《电子测量与仪器》教学第一章.ppt

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1、,电子测量技术与应用项目,课 件,晁 松 杰,四川现代职业学院,1.1 电子测量概述测量 是人类认识和改造世界的一种重要手段。对客观事物的认识过程中，需要进行,第一章 绪 论,定性分析,定量研究，定量就需要进行测量。,测量 是通过实验方法对客观事物取得定量数据 的过程。,生活中的例子,重量，长度，温度，湿度，三表（电，水，气）,汽车监测点：50100,飞机监测点：3000,航天飞行器监测点：5000,没有测量就没有科学门捷列夫,诺贝尔物理奖，化学奖中1/4属于测试方法和测试仪器的创新。,“两弹一星”的成功，没有测试仪器是不可能的。,生产中“没有测试，就没有新产品”。大规模集成电路的生产成本中，

2、测量成本已超过50%,电 子 测 量,电子测量是泛指以电子技术为基本手段的一种测量技术。,电子测量是测量领域的主要组成部分。,在当今信息时代,测量技术获取信息,通信技术传递信息,计算机技术处理信息,被称为信息社会三大支柱,测量是信息的源头技术（测控技术，先要测，才能控）,测量水平的高低可以反映出一个国家科学技术发展的状况。,提高测量水平，实现测量手段的现代化，是实现科学技术和生产现代化的重要条件和明显标志。,1.2 电子测量的内容及测量单位,1、电子测量的内容,广义讲：凡是利用了电子技术进行的测量,电子测量的基础：频率、时间、电压、相位、阻抗,狭义讲：在电子学中有关电量的量值,狭义电子测量的内

3、容主要包括：（1）能量的测量能量的测量指的是对电流、电压、功率、电场强度等参量的测量。（2）电路参数的测量电路参数的测量指的是对电阻、电感、电容、阻抗、品质因数、损耗率等参量的测量。（3）信号特性的测量信号特性的测量指的是对频率、周期、时间、相位、调制系数、失真度等参量的测量。（4）电子设备性能的测量电子设备性能的测量指的是对通频带、选择性、放大倍数、衰减量、灵敏度、信噪比等参量的测量。（5）特性曲线的测量特性曲线的测量指的是对幅频特性、相频特性、器件特性等特性曲线的测量。上述各种参量中，频率、时间、电压、相位、阻抗等是基本参量，其他的为派生参量，基本参量的测量是派生参量测量的基础。电压测量是

4、最基本、最重要的测量内容,1.2 电子测量的内容及测量单位,2、测量单位制 注：1，人民生活和贸易中，质量习惯称为重量 2，单位名称栏中，方括号内的字在不致混 淆的情况下可以省略。,1.3 电子测量的方法与仪器,利用电子技术实现测量的仪表设备，统称为电子测量仪器。,电子测量仪器的功能：,2.信号处理与传输功能：信号调理、模/数、抗干扰、压缩、有 线或无线传输,3.显示功能：指针在仪表度盘；数码管、液晶或阴极射线管显示 测量结果。,1.转换功能：电量(功率、电流、电阻)电压；非电量电量（电压）,此外，一些先进的仪器，如智能仪器等，还具有数据记录、处理 及自检、自校、报警提示等功能。,1.2.2

5、电子测量仪器的分类,按照被测量的特性，电子测量仪器可分为以下几类：,1.时域测量 也叫瞬态测量，主要测量被测量的对象随时间变化的规律。例如：电压、电流等电参量的瞬时值,2、频域测量 又称稳态测量，主要测量测量对象与频率之间的关系。例如：放大器的增益、相移等,3 数据域-二进制数据流,逻辑分析仪,逻辑定时分析仪,逻辑状态分析仪,1 0 1 1 0 0 1 0,4 随机域-噪声、干扰,5 元器件、网络,元件（无源）-R、L、C、Y、Q,器件（有源）-半导体器件,网络（有/无源）-传输特性、频率特性等,电子测量仪器的分类,1.3 计量的基本概念,1 术语：,测量（Measurement）-确定量值（

6、数据/单位）的实验过程,测试（Test）“测评”性测量,界定较模糊。,检测-监控性的测量（只要不超出允许的误差范围则认为合格）,没有测量，就谈不上计量；没有计量，测量则失去价值。,1.4 电子测量仪器的发展,1 传统仪器,模拟仪器,数字化仪器,指针式三用表,示波器,数码显示仪表,现代仪器,智能仪器(计算机嵌入仪器),通常人们把内含微处理器和GPIB接口的仪器称为智能仪器,测试模块或信号源,智能仪器,自动测试系统,GPIB（General-Purpose Interface Bus）-通用接口总线，是一种工程控制用的协议。最初由HP公司提出，目前成为一种国际标准，遵守的协议为IEEE488。一般

7、被用来使用任何编程语言如VB、Vc、C+实现电脑对仪器的控制。当然也有某些仪器制造商自己开发的语言支持GPIB。如keithley公司使用的testpoint，NI公司的labview等。实现这种控制首先要被控仪器支持GPIB，其次，工控机安装IEEE488卡，并通过gpib线连接两个设备。GPIB比串口控制提高了传输速率和同时支持的设备总数。但是目前已经被传输速率更快支持设备总数更多的lan接口替代。,IEEE-488 总线是并行总线接口标准。IEEE-488总线用来连接系统，如微计算机、数字电压表、数码显示器等设备及其他仪器仪表均可用IEEE-488总线装配起来。它按照位并行、字节串行双向

8、异步方式传输信号，连接方式为总线方式，仪器设备直接并联于总线上而不需中介单元，但总线上最多可连接15台设备。最大传输距离为20米，信号传输速度一般为500KB/s，最大传输速度为1MB/s。,虚拟仪器（仪器融入计算机）,VI，Virtual Instruments是检测技术与计算机技术和通信技术有机结合的产物。它是美国国家仪器（NI，National Instruments）公司于1981年提出的个人仪器（Personal Computer Instrument）的基础上发展起来的。虚拟仪器是指在通用计算机上添加一层软件和一些硬件模块，使用户操作这台通用计算机就像操作一台真实的仪器一样。虚拟仪器技术强调软件的作用，提出了“软件就是仪器”的概念。,D/A-由软件产生测试信号,A/D-采集测量数据,1 数字电压表 峰值-搜索正负最大值 均值 有效值-2 存储示波器3 频谱仪,虚拟仪器 举例,虚拟仪器的构成方式,未来自动测试系统结构,