电磁测量是研究电学量、磁学量及可转化为电学量的非电量测量原理、方法与仪器的技术科学，其核心通过实验对比实现定量分析，为工程技术提供基础支撑。该学科起源于中国古代司南观测，16世纪W.吉伯发明Versorium仪器，18世纪里赫曼静电计首次实现定量电测。19世纪奥斯特发现电流磁效应、安培提出电磁力定律、法拉第揭示电磁感应，推动机械式电表和较量仪器的诞生。20世纪中期数字电压表的出现开启技术革新，70年代集成电路促进仪表智能化发展；现代已拓展至量子基准（如约瑟夫森电压标准）与光学传感（克尔效应测高压）等前沿领域，并应用于深地探测、地质勘探及工业检测场景 [2-5]。
中国在高精度电磁测量领域取得突破，合肥研发平台完成量子电压/电阻基标准研制，解决芯片禁运问题；清华大学等机构在量子电磁测量、功率天平误差机理等方面取得国际领先成果 [2] [4]。西安交通大学等高校设立专业方向，形成涵盖传感器、智能仪器的全链条技术体系，支撑国防与高端仪器研发 [6]。大地电磁测量系统等设备实现多采样率实时采集，应用于水文地质与灾害防治，体现非电量转化的技术特性 [1] [5]。
- 中文名
- 电磁测量
- 外文名
- Electromagnetic measurement
- 分 类
- 技术科学、物理
- 最早出现时间
- 16世纪末
简介
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电磁测量图解联系
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在自然界众多的现象和规律中，电磁规律与其他物理现象具有广泛的联系，例如电或磁的力学效应、热效应、光效应、化学效应等。这不仅为电学量和磁学量本身的测量，而且为几乎所有非电量的测量提供了多种多样的方法和手段。实际上，只要具备合适的检测装置，就可以方便地用电学方法处理以不同方式获取的各种测量信息。同时，由于电信号比其他种类信号更便于转换、放大、 传送， 以致20世纪80年代数据处理的最有效工具──电子计算机也要求输入电信号，因此电磁测量在技术科学领域中具有十分重要的地位。
起源
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测量过程图框1820年，H.C.奥斯特发现电流的磁效应；1821年，A.-M.安培阐明两带电流导体间能产生吸引或排斥力的效应；1831年，M.法拉第发现电磁感应现象。这些发现使得科学家掌握了动电、磁和机械力，以及动磁与电之间的关系，促使电与磁的测量和有关仪表的发展产生了跃变，出现了利用磁与电相互作用产生机械力矩、并以指针或光点进行指示的各系机械式指示电表和记录仪表，以及在特殊设计的线路（如电桥、电位差计等）中将待测的未知量与标准量进行比较的比较测量仪器（简称较量仪器）。
电磁测量对象和测量过程 电磁测量对象以电学量和磁学量为主。电学量包括电学量（如电压U、电流I、电功率P、无功功率Q、功率因数等）和电参数（如电阻R、电容C、自感L、互感M等）。其中,U和I是基本量,其他一些电学量可以通过它们间接得到。磁学量包括磁通Φ、磁通密度（磁感应强度）B、磁场强度 H、磁导率μ 、铁损等。其中B与H为基本量。50年代以后出现的数字测量技术，则以时间、频率（或脉冲数）为基本量。
测量
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综述
静电计过程
组成测量过程的每一环节，不论硬设备（各种电表、仪器、电学基准等），还是软措施（如不同的电磁测量方法、数据处理等），都不是绝对理想和完善的，都将存在着电磁测量误差。此外，测量系统外部及内部之间的各种干扰和不希望的相互影响，也将引入各种测量误差。为了减小及消除这些误差源，需在电表和仪器内设置电磁屏蔽，或在测量线路内采取防止干扰的措施。
作用
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电磁测量促进了电工技术的发展，电磁测量在电工的发展中起着重要作用。在电学与磁学的早期分别发展阶段,科学家为深入观察和定量认识客观规律,已通过测量做了很多探索工作。如1785年,C.-A.库仑用静电扭秤测静磁相互作用及静电相互作用的力，得到了平方反比定律即库仑定律。在发现了电和磁之间的关系以后，有更多的科学家投身于电磁关系的研究，并在当时比较原始的条件下，精心设计和制作了很多专用仪器，并提出很多创造性的测量方法，如安培为观察电流间相互作用规律所做的实验，G.S.欧姆在建立欧姆定律过程中所做的实验等。历史上很多对电磁学理论有贡献的科学家，其本人就是测量方案的制订者、测量方法的提出者和测量仪器的创制者。
当将电磁学的科研成果转向生产实际形成电工技术时，除要求更深入、更广泛地进行研究外，新兴的电力事业还需要大量各种类型的监测仪器和测量方法；而电工设备制造行业，从检查入厂的原材料质量开始，直到成品的性能试验止，同样需要大量的实验仪表，这就促使了电磁测量仪表向商品化的方向发展。20世纪初，世界上一些国家已初步建成电工仪表工业。以后又不断吸取各种学科的新成就，提高了电磁测量仪表的性能，如采用电子技术扩展仪表的量限、提高灵敏度、准确度等。此外还改进测量线路，提出新的测量方法。
体系
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电磁测量一方面以电工技术等为主要服务对象，另一方面它的发展一直与电工技术的发展交织在一起，成为后者的重要组成部分。同时，电磁测量又具有自己的基本理论，专门的设计原理，系统的测量方法和一整套电学和磁学基准以及传递量值的系统；到20世纪的中期已形成了自己的学科体系。
数字仪表出现和电磁测量系统 在20世纪中期以前，电磁测量主要采用模拟技术，所生产的仪器仪表称为模拟式或经典仪器仪表，以区别于50年代以后采用数字技术所制成的仪器仪表。实际上，即使是模拟式仪器仪表，由于新材料、新结构和新工艺的采用，它们的性能也不断提高，并且发展出不少新的种类，如成套的变换器式电表、感应耦合比例臂电桥、感应式电流比较仪等。但在引入数字技术后，电磁测量技术发生了重大的变化。
数字技术
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数字技术是将被测的连续物理量,利用模-数转换原理转变为离散量，经处理后，最终以数字形式显示或打印出测量结果。数字仪表具有准确度高、速度快、读数没有视差等优点，且便于与计算机联接。
第一台数字电压表出现于1952年，系电子管式，并很快由分立元件组成的晶体管线路所取代。70年代以来，随着半导体集成电路的发展，数字仪表的性能也不断改善。到80年代，将微型计算机、单片机与数字仪表结合，赋予数字仪表智能化功能，使数字测量技术进入了一个新阶段。
科学研究的发展，工业品产量的增长，巨大电力等系统的集中控制，要求测试的物理参数常多达成百上千个。这样大量的测量，若不采用自动化措施是难于实现的。这一任务可由测量信息系统来完成。
测量信息系统
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包括测量变换器、电磁测量仪表及一些辅助设备。此系统通过一系列的变换器自动从外界获取信息。测量变换器有两大类：①将电学量仍变换为电学量的变换器，如分流器、分压器，电力系统中使用的电压、电流、功率变送器等；②将非电量变换为电学量的变换器，例如压力、温度、速度、位移等变换器。
从信息的角度，电磁测量仪表与测量变换器都是能产生含有测量信息信号的电测量工具，但前者具有能被观测者接受的形式，而后者的信号，虽便于传送、便于做进一步变换、处理和保存等，可是不一定适于观测者直接接受。为克服这一困难，常需两者联用。
发展
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