【正文】 行， 沒有快速、 自動的測量與控制， 簡直是無法想象的。 第 1章 電子測量的基本概念 (5) 可以進行遙測 電子測量依據(jù)的是電子的運動和電磁波的傳播， 因此可以將現(xiàn)場各待測量轉(zhuǎn)換成易于傳輸?shù)碾娦盘枺? 用有線或無線的方式傳送到測試控制臺 (中心 )， 從而實現(xiàn)遙測和遙控。 這使得對那些遠距離的、 高速運動的或其他人們難以接近的地 (6) 易于實現(xiàn)測試智能化和測試自動化 第 1章 電子測量的基本概念 功耗低、 體積小、 處理速度快、 可靠性高的微型計算機的出現(xiàn)， 給電子測量理論、 技術(shù)和設備帶來了新的革命。 比如， 微處理器出現(xiàn)于 1971年， 而在 1972年就出現(xiàn)了使用微處理器的自動電容電橋。 現(xiàn)在， 已有大量商品化帶微處理器的電子測量儀器面世， 許多儀器還帶有 GPIB標準儀器接口， 可以方便地構(gòu)成功能完善的自動測試系統(tǒng)。 電子測試技術(shù)與計算機技術(shù)的緊密結(jié)合與相互促進， 為測量領(lǐng)域帶來了極為美好的前景。 第 1章 電子測量的基本概念 (7) 影響因素眾多， 誤差處理復雜 任何測量都不可避免地會產(chǎn)生誤差 ， 如果不能準確地確定誤差或誤差范圍的大小， 則無法衡量測量結(jié)果的準確程度、 測量結(jié)果的可靠性或可信性， 從而也就失去了測量的意義和價值。 造成測量誤差的原因是多方面的。 客觀上影響測量結(jié)果及測量誤差的因素大體上可分為外部因素和內(nèi)部因素。 能對測量結(jié)果產(chǎn)生影響的量稱為影響量， 它通常來自測量系統(tǒng)的外部， 如環(huán)境溫度、 濕度、 電源電壓、 外界電磁干擾等。 測量系統(tǒng)內(nèi)部會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響的工作特性， 稱為影響特性。 第 1章 電子測量的基本概念 例如， 交流電壓表中檢波器的檢波特性會隨著被測電壓的頻率和波形而有所改變， 從而影響測量結(jié)果。 電子測量中另一個難以避免而又無法準確估算其實際影響大小的因素是測量儀器內(nèi)部各元器件之間、 測量與被測量裝置之間無時無處不在的寄生電容、 電感、 電導等的不良影響。 電子測量中的影響量和影響特性眾多而又復雜， 其規(guī)律難以確定， 這就給測量結(jié)果的誤差分析和處理帶來了困難。 第 1章 電子測量的基本概念 電子測量方法的分類 一個物理量的測量可以通過不同的方法實現(xiàn)。 測量方法選擇得正確與否直接關(guān)系到測量結(jié)果的可信賴程度， 也關(guān)系到測量工作的經(jīng)濟性和可行性。 不當或錯誤的測量方法除了得不到正確的測量結(jié)果外， 甚至會損壞測量儀器和被測量設備。 有了先進精密的測量儀器設備， 并不等于就一定能獲得準確的測量結(jié)果。 必須根據(jù)不同的測量對象、 測量要求和測量條件， 選擇正確的測量方法、 合適的測量儀器， 構(gòu)成實際測量系統(tǒng)， 進行正確、 細心的操作， 才能得到理想的測量結(jié)果。 第 1章 電子測量的基本概念 1. 1) 直接測量 直接測量是指直接從測量儀表的讀數(shù)獲取被測量量值的方法， 比如用電壓表測量晶體管的工作電壓， 用歐姆表測量電阻阻值， 用計數(shù)式頻率計測量頻率等。 直接測量的特點是不需要對被測量與其他實測的量進行函數(shù)關(guān)系的輔助運算， 因此測量過程簡單、 迅速， 是工程測量中廣泛應用的測量方法。 第 1章 電子測量的基本概念 2) 間接測量 間接測量是利用直接測量的量與被測量之間的函數(shù)關(guān)系(可以是公式、 曲線或表格等 )間接得到被測量量值的測量方法。 例如需要測量電阻 R上消耗的直流功率 P， 可以通過直接測量電壓 U、 電流 I， 而后根據(jù)函數(shù)關(guān)系 P=UI， 經(jīng)過計算， “間接”獲得功耗 P 間接測量費時、 費事， 常在下列情況下使用： 直接測量不方便， 或間接測量的結(jié)果較直接測量更為準確， 或缺少直接測量儀器等。 第 1章 電子測量的基本概念 3) 組合測量 當某項測量結(jié)果需用多個未知參數(shù)表達時， 可通過改變測量條件進行多次測量， 根據(jù)測量量與未知參數(shù)間的函數(shù)關(guān)系列出方程組并求解， 進而得到未知量， 這種測量方法稱為組合測量。 一個典型的例子是電阻器的溫度系數(shù)的測量。 已知電阻器阻值 Rt與溫度 t間滿足關(guān)系： Rt=R20+α(t－ 20)+β(t－ 20)2 () 式中， R20為 t=20℃ 時的電阻值， 一般為已知量； α、 β稱為電阻的溫度系數(shù)； t為環(huán)境溫度。 第 1章 電子測量的基本概念 為了獲得 α、 β值， 可以在兩個不同的溫度 t t2(t t2可由溫度計直接測得 )下測得相應的兩個電阻值 Rt Rt2， 代入式 ()得到聯(lián)立方程： Rt1=R20+α(t1－ 20)+β(t1－ 20)2 Rt2=R20+α(t2－ 20)+β(t2－ 20)2 () 求解聯(lián)立方程 ()， 就可以得到 α、 β值。 如果 R20也未知， 則顯然可在三個不同的溫度下分別測得 Rt Rt Rt3， 列出由三個方程構(gòu)成的方程組并求解， 進而得到 R α、 β。 第 1章 電子測量的基本概念 2. 1) 偏差式測量法 在測量過程中， 用儀器儀表指針的位移 (偏差 )表示被測量大小的測量方法稱為偏差式測量法， 例如使用萬用表測量電壓、 電流等。 由于從儀表刻度上直接讀取被測量， 包括大小和單位， 因此這種方法也叫 直讀法 。 用這種方法測量時， 作為計量標準的實物并不裝在儀表內(nèi)直接參與測量， 而是事先用標準量具對儀表讀數(shù)、 刻度進行校準， 實際測量時根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)大小確定被測量量值。 第 1章 電子測量的基本概念 2) 零位式測量法 零位式測量法又稱做 零示法或平衡式測量法 。 測量時將被測量與標準量相比較 (因此也把這種方法稱做比較測量法 )， 用指零儀表 (零示器 )指示被測量與標準量相等 (平衡 )， 從而獲得被測量。 利用惠斯登電橋測量電阻 (或電容、 電感 )是這種方法的一個典型例子， 如圖 。 第 1章 電子測量的基本概念 圖 利用惠斯登電橋測量電阻示意圖 第 1章 電子測量的基本概念 當電橋平衡時， 可以得到： 421 RRRRx ??() 通常是先大致調(diào)整比率 R1/R2， 再調(diào)整標準電阻 R4， 直至電橋平衡， 充當零示器的檢流計 PA指示為零， 此時即可根據(jù)式 ()由比率和 R4值得到被測電阻 Rx 第 1章 電子測量的基本概念 只要零示器的靈敏度足夠高， 零位式測量法的測量準確度幾乎等于標準量的準確度， 因而這種方法的測量準確度很高， 這是它的主要優(yōu)點， 常用在實驗室作為精密測量的一種方法。 但由于測量過程中為了獲得平衡狀態(tài)需要進行反復調(diào)節(jié)， 因此即使采用一些自動平衡技術(shù)， 測量速度仍然較慢， 第 1章 電子測量的基本概念 3) 微差式測量法 偏差式測量法和零位式測量法相結(jié)合， 構(gòu)成微差式測量法。 微差式測量法 通過測量待測量與標準量之差 (通常該差值很小 )來得到待測量的值， 如圖 。 與和零位式測量法相比， 微差式測量法 省去了反復調(diào)節(jié)標準量大小以求平衡的步驟。 第 1章 電子測量的基本概念 圖 微差式測量法示意圖 P 為量程不大但靈敏度很高的偏差式儀表， 它指示的是待測量 x與標準量 s之間的差值： δ=x－ s, 即 x=s+δ。 在第 2章中將證明， 只要 δ足夠小， 這種方法的測量準確度基本上取決于標準量的準確度。 第 1章 電子測量的基本概念 微差式測量法 兼有偏差式測量法的測量速度快和零位式測量法測量準確度高的優(yōu)點。 微差式測量法除在實驗室中用作精密測量外， 還廣泛地應用在生產(chǎn)線控制參數(shù)的測量上， 如監(jiān)測連續(xù)軋鋼機生產(chǎn)線上的鋼板厚度等。 圖 是用微差法測量直流穩(wěn)壓電源輸出電壓穩(wěn)定度的測量原理圖。 第 1章 電子測量的基本概念 圖 用微差法測量直流穩(wěn)壓電源的穩(wěn)定度 Uo為直流穩(wěn)壓電源的輸出電壓， 它隨著 50 Hz、 220 V市電的波動和負載 RL的變化而有微小起伏 。 V2 為量程不大但靈敏度很高的電壓表 ； UB表示由標準電源 Us獲得的標準電壓； Uδ是由 V2 電壓表測得的 Uo與 UB的差值， 即輸出電壓 Uo隨著市電波動和負載變化而產(chǎn)生的微小起伏。 第 1章 電子測量的基本概念 3. 如果按 被測量的性質(zhì)， 測量還可以作如下分類 1) 時域測量 時域測量也稱做 瞬態(tài)測量 ， 主要測量被測量隨時間的變化規(guī)律。 典型的例子為用示波器觀察脈沖信號的上升沿、 下降沿、 平頂降落等脈沖參數(shù)以及動態(tài)電路的暫態(tài)過程等。