电子测量技术的基本知识及应用-

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1、电子测量技术的基本知识及应用摘要介绍电子测量技术的相关知识包括主要任务、特点及分类，电子测量的相关应用和电子测量技术的发展及影响。关键词电子测量技术，基础知识，应用电子测量技术的发展是建立在测量技术的发展最新电子技术的发展基础之上的。广义地说，凡是利用电子技术进行的测量都称为电子测量。电子测量技术的应用十分广泛与实用，是电类各专业学生必备的基本技能，它包括熟练使用各种电子仪器、根据需要合理选择仪器及测量方法、判断并排除实验过程中出现的各种问题、对测量数据进行统计分析等。一．电子测量的任务随着电子技术

2、的不断发展，测量的内容愈来愈多，通常包括以下几个方面：1.基本电量的测量基本电量主要包括电流、电压、电功率、电能、电场强度等。2.电路元器件参数的测量电力元器件参数主要包括电阻、电容、电感、阻抗、品质因数、跨导等。3.电信号波形显示及波形特征参数的测量常用的信号波形主要包括正弦波、矩形板、锯齿波、尖脉冲、调频波等，其特征参数包括周期、频率、相位差、脉冲的占空比、脉冲的上升时间和下降时间、调制系数、频谱和信噪比。4．电子设备性能参数的测量电子设备的性能参数包括增益、频率响应曲线、带宽、输入阻抗、输出阻

3、抗、噪声系数、灵敏度等。二．电子测量的特点：随着电子技术的发展，由于电子测量技术的许多无可比拟的优点，许多非电量的测量也可以通过传感器转换成电信号，再利用电子技术进行测量。例如，高温炉中的温度、深海的压力等许多人们不能亲身到的地方或无法直接测量的量，都可以通过这种方式进行测量．电子测量除了对电参数进行稳态测量以外，还可以对自动控制系统的过渡过程及频率特性进行动态测量。与其它的测量相比，电子测量具有以下几个明显的特点：1.测量频率范围极宽除测量直流外，交流电量的频率范围低端为10-4-10-5Hz,其

4、高端可达100GHz，随着光通信技术发展的需要，高端频率甚至进入可见光的范围。当然在不同的频率范围，需要使用不同的一起、采用不同的测量方法。2.测量量程很广量程是测量范围上限和下限之差，其大小可以相差极其悬殊。例如，宇宙飞船发自外空的信号频功率可以小到10-14W，远程雷达的发射功率可达108W以上。因此，一般无法用一种测量方法和仪器去测量，也有个别一起量程很宽的情况，例如数字式电压表课测量10nV~1KV的电压，量程可达12个数量级。3．测量准确度高电子测量的准确度比其他的测量方法高很多5。电子仪

5、器的准确度通常可比其它测量仪器高很多。特别是对频率和时间的测量，由于采用了原子频标和原子秒作为基准，使误差减小到10-13~10-14的量级，这是目前人类在测量准确度方面达到的最高标准。电子测量准确度高，正是它在现代科技领域得到广泛应用的重要原因。例如，发射人造卫星的控制和遥测系统，如果不够准确，最后一级火箭的速度有千分之二的相对误差，卫星就会偏离预定轨道一百公里．4.测量速度快电子测量由于是通过电子运动和电磁波的传播来进行工作的，因此具有其它测量方法通常无法类比的高速度。5.误差较难处理电子测量一

6、起及被测对象内部包含很多元器件，特别是其中的半导体器件如一受到各种外界因素的影响，导致各种测量难以控制，同时，实际测量又很难获得大量的采样，难以了解误差的概率分布，因此对误差的处理变得复杂。6.易于实现遥测和长期不间断的测量，显示方式又可以做到清晰、直观。由于可以把电子仪器或与它连接的传感器放到人类不便长期停留或无法到达的区域去进行遥测，而且可在被测对象正常工作的情况下进行测量。对于测量结果，电子测量的显示方法也比较清晰、直观，例如发光二极管直接数字显示，便于直接给出结果；荧光屏示波方法，便于形象直

7、观地给出被测量的特征。测量结果还便于打印、绘图或启动指示灯或替铃显示。7.易于利用计算机，形成电子测量与计算技术的紧密结合。电子测量的测量结采和它所需的控制信号都是电信号，这非常有利于它宵接或通过A/D、D/A变换与计算机连接，现在随着微型计算机功能的提高和成本的降低，就可以在不增加仪器体积和不明显增加成本的情况下，使测量仪器的性能发生很大的飞跃，使它具有高性能、多功能的特点。由于以上电子测量技术的一系列特点，使它广泛应用于自然科学的一切领域．大到天文观测、宇宙航天，小到物质结构、基本粒子，从复杂深

8、奥的生命、细胞、遗传间题到日常的工农业生产、医学、商业各部门，都越来越多地采用了电子测量技术和设备。三．电子测量的分类1.按频率分类根据测量频率范围可以分为低频测量、高频测量，还可以进一步细分为音频、视频、射频、微波测量等。由于电子测量向高宽频段甚至全频段方向发展，按照频率范围进行划分的方法已日渐失去意义。2.按测量方法分类根据测量方法的不同，电子测量可分为电流电压法测量、示波法测量、计数法测量、比较法测量、电桥法测量、谐振法测量等。3.按电路、信号与系统的理论分析方