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课题：第1章 电子测量与仪器的基础知识 课时分配：四课时 教学目的要求： 1.明确电子测量的意义、内容、特点和分类。 2.了解电子测量仪器的分类和技术指标。 3.掌握测量误差的表示方法有:绝对误差、相对误差和容许误差。 4.明确测量误差按照性质分为系统误差、随机误差和粗大误差。 5.明确测量误差的来源是多方面的。 6.明确测量结果常用有效数字来表示，应根据实际情况，遵循有效数字位数取舍和有效数字舍入规则进行。 7.了解为了测得准确的结果，一般要进行多次测量，多次测量的算术平均值即测量值。数据处理过程中得到的不确定度具有测量误差的含义，是测量误差的极限值。不确定度越大，置信度越高，丢失真实数据的可能性越小。 教学重点： 1.电子测量的意义、内容、特点和分类。 2.电子测量仪器的分类和技术指标。 3.测量误差的表示方法 4.测量误差的来源分析 5.有效数字及有效数字位数取舍和有效数字舍入规则。 6.测量数据的处理 教学难点： 1.测量误差的表示方法与分类 2.测量误差的来源分析 3.有效数字的处理 教学方法： 演讲法、问题教学法、设计教学法、小组研讨法、辩论法、座谈研讨等 教学过程 导入新课： 测量是应用电子技术常常遇到的问题，本课程以生产实践中普遍使用的通用仪器为典型仪器，介绍测量方法和技术。 新课内容： 1.1电子测量概述 1.1.1电子测量的意义及内容 1. 电子测量的意义 测量的目的就是取得用数值和单位共同表示的被测量的结果，是人们借助于专门的设备，依据一定的理论，通过实验的方法将被测量与已知同类标准量进行比较而取得测量结果。被测量的结果必须是带有单位的有理数，例如，某测量结果为9.3V是正确的，而测得的结果为9.3或是错误的。 广义的电子测量是指利用电子技术进行的测量。狭义的电子测量是指对电子技术中各种电参量所进行的测量。 2.电子测量的内容 狭义电子测量的内容主要包括： （1）能量的测量 能量的测量指的是对电流、电压、功率、电场强度等参量的测量。 （2）电路参数的测量 电路参数的测量指的是对电阻、电感、电容、阻抗、品质因数、损耗率等参量的测量。 （3）信号特性的测量 信号特性的测量指的是对频率、周期、时间、相位、调制系数、失真度等参量的测量。 （4）电子设备性能的测量 电子设备性能的测量指的是对通频带、选择性、放大倍数、衰减量、灵敏度、信噪比等参量的测量。 （5）特性曲线的测量 特性曲线的测量指的是对幅频特性、相频特性、器件特性等特性曲线的测量。 上述各种参量中，频率、时间、电压、相位、阻抗等是基本参量，其他的为派生参量，基本参量的测量是派生参量测量的基础。电压测量是最基本、最重要的测量内容。 非电量的测量属于广义电子测量的内容，可以通过传感器将非电量变换为电量后进行测量。本书主要讨论狭义电子测量内容。 1.1.2电子测量的特点 电子测量技术及电子测量仪器的应用十分广泛、发展十分迅速，对科学技术的发展起着巨大的推动作用，从某个意义来说，电子测量水平代表着一个国家的科技水平的高低。这是因为电子测量有着其他测量无法相比的众多优点。其特点如下： （1）频率范围宽 电子测量的频率范围几乎可以覆盖整个电磁频谱。从直流一直可达100GHz以上。随着电子技术的发展，目前还在向着更宽频段乃至全频段发展。 （2）量程广 量程是指测量范围的上限值和下限值之差。电子测量仪器具有相当宽的量程。如一台高灵敏度的数字电压表，可测出10nV至1kV以上的电压，量程达11个数量级；而数字式频率计的量程甚至可达17个数量级以上。 （3）精确度高 电子测量的精确度比其他测量方法要精确的多，特别是对频率和时间的测量，精确度可达到10-13～10-14量级，是目前物理量测量中最精确的测量方法。 （4）测量速度快 电子测量是通过电磁波的传播和电子的运动来进行工作的，因而可实现高速度测量。 （5）便于实现遥测遥控 电子测量可以通过有线或无线系统把测量仪器或仪器的传感器深入到人体不便于或无法进入的区域内进行遥测遥控，这是电子测量的一个突出优点。 （6）易于实现测量过程自动化 大规模集成电路和微型计算机的应用为电子测量技术与计算机技术的结合提供了有利条件，从而实现测量过程的自动化与智能化。 1.1.3电子测量方法 测量结果可以通过不同的测量方法来取得。电子测量的方法有很多种，如直接测量、间接测量与组合测量等。 （1）直接测量 直接测量是指借助于测量仪器等设备可以直接获得测量结果的测量方法，例如用电压表测电压等。 （2）间接测量 间接测量是指对几个与被测量有确定函数关系的物理量进行直接测量，然后通过公式计算或查表等求出被测量的测量。伏安法测量电阻R的方法即属于间接测量法，它是先测出流过电阻的电流I及电阻两端的电压V后，再利用公式来测量电阻值R。 （3）组合测量