Harbin Institute of Technology
《电子测量原理》
知识点总结
0901102班
第一章、测量总述
1.1 测量的基本概念 1.1.1 测量的基本概念
狭义：为确定被测对象量值进行的实验，借助专门设备，直接或间接与同类已知单位量比较，用数值+单位表示结果
广义：为获取被测对象信息进行的实践，借助专门设备，通过感知和识别取得被测对象的属性和量值信息，以便于利用的形式表示结果 测量的基本要素
五大基本要素：测量对象、测量仪器、测量人员、测量技术、测量环境。
测量五大基本要素之间的关系
测量的分类
测量可以分为三类：定量测量、定性测量和定级测量。
定量测量：追求的是精准，通常要对测量结果进行误差分析，并给出不确定度。
定性测量：是判断被测对象属性的一种定性测量，对量值的精确度要求不高，是一种粗略的测量，一般不要求进行误差分析，即不要求给出误差数值。
定级测量：是以技术标准，规范或者检定规程为依据，分辨出被测量所属某一范围带，以此来判断被测量是否合格（符合某种级别）的一种定级测量。 测试和检验
测试：是测量和试验的总称。
试验---为了察看某事结果或某物性能所从事的实践活动。 检测：是检验和测量的总称。
检验---检查被测量量值是否处于某范围内，验证被测量是否合格或某现象是否存在。 1.1.2 电子测量的基本概念
电子测量：以电子技术理论为依据，以电子测量仪器设备为手段，以电量和非电量为测量对象。
电子测量的特点： （1）测量频率范围宽 （2）量程范围宽 （3）测量准确度高 （4）测量速度快 （5）易于实现遥测
（6）易于实现测量自动化和智能化
1.2 计量的基本概念
1.2.1 计量的定义、特征、分类
计量：是实现单位统一、量值准确可靠的活动。是利用技术和法制手段实施的一种特殊
形式的测量。
计量的三个主要特征是：法制性、统一性和准确性。
计量按具体内容可分为：科学计量、工程计量和法制计量。 特点 法制计量 工程计量 科学计量
依法强制、政府行为、关系国计民生 源于需求，满足需求 基础性、探索性、先行性 测量与计量的比较
联系：①计量是一种特殊的测量②计量是测量的基础和依据 区别：①比较对象不同，②测量误差不同，③误差来源不同，④目的不同，⑤内容不同，⑥对象不同，⑦存在范围不同
1.2.2 比对、检定和校准
对比: 在规定条件下，对相同准确度等级的同种测量标准或者测量器具之间的量值进行比较，其目的是考核量值的一致性。
检定：由法定计量机构确定并证实计量器具是否完全满足要求而做的全部工作。
校准：在规定条件下，为确定测量仪器、实物量具、标准物质所表量值，与对应测量标准所复现量值之间关系的一组操作。 检定与校准的区别
1.2.3 基准和标准
基准：定义、实现、保存、复现某基本测量单位的量值、只用于检定其他量具的精度、不直接参加测量。
基准分为：主基准、副基准和工作基准。 主基准最高水平精度 副基准精度由主基准确定 工作基准精度由副基准确定
标准：根据工作基准复现的、不同等级的、便于经常使用的标准量具。 1.2.4 测量标准的传递
量值传递：自上而下的检定计量标准。 量值溯源：自下而上追踪计量标准的过程。
1. 3 测量误差
1.3.1 测量误差及其表示方法
绝对误差：测量值—真值（或约定真值）?x=x???0 相对误差γ：绝对误差与被测量真值之比。γ=???/??
实际相对误差????:绝对误差与被测量的约定值之比。????=??? ??
°
示值相对误差????: 绝对误差与示值误差之比。????=
?????
满度相对误差????: 绝对误差与量程满度值之比。 1.3.2 测量误差分类
测量误差可以分为：随机误差、系统误差和粗大误差。
随机误差：在同一测量条件下，多次重复测量同一量值时，每次测量误差的绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差。
特点：①测量结果以平均值为中心呈现随机离散性，但服从统计规律
②由无规律、不相关的因素造成 ③只能减小、无法消除
④多次测量求平均-----随机误差的“抵偿性”
系统误差：在同一测量条件下，多次测量，误差大小、符号保持不变，或测量条件改变时按规律变化。
特点：①误差呈现规律性
②由固定不变的或按确定规律变化的因素造成 ③不但可以减小、还可以消除
④消除误差来源、补偿法、引入修正值? 粗大误差：一种明显与实际值不同的误差。 精确度：包括精密度与准确度。
精密度：测量值重复一致的程度，反映测量受随即误差的影响。 准确度：测量值与真值的接近程度，反映测量受系统误差的影响。 1.4 测量方法
1.4.1 直接测量和间接测量 1.4.2 有源量测量和无源量测量 有源量----能携带和传递能量 无源量----不能主动提供能量 有源量测量----信号测量
无源量测量----系统测量或参数测量 4、静态、稳态和动态测量 被测量 静态测量 稳态测量 动态测量
恒定 稳定或周期性变化 随时间变化 例子 直流信号 正弦交流信号 非周期信号、脉冲信号
第二章、时域测量
2.1 概述
时间和频率测量的特点：①测量精度高，②应用范围广，③自动化程度高，④测量速度快。 频率的定义：信号在????秒内重复变化N次，则信号的频率????=?? ??.
??
计数器严格按照频率定义实现频率测量。 频率测量的方法分类
2.2 电子计数法测量频率 2.2.1 测频原理
计数法测频电路主要包括：时基电路、输入电路、闸门电路、计数显示电路和控制电路
时基电路：产生电路用来产生所使用的标准频率或时间间隔。 2.2.2 误差分析
测频的误差：包括量化误差和标准频率误差 量化误差（±1误差）：标准频率误差：
???????
?????
=± 1??
=±
1?????????
=?
?????????
计数器直接测频的总误差????=±
??
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???=±(??
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???1
??×????
+|
?????????
|)
TS越长、fx越高、标频精度越高，误差越小
减小直接测频的误差的方法：①TS越长、fx越高，测量误差越小。 ②标准频率误差越小，测量误差越小。 2.3 电子计数法测量时间 2.3.1 测量周期原理