电子测量与仪器应用.ppt

学习单元三　测量误差及误差数据处理 四、 测量误差的分类 根据误差的性质和特点，可将测量误差分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。 2.随机误差 1.系统误差 3.粗大误差 学习单元三　测量误差及误差数据处理 四、 测量误差的分类 学习单元三　测量误差及误差数据处理 五、 误差数据处理 1.测量结果的表示 测量结果通常用数字和图形两种形式表示，这里只讨论测量结果的数字式表示，它包括一定的数值（绝对值及符号）和相应的计量单位。 1）有效数字的概念 测量结果通常表示为一定的数值，但测量过程总存在误差，多次测量的平均值也存在误差。需要用近似数据恰当地表示测量结果，这就涉及有效数字的问题。 2）准确数字和欠准数字 对测量值123 V来说，尽管“1、2、3”都是有效数字，但是只有最左面的两个有效数字“1、2”可以称为准确数字，而最后面的“3”由于是估测的，所以称为欠准数字或不可靠数字。 学习单元三　测量误差及误差数据处理 五、 误差数据处理 1.测量结果的表示 如图1－3所示为使用电压表电流表测量电阻的电路，采用间接测量方法（伏安法）来求取电阻值。仪表测量结果为U=6.2 V，I=0.85 A（仪表的有效数字为2位），用以下公式求电阻值: 学习单元三　测量误差及误差数据处理 五、 误差数据处理 ２.有效数字的舍入原则 在处理数据时都会遇到近似数的计算问题，由于每个数据位数不等，所以需进行舍入处理，然后进行运算。数据处理时，所用的舍入原则是“四舍五入”，即大于5的数向前入1，小于5的数舍去，而等于5的数则应采用偶数法原则。 （1）5后面有数字，舍5入1。 （2）5后面没有数字或是0，当5之前是奇数舍5入1，是偶数则舍去5。 学习单元三　测量误差及误差数据处理 五、 误差数据处理 ３.数字近似运算法则 在数据处理过程中，常常要对几个乃至几组数据进行加、减、乘、除等近似运算。运算时要遵循以下的规则。 （1）在加、减法运算中，准确度最差的项就是小数点后有效数字位数最少的那一项，有效数字的取舍以该项为准。 （2）在乘、除法运算中，所得结果的有效数字位数决定于有效数字位数最少的那一项，而与小数点无关。 电子测量与仪器应用 模块一 电子测量的基本知识 学习单元一 电子测量的内容和特点 学习单元二 测量方法及仪器的分类 学习单元三 测量误差及误差数据处理 学习单元一　电子测量的内容和特点 引言 测量是把被测量与标准量通过一定的测量方法进行比较，以获得被测量值的过程。在科学技术发展过程中，测量结果不仅用于验证理论，而且是发现新问题、提出新理论的依据。计算机技术和微电子技术的快速发展为电子测量和测量仪器增添了巨大的活力。 凡是利用电子技术进行的测量都是电子测量。目前，电子测量已经成为现代科学技术发展的必要手段，这是因为电子测量涉及极宽频率范围内所有电量、磁量以及各种非电量的测量。科学的进步、生产发展与测量理论技术手段的发展和进步是相互促进的。测量手段的现代化，已被公认为现代技术和生产现代化的重要条件和明显标志。 学习单元一　电子测量的内容和特点 一、 电子测量的内容 （1） 电量的 测量 （2）电路、元器件参数的测量 （3） 电信号特性的测量 （4） 电路性能的测量 学习单元一　电子测量的内容和特点 一、 电子测量的内容 （1）电量的测量 电 子 测 量 的 内 容 （2）电路、元器件参数的测量 （3）电信号特性的测量 （4）电路性能的测量 学习单元一　电子测量的内容和特点 二、 电子测量的特点 1.测量频率范围宽 电子测量除可以测量直流电量外，还可以测量交流电量，其频率范围为10-6 ～1011 Hz，有的甚至已进入可见光范围，而且目前还在向更高频段发展。但应注意，在不同的频率范围内，即使测量同一种电量，所需要采用的测量方法和使用的测量仪器往往也不同。例如，信号发生器就分为超低频信号发生器、低频信号发生器、高频信号发生器等。随着科学技术的发展，能在相当宽的频率范围内正常工作的仪器不断地被研制出来。 学习单元一　电子测量的内容和特点 一、 电子测量的内容 2.测量量程宽 量程是指仪器所能测量各种参数的范围，即测量范围上限值与下限值之差。由于被测量的数值大小相差很大，所以要求电子测量仪器必须具有相当宽广的量程。例如，普通欧姆表可测量几欧姆至几十兆欧的电阻，其测量范围达到8个数量级；一台数字电压表可以测出10 nV～1 kV的电压，其测量范围达到12个数量级；一台用于测量频率的电子计数器，其测量范围更是可达17个数量级。 学习单元一　电子测量的内容和特点 一、 电子测量的内容 3.测量准确度高 电子测量的准确度比其他测量方法高得多，特别是对频率和时间的测量，由于其测量是以原子频标和原子秒为基础的，所以误差可减小到10-14