1.1—1.2 电子测量的概述及分类（课件）-《电子测量技术（第3版）》（机械工业出版社）同步精品课堂

1.1—1.2 电子测量的概述及分类 电子测量技术第3版 同步精品课堂 机械工业出版社 目录 02 01 电子测量的内容 电子测量的特点 03 电子测量的分类 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学目标 知识目标 掌握电子测量的定义及分类。 理解电子测量的主要内容。 了解电子测量的主要特点。 能够根据测量需求选择合适的电子测量方法。 能够运用所学知识进行电子测量实验。 能力目标 培养学生对电子测量技术的兴趣和热情。 培养学生严谨的实验态度和科学精神。 情感目标 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 教学重难点 1.如何根据测量需求选择合适的电子测量方法。 1.电子测量的主要内容及分类。 2.电子测量的主要特点。 3.电子测量的直接测量、间接测量和组合测量方法。 难点 重点 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 导入新课 联想一下生活中哪些地方用到了的测量技术？ 测量是打开自然科学“未知”知识的钥匙。 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 考一考 什么是测量？ 测量是人类对客观事物取得数量概念的认识过程。 测量的作用是什么？ 1. 在获得定量概念的基础上，可以总结出各种客观规律。 2. 有助于形成定理和定律。 测量的实现方式是什么？ 通过物理实验的方法获取被研究对象定量信息的过程。 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 1.1 概述 从广义上讲，凡是利用电子技术进行的测量都可以称为电子测量； 从狭义而言，电子测量是特指对各种电参 量和电性能的测量，这正是我们要讨论的范畴。 电子测量是测量学的一个重要分支 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 1.1 概述 在电子技术领域中，正确的分析只能来自正确的测量。 电子测量已成为一门发展迅速、应用广泛、精确度越来越高、对科学技术发展 起着巨大推动作用的独立学科。电子测量的水平，是衡量一个国家科技水平的重要标 志之一。 电子测量现状 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 1.1.1  电子测量的内容 本课程中电子测量的内容是指对电子学领域内电参量的测量。 1.电能量的测量 例如，电流、电压、功率和电场强度等的测量。 2.电信号特征量的测量 例如，频率、相位、周期和波形参数等的测量。 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 1.1.1  电子测量的内容 本课程中电子测量的内容是指对电子学领域内电参量的测量。 3.电路元件参数的测量 例如，电阻或电导、电抗或电纳、阻抗或导纳、电感、电容、品质因数、介电常数和磁 导率等的测量。 4.电路性能特性量的测量 例如，增益或衰减、谐波失真度、灵敏度和通频带等的测量。 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 1.1.1  电子测量的内容 本课程中电子测量的内容是指对电子学领域内电参量的测量。 5.特性曲线的显示 例如，幅频特性、器件特性等的显示。 以上并非严格的分类法，一个参量从不同角度看，既可以把它归入某一类，也可以将其 归入另一类。如电压既是电能的一个属性，同时又是电信号的一个重要特征。 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 与其他测量相比，电子测量主要具有以下几个特点。 除测量直流电量外，还可以测量交流电量，其频率值下限为10-4Hz,上 限 为 THz (1THz=10¹²Hz, 读作太赫)数量级。但要注意的是，不同频段的测量，即使测量同一种电 量，也需要采用不同的测量方法与测量仪器。 1.1.2 电子测量的特点 1.测量频率范围宽 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 量程是测量范围上限值与下限值之差。由于被测量范围相差悬殊，因此要求测量仪器应 有足够宽的量程。例如，一台数字电压表，要求测出从纳伏 (nV) 级到千伏 (kV) 级的电 压，量程达12个数量级。用于测量频率的电子计数器，其量程可达17个数量级。量程宽是 电子测量仪器的突出优点。 1.1.2 电子测量的特点 2.仪器的量程宽 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 电子测量的准确度比其他测量方法高很多，特别是对频率和时间的测量。例如，长度测量的准确度最高为10-8数量级；而用电子测量方法测量频率和时间，其准确度可达到10-13数量级，这是目前人类在测量准确度方面达到的最高标准。 1.1.2 电子测量的特点 3.测量准确度高 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 由于电子测量是通过电子技术实现的，因而测量速度很快。只有高速度的测量，才能测出实时变化的物理量，这正是它在现代科技领域得到广泛应用的重要原因。例如，载人飞船发射过程中，就需要由电子测量系统快速测出它的运行参数，通过对这些参数的处理，再对它的运动下达控制信号去进行调整，使其运行正常。 1.1.2 电子测量的特点 4.测量速度快 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 电子测量的一个突出优点是可以通过各种类型的传感器实现遥测。例如，环境恶劣的、 人体不便于接触或无法达到的区域(深海、地下、高温炉子、核反应堆内等),都可以通过 电磁辐射等方式进行测量。 1.1.2 电子测量的特点 5.易于实现遥测 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 由于微电子技术的发展和微处理器的应用，使电子测量呈现了崭新的局面。电子测量同 计算机相结合，使测量仪器智能化，可以实现测量的自动化。例如，在测量中能实现程控、 自动校准、自动转换量程、自动诊断故障和自动修复，对测量结果可以自动记录、自动进行 数据处理等。 1.1.2 电子测量的特点 6. 易于实现测量的自动化 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 1.2 电 子 测 量 的 分 类 根据测量方法的不同，电子测量有不同的分类方法 按测量手段分类，有直接测量、间接测量和组合测量三种。 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。 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 1.2 电 子 测 量 的 分 类 1.2.1 按测量手段分类 应用场景 例如，用电压表测量电路元器件 两端的工作电压等。 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 直接测量 用测量仪器直接测得被测量量值的方法称为直接测量。 1.2 电 子 测 量 的 分 类 1.2.1 按测量手段分类 应用场景 例如，测量电阻R 上的消耗功率P=UI =P²R=U²/R, 可以通过直接 测量电压、电流，电流、电阻或电压、电阻等方法求出。 例如，测量晶体管集电极电流，多采用直接测量集电极电阻 (Rc) 上的电压，再通 过公式I=Ugc/Rc 计算出其值，而不再使用断开电路串联接入电流表的方法。 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 间接测量 利用直接测量得到的量值以及被测量的量值之间已知的函数关系，得到被测量量值的测 量方法称为间接测量。 1.2 电 子 测 量 的 分 类 1.2.1 按测量手段分类 应用场景 组合测量是兼用直接测量与间接测量的一种测量方法。 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 组合测量 将被测量和另外几个量组成联立方程，通过直接测量这几个量后求解联立方程，从而得 到被测量的量值。 1.2 电 子 测 量 的 分 类 1.2.2 按测量性质分类 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 时域测量 时域测量是测量被测量随时间变化的特性，被测量是一个时间函数。例如，用示波器显示电压、电流的瞬时波形，测量它的幅度、上升沿和下降沿等参数。 频域测量 频域测量是测量被测量随频率变化的特性，被测量是一个频率函数。例如，用频率特性 图示仪可以观测放大器的增益随频率变化的规律等。 数据域测量 数据域测量是对数字系统逻辑特性进行测量。例如，用逻辑分析仪可以同时观测由多个 离散信号组成的数据流等。 练一练 什么是电子测量？它主要包含哪些内容？ 【答案】电子测量从广义上讲，是利用电子技术进行的测量；从狭义而言，特指对各种电参量和电性能的测量。它主要包含电能量的测量、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以及特性曲线的显示等内容。 2. 电子测量相比其他测量有哪些主要特点？ 【答案】电子测量相比其他测量主要有以下几个特点：测量频率范围宽、仪器的量程宽、测量准确度高、测量速度快、易于实现遥测以及易于实现测量的自动化。 3. 电子测量按测量手段可以分为哪几类？请简要解释。 【答案】电子测量按测量手段可以分为直接测量、间接测量和组合测量三类。直接测量是用测量仪器直接测得被测量量值的方法；间接测量是利用直接测量得到的量值以及被测量的量值之间已知的函数关系，得到被测量量值的测量方法；组合测量则是将被测量和另外几个量组成联立方程，通过直接测量这几个量后求解联立方程，从而得到被测量的量值。 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 课堂小结 1.测量频率范围宽 2.仪器的量程宽 3.测量准确度高 4.测量速度快 5.易于实现遥测 6. 易于实现测量的自动化 电子测量的特点 电子测量的内容 1.电能量的测量 2.电信号特征量的测量 3.电路元件参数的测量 4.电路性能特性量的测量 5.特性曲线的显示 1.1—1.2 电子测量的概述及分类 电子测量的分类 1. 按测量手段分类 2.按测量性质分类 （1）直接测量 （2）间接测量 （3）组合测量 （1）时域测量 （2）频域测量 （3） 数据域测量 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 谢谢 $$