电子测量考试重点

北京交通大学电子测量考试重点注：该文档依据老师考前划的重点归纳而成。CollectedByYHD2016第一章绪论测量——利用合适的工具，确定某个给定对象在某个给定属性上的量的程序或过程国际单位制7个基本单位:米、千克、秒、电流：安培（A），热力学：开尔文（k），光强：坎德拉（cd），物质的量：摩尔（mol）电子测量——广义：指利用各种敏感元件和传感装置将非电量如位移、速度、温度、压力、流量、物面高度、物质成分等变换成电信号，再利用电子测量设备进行的测量。狭义:通过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。电子测量特点：（1）测量频率范围宽（2）测量量程广（3）测量准确度高（4）测量速度快（5）易于实现远距离测量和长期不间断测量（6）易于实现测量自动化和测试智能化计量——利用技术和法制手段实现测量单位统一和量值准确可靠的一种测量计量具有统一性、准确性和法制性的特点。测试——借助于特定测量手段对被测对象的某种功能或者属性进行评估。检测——从大量信息流中抽取特定的信息第二章测量误差理论和测量数据处理测量误差——测量结果与被测量真值的差别。真值——该量本身所具有的真实大小。常用“相对真值”代替。相对真值——对于给定目的，具有适当不确定度的、被认为充分接近真值的量值。测量误差表达{绝对误差——∆𝐱=𝐱−𝐱𝟎相对误差{相对真误差——𝛄=∆𝐱𝐱𝟎分贝误差——𝐝𝐁={𝟐𝟎𝐥𝐨𝐠(𝟏+𝛄)功率𝟏𝟎𝐥𝐨𝐠(𝟏+𝛄)电压引用误差——𝛄𝐧=∆𝐱𝐱𝐦≤𝐬%性质分类{系统误差(有规律){恒值系差变值系差{周期性累进性随机误差(无规律)粗大误差(坏值)正确度——系统误差——均值与真值偏离度——M(X)=X0+ε精密度——随机误差——测量值分散度——δ=Xi-M准确度——正确&&精密——ΔXi=εi+δi总体数学期望：M(x)总体方差：σ2(X)均值数学期望：M(𝒙̅)=M(x)均值方差：σ(𝒙)=𝛔（𝐗）√𝒏数学期望估计：𝐱̅=𝐌̂(𝐗)方差估计：𝝈̂𝟐(𝑿)=∑𝒗𝒊𝟐𝒏𝒊=𝟏𝒏−𝟏求置信区间步骤：1、求样本均值；kHzfnfnii071.1001112、求样本标准偏差估计值；kHznfnffnii817.01)(ˆ1223、求平均值标准偏差估计值；KHznff334.06817.0)(ˆ)(ˆ4、自由度k=n-1；根据%95][attP，查表得ta5、得出置信区间)](ˆ),(ˆ[ftfftfaa去除粗大误差准则：1、莱特准则)(ˆ3,10Xxxni；正态，n102、肖维纳准则)(ˆXchxxi；正态，n53、格拉布斯准则)(ˆXgxxi；正态or接近正态，n2坏值逐个剔除原则：若有多个可疑数据同时超过检验所定置信区间，应逐个剔除，先剔出残差绝对值最大的，然后重新计算标准偏差估计值，再行判别。若有多个相同数据超出范围时，也应逐个剔除。变值系统误差判定：1、累进性系统误差——马利可夫判据2、周期性系统误差——阿卑-赫梅特判据消除或减弱系统误差的典型测量技术：1、零示法；2、代替法（置换法）；3、交换法（对照法）、微差法；舍入规则：小于5舍，大于5入，等于5时取偶数。非等精度测量：测量结果的权：)(2jjxw，X的估计值：mjjmjjjwxwX11ˆ方差估计值：mjjxX122)(1)ˆ(1第三章时间和频率的测量测频kfNfNFcsx测周：csx1fkNfNT多周期测量：csxfmkNfmNT时间间隔测量：晶振稳定度：1、长期稳定度：老化率2、短期稳定度：噪声引起的频率、相位波动时间间隔测量误差有：量化误差、触发误差、时基误差。触发误差：mnx2221xnπ21)()(VVTTTTT多周期测量可以减小量化误差和触发误差。提高测量精度方法1、倒数计数器：cBAxfNNf优点：充分利用了计数器在整个频率范围内中的分辨能力。量化误差独立于被测频率，能通过预触发实时控制主门。倒数计数器采用位数表示测频分辨率。分辨力位数与主门时间、时基频率成正比。2、平均测量技术：量化误差随测量次数的无限增多趋于零。缺点：测量时间增加，要求被测信号是周期重复的。3、模拟内插法：021x1000TNNNT优点：理论测量准确度高。缺点：模拟电路易受噪声干扰。扩展时间长时，电容放电的非线性误差大。电路反应速度慢。4、游标法：)]()1([)(21dd00120011xNNNNNTTNTNTNT优点：由于三次计数都是同步进行的，不存在量化误差。准确度影响因素{恒定偏差（系统误差）{通道延迟误差触发电平定时误差时基的长期稳定度{老化温漂分辨率（随机误差）{量化误差触发误差时基的短期稳定度第四章电压测量技术指标：1、频率范围2、电压范围3、测量准确度4、分辨力5、输入阻抗6、抗干扰7、测量速度8、自动化和多功能波峰因数UUKPP波形因数UUKF通常以正弦波的有效值作为电压表的刻度。DVM中DAC:（结构、波形见课本）1、斜坡电压式：优点：结构简单、成本低缺点：转换准确度低、转换时间长2、逐次逼近式：优点：兼顾速度、精度和成本缺点：存在量化误差3、余数再循环式：优点：在硬件简单下，实现较高分辨力和较快转换速度缺点：最小分辨电压受电路内外噪声等因素限制4、双斜积分式：优点：转换准确度高、灵敏度高、抑制干扰能力强、造价低缺点：转换速度比较低，对积分线性度要求高等5、三斜积分式：优点：计数误差明显减小、在考虑达到同样的显示位数和计数误差条件下，测量速度提高6、多斜积分式：优点：减小积分式ADC计数误差、提高测量速度、减小对积分器动态范围的要求缺点：电路实现复杂、一般需要微处理器控制7、脉冲调宽式：优点：克服双斜积分式ADC中积分器的动态范围问题、抗串模干扰、实现对被测电压的连续测量、为被测信号源提供稳定的负载DVM技术参数：1、量程、显示位数和超量程能力2、分辨力和灵敏度3、测量误差和准确度4、输入阻抗5、测量速度6、抗干扰能力第五章信号源用途：激励源、信号仿真、校准源频率合成方法{直接合成法{模拟直接合成法{优点：原理简单、频率转换时间短、分辨率高缺点：设备复杂，噪声及杂散频率难以抑制数字直接合成法{优点：频率切换时间短、频率分辨率高、相位变化连续、实现对输出信号的多种调制、全数字化、便于集成缺点：输出带宽较窄，杂散抑制较差间接合成法（锁相环合成法）{优点:结构简单、易于集成，具有良好的窄带跟踪滤波特性和抑制干扰能力缺点：频率转换速度慢，频率分辨率低信号源主要技术指标：1、频率特性：频率范围、准确度、稳定度、分辨力、转换时间、扫描速率、纯度2、幅度：范围、稳定度、平坦度、精度、分辨力、频响3、输出阻抗DDFS技术特点：优点：a）极快的频率切换速度b）极高的频率分辨力c）连续的相位变化d）强大的数字调制功能e）易于集成、易于调整缺点：a）工作频带的限制b）功耗限制c）杂散抑制差d）相位噪声性能DDWS技术特点：优点：DDFS产生任意波形时，容易产生波形失真，DDWS不会缺点：改变信号频率不如DDFS方便锁相环四种频率范围关系：同步范围捕捉范围拉出范围锁定范围