自动识别产品检测与分析-2(1-2)

12014-15（1）付丽华信息与控制学院自动识别产品测试与分析12上节回顾第一章电子测量技术基础1.1电子测量的特点1.2电子测量的内容1.3电子测量的方法23与其他测量方法和测量仪器相比，电子测量和电子测量仪器具有以下特点。测量频率范围宽(2)测量量程宽(3)测量准确度高低相差悬殊(4)测量速度快(5)可以进行遥测(6)易于实现测试智能化和测试自动化(7)

影响因素众多，误差处理复杂

3上节回顾--电子测量的特点4【分类】【电磁测量】主要指交直流电量的指示测量法和比较测量法以及磁量的测量等。【电子测量】是指以电子技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为手段，对电量和非电量进行的测量。电能量电信号特性电路元件参数电子设备的性能4上节回顾--电子测量的内容5测量方法的分类形式有多种：1.按测量过程分类直接测量间接测量组合测量2.按测量方式分类偏差式测量法2)零位式测量法5上节回顾--电子测量方法--分类6第一章电子测量技术基础1.3电子测量的方法（参数）1.4测量误差分析1.5测量结果处理6本节内容7利用惠斯登电桥测量电阻示意图73电子测量方法的分类当电桥平衡时，可以得到：通常是先大致调整比率R1/R2，再调整标准电阻R4，直至电桥平衡，充当零示器的检流计PA指示为零，此时即可根据公式由比率和R4值得到被测电阻Rx值。8【优点】只要零示器的灵敏度足够高，零位式测量法的测量准确度几乎等于标准量的准确度，因而这种方法的测量准确度很高。常用在实验室作为精密测量的一种方法。【不足】但由于测量过程中为了获得平衡状态需要进行反复调节，因此即使采用一些自动平衡技术，测量速度仍然较慢。83电子测量方法--分类93.按被测量的性质分类1)时域测量时域测量也称做瞬态测量，主要测量被测量随时间的变化规律。典型的例子为用示波器观察脉冲信号的上升沿、下降沿、平顶降落等脉冲参数以及动态电路的暂态过程等。2)频域测量频域测量也称为稳态测量，主要目的是获取待测量与频率之间的关系。例如用频谱分析仪分析信号的频谱和测量放大器的幅频特性、相频特性等。93电子测量方法--分类103.按被测量的性质分类3)数据域测量也称为逻辑量测量，主要是用逻辑分析仪等设备对数字量或电路的逻辑状态进行测量。可以同时观察多条数据通道上的逻辑状态，或者显示某条数据线上的时序波形，还可以借助计算机分析大规模集成电路芯片的逻辑功能等。随着微电子技术的发展需要，数据域测量及其测量智能化、自动化显得愈来愈重要。4)随机测量随机测量又叫做统计测量，主要是对各类噪声信号进行动态测量和统计分析。这是一项较新的测量技术，尤其在通信领域有着广泛应用。103电子测量方法--分类114.其他分类

除了上述几种常见的分类方法外，还有其他一些分类方法。按照对测量精度的要求，可以分为精密测量和工程测量；按照测量时测量者对测量过程的干预程度分为自动测量和非自动测量；按照被测量与测量结果获取地点的关系分为本地(原位)测量和远地测量(遥测)，接触测量和非接触测量；按照被测量的属性分为电量测量和非电量测量等。113电子测量方法--分类125.测量方法的选择原则在选择测量方法时，要综合考虑下列主要因素：被测量本身的特性；所要求的测量准确度；测量环境；现有测量设备等。在此基础上，选择合适的测量仪器和正确的测量方法。123电子测量方法--分类13【背景】电路元件如电阻器、电容器、电感器、晶体二极管、晶体三极管和集成电路等是组成电子电路最基本的元件，它们的质量和性能的好坏直接影响电路的性能。电路元件的测量必须保证测试条件与规定的标准工作条件相符合。【范围】电阻和电位器的测量电容和电感的测量半导体二极管参数的测量半导体三极管参数的测量晶体管图示仪133电子测量方法—参数测量14一、电阻和电位器的参数

【电阻的参数】包括标称阻值、额定功率、精度、最高工作温度、最高工作电压、噪声系数及高频特性等；主要参数为标称阻值和额定功率。标称阻值是指电阻上标注的电阻值；额定功率是指电阻在一定条件下长期连续工作所允许承受的最大功率。3电子测量方法—电阻测量14151．电阻规格【直标法】是将电阻的类别和主要技术参数的数值直接标注在电阻的表面上；【色环法】是将电阻的类别和主要技术参数的数值用颜色（色环）标注在电阻的表面上，四环电阻第一、第二色环表示电阻被乘数量值；第三环为倍乘的量值；第四为允许误差。前三位分别用X、Y、Z表示，则电阻值为:153电子测量方法—电阻测量1516561十的幂个位数十位数

5601十的幂十位数百位数个位数5R6小数第一位点个位数5.6Ω百分位十分位小数R560.56Ω560Ω5.6KΩ

562十的幂十位数个位数数字下方有一条白线【数标法换算案例】3电子测量方法—电阻测量1750C01B76X

=100X101=1000Ω=324X102=32.4KΩ=604X10-1=60.4Ω

【精密电阻的阻值换算（了解）】3电子测量方法—电阻测量精密贴片电阻是用代码来计算的，如01C就是10K18颜色黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银无色表示数值012345678910-1

10-2表示误差（%）±1±2±3±4±5±10±20五环电阻第一、第二、第三色环表示电阻被乘数量值；第四环为倍乘的量值；183电子测量方法—电阻测量19【色环电阻的阻值换算（掌握）】3电子测量方法—电阻测量20【识读方法和技巧】在读电阻色环时应看色环的颜色，金银是指误差，肯定不是第一色环，另外看色环间距，误差色环间距与其它色环要分的开一些。也可以从更靠近脚位的色环开始读。电位器标识法：通常采用直标法203电子测量方法—电阻测量21二、测量原理和常规测试方法电阻工作于低频时其电阻分量起主要作用，电抗部分可以忽略不计。1．电阻的频率特性工作频率升高时，等效电路如图所示。随频率升高，电阻的交流与直流阻值承受之增大。电阻的等效电路CRL213电子测量方法—电阻测量222．固定电阻的测量①万用表测量检测方法：使用万用表的欧姆挡，欧姆挡的量程应视电阻器阻值的大小而定。一般情况下应使表针落到刻度盘的中间段，以提高测量精度，这是因为万用表的欧姆挡刻度线是非线性的，而中间段分度较细且准确。223电子测量方法—电阻测量23检测电阻器的注意事项使用万用表欧姆挡的不同量程时，首先要进行表针的调零，即将红、黑表笔短接，调整欧姆挡调零旋钮，使表针指向OΩ处。对不同量程的欧姆挡，在使用时均需调零一次。用万用表检测电阻器的阻值时，手不能同时接触被测电阻器的两根引线，以避免人体电阻对测量结果的影响。测量电阻器时，红、黑表笔可以不分，它不影响测量结果。认真选择欧姆挡量程是提高测量精度的重要环节。欧姆挡量程选得是否合适，将直接影响测量精度。若测量电路中的某个电阻器，必须将电阻器的一端从电路中断开，以防电路中的其它元器件影响测量结果。2324②电桥法测量当对电阻值的测量精度要求很高时，可用直流电桥法进行测量。RXR1R2RnGE243电子测量方法—电阻测量25③伏安法测量

伏安法测量原理如图(a)、(b)所示，有电流表内接和电流表外接两种测量电路。伏安法测电阻原理图mARXRA+-+V-RXmARA+-+V-(a)电流表内接(b)电流表外接253电子测量方法—电阻测量263．电位器的测量电位器是一种可调电阻器。电位器对外有三个引出端，其中两个为固定端，另一个是滑动端（也称中心抽头）。滑动端可以在固定端之间的电阻体上做机械运动，使其与固定端之间的阻值发生变化。直标法，502=？263电子测量方法—电阻测量274．非线性电阻的测量

光敏、气敏、压敏、热敏电阻器等，它们的阻值随着外界光线的强弱、气体浓度的高低、压力的大小、电压的高低、温度的高低而变化。一般可采用伏安法，即逐点改变电压的大小，然后测量相应的电流，最后作出伏安特性曲线。273电子测量方法—电阻测量281、规格的标注方法电容器的标注方法同电阻器一样，有直标法和色标法。有的国家常用一些符号标明单位,如：3.3PF=标记为3p33300f=标为3m3。3电子测量方法—电容测量292、测量原理和常规测试方法【电容的等效电路】由于绝缘电阻和引线电感的存在，电容的实际等效电路(a)。在工作频率较低时，等效电路可简化为(b)。电容的等效电路(a)(b)C0R0L0C0R03电子测量方法—电容测量30【判断电容的极性】不知道极性的电解电容可用万用表的电阻挡测量其极性。方法：测量时，先假定某极为“

+”极，让其与万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的红表笔相接，记下表针停止的刻度（表针靠左阻值大），然后将电容器放电（既两根引线碰一下），两只表笔对调，重新进行测量。两次测量中，表针最后停留的位置靠左（阻值大）的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极。3电子测量方法—参数测量只有电解电容的正极接电源正（电阻挡时的黑表笔），负端接电源负（电阻挡时的红表笔）时，电解电容的漏电流才小（漏电阻大）。反之，则电解电容的漏电流增加（漏电阻减小）。31【3.谐振法测量电容】交流信号源、交流电压表、标准电感L和被测电容连成并联电路。谐振法测电容的原理图VLRC0信号源CX3电子测量方法—电容测量32测量时调节信号源频率,使电路谐振,此时电压表读数最大,被测电容值CX为L—标准电感C0—标准电感的分布电容【3.谐振法测量电容】3电子测量方法—电容测量334．交流电桥法测量电容量和损耗因数

①串联电桥

交流串联电桥测量电容和损耗因素GRR4R3RnCnCX3电子测量方法—电容测量Cx—被测电容的容量；Cn—可调标准电容；R3,R4—固定电阻。34②并联电桥的测量R4R3RnGCnCXRX交流并联电桥测量电容、电阻和损耗因素4．交流电桥法测量电容量和损耗因数3电子测量方法—电容测量355．电容的数字化测量方法

一般采用电容—电压转换器实现电容的数字化测量。电容-电压的转换电路虚部实部分离电路R1A+-RxCxUxUrUS3电子测量方法—电容测量36式中Rx—被测电容的等效并联损耗电阻；

US—转换器输入的直流电压值；

Ur—转换器输出电压的实部值；

UX—转换器输出电压的虚部值。5．电容的数字化测量方法

3电子测量方法—电容测量37电感线圈在电路中多与电容一起组成滤波电路、谐振电路等。一、主要参数电感量L品质因数Q分布电容3电子测量方法—电感测量线圈的电感量L也叫自感系数或自感，是表示线圈产生自感应能力的一个物理量。线圈的品质因数Q也叫Q值，是表示线圈品质质量的一个物理量。它是指线圈在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比。线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与磁芯、底板间存在的电容，均称为分布电容。分布电容的存在使线圈的Q值减小，稳定性变差，因此线圈的分布电容越小越好。38【测量原理和常规测试方法】1．电感的等效电路CRL0(a)电感的实际等效电路(b)电感的简化等效电路RL0当C较小，工作频率较低时，分布电容可忽略不计3电子测量方法—电感测量392．谐振法测量电感将交流信号源、交流电压表、标准电容C和被测电感连成的并联电路。谐振法测电感的原理图VRC0信号源CLX3电子测量方法—电感测量Lx—被测电感的电感量；C—标准电容；C0—标准电感的分布电容f1—第一次谐振的频率。403．交流电桥法测量电感

①马氏电桥②海氏电桥RxR3RnCnLxR2G3电子测量方法—电感测量R2GR3LXRXCnRn415．电感的数字化测量方法一般采用电感—电压转换器实现电感的数字化测量电感-电压的转换电路LX虚部实部分离电路

R1A+-RxUxUrUS3电子测量方法—电感测量42二极管是整流、检波、限幅、钳位等电路中的主要器件。1．二极管的主要特性

二极管最主要的特性是单向导电特性，即二极管正向偏置是导通；反向偏置时截止。2．二极管的主要参数最大整流电流反向电流反向最大工作电压直流电阻交流电阻r二极管的极间电容3电子测量方法—二极管测量指管子长期工作时，允许通过的最大正向平均电流。指在一定温度条件下，二极管承受了反向工作电压、又没有反向击穿时，其反向电流值。指管子运行时允许承受的最大反向电压。应小于反向击穿电压。指二极管两端所加的直流电压与流过它的直流电流之比。良好的二极管的正向电阻约为几十Ω到几kΩ；反向电阻大于几十kΩ到几百kΩ。二极管特性曲线工作点Q附近电压的变化量与相应电流变化量之比。势垒电容与扩散电容之和称为极间电容。在低频工作时，二极管的极间电容较小，可忽略；在高频工作时，必须考虑其影响。43【问题与讨论】电压和电平是相同的概念吗？几种常用交流电压的波形参数3电子测量方法—电压测量名称峰值有效值V平均值KFKP正弦波A0.707A0.637A1.111.414全波整流正弦波A0.707A0.637A1.111.414三角波A0.5A1.151.732方波AAA11脉冲波A波形因数KF＝V/V－，有效值与平均值之比波峰因数KP＝VP/V

峰值与有效值之比44【测量误差的表示方法】1.绝对误差（1）定义：由测量所得到的被测量值x与其真值A0之差，称为绝对误差，即式中的真值A0是一个理想概念，无法得到，实际应用中通常用实际值A来代替真值A0。实际值也称为约定真值。

特点：绝对误差既有大小，又有符号和量纲。4

测量误差分析45（2）修正值：与绝对误差的绝对值大小相等，但符号相反的量值，称为修正值，用c表示。测量仪器的修正值可以通过上一级标准的检定给出，修正值可以是数值表格、曲线或函数表达式等形式。在日常测量中，利用其仪器的修正值C和该已检仪器的示值，可求得被测量的实际值A=x＋C。【测量误差的表示方法】4

测量误差分析46（1）相对真误差：绝对误差与被测量的真值之比，称为相对误差，用γ表示。

特点：只有大小和符号，没有单位。（2）实际相对误差：真值是不能确切得到的，通常用实际值A代替真值来表示相对误差。2.相对误差【测量误差的表示方法】4

测量误差分析47

（3）示值相对误差：误差较小、要求不太严格的场合，也可以用测量值x代替实际值A

。（4）引用相对误差：经常用绝对误差与仪器满刻度值x

m之比来表示相对误差，称为引用相对误差（或称满度相对误差）。【测量误差的表示方法】4

测量误差分析48电工仪表按γmm值分0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5及5.0七级。准确度等级常用符号S表示。测量仪器使用最大引用相对误差来表示它的准确度。【测量误差的表示方法】4

测量误差分析49仪器误差影响误差理论误差和方法误差人身误差【测量误差的来源】4

测量误差分析由于测量仪器及其附件的设计、制造、检定等不完善，以及仪器使用过程中老化、磨损、疲劳等因素而使仪器带有的误差。由于各种环境因素（温度、湿度、振动、电源电压、电磁场等）与测量要求的条件不一致而引起的误差。

由于测量原理、近似公式、测量方法不合理而造成的误差。由于测量人员感官的分辨能力、反应速度、视觉疲劳、固有习惯、缺乏责任心等原因，而在测量中使用操作不当、现象判断出错或数据读取疏失等而引起的误差。

501、系统误差2、随机误差3、粗大误差【测量误差的分类】4

测量误差分析在同一测量条件下，多次测量重复同一量时，测量误差的绝对值和符号都保持不变，或在测量条件改变时按一定规律变化的误差，称为系统误差。在同一测量条件下（指在测量环境、测量人员、测量技术和测量仪器都相同的条件下），多次重复测量同一量值时（等精度测量），每次测量误差的绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差，称为随机误差。粗大误差是一种显然与实际值不符的误差，又称疏失误差。含有粗差的测量值称为坏值或异常值，在数据处理时，应剔除掉。

51【测量结果的表示】

测量结果表示为：一定的数值和相应的计量单位,例：40KV、465KHz等。【有效数字及有效数字位】