电子测量原理 第2章 测量方法与测量系统.ppt

第2章测量方法与测量系统
电子测量的基本原理
电子测量的对象——信号与系统
2. 3 测量方法的分类概述
测量系统的静态特性
2. 5 测量系统的动态特性
电子测量的基本概念
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
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。
(4)测量速度快。因为电子测量是通过电子运动和电磁波传播进行工作
(5)易于实现遥测
(6)易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化
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。
电子测量的内容(续)
电子测量的内容是:
(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。
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
电子测量的对象——信号与系统
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。
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。
信号的分类

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。
信号的分类(续)