电工测量及指示仪表基础知识.pptVIP

电工测量与指示仪表的基础知识 测量是通过实验方法及各种仪器仪表，对客观事物取得定量信息即数量概念的过程。人们通过对客观事物大量的观察和测量，形成定性和定量的认识，归纳、建立起各种定理和定律，而后又要通过测量来验证这些认识、定理和定律是否符合实际情况。 第一节 测量的基本概念 电工测量泛指以电工技术为基本手段的一种测量技术，是利用电工仪表，获得被测电量（电压、电流、功率等）或磁量（磁感应强度、磁通等）数值的过程。 电工测量不仅应用于电学各专业，也广泛应用于物理学、化学、光学、机械学、材料学、生物学、医学等科学领域以及生产、国防、交通、通讯、商业贸易、生态环境保护乃至日常生活的各个方面。 近几十年来计算机技术和微电子技术的迅猛发展，为电工测量和测量仪器仪表的发展增添了巨大活力。电子计算机尤其是微型计算机与电工测量仪器相结合，构成了一代崭新的仪器和测试系统，即人们通常所说的“智能仪器”和“自动测试系统” 。 电工测量技术(包括测量理论、方法，测量仪器装置等)已成为整个电工学领域的一个重要分支。 一、电工测量的内容和特点 电量的测量：如频率、电压、电流、功率波形、频率、周期、相位、失真度、调幅度、电阻、电感、电容、阻抗参数等的测量 非电量的测量：如位移、速度、温度、压力、流量、物面高度、物质成分等的测量。传感技术的发展为这类测量提供了新的方法和途径。 电工测量具有如下一些特点： 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、易于实现测试智能化和测试自动化 5、影响因素众多，误差处理复杂 二、电工测量的方法和分类 按测量手续分类 1、直接测量：是指直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法，比如用电压表测量晶体管的工作电压，用欧姆表测量电阻阻值等。直接测量的特点是不需要对被测量与其它实测的量进行函数关系的辅助运算，因此测量过程简单迅速，是工程测量中广泛应用的测量方法。 2、间接测量：是利用直接测量的量与被测量之间的函数关系(可以是公式、曲线或表格等)，间接得到被测量量值的测量方法。例如需要测量电阻上消耗的直流功率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”获得功耗P。间接测量费时费事，常在下列情况下使用：直接测量不方便，或间接测量的结果较直接测量更为准确，或缺少直接测量仪器等。 3、组合测量：当某项测量结果需用多个未知参数表达时，可通过改变测量条件进行多次测量，根据测量值与未知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。 按测量方式分类 1、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。由于是从仪表刻度上直接读取被测量，包括大小和单位，因此这种方法也叫直读法。 2、零位式测量法：零位式测量法又称作零示法或平衡式测量法。测量时用被测量与标准量相比较（因此也把这种方法叫作比较测量法），用指零仪表（零示器）指示被测量与标准量相等（平衡），从而获得被测量。 3、微差式测量法：偏差式测量法和零位式测量法相结合，构成微差式测量法。它通过测量待测量与基准量之差（通常该差值很小）来得到待测量的值。 按被测量的性质分类 1、时域测量：时域测量也叫作瞬态测量，主要测量被测量随时间的变化规律。典型的例子如用示波器观察脉冲信号的升沿、下降沿、平顶降落等脉冲参数以及动态电路的暂态过程等。 2、频域测量：频域测量也称为稳态测量，主要目的是获取待测量与频率之间的关系。如用频谱分析仪分析信号的频谱、测量放大器的幅频特性、相频特性等。 3、数据域测量：数据域测量也称为逻辑量测量，主要是用逻辑分析仪等设备对数字量或电路的逻辑状态进行测量。数据域测量可以同时观察多条数据通道上的逻辑状态，或者显示某条数据线上的时序波形，还可以借助计算机分析大规模集成电路芯片的逻辑功能等。随着微电子技术的发展需要，数据域测量及其测量智能化、自动化显得愈来愈重要。 4、随机测量：随机测量又叫作统计测量，主要是对各类噪声信号进行动态测量和统计分析。这是一项较新的测量技术，尤其在通信领域有着广泛应用。 除了上述几种常见的分类方法外，还有其他一些分类方法。比如，按照对测量精度的要求，可以分为精密测量和工程测量；按照测量时测量者对测量过程的干预程度分为自动测量和非自动测量；按照被测量与测量结果获取地点的关系分为本地（原位）测量和远地测量（遥测），接触测量和非接触测量；按照被测量的属性分为电量测量和非电量测量等等。 在选择测量方法时，要综合考虑下列主要因素：①被测量本身的特性；②所要求的测量准确度；③测量环境；④现有测量设备等。在此基础上，选择合适的测量仪器和正确的测量方法。正确可靠的测量结果的获得，要依