《电子测量仪器》电子测量基础（讲义）重庆市电子技术类 考点讲练测

编写说明：《电子技术类专业考点讲练测》专辑，是依据重庆市高等职业教育分类考试专业综合理论测试电子技术类考试说明编写的。紧密围绕电子技术类专业考纲所涉及的三门高考课程的13个考点，精心编撰了33套讲练测。每套讲练测的内容均涵盖考点解读、思维导图、知识梳理、师生互动、概念强化题、高考模拟、课堂练习、课堂小结以及课后自测等九个环节。 本讲属于《电子技术类专业考点讲练测》的第27套，包含讲义、课件以及课后自测这三个教学文件，且与之配套使用的还有重庆市《电子技术类考纲百套卷》。欢迎各位老师下载使用，并敬请给予宝贵建议。 重庆市《电子技术类专业考点讲练测》第27套 【电子测量仪器】 电子测量基础 讲义 [考纲要求] 1. 了解电子测量的概念与方法。 2. 理解误差的概念、分类及产生的原因。 3. 掌握测量误差的表示方法。 4. 掌握对测量结果进行简单数据处理的方法。 [思维导图] [知识梳理] 一、电子测量的内容 电能量的测量、电信号特征量的测量、电路元件参数的测量、电路性能特性量的测量、特性曲线的显示 二、电子测量的分类 （一）按测量手段分类 按测量手段分类，有直接测量、间接测量和组合测量三种。 （二）按测量性质分类 尽管被测量的种类繁多，但它们总是遵循一定规律。按被测量的量值变化规律分类，可分为时域测量、频域测量、数据域测量等。 三、测量误差 （一）概念 一个量在被测量时，其本身所具有的真实大小，称为该量的真值。测量的目的是希望获得被测量的真值。然而，由于测量设备、测量方法、测量环境和测量人员素质等条件的限制，都会使测量结果与被测量的真值不同，这个差异称为测量误差。当测量误差过大时，则根据测量工作或测量结果所得出的结论或发现将是毫无意义的，甚至会给工作带来危害。研究测量误差的目的，就是要了解产生误差的原因及其产生的规律，从而寻找减小测量误差的方法，使测量结果准确可靠。 （二）来源及分类 1.误差来源 仪器误差：由于仪器本身设计上的不完善(如校准不好，刻度不准等)造成的误差 使用误差：在仪器使用过程中，由于安装、调节、放置或使用不当造成的误差 人为误差：由操作者个人习惯(如读数时偏大或偏小)引起的误差 环境误差：由各种外界环境，如温度、电磁场等影响而产生的误差 方法误差：由于测量时所依据的理论不严密或应用不当的简化及近似公式引起的误差 2.误差的分类 根据测量误差的性质和特点，可将它们分为系统误差、随机误差和粗大误差。 （三）表示方法 测量误差有两种表示方法：绝对误差和相对误差。 1.绝对误差 (1)设被测量的真值为， 测量值为x, 则绝对误差为 这里，当时，是正值；当时，是负值。所以，是具有大小、正负和量纲的数值。它的大小和符号分别表示测量值偏离真值的程度和方向。 (2)修正值与绝对误差的绝对值大小相等、符号相反的量值，称为修正值，用C表示，即 测量仪器在使用前都要经过高一级标准仪器的校正，校正量用修正值C表示，它通常以表格、曲线或公式的形式给出。 在日常测量中，使用该受检仪器测量所得到的结果应加上修正值，以求得被测量的实际值，即 2.相对误差 绝对误差可以说明测得值偏离实际值的程度。但是，它不能说明测量的准确程度。因此，除绝对误差外，误差的另一种表示是相对误差。 (1)定义测量的绝对误差与被测量的真值之比(用百分数表示),称为相对误差，用表示，即 因为一般情况下不容易得到真值，所以，可以用绝对误差与被测量的实际值A之比来表示相对误差，称为实际相对误差，用表示，即 (2)满度相对误差绝对误差与仪器满度值的比值，称为满度相对误差(或引用相对误差),用表示，即 因仪器仪表刻度线上各点示值的绝对误差并不相等，为了评价仪表的准确度，取最大的绝对误差。这里有 是仪器在工作条件下不应超过的最大相对误差，这种误差表示方法较多地用在电工仪表中。按值划分电工仪表的准确度等级有0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七级。上述等级值在仪表上通常用s表示。s=1,说明仪表的满刻度相对误差。 （四）测量结果的处理 测量结果的处理是电子测量的重要组成部分，其处理方式通常有数据处理和图解分析两种形式。 1.数据处理 （1）有效数字 所谓有效数字，是指从左边第一个非零数字开始，直至右边最后一个数字为止的所有数字。 （2）数字的舍入规则 如果给出的数字位数超过保留位数的有效数字，应予删略。删略多余的有效数字应按 “四舍五入”的原则进行，即遇到大于5的数，则前一位加1，遇到小于5的数，舍去；若遇到等于5的数，则有两种处理方法：若5前面的数字为偶数或零则舍掉；若5前面的数字为奇数则前一位加1。 2.图解分析法 图解分析法就是根据测量数据作出一条或一组反映参数变化的曲线，以对结果进行定量分析。它具有形象、直观的特点，如放大器的幅频特性曲线。在进行图解分析时，应注意以下几点： 1)除特殊情况外，一般应选用直角坐标系。 2)坐标的比例可根据需要合理选择，且纵横坐标的比例不一定相同。 3)由于测量误差的存在，各数据点不会刚好同时处在同一条平滑的曲线上，因此，在连接各数据点作曲线时，要进行曲线修匀工作。为了能使修匀的曲线不失真，要进行多组数据测量。 [师生互动] 1.按测量手段分类，电子测量有______、______和______三种。 【答案】直接测量、间接测量、组合测量 2.按被测量的量值变化规律分类，电子测量可分为______、______、______等。 【答案】时域测量、频域测量、数据域测量 3.测量误差的来源包括______、______、______、______、______。 【答案】仪器误差、使用误差、人为误差、环境误差、方法误差 4.测量误差分为______、______和______。 【答案】系统误差、随机误差、粗大误差 5.什么是电子测量？ 【答案】电子测量是指对电能量、电信号特征量、电路元件参数、电路性能特性量以及特性曲线等进行的测量。 6.什么是测量误差？ 【答案】测量误差是指由于测量设备、测量方法、测量环境和测量人员素质等条件的限制，使测量结果与被测量的真值不同的差异。 [概念强化题] 1.绝对误差的修正值与绝对误差的绝对值大小______、符号______。 【答案】相等、相反 2.相对误差分为______和______。 【答案】实际相对误差、满度相对误差 3.电工仪表的准确度等级按满度相对误差划分有______级。 【答案】7 4.测量结果的处理方式通常有______和______两种形式。 【答案】数据处理、图解分析 5.有效数字是指从左边第一个非零数字开始，直至右边最后一个数字为止的所有数字。数字的舍入规则为：遇到大于5的数，则前一位______；遇到小于5的数，；若遇到等于5的数，若5前面的数字为偶数或零则；若5前面的数字为奇数则前一位______。 【答案】加1、舍去、舍掉、加1 6.什么是绝对误差？ 【答案】设被测量的真值为，测量值为，则绝对误差为。 7.什么是相对误差？ 【答案】测量的绝对误差与被测量的真值之比（用百分数表示），称为相对误差，用表示，即 8.什么是有效数字？ 【答案】有效数字是指从左边第一个非零数字开始，直至右边最后一个数字为止的所有数字。 [高考模拟] 一、判断题(请在说法正确的题后写√, 说法错误的题后写×) 1. 对于一般的工程测量，用绝对误差表示测量的准确度较为方便。( ) 【答案】× 2. 测量值与其真值的差称为相对误差。( ) 【答案】× 3. 测量是通过实验方法对客观事物取得定量信息及数量概念的过程。( ) 【答案】√ 4. 国际单位制中，电流单位是伏特。( ) 【答案】× 5. 根据所测量的内容，功率属于电能量测量。( ) 【答案】√ 6.数据舍入规则可以简单概括为四舍五入。( ) 【答案】× 二、选择题 1.电子测量的特点不包括( )。 A.频率范围宽、测量量程宽 B.测量准确度高 C.测量速度快 D.可以做到零误差 【答案】D 2.按照测量手段分类，测量方法不包括( )。 A.直接测量 B.间接测量 C.遥控测量 D.组合测量 【答案】C 3.测量者对仪器不了解、粗心，导致读数不正确或突发事故等产生的误差称为( )。 A.随机误差 B.系统误差 C.粗大误差 D.人为误差 【答案】C 4.测量被测量随时间的变化规律，这种测量属于( )。 A.时域测量 B.频域测量 C.数据域测量 D.空间域测量 【答案】A 5.修正值是与绝对误差的绝对值( )的值。 A.相等但符号相反 B.不相等且符号相反 C.相等且符号相同 D.不相等但符号相同 【答案】A 6.根据测量误差的性质和特点，可以将其分为( )三大类。 A.绝对误差、相对误差、引用误差 B.固有误差、工作误差、影响误差 C.系统误差、随机误差、粗大误差 D.稳定误差、基本误差、附加误差 【答案】C 三、填空题 1.用数据舍入规则对32.4850进行处理，要求保留4位有效数字，其结果为______。 【答案】32.48 2.使用指针式万用表电阻挡时，没有进行电阻挡调零，容易产生______误差。 【答案】系统 3.由测量人员对仪器不了解、粗心，导致读数不正确引起的 误差属于______误差。 【答案】粗大 4.在相同条件下重复测量同一量时，误差的大小和符号保持不变或按照一定的规律变化的误差，称为______误差。 【答案】系统 5.示值相对误差是用绝对误差与仪器的______的百分比值来表示。 【答案】给出值 [课堂练习] 一、填空题 1. 电子测量是以电子测量______和设备为手段的测量。 【答案】仪器 2. 测量误差通常采用______误差和绝对误差两种表示方法。 【答案】相对 3.随机误差具有______、单峰性、有界性等特点。 【答案】对称性 4.相对误差的定义为绝对误差与______的比值，通常用百分数表示。 【答案】真值 5.工程上采用______误差来比较测量结果的准确度。 【答案】相对 二、判断题(请在说法正确的题后写√, 说法错误的题后写×) 1. 因设备、仪器及附件引起的误差，不是系统误差。( ) 【答案】× 2. 因温度、湿度的变化引起的误差是随机误差。( ) 【答案】× 3. 因读数习惯引起的误差是粗大误差。( ) 【答案】× 4. 在写有单位的量值时，准确的写法是560kΩ±1000Ω。( ) 【答案】× 5. 电工指示仪表的准确度数字越大，表示仪表的准确度越低。 ( ) 【答案】√ 三、选择题 1.控制( )是衡量测量技术水平的标志之一。 A . 电源 B . 量程 C . 读数 D . 误差 【答案】D 2.修正值与绝对误差的大小相等，但符号( )。 A.相同 B.不变 C.相反 D.以上都不对 【答案】C 3.满度误差表示为( )与仪器满刻度值的百分比来表示。 A . 读数 B . 量程 C.误差 D.绝对误差 【答案】D 4.在20.0×10³是( )位有效数字。 A.1 B.2 C.3 D.4 【答案】C 5.测量结果的准确度一般总是( )器仪表的准确度。 A.大于 B.小于 C.等于 D.以上都不对 【答案】B 6.在电子测量中，测量精度最高的测量是( )。 A.电压 B.电阻 C . 电流 D . 频率 【答案】D 【课堂小结】 电子测量的概念与方法。 误差的概念、分类及产生的原因。 测量误差的表示方法：绝对误差和相对误差。 对测量结果进行简单数据处理的方法：数据处理和图解分析法。 6 学科网（北京）股份有限公司 $$