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测量与计量电子测量计量

2022/07/15132 作者:佚名
导读:电子测量是指利用电子学手段在零频率(即直流)至光频的电磁频谱中对常用电磁量(如电压、功率、频率和阻抗等)的测量。为实行测量而采用的原理、方法、手段和技术措施,称为测量技术。为测量目的而用的技术装备称为测量器具。测量器具包括仪器和量具。仪器可将被测之量转换成示值或其等效信息,如阻抗电桥就是仪器的一例。量具以固定形式复现某个量的一个或多个已知量值,标准电容器或电容箱是量具的一例。计量标准是用于确定定义

电子测量是指利用电子学手段在零频率(即直流)至光频的电磁频谱中对常用电磁量(如电压、功率、频率和阻抗等)的测量。为实行测量而采用的原理、方法、手段和技术措施,称为测量技术。为测量目的而用的技术装备称为测量器具。测量器具包括仪器和量具。仪器可将被测之量转换成示值或其等效信息,如阻抗电桥就是仪器的一例。量具以固定形式复现某个量的一个或多个已知量值,标准电容器或电容箱是量具的一例。计量标准是用于确定定义,并保存和复现单位(或其倍数或分数)的测量器具。

计量学是研究测量理论和实际问题的科学。带有强制性的技术上和法学上的要求,以保证单位和量值的统一和一致的计量学称为法制计量学。中国习惯上把法制计量学方面的实践活动简称为计量。

由于实际上不可能对各种量都一一规定单位并建立相应的标准,通常在一个单位制中,选定若干个彼此独立的量作为基本量,逐一规定它们的单位,即基本单位。通过函数关系从这组基本单位导出其他量的单位,即导出单位。国际上通用的单位制是国际单位制(简称SI)。它采用下列七个基本单位:长度单位──米(m);质量单位──千克(kg);时间单位──秒(s);电流单位──安培(A);热力学温度单位──开尔文(K);物质的量的单位──摩尔(mol);发光强度单位──坎德拉(cd)。

单位的真值可以通过理论来确定定义,但往往很难具体复现,只存在于纯理论之中。因此,实际是由国家设立尽可能维持恒定不变的实物标准或自然基准,以法令的形式指定以它所体现的量值作为单位的约定真值。各国之间,通过互相比对在一定程度上保持量值一致。

无数日常工作仪器或量具不可能都直接同国家标准相比对,所以国家还设立一系列的各级实物标准,构成一个各种参量单位的传递网,通过逐级比较把国家标准所体现的单位量值传递到全国的日常工作测量器具去,这称为量值传递。为了保证全国所测量值的统一和一致,必须采取带有法制性的技术措施来处理单位、标准、测量方法和测量器具等问题。因此,计量是测量的特殊形式,又是测量的基础和依据。

在人们的科技实践中,对一些事物或复杂的被测对象往往需要一个反复试验和测量的过程,其中涉及众多的测量项目。每项测量的个别对象又常受环境及其他测量项目的影响而有所变化,或本身就处在动态工作条件之中。因此,简单的测量往往难以奏效,需要进行多次测量,甚至根据测量结果不断寻找有效的测量方法。这种具有试验性质的测量称为测试,有时也称为分析。

电子测量与其他测量的关系电子测量和计量的单位,除安培外,全部属于导出单位。一切导出单位都是从长度、质量、时间、温度、电流等基本单位导出的。电子测量中也常常把被测之量转换成其他较易测量的量来测量。因此,电子测最依赖于其他测量并受其制约。例如,微波衰减标准和反射标准依赖于长度测量,而噪声标准则依赖于温度测量。

另一方面,电子测量广泛应用于非电磁量的测量,称为非电测量,并已成为另一个庞大的测量分支。如何使非电磁量按已知规律变换成电磁量,这是非电测量的关键。只要变换成功,余下的就是电子测量问题。此外,由于基本单位自然基准的建立和发展,1967和1983年已分别对秒和米改用原子跃迁频率来确定定义,其他基本单位也有此趋势。

电子测量起源于电磁测量,并一直与它密切相关,互有交叉。虽然电子测量的频谱范围覆盖了电磁测量的频谱范围(直流和工业频率),但电磁测量至今仍保持着与电子测量并列的测量分支的地位。许多电子测量的单位都由电学和磁学单位导出,实际上也来源于电学和磁学单位。为了提高测量精密度,许多高频电子测量都把高频电磁量变换成为直流或低频电磁量,再用电磁测量的手段来实现。随着数字式电子仪器的发展,一些传统的电磁测量项目,如直流和工频电压、电流、功率、频率等,也成了电子测量的日常测量项目。

在电子测量中,对某些特殊对象的一系列具体测量逐渐形成为一些专门的测量分支,如无线电测量、雷达测量、电视测量、电声测量和大规模集成电路测量等。

内容和对象电子测量与计量的对象是电子学中常见的电磁量。此外,还包括一些无量纲的量,如衰减量、反射系数和电压驻波比等。

电子测量与计量有不同的任务和要求,但总的测量目的、涉及的学科知识领域、基础理论和专业基础是一致的。两者都属于计量学的知识领域,都以电子学为专业理论基础。从计量学包括的三项主要内容──计量单位及其基准和标准、测量技术和测量器具来看,有关电磁计量单位及其标准的建立、复现、保存和传递等应属电子计量的范围,其任务是为电子测量提供可信赖的科学依据,以保证单位量值的准确一致。而电子测量与计量都包含测量技术的研究和应用及测量器具的设计和制造两方面的内容,但都有各自的目的。根据不同的测量要求、测量对象和测量环境等采用不同的测量技术和设计不同的测量器具。

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