第1章电子测量综述.ppt

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1、第1章电子测量综述现在学习的是第1页，共40页课程地位及作用n课程地位n电子类专业、信息工程技术和通信技术专业的职业技能课。n课程作用n使学生具备有关电子测量仪器的基本知识；n使学生具备电子测量仪器的操作使用能力；n通过理论与实践的学习与训练，使学生的全面素质得以提升，职业道德观得以加强。现在学习的是第2页，共40页主讲内容n电子示波器：以示波器为背景介绍时域信号波形技术。n电压测量：模拟式电压表、数字式电压表。n频域测量：频域中的信号频谱和网络性能。n数据域测量：数字系统的基本测量原理和方法。n现代电子测量技术：虚拟仪器的概念及分类。n电子测量综述：电子测量的意义、内容及方法。n测量误差及数

2、据处理：误差的概念，数据处理的方法。n测量用信号源：信号发生器的功能与分类。n常用电子元器件：直插式元器件和贴片式元器件。突破实体仪器价格、维护方面的限制扫频仪、频谱分析仪等逻辑笔、逻辑分析仪等现在学习的是第3页，共40页本章主要内容n测量、电子测量的基本概念n国际单位制以及常用电子测量仪器n直流稳压电源第1章 电子测量综述现在学习的是第4页，共40页n关于测量，你能想到什么应用实例？第1章 电子测量综述现在学习的是第5页，共40页第1章 电子测量综述n1、测量的内涵、测量的内涵n测量无处不在测量无处不在n当今信息时代当今信息时代测量技术测量技术获取信息获取信息通信技术通信技术传递信息传递信息

3、 计算机技术计算机技术处理信息处理信息三大支柱三大支柱测量是信息的源头技术测量是信息的源头技术 （测控技术，先要测，才能控）（测控技术，先要测，才能控）测量水平测量水平的高低可以的高低可以反映反映出一个出一个国家科学技术发展国家科学技术发展的状况。的状况。提高测量水平，实现测量手段的现代化，是实现科学技术和生产现代化提高测量水平，实现测量手段的现代化，是实现科学技术和生产现代化的重要条件和明显标志。的重要条件和明显标志。现在学习的是第6页，共40页第1章 电子测量综述n2、测量、测量的概念的概念测量测量 是人类认识和改造世界的一种重要手段。是人类认识和改造世界的一种重要手段。对客观事物的认识过

4、程中，需要进行对客观事物的认识过程中，需要进行定性分析定性分析 定量研究，定量研究，定量就需要进行测量定量就需要进行测量。测量测量 是一种借助专用技术工具完成实验或计算，是一种借助专用技术工具完成实验或计算，进而对被测对象进行信息收集的过程。进而对被测对象进行信息收集的过程。现在学习的是第7页，共40页第1章 电子测量综述n3、电子测量技术、电子测量技术的概念的概念是一种以是一种以电子技术为基本手段的测量电子技术为基本手段的测量技术技术是测量领域的主要组成部分是测量领域的主要组成部分包括对所有电量、磁量的测量，同时还包括对各种非电量的包括对所有电量、磁量的测量，同时还包括对各种非电量的测量。测

5、量。电子测量仪器敏敏感感元元件件和和转换元件转换元件电电 量量非电量非电量现在学习的是第8页，共40页第1章 电子测量综述n4、电子测量技术的特点、电子测量技术的特点n测量速度快n仪器量程范围广n以数字式万用表为例，可以测出从几到几十M的电阻值n频率测量范围宽n可以检测从直流到300GHz的频率信号n测量准确度高n易于实现摇控、遥测现在学习的是第9页，共40页第1章 电子测量综述n5、电子测量技术的内容、电子测量技术的内容广义角度：凡是利用了电子技术进行的测量广义角度：凡是利用了电子技术进行的测量 电子测量的基本测量内容：电子测量的基本测量内容：频率、时间、电压、相位、阻抗等频率、时间、电压、

6、相位、阻抗等狭义角度：在电子学中有关电量的量值狭义角度：在电子学中有关电量的量值 现在学习的是第10页，共40页n关于电子测量，你能想到什么应用实例？第1章 电子测量综述现在学习的是第11页，共40页第1章 电子测量综述n6、电子测量技术的分类、电子测量技术的分类n 按照测量性质分类（1）时域测量：测量与时间有函数关系的量。（2）频域测量：测量与频率有函数关系的量。（3）数字域测量：对数字逻辑量进行的测量。（4）随机量测量：对噪声、干扰信号等的测量。现在学习的是第12页，共40页第1章 电子测量综述n6、电子测量技术的分类、电子测量技术的分类n 按照测量手段分类（1）直接测量：借助测量仪器可直

7、接获得测量结果。（2）间接测量：先直接测量几个与被测量有函数关系的物理量，然后通过公式计算或查表等求出被测量。（3）组合测量：以直接测量和间接测量为基础。测量过程：1）需要改变测量条件多次测量。2）按函数关系联立方程组并求解有关未知量。3）将未知量代入函数式而得出测量结果。现在学习的是第13页，共40页n关于测量，你能想到什么应用实例？第1章 电子测量综述现在学习的是第14页，共40页计量计量计量和测量的联系和区别？第1章 电子测量综述现在学习的是第15页，共40页计量计量测量：是通过实验手段对客观事物取得定量信息的过程，也就是利用实验手段把待测量直接或间接地与另一个同类已知量进行比较，从而得

8、到待测量值的过程。计量：为了确保测量设备符合预期使用的量程、分辨率、最大允许误差等要求，需要对测量设备进行计量确认。第1章 电子测量综述现在学习的是第16页，共40页计量特点计量特点a)准确性：b)一致性：不受何人何时何地何种测量方法影响c)溯源性：都能溯源于国家标准或者世界标准d)法制性：法律强制的第1章 电子测量综述现在学习的是第17页，共40页n计量基准计量基准1.主基准主基准是用来复现和保存计量单位、具有现代科学技术所能达到的最高准确度的计量器具，也称作原始基准。经国家鉴定批准，将其作为统一全国计量单位量值的最高依据。因此主基准又称国家基准。第1章 电子测量综述现在学习的是第18页，共

9、40页n2.副基准副基准是通过直接或间接与国家基准比对，确定其量值并经国家鉴定批准的计量器具。它在全国作为复现计量单位的地位仅次于国家基准，平时用来代替国家基准使用。第1章 电子测量综述现在学习的是第19页，共40页n3.工作基准工作基准工作基准是经与主基准或副基准校准或比对，并经国家鉴定批准，实际用以检定下属计量标准的计量器具。它在全国作为复现计量单位的地位仅在主基准和副基准之下。设置工作基准的目的是不使主基准和副基准因频繁使用而丧失原有的准确度。第1章 电子测量综述现在学习的是第20页，共40页n量值的传递与跟踪，检定与比对量值的传递与跟踪，检定与比对计量器具：复现量值或将被测量转换成可直

10、接观测的指示值或等效信息的量具、仪器、装置。第1章 电子测量综述现在学习的是第21页，共40页n计量标准器具：准确度低于计量基准，用于检定计量标准或工作计量器具的计量器具。它可按其准确度等级分类，如标准砝码有一级、二级、三级、四级、五级之分。第1章 电子测量综述现在学习的是第22页，共40页n工作计量器具：工作岗位上使用，不用于进行量值传递而直接用来测量被测对象量值的计量器具。比对：在规定条件下，对相同准确度等级的同类基准、标准或工作计量器具之间的量值进行比较，其目的是考核量值的一致性。第1章 电子测量综述现在学习的是第23页，共40页n检定：用高一等级准确度的计量器具对低一等级的计量器具进行

11、比较，以达到全面评定被检计量器具的计量性能是否合格的目的。一般要求计量标准的准确度为被检者的1/31/10。准确度数值越小，准确度越高，性能越好。校准：指被校的计量器具与高一等级的计量标准相比较，以确定被校计量器具的示值误差(有时也包括确定被校器具的其他计量性能)的全部工作。一般而言，检定要比校准包括更广泛的内容。第1章 电子测量综述现在学习的是第24页，共40页n量值的传递与跟踪：指的是把一个物理量单位通过各级基准、标准及相应的辅助手段准确地传递到日常工作中所使用的测量仪器、量具，以保证量值统一的全过程。第1章 电子测量综述现在学习的是第25页，共40页n单位制单位制任何测量都要有一个统一的

12、体现计量单位的量作为标准，这样的量称作计量标准。计量单位是有明确定义和名称并令其数值为1的固定的量，例如长度单位1米(m)，时间单位1秒(s)等。计量单位必须以严格的科学理论为依据进行定义。第1章 电子测量综述现在学习的是第26页，共40页第1章 电子测量综述n7、电子测量技术的单位制、电子测量技术的单位制n单位是表征测量结果的重要组成部分单位是表征测量结果的重要组成部分只有数值没有单位的测量结果毫无意义只有数值没有单位的测量结果毫无意义范例范例1 1：某同学在测量中，记录测量结果为：某同学在测量中，记录测量结果为3.733.73，你能一眼看出他在进行什么测量吗？你能一眼看出他在进行什么测量吗

13、？范例范例2 2：现有两个测量结果：现有两个测量结果：3.73k和和3730，试问两个测量数据相同吗？试问两个测量数据相同吗？应记录为3.73V或3.73k等在数值上二者相同，但从电子测量技术角度，二者表征的测量准确度不同！n单位是对两个同类量值进行比较的基础。单位是对两个同类量值进行比较的基础。现在学习的是第27页，共40页第1章 电子测量综述n7、电子测量技术的单位制、电子测量技术的单位制n国际单位制国际单位制1960年第年第11届国际计量大会上正式通过国际单位制（届国际计量大会上正式通过国际单位制（SI）1984年年2月国务院颁布了月国务院颁布了中华人民共和国法定计量单位中华人民共和国法

14、定计量单位，决定决定我国法定计量单位以国际单位制为基础我国法定计量单位以国际单位制为基础n国际单位制包括国际单位制包括基本单位、导出单位和辅助单位基本单位、导出单位和辅助单位。现在学习的是第28页，共40页第1章 电子测量综述n7、电子测量技术的单位制、电子测量技术的单位制n国际单位制国际单位制基本单位基本单位物理量名称单位名称单位符号长度米m时间秒s质量千克kg电流安培A热力学温度开尔文K物质的量摩尔mol发光强度坎德拉cd国际单位制中国际单位制中有有7个基本单位个基本单位现在学习的是第29页，共40页第1章 电子测量综述n7、电子测量技术的单位制、电子测量技术的单位制n国际单位制国际单位制

15、导出单位导出单位物理量单位名称符号定义面积平方米m2力牛顿NKgm/s2热量焦耳JNm功率瓦特WJ/s电势差伏特VW/A电阻欧姆V/A电容法拉FAs/V电感亨利HVs/A由基本单位通过定义、定由基本单位通过定义、定律及其他函数关系派生出律及其他函数关系派生出的单位的单位现在学习的是第30页，共40页第1章 电子测量综述n7、电子测量技术的单位制、电子测量技术的单位制n国际单位制国际单位制辅助单位辅助单位物理量名称单位名称单位符号平面角弧度rad立体角球面度sr国际单位制中辅助单位只有国际单位制中辅助单位只有2个个实际使用时即可以作为基本单位，又可以作为导出单位实际使用时即可以作为基本单位，又可

16、以作为导出单位 现在学习的是第31页，共40页第1章 电子测量综述n8、电子测量仪器、电子测量仪器n 电子测量仪器的发展（1）模拟仪器）模拟仪器（2）数字化仪器数字化仪器（3）智能化仪器智能化仪器（4）虚拟仪器虚拟仪器（VI，Virtual Instrument）n 概念：概念：“软件即仪器软件即仪器”。n 组成：计算机、仪器模块和软件。组成：计算机、仪器模块和软件。仪器模块功能主要靠软件实现。仪器模块功能主要靠软件实现。常用的开发软件有常用的开发软件有LabVIEW、LabWindows/CVI等。等。n 特点：智能化程度高；复用性强，费用低；可操作性强，易用灵活。特点：智能化程度高；复用性

17、强，费用低；可操作性强，易用灵活。现在学习的是第32页，共40页第1章 电子测量综述n8、电子测量仪器、电子测量仪器n 电子测量仪器的分类（1）信号发生器（信号源）信号发生器（信号源）（2）电压测量仪器）电压测量仪器（3）波形测试仪器）波形测试仪器（4）频率测量仪器）频率测量仪器（5）电路参数测量仪器）电路参数测量仪器（6）信号分析仪器）信号分析仪器（7）模拟电路特性测试仪器）模拟电路特性测试仪器（8）数字电路特性测试仪器）数字电路特性测试仪器测量时应根据测量要求，参考被测量与测量仪器的有关指标，测量时应根据测量要求，参考被测量与测量仪器的有关指标，结合现有测量条件及经济状况，尽量选用功能相符

18、、使用方便的仪器。结合现有测量条件及经济状况，尽量选用功能相符、使用方便的仪器。现在学习的是第33页，共40页电子测量仪器的主要性能指标（1）频率范围（有效频率范围）频率范围（有效频率范围）（2）准确度）准确度n分类：分类：测量准确度、测量仪器准确度。测量准确度、测量仪器准确度。n测量准确度：测量准确度：测量结果与被测量真值之间的一致程度。测量结果与被测量真值之间的一致程度。n测量仪器准确度：测量仪器准确度：测量仪器给出值接近于真值的能力。测量仪器给出值接近于真值的能力。n表示：表示：以容许误差或不确定度的形式给出。以容许误差或不确定度的形式给出。不确定度：不确定度：为了避免丢失真实数据而人为

19、扩大的测量误差。不为了避免丢失真实数据而人为扩大的测量误差。不确定度确定度数值越大，丢失真实数据可能性越小，即可信度越数值越大，丢失真实数据可能性越小，即可信度越高。高。第1章 电子测量综述n8、电子测量仪器、电子测量仪器现在学习的是第34页，共40页电子测量仪器的主要性能指标第1章 电子测量综述n8、电子测量仪器、电子测量仪器（3 3）量程与分辨力）量程与分辨力（4 4）稳定性与可靠性）稳定性与可靠性n稳定性：稳定性：在规定时间内，仪器保持指示值或供给值不变的能力。在规定时间内，仪器保持指示值或供给值不变的能力。n可靠性：可靠性：在规定条件下，完成规定功能的可能性。在规定条件下，完成规定功能

20、的可能性。（5 5）环境条件）环境条件（6 6）响应特性：）响应特性：输出的某个特征量与其输入的某个特征量之间的响应关系或驱动输出的某个特征量与其输入的某个特征量之间的响应关系或驱动量与被驱动量之间的关系。量与被驱动量之间的关系。（7 7）输入特性与输出特性：）输入特性与输出特性：包括测量仪器的输入阻抗、输入形式等。输包括测量仪器的输入阻抗、输入形式等。输出特性主要包括测量结果的指示方式、输出电平、输出阻抗、输出形式等。出特性主要包括测量结果的指示方式、输出电平、输出阻抗、输出形式等。现在学习的是第35页，共40页现在学习的是第36页，共40页HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源型可调式

21、直流稳压稳流电源现在学习的是第37页，共40页HY3003D-3型可调式直流稳压稳流电源型可调式直流稳压稳流电源 电源开关电源开关可调从输出可调从输出可调主输出可调主输出固定输出固定输出输出输出2调节调节输出输出1调节调节控制开关控制开关主电流或电压输出显示主电流或电压输出显示从电流或电压输出显示从电流或电压输出显示现在学习的是第38页，共40页主要特点主要特点n可调式直流稳压稳流电源。n输出电压与限流电流均连续可调；稳压与稳流可自动转换。n四显示可同时显示双路的输出电压和电流。n具有三路输出：n一路为固定的5V输出。n两路可调电源可进行串联或并联使用，并由一路主电源进行电压或电流跟踪。n串联

22、时最高输出电压可达两路电压额定值之和。n并联时最大输出电流可达两路电流额定值之和。现在学习的是第39页，共40页使用方法使用方法双路可调电源独立使用双路可调电源独立使用1.将左、右两控制开关置原始位置。2.稳压源输出：分别先将电流旋钮调至最大，分别调节两路电压旋钮，使主、从输出电压分别至需要值。3.恒流源输出：分别先将电压旋钮调至最大，同时将电流旋钮调至最小，接上所需负载，调节电流旋钮，使主、从输出电流分别至所需的稳流值。4.限流保护点设定：开启电源，将电流旋钮调至最小，适当调节电压旋钮，将主、从输出分别短接(注：50V以上的电源必须串入5欧姆以上的负载电阻)，调节电流旋钮使主、从输出电流等于所要求的限流保护点电流值，完成保护点的设定。现在学习的是第40页，共40页