用示波器测量时间与频率
实验二 用示波器测量时间与频率
一、 实验目的
掌握用示波器测量时间与频率的方法
二、 实验仪器
1、 YB4324 双踪示波器
2、 XD22 低频信号发生器
3、 ZN1061A 标准信号发生器
三、 实验内容及步骤
1、 周期测量
1） 用示波器产生的500mv 1KH Z 的方波信号对示波器的扫描速度进行校准
2） 将XD22低频信号发生器衰减开关置0 dB ，电平调至3V ，依次改变输出正弦波信号的频率，用示
波器测出周期值。
3）将ZN1061A 标准信号发生器的输出衰减置为100dB ，电压调至1V ，依次改变输出信号频率，用示波器测出周期值。
3）
2、 时间间隔测量 1） 同周期测量
2） 将低频信号发生器输出频率为220KH Z ，幅度为2V 的方波信号，用示波器测量周期、脉冲宽度、上升
时间。
3
、 频率测量
将低频信号发生器输出频率作为被测频率，标准信号发生器的输出频率作为标准频率。用李沙育图形法测量低频信号发生器输出信号的实际频率。
做法：被测信号与标准信号分别加到示波器的y （y 1） x （y 2）输入端，示波器工作于“x-y ”方式，调节标
准信号f使荧光屏上得到稳定的李沙育图形。根据下列公式表示出被测信号频率的实际值。
f x:f y=m/:n/
f x ---------------加到x偏转板上的信号频率
f y ---------------加到y偏转板上的信号频率
m/---------------垂直线上交点数
n/---------------水平线上交点数
时间综合参数测试仪
时间综合测试仪 随着目前电力系统统一时钟的推广应用，以及行业标准对时间同步系统提出的各项新技术要求，验证一个时间同步系统的输出信号以及被对时设备的同步情况是否符合设计指标成为一个不可忽视的问题。同时在PTN网络工程开局时，为了精确地测量路径的不对称，需要精确的仪表进行测量，在3G网络的运行过程中，为了随时掌握基站之间的同步状况，需要精确的仪表进行测量。 虽然目前市面上有各类时频方面的测试仪，但是功能和接口都相对比较单一，性能指标也达不到计量仪表的标准。SYN5104型时间综合测试仪是一款便携式时间频率综合测试设备。内装OCXO恒温晶体振荡器，接收GPS（全球定位系统）以及北斗二代卫星定时信号，驯服恒温晶振，使其输出频率同步于卫星铯原子钟信号上，产生极其准确的时间信号及频率信号。以此为参照，实时精确测量多种输入时间频率信号的精度，为时间同步装置及时统设备的现场检测、校验、验收提供了有效而便捷的解决方案。 产品功能 1)在结构设计上，将时间标准源、时差测量和测试结果显示三块功能实现一体 化, 从而可以在一台便携式智能仪表中方便而准确地完成测试项目； 2)测试功能齐全：时间准确度、频率准确度、报文准确度,周波测量，温湿度 测量，时间记录； 3)采用GPS/北斗二代卫星定时信号控制内置振荡器提供高精度时间频率标准， 测量精度100 ns； 4)能直接测量，在前面板上直接显示被测时钟和标准时间的时差，测量方式直 观方便； 5)可便携移动，既可用于现场，又可用于检测机构； 6)可以输出时间信号与更高级的标准时间源进行比对，以标定本测试仪的精度 等级。也可用于给现场有需求的设备提供高精度的时间信号； 7)测量结果数据自动导出到计算机中； 8)具有7AH电池供电。 产品特点 a)精度高、高性价比； b)功能齐全、性能可靠；
2.1水准测量原理及使用的仪器和工具
1、水准测量原理 水准测量是利用水准仪提供的水平视线和水准尺来测定地面两点间的高差，并由已知点的高程推算出未知点高程的一种测高方法。 （1）高差测量 高差是指地面两点间的高程之差。高程测量的原理如图2-1-1所示。欲测A、B 两点间高差，可分别在A、B两点竖立水准尺，并在A、B两点间安置水准仪，当水准仪视线水平时，后视A尺读数为a，前视B尺读数为b，则A、B两点高差为： 图2-1-1 水准测量原理 （2）高程的计算 如图2-1-1，根据已知点A的高程HA和测定的高差，可计算点B的高程H B，可用两种方法计算，即： 1）高差法：即直接利用A、B两点间的高差h AB来计算B点高程的方法。 2）仪高法：即利用仪器视线高程H A来计算B点高程的方法。 2、水准测量的仪器和工具 （1）水准仪
水准测量所使用的仪器称为水准仪，辅助工具为水准尺和尺垫等。水准仪按其精度可分为DS05、DS l、DS3和DSl0四个等级；按结构可分为微倾式水准仪和自动安平水准仪；按造构可分为光学水准仪和电子水准仪。目前工程测量中，广泛使用DS3级水准仪。因此，本章着重介绍这类仪器。 1）DS3微倾式水准仪的构造 DS3微倾式水准仪主要由望远镜、水准器及基座三部分构成。如图2-1-2 图2-1-2 DS3微倾式水准仪 图2-1-2 DS3微倾式水准仪 ①望远镜 如图2-1-3，DS3水准仪望远镜主要由物镜、目镜、对光透镜和十字丝分划板所组成。物镜和目镜多采用复合透镜组，十字丝分划板上刻有两条互相垂直的长线，竖直的一条称竖丝，横的一条称为中丝，是为了瞄准目标和读取读数用的。在中丝的上下还对称地刻有两条与中丝平行的短横线，是用来测定距离的，称为视距丝。十字丝
xx公司时间、频率测量仪器项目审查申请书参考范文
时间、频率测量仪器项目 审查申请书 一、项目申报单位概况 （一）项目单位名称 xxx科技公司 （二）法定代表人 曾xx （三）项目单位简介 公司始终坚持“服务为先、品质为本、创新为魄、共赢为道”的经营理念，遵循“以客户需求为中心，坚持高端精品战略，提高最高的服务价值”的服务理念，奉行“唯才是用，唯德重用”的人才理念，致力于为客户量身定制出完美解决方案，满足高端市场高品质的需求。公司坚持诚信为本、铸就品牌，优质服务、赢得市场的经营理念，秉承以人为本，宾客至上服务理念，将一整套针对用户使用过程中完善的服务方案。 公司致力于高新技术产业发展，拥有有效专利和软件著作权50多项，全国质量管理先进企业、全国用户满意企业、国家标准化良好行为AAAA企业，全国工业知识产权运用标杆企业。公司始终秉承“集领先智造，创美好未来”的企业使命，发展先进制造，不断提升自主研发与生产工艺的核心技术能力，贴近客户需求，助力中国智造，持续为社会提供先进科技，
覆盖上下游业务领域的行业综合服务商。公司坚持走“专、精、特、新” 的发展道路，不断推动转型升级，使产品在全球市场拥有一流的竞争力。 公司自设立以来，组建了一批经验丰富、能力优秀的管理团队。管理 团队人员对行业有着深刻的认识，能够敏锐地把握行业内的发展趋势，抓 住业务拓展机会，对公司未来发展有着科学的规划。相关管理人员利用自 己在行业内深耕积累的经验优势，为公司未来业绩发展提供了有力保障。 公司建立完整的质量控制体系，贯穿于公司采购、研发、生产、仓储、销 售等各环节，并制定了《产品开发控制程序》、《产品审核程序》、《产 品检测控制程序》、等质量控制制度。公司坚持精益化、规模化、品牌化、国际化的战略，充分发挥渠道优势、技术优势、品牌优势、产品质量优势、规模化生产优势，为客户提供高附加值、高质量的产品。公司将不断改善 治理结构，持续提高公司的自主研发能力，积极开拓国内外市场。 （四）项目单位经营情况 上一年度，xxx有限责任公司实现营业收入25647.26万元，同比增长28.29%（5656.01万元）。其中，主营业业务时间、频率测量仪器生产及销售收入为21882.84万元，占营业总收入的85.32%。 根据初步统计测算，公司实现利润总额7055.08万元，较去年同期相 比增长684.84万元，增长率10.75%；实现净利润5291.31万元，较去年同期相比增长957.68万元，增长率22.10%。
简易频率特性测试仪
简易频率特性测试仪（E题） 2013年全国电子设计大赛 摘要：本频率特性测试仪由AD9854为DDS频率合成器，MSP430为主控制器，根据零中频正交解调原理对被测网络针对频率特性进行扫描测量，将DDS 输出的正弦信号输入被测网络，将被测网络的出口信号分别与DDS输出的两路正交信号通过模拟乘法器进行乘法混频，通过低通滤波器取得含有幅频特性与相频特性的直流分量，由高精度A/D转换器传递给MSP430主控器，由MSP430对所测数据进行分析处理，最终测得目标网络的幅频特性与相频特性，同时通过LCD绘制相应的特性曲线，从而完成对目标网络的特性测试。本系统具有低功
耗，成本低廉，控制方便，人机交互友好，工作性能稳定等特点，不失为简易频率特性测试仪的一种优越方案。 关键字：DDS9854，MSP430，频率特性测试 目录 一、设计目标 (3) 1、基本要求： (4)
2、发挥部分： (4) 二、系统方案 (4) 方案一 (5) 方案三 (5) 方案二 (5) 三、控制方法及显示方案 (5) 四、系统总体框图 (6) 五、电路设计 (6) 1、DDS模块设计 (6) 2、DDS输出放大电路 (7) 3、RLC被测网络 (8) 4、乘法器电路 (8) 5、AD模数转换 (9) 六、软件方案 (10) 七、测试情况 (11) 1、测试仪器 (11) 2、DDS频率合成输出信号： (11) 3、RLC被测网络测试结果 (12) 4、频谱特性测试 (12) 八、总结 (12) 九、参考文献 (12) 十、附录 (13) 一、设计目标 根据零中频正交解调原理，设计并制作一个双端口网络频率特性测试仪，包括幅频特性和相频特性。
测量仪器和测量工具管理制度(条例清晰)
测量仪器和测量工具管理制度 1?仪器工具的借领 (1)以小组为单位前往测量实验室借领测量仪器工具。仪器工具均有编号，借领时应当场清点和检查，如有缺损，立即补领或更换。 (2)仪器搬运前，应检查仪器背带和提手是否牢固，仪器箱是否锁好，搬运仪器工具时，应轻拿轻放，避免剧烈震动和碰撞。 (3)实验或实习结束后，应清理仪器工具上的泥土，及时收装仪器工具，送还仪器室。仪器工具如有损坏和丢失，应写出书面报告说明情况，并按有关规定给予赔偿。 2?仪器的安装 (1)开箱取出仪器之前，应看清仪器在箱中的安放位置，以免装箱时发生困难。 (2)架设仪器脚架时，3条腿抽出的长度和3条腿分开的跨度要适中，架头大致水平。若地面为泥土地面，应将脚架尖踩人土中，以防仪器下沉。若在斜坡地上架设仪器脚架，应使两条腿在坡下，一条腿在坡上。若在光滑地面上架设仪器脚架，要采取安全措施，防止仪器脚架打滑。 (3)仪器箱应平稳放在地面上或其他平台上才能开箱。开箱后应注意仪器的安放位置，以便用毕后按原样装箱。取仪器前应先松开制动螺旋，以免在取出仪器时因强行扭转而损坏制动装置。 (4)取仪器时，应双手握住照准部支架或基座部分取出，然后轻轻放到三脚架头上。一手仍握住照准部支架，另一手将中心连接螺旋旋入基座底板的连接孔内旋紧。预防因忘记拧上中心连接螺旋或拧得不紧而摔坏仪器。 (5)从仪器箱取出仪器后，要随即将仪器箱盖好，以免沙土杂草进入箱内。禁止坐、蹬仪器箱。 3?仪器的使用 (1)在任何时候，仪器旁必须有人看管，做到“人不离仪器”，以防止其他无关人员拨弄仪器或行人、车辆撞倒仪器。在太阳或细雨下使用仪器时，必须撑伞保护仪器，特别注意仪器不得受潮，雨大必须停止观测。
精确的频率和时间测量-时基的选择
少年易学老难成，一寸光阴不可轻 - 百度文库 1 精确的频率和时间测量 - 时基的选择 上篇文章谈到了频率和时间测量的分辨率和精度。相信很多工程师会感兴趣测量一个结果后，其误差或不确定度到底是多少。测量的不确定度是由3个因素构成的，即 基本不确定度 = k* (随机不确定度 ± 系统不确定度 ± 时基不确定度) 事实上，要获得准确的随机不确定度和系统不确定度是一件非常恐怖的事情。它是与众多参数相关的非常复杂的函数。如果诸位有兴趣了解这个，可以到网上查阅安捷伦53200 系列频率计数器的详细资料，出版号是 5990-6283CHCN 。 好在安捷伦的工程师将这个复杂的运算公式做成了一个简单的表格。您只需输入测量的相关设置和结果，这个表格可以自动帮助你得出不确定度。如果有兴趣，可以与安捷伦的电话服务中心联系 400-810-0189 关于随机不确定度和系统不确定度，这与闸门时间和测量次数密切相关。简单地讲，延长闸门时间和增加测量次数，都可以降低者两个不确定度。但时基的不确定度是由计数器本身的老化和工作环境，以及其本身的相位噪声等参数决定的。频率计数器的测量精度始于时基，因为它建立了测量输入信号的参考。更好的时基有可能得到更好的测量。例如，如果时基的月老化率是0.1ppm ，仪器在校准后一个月内使用，它对10MHz 信号测量带来的不确定度则是 1Hz 。 但如果老化率是0.01ppm, 其带来的不确定度只有0.1Hz. 环境温度对石英晶体的振动频率有很大影响，可根据热行为把时基技术分为三类: 1. 标准时基。标准或“室温”时基，不使用任何类型的温度补偿或控制。其最大优点是便宜，但它也有最大的频率误差。下图中的曲线示出典型晶体的热行为。随着环境温度的改变，频率输出能变化5ppm 或更高。对于1MHz 信号为±5Hz ，因此是测量中必须考虑的重要因素。在通用侧测试仪器，如示波器、函数信号发生器、频谱仪中，采用的是这种时基。在过去低端的频率计数器，其标准配置的时基也这这种得标准时基 2. 温度补偿时基。有时，我们也称之为高稳时基。一种解决晶体热变化的方法是让振荡器电路中的其它电子元件补偿其热响应。这种方法可稳定其热行为，把时基误差降低到约0.1ppm （对1MHz 信号为±10.1Hz ）典型的事安捷伦53200A 系列频率计数器标准配置的时基就是这种，其老化率可达到0.1ppm 。 有时，这种时基也被用于输出频率精度更高的信号源，如安捷伦的33520A 系列函数和任意波性发生器，这种时基就是一个选件 3. 恒温槽控制。稳定振荡器输出的最有效方法是让晶体免受温度变化。计数器设计师把晶体放入恒温槽，保持其温度在热响应曲线的特定点。从而能得到好得多的时基稳定度，典型误差只有0.0025ppm （对于1MHz 信号为±0.0025Hz ）。
时间间隔测量技术综述
高精度时间间隔测量方法综述 孙 杰 潘继飞 （解放军电子工程学院，安徽合肥，230037） 摘要：时间间隔测量技术在众多领域已经获得了应用，如何提高其测量精度是一个迫切需要解决的问题。在分析电子计数法测量原理与误差的基础上，重点介绍了国内外高精度时间间隔测量方法，这些方法都是对电子计数法的原理误差进行测量，并且取得了非常好的效果。文章的最后给出了高精度时间间隔测量方法的发展方向及应用前景。 关键词：时间间隔；原理误差；内插；时间数字转换；时间幅度转换 Methods of High Precision Time-Interval Measurement SUN Jie , PAN Ji-fei （Electronic Engineering Institute of PLA, HeFei 230037, China ） Abstract: Technology of time-interval measurement has been applied in many fields. How to improve its precision is an emergent question. On the bases of analyzing electronic counter ’s principle and error, this paper puts emphasis upon introducing high precision time-interval measurements all over the world. All these methods aim at electronic counter ’s principle error, and obtain special effect. Lastly, the progress direction and application foreground of high precision time-interval measurement methods are predicted. Key Words: time interval; principle error; interpolating; time-to-digital conversion; time-to-amplitude conversion 0引言 时间有两种含义，一种是指时间坐标系中的某一刻；另一种是指时间间隔，即在时间坐标系中两个时刻之间的持续时间，因此，时间间隔测量属于时间测量的范畴。 时间间隔测量技术在通信、雷达、卫星及导航定位等领域都有着非常重要的作用，因此，如何高精度测量出时间间隔是测量领域一直关注的问题。本文详细分析了目前国内外所采用的高精度时间间隔测量方法，指出其发展趋势，为研究新的测量方法指明了方向。 1 电子计数法 1.1 测量原理与误差分析 在测量精度要求不高的前提下，电子计数法是一种非常好的时间间隔测量方法，已经在许多领域获得了实际应用，其测量原理如图1 量化时钟频率为 0f ，对应的周期001f T =，在待测脉冲上升沿计数器输出计数脉冲个数N M ,，1T ，2T 为待测脉 冲上升沿与下一个量化时钟脉冲上升沿之间的时间间隔，则待测脉冲时间间隔x T 为： ()210T T T M N T x -+?-= （1） 然而，电子计数法得到的是计数脉冲个数N M ,，因此其测量的脉冲时间间隔为： ()0' T M N T x ?-= （2） 比较表达式（1）（2）可得电子计数法的测量误差为21T T -=?，其最大值为一个量化时钟周期0T ，产生的原因是待 测脉冲上升沿与量化时钟上升沿的不一致，该误差称为电子计数法的原理误差。 除了原理误差之外，电子计数法还存在时标误差，分析表达式（2）得到： ()()00'..T M N T M N T x ?-+-?=? （3） 比较表达式（3）（2）： ()()00 ''T T M N M N T T x x ?+--?=? （4） 根据电子计数法原理，()1±=-? M N ，0'T T M N x =-，因此： 00'0'T T T T T x x ??+±=? （5） 00'T T T x ??即为时标误差，其产生的原因是量化时钟的稳定度00T T ?，可以看出待测脉冲间隔x T 越大，量化时钟的稳 定度导致的时标误差越大。 作者简介：孙杰： （1975—），男（汉族），安徽合肥人，解放军电子工程学院讲师 潘继飞：（1978—），男（汉族），安徽凤阳人，解放军电子工程学院信号与信息处理专业博士生
基于FPGA的数字频率测量仪
EDA实验报告 题目：基于FPGA的数字频率测量仪姓名：吕游 学号：201212171909
1.实验目的 1）掌握偶数倍分频电路的设计思路。 2）掌握带有计数使能输入端和异步清零功能的模为10的计数模块。 3）掌握动态扫描数码管的计数的工作原理及其使用方法。 2.实验任务 1）利用所学的知识设计一个4位的频率计，可以测量从1-9999Hz的信号频率。 2）将被测信号的频率在四个动态数码管上显示出来。采用文本设计的方法，设计软件用Quartus2。 3.实验原理 1. 功能与原理 采用一个标准的基准时钟，在单位时间（如1s）里对被测信号的脉冲数进行计数。 即为信号的频率。4位数字频率计的顶层框如下图所示，整个系统分三个模块：控制模块、计数测量模块和数据锁存器。 1）控制模块 控制模块的作用是产生测频所需要的各种控制信号。控制模块的标准输入时钟为
1Hz，每两个周期进行一次频率测量。该模块产生三个控制信号，分别是：count_en，count_clr和load。Count_clr信号用于在每一次测量开始时，对计数模块进行复位，以清除上次测量的结果。复位信号高电平有效，持续半个时钟周期的时间。Count_en 信号为计数允许信号，在Count_en信号的上升沿时刻，计数模块开始对输入信号的频率进行测量，测量时间恰为一个时钟周期（1s），在此时间里对被测信号的脉冲数进行计数，即为信号的频率。然后将该值锁存，并送到数码管显示出来。设置锁存器的好处是，显示的数据稳定，不会由于周期性的清零信号而闪烁不断。在每一次测量开始时，都必须重新对计数模块清零。 控制模块所产生的几个控制信号的时序关系如下图所示。从图中可以看到，计数使能信号Count_en在1s的高电平后，利用其反相值的上跳沿产生一个锁存信号Load,然后产生清零信号上升沿。 2）锁存器模块 锁存器模块也是必不可少的。测频模块测量完后，在Load信号的上升沿时刻将测量值锁存到寄存器中，然后输出，送到实验板上的数码管上显示出相应的数据。 3）计数模块 计数模块用于在单位时间中对输入信号的脉冲数进行计数，该模块必须有计数允许、异步清零等端口，以便于控制模块对其进行控制。 2. 设计实现 4位数字频率测试仪的顶层原理图，其中fre_ctrl是控制模块，count_10是计数模块，latch_16是16位锁存器模块。这三个模块都采用文本方式设计实现。
建筑工程测量：水准测量仪器与工具
建筑工程测量 水准测量仪器与工具 一、水准测量的仪器和工具及其使用 水准测量使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。水准仪按其精度分为DS 0.5 、 DS 1、DS 3 和DS 10 等几种等级。代号中的“D”和“S”是“大地”和“水准仪”的汉语拼音 的第一个字母，其下标数值意义为：仪器本身每公里往返测高差中数能达到的精度，以毫米计。 工程测量一般使用DS 3级水准仪。如图2-2所示，为DS 3 型微倾式水准仪视图，它主 要由远望镜、水准器和基座三个基本部分组成。 1.望远镜 水准仪的望远镜是用来瞄准水准尺并读数的，主要由物镜、目镜、对光螺旋和十字丝分划板组成。如图2-3所示，为DS 3 型微倾式水准仪内对光式倒像望远镜构造略图。图2-4是望远镜成像原理，其中物镜的作用是使远处的目标在望远镜的焦距内形成一个倒立的缩小的实像。当目标处在不同距离时，可调节对光螺旋，带动凹透镜使成像落在十字丝分划板上，这时，十字丝和物像同时被目镜放为虚像，以便观测者利用十字丝来瞄准目标。当十字丝的交点瞄准到目标上某一点时，该目标点即在十字丝交点与物镜光心的连线上，这条线称为视准轴，也称为视线。十字丝分划板是用刻有纵贯十字丝的平面玻璃制成，装在十字丝环上，再用固定螺丝固定在望远镜筒内，如图2-5所示。
2.水准器 水准器用来指示仪器视线是否水平或竖轴是否竖直。有管水准器和圆水准器两种。 （1）管水准器（水准管） 水准管是一个封闭的玻璃管，管的内壁在纵向磨成圆弧形，内盛酒精和乙醚的混合液，经过加热、封闭、冷却后，管内形成一个气泡（图2-6）。水准管内表面的中点0称为零点，通过零点作圆弧的纵向切线LL 称为水准管轴。当气泡中心点与零点重合时，称为气泡居中，此时水准管轴水平。自零点向两侧每隔2mm 刻一个分划，每2mm 弧长所对的圆心角称为水准管分划值： R ' '2ρτ= 图2-3 望远镜构造略图 图2-4 望远镜成像原理 图2-5 十字丝板装置
模块四 时间与频率的测量
模块四时间与频率的测量 §4-1数字式频率计 学习目标 1、了解数字式频率计的基本组成和主要技术指标 2、熟悉数字式频率计的测量原理 3、掌握数字式频率计的使用 数字式频率计是一种用电子学方法测出一定时间间隔内输入的脉冲数目，并以数字形式显示测量结果的测量仪表。数字式频率计的核心是电子计数器，其作用是在一定的时间间隔内进行累加计数，以完成各种测量。实际上，它还可以进行计数测量周期、平均周期、频率比、时间间隔、累订数、计时等其他操作。 一、数字式频率计的组成 数字式频率计一般由频率／电压（f／U）转换器和数字式电压基本表配合组成。f／U转换器的作用是将被测频率信号转换成直流电压，然后送入数字式电压基本表进行测量，其工作程序如图4-1-1所示。f／U转换器主要由6部分组成，各部分的名称及功能见表4-1。 图4-1-1 数字式频率计的工作方框图 表4-1 f／U转换器的组成及各组成部分的功能
从f／U转换器输出的、与被测频率成正比的直流电压直接送到数字式直流 电压表即可测量出被测信号的频率。 二、数字式频率计的工作原理 被测信号f x经放大整形后成为计数脉冲CP（如图4-1-2a和b所示），送到 控制门。由石英晶体振荡器产生的振荡信号经分频器分频后输出时间基准信号 T ，并打开控制门，如果控制门打开的时间正好是1s，则通过控制门送入计数器a 的CP脉冲个数，就是被测信号的频率。这就是数字式频率表的基本工作原理。 显然，频率表显示的是在T a这段时间内被测信号的平均值。 在数字式频率计中，控制门每打开一次，就完成一个测量过程，过程结束自 动回到零位，接着重复下一个测量过程。换句话说，控制门每开闭一次，显示器 就显示一次被测信号的频率，而且控制门开闭的时间间隔可以调节。于是，数字 式频率表就会以不同的速度重复闪动，显示出被测信号的频率。
使用AGILENT频率计数器进行快速测量
使用频率计数器进行快速测量 您可以配置新型频率计数器使其每秒能够读取数百个读数，以便随时检定信号变化。需牢记的是，频率计数器最适合测量稳定或变化缓慢的信号。此外，为了获得精确读数，最好是选取一个理想的读数，而不要试图获取许多读数的平均值。按照以下步骤设置频率计数器可帮您实现最快测量。下面以Agilent53131A、53132A和53181A频率计数器的SCPI命令进行介绍。 技巧1：将计数器设置为已知状态。 发出重新设置命令之后，在仪器回到就绪状态之前最好不要发出其他命令。对于大多数仪器而言，在程序中设置1秒钟的等候或延迟即足以使其返回到就绪状态。如果仪器在重新设置过程中收到命令，那么该命令可能会被丢失。 *RST i?Reset the counter, i?Clear the counter and interface *CLS i?Clear errors and status registers *SRE0i?Clear service request enable register *ESE0i?Clear event status enable register i?Preset enable registers and transition filters :STATus:PRESet 技巧2：对输出格式进行设置，以匹配仪器所使用的数据类型。 这将避免当仪器在后期处理阶段将数据转换为不同格式时发生延迟。 :FORMAT ASCII i?Data in ASCII format 技巧3：禁用所有的后期处理和打印操作。 当您禁用这些功能时，处理器将会专注于获取读数，并将它们发送至计算机上，而不会去响应其他干扰（例如，更新显示等）。 :CALC:MATH:STATE OFF :CALC2:LIM:STATE OFF :CALC3:AVER:STATE OFF :HCOPY:CONT OFF :ROSC:SOUR INT :ROSC:EXT:CHECK OFF
任务一 水准测量仪器和工具的使用工作页解读
任务一水准测量仪器和工具的使用 1、能说出水准仪各部件的名称及作用。 2、能将中心连接螺旋顺利旋入基座，松紧度适宜。 3、能安置脚架高度合适、脚架的张开角度适当架头是否大致水平。 4、能转动调焦螺旋并改变望远镜的焦距。 5、能利用目镜对光螺旋进行目镜对光。 6、会仪器制动后通过微动螺旋微动。 7、能转动微倾螺旋以使符合气泡影像上下错动。 8、能够调清十字丝和目标影像。 9、能运用粗瞄装置寻找水准尺。 10、能有效地消除视差现象对读数的影响。 11、能快速粗平。 12、能精确照准目标。 13、能快速、精确的精平。 14、能快速、正确地读数并计算出高差。 15、什么叫视准轴?什么是水准管轴?如何使视准轴水平? 16、能正确扶尺。 18学时 在土木工程勘测设计、施工、运营养护的各个阶段，有相当数量的地面点需要测定其高程。它的核心内容是用水准仪测量地面点之间的高差，通过测出已知高程点与未知点之间的高差，然后由已知点高程推算未知点的高程。阅读学习资源中有关水准仪构造的内容，在实训中对照水准仪实物熟悉其各部件的功能及工作原理。结合水准测量原理和水准仪的构造，充分理解水准仪的技术操作步骤，并完成水准仪的实际操作训练。
=？ 在接受工作任务后，应首先了解工作场地的环境、测量仪器、工具的管理要求，在老师的指导下理解水准测量的原理，熟练掌握水准仪的构造，熟知水准仪个部件的名称和操
作要领、正确进行水准仪的技术操作，分别读出前后读数并计算高差。 学习活动1 水准仪认知（4学时） 学习活动2 水准仪粗平（2学时） 学习活动3 瞄准水准尺、消除视差（2学时） 学习活动4 精平与读数（2学时） 学习活动5 测量两点间高差（8学时） 学习活动1 水准仪认知 能说出水准仪的种类、等级，正确选用水准仪。 能严格遵守安全规章制度，按要求规范使用仪器、工具。 能写出水准仪构造组成。 能说出水准仪各部件的名称作用。 建议学时： 4学时 测量仪器及工具使用规范、DS3水准仪、三脚架、水准尺、尺垫、水准测量记录表、教材。 1.查资料，熟悉水准仪的种类等级。 （1）水准测量使用的仪器为水准仪，工具为水准尺和尺垫。水准仪按其精度分为和.等几种等级。 （2）代号中的“D”和“s”是“大地”和“水准仪”的汉语拼音的第一个字母，其下标数值意义为：，以毫米计。 （3）工程测量一般使用级水准仪。 2.利用水准仪实物，结合下图熟悉水准仪构造组成、说出水准仪各部件的名称作用。
时间频率测量技术的发展与应用
时间频率测量技术的发展与应用 陈洪卿 (中国科学院国家授时中心) 1时间频率精密测量的目的和意义 信息化时代的到来，高精度时问频率已经成为一个国家科技、经济、政治、军事和社会生活中至关 重要的一个参量。时间的应用范围已经渗透到从基础研究领域(天文学、地球动力学、物理学等)到工程 技术领域(信息传递、电力输配、深空跟踪、空间旅行、导航定位、武器实验、地震监测、计量测试等)，以及关系到国计民生的国家诸多重要部门和领域(交通运输、金融证券、邮电通信等)的各个方面，几乎无所不及。 中国科协副主席、时间工作专家叶叔华院士认为“生活离不开时间频率，它是高新技术的基础”。“863”高科技计划倡导者陈芳允院士认为“时间频率在工业、交通、电信等方面的应用十分广泛。计时、工业控制、定位导航、现代数字化技术和计算机都离不开时频技术和时频测量”。它“在科技发展和社会进步中占有特殊重要的地位。”[1]2003年全国时间频率学术会议上，王义道教授作特邀报告“建设我国独立自主时间频率系统的思考”[2]指出：时间频率系统是维护国家安全和独立自主的命脉；现代化战争中原子钟比原子弹更重要；精密时间频率广泛应用于现代通信、导航、制导、定位、天文观察、大地测量、地质勘探、电网调配、电子对抗、交通管理、精密测量、科学研究等领域，设备需求量很大；标准频率与时间信号可以通过电磁波发射、传播、接收，直接为各种应用服务。 时间是国际单位制中的最基本的物理量之一，也是目前能够实现的测量不确定度最小的物理量。时间测量的精密度可小于10—18，准确度可达10一15。这使时间频率在计量、测量领域中起着十分突出的领先和独特作用[3]。因此，其它的物理量，如果能够通过一定的物理关系和物理常数转化为时间 频率量来进行测量，用时间测量来表征，那么，该物理量的测量 精度将会大大提高，并使计量单位趋向于统一。典型的例子，莫过于长度单位一米的定义。100 多年前，为适应世界贸易和科学技术发展需求，为统一国际长度度量单位和标准，成立国际米 制委员会，并确定和保持米尺原器，成为现代国际公制计量系统的基础。长度单位一米的测量 精度好不容易才达到10一8[4]。而今，由光速不变原理和L=CT确定长度，长度单位l米=真 空中光在1／299 792458秒时间内传播的距离，这样就可以用时间测量来表征长度测量，其精 度就提高到lO一9以上。作为原始基准的独立定义的长度单位，蜕变成由时间一光速联合定义的导出单位，长度单位就统一于时间单位了。此外，通过交流约瑟夫森量子效应，从加在约瑟 夫森结上的电压V与所产生的交流电频率之间的关系f=(2e／h)／v和国际协定常数值2e／h=483 597．9GHz／V，由测量频率求得电压；也可以求得电流、电阻以及温度等等[3]。
简易频率测量仪
一、设计任务和主要内容 1、设计题目 简易频率测量仪 2、设计内容与要求 对800—1200HZ 中频电源进行频率监控，测量精度不低于1%并用数码管实时显示被测脉冲频率值。 （1）信号传送：对被测信号实现两个转换：强电→弱电；正弦→方波 （2）频率计算：计算频率并保存两位小数 （3）频率显示：十六进制→BCD 码 3、设计目的 1.通过亲身的设计应用电路，将所用的理论知识应用到实践中，增强实践动手能力，进而促进理论知识的强化。 2.通过频率计的设计系统掌握单片机的应用。根据课题的要求，提出选择设计方案，查找所需元器，编程写入EPROM 并进行调试等。 3.通过频率计的设计，掌握单片机的扩展芯片CD4093B 的应用 二、设计原理 1.频率计 频率计是直接用十进制来显示被测信号频率的一种测量装置。利用放大整形电路将输入信号整形为方波，即将被测信号变成脉冲信号，其重复频率等于被测频率f x 。通过利用计数器测量1s 内脉冲的个数，利用锁存器锁存， 稳定显示在数码管上，即可。频率，即是周期信号在单位时间（1s ）内变化的次数。若在一定时间间隔T 内测得这个周期信号的重复变化次数N ，则其频率就可以表示： T N =f 由于计数器计得的脉冲数N 是在1秒时间内的累计数，所以被测频率NHZ x =f 。 我们选择通过待测电路产生的脉冲信号与基准电路的脉冲信号比较计数的总体思路，即时间基准信号发生器提供标准的时间脉冲信号，其周期为1s ，门控电路的输出信号持续时间亦准确地等于1s 。闸门电路由标准秒信号进行控制，当秒信号来到时，闸门开通，被测脉冲信号通过闸门送到计数译码显示电路。秒信号结束时闸门关闭，计数器停止计数。测量结果便以数字显示的方式读出，实现设计要求。 2. STC89C52 S TC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash ，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。 具有以下标准功能： 8k 字节Flash ，512字节RAM ， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM ，MAX810复位电路，三个16 位 定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89X52 可降至0Hz 静态逻辑操作，支持2种
固有频率测定方式
实验三振动系统固有频率的测量 一、实验目的 1、了解和熟悉共振前后利萨如图形的变化规律和特点； 2、学习用“共振法”测试机械振动系统的固有频率（幅值判别法和相位判别法）； 3、学习用“锤击法”测试机械振动系统的固有频率（传函判别法）； 4、学习用“自由衰减振动波形自谱分析法”测试振动系统的固有频率（自谱分析法）。 二、实验装置框图
图3-1实验装置框图 三、实验原理 对于振动系统，经常要测定其固有频率，最常用的方法就是用简谐力激振，引起系统共振，从而找到系统的各阶固有频率。另一种方法是锤击法，用冲击力激振，通过输入的力信号和输出的响应信号进行传函分析，得到各阶固有频率。以下对这两种方法加以说明： 1、简谐力激振 简谐力作用下的强迫振动，其运动方程为： t F Kx x C x m e ωsin 0=++ 方程式的解由21X X +这两部分组成： ) sin cos (211t w C t w C e X D D t +=-ε 21D w w D -= 式中1C 、2C 常数由初始条件决定： t w A t w A X e e sin cos 212+= 其中 ( ) () 2 2 2 22 2 214e e e q A ω εω ω ωω+--= ， () 22 222 242e e e q A ω εω ω ε ω+-= , m F q 0= 1X 代表阻尼自由振动基，2X 代表阻尼强迫振动项。 自由振动周期： D D T ωπ 2= 强迫振动项周期： e e T ωπ 2= 由于阻尼的存在，自由振动基随时间不断得衰减消失。最后，只剩下后两项，也就是通常讲的定常强动，即强迫振动部分： ( ) () () t q t q x e e e e e e e e ωω εω ω ε ωωω εω ω ωωsin 42cos 422 222 22 222 2 2+-+ +--=
时间频率测量技术的发展与应用
21世纪中国电子仪器发展战略研讨会2004年9月时间频率测量技术的发展与应用 陈洪卿 (中国科学院国家授时中心) 1时间频率精密测量的目的和意义 信息化时代的到来，高精度时问频率已经成为一个国家科技、经济、政治、军事和社会生活中至关 重要的一个参量。时间的应用范围已经渗透到从基础研究领域(天文学、地球动力学、物理学等)到工程 技术领域(信息传递、电力输配、深空跟踪、空间旅行、导航定位、武器实验、地震监测、计量测试等)，以及关系到国计民生的国家诸多重要部门和领域(交通运输、金融证券、邮电通信等)的各个方面，几乎无所不及。 中国科协副主席、时间工作专家叶叔华院士认为“生活离不开时间频率，它是高新技术的基础”。“863”高科技计划倡导者陈芳允院士认为“时间频率在工业、交通、电信等方面的应用十分广泛。计时、工业控制、定位导航、现代数字化技术和计算机都离不开时频技术和时频测量”。它“在科技发展和社会进步中占有特殊重要的地位。”[1]2003年全国时间频率学术会议上，王义道教授作特邀报告“建设我国独立自主时间频率系统的思考”[2]指出：时间频率系统是维护国家安全和独立自主的命脉；现代化战争中原子钟比原子弹更重要；精密时间频率广泛应用于现代通信、导航、制导、定位、天文观察、大地测量、地质勘探、电网调配、电子对抗、交通管理、精密测量、科学研究等领域，设备需求量很大；标准频率与时间信号可以通过电磁波发射、传播、接收，直接为各种应用服务。 时间是国际单位制中的最基本的物理量之一，也是目前能够实现的测量不确定度最小的物理量。时间测量的精密度可小于10—18，准确度可达10一15。这使时间频率在计量、测量领域中起着十分突出的领先和独特作用[3]。因此，其它的物理量，如果能够通过一定的物理关系和物理常数转化为时间频率量来进行测量，用时间测量来表征，那么，该物理量的测量 精度将会大大提高，并使计量单位趋向于统一。典型的例子，莫过于长度单位一米的定义。100 多年前，为适应世界贸易和科学技术发展需求，为统一国际长度度量单位和标准，成立国际米 制委员会，并确定和保持米尺原器，成为现代国际公制计量系统的基础。长度单位一米的测量 精度好不容易才达到10一8[4]。而今，由光速不变原理和L=CT确定长度，长度单位l米=真 空中光在1／299 792458秒时间内传播的距离，这样就可以用时间测量来表征长度测量，其精 度就提高到lO一9以上。作为原始基准的独立定义的长度单位，蜕变成由时间一光速联合定义的导出单位，长度单位就统一于时间单位了。此外，通过交流约瑟夫森量子效应，从加在约瑟 夫森结上的电压V与所产生的交流电频率之间的关系f=(2e／h)／v和国际协定常数值2e／h=483 597．9GHz／V，由测量频率求得电压；也可以求得电流、电阻以及温度等等[3]。
基于FPGA的频率测试仪设计
1 引言 频率特性是一个网络性能最直观的反映。频率特性测试仪用于测量网络的幅频特性和相频特性，是根据扫频法的测量原理设计，是一种快速、简便、实时、动态、多参数、直观的测量仪器，可广泛应用于电子工程等领域。由于模拟式扫频仪价格昂贵，不能直接得到相频特性，更不能打印网络的频率响应曲线，给使用带来诸多不便。为此，设计了低频段数字式频率特性测试仪。该测试仪采用数字直接频率合成技术专用的集成电路AD985l产生扫频信号，以单片机和FPGA为控制核心,通过A/D和D／A转换器等接口电路，实现扫频信号频率的步进调整、数字显示及被测网络幅频特性与相频特性的数显等。该系统成本低廉，扫频范围较宽(10 Hz～1MHz)，可方便地与打印机连接，实现频率特性曲线的打印。 2 多功能计数器设计方案 2．1 幅频和相频特性测量方案 方案1：利用公式H(s)=R(s)/E(s)，以冲击函数为激励，则输出信号的拉氏变换与系统函数相等。但是产生性能很好的冲击函数比较困难，需要对采集的数据做FFT变换，需要占用大量的硬件和软件资源，且精度也受到限制。 方案2：扫频测试法。当系统在正弦信号的激励下，稳态时，响应信号与输入激励信号频率相同，其幅值比即为该频率的幅频响应值，而两者的相位差即为相频特性值。采用频率逐点步进的测试方法。无需对信号进行时域与频域的变换计算，通过对模拟量的测量与计算完成，且精度较高。 综上所述，选择方案2。 2．2 扫描信号产生方案 方案1：采用单片函数发生器。其频率可由外围电路控制。产生的信号频率稳定度低，抗干扰能力差，灵活性差。 方案2：采用数字锁相环频率合成技术。但锁相环本身是一个惰性环节，频率转换时间长，整个测试仪的反应速度就会很慢,而且带宽不高。 方案3：采用数字直接频率合成技术(DDFS)。以单片机和FPGA为控制核心,通过相位累加器的输出寻址波形存储器中的数据,以产生固定频率的正弦信号。该方案实现简单，频率稳定，抗干扰能力强。 综上分析，采用方案3。 2．3 幅度检测方案 方案1：采用二极管峰值检测电路。但是二极管的导通压降会带来较大误差，小信号测量精度不高，而且模拟电路易受到外部的影响，稳定性不高。 方案2：采用真有效值检测器件。该方法电路简单，精度高，稳定性高。 综上所述，采用方案2。 2．4 相位检测方案
3水准测量的仪器和工具
水准测量的仪器和工具 水准测量所使用的仪器为水准仪，辅助工具为水准尺和尺垫。水准仪按其精度高低可分为D S05、D S1、 D S3和D S10等四个等级（D、S分别为“大地测量”和“水准仪”）的汉语拼音的第一个字母；数字05、1、 3、10表示该仪器的标称精度，是指用该仪器进行水准测量时，往返测1公里高差中数中误差，其单位是m m）；按结构可分为微倾式水准仪和自动安平式水准仪；按构造可分为光学水准仪和电子水准仪。本章着重介绍D S3水准仪，简单介绍精密水准仪和电子水准仪。 一、D S3微倾式水准仪的构造 根据水准测量的原理，水准仪的主要作用是提供一条水平视线，并能照准水准尺进行读数。因此，水 准仪主要由望远镜、水准器及基座三部分构成。2-2所示是我国生产的D S3微倾式水准仪。 1、望远镜 2-3是D S3微倾式水准仪望远镜的构造图，它主要由物镜1、目镜2、调焦透镜3和十字丝分划板4 所组成。物镜和目镜多采用复合透镜组，十字丝分划板上刻有两条互相垂直的长线，如2-3中的7， 竖直的一条称为竖丝，横的较长那条称为中丝，是为了瞄准目标和读取读数用的。在中丝的上下还对称地刻有两条与中丝对称的短横线，是用来测定距离的，称为视距丝。十字丝分划板是由平板玻璃圆片制成的，平板玻璃片在分划板座上，分划板座由固定螺丝固定在望远镜筒上。十字丝交点与物镜光心的连线，称为 视准轴或视线（2-3）中的（C－C1）。水准测量是在视准轴水平时，用十字丝的中丝截取水准尺上的读数。 2-4为望远镜成像原理图。远处目标A B发出的光线经过物镜1及调焦透镜3折射后，在十字丝平面4上形成一个倒立而缩小的实像a b；通过目镜2的放大，成虚相aˊbˊ，十字丝同时也被放大。 从望远镜内所看到的目标影像的视角与肉眼直接观察该目标的视角之比，称为望远镜的放大率。如 2-4所示，从望远镜内看到目标的像所对的视角为β，用肉眼看目标所对的视角可近似地认为是a，故放大率V=β/a。D S3微倾式水准仪的望远镜的放大率一般为28倍。 2、水准器 水准器是用来指示视准轴是否水平或仪器竖轴是否竖直的装置。水准器分为管水准器和圆水准器两种，管水准器又称为长水准器或水准管。管水准器用来指示视准轴是否水平，圆水准器用来指示竖轴是否竖直。 （1）管水准器 管水准器，是一纵向内壁磨成圆弧形（圆弧半径一般为7－20m）的玻璃管，管内装酒精、乙醚或二者 的混合液，加热融封冷却后留有一个气泡见2-5。由于气泡较轻，故恒处于管内最高位置。 水准管上一般刻有间隔为2m m的分划线，分划线的中点0，称为水准管零点（见2-5）。通过零点 作水准管圆弧的切线，称为水准管轴（2-5中的L-L）。当水准管的气泡中点与水准管零点重合时， 称为气泡居中；这时水准管轴L L处于水平位置。水准管圆弧2m m所对的圆心角τ（2-6），称为水准管分划值。用公式表示为： ″=?ρ″ （2-2-1）式中： ρ″＝206265″； R－水准管圆弧半径，单位：m m。 式（2-2-1）说明圆弧的半径R愈大，角值τ″愈小，则水准管灵敏度愈高。安装在D S3级水准仪上的水准管，其分划值不大于20″/2m m。