电子测量原理课件第一章

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1、 没 有 望 远 镜 就 没 有天 文 学 ， 没 有 显 微镜 就 没 有 细 胞 学 ，没 有 指 南 针 就 没 有航 海 事 业 测 量 结 果 测 量 数 值 .测 量 单 位 ， 即 ： 0 xxx 被 测 对 象 测 量 人 员测 试 仪 器 系 统信 息 显 示感 知 和 识 别 对 象属 性 影 响影 响 影响 测 量 策略 、 算 法 数 据 状 态参 数 命 令被 测 信 息 原 理方 法 被 测对 象 仪 器系 统 测 量人 员 测 量环 境 激 励 信 号 选 择仪 器 决 定方 法 图 1-3 测 量 的 基 本 要 素 执 行 测 量 操作测 试 数 据 处理 测

2、 量 结 果 显示结 束 设 置 仪 器 工 作 参数实施 阶段 被 测 对 象 设计阶段 测 量 任 务 要 求 组 建 测 量 系 统 需 求 分 析拟 定 测 量 方 案 现 有 仪 器 设 备 选 用 测 量 仪 器（ 测 试 硬 件 平 台 ） 决 定 测 量 技 术（ 测 试 软 件 平 台 ） 完 成 仪 器 互 连 拟 定 测 量 步 骤 开 始论 证阶段 测 量 发 展 的 客 观 需 要 才 出 现 了计 量 。测 量 是 计 量 应 用 的 重 要 途 径 。没 有 测 量 ， 计 量 将 失 去 价 值为 了 保 证 测 量 结 果 的 准 确 性 ，必 须 定 期 对

3、 仪 器 进 行 检 定 和 校准 ， 这 个 过 程 就 是 计 量 。u计 量 的 任 务 是 确 定 测 量 结果 的 可 靠 性 。u计 量 是 测 量 的 基 础 和 依 据 。u没 有 计 量 ， 也 谈 不 上 测 量 。u计 量 和 测 量 相 互 配 合 ， 才能 在 国 民 经 济 各 个 领 域 发 挥重 要 作 用 。u计 量 工 作 是 国 民 经 济 中 一 项 极 为 重 要 的 技 术 基 础 工 作 ，它 在 工 农 业 生 产 、 科 学 技 术 、 国 防 建 设 以 及 人 民 生 活 等各 个 方 面 起 着 技 术 保 证 和 技 术 监 督 的 作

4、 用 。 英呎 feet 中 国 计量 院 中 国 测试 院 国 家 标物 中 心 授 权 基 准实 验 室大 区 国 家 计 量 中 心 省 级 计 量 所市 （ 地 ） 计 量 所 分站县 （ 区 ） 计 量 所工 矿 企 业 、 商 店 、 研 究 院所 、 医 院 、 学 校 等 国防计量中 心 行业计量中 心 国家专业计 量站 国 家标 准 级级 级工 作标 准 自 上 而 下 逐 级 传 递 Axx 0Axx x x A x xAxC CxA 0 100%xA 100%A xA 100%x xx 100%mm mxx 0 mx | |mx | |mx A x Amx Am m mx

5、 x m % mx x Sx 2 100% 1.5% 1.5%100mx x Sx 1 400% 0.5% 2%100mx x sx ox iVA V20lg ( )x xG A dB 20lg(1 ) dB AA AAA x 全 信 息 语 义 信 息语 用 信 息 语 法 信 息 信 息 感 知 主 体 认 识 论 信 息（ 语 法 信 息 ）客 体 层 次 的 信 息 （ 信 号 ）yx 测 量客 体 客 体信 息 比较 标准 处理 显示规 范 化信 号 语 法信 息量 化信 息 可 见信 息信 息 识 别语 义信 息 处理 语 用 信 息 测 量人 员 目 标 信 息激 励 传感 语

6、法信 息 变换信号信 息 感 知 3. 测 量 的 原 理 测 量 的 信 息 过 程测 量 客 体 信 息 感 知 信 息 识 别 测 量 主 体 语 法 信 息 语 义 信 息 语 用 信 息 检 波 放大u 显 示被 测 对 象 测 量 人 员 温度压 力流量 转速水位 传感器1 u1 信号调理 U1传 感器2 u2 信号调理 U2传感 器3 u3 信号调理 U3传感器 4 u4 信号调理 U4传感器5 u5 信号调理 U5 多功能切换 开关 S/H A/D 计算机 数 码管CRT 显示 打 印机绘 图仪 输出设备 数字 I/O D/A模 拟 信号输 出 目 的知 识 库理 解 与 分

7、析信 息 选 择 决 策语 法信 息 全 信 息 y1 y2 y电 量 变 换（ 测 量 电 路 ） 信 宿 点非 电 逆 变 换（ 显 示 器 ）被 测 量 x信 源 点 非 电 变 换（ 传 感 器 ）y1=f1(x) 2 2 1( )y f y 3 2( )y f y A 3 2 1 ( ) ( )y f f f x f x 直 读 式电 压 表 K1 K3K2x u 2 u3 yu 1 y1 y2 y3信 源 点 信 宿 点 )( 111 uxKy )( 2122 uyKy )( 3233 uyKyy 3 2 1 1 2 3 ( ) y K K K x u u u Kx u 1 2 3

8、K K K K 321 1 2 3uuu u K K K （ a) 测 零 点 值非 电 电 变 换 K1 主 体电 非 电 变 换 K3电 电 变 换 K2传 感 器 变 换 电 路 显 示 器 （ b) 测 标 准 量非 电 电 变 换 K1 主 体电 非 电 变 换 K3电 电 变 换 K2传 感 器 变 换 电 路 显 示 器 （ c) 测 未 知 量非 电 电 变 换 K1 主 体电 非 电 变 换 K3电 电 变 换 K2传 感 器 变 换 电 路 显 示 器 0 x 0y sy xy sx x xs x s y比 较 电 路被 测 量 标 准 量 K1 K2 减 法 比 较 或比

9、 例 比 较 K3 变 换 变 换 变 换 指 示 器 uxus y 0 xs （ a) 双 通 道 对 称 输 入 结 构mu或 当 则skkx 12 1 2k k x s (b) 对 称 桥 式 结 构 sx激 励 源 y=0 2r1r当 时 ， 12rx sr1 2r rx s x s 微 差 法 进 行 测 量 时 ， 测 量 误 差 公 式 ：测 量 仪 器 的 误 差 对 测 量 的影 响 被 大 大 地 削 弱优 点 ： 测 量 速 度 快 和 测 量 准 确 度 高 。 x Sx S x / 0-v +v x s 替 代 法 的 测 量 原 理x s 0-v +v2KK1 （

10、b) 零 示 法(a) 偏 转 法 x s 0-v +v2KK1 r 第 一 次 平 衡 第 二 次 平 衡 上 两 式 相 乘 、 开 方 得 ：1 2 1 21( )2xW WW W W 1 1 2xWl Wl2 2 1xWl Wl (a) 天 平 称 重 xW W1l1 l2 xWW2 l1 l2电 参 量 测 量 的 交 换 法 ： P39 图 1-22 b) 1 2 1 21 ( )2x s s s sR R R R R 例 ： f=200.020kHz 220kHz f0=200kHz则 F=f-f0=20Hz 20kHz覆 盖 系 数 从 1.1扩 展 到 1000 LC振荡 器

11、 f F=f-f0f 0 ( )x s x smf mf m f f m f I/V AC/DC 放 大 或衰 减 A/D BCD/七 段码 数 码显 示i 伤 痕 比较 校正 显示工 件 光源 光信号 电信号 滤光片 透镜 固 体 图 像传 感 器 放大 标 准 样 板 被 测 量标 准 量 xs 比较电路 y yHyL 0 y s x 0-v +vx s x s （a）差动型 （b）求和型 （c）比较特性_+ uxus uo _+uxus 比 较 器 uo us ux0 x su u 12x s Ru uR 21x sTU UT （ a） 比 例 臂 电 桥 （ b） 有 源 电 桥 （

12、c） 电 压 电 桥 （ d） 电 流 电 桥312 4ZZZ Z 1 12 2 sxZU NU N Z Usa Rs Rx b Uo+_ x os sR UR U ox ssUR RU R-S 触 发 器tAtB QS R tBtA T 混 频 器fA fB F=f -fA B 被 测 频 率标 准 频 率 混 频器 Ffxfs 零 差 指 示=fx-fs cos2xm smo KU Uu Kxyuxus uo=ux us+_ 数字比较器数字比较器数字比较器N1N2 Q A1u2 RR _+ A2R R_+RRR UoRu1 u3u4R 0 1 2 3 4U U U U U /1 i TU

13、Uo sU RI e 1ln( / ) lno T i s iU U U RI k U AUi D R1_+R2 AUi R1 D_+R2 Uo 图 2-20 指 数 电 路 和 对 数 电 路 对 数对 数 加 法或 减 法 指 数U1U2 Uo1 2oU U U 1 2oU U U Aui R1 uc_+ Ci Aui _+R uoC R1 （a）基本积分电路 （b）基本微分电路 21 11 ( )to i ctU udt u tRC /o iu RCdu dt A f A f A f A f 模 拟 乘 法 器 积 分 器 开 方 器 放 大 器 2( )u t 201 ( )Tu t dtT 201 ( )Tu t dtT Uo x 201 ( )TU u t dtT