电子测量原理 测量方法与测量系统
电子测量原理
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。
第1章 电子测量原理
（7）测量环境
测量环境是指测量过程中人员、对象和仪器系统所处空 间的一切物理和化学条件的总和。它包括温度、湿度、重 力场、电磁场、辐射、化学气雾和粉尘，霉菌以及有关电 磁量(工作电流、电压、频率、源阻抗、负载阻抗、地磁 场、雷电等)的数值、范围及其变化。
17
电子科技大学
《电子测量原理》
(补充）计量的基本概念
方式多样化，灵活 单位自愿行为
自下而上 可越级溯源 “数据”的准确性
方式单一，不灵活 政府法制行为
自上而下 强调逐级传递 “器具”的准确性
26
电子科技大学
《电子测量原理》
• 1．1．2 电子测量的意义
它的优势表现在： （1）具有极快的速度
（2）具有极精细的分辨能力和很宽的作用范围
（3）极有利于信息传递 （4）极为灵活的变换技术，有利于信息的获取 （5）巨大的信息处理能力
1．1．1 测量的基本概念
• 3．测量的组成
（2）测量过程——基本要素之间的互动关系
测量过程是测量的主体(测量人员)获取测量客体(被测对 象)的量值信息的过程。 具体的整个过程如下图所示：
13
电子科技大学
《电子测量原理》
1．1．1 测量的基本概念
开 始 被测对象 论 证 阶 段 测量任务要求 现有仪器设备
（2）离开测量就不会有真正的科学
5
电子科技大学
《电子测量原理》
1．1．1 测量的基本概念
• 1 ．测量的意义（续）
（3）在现代化的工业生产中，处处离不开测量
测量是精细加工的基础，没有测量也就没有现代化的制 造业。 生产水平越是高度发达，测量的规模就越大，需要的测 量技术与仪器也越先进。 （4）在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量 比如航空航天领域，医学生物领域，农业、气象、环境、 勘探等各学科
电子测量原理
电子测量原理电子测量是一种利用电子技术进行测量的方法，它广泛应用于工程技术和科学研究领域。
在电子测量中，我们需要了解一些基本的原理，以便能够准确地进行测量工作。
首先，电子测量的基本原理之一是电压测量。
在电子电路中，电压是一个非常重要的参数，它可以用来表示电路中的电势差。
电压的测量通常使用电压表或示波器等仪器进行。
在进行电压测量时，需要注意选择合适的量程和接线方式，以确保测量结果的准确性。
其次，电子测量的另一个基本原理是电流测量。
电流是电子在导体中流动的载体，它也是电路中的重要参数之一。
电流的测量通常使用电流表或示波器等仪器进行。
在进行电流测量时，需要注意选择合适的量程和接线方式，以确保测量结果的准确性。
此外，电子测量还涉及到阻抗测量的原理。
阻抗是电路对交流电的阻碍程度，它包括电阻、电感和电容等。
在进行阻抗测量时，通常需要使用信号发生器、示波器和万用表等仪器进行。
通过测量电路的阻抗，我们可以了解电路的频率特性和传输特性，从而进行电路设计和分析工作。
另外，在电子测量中，还需要了解数字测量的原理。
数字测量是利用数字技术进行测量的方法，它具有精度高、抗干扰能力强等特点。
数字测量通常需要使用模数转换器、微处理器和显示器等设备进行。
通过数字测量，我们可以实现对信号的精确采样和处理，从而得到准确的测量结果。
最后，电子测量还涉及到误差分析的原理。
在进行电子测量时，由于各种因素的影响，测量结果往往会产生一定的误差。
因此，我们需要对测量误差进行分析和评估，以确保测量结果的可靠性。
误差分析通常包括系统误差和随机误差两个方面，需要通过合适的方法进行补偿和校正。
综上所述，电子测量是一项重要的技术工作，它涉及到电压测量、电流测量、阻抗测量、数字测量和误差分析等多个方面。
只有深入理解电子测量的原理，我们才能够准确地进行测量工作，从而为工程技术和科学研究提供可靠的数据支持。
希望本文所述内容对您有所帮助。
电子测量原理
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。
电子测量原理
电子测量原理
电子测量原理是电子技术中十分重要的内容之一，它用于测量物理量，如电压、电流、电阻、电感、电容等。
在电子测量中，我们需要了解一些基本原理。
1. 电压测量原理：电压是指电势差，是一种单位是伏特(V)的
物理量。
电压可以通过电压表或电压计进行测量。
电压测量原理是利用测量回路中的测量元件，比如电压表的内阻和待测电压之间存在电势差。
2. 电流测量原理：电流是指电子在电路中的流动，是一种单位是安培(A)的物理量。
电流可以通过电流表进行测量。
电流测
量原理是将待测电流通过电流表，根据安培力对电流进行测量。
3. 电阻测量原理：电阻是指电路中的阻碍电流流动的物理量，是一种单位是欧姆(Ω)的物理量。
电阻可以通过万用表或电桥
进行测量。
电阻测量原理是利用电桥电路中的电流平衡条件，将未知电阻与已知电阻进行比较，从而测量待测电阻的大小。
4. 电感测量原理：电感是指导线圈中储存磁能的能力，是一种单位是亨利(H)的物理量。
电感可以通过LCR表进行测量。
电
感测量原理是利用测量电路中的电流和电压相位差，计算出待测电感的大小。
5. 电容测量原理：电容是指电路中储存电能的能力，是一种单位是法拉(F)的物理量。
电容可以通过LCR表进行测量。
电容
测量原理是利用测量电路中的电流和电压之间的关系，计算出
待测电容的大小。
综上所述，电子测量原理涉及了电压、电流、电阻、电感和电容等物理量的测量原理。
这些原理在电子技术中具有广泛的应用，是我们进行电子测量的基础知识。
电路测试与测量电路测试与测量的基本原理和方法
电路测试与测量电路测试与测量的基本原理和方法电路测试与测量的基本原理和方法电路测试和测量是电子工程领域中非常重要的一环，对电路的功能和性能进行评估和验证。
本文将介绍电路测试与测量的基本原理和方法。
一、电路测试与测量的概述电路测试和测量是指通过科学的手段和仪器设备，对电路中各种电参数进行准确测量和对电路功能进行全面测试的过程。
电路测试与测量的目的是为了验证电路的设计是否满足技术要求，并对电路性能进行评估、优化和改进。
二、电路测试的基本原理1. 测试信号生成与应用电路测试中常用的信号包括直流信号、交流信号和脉冲信号。
根据被测试电路的不同要求，选择合适的信号进行测试。
测试信号要满足测试目的和被测试电路的特点，以尽可能准确地获取电路的参数和性能。
2. 测量仪器的选择和使用电路测试中需要使用各种测量仪器，如示波器、信号发生器、频谱分析仪等。
根据被测试电路的特点和测试要求，选择合适的仪器进行测量，并正确操作仪器以获取准确的测量结果。
3. 测试接线的设计和布线测试接线的设计和布线对电路测试的准确性和可靠性有着重要影响。
要合理设计测试接线，避免干扰源的影响和重复接线的问题，确保测试结果的准确性。
三、电路测量的基本方法1. 电流测量电路中的电流是电路的重要参数之一，可以采用电流表或示波器等仪器进行测量。
在测量过程中，应注意选择合适的电流量程，并保证测量电路与仪器的连接正确可靠。
2. 电压测量电路中的电压也是电路的重要参数，可以采用万用表、示波器等仪器进行测量。
在测量过程中，应注意选择合适的电压量程，并注意保护仪器和被测电路的安全。
3. 频率测量对于频率相关的电路，如振荡器、滤波器等，可以使用频率计或频谱分析仪进行测量。
在测量过程中，应注意选择适当的测量范围，并减小干扰源对测试结果的影响。
4. 信号响应测量信号响应测量主要用于测试电路的时域和频域响应，如脉冲响应、阶跃响应等。
可以通过示波器或频谱分析仪对信号波形进行观测和分析，以获取电路的响应特性。
电子测量的应用与原理
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。
电子测量的基本原理和主要方法
电子测量的基本原理和主要方法测量是指为确定被测对象的量值而进行的实验过程。
电子测量是测量的一个重要分支，它是指以电子技术为理论基础，以电子测量设备和仪器为工具，对各种电量进行的测量。
通常情况下的电子测量是指对电子技术中各种电参量的测量，包括各种电量、电路元器件特性、电路特性的测量。
通过传感器把非电量转换成电量后进行测量。
对同一性质的被测量目标进行测量时，由于测量原理不同，选择的测试仪器、采用的测量手段也可能不一样。
常用的有直接测量、间接测量和组合测量3种。
1.直接测量通常测量仪表已标定好，用它对某个未知量进行测量时，能直接读出测量值，称为直接测量。
例如，用磁电式仪表测电流、电压，用弹簧管式压力表测量锅炉压力，用频率计测频等就属直接测量。
直接测量的优点是测量过程简单、迅速，缺点是测量精度不容易达到很高。
这种测量方法在一般的工程中大量采用。
2.间接测量间接测量是指当待测量由于某种原因不能直接测量时，可以对与未知待测量y有确切函数关系的其他变量x（或n 个变量）进行直接测量，然后再通过函数关系计算出待测量y，这种测量称为间接测量。
y=f(Xl，X2，…，Xn)间接测量广泛用于科学实验中，放大电路的电压放大倍数、输入电阻和输出电阻都是采用间接测量的方法测量出来的。
3.组合测量组合测量是指当某项测量结果需要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，根据函数关系列出方程组求解，从而得到被测量的值，这种兼用直接测量与间接测量的方法称为组合测量。
这种方法通过计算机软件进行求解，速度更快。
3．按测量方式分类按测量方式可分为直读法和比较法。
(1)直读法直读法是用直接指示被测量大小的指示仪表进行测量，能够直接从仪表刻度盘上或从显示器上读取被测量数值的测量方法。
例如，用欧姆表测量电阻时，从指示的数值可以直接读出被测电阻的阻值。
这种方法是由于欧姆表的数值事先用标准电阻进行了校验，标准电阻已将它的量值和单位传递给欧姆表，因而间接地参与了测量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第2页
电子测量原理
2.1.3 电子测量的内容
从广义上说，电子测量是泛指以电子科学技术 为手段而进行的测量，即以电子科技理论为依 据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和 非电量进行的测量。 从狭义上讲，电子测量则是利用电子技术对电 子学中有关的电量所进行的测量。
第6页
电子测量原理
2.2.1 被测对象—信号与系统的特点及分类
信号的特点是： ①信号是用变化着的物理量来表示信息的一种函 数； ②信号中包含着信息，它是信息的载体，具有能 量（有能源）。被测对象的信息感知阶段的任务， 是要把信息变换成信号； ③信号不是信息本身，必须对信号进行测量后， 才能从信号中提取出信息，这是电子测量的根本 目的。
第4页
电子测量原理
2.1.3 电子测量的内容（续）
（ 2 ）按基本的测量对象来看，电子测量是对 电信号和电系统的测量： ①电子测量的基本对象是未知的信号与系统 ②电子测量的基本工具是已知的信号与系统 ③电子测量的基本工作机理是信号与系统的相 互作用
系 x ( t ) h (t ) 输入 测试系统框图 统 y ( t ) 输出
第8页
电子测量原理
2.2.2 信号的分类（续）
2.周期性信号与非周期性信号 3.连续信号与离散信号
表 2 -1 自变量 t 信号的分类 函 数 值 f( t) 连续 连续时间信号 离散 连续 离散时间信号 离散 数字信号 量化信号 采样信号 信号分类 模拟信号
第9页
电子测量原理
2.2.2 信号的分类（续）
第11页
电子测量原理
2.2.3 系统的基本概念
信号的产生、传输、处理、存储和再现都需要一定 的物理装置，这种装置通常就称为系统。
从一般意义讲，系统是由若干相互依赖、相互作用的 事物组合而成的具有特定功能的整体。
1.系统的外部特性 即系统的输入与输出之间的关系或系统的功能。
系 x ( t ) h (t ) 激励 统 y ( t ) 响应
电子测量原理
2.1 电子测量的基本概念
2.1.1 电子测量的意义
20世纪30年代，便开始了测量科学与电子科学的结 合，产生了电子测量技术
处理信息最有效、最成功的是电子科学技术
①具有极快的速度
②具有极精细的分辨能力，很宽的作用范围。 ③极有利于信息传递
④极为灵活的变换技术。
⑤巨大的信息处理能力
第1页
电子测量原理
2.1.2 电子测量的特点
（1）测量频率范围宽。被测信号的频率范围除测量直流 外，测量交流信号的频率范围低至10-6Hz以下，高至 THz（1THz=1012Hz） （2）量程范围宽。如数字万用表对电压测量由纳伏（nV） 级至千伏（kV）级电压，量程达12个数量级
（3）测量准确度高。例如，用电子测量方法对频率和时 间进行测量时，由于采用原子频标和原子秒作为基准， 可以使测量准确度达到10-13～10-14的数量级。
第3页
电子测量原理
电子测量的内容是：
2.1.3 电子测量的内容（续）
（1）按具体的测量对象来分类，包括下列电参数的测量 ①电能量的测量 包括各种频率及波形下的电压、电流、 功率、电场强度等的测量。 ②电路参数的测量 包括电阻、电感、电容、阻抗、品 质因数、电子器件参数等的测量。 ③电信号特征的测量 包括信号、频率、周期、时间、 相位、调幅度、调频指数、失真度、噪音以及数字信号 的逻辑状态等的测量。 ④电子设备性能的测量 包括放大倍数、衰减、灵敏度、 频率特性、通频带、噪声系数的测量。 ⑤特性曲线的测量 包括幅频特性曲线、晶体管特性曲 线等的测量和显示。
第10页
电子测量原理
2.2.2 信号的分类（续）
（5）信号的时间特性和频率特性 时间特性：反映在信号随时间变化的波形上，包括信号出 现时间的先后、持续时间的长短、重复周期的大小、随时 间变化速率的快慢、幅度的大小等等。 频率特性：一个复杂信号可以分解成许多不同频率的正弦 分量，即具有一定的频率成分。将各个正弦分量的幅度和 相位分别按频率高低依次排列就成为频谱。信号的频谱包 含了信号的全部信息。 （6）信号的空间分布结构 许多信号，既具有时间特性、也还具有空间特性 例如描述大气压随海拔高度变化的信号，其自变量表示 海拔高度；描述飞机机翼上应变分布的信号，其自变量 表示结构尺寸；
第12页
电子测量原理
2.2.3 系统的基本概念（续）
2.系统的内Байду номын сангаас结构
测量系统的外部特性是由其内部参数也即系统本身的 固有属性决定。
系统模型指系统物理特性的数学抽象，即以数学表达 式或具有理想特性的符号组合图形来表征系统的输入输出特性
第5页
电子测量原理
2.2 电子测量的对象——信号与系统
2.2.1 信号的基本概念 测量的目的是获取被测对象的信息，信息描述 了被测对象的状态及其变化方式。 信号就是信息的某种物理表现方式，信号是信 息的载体，是物质，具备能量。
同一个信息可以用不同的信号来运载，反之， 同一种信号也可以运载不同的信息。
第7页
电子测量原理
2.2.2 信号的分类
1.确定性信号和非确定性信号 电子测量中被测信号大多是时间的函数 x(t) ，按其 性质不同可分类如下：
①确定性信号：在相同试验条件下，能够重复实现的 信号。确定性信号又分为：恒定（直流）信号；周期 信号（简谐周期信号和复杂周期信号）；非周期信号 （准周期信号和瞬变冲激信号）； ②非确定性（随机）信号：在相同试验条件下，不能 够重复实现的信号。随机信号又分为：平稳随机信号； 非平稳随机信号。
4.时限信号和频限信号 时限信号是指信号在时间的有限区间（t1，t2） 内有定义、在区间之外信号值恒等于零的信号， 称为时域有限信号。
例如，矩形脉冲、正弦脉冲等。而周期信号、指数信 号、随机信号等，则为时域无限信号。
频限信号是指在频率域内只占据有限的带宽 （ f1 ～ f2 ）、在这一带宽之外信号值恒等于零的 信号，称为频域有限信号。