《电子测量chapter》课件

《电子测量》课件本课件将介绍电子测量技术的基础知识、常用仪器和测量方法。课程简介1概述《电子测量》课程介绍电子测量系统的基本原理、常用仪表和测量电路。2目的培养学生掌握电子测量技术的基本知识和技能，为后续的电子技术学习打下基础。3内容涵盖测量系统的基本概念、仪表性能参数、模拟量和数字量测量电路、示波器原理、仪表校准等内容。1.测量系统的基本概念定义测量系统由传感器、信号调理电路、显示器等组成，用于获取被测量的物理量信息。目标测量系统旨在准确、可靠地测量被测物理量，并提供可信的测量结果。应用广泛应用于科学研究、工业生产、医疗保健等领域，为我们了解和控制周围世界提供重要手段。1.1测量系统的组成传感器传感器是测量系统的核心，负责将被测物理量转换为可测量的电信号。它将物理量转换为电信号，例如温度、压力、光线、声音等。传感器的精度和灵敏度直接影响测量结果的准确性。信号调理电路信号调理电路对传感器输出的信号进行处理，例如放大、滤波、线性化等，以提高信号质量并将其转换为适合后续处理的信号形式。显示器或记录器显示器或记录器用于显示或记录测量结果。显示器可以是数字显示器、模拟指针式仪表或图形显示器，记录器则用于长期记录测量数据。1.2测量误差的分类系统误差由仪器本身的缺陷、测量方法的不完善或环境条件的影响造成的误差。随机误差在相同条件下进行多次测量，结果会略有差异，这种误差称为随机误差。1.3测量不确定度的评估确定误差来源识别测量过程中可能导致不确定度的因素。量化误差评估每个误差来源对最终测量结果的影响程度。计算不确定度使用统计方法计算测量结果的不确定度范围。2.仪表的基本性能参数量程仪表能够测量的最大值和最小值之间的范围。分辨率仪表能够区分的最小值变化。精度和准确度仪表测量结果的可靠性和真实性。响应时间仪表从输入信号变化到输出显示变化所需的时间。2.1量程1定义量程是指仪器能够测量的最大值和最小值之间的范围.2意义量程决定了仪器能够测量的信号范围,选择合适的量程可以保证测量结果的准确性.3示例一个电压表的量程为0-10V,表示它可以测量0V到10V之间的电压.2.2分辨率定义分辨是指仪器能够分辨的最小变化量，通常用仪器刻度盘上的最小刻度值或数字显示屏上的最小位数来表示。影响仪器的分辨率越高，测量结果越精确，但是测量范围也越小。2.3精度和准确度精度表示测量结果的重复性，即多次测量值之间的接近程度。准确度表示测量结果与真值的接近程度。2.4响应时间响应时间定义响应时间是指仪表从接收到测量信号到其输出指示达到稳定状态所需的时间。影响因素响应时间受仪表内部电路结构、元器件特性和测量信号频率等因素影响。测量意义响应时间是衡量仪表对快速变化的测量信号的反应速度和灵敏度。3.模拟量测量电路模拟量测量概述模拟信号在电路中的测量方法，通常使用模拟电路进行测量。常见类型常见的模拟量测量电路包括电压测量、电流测量和电阻测量。3.1电压测量电路分压电路将高电压降至测量范围内的电路。运算放大器电路通过运算放大器进行放大、滤波或其他信号处理。数字电压表电路将模拟电压转换为数字信号，并显示数值。3.2电流测量电路安培计安培计用于测量电路中的电流大小，串联接入电路中。分流器分流器用于降低电流，并提供与电流成正比的电压，方便用电压表测量电流。3.3电阻测量电路电阻测量方法电阻测量方法主要包括惠斯通电桥法、伏安法、欧姆表法等。测量电路设计根据测量精度、测量范围等要求设计合适的测量电路，并选择合适的测量仪器。误差分析对测量结果进行误差分析，评估测量结果的可靠性和准确性。4.数字量测量电路数字量测量电路将模拟信号转换为数字信号进行处理，具有更高的精度和抗干扰性。优点精度高抗干扰性强易于处理和存储应用数字电压表数字电流表数字电阻表4.1数字电压表1直接显示电压值数字电压表直接显示电压值，无需用户手动估算。2高精度测量数字电压表采用高精度模数转换技术，可实现更高精度的测量。3多种功能现代数字电压表通常集成了多种功能，例如数据记录、数据分析、自动量程等。4.2数字电流表数字电流表的工作原理数字电流表将电流信号转换为数字信号，并显示在数字显示器上。数字电流表的优点数字电流表具有高精度、高分辨率、抗干扰能力强等优点，是现代电子测量中常用的电流测量仪表。数字电流表的类型数字电流表可以分为多种类型，例如直流数字电流表、交流数字电流表、多功能数字电流表等。4.3数字电阻表高精度测量数字电阻表可以精确地测量电阻值，通常精度可达万分之一甚至百万分之一。自动量程选择数字电阻表可以自动选择合适的量程，方便测量不同阻值的电阻。数据显示清晰数字电阻表将测量结果直接显示在液晶屏上，方便读取和记录。功能多样除了测量电阻，数字电阻表通常还具有测量电压、电流、频率、温度等功能。示波器的基本原理示波器是电子测量中最常用的仪器之一，用于观察和测量电信号的波形。横轴：时间示波器屏幕上的横轴代表时间，每个单位对应一定的时间间隔。纵轴：电压示波器屏幕上的纵轴代表电压，每个单位对应一定的电压值。5.1示波器的组成垂直放大器放大输入信号，使其能够在屏幕上显示。水平扫描电路控制电子束在屏幕上的水平移动速度。阴极射线管将电子束发射到屏幕上，形成图像。触发电路控制扫描过程的开始和结束。示波器的工作原理1信号放大放大输入信号使其足以驱动显示器。2水平扫描电子束以恒定速度横向扫描显示器。3垂直偏转放大后的信号控制电子束的垂直运动。4图像显示扫描电子束和信号的组合产生信号的图形。5.3示波器的功能和使用1信号观察显示信号的波形，了解其幅度、频率和相位等参数。2信号测量测量信号的电压、频率、周期、占空比等参数。3信号分析通过对信号波形的分析，可以了解信号的特性和变化趋势。仪表校准和测量系统标准化确保测量结果的准确性和可靠性至关重要。仪表校准将仪表的测量值与标准值进行比较，并进行调整以确保其准确性。测量系统标准化建立统一的测量标准，确保不同测量系统之间结果的一致性。仪表校准的目的和方法保证测量精度校准可以确保仪表的测量结果准确可靠，符合预期的精度要求。消除系统误差校准可以消除仪表本身的系统误差，使其能够更准确地反映被测量的真实值。提高测量一致性校准可以确保不同仪表之间的测量结果一致，避免因仪表差异导致测量结果不一致。延长仪表使用寿命定期校准可以帮助及时发现仪表故障，避免因仪表故障导致测量结果错误，延长仪表的使用寿命。测量系统标准化的意义提高测量结果的准确度和可靠性。确保不同测量系统之间结果的可比性和一致性