《电子测量原理》古天祥版-考试必备-本人通读全书,吐血整理

因考试需要，字体调整较小 一、测量 P3 测量是为获取被测对象量值而进行的实验过程。 意义：人们通过对客观事物大量的观察和测量，形成定性和定量的认识，归纳、建立起各种定理和定律， 而后又要通过测量来验证这些认识、定理和定律是否符合实际情况，经过如此反复实践，逐步认识 事物的客 观规律，并用以解释和改造世界。 二、电子测量 电子测量是泛指以电子技术为基本手段的一种测量技术。它是测量学和电子学相互结合的 产物。 包括以下几个含义： 1、被测对象为电量、电参数；2、更多的借助电子测量仪器进行； 3、测量原 理、方案基于电子技术原理。 电子测量的内容 p59 5利用各种敏感元件和传感装置将非电量如位移、速 度、温度、压力、流量、 物面高度、物质成分等变换成电信号，再利用电子测量设备进行测量。 电子测量的特点 p58 7影响因素众多，误差处理复杂 电子测量的一般方法 p68 一、按测量手续分类 1直接测量 2间接测量 3组合测量 二、按测量方式分类 p34 l 偏差式测量法： 2零位式测量法：又称零示法或平衡式测量法。3 微差式测量法 三、按被测量的性质分类 p721时域测量： 2频域测量： 3数据域测量 4随机测量 ：又叫统计测 量，主要是对各类噪声信号进行动态测量和统计分析 四、测量方法的选择原则 基本原则：1、不损害被测量；2 、不损害测量仪器设备；3 、满足测量要求。 具体原则：1、被测量本身的特性；2、所要求的测量准确度；3 、测量环境；4 、现有测量设备等。 电子测量仪器概述测量仪器是将被测量转换成可供直接观察的指示值或等效信息的器具，包括各类指示仪 器、比较仪器、记录仪器、传感器和变送器等。利用电子技术对各种待测量进行测量的设备，统称为电子测量 仪器。1变换功能 2传输功能 二、测量仪表的主要性能指标 1.精度 ： (1)精密度 (2)准确度 (3)精确度 批 2稳定性 3输入阻抗 4灵敏度 5线性度 6动态特性 三、电子测量仪器的分类 1.电平测量仪器：各种模拟式电压表，毫伏表，数字式电压表，电压标准等。 2电路参数测量仪器：各类电桥，Q 表，R、L 、C 测试仪，晶体管或集成电路参数测试仪，图示仪等。3频 率、时间、相位测量仪器：电子计数式频率计，石英钟，数字式相位计，波长计等。 4.波形测量仪器：各类 示波器，如通用示波器，多踪示波器，多扫描示波器，取样示波器，以及记忆和数字存储示波器等。5信号 分析仪器：失真度仪，谐波分析仪，频谱分析仪等。6模拟电路特性测试仪器：扫频仪，噪声系数测试仪， 网络特性分析仪等。 7数字电路特性测试仪器：逻辑分析仪 误差的表示方法 1绝对误差 p19，应注意下面几个特点：（1 ）绝对误差是有单位的量，其单位与测得值和 实际值相同；（2）绝对误差是有符号的量，其符号表示出测量值与实际值的大小关系，若测 得值较实际值大，则绝对误差为正值，反之为负值；（3）测得值与被测量实际值间的偏离程 度和方向通过绝对误差来体现。 2相对误差 p20 (1)实际相对误差 (2)示值相对误差(3)满度相对误差 (4)分贝误差 为了减小测量中的示值误差，在进行量程选择时应尽可能使示值能接近满度值，一般以示值 不小于满度值的 23 为宜。 测量误差的来源 p18 一、仪器误差 二、使用误差 三、人身误差 四、影响误差 五、方法误 差 误差的分类 p105 一、系统误差 二、随机误差 三、粗大误差 误差的处理总则： （1）含有粗差的数据应当从结果中剔除；（2）系统误差远大于随机误差 的影响，忽略随机误差，应采取措施降低系差或对测量值予以修正；（3）系差极小或已得到 修正，此时基本上可按纯粹随机误差处理，取其算术平均值代替真值；（4）系差和随机误差 相差不远，应分别按不同的办法来处理，然后估计其最终的综合影响。 随机误差分析 系统误差分析 p116 一、系统误差的特性 结论：（1 ）测量次数足够多时各次测量绝对误差 的算术平均值等于系差 ；（2 ）多次测量取平均值无法消弱或降低系差的影响；（ 3）仔细分 析系差产生的原因，根据所研究问题的特殊规律，依赖测量者的学识、经验，采取不同的处理 方法。 系统误差的判断 1理论分析法 2校准和比对法 3.改变测量条件法 4剩余误差观察法 消弱系统误差的典型测量技术 1零示法 2替代法：3补偿法： 4. 对照法： 5. 微差法： “时间”在一般概念中有两种含义：一是指“时刻” ，二是指“间隔” 。P149 频率是单位时间内周期性过程重复、循环或振动的次数，记为 f 电子计数器 -电子计数法测频原理 电压测量的特点 p181 l. 频率范围宽；2 测量范围大；3 信号波形复杂；4. 被测电路的输出阻抗影响大； 5. 测量精度差异大； 6. 存在干扰影响。 波形换算 1定义 电压表示值 Ua 与峰值检波器输出 Up 间满足 式中 ka 称为定度系数。由于电压表以正弦波有效值定度，所以 2波形换算 当被测电压为非正弦波时，波形换算的原理是：示值 Ua 相等则峰值 Up 也相等： 再由波峰因数 得到有效值 上式仅适用于单峰值电压表。 例 2 用峰值电压表分别测量正弦波、三角波和方波，电压表均指在 l0V 位置，问三种波形 被测信号的峰值和有效值各为多少? 解：示值相等峰值也相等的原理可知三种波形的电压峰值 Up 都是 正弦波：U10V。 对于三角波： 对于方波：波峰系数 Kp=1，因此有效值 交流电压的测量方法 P189 1交流电压测量的基本原理 根据 ACDC 转换器的类型可分成：（1 ）检波法 (a)平均值检波(b)峰值检波 (c)有效值检波等。 （2 ）热电转换法: 和波形无关,真有效值检波. 三种检波方式的比较P189 峰值检波器 ：输入阻抗高；波形误差大；均值检波器：输入阻抗低；波形误差不大； 有效值检波器：输入阻抗高；无波形误差；受环境温度影响较大，结构复杂，价格较贵。 模拟式交流电压表-五种 P194 逐次逼近型ADC逐次逼近比较过程表示了该类A/D转换器的基本工作原理。它类似天平称重的过程，Vr的各 分项相当于提供的有限“电子砝码”，而Vx是被称量的电压量。逐步地添加或移去电子砝码的过程完全类同于 称重中的加减法码的过程，而称重结果的精度取决于所用的最小砝码。 pak21prmsaap/pK2VUap 1.402a7.83.p 结论:逐次逼近比较式数字电压表存在量化误差。 其测量精度由标准电阻和基准电压源的精度、D/A变换器的位数、比较器的漂移所决定。 1、电路结构 p201 双积分式数字电压表基本原理：通过两次积分过程(“对被测电压的定时积分和对参考电压的 定值积分”)的比较，得到被测电压值。 电路组成：积分器；过零比较器；计数器；逻辑控制电路； 双积分式数字电压表电路组成框图P204 双积分式ADC特点：基于V-T变换的比较测量原理。参考电压V r的精度和稳定性对A/D转换结果有影响，一般 需采用精密基准电压源。积分器的R、C元件对A/D转换结果不会产生影响，因而对元件参数的精度和稳定性要 求不高。测量速度较低，常用于高精度慢速测量的场合。 电子电压表的放大器特点：输入阻抗高；频带宽；线性好；组成：前置级：高输入阻抗射级跟随器；差动 放大器；中间级：线性