电子测量考试重点.docx

北京交通大学电子测量考试重点

注：该文档依据老师考前划的重点归纳而成。 CollectedByYHD 2016

绪论

测量——利用适宜的工具，确定某个给定对象在某个给定属性上的量的程序或过程

国际单位制7个根本单位:米、千克、秒、电流：安培〔A〕，热力学：开尔文〔k〕，光强：坎德拉〔cd〕，物质的量：摩尔〔mol〕

电子测量——广义：指利用各种敏感元件和传感装置将非电量如位移、速度、温度、压力、流量、物面高度、物质成分等变换成电信号，再利用电子测量设备进行的测量。

狭义:通过运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量、电信号及电路元器件的特性和参数进行测量。

电子测量特点：〔1〕测量频率范围宽〔2〕测量量程广〔3〕测量准确度高〔4〕测量速度快〔5〕易于实现远距离测量和长期不间断测量〔6〕易于实现测量自动化和测试智能化

计量——利用技术和法制手段实现测量单位统一和量值准确可靠的一种测量

计量具有统一性、准确性和法制性的特点。

测试——借助于特定测量手段对被测对象的某种功能或者属性进行评估。

检测——从大量信息流中抽取特定的信息

测量误差理论和测量数据处理

测量误差——测量结果与被测量真值的差异。

真值——该量本身所具有的真实大小。常用“相对真值”代替。

相对真值——对于给定目的，具有适当不确定度的、被认为充分接近真值的量值。

测量误差表达绝对误差

性质分类系统误差

正确度——系统误差——均值与真值偏离度——M(X)=X0+ε

精密度——随机误差——测量值分散度——δ=Xi-M

准确度——正确精密——ΔXi=εi+δi

总体数学期望：M(x)总体方差：σ2(X)

均值数学期望：M(x)=M(x)均值方差：σ(x)=σ

数学期望估计：x=M(X)

求置信区间步骤：1、求样本均值；

2、求样本标准偏差估计值；

3、求平均值标准偏差估计值；

4、自由度k=n-1；根据，查表得ta

5、得出置信区间

去除粗大误差准那么：1、莱特准那么；正态，n10

2、肖维纳准那么；正态，n5

3、格拉布斯准那么；正态or接近正态，n2

坏值逐个剔除原那么：假设有多个可疑数据同时超过检验所定置信区间，应逐个剔除，先剔出残差绝对值最大的，然后重新计算标准偏差估计值，再行判别。假设有多个相同数据超出范围时，也应逐个剔除。

变值系统误差判定：1、累进性系统误差——马利可夫判据

2、周期性系统误差——阿卑-赫梅特判据

消除或减弱系统误差的典型测量技术：1、零示法；2、代替法〔置换法〕；3、交换法〔对照法〕、微差法；

舍入规那么：小于5舍，大于5入，等于5时取偶数。

非等精度测量：测量结果的权：，X的估计值：

方差估计值：

时间和频率的测量

测频

测周：

多周期测量：

时间间隔测量：

晶振稳定度： 1、长期稳定度：老化率

2、短期稳定度：噪声引起的频率、相位波动

时间间隔测量误差有：量化误差、触发误差、时基误差。

触发误差：

多周期测量可以减小量化误差和触发误差。

提高测量精度方法

倒数计数器：

优点：充分利用了计数器在整个频率范围内中的分辨能力。量化误差独立于被测频率，能通过预触发实时控制主门。

倒数计数器采用位数表示测频分辨率。分辨力位数与主门时间、时基频率成正比。

平均测量技术：量化误差随测量次数的无限增多趋于零。

缺点：测量时间增加，要求被测信号是周期重复的。

模拟内插法：

优点：理论测量准确度高。

缺点：模拟电路易受噪声干扰。扩展时间长时，电容放电的非线性误差大。电路反响速度慢。

游标法：

优点：由于三次计数都是同步进行的，不存在量化误差。

准确度影响因素恒定偏差（系统误差）

电压测量

技术指标：1、频率范围2、电压范围3、测量准确度4、分辨力5、输入阻抗6、抗干扰7、测量速度8、自动化和多功能

波峰因数波形因数通常以正弦波的有效值作为电压表的刻度。

DVM中DAC:〔结构、波形见课本〕

斜坡电压式：

优点：结构简单、本钱低

缺点：转换准确度低、转换时间长

逐次逼近式：

优点：兼顾速度、精度和本钱

缺点：存在量化误差

余数再循环式：

优点：在硬件简单下，实现较高分辨力和较快转换速度

缺点：最小分辨电压受电路内外噪声等因素限制

双斜积分式：

优点：转换准确度高、灵敏度高、抑制干扰能力强、造价低

缺点：转换速度比拟低，对积分线性度要求高等

三斜积分式：

优点：计数误差明显减小、在考虑到达同样的显示位数和计数误差条件下，测量速度提高

多斜积分式：

优点：减小积分式ADC计数误差、提高测量速度、减小对积分器动态范围的要求

缺点：电路实现复杂、一般需要微处理器控制

脉冲调宽式：

优点：克服双斜积分式ADC中积分器的动态范围问题、抗串模干扰、实现对被测电压的连续测量、为被测信号源提供稳定的负载

DVM技术参数：

1、量程、显示位数和超量程能力2、分辨