电子测量

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.。

电子测量原理电子测量是一种利用电子设备进行物理量测量的技术方法。

在科学研究、工程技术以及生产制造等领域，电子测量得到了广泛的应用。

本文将介绍电子测量的原理、常用的电子测量仪器以及应用案例。

一、电子测量原理概述电子测量的基本原理是将待测物理量转化为电信号，通过电子设备进行测量和处理。

电子测量可分为直接和间接两种方式。

直接测量是指将待测物理量转化为电信号进行测量，常见的有电压、电流和电阻等。

间接测量是通过某种物理效应将待测物理量转化为电信号，再进行测量，如温度、压力、位移等。

二、电子测量仪器1.示波器示波器是电子测量中最常用的仪器之一，用于显示待测信号的波形。

示波器可以显示信号的幅值、频率、相位等信息，通过观察波形来判断信号是否合格。

示波器有模拟示波器和数字示波器两种类型，数字示波器具有更高的精度和功能。

2.万用表万用表是一种多功能的电子测量仪器，可以测量电压、电流、电阻、电容等基本物理量。

万用表常用于电路维修、实验室研究以及工程测量等领域。

随着科技的发展，万用表也在不断更新，新一代的数字万用表功能更加强大。

3.频谱分析仪频谱分析仪用于测量信号的频谱特性，能够将复杂的电信号分解成不同频率的分量。

频谱分析仪在通信、无线电、音频等领域有广泛的应用，可以用于信号分析、故障诊断以及无线电频道分配等。

三、电子测量应用案例1.温度测量温度测量是电子测量中常见的应用之一。

利用热敏电阻、热电偶、红外线传感器等测温元件，可以测量物体的温度。

温度测量在工业自动化、气象观测、医疗设备等方面都有广泛的应用。

2.压力测量压力测量广泛应用于石油化工、水处理、汽车工业等领域。

常用的压力传感器有电容式传感器、电阻式传感器和压阻式传感器等。

通过测量物体受力变形或流体压强，可以准确测量压力大小。

3.位移测量位移测量用于测量物体的位置移动或形变。

常用的位移传感器有光电编码器、应变测量电阻和激光测距仪等。

位移测量在机器人技术、建筑工程和制造业等方面有广泛的应用。

电子测量原理电子测量是现代科技领域中不可或缺的一部分，通过电子设备测量物理量的数值。

电子测量的原理主要包括测量基本原理、测量仪表原理、测量方法等方面的内容。

本文将从这些方面对电子测量原理进行探讨。

1. 测量基本原理电子测量的基本原理是通过电子仪器测量物理量的数值。

测量基本原理可以分为四个方面：传感器原理、信号处理原理、数据采集原理以及数据处理原理。

（1）传感器原理传感器是电子测量中关键的组成部分，它能将一种待测量的物理量转换为电信号，再通过电子仪器进行处理。

传感器的种类繁多，常见的传感器有温度传感器、压力传感器、湿度传感器等。

（2）信号处理原理信号处理是将传感器输出的电信号进行放大、滤波等处理，以便更好地观测和分析物理量的变化情况。

（3）数据采集原理数据采集是利用模拟-数字转换技术将模拟信号转换为数字信号，并进行必要的编码和校验，以便于后续的数据处理。

（4）数据处理原理数据处理是对采集到的数字信号进行分析、计算、显示等操作，从而获得所需的测量结果。

2. 测量仪表原理测量仪表是进行电子测量的工具，它包括测量仪器、测量传感器、测量电缆等。

测量仪表的原理可以分为仪表传感器接口、测量电路、显示装置等方面。

（1）仪表传感器接口仪表传感器接口是将传感器和仪表连接起来，将传感器采集到的信号传递给测量仪器，实现测量功能。

（2）测量电路测量电路是测量仪表中的核心部分，它通过适当的电路设计，将传感器接口传递过来的信号进行放大、滤波等处理，以获得准确的测量结果。

（3）显示装置显示装置是用于展示测量结果的部分，常见的显示装置有数码管、液晶显示屏等。

3. 测量方法电子测量有多种方法，常见的有直接测量法、间接测量法和对比测量法。

（1）直接测量法直接测量法是最常见、最直接的测量方法，它通过测量仪表直接测量待测量物理量的数值，如使用温度计测量温度、使用电压表测量电压等。

（2）间接测量法间接测量法是通过已知和未知量之间的关系进行测量的方法，通常需要通过公式或者其他方法来计算得到待测量物理量的数值。

任务 1 认识电子测量在人们的日常生活中经常需要进行测量，如用尺子测量物品长度，用体温计测量体温，用 血压计测量血压等，测量可以说无处不在 。

不仅日常生活中离不开测量，生产制造和科学研究 等领域更离不开测量技术 。

测量是使用合适的仪器设备 、采用一定的测量方法以获得被测对 象量值的过程 。

电子测量是测量学的一个重要分支，通过本任务的学习，我们来了解什么是电 子测量，以及电子测量的特点 、内容 、分类等，逐步培养工程意识 。

1.电子测量的基本概念 （1） 电子测量的定义随着电子技术的发展，电子测量技术也得到迅速发展 。

本课程所说的电子测量是指利用 电子技术对各种电参量 、电性能进行的测量，如用万用表测量电压 、电流 、电阻等，即对各种电 参量 、电性能的测量技术和常用电子测量仪器的使用 。

（2） 电子测量的主要内容① 电能量的测量，如电流 、电压 、电功率等的测量 。

② 电信号特征的测量，如电信号的频率 、周期 、相位 、失真度等的测量 。

③ 电子元件参数的测量，如电阻 、电感 、电容以及晶体管 、集成电路等元件各种参数的 测量 。

④ 电路性能参数的测量，如增益 、通频带 、灵敏度 、信噪比等的测量 。

⑤ 特性曲线的测量，如半导体元件的伏安特性曲线 、电路的频率特性曲线等的测量。

2.电子测量的特点 （1） 测量频率的范围宽随着技术不断发展，新元件 、新工艺的采用使电子测量的频率范围越来越宽 。

电子测量不 仅能测量直流电量，也能测量交流电量，其频率范围可达 10-6~1012Hz 。

但是需要注意，不同 的测量仪器，即使测量同一种电量，其工作原理和测量方法也各不相同，所能测量的频率范围 也是不同的 。

因此要根据具体的测量要求，选择合适的测量仪器和测量方法 。

（2） 测量仪器的量程宽量程是指仪器所测量参数的范围 。

电子测量仪器的量程很宽，如数字式万用表可以测量 的电压范围从纳伏至千伏，量程可达 12 个数量级 。

电子测量基础知识归纳1. 什么是电子测量电子测量是一种通过使用电子设备和技术来测量、检测和监控电信号、电流、电压和电气特性的过程。

它在许多领域中被广泛应用，例如电子工程、通信工程、自动化等。

2. 常见的电子测量仪器2.1 数字万用表数字万用表是最常见的电子测量仪器之一。

它可以测量电压、电流、电阻、频率等电气特性。

数字万用表使用数字显示屏，精度高，操作简单。

2.2 示波器示波器是用于显示电信号波形的仪器。

它可以实时显示电压随时间的变化。

示波器可用于观察信号的频率、幅度、相位等特性，以及检测电路中的故障。

2.3 频谱分析仪频谱分析仪可以将信号分解为不同频率的成分，并显示其幅度。

它被广泛用于无线通信、音频处理、信号调制等领域。

2.4 信号发生器信号发生器是用于产生各种电信号的仪器。

它可以生成不同频率、幅度和波形的信号，常用于电子实验、测试和调试。

3. 电子测量的重要性电子测量在现代科技发展中起着重要的作用。

它可以帮助工程师和科学家了解电子设备和电路的性能，并进行相关的研究和开发。

通过电子测量，我们可以确保电子产品的质量和可靠性，并及时发现并解决问题。

4. 电子测量的常见应用4.1 电路设计与测试在电路设计过程中，电子测量是不可或缺的。

它可以帮助工程师验证设计的正确性，并进行性能测试和优化。

电子测量还可以用于检测电路中的故障，方便故障排除和维修。

4.2 通信工程电子测量在通信工程中起着至关重要的作用。

它可以帮助工程师测试和监测信号的质量、传输效率和可靠性。

电子测量还可以用于调试和优化通信设备和系统。

4.3 自动化在自动化系统中，电子测量被广泛应用于监测和控制过程变量。

它可以帮助工程师实时获取传感器和执行器的数据，并进行有效的控制和调节，以实现自动化系统的稳定和优化。

5. 结论电子测量是现代科技不可或缺的一部分，它帮助我们了解和掌握电子设备和电路的性能。

通过使用常见的电子测量仪器，我们可以进行电路设计和测试，优化通信工程，实现自动化控制。

电子测量实验报告实验报告：电子测量引言：电子测量是电子学中非常重要的一部分，通过电子测量，可以对电流、电压、电阻、电感、电容和功率等参数进行准确的测量和分析。

本实验旨在通过实际操作，了解并掌握一些基本的电子测量方法和仪器的使用。

实验目的：1. 了解常见的电子测量仪器，例如数字万用表、示波器和信号发生器等。

2. 掌握测量直流电流、直流电压、交流电压、交流电流、电阻、电容和电感的方法和技巧。

3. 学习使用示波器测量电压、频率和相位差等信号参数。

实验步骤和结果：1. 实验一：测量直流电流和直流电压a. 将数字万用表的选择旋钮拨到直流电流测量档位，并连接正确的电路。

b. 通过电源控制直流电流的大小，观察数字万用表的读数并记录。

c. 将数字万用表的选择旋钮拨到直流电压测量档位，连接正确的电路并测量直流电压。

2. 实验二：测量交流电压和交流电流a. 使用示波器测量交流电压和交流电流。

b. 设置示波器的时间和幅度尺度，观察波形，并测量其峰值和有效值。

3. 实验三：测量电阻、电容和电感a. 使用数字万用表测量电阻，并计算真值和误差。

b. 使用数字万用表测量电容，并记录相应的读数。

c. 使用示波器和信号发生器测量电感的感抗和品质因数。

讨论与分析：通过以上实验，我们可以得到以下的结论和分析：1. 电子测量仪器的使用：通过实验，我们了解了常见的电子测量仪器的使用方法，例如数字万用表、示波器和信号发生器。

这些仪器能够提供准确的测量结果，为电子工程师的工作提供了很大的帮助。

2. 直流电流和直流电压的测量：通过实验一，我们学会了使用数字万用表来测量直流电流和直流电压。

我们可以通过调节电源的电压和连接正确的电路来测量不同的电流和电压值。

3. 交流电压和交流电流的测量：实验二中，我们使用示波器来测量交流电压和交流电流。

通过观察波形，并测量其峰值和有效值，我们可以了解信号的振幅和频率等特性。

4. 电阻、电容和电感的测量：实验三中，我们使用数字万用表测量电阻和电容，并计算出真值和误差。

电子测量的应用与原理1. 什么是电子测量电子测量是指利用电子仪器、设备和技术进行各种物理量、电信号和波形的测量和分析的方法。

电子测量广泛应用于各个领域，包括通信、电力、工业控制、医疗、科研等。

通过电子测量可以获取准确的数据和信号，进而进行各种分析和判断。

2. 电子测量的原理电子测量的原理主要包括以下几个方面：2.1 电压测量原理电压测量是电子测量中最基本的一项。

电压是指电流通过导线时所产生的电势差，也可以理解为电子流动的动力。

电压测量的原理是利用电压表或示波器引入测量电路中，通过测量电路中的电压来获取所需的电压数值。

2.2 电流测量原理电流测量是电子测量中另一个重要的参数。

电流是指单位时间内的电荷通过导线的数量。

电流测量的原理是利用电流表或感性元件引入测量电路中，通过测量电路中的电流来获取所需的电流数值。

2.3 频率测量原理频率测量是电子测量中常见的一种方法。

频率是指单位时间内事件重复发生的次数。

频率测量的原理一般是利用计数器或定频电路来统计事件发生的次数，然后通过计算得到频率数值。

2.4 相位测量原理相位测量是电子测量中用于测量信号相位差的方法。

相位是指两个周期性信号的某一特定时刻之间的时间差。

相位测量的原理一般是利用触发电路或相位比较器对信号进行比较，从而获取信号相位差的数值。

3. 电子测量的应用电子测量在各个领域中有着广泛的应用，下面列举一些常见的应用场景：3.1 通信领域•信号质量测量：利用电子测量仪器对通信信号的电平、偏移、噪声等进行测量，以判断信号质量是否满足要求。

•码率测量：通过对数字通信信号的脉冲码序列进行测量和分析，获取信号的码率信息。

•频谱分析：通过对通信信号的频谱进行测量和分析，了解信号的频率分布情况。

3.2 电力领域•电力质量监测：通过电子测量仪器对电力系统中的电压、电流、功率因数等参数进行测量和分析，判断电力质量是否稳定。

•耗电量测量：利用电子测量仪器对电力设备和系统的耗电量进行实时监测，以提高能源利用效率。

单元一绪论§ 1.1电子测量的意义及特点一、电子测量的意义测量是人类对客观事物取得数量概念的认识过程，在这种认识过程中，人们借助于专门的设备，依据一定的理论，通过实验的方法，求出以所用的测量单位来表示的被测量的量值。

测量结果的量值由两部分组成：数值和单位。

奥运计时术揭秘现在奥运会短跑计时的程序非常先进，也十分复杂。

一旦选手双脚蹬在起跑器上，做好启动准备，计时官员扣动发令枪扳机，通过铜线发出电流到起跑器和单独的计时台。

电流会启动计时台上的石英晶体振荡器，与此同时，发令枪的声音经由每个选手起跑器的扬声器放大，这样一来，所有参赛选手即可同时听到发令枪响，实现了真正意义上的公平比赛。

而在赛道的另外一端，激光信号则从终点线一端传向另一端，而另一端的光传感器(亦称光电管或“电子眼”)会收到激光发出的光束信号。

当选手穿过终点线，光束受到阻塞，电子眼立即向计时台发送信号，记录下选手的比赛用时。

同时，与终点线平行安装的一台高速数码摄像机会以每秒2000次的惊人速度，将图像扫描到一个狭窄剖面上。

当每名选手跑过终点线时，摄像机会将最先触及终点线的身体部位的电子信号发送给计时台，从而记下他们的比赛时间。

计时台则将比赛时间发送给裁判席和电子记分板。

图像则会被发送给电脑，电脑使图像与时钟实现同步，令其处于水平时标的并行位置，构成一幅完整的图像。

电脑还会用一个垂直指针记录下每名选手身体最先触及终点线的具体部位。

随后，技术人员可以在比赛结束后在30秒内将这张合成图像播放在视频显示器上，帮助裁判确定可能差之毫厘的归属。

电子测量泛指以电子技术为基本手段的一种测量技术，是电子学与测量学相结合的产物。

电子测量技术的水平也是衡量一个国家科学技术水平的重要标志。

二、电子测量的内容三、电子测量的特点1、测量频率范围宽(10-6Hz~1012Hz)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、易于实现遥测6、易于实现测量自动化和测量仪器微机化有缘学习更多＋谓ｙｇｄ３０７６考证资料或关注桃报：奉献教育（店铺）。

一、实验目的1. 熟悉电子测量仪器的基本原理和使用方法。

2. 掌握常用电子测量仪器的操作技巧。

3. 提高电子测量实验技能，培养严谨的科学态度。

二、实验原理电子测量是指利用电子技术和电子仪器对各种物理量进行测量。

本实验主要涉及以下测量原理：1. 电压测量：利用电压表直接测量电路中的电压值。

2. 电流测量：利用电流表直接测量电路中的电流值。

3. 电阻测量：利用欧姆定律，通过测量电压和电流，计算出电阻值。

4. 频率测量：利用频率计测量信号源的频率值。

5. 信号发生器：产生各种频率、幅度和波形的标准信号。

三、实验仪器1. 双踪示波器2. 数字万用表3. 欧姆表4. 频率计5. 信号发生器6. 滑动变阻器7. 电容8. 电感9. 电源四、实验内容1. 示波器使用方法（1）观察正弦波（2）观察矩形波（3）观察三角波（4）观察李萨如图形2. 电压测量（1）测量直流电压（2）测量交流电压3. 电流测量（1）测量直流电流（2）测量交流电流4. 电阻测量（1）测量固定电阻（2）测量可变电阻5. 频率测量（1）测量正弦波频率（2）测量矩形波频率6. 信号发生器使用（1）产生正弦波（2）产生矩形波（3）产生三角波五、实验步骤1. 示波器使用方法（1）打开示波器电源，调整亮度、对比度等参数。

（2）将示波器探头连接到待测电路，调整探头衰减倍数。

（3）观察波形，调整示波器参数，使波形清晰可见。

2. 电压测量（1）将电压表的正极探头连接到电路中待测电压点，负极探头接地。

（2）选择合适的量程，读取电压值。

3. 电流测量（1）将电流表串联接入电路中待测电流点。

（2）选择合适的量程，读取电流值。

4. 电阻测量（1）将待测电阻接入电路。

（2）选择合适的量程，读取电阻值。

5. 频率测量（1）将频率计探头连接到待测信号源。

（2）选择合适的量程，读取频率值。

6. 信号发生器使用（1）将信号发生器输出端连接到待测电路。

（2）调整信号发生器参数，产生所需波形。