系统（事物内部运动）能接收四系统（事物内部运动）能接收四周环境的影响，变更系统的运动状态。周环境的影响，变更系统的运动状态。周环境的影响，变更系统的运动状态。周环境的影响，变更系统的运动状态。电子测量电子测量电子测量电子测量第18页2.3 2.3

34、测量方法的分类概述测量方法的分类概述2.3.1 2.3.1 2.3.1 2.3.1 干脆测量与间接测量干脆测量与间接测量干脆测量与间接测量干脆测量与间接测量（1 1 1 1）干干干干脆脆脆脆测测测测量量量量用用用用已已已已标标标标定定定定的的的的仪仪仪仪器器器器，干干干干脆脆脆脆地地地地测测测测量量量量出出出出某某某某一一一一待待待待测测测测未知量的量值。未知量的量值。未知量的量值。未知量的量值。（2 2 2 2）间间间间接接接接测测测测量量量量对对对对与与与与未未未未知知知知待待待待测测测测量量量量y y y y有有有有准准准准确确确确函函函函数数数数关关关关系系系系的的的的其其其其他他他他

35、变变变变 量量量量 x x x x（或或或或 n n n n个个个个 变变变变 量量量量）进进进进 行行行行 干干干干 脆脆脆脆 测测测测 量量量量，然然然然 后后后后 再再再再 通通通通 过过过过 函函函函 数数数数 ，计算出待测量，计算出待测量，计算出待测量，计算出待测量y y y y。（3 3 3 3）组合测量）组合测量）组合测量）组合测量 电子测量电子测量电子测量电子测量第19页2.3.2 2.3.2 有源参量与无源参量的测量有源参量与无源参量的测量被测对象可按有源量或无源量划分为两大类被测对象可按有源量或无源量划分为两大类被测对象可按有源量或无源量划分为两大类被测对象可按有源量或无源

36、量划分为两大类 1.1.1.1.有源量的测量有源量的测量有源量的测量有源量的测量2.2.2.2.无源量的测量无源量的测量无源量的测量无源量的测量 电子测量电子测量电子测量电子测量第20页2.3.2 2.3.2 有源参量与无源参量的测量有源参量与无源参量的测量（续）（续）（续）（续）3.3.3.3.电子测量仪器的功能结构电子测量仪器的功能结构电子测量仪器的功能结构电子测量仪器的功能结构 被测对象的有源与无源特性确定了测量系统的组成方法和被测对象的有源与无源特性确定了测量系统的组成方法和被测对象的有源与无源特性确定了测量系统的组成方法和被测对象的有源与无源特性确定了测量系统的组成方法和功能结构功能

37、结构功能结构功能结构 信号特性参量为常见的有源量，主要包含信号的电压与功率、信号特性参量为常见的有源量，主要包含信号的电压与功率、信号特性参量为常见的有源量，主要包含信号的电压与功率、信号特性参量为常见的有源量，主要包含信号的电压与功率、频率与波长、周期与时间、波形与频谱等；频率与波长、周期与时间、波形与频谱等；频率与波长、周期与时间、波形与频谱等；频率与波长、周期与时间、波形与频谱等；电压表、电流表、功率计、频率计、示波器、频谱仪、逻辑分电压表、电流表、功率计、频率计、示波器、频谱仪、逻辑分电压表、电流表、功率计、频率计、示波器、频谱仪、逻辑分电压表、电流表、功率计、频率计、示波器、频谱仪、

38、逻辑分析仪等仪器不含激励信号源析仪等仪器不含激励信号源析仪等仪器不含激励信号源析仪等仪器不含激励信号源系统特性参数为常见的无源量，包括集总与分布参数系统的特系统特性参数为常见的无源量，包括集总与分布参数系统的特系统特性参数为常见的无源量，包括集总与分布参数系统的特系统特性参数为常见的无源量，包括集总与分布参数系统的特性，例如，电阻、电感、电容、品质因数、阻抗、导纳、性，例如，电阻、电感、电容、品质因数、阻抗、导纳、性，例如，电阻、电感、电容、品质因数、阻抗、导纳、性，例如，电阻、电感、电容、品质因数、阻抗、导纳、介电常数、导磁率、驻波比、反射系数、散射系数、衰减介电常数、导磁率、驻波比、反射系

39、数、散射系数、衰减介电常数、导磁率、驻波比、反射系数、散射系数、衰减介电常数、导磁率、驻波比、反射系数、散射系数、衰减以及单位阶跃响应或单位冲激（脉冲）响应与传递函数等。以及单位阶跃响应或单位冲激（脉冲）响应与传递函数等。以及单位阶跃响应或单位冲激（脉冲）响应与传递函数等。以及单位阶跃响应或单位冲激（脉冲）响应与传递函数等。RLCRLCRLCRLC测试仪、阻抗分析仪、网络分析仪、频率特性测试仪（扫测试仪、阻抗分析仪、网络分析仪、频率特性测试仪（扫测试仪、阻抗分析仪、网络分析仪、频率特性测试仪（扫测试仪、阻抗分析仪、网络分析仪、频率特性测试仪（扫频仪）、晶体管特性图示仪等仪器，均包含有激励信号源

40、。频仪）、晶体管特性图示仪等仪器，均包含有激励信号源。频仪）、晶体管特性图示仪等仪器，均包含有激励信号源。频仪）、晶体管特性图示仪等仪器，均包含有激励信号源。电子测量电子测量电子测量电子测量第21页2.3.3 2.3.3 集中式与分布式的多路测量集中式与分布式的多路测量u1.1.1.1.集中式多路测试系统集中式多路测试系统集中式多路测试系统集中式多路测试系统 电子测量电子测量电子测量电子测量第22页2.3.3 2.3.3 集中式与分布式的多路测量集中式与分布式的多路测量（续）（续）（续）（续）u2.2.2.2.分布式多路测量系统分布式多路测量系统分布式多路测量系统分布式多路测量系统 （a a

41、a a）网络化测量系统）网络化测量系统）网络化测量系统）网络化测量系统 （b b b b）无线电遥测系统）无线电遥测系统）无线电遥测系统）无线电遥测系统 电子测量电子测量电子测量电子测量第23页2.3.4 2.3.4 频域、时域、数域及随机域测量频域、时域、数域及随机域测量1.1.1.1.频域测量技术：幅值和相位随频率的变更频域测量技术：幅值和相位随频率的变更频域测量技术：幅值和相位随频率的变更频域测量技术：幅值和相位随频率的变更（1 1 1 1）正弦波点频法）正弦波点频法）正弦波点频法）正弦波点频法（2 2 2 2）正弦波扫频法）正弦波扫频法）正弦波扫频法）正弦波扫频法 2.2.2.2.时域

42、测量技术：时域测量技术：时域测量技术：时域测量技术：幅值随时间的变更幅值随时间的变更幅值随时间的变更幅值随时间的变更测试信号是脉冲、方波及阶跃信号测试信号是脉冲、方波及阶跃信号测试信号是脉冲、方波及阶跃信号测试信号是脉冲、方波及阶跃信号3.3.3.3.频域测量和时域测量比较频域测量和时域测量比较频域测量和时域测量比较频域测量和时域测量比较频域测量和时域测量是测量线性系统性能的两种方法，是从频域测量和时域测量是测量线性系统性能的两种方法，是从频域测量和时域测量是测量线性系统性能的两种方法，是从频域测量和时域测量是测量线性系统性能的两种方法，是从两个不同的角度去观测同一个被测对象，其结果应当是一两

43、个不同的角度去观测同一个被测对象，其结果应当是一两个不同的角度去观测同一个被测对象，其结果应当是一两个不同的角度去观测同一个被测对象，其结果应当是一样的。样的。样的。样的。从理论上讲，时域函数的付里叶变换就是频域函数，而频域从理论上讲，时域函数的付里叶变换就是频域函数，而频域从理论上讲，时域函数的付里叶变换就是频域函数，而频域从理论上讲，时域函数的付里叶变换就是频域函数，而频域函数的付里叶逆变换也就是时域函数。函数的付里叶逆变换也就是时域函数。函数的付里叶逆变换也就是时域函数。函数的付里叶逆变换也就是时域函数。电子测量电子测量电子测量电子测量第24页2.3.4 2.3.4 频域、时域、数域及随

44、机域测量频域、时域、数域及随机域测量（续）（续）（续）（续）4.4.4.4.随机测量技术：测量噪声信号和运用随机信号源随机测量技术：测量噪声信号和运用随机信号源随机测量技术：测量噪声信号和运用随机信号源随机测量技术：测量噪声信号和运用随机信号源噪噪噪噪声声声声是是是是一一一一种种种种与与与与时时时时间间间间因因因因素素素素有有有有关关关关的的的的随随随随机机机机变变变变量量量量，对对对对噪噪噪噪声声声声的的的的探探探探讨运用概率统计方法讨运用概率统计方法讨运用概率统计方法讨运用概率统计方法 主要包括下述三个内容：主要包括下述三个内容：主要包括下述三个内容：主要包括下述三个内容：（1 1 1 1

45、）噪噪噪噪声声声声信信信信号号号号统统统统计计计计特特特特性性性性的的的的测测测测量量量量，如如如如时时时时域域域域中中中中的的的的均均均均值值值值、均均均均方方方方根根根根性性性性，频频频频域域域域中中中中的的的的频频频频谱谱谱谱密密密密度度度度函函函函数数数数、功功功功率率率率谱谱谱谱密密密密度度度度函数等；函数等；函数等；函数等；（2 2 2 2）将将将将已已已已知知知知特特特特性性性性的的的的噪噪噪噪声声声声作作作作激激激激励励励励源源源源对对对对被被被被测测测测系系系系统统统统进进进进行行行行统统统统计性测量，探讨被测系统的特性；计性测量，探讨被测系统的特性；计性测量，探讨被测系统的

46、特性；计性测量，探讨被测系统的特性；（3 3 3 3）在在在在背背背背景景景景噪噪噪噪声声声声信信信信号号号号不不不不行行行行忽忽忽忽视视视视时时时时对对对对信信信信号号号号、特特特特殊殊殊殊是是是是微微微微弱信号的精确测量。弱信号的精确测量。弱信号的精确测量。弱信号的精确测量。电子测量电子测量电子测量电子测量第25页2.3.4 2.3.4 频域、时域、数域及随机域测量频域、时域、数域及随机域测量（续）（续）（续）（续）5.5.5.5.数字测量技术：测量数字系统的功能和故障诊断数字测量技术：测量数字系统的功能和故障诊断数字测量技术：测量数字系统的功能和故障诊断数字测量技术：测量数字系统的功能和

47、故障诊断 对数字系统进行测量的基本方法是：对数字系统进行测量的基本方法是：对数字系统进行测量的基本方法是：对数字系统进行测量的基本方法是：在输入端加激励信号，视察由此产生的输出响应，并在输入端加激励信号，视察由此产生的输出响应，并在输入端加激励信号，视察由此产生的输出响应，并在输入端加激励信号，视察由此产生的输出响应，并与预期的正确结果进行比较，一样则表示系统正与预期的正确结果进行比较，一样则表示系统正与预期的正确结果进行比较，一样则表示系统正与预期的正确结果进行比较，一样则表示系统正常；不一样则表示系统有故障。常；不一样则表示系统有故障。常；不一样则表示系统有故障。常；不一样则表示系统有故障

48、。LSILSI测试系统的简化框图测试系统的简化框图 电子测量电子测量电子测量电子测量第26页2.3.5 2.3.5 静态、稳态和动态测量静态、稳态和动态测量（续）（续）（续）（续）1.1.1.1.静态测量与动态测量的基本概念静态测量与动态测量的基本概念静态测量与动态测量的基本概念静态测量与动态测量的基本概念静静静静态态态态测测测测量量量量：对对对对不不不不随随随随时时时时间间间间变变变变更更更更的的的的（静静静静止止止止的的的的）物物物物理理理理量量量量进进进进行行行行的测量的测量的测量的测量动态测量：对随时间不断变更的物理量进行的测量。动态测量：对随时间不断变更的物理量进行的测量。动态测量：

49、对随时间不断变更的物理量进行的测量。动态测量：对随时间不断变更的物理量进行的测量。在电子测量中常见的动态信号有两种：在电子测量中常见的动态信号有两种：在电子测量中常见的动态信号有两种：在电子测量中常见的动态信号有两种：幅值随时间变更的信号：幅值随时间变更的信号：幅值随时间变更的信号：幅值随时间变更的信号：指非周期性信号、幅值瞬变或跃变信号指非周期性信号、幅值瞬变或跃变信号指非周期性信号、幅值瞬变或跃变信号指非周期性信号、幅值瞬变或跃变信号 ；频率随时间变更的信号：频率随时间变更的信号：频率随时间变更的信号：频率随时间变更的信号：指正弦波扫频信号或频率瞬变的周期性信号指正弦波扫频信号或频率瞬变的

50、周期性信号指正弦波扫频信号或频率瞬变的周期性信号指正弦波扫频信号或频率瞬变的周期性信号 。电子测量电子测量电子测量电子测量第27页2.3.5 2.3.5 静态、稳态和动态测量静态、稳态和动态测量（续）（续）（续）（续）2.2.2.2.静态、稳态和动态测量的基本方法静态、稳态和动态测量的基本方法静态、稳态和动态测量的基本方法静态、稳态和动态测量的基本方法静态（直流）测试技术静态（直流）测试技术静态（直流）测试技术静态（直流）测试技术测测测测量量量量原原原原理理理理、方方方方法法法法、手手手手段段段段最最最最简简简简洁洁洁洁，测测测测量量量量过过过过程程程程不不不不受受受受时时时时间间间间限限限限