电子测量04电子通信091
电子测量技术课程设计
电子测量技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 掌握电子测量技术的基本原理，包括电压、电流、电阻等基本物理量的测量方法。
2. 理解并掌握常用电子测量仪器的功能、使用方法及注意事项，如万用表、示波器等。
3. 学习电子测量系统误差分析及数据处理方法，提高数据分析和处理能力。
技能目标：1. 能够正确使用电子测量仪器进行基本物理量的测量，并熟练进行仪器的操作与维护。
2. 学会分析电子测量过程中的误差来源，并能采取相应措施进行修正。
3. 培养学生运用电子测量技术解决实际问题的能力，提高动手操作和团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对电子测量技术学科的兴趣，激发学习热情，形成积极探索的学习态度。
2. 增强学生的安全意识，遵守实验操作规程，养成良好的实验操作习惯。
3. 培养学生的创新精神和实践能力，提高学生对测量结果的客观认识和评价。
课程性质：本课程为实践性较强的学科，注重理论联系实际，强调学生的动手操作能力和实际问题解决能力的培养。
学生特点：学生已具备一定的电子基础知识，具有较强的求知欲和动手能力，但对电子测量技术的了解有限。
教学要求：结合学生特点，通过理论讲解、实践操作和案例分析等多种教学方式，使学生掌握电子测量技术的基本知识和技能，培养其解决实际问题的能力。
在教学过程中，注重目标的分解和落实，确保学生达到预定的学习成果。
二、教学内容1. 电子测量技术原理：- 电压、电流、电阻等基本物理量的测量方法- 电子测量系统的基本构成及工作原理2. 常用电子测量仪器及其使用：- 万用表的结构、功能、操作方法及维护- 示波器的原理、应用及使用注意事项- 其他测量仪器的了解与简单应用3. 电子测量误差分析及数据处理：- 测量误差的分类、来源及消除方法- 数据处理方法，如平均值、标准差等计算- 提高测量精度的措施4. 实践操作与案例分析：- 设计简单电子测量电路，进行实际操作- 分析实际测量过程中可能出现的误差，并采取措施进行修正- 案例分析，学习解决实际问题的方法教学内容安排和进度：第一周：电子测量技术原理学习第二周：常用电子测量仪器及其使用方法学习第三周：电子测量误差分析及数据处理方法学习第四周：实践操作与案例分析教材章节关联：《电子测量技术》第一章：电子测量技术概述《电子测量技术》第二章：常用电子测量仪器《电子测量技术》第三章：测量误差及数据处理《电子测量技术》第四章：实践操作与案例分析教学内容的选择和组织确保科学性和系统性，旨在帮助学生将理论与实践相结合，提高其电子测量技术在实际应用中的能力。
电子测量技术教案
电子测量技术教案第一章：电子测量技术概述1.1 教学目标让学生了解电子测量技术的定义、作用和分类。
让学生掌握电子测量技术的基本原理和常用测量方法。
1.2 教学内容电子测量技术的定义和作用电子测量技术的分类电子测量技术的基本原理常用测量方法及其适用范围1.3 教学方法采用讲解、示例和实验相结合的方式进行教学。
1.4 教学步骤引入电子测量技术的概念，让学生了解其定义和作用。
讲解电子测量技术的分类，让学生了解不同类型的测量技术。
讲解电子测量技术的基本原理，让学生理解其工作原理。
介绍常用测量方法及其适用范围，让学生了解不同测量方法的应用场景。
通过示例和实验，让学生实际操作并加深对电子测量技术的理解。
第二章：电压测量2.1 教学目标让学生掌握电压测量的基本原理和方法。
让学生了解不同类型电压测量仪器的特点和选用原则。
2.2 教学内容电压测量的基本原理电压测量方法及其适用范围电压测量仪器的类型及特点电压测量仪器的选用原则2.3 教学方法采用讲解、示例和实验相结合的方式进行教学。
2.4 教学步骤讲解电压测量的基本原理，让学生理解电压测量的过程。
介绍不同类型的电压测量方法及其适用范围，让学生了解选择合适的测量方法的重要性。
讲解不同类型电压测量仪器的特点和选用原则，让学生了解不同仪器的适用场景。
通过示例和实验，让学生实际操作并加深对电压测量的理解。
第三章：电流测量3.1 教学目标让学生掌握电流测量的基本原理和方法。
让学生了解不同类型电流测量仪器的特点和选用原则。
3.2 教学内容电流测量的基本原理电流测量方法及其适用范围电流测量仪器的类型及特点电流测量仪器的选用原则3.3 教学方法采用讲解、示例和实验相结合的方式进行教学。
3.4 教学步骤讲解电流测量的基本原理，让学生理解电流测量的过程。
介绍不同类型的电流测量方法及其适用范围，让学生了解选择合适的测量方法的重要性。
讲解不同类型电流测量仪器的特点和选用原则，让学生了解不同仪器的适用场景。
任务 1 认识电子测量(电子测量技术)
任务 1 认识电子测量在人们的日常生活中经常需要进行测量，如用尺子测量物品长度，用体温计测量体温，用 血压计测量血压等，测量可以说无处不在 。
不仅日常生活中离不开测量，生产制造和科学研究 等领域更离不开测量技术 。
测量是使用合适的仪器设备 、采用一定的测量方法以获得被测对 象量值的过程 。
电子测量是测量学的一个重要分支，通过本任务的学习，我们来了解什么是电 子测量，以及电子测量的特点 、内容 、分类等，逐步培养工程意识 。
1.电子测量的基本概念 （1） 电子测量的定义随着电子技术的发展，电子测量技术也得到迅速发展 。
本课程所说的电子测量是指利用 电子技术对各种电参量 、电性能进行的测量，如用万用表测量电压 、电流 、电阻等，即对各种电 参量 、电性能的测量技术和常用电子测量仪器的使用 。
（2） 电子测量的主要内容① 电能量的测量，如电流 、电压 、电功率等的测量 。
② 电信号特征的测量，如电信号的频率 、周期 、相位 、失真度等的测量 。
③ 电子元件参数的测量，如电阻 、电感 、电容以及晶体管 、集成电路等元件各种参数的 测量 。
④ 电路性能参数的测量，如增益 、通频带 、灵敏度 、信噪比等的测量 。
⑤ 特性曲线的测量，如半导体元件的伏安特性曲线 、电路的频率特性曲线等的测量。
2.电子测量的特点 （1） 测量频率的范围宽随着技术不断发展，新元件 、新工艺的采用使电子测量的频率范围越来越宽 。
电子测量不 仅能测量直流电量，也能测量交流电量，其频率范围可达 10-6~1012Hz 。
但是需要注意，不同 的测量仪器，即使测量同一种电量，其工作原理和测量方法也各不相同，所能测量的频率范围 也是不同的 。
因此要根据具体的测量要求，选择合适的测量仪器和测量方法 。
（2） 测量仪器的量程宽量程是指仪器所测量参数的范围 。
电子测量仪器的量程很宽，如数字式万用表可以测量 的电压范围从纳伏至千伏，量程可达 12 个数量级 。
《电子测量》课件
电子测量技术在人工智能中的应用
数据处理
人工智能需要大量的数 据进行训练和学习，电 子测量技术可以提供高 精度、高效率的数据处 理解决方案。
算法优化
人工智能算法的优化需 要电子测量技术进行性 能评估和改进。
嵌入式系统
人工智能的嵌入式系统 需要电子测量技术进行 硬件和软件的测试和调 试。
THANKS
功能
用于观察和测量电信号的 波形，测量信号的幅度、 频率等参数。
分类
模拟示波器和数字示波器 ，其中数字示波器又分为 实时示波器和采样示波器 。
使用注意事项
正确选择示波器的量程范 围，避免信号过载；根据 需要选择合适的触发模式 。
信号发生器
功能
产生各种波形信号，如正弦波、方波、三角波等 。
分类
模拟信号发生器和数字信号发生器。
网络化
网络化测量仪器将实现远程控制和数 据共享，提高测量效率和资源利用率 。
电子测量技术在物联网中的应用
传感器网络
物联网中的传感器网络需要高精度、高稳定性的电子测量技术进 行数据采集和处理。
无线通信
物联网中的无线通信技术需要电子测量技术进行信号质量测试和优 化。
智能家居
智能家居中的各种设备需要进行精确的电量、温度、湿度等参数的 测量，需要电子测量技术的支持。
当、零点漂移等。
环境误差
由于环境因素的变化，如温度 、湿度、气压等，对测量结果 造成的影响。
人为误差
由于操作人员的主观因素，如 视觉误差、操作不当等，对测 量结果造成的影响。
方法误差
由于测量方法的局限性或不完 善性，如测量电路的设计缺陷 、算法误差等，对测量结果造
成的影响。
电子测量的数据处理
电子测量技术讲解课件
电子测量仪器可以分为模拟式仪器和数字式仪器两大类，模拟式仪器包括示波 器、信号发生器、频率计等，数字式仪器包括数字示波器、逻辑分析仪等。
仪器选择
在选择电子测量仪器时，需要根据测量需求和预算进行综合考虑，选择适合的 仪器类型和规格。
电子测量技术的标准与规范
标准
电子测量技术的标准包括国际标准、国 家标准和行业标准等，这些标准规定了 电子测量技术的术语、符号、方法、精 度等级等方面的要求。
数字示波器是一种用于观察和测量电信号的仪器，具有高分辨 率、低噪声、高采样率等特点。它广泛应用于电子测量、通信
、计算机等领域。
自动测试系统
自动测试系统概述
自动测试系统是一种集成了计算机技术、测试仪器和测试软件的系统，用于自动完成各 种测试任务。它具有高效、高精度、自动化等特点。
自动测试系统的组成
自动测试系统通常由测试硬件和测试软件两部分组成。测试硬件包括各种测试仪器和夹 具等；测试软件根据测试需求进行定制，包括测试程序、数据库和用户界面等。
网络分析仪
网络分析仪用于测量通信网络的性能，如阻抗、增益、群延迟和脉 冲响应等参数，以确保通信系统的稳定性和可靠性。
在电力电子系统中的应用
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功率分析仪
电子测量技术可用于测量电力电子设备的功率、 效率、电压和电流等参数，以评估设备的性能和 能效。
示波器
示波器用于测量电力电子设备中的电压和电流波 形，以分析设备的运行状态和故障原因。
详细描述
频率测量使用频率计或示波器等设备，通过 测量信号周期和波形重复的时间来计算频率 。时间测量则使用计时器或时间间隔分析仪 等设备，以高精度测量时间间隔或脉冲宽度 等参数。频率与时间测量在通信、雷达、导
《电子测量技术》课程标准(检测类专业)
《电子测量技术》课程标准一、课程基本信息1、课程名称：电子测量技术/ Electronic Measurement Techniques2、学时/学分：40/2.53、先修课程：《高等数学》、《模拟电子技术》，《数字电子技术》。
4、面向对象：检测类专业5、开课系：机电工程系6、教材：于宝明等, 《电子测量技术》，高等教育出版社,2017.2二、课程性质和任务电子测量是现代科学获取信息的重要途径。
掌握电子测量技术是从事生产实践和科研的必备基础，也是培养学生“实践动手能力”的重要标志性课程。
其特点是综合性强、实践性突出、应用面广泛。
电子测量技术综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。
通过本课程的学习，培养学生具有电子测量技术和仪器方面的基础知识和应用能力；通过本课程的学习，可开拓学生思路，培养综合应用知识能力和实践能力；培养学生严肃认真，求实求真的科学作风，为后续课程的学习和从事生产实践以及研发工作打下基础。
三、教学内容和基本要求（一）电子测量技术的基本知识1、教学内容（1）测量及其意义；（2）电子测量的意义和特点；（3）电子测量方法的分类；（4）测量误差的基本概念；（5）测量结果的表示及有效数字；2、教学要求（1）了解电子测量的主要内容、特点和基本方法；（2）了解测量误差产生的原因及特点；（3）掌握误差基本理论及分析（4）能对测量结果（数据）进行正确的处理。
3、重点和难点重点：（1）电子测量的特点；（2）测量误差的基本概念；（3）测量结果的表示及有效数字。
难点：测量结果的表示及有效数字。
（二）信号发生器1、教学内容（1）信号源概述；（2）低频信号源的组成原理及使用。
（3）高频信号源的组成原理。
（4）函数信号发生器的组成原理及使用。
2、教学要求（1）了解信号源的分类和基本组成；（2）掌握低频信号发生器的基本组成、工作原理及特点；（3）掌握高频信号发生器的基本组成、工作原理及特点。
( 4) 掌握函数信号发生器的基本组成、工作原理及特点；3、重点和难点重点：（1）正弦信号源的主要性能指标；（2）低频信号发生器的基本组成和工作原理；（3）函数信号发生器的基本组成和工作原理。
电子测量概论精选全文
第1章 电子测量概论 (1) 变换功能
对于电压、电流等电学量的测量，是通过测量各种 电效应来达到目的的。例如，作为模拟式仪表最基本构 成单元的动圈式检流计(电流表)，就是将流过线圈的电 流强度，转化成与之成正比的扭矩而使仪表指针偏转初 始位置一个角度，根据角度偏转大小(这可通过刻度盘上 的刻度获得)得到被测电流的大小，这就是一种很基本的 变换功能。对非电量的测量，如压力、位移、温度、湿 度、亮度、颜色、物质成份等，通过各种对之敏感的敏 感元件(通常称为传感器)，转换成与之相关的电压、电 流等，而后再通过对电压、电流的测量，得到被测物理 量的大小。
第1章 电子测量概论
1.1 电子测量的基本概念
1. 电子测量的定义 测量为确定被测对象的量值而进行的实验过程。 电子测量一般是指利用电子技术和电子设备对电量或
非电量进行测量的过程。
第1章 电子测量概论
2. 电子测量与计量 产品出厂前要经过严格的计量检定、仪器仪表在使用
过程中要定期进行检验和校准，以确保测量的准确性。 计量是为了保证量值的统一和准确一致的一种测量。 （主要特征：统一性、准确性和法制性）
Rx
R1 R2
R4
图1.3-1 惠斯登电桥测量电阻示意图
第1章 电子测量概论 (3) 微差式测量法 偏差式测量法和零位式测量法相结合，构成微差 式测量法。它通过测量待测量与标准量之差(通常该差 值很小)来得到待测量量值，如图1.3-2所示。
图1.3-2 微差式测量法示意图
第1章 电子测量概论 图1.3-3 用微差法测量直流稳压源的稳定度
(6) 易于实现测试智能化和测试自动化 随着电子计算机尤其是功耗低、体积小、处理速 度快、可靠性高的微型计算机的出现，给电子测量理 论、技术和设备带来了新的革命。比如微处理器出现 于1971年，而在1972年就出现了使用微处理器的自动 电容电桥。现在，已有大量商品化带微处理器的电子 测量仪器面世，许多仪器还带有GPB标准仪器接口， 可以方便地构成功能完善的自动测试系统。无疑，电 子测试技术与计算机技术的紧密结合与相互促进，为 测量领域带来了极为美好的前景.
电子测量技术课件PPT课件
应用领域
在电子设备和系统的电压 参数测量中广泛应用。
阻抗的测量
测量方法
通过使用阻抗分析仪等测 量仪器，可以测量电路中 的阻抗值。
测量原理
基于交流电的阻抗和感抗 的测量，通过阻抗分析仪 的测量和计算，得到被测 阻抗的值。
应用领域
在电子设备和系统的阻抗 参数测量中广泛应用。
频率和时间的测量
测量方法
应用领域
详细描述
频谱分析仪能够分析信号在不同频率下的幅度和频率，从而确定信号的频谱分布。频谱分析仪通常采用扫频技术， 通过改变本振信号的频率来覆盖所需的频率范围。在通信、雷达、电子对抗等领域中，频谱分析仪具有重要的应 用价值。
网络分析仪
总结词
网络分析仪是一种用于测量电子网络的阻抗特性的电子测量仪器。
详细描述
幅度、频率、相位等。
测量原理
基于电磁感应原理和电子线路的特 性，将电信号转换为适合测量的物 理量，如电压、电流、电阻等。
应用领域
在通信、雷达、音频处理等领域中 广泛应用。
电压的测量
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03
测量方法
通过使用电压表或万用表 等测量仪器，可以测量电 路中的电压值。
测量原理
基于电压表的电阻和电流 的测量，通过欧姆定律计 算出被测电压的值。
未来，智能化测量技术将在越来越多的领域得到应用，如智能制造、智 能交通、智能医疗等，为各行业的智能化发展提供重要的技术支持。
虚拟仪器技术的前景
虚拟仪器技术是一种基于计算机的测试 和测量技术，它通过软件来模拟传统仪 器的硬件功能，从而实现测量的虚拟化。
虚拟仪器技术具有很多优点，如可重复 未来，随着计算机技术和软件技术的不 性强、易于维护和升级、可远程控制等， 断发展，虚拟仪器技术将得到更广泛的
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伪随机信号
是一串0/1电平随机编码的数字序列信号，因其序列周期相当长（在足够宽的频带内产生相 当平坦的离散频谱），故有点类似随机信号。
任意波形
能产生任意形状的模拟信号，例如：模仿产生心电图、雷电干扰、机械运动等形状复杂的 波形。
调制信号
将模拟信号或数字信号调制到射频载波信号上，以便于远程传输。通常调制方式有：调幅、 调频、调相、脉冲调制、数字调制等。
脉冲信号
U
输出的脉冲信号可按需要设置其重复频率、脉冲宽度、占空比、上升及下降时间等参数。 脉冲信号有的还有双脉冲输出。
0 t
数字信号
可按编码要求产生0/1逻辑电平（多为TTL或ECL电平），也称数据发生器、图形或模式发 生器。通常是具备多路数字输出的。
噪声信号
提供随机噪声信号，具有很宽的均匀频谱。常用于测量接收机的噪声系数或调制到高频、 射频载波上作干扰源。
数字矢量信号
通过正交调制（I-Q内 容将在本章3.4节射频信号发生器中介绍。
三、正弦信号发生器的性能指标
1. 频率范围
指信号发生器所产生信号的频率范围，该范围内既可连 续又可由若干频段或一系列离散频率覆盖，在此范围内 应满足全部误差要求。
Us Un
f
US 20lg 80 ~ 100dB Un
7. 调制特性
高频信号发生器在输出正弦波的同时，一般还输出一 种或一种以上的已被调制的信号，多数情况下是调幅AM 信号和调频FM信号，有些还带有调相和脉冲调制PM等 功能。 调制特性的指标主要包括调制类型，如：调频、调 幅、调相、脉冲调制、视频调制等 其他指标还包括：调制频率范围，调制系数，最大 频偏，调制线性度，寄生调制等。
2. 频率准确度
频率准确度是指信号发生器度盘（或数字显示）数值与 实际输出信号频率间的偏差，通常用相对误差表示
f f o f 100% fo fo
2018/11/4 8
3. 频率稳定度
频率稳定度是指其它外界条件恒定不变的情况下，在规定 时间内，信号发生器输出频率相对于预调值变化的大小。 按照国家标准，频率稳定度又分为短期频率稳定度和长期 频率稳定度。
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6. 失真度与频谱纯度
U
2 2 2 U U U 2 3 n 定义 100 % U1
t
A
低频信号发生器用失真度或失真系数
2 2 U2 U 32 U n 2 100% 2 2 U1 U 2 U n
f
A
高频信号发生器用频谱纯度
频率与波长的关系
1mm
1cm 1dm 1m
通
雷 达
射
3G 1G 300M 100M
超 50 音 % 频 视
甚高频 高频 中高频
1Km
10M
频
1M 300K 100K 10K 1K 100
100 %
频
中频 低频 甚低频
36 % 频 0% 亚 14 音 % 频
音
广 播
探 伤 加 热
10
0
名 称 正弦波信号
2. 按波形分
t
t
3. 按频率产生分
2018/11/4
谐振--由频率选择回路控制正反馈产生振荡。 合成--由基准频率通过加、减、乘除组合 一系列频率。
4
4. 按频率范围分 频段 低频 高频 微波 频率范围 1Hz~1MHz 1MHz~1GHz 1GHz~100GHz 主振电路 RC 电 路 LC电路 磁控管、体效 应管、…… 调制方式
2018/11/4
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5. 输出电平
输出电平指的是输出信号幅度的有效范围，即由产品标准 规定的信号发生器的最大输出电压和最大输出功率在其衰 减范围内所得到输出幅度的有效范围。 讨论： 信号源输出： 100mv
50Ω
示波器显示： 200mv
为什么？
50Ω，匹配时 100mv
200mv 信号发生器输出电压的读数是在匹配负载的条件下按正弦 不匹配时，不确知。示波器输入 波有效值标定的。 2018/11/4 阻抗高约1MΩ，故显示
无
AM、FM AM、FM、PM
表3.1 频段的划分
实用频段划分
f (Hz) 1T 300G 100G 30G 10G
λ
（λ=C/f，C=3×108m）
极高频 毫米波 微 超高频 厘米波 波 特高频 分米波 米波 短波 中短波 中波 长波 超长波 感 应 加 热 (应用) 超 波 短 波 中 波 通 信 信 电 视
f max f min 100% f0
短期：15分钟内 长期：3小时内
频率稳定度指标要求与频率准确度相关，频率准确度是 由频率稳定度来保证的。
2018/11/4 9
4. 输出阻抗
低频信号发生器电压输出阻抗一般为600Ω（或1kΩ）， 功率输出端依输出匹配变压器的设计而定，通常有50Ω、 75Ω、150Ω、600Ω和5 kΩ等档 高频信号发生器一般仅有50Ω或75Ω档。 信号发生器输出电压的读数是在匹配负载的条件下标定的， 若负载与信号源输出阻抗不相等，则信号源输出电压的读 数是不准确的。
☆ 实际信号的仿真 ☆ 标准信号源
2018/11/4 2
2. 信号源的组成
缓冲 放大
主振器
调制
输出
电 源
监测
信 号 输 出
信号发生器结构框图
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二、信号源的分类
专用----电视信号发生器、电平振荡器、误码仪 1. 按用途分 通用----产生正弦波等通用波形 正弦---脉冲---函数----产生函数通用波形 噪声---t t t
波形示意图
主
要
特
性
正弦波是电子系统中最基本的测试信号，频率从µHz至几十GHz。大多信号源都具备正弦 波输出。
函数信号
通常包含正弦波、方波、三角波三种，有的还包含锯齿波、脉冲波、梯形波、阶梯波等波 形，频率从几Hz至上百MHz。
扫频信号
频率可在某区间有规律地扫动，多为用锯齿波进行线性扫频。多数扫频源是以正弦波扫频， 也有以方波、三角波扫频。还有非线性的对数扫频。
4.1 信号发生器概述
一、信号源的作用和组成 二、信号源的分类 三、正弦信号发生器的性能指标
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一、信号源的作用和组成 1.信号源的作用
为测试或实验提供符合一定电技术要求的电 信号（产生频率可调、幅度可调的规则或不规则 波形的电信号）。
信号源的用途主要有以下三方面： ☆ 激励信号源
2018/11/4