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电子测量是泛指以电子技术为基础手段的一种测量技术。它是测量学和电子学相互结合的产物。电子测量除具体运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量、电信号及电路元器件的特性和参数进行测量外,还可以通过各种敏感器件和传感装置对非电量进行测量,这种测量方法往往更加方便、快捷、准确,有时是用用其他测量方法不可替代的。因此,电子测量不仅用于电学这专业,也广泛用于物理学,化学,机械学,材料学,生物学,医学等科学领域及生产、国防、交通、通信、商业贸易、生态环境保护乃至日常生活的各个方面。近几十年来计算机技术和微电子技术的迅猛发展为电子测量和测量仪器增添了巨大活力。电子计算机尤其是尤其是微型计算机与电子测量仪器相结合,构成了一代崭新的仪器和测试系统,即人们通常所说的“智能仪器”和“自动测试系统”,它们能够对若干电参数进行自动测量,自动量程选择,数据记录和处理,数据传输,误差修正,自检自校,故障诊断及在线测试等,不仅改变了若干传统测量的概念,更对整个电子技术和其他科学技术产生了巨大的推动作用。现在,电子测量技术(包括测量理论、测量方法、测量仪器装置等)已成为电子科学领域重要且发展迅速的分支学科。
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电子测量的基础知识
测量是指为确定被测对象的量值而进行的实验过程。 电子测量是测量的一个重要分支, 它是指以电子技术为理论基础, 以电子测量设备和仪器为工具, 对各种电量进行的测量。
一、电子测量的内容
用万用表测量市电电压的大小, 用示波器测量信号的波形, 都属于电子测量的范围,电子测量的范围很广, 主要包括以下内容。
1. 基本电量的测量
基本电量的测量包括电压、 电流和功率等的测量。
2. 电信号波形及特征的测量
从电信号的波形测量可以直观地观察到各种电信号的波形, 电信号的特征测量包括各种电信号的幅度、 频率、 相位、 周期和失真度等的测量。
3. 电路元器件参数的测量
电路元器件参数的测量包括电阻、 电容、 电感、 阻抗以及其他参数(如三极管的放大倍数、 电感的品质因数Q值等) 的测量。
4. 电路特性的测量
电路特性的测量包括电路的衰减量、 增益、 灵敏度和通频带等的测量。
二、电子测量的基本方法
电子测量采用的基本方法有两种: 一种是直接测量, 另一种是间接测量。
1. 直接测量法
直接测量法是指直接测量被测对象量值的方法。 下面举例说明直接测量法的应用, 如下
图(a) 所示, 如果想知道流过灯泡电流I的大小, 可以在B点将电路断开, 再将电流
表的两支表笔分别接在断开处的两端, 电流流过电流表, 电流表就会显示电流的大小。
2. 间接测量法
间接测量法是指不直接测量被测对象某个量值, 而是测量与之相关的另外一个量值,
再根据两个量值之间的关系求出未知量值的方法。 下面举例说明间接测量法的应用, 如下图(b) 所示, 如果想知道流过灯泡电流I的大小, 可以用电压表测量电阻R两端的电压U, 然后根据部分电路欧姆定律I=U/R就可以求出电流I的大小(注: 电阻R的阻值已
非电量的测量属于广义电子测量的内容,可以通过传感器将非电量变换为电量后进行测量。 2.狭义的电子测量是指对电子技术中各种电参量所进行的测量。 狭义电子测量的内容主要包括: (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。电压测量是最基本、最重要的测量内容。
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