电子测量技术第6章阻抗测量

第六章:电子测量第一节:电子测量的基本概念一. 电子测量的定义:测量是用实验方法,将被测量与所选用的作为标准的同类量进行比较,从而确定它的量值的过程.电子测量是以电子技术理论为依据,以电子测量设备和仪器为手段,对待测的电量或非电量所进行的测量.二. 电子测量的内容:根据本课程的任务,这里对电子测量的主要内容加以分类介绍,以使读者在学习测量技术之前,有一个大慨的认识.1.关于电能量的测量:包括电流,电压,功率等2.关于电路参数的测量:包括电阻,电感,电容,阻抗,品质因子等.3.关于电信号波形特征的测量:包括频率,周期,时间,相位等.4.电路性能方面的测量:包括放大倍数,衰减量,灵敏度.5.半导体器件方面的测量:包括二极管,三极管,稳压管,场效应管等的各种参数.三. 电子测量的方法:采用正确的测量方法,可以得到比较精确的测量结果,否则会出现测量数据不准确或错误,甚至会损坏测量仪器或损坏被测组件和设备等现象.例如用万用表的R x1档测量,小功率三极管的发射结电阻时,由芜仪表的内阻很小,使三极管基极注入的电流过大,结果晶体管尚未使用就会在测试过程中被损坏.四. 测量数据的舍入规则:1.有效数字由于在测量中不可避免地存在误差,并且仪器的分辨能力有一定的限制,测量数据就不可能完全准确.同时,在对测量数据进行计算时,遇到像π,e 等无理数,实际计算时也只能取近似值,因此得到的数据通常只是一个进似值.当我们用这个数据表示一个量时,为了表示得确切,通常规定误差不得超过末位单位数字的一半.例如末位数字是个位,则包含的误差绝对值应不大于0.5;若末位是十位,则包含的误差绝对值应不大于5.对于这种误差不大于末位单位数字一半的数,从它左边第一个不为零的数字起,直到右面一个数字止,都叫作有效数字.例如375,123.08,3.10等,只要其中误差不大末位数字之半.它们就都是有效数字.值得注意的是,在数据左边的零不是有效数据,而数字中间和右面的零都是有效数字.例0.0038KΩ,左面的三个零就不是有效数字,因为它们可以通过单位变换变为3.8.可见只有两位有效数字.此外,对于像391000HZ这样的数,若实际上在百位数上就包含了误差,即只有四位有效数字,这时百分位数字上的零是有效数字,不能去掉,这时为了区别右面三个零的不同,10的乘幂的形式,即写为3.910*10 HZ,它清楚地表明有效数字只有四位,误差绝对值不大于50HZ.1. 数字的舍入规则当需要几位有效数字时,对超过几位的数字就根据舍入规则进行处理.例如对某电压进形四次测量,每次测量值均可用四位有效数字表示.例如四次测量值分别为U1=38.71V,U2=38.68V,U3=38.70V,U4=38.72V时,它们的平均值为:U=U1+U2+U3+U4/4=38.7052V所以在小数点后第三,四位可以根据舍入规则处理掉.五. 误差的基本慨念一个量值是本身所具有的直实大小,称为真值.在测量过程中,测量工具不准确,测量手段不完善或测量工作中的疏忽等原因,都会使测量结果与被测量的直值不同,这个差异称为误差.1. 测量误差的表示法测量的结果与被测量的直值的差异,称为测误差,用△x表示,即:△x=X-A0 (1-1)当X>A0时,△x是正值; X<A0时,△x是负值;所以△x是有大小,正负,有单位的数值,它的大小和符号分别表示测量值偏离真值的数值和方向.如:一个被测电压,其真值U0为220V,用一只电压表测量,其指示值U x 为222V,则绝对误差:△U=U X-U0=222V-220V=+2V这是正误差,比真值大了2V式(1-1)中的A0是无法测得的,故该式缺乏实用价值.实际上,可用比使用仪器的精度等级高一级的标准仪器来测量.用它所显示的实际值A来替A0.其实A中仍包含误差,只不过小一点,那么(1-1)式应改写成:△x=X-A (1-2)这是绝对误差的表达式.与绝对误差△x相等而符号相反的值称为修正值,用C表示C=-△x=A-X (1-3)通过校验,由上一级标准仪器给出受检仪器的修正值.在测量时,利用测得的结果与已知的修正值相加,即:A=X+C (1-4)如一个量程为10V的电压表,当用它进行测量时,指示值为8V,若检定时8V刻度处的修正值为-0.1V,求被测电压的实际值.解:实际值U=8V+(-0.1)V=7.9V根据国家标准GB776-65<<电气测量指示仪器通用技术条例>>的规定,常用电气测量仪表的准确度写为0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0等七个等级,0.2级仪器的引用误差在0.1%到0.2%之间;1.0级仪表的误差在0.5%到1.0%之间.△U=U*5%如:若要测一个10V左右的电压,手上有两快电压表,其中一块量程为150V,1.5级;另一块量程为1.5V,2.5级.选用哪一块合适?解:若使用量程为150V,1.5级的电压表△U=U*5%=150*(±1.5%)= ±2.25V若表头示值为10V, 则被测电压的真值是在10V±2.25V的范围内,误差值是相当大.若使用量程为15V,2.5级的电压表.△U=U*5%=15*(±2.5%)= ±0.375V若表头示值为10V,则被测电压的真值是在10V±0.375V的范围内,误差值小得很多,因此应选用1.5V的2.5 级电压表.。

《电子测量技术》课程教学大纲学时: 48 学分：2.5理论学时: 28 实验学时：20面向专业：电信工程/电信科技课程代码：先开课程：模拟电子技术、数字电子技术、概率论、信号与系统、微机原理课程性质：必修执笔人：车晓言代爱妮审定人：陈龙猛曹洪波第一部分：理论教学部分一、说明1、课程的性质、地位和任务电子测量技术是电子信息、自动控制、测量仪器等专业的通用技术基础课程。

包括电子测量的基本原理、测量误差分析和实际应用，主要电子仪器的工作原理，性能指标，电参数的测试方法，该领域的最新发展等。

电子测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。

通过本课程的学习，培养学生具有电子测量技术和仪器方面的基础知识和应用能力；通过本课程的学习，可开拓学生思路，培养综合应用知识能力和实践能力；培养学生严肃认真，求实求真的科学作风，为后续课程的学习和从事研发工作打下基础。

2、课程教学和教改基本要求(1)模块化、多层次教学方法(2)理论联系实际(3)互动式、开放式教学方法(4)课程组的教学方法研讨(5)考试方式的改革通过本课程的学习，培养学生具有电子测量技术和仪器方面的基础知识和应用能力；通过本课程的学习，可开拓学生思路，培养综合应用知识能力和实践能力。

二、教学内容与课时分配第1章.测量的基本原理（4学时）（1）测量的基本概念、基本要素，测量误差的基本概念和计算方法。

（2）计量的基本概念，单位和单位制，基准和标准，量值的传递准则。

（3）测量的基本原理，信息获取原理和量值比较原理。

（4）电子测量的实现原理：变换、比较、处理、显示技术。

重点:掌握测量与计量的基本概念，测量误差的概念与来源，测量的量值比较原理。

了解信息的获取原理，测量的基本实现技术。

难点：测量的量值比较原理第2章.测量方法与测量系统（2学时）（1）电子测量的意义、特点、内容。

（2）电子测量的基本对象——信号和系统的概念、分类。

（3）电子测量方法分类。

（4）测量系统的基本特性——静态特性和动态特性。

阻抗测量技术阻抗测量技术是一种用于测量电网络中电流和电压之间关系（阻抗）的方法。

这种技术在许多领域都得到了广泛应用，包括医学、电力工程和电子设备制造等领域。

本文将分步骤阐述阻抗测量技术的原理、应用和常见的测量方法。

第一步，阻抗的概念。

阻抗是指电路中电流和电压之间的关系，它等于电压除以电流，通常用欧（Ω）作为单位。

阻抗的大小和相位可以描述电路中电流和电压之间的相对值及其在频域上的相对关系。

阻抗可以是实数或复数。

第二步，阻抗测量技术的原理。

阻抗测量技术通常使用V-I（电压-电流）信号测量电路的阻抗。

在V-I测量中，使用仪器对电路施加一定的电压或电流，然后测量在该电压或电流下电路中的电流或电压。

通过对电压和电流之间的关系进行分析，可以计算出电路的阻抗值。

第三步，阻抗测量技术的应用。

阻抗测量技术在医学、电力工程和电子设备制造等领域中被广泛应用。

在医学中，阻抗测量技术可以用于生物电阻抗测量、心电图诊断和体成分分析等方面。

在电力工程中，阻抗测量技术可用于配电网的短路分析和线路状态估计等方面。

在电子设备制造中，阻抗测量技术可以用于评估质量、监测飞行器和航空器的状况等。

第四步，阻抗测量技术的常用测量方法。

阻抗测量的方法包括四个主要步骤：施加电压或电流信号、测量响应信号、计算阻抗、形成输出。

阻抗测量技术的常用方法有恒流法、恒压法和相位灵敏放大器测量法等。

其中，恒流法和恒压法是最常用的两种方法，它们分别是在电路中施加恒定电流或电压，然后测量电路中的电压或电流来计算阻抗值。

总之，阻抗测量技术是一种非常实用的电学技术，它可以用于许多领域，从医学到电力工程和电子设备制造。

通过使用不同的测量方法和仪器，可以得到不同的阻抗测量结果。

虽然阻抗测量技术有一些限制和局限性，但它仍然是一个极其有用的技术，可以帮助科学家和工程师更好地了解和应用电学原理。

《电子测量技术》课程标准一、课程基本信息1、课程名称：电子测量技术/ Electronic Measurement Techniques2、学时/学分：40/2.53、先修课程：《高等数学》、《模拟电子技术》，《数字电子技术》。

4、面向对象：检测类专业5、开课系：机电工程系6、教材：于宝明等, 《电子测量技术》，高等教育出版社,2017.2二、课程性质和任务电子测量是现代科学获取信息的重要途径。

掌握电子测量技术是从事生产实践和科研的必备基础，也是培养学生“实践动手能力”的重要标志性课程。

其特点是综合性强、实践性突出、应用面广泛。

电子测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。

通过本课程的学习，培养学生具有电子测量技术和仪器方面的基础知识和应用能力；通过本课程的学习，可开拓学生思路，培养综合应用知识能力和实践能力；培养学生严肃认真，求实求真的科学作风，为后续课程的学习和从事生产实践以及研发工作打下基础。

三、教学内容和基本要求（一）电子测量技术的基本知识1、教学内容（1）测量及其意义；（2）电子测量的意义和特点；（3）电子测量方法的分类；（4）测量误差的基本概念；（5）测量结果的表示及有效数字；2、教学要求（1）了解电子测量的主要内容、特点和基本方法；（2）了解测量误差产生的原因及特点；（3）掌握误差基本理论及分析（4）能对测量结果（数据）进行正确的处理。

3、重点和难点重点：（1）电子测量的特点；（2）测量误差的基本概念；（3）测量结果的表示及有效数字。

难点：测量结果的表示及有效数字。

（二）信号发生器1、教学内容（1）信号源概述；（2）低频信号源的组成原理及使用。

（3）高频信号源的组成原理。

（4）函数信号发生器的组成原理及使用。

2、教学要求（1）了解信号源的分类和基本组成；（2）掌握低频信号发生器的基本组成、工作原理及特点；（3）掌握高频信号发生器的基本组成、工作原理及特点。

( 4) 掌握函数信号发生器的基本组成、工作原理及特点；3、重点和难点重点：（1）正弦信号源的主要性能指标；（2）低频信号发生器的基本组成和工作原理；（3）函数信号发生器的基本组成和工作原理。

电子测量技术基础习题一1.1 解释名词：①测量；②电子测量。

答：测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。

在这个过程中，人们借助专门的设备，把被测量与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系，最后用数值和单位共同表示测量结果。

从广义上说，凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上说，电子测量是指在电子学中测量有关电的量值的测量。

1.2 叙述直接测量、间接测量、组合测量的特点，并各举一两个测量实例。

答：直接测量：它是指直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法。

如：用电压表测量电阻两端的电压，用电流表测量电阻中的电流。

间接测量：利用直接测量的量与被测量之间的函数关系，间接得到被测量量值的测量方法。

如：用伏安法测量电阻消耗的直流功率P，可以通过直接测量电压U，电流I，而后根据函数关系P＝UI，经过计算，间接获得电阻消耗的功耗P；用伏安法测量电阻。

组合测量：当某项测量结果需用多个参数表达时，可通过改变测试条件进行多次测量，根据测量量与参数间的函数关系列出方程组并求解，进而得到未知量，这种测量方法称为组合测量。

例如，电阻器电阻温度系数的测量。

1.3 解释偏差式、零位式和微差式测量法的含义，并列举测量实例。

答：偏差式测量法：在测量过程中，用仪器仪表指针的位移(偏差)表示被测量大小的测量方法，称为偏差式测量法。

例如使用万用表测量电压、电流等。

零位式测量法：测量时用被测量与标准量相比较，用零示器指示被测量与标准量相等(平衡)，从而获得被测量从而获得被测量。

如利用惠斯登电桥测量电阻。

微差式测量法：通过测量待测量与基准量之差来得到待测量量值。

如用微差法测量直流稳压源的稳定度。

1.4 叙述电子测量的主要内容。

答：电子测量内容包括：（1）电能量的测量如：电压，电流电功率等；（2）电信号的特性的测量如：信号的波形和失真度，频率，相位，调制度等；（3）元件和电路参数的测量如：电阻，电容，电感，阻抗，品质因数，电子器件的参数等：（4）电子电路性能的测量如：放大倍数，衰减量，灵敏度，噪声指数，幅频特性，相频特性曲线等。

阻抗测试必须知道的27个基本常识1. 什么是阻抗测试？- 阻抗测试是一种测量电路中阻抗的方法，用于确定电路中电阻、电感和电容等参数的数值。

2. 阻抗测试的重要性- 阻抗测试可以帮助我们了解电路性能、诊断故障和优化设计，是电路测试中的关键步骤。

3. 阻抗测试的常见应用- 阻抗测试在电子设备、通信系统、电力系统和医疗设备等领域中被广泛应用。

4. 阻抗测试的基本原理- 阻抗测试通过施加一个交流信号并测量响应信号来确定电路的阻抗参数。

5. 阻抗测试的交流信号- 阻抗测试常用的交流信号包括正弦波、方波和脉冲等。

6. 阻抗测试的测量设备- 阻抗测试常用的测量设备有信号发生器、示波器和阻抗分析仪等。

7. 阻抗测试的测量方法- 阻抗测试可以采用两线法、四线法和八线法等不同的测量方法。

8. 阻抗测试中的频率范围- 阻抗测试可以在不同的频率范围内进行，常见的范围包括低频、中频和高频等。

9. 阻抗测试的测量参数- 阻抗测试中常用的测量参数有电阻、电感、电容、复阻抗、相位和衰减等。

10. 阻抗测试的测量误差- 阻抗测试中可能存在的误差包括测量仪器的误差和电路自身的误差。

11. 阻抗测试的校准方法- 阻抗测试可以通过校准来减小测量误差，常见的校准方法包括零点校准和参考校准等。

12. 阻抗测试的数据分析- 阻抗测试得到的数据可以通过数据分析来提取有用信息和评估电路性能。

13. 阻抗测试的故障诊断- 阻抗测试可以帮助我们检测和诊断电路中的故障，如短路、断路和接地等。

14. 阻抗测试的优化设计- 阻抗测试可以帮助我们优化电路设计，提高电路性能和可靠性。

15. 阻抗测试的自动化- 阻抗测试可以通过自动化测试系统来实现高效、准确和重复的测试操作。

16. 阻抗测试的兼容性- 阻抗测试可以与其他测试方法和技术相结合，实现全面的电路测试。

17. 阻抗测试的标准和规范- 阻抗测试有一些标准和规范可供参考，如ISO和IEC等国际标准。

18. 阻抗测试的挑战- 阻抗测试可能面临的挑战包括复杂的电路配置、测量噪声和信号干扰等。

单片机引脚阻抗测量方法1.引言1.1 概述概述部分提供了关于单片机引脚阻抗测量方法的总体介绍。

它将简要描述本文的主题和重要性，并提供一个概览，使读者对下面的内容有一个整体的理解。

概述：引脚阻抗测量方法单片机是一种集成电路，具有多个引脚用于输入和输出数据、信号和电源。

在设计和开发电子设备时，对单片机引脚的阻抗进行测量是非常重要的。

对引脚阻抗的准确了解可以帮助我们更好地了解引脚对电路性能的影响，并采取相应的措施来优化和改进电路设计。

本文将介绍两种常用的单片机引脚阻抗测量方法。

这些方法包括使用测试电路和测量设备来测量引脚电阻和电容的方法。

通过这些测量，我们可以获得引脚的电气特性，如阻抗大小、频率响应和相位差等。

这些数据对于电路设计和性能评估至关重要。

在接下来的部分中，我们将详细介绍每种方法的原理和步骤，并比较它们的优缺点。

我们还将探讨一些常见问题和技巧，以确保准确、可靠和一致的测量结果。

通过本文的阅读，读者将对单片机引脚的阻抗测量方法有一个全面的了解。

这将有助于他们在实际应用中更好地理解和解决与引脚阻抗相关的问题，并优化他们的电路设计。

同时，本文也有助于丰富和扩展这一领域的研究和应用。

在下一节中，我们将开始详细介绍第一种阻抗测量方法。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以是：本文主要分为三个部分，分别是引言、正文和结论。

引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。

在概述中，我们介绍了单片机引脚阻抗测量方法的重要性和应用背景。

接着，在文章结构中我们简要概括了本文的整体结构，以引导读者对文章内容有一个整体的认知。

最后，在目的部分我们明确了本文的研究目标，即介绍单片机引脚阻抗测量的两种方法及其应用。

正文部分主要介绍了两种阻抗测量方法。

每种方法都详细描述了其原理、步骤和实验验证。

在阻抗测量方法一的部分，我们详细介绍了其原理和使用场景，并给出了具体的实验步骤和测量结果。

在阻抗测量方法二的部分，我们同样进行了详细的介绍和实验验证。

古天祥电子测量原理古天祥版各章习题附详细答案(总31页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除第一章测量的基本原理一、填空题1 ．某测试人员在一项对航空发动机页片稳态转速试验中，测得其平均值为 20000 转 / 分钟（假定测试次数足够多）。

其中某次测量结果为 20002 转 / 分钟，则此次测量的绝对误差△x ＝ ______ ，实际相对误差＝ ______ 。

答案：2 转 / 分钟，％。

2 ．在测量中进行量值比较采用的两种基本方法是 ________ 和 ________ 。

答案：间接比较法，直接比较法。

3 ．计量的三个主要特征是 ________ 、 ________ 和 ________ 。

答案：统一性，准确性，法律性。

4 ． ________ 是比较同一级别、同一类型测量标准的一致性而进行的量值传递活动。

答案：比对。

5 ．计算分贝误差的表达式为，其中称为 ______ 。

答案：相对误差6 ．指针偏转式电压表和数码显示式电压表测量电压的方法分别属于 ______ 测量和______测量。

答案：模拟，数字7 ．为了提高测量准确度，在比较中常采用减小测量误差的方法，如 ______ 法、 ______法、 ______ 法。

答案：微差、替代、交换二、判断题：1 ．狭义的测量是指为了确定被测对象的个数而进行的实验过程（）答案：错2 ．基准用来复现某一基本测量单位的量值，只用于鉴定各种量具的精度，不直接参加测量。

答案：对3 ．绝对误差就是误差的绝对值（）答案：错4 ．通常使用的频率变换方式中，检波是把直流电压变成交流电压（）答案：错5 ．某待测电流约为 100mA 。

现有两个电流表，分别是甲表：级、量程为 0~400mA ；乙表级，量程为 0~100mA 。

则用甲表测量误差较小。

答案：错6 ．在电子测量中，变频是对两个信号的频率进行乘或除的运算。

《电子测量技术》复习提纲试卷类型：一、填空题：30%;二、单项选择题：10％；三、判断题：10％；四、问答题：25%;五、计算题：25％。

复习要求：第一章：1、掌握电子测量的特点和一般方法（偏差、零位、微差）。

特点：（1）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,误差处理复杂一般方法：直接、间接、组合.时域、频域、数据域、随机。

2、掌握测量仪表的主要性能指标和计量的基本概念.性能指标：（1）精度：精密度、正确度、准确度(2）稳定性：稳定度、影响量（3）输入阻抗（4）灵敏度（5）线性度（6）动态特性计量的基本概念：计量是利用技术和法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量.单位制:任何测量都要有一个统一的体现计量单位的量作为标准，这样的量称为计量标准。

计量基准:1、主基准2、副基准3、工作基准例题：1。

7 设某待测量的真值为土10．00，用不同的方法和仪器得到下列三组测量数据。

试用精密度、正确度和准确度说明三组测量结果的特点：①10.10，l0。

07,10.l2，l0。

06,l0。

07，l0.12,10.11，10。

08，l0。

09，10。

11；②9。

59，9.7l，1 0。

68，l0.42,10。

33，9.60,9.80，l0.21，9.98，l0.38; ③10.05，l0.04，9。

98，9。

99,l0.00，10.02，10.0l，999，9。

97,9。

99。

答:①精密欠正确；②准确度低；③准确度高。

1.15 解释名词:①计量基准；②主基准；③副基准;④工作基准. 答：①用当代最先进的科学技术和工艺水平，以最高的准确度和稳定性建立起来的专门用以规定、保持和复现物理量计量单位的特殊量具或仪器装置等。

②主基准也称作原始基准，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，经国家鉴定批准，作为统一全国计量单位量值的最高依据。

阻抗测量基础一． 元件阻抗的测量我们日常使用或工厂生产的无源元件（主要指各种电感、电容、电阻）均标有一定的数值，从使用的角度说已确定了该元件的数值（标称值），实际上存在下列三个因素需要对元件进行测量：电抗X 、导纳Y 、电导G 、电纳B 、损耗D 、品质因素Q 、相位角θ。

仪器测量时并不直接测量某单个参数，而是测量复阻抗，然后按照其相互关系转换成所需测量将式（3）代入式（2）得：Rs ErrEdutZx ×−=----------------------------------------------------（4）这里，Err ，Edut 均为矢量。

令10jV V Edut +=， 32jV V Err +=--------------------------------------------------------（5）将式（5）代入式（4）可得：s sR V V V V V V j R V V V V V V Zx 2222322130323120+−+++−=----------------------------------------------------（6） 比较式（6）与式（1）可得到：s x R V V V V V V R 22323120++−=--------------------------------------------------------------------------------（7） s x R V V V V V V X 22322130+−=----------------------------------------------------------------------------------（8） 式（7）与（8）即为所需的阻抗参数。

各类仪器测试电路的实际配置会有很大不同。

宽带高精度LCR 表和阻抗分析仪所使用的I-V 转换器包括复杂的null 检波器、相位检波器、积分器和矢量调制器，以保证在宽频率范围内的高精度。