电气与电子测量技术（上海交通大学）第一章 测量技术概述.pptVIP

幅频特性 相频特性 电气测量系统的主要技术指标 1．应用范围 2．分辨力与分辨率 3．精度和误差 4．灵敏度 5．线性 6．失调和漂移 7．动态范围 8．可靠性 9．每单位时间的测量次数 10．环境条件 * 1．应用范围 设计待测的物理量或待监测和测量的过程，包括供电电压、环境条件和量程调整。 2．分辨力和分辨率 可由测量系统分辨的输入端的最小变化量，是绝对量。分辨率则是分辨力相对于测量系统满量程输入的百分数 ，是一个相对值。 3．精度和误差 由测量系统的输出所反映的测量结果与被测量的真值相符合的程度，通常用某种误差（如相对误差）来表示。 4．灵敏度 输出端的变化y与输入端的变化x之比。当设计恒定灵敏度时，则用一个数字就足够了；否则，由于灵敏度是变化的，必须针对每个点作出规定。 5．线性 测量系统实际的输入输出特性曲线偏离其理论拟合直线的程度，也称为该测量系统的非线性误差。非线性误差通常用相对误差来表示。 6．失调和漂移 当输入为零时，输出信号与零的偏离。输入失调同输出失调之间存在差别，线性系统中输出失调与输入失调之比就等于系统的传递函数。漂移定位为调零的缓慢变化。 * 7．动态范围 最大不失真电平和噪声电平的差。而在实际用途中，多用对数和比值来表示一个信号系统的动态范围。 8．可靠性 为一个系统在其预定的技术指标范围内工作预定的小时数之后仍起作用的概率。 9．每单位时间的测量次数 在测量系统中往往都要配置计算能力的主要原因，是要增加单位时间的测量次数。 10．环境条件 描述在制造系统期间系统所处的规定环境。还描述系统仍保留在规定技术指标范围内所处的环境条件，如抗冲击和振动、湿度、实验室条件等。系统的可靠性往往也由环境条件决定。 * 第一章小结 充分地理解如何运用测量系统特性去真实反映被测物理量 测量系统的静态特性指标：灵敏度、非线性度和回程误差。 * 注意1：同一物理量可以有不同的测量方法 如测电阻方法： 万用表 (直接测量） 伏安法（R＝U/I)（间接测量） 注意2：间接测量误差由多个测量量合成。 根据测量读数方式分类 直读测量 从仪器（仪表）直接获取读数。 特点：过程简单 、直观、明了, 一般来说准确度较低。 比较测量 将被测量直接与标准量比较，根据比较结果获得测量值。 典型：替代法，比较法，微差法。 特点： 标准量直接参与，测量准确度高； 测量设备较贵，过程复杂。 典型的比较测量方法－替代法 方法：在相同条件下，将被测量与已知标准量先后置于同一测量装置中，若先后两次测量装置都处于相同状态，可认为被测量等于已知量。 E Rx + – I A RN 特点： 不受测量系统内部结构误差的影响，可获得比较高的测量精度。 测量过程较复杂，花费时间较长。 E + – I A 替代法测电阻 典型的比较测量方法－零位(零值)法 方法：利用指零机构的作用，使用被测量和已知标准量两者达到平衡，根据指零机构示值为零来确定被测量等于标准量值。 特点： 测量过程比较复杂，在测量时，要进行平衡操作，花费时间长 天平测质量 典型的比较测量方法－微差(偏差)法 方法： 被测量值与标准量大体平衡，将被测的未知量与已知的标准量进行比较，并取得被测量与标准量差值。 特点： 测量精度高 反应快，特别适用于在线控制参数的检测 基准量：20.00 mm 测量值：+0.08 mm 结 果：20.08 mm 时域测量：（瞬态测量）以时间为主要研究对象，主要测量被测量随时间的变化的规律。 例：用示波器测量脉冲信号的上升沿、下降沿、脉宽等。 频域测量：（稳态测量）以频率为主要研究对象，主要测量被测量随频率的变化的规律。 例：频谱分析仪测量信号的频谱。 数据域测量：（逻辑量测量）以数字电路的逻辑状态为主要研究对象。 例：逻辑分析仪测量数字电路的逻辑状态、时序等。 根据测量性质分类 接触式测量与非接触式测量； 根据是否与被测介质接触分类 红外测温 接触式测温 静态测量与 动态测量 根据被测量变化快慢分类 电压波动 手持式电压表 在线测量与离线测量 根据测量对象是否工作分类 电力变压器在线监测系统 （测量油中气体和微水含量） 电力变压器油气相色谱仪 现代电气测量系统的基本组成 传感器 调理电路 数据采集系统 CPU 显示 现代数字化测量系统方框图 X 现代数字化测量系统都包含下列几个环节： 传感器： 将非电量信号转化成电量信号：如测温传感器，压电传感器，电容/电感传 感器、电涡流传感器等； 实现电信号的隔离：如CT，PT，Hall电流传感器。 调理