第六章 电参数的测量

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.。

《电子材料与元器件测试技术》课程教学大纲课程代码：ABJD0516课程中文名称：电子材料与元器件测试技术课程英文名称：MeasurementTechniquesforE1ectronicMateria1sandDevices课程性质：专业必修课课程学分数：3学分课程学时数：48学时授课对象：电子科学与技术专业本课程的前导课程：大学物理、半导体物理学、电子材料、电子陶瓷工艺原理与技术一、课程简介介绍了电子材料与元器件特别电子陶瓷与器件基本电参数的测试方法、原理以及提高测量准确度的途径，同时介绍了常用的实验数据处理、统计分析方法。

二、教学基本内容和要求第一章误差理论和实验数据处理基础主要教学内容：（1）、测量的基本概念；（2）、随机误差基本理论和处理方法；（3）、系统误差的发现和消除方法；（4）、误差的合成与分配。

教学要求：理解测量和测量误差的概念，了解系统误差的判别及消除方法，理解测量的方法，掌握误差的合成与分配。

重点：随机误差基本理论及分析方法；难点：误差的合成与分配。

第二章电阻器的电阻率测量主要教学内容：（1）、电阻与电阻率的基本概念；（2）、电阻与电阻率的测量；（3）、测量技术的考虑与提高准确度的途径；（4）、电阻器等效参数的测量。

教学要求：了解电子材料与元器件的分类方法，理解分压式测量原理，掌握电阻式电桥电路的分析，掌握高阻抗测试技术。

重点：分压式测量原理，电阻式电桥电路。

难点：高阻的测量。

第三章电容元件参数的测量主要教学内容：（1）、电容器的基本参数；（2）、西林电桥；（3）、双T电桥；（4）、谐振法；（5）、高频测试技术。

教学要求：了解电容器的三个基本参数，了解三种电极系统的作用，理解双T电桥的分析方法，掌握西林电桥的不同结构，掌握串联谐振和并联谐振的区别，并熟记其计算公式。

重点：西林电桥；谐振法难点：双T电桥，高频测试技术第四章敏感元器件参数的测量主要教学内容：（1）、热敏电阻器特性参数的测量；（2）、湿敏电阻器特性参数的测量；（3）、气敏元件特性参数的测量；（4）、压敏电阻器特性参数的测量；（5）、力敏电阻器特性参数的测量；（6）、磁敏电阻器特性参数的测量；（7）、光敏电阻器特性参数的测量。

测量物质的电化学参数电化学是研究化学反应中电荷转移和电流产生的学科。

电化学参数是用来描述电化学反应过程和物质电化学性质的物理量。

测量这些参数是电化学研究的基础。

本文将介绍常见的电化学参数及其测量方法。

一、电池电势电池电势是指在标准状态下，电池两极之间产生的电动势。

电池电势是衡量电池储能能力的重要指标。

电池电势的测量需要使用电位计。

电位计是一种测量电势差的仪器，由电极和电子电路组成。

常见的电位计有离子选择电极电位计、氢电极电位计和参比电极电位计等。

二、电解液电导率电解液电导率是指电解质溶液在电场作用下传导电流的能力。

电解液电导率的测量是电化学研究中常用的方法之一。

测量电解液电导率可以使用电导计。

电导计是一种测量电解质溶液电导率的仪器，由电极和电子电路组成。

常见的电导计有恒流源电导计、离子选择电极电导计和热电导计等。

三、电极电位电极电位是指一种物质（电极）与标准氢电极之间的电势差。

电极电位是描述物质电化学性质的重要参数。

电极电位的测量需要使用电位计。

在电位计中，参比电极连接标准氢电极，被测试的电极连接电压计。

通过比较参比电极和被测试电极之间的电势差，可以得到被测试电极的电位。

四、电极反应速率电极反应速率是指电极上电化学反应的速率。

电极反应速率的测量需要使用电化学工作站。

电化学工作站由电极、参比电极、计时电路和电源等组成。

电极反应速率的测量可以通过计算电极上电流的变化率来实现。

五、电极电容电极电容是指电极可以储存电荷的容量。

电极电容是描述物质电化学性质的重要参数。

电极电容的测量需要使用电容测试仪。

电容测试仪由电极、电源和电容计等组成。

通过充放电电极并测量电压的变化，可以计算出电极的电容。

六、总结电化学研究需要对物质的电化学参数进行测量。

常见的电化学参数包括电池电势、电解液电导率、电极电位、电极反应速率和电极电容等。

对这些参数的测量需要使用电位计、电导计、电化学工作站和电容测试仪等仪器。

对电化学参数的准确测量是电化学研究的基础，也是实现电化学应用的前提。

基本电参数的测量实验报告
《基本电参数的测量实验报告》
实验目的：
本实验旨在通过测量电路中的基本电参数，如电压、电流和电阻，来加深学生
对电路理论的理解，并掌握相关的测量方法和技巧。

实验装置：
1. 直流电源：用于提供实验电路所需的直流电压。

2. 电压表：用于测量电路中的电压。

3. 电流表：用于测量电路中的电流。

4. 电阻箱：用于提供不同阻值的电阻，以便测量电路中的电阻。

实验步骤：
1. 搭建简单的直流电路，包括直流电源、电压表和电阻。

2. 测量电路中的电压：将电压表连接到电路中，通过调节电压表的量程和测量
范围，测量电路中不同位置的电压值。

3. 测量电路中的电流：将电流表连接到电路中，通过调节电流表的量程和测量
范围，测量电路中的电流值。

4. 测量电路中的电阻：使用电阻箱提供不同的电阻值，将电阻箱连接到电路中，通过测量电路中的电压和电流值，计算出电路中的电阻值。

实验结果：
通过实验测量，得到了电路中不同位置的电压值、电流值和电阻值。

实验结果
表明，电路中的电压和电流呈线性关系，符合欧姆定律。

同时，通过测量不同
电阻值的电路，验证了欧姆定律中的电阻值计算方法。

实验结论：
本实验通过测量电路中的基本电参数，加深了学生对电路理论的理解，掌握了相关的测量方法和技巧。

同时，实验结果验证了欧姆定律的正确性，为进一步学习电路理论奠定了基础。

通过本次实验，学生不仅掌握了基本电参数的测量方法，还深化了对电路理论的理解，为今后的学习和研究打下了坚实的基础。

电力系统运行参数测量在电力系统中，准确测量和监测运行参数对于确保电力系统的安全、稳定和高效运行至关重要。

电力系统运行参数指的是各个电力设备和电路的物理量和性能参数，如电压、电流、功率、频率等。

本文将从测量的重要性、常见的测量方法和技术、测量的关键问题以及未来的发展方向等方面展开论述。

一、测量的重要性电力系统的安全运行离不开准确、及时的测量数据。

准确的测量数据可以帮助运维人员了解电力系统的工作状态，及时发现潜在的问题或故障，并采取相应的措施进行修复和调整。

同时，测量数据还可以用于电力系统的动态监控和分析，为电力系统的优化和改进提供科学依据。

二、常见的测量方法和技术1. 电压测量：电压是电力系统中最基本的参数之一，对其进行准确测量是确保电力系统正常运行的前提。

目前常用的电压测量方法包括电压互感器测量和数字电压表测量等。

2. 电流测量：电流是电力系统中流经设备和线路的电荷数量，是电力系统运行的基础数据。

电流的测量方法有电流互感器测量和电流表测量等。

3. 功率测量：功率是衡量电力系统运行状况的重要指标之一。

功率测量常用的方法有电能表测量和功率因素测量等。

4. 频率测量：频率是衡量电力系统运行稳定性的重要指标。

频率的测量常用的方法有频率计测量和同步电动机转速测量等。

5. 相位测量：相位是衡量电力系统运行中各个设备之间相对关系的重要指标。

相位测量常用的方法有相位表测量和相位差仪测量等。

三、测量的关键问题在进行电力系统运行参数测量时，需要注意以下几个关键问题：1. 测量精度：测量精度是电力系统测量中的核心问题。

提高测量精度可以减少误差和偏差，确保测量结果的可靠性。

2. 采样频率：采样频率是指测量仪器对电力系统参数进行采样的频率。

采样频率的选择需要根据被测参数的变化情况来确定，以保证采样结果的准确性。

3. 测量范围：测量范围是指测量仪器能够测量的参数的最大值和最小值范围。

选择合适的测量范围可以有效防止过载和损坏测量仪器。

基本电参数的测量实验报告基本电参数的测量实验报告引言：电力是现代社会中不可或缺的能源之一，而电力的质量和稳定性对于各种电气设备的正常运行至关重要。

为了确保电力系统的安全和稳定，我们需要对电力的基本参数进行准确的测量和监控。

本实验旨在通过测量电流、电压和功率因数等基本电参数，来了解电力系统的运行情况，并掌握电参数测量的方法和技巧。

一、实验目的本实验的主要目的有以下几点：1. 掌握直流电流的测量方法和仪器的使用；2. 了解交流电压的测量原理和技巧；3. 学习功率因数的测量方法和计算公式；4. 分析电参数测量中可能存在的误差来源，并提出相应的改进措施。

二、实验仪器和材料1. 直流电源；2. 直流电流表；3. 交流电源；4. 交流电压表；5. 电阻箱；6. 电流互感器；7. 功率因数表；8. 电阻器、电容器、电感器等元件。

三、实验步骤1. 直流电流的测量首先，将直流电源连接到电路中，调节电流大小，并使用直流电流表测量电流值。

注意在测量前要校准电流表，确保其准确性。

同时，要注意电流表的量程选择，避免过载。

2. 交流电压的测量使用交流电源提供电压信号，并使用交流电压表测量电压值。

在测量前，要确保电压表的准确性，并选择合适的量程。

此外，还要注意测量时电路的接线是否正确，以避免电压的误差。

3. 功率因数的测量通过连接电阻箱、电流互感器和功率因数表，测量电路中的功率因数。

首先，调节电阻箱的阻值，使得电路中的功率因数接近1。

然后，使用功率因数表测量功率因数的数值。

在测量过程中，还要注意功率因数表的准确性和量程选择。

四、实验结果与分析在实验中，我们测量了不同电流和电压下的电参数，并计算出相应的功率因数。

通过实验数据的分析，我们可以得到以下结论：1. 电流和电压之间存在线性关系，即电流随电压的增加而增加；2. 电流和功率因数之间存在相关性，即功率因数随电流的增加而减小；3. 实际电路中存在一定的误差，如电流表和电压表的测量误差，以及连接导线和接触电阻等因素的影响。

《电子测量技术》课程标准课程名称：电子测量技术 Electronic Measurement Technology课程性质：专业选修学分：2.5总学时：45，理论学时：36，实验(上机)学时：9适用专业：电子信息技术先修课程：模拟电子技术、数字电子技术、信号与系统、微机原理一、教学目的与要求《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。

二、教学内容与学时分配三、各章节主要知识点与教学要求第1章序论第一节测量的基本概念一、测量的定义二、测量的意义三、测量技术第二节计量的基本概念一、计量二、单位和单位制三、计量标准四、测量标准的传递第三节电子测量技术的内容，特点和方法一、电子测量二、电子测量的内容和特点三、电子测量的一般方法第四节电子测量的基本技术一、电子测量的变换技术二、电子测量的放大技术三、电子测量的比较技术四、电子测量的处理技术五、电子测量的显示技术第五节本课程的任务重点：测量的基本概念、基本要素；单位和单位制，基准和标准，量值的传递准则。

难点：量值的传递准则教学要求：理解测量的基本概念、基本要素，测量误差的基本概念和计算方法。

理解计量的基本概念，单位和单位制，基准和标准，量值的传递准则。

理解测量的基本原理，信息获取原理和量值比较原理。

理解电子测量的实现原理：变换、比较、处理、显示技术。

第2章测量误差理论与数据处理第一节测量误差的基本概念一、有关误差的基本概念二、测量误差的基本表示方法第二节测量误差的来源与分类一、测量误差的来源二、测量误差的分类第三节测量误差的分析与处理一、随机误差的分析与处理二、系统误差的判断及消除方法三、粗大误差的分析与处理第四节测量误差的合成与分配一、测量误差的合成二、测量测量不确定度及其合成三、误差分配及最佳测量方案第五节测量数据处理一、有效数字处理二、测量结果的处理三、最小二乘法与回归分析重点：测量误差的分类估计和处理，系统误差和粗大误差的判断及处理，不确定度的评定方法。

电工仪表与测量习题册参考答案第一章电工仪表与测量的基本知识第一节常用电工仪表的分类、型号和标志一、填空题1. 同类标准量2. 仪表可动部分的机械偏转角、指示器、直读式3. 磁电、电磁、电动、感应4. 安装、便携、便携5. 便携6. 数字、数码的形式7. 带微处理器、自动测试系统二、判断题1. X2. V3. X4. V5. V6. X 7X 三、选择题 1. A 2. D 3. D 4. D 5. A四、名词解释1. D19-W 答案：表示一只设计序号是19的便携式电动系功率表。

2. 1D1-W 答案：表示一只设计序号是1的安装式电动系功率表。

3. DX282 答案：表示一只设计序号是282的无功电能表。

4. D26~coscp 答案：表示一只设计序号是26的便携式电动系功率因数表。

5. 19Dl-coscp 答案：表示一只设计序号是1的安装式电动系功率因数表。

6. 45Tl-coscp 答案：表示一只设计序号是1的安装式电磁系功率因数表。

7. D3-Hz 答案：表示一只设计序号是3的便携式电动系频率表。

8. 62Ll-coscp 答案：表示一只设计序号是1的安装式整流系功率因数表。

，9. DD28 答案：表示一只设计序号是28的单相电能表。

10. DT12 答案：表示一只设计序号是12的三相四线电能表。

11. 25C16-A 答案：表示一只设计序号是16的安装式磁电系电流表。

12. DS36 答案：表示一只设计序号是36的三相三线电能表。

13. T62-V 答案：表示一只设计序号是62的便携式电磁系电压表。

14. D3-(p 答案：表示一只设计序号是3的便携式电动系相位表。

五、问答题1.电工指示仪表按使用条件分哪几组？各适用于什么条件？答：电工指示仪表按使用条件分A、B、C三组。

A组仪表使用环境温度为0〜40°C，B组仪表-20〜50°C，C组仪表-40〜60°C，相对湿度均为85%范围内。