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文件名称:电子测量技术(第二版)课件:基本测量理论与测量数据处理.pptx
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更新时间:2025-06-24
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文档摘要

基本测量理论与测量数据处理; 2.1测量标准

2.1.1标准的定义和分类

标准是测量的依据,没有标准便无所谓测量。在实验室中,人们常用天平来精确测定实验物品的质量。而一般的磅秤是否误差太大,则要用天平来校准。广义地讲,测量标准是指提供参考标准或对其他测量设备进行校准的高级测量设备。测量标准包括以下几种:

(1)参考标准。参考标准是标准测量仪器规定功能的最高级别标准。参考标准的应用多数限制在最高级别的标准中,通常称为原始标准。;;2.1.2基本的电子标准

电子标准的基础是国际单位制及导出量。

国际单位制的SI基本单位如下:

(1)米(m,长度)。1米等于氪86原子从能级2跃迁至能级5时,发射的射线在真空中波长的1650763.73倍。

(2)千克(kg,质量)。千克是质量的单位,它等于国际标准千克原器的质量。

(3)秒(s,时间)。秒的定义是铯133原子由基态跃迁至第二激发能级所辐射射线周期的9192631770倍。

(4)安培(A,电流)。给两根放置在真空里相距1m的无限长平行导线中通以等量恒定电流,当导线间产生的相互作;用力为每米长度上2×10-7N时所流过的恒定电流即为1A。

(5)开尔文(K,温度)。开尔文是热力学温度单位,它等于水的三相点热力学温度的1/273.16。

(6)摩尔(mol,物质的量)。摩尔是一系统物质的量,该系统中所包含的基本单元数与0.012kg碳12的原子数目相等。

(7)坎德拉(cd,光强度)。坎德拉是指铂金在凝固点温度下,当其压力为每平方米面积上101325N时,黑盒中1/600000m2表面的光密度。坎德拉是光强度的基本单位。

以下是最常用的国际单位制的导出量:

频率,基本单位为赫兹(Hz);

功率,基本单位为瓦特(W);

电荷量,基本单位为库仑(C);;电位,基本单位为伏特(V);

电容,基本单位为法拉(F);

电阻,基本单位为欧姆(Ω);

电导,基本单位为西门子(S);

磁通量,基本单位为韦伯(Wb);

磁通量密度,基本单位为特斯拉(T);

电感,基本??位为亨利(H)。

为了测量小于单位本身的量,可将实际单位乘以分数。而为了测量比单位本身大得多的量,则可将实际单位乘以倍数。如单位电阻的1/1000称为毫欧(mΩ),单位电阻的100万倍称为兆欧(MΩ)。; 2.2测量方法

2.2.1直接测量

直接测量是一个直接的比较过程,所测到的量值就是它最终所需要得到的被测量的值。

2.2.2间接测量

当测量对象不便于测量,而与它有着确定的函数关系的另一个量便于测量时,我们可对后者进行直接测量,并进行数学推演,得到原始测量对象的相应量值,这样的测量方法即为间接测量。例如要在不断开电路的情况下,测定图2.1中流过负载的电流,负载电阻RL已知,我们只要用电压表V测得RL两端的电压U,即可由公式I=U/RL算出负载中的电流。;;2.2.3调零测量

调零测量法的原理是:将一个校对好的基准源与未知的被测量进行比较,并调节其中之一,使二量值的差为零,这样,从基准源的读数即可推算出被测量的值。以图2.2为例,U为标准电压源,R1和R2是标准分压电阻,A为电流表。测量时,通过调节R1和R2的比例,使电流表指示为零,这时

用这种方法测量得到的测量结果,准确度较高。我们可以看出,由于电流表无电流流过,测量结果只与标准电压源和标准电阻有关。如果换一种测量方案,如图2.3所示采用间接测量法,流过电流表的电流为IA,则被测电压为Ux=IAR,测量结果的好坏和电流表的技术等级有着直接的联系。;;; 2.3测量误差

2.3.1测量误差的概念与常用测量术语

参照一定的测量标准,选定合适的测量方法,人们即可在一定的测量条件下,借助科学的测量工具,开展实际的测量活动。而实际测量所得结果的误差有多大,是误差理论所要解决的问题。在讨论测量误差问题的过程中,经常要用到以下术语:

(1)真值与示值。真值是指被测对象在测量过程中所具有的实际量值。示值是指测量仪器读数装置所显示出的被测量的量值。;(2)测量误差。测量误差是指测量结果与真值之间的差异。

(3)等精度测量和非等精度测量。等精度测量是指在保持测量条件不变的情况下进行的多次测量,每一次测量都具有相同的可靠性,每一次测量的精度都是相等的。非等精度测量是指在测量条件不能维持不变的情况下进行的多次测量,不能确保每一次测量的精度是一致的。

(4)测量准确度。测量准确度是指测量结果与真值之间的符合程度。

(5)测量精密度。测