Chapter 4-10 数字化测量技术之常用仪器--140605
测绘技术中的常用仪器介绍
测绘技术中的常用仪器介绍测绘技术是一门以获取地理空间数据为目的的科学技术，广泛应用于地图制作、城市规划、土地管理等领域。
而在测绘工作中，常用的仪器起着至关重要的作用。
本文将介绍几种常见的测绘仪器，探索它们在测绘工作中的应用。
一、全站仪全站仪是现代测量工作者的得力助手，具有全自动测角、测距、测高、测量时间和方位等功能。
全站仪集成了角度测量、距离测量和高度测量的功能，可以通过摄像功能对目标进行拍摄，并能通过内置软件将测量的数据处理成三维坐标。
在现代建筑测量和地理空间数据采集中广泛应用。
对于土地测量师而言，全站仪是一项不可或缺的工具。
它可以快速测量出建筑物的位置和高度，为土地规划提供准确数据。
同时，全站仪的高精度角度测量也使其在测量地表变形和地壳运动等研究中发挥作用。
二、GPS定位系统全球定位系统（GPS）是一种利用人造卫星提供的信号确定地球上任意一点位置的技术。
GPS定位系统由卫星组成，通过接收卫星发送的信号来计算接收器的位置。
它的应用范围广泛，包括车辆导航、航海导航和测绘。
在测绘工作中，GPS定位系统可以提供高精度的坐标数据。
测量师可以通过接收卫星信号来测量地面上任意一点的经纬度，从而绘制出准确的地图。
GPS定位系统广泛应用于道路测量、地质勘探和森林资源调查等领域。
三、激光测距仪激光测距仪是一种通过激光束测量距离的仪器。
它的工作原理是利用激光束发射的速度和接收的速度之间的差异来计算距离。
激光测距仪可以快速、精确地测量出目标点与测量仪之间的距离。
在测绘工作中，激光测距仪通常被用来测量建筑物的高度和距离。
它可以通过激光束直接测量出建筑物的高度，无需进行复杂的计算。
此外，激光测量仪还可以用于测量地面上不易到达的区域，如山区和沼泽等地形。
四、无人机随着无人机技术的快速发展，无人机在测绘工作中的应用越来越广泛。
无人机可以配备各种传感器，如激光雷达、热红外相机和高分辨率相机，能够快速获取大面积地理空间数据。
在土地规划和城市规划方面，无人机可以快速测量并绘制出地物的三维模型和高精度地图。
测绘工作中的常用仪器与工具介绍
测绘工作中的常用仪器与工具介绍测绘工作是一项重要的工程技术，它涉及到地理信息、土地调查、建筑设计等领域。
在这个广泛的领域中，测绘工作者需要使用各种仪器和工具来完成任务。
本文将介绍一些测绘工作中常见的仪器和工具，并探讨其原理与应用。
一、全站仪全站仪是测绘工作中最常见也是最重要的仪器之一。
它是一个多功能的测量设备，集成了全球定位系统（GPS）、电子测距仪、水平仪等功能。
全站仪通过测量不同点之间的三角形边长和角度来计算位置和高程。
它可以在不同的地形和环境中使用，并且测量精度高、操作简便。
全站仪的应用范围非常广泛。
它可用于建筑工程中的地基测量、土地规划中的分界线确定、道路工程中的地形测量等。
通过使用全站仪，测绘工作者可以快速、准确地获取地理信息，为其他工程设计和土地管理提供依据。
二、水准仪水准仪是测绘工作中用于测量点之间高程差异的仪器。
它的工作原理基于重力和液面的平衡关系。
在测量时，水准仪被放置在一个参考点上，然后通过望远镜观察到其他点的水平线位置。
通过比较这些水平线的位置，可以计算出各点的高程差。
水准仪广泛用于地理测量、建筑工程和大地测量中。
例如，在建筑工程中，水准仪可以用于确定地面的高程，以确保建筑物的平面结构稳定。
在地理测量中，水准仪可以用于制作高程图和三维地理模型。
三、经纬仪经纬仪是一种用于确定特定地点经纬度的仪器。
它通过观察天体（如太阳、星星）的位置来计算特定位置的经纬度。
经纬仪在过去使用较多，但现在随着全球定位系统的出现，已经逐渐被取代。
然而，在某些情况下，经纬仪仍然是一个有用的工具。
例如，在航海和航空导航中，经纬仪可以帮助确定准确的位置和航向。
此外，经纬仪还可用于天文学研究和导航仪器的校准。
四、激光测距仪激光测距仪是一种使用激光技术测量两个点之间距离的仪器。
它通过发射激光脉冲，然后测量激光脉冲从发射到返回的时间来计算距离。
激光测距仪具有高精度和远距离测量的能力，因此在测绘工作中得到广泛使用。
测绘技术中的常用仪器和设备介绍
测绘技术中的常用仪器和设备介绍在现代社会中，测绘技术的应用范围越来越广泛。
从建筑工程到城市规划，从地质勘探到环境保护，测绘技术都起着至关重要的作用。
而这些测绘工作的实施，都离不开一系列的仪器和设备。
本文将为大家介绍一些测绘技术中常用的仪器和设备。
一、全站仪全站仪是一种先进的测量仪器，被广泛应用于建筑建设和地理测绘领域。
它是一种集观测、测绘和数据处理功能于一体的综合仪器。
全站仪通过测量仪器自带的电子测距仪及角度测量仪将观测结果自动化，并能实时进行图形处理和数据分析。
全站仪的精确度和高效性使得测绘工作更加准确和便捷。
二、GPS定位系统GPS定位系统（全球定位系统）是基于卫星导航原理的一种测量和导航技术。
通过接收卫星发射的信号，GPS系统可以确定接收点的三维坐标。
在测绘工作中，GPS定位系统被广泛应用于实地测量和控制点的建立。
它能够提供高精度的坐标数据，为地理信息系统和地图制作提供了重要的数据来源。
三、摄影测量仪摄影测量仪是一种利用摄影测量原理进行测量和制图的仪器。
它通过摄影机捕捉地面或物体的影像，再通过测量仪器的测量和分析，得到地面或物体的三维坐标。
摄影测量仪广泛应用于制作地形图、地籍测绘和城市规划等领域。
它具有成本低、测量速度快、数据获取准确的特点，是测绘工作中不可或缺的工具。
四、激光测距仪激光测距仪是一种利用激光技术进行测量的仪器。
它通过发射激光束，并测量激光传播的时间来计算距离。
激光测距仪广泛应用于地形测量、建筑测量和工程勘察等领域。
它具有测量速度快、精度高、操作简单的优点，能够大大提高测绘工作的效率。
五、无人机无人机是一种没有人操控的飞行器，搭载着遥感设备和传感器。
无人机可以通过摄影、遥感和测量技术获取地面或地物的影像和数据。
在测绘领域，无人机被广泛应用于地理信息系统、灾害监测和资源调查等工作中。
无人机可以提供高分辨率的影像和数据，能够快速、高效地完成大范围的测绘任务。
六、地理信息系统地理信息系统（GIS）是一种将空间数据与属性数据进行整合和分析的系统。
测绘技术中常用的测量仪器介绍
测绘技术中常用的测量仪器介绍测绘技术是一门关于地理空间数据获取、处理和分析的学科。
而测量仪器则是测绘技术中不可或缺的工具，它们能够精确测量地球上的各种要素，包括地形、地貌、建筑物等等。
本文将介绍几种常用的测量仪器，并对其原理和应用进行探讨。
一、全站仪全站仪是一种高精度的测量仪器，它结合了全景照相、测距、角度测量等多种功能。
全站仪通过测量目标物体与测站之间的水平和垂直角度，以及距离来获取目标物体的三维坐标。
全站仪广泛应用于測绘、土建工程、矿山测量等领域。
例如，全站仪可以用来确定建筑物的位置和高度，计算地面的坡度和地形的变化等。
二、地面摄影测量仪地面摄影测量仪是一种通过摄影和测量来获取地理空间数据的仪器。
它可以在一幅图像中获取大范围地物的位置和形状信息。
地面摄影测量仪通过将摄影机与测量仪器相结合，能够获取三维坐标和高程数据，并生成数字地图或数字模型。
这些数据可以用于城市规划、环境保护、农业等领域。
例如，地面摄影测量仪可以用来评估城市人口密度、土地利用情况和植被覆盖率等。
三、激光测距仪激光测距仪是一种通过激光测量目标物体与测量仪器之间的距离的仪器。
激光测距仪通过发射激光脉冲，并测量激光脉冲从发射到接收的时间差，然后乘以光速得到距离。
激光测距仪的测量精度高，可以达到毫米级。
激光测距仪广泛应用于测绘、建筑、地理调查等领域。
例如，激光测距仪可以用来测量建筑物的高度、道路的宽度和河流的深度等。
四、无人机无人机是一种通过遥控或自主飞行的无人驾驶飞行器。
无人机配备有航摄仪、GPS和惯性导航系统等测量设备，可以进行航空摄影、三维建模和环境监测等任务。
无人机的应用十分广泛，它可以用于农业、地质勘探、自然资源调查等领域。
例如，在农业中，无人机可以用来监测农田的生长情况，识别病虫害和施肥需求等。
总结起来，测绘技术中常用的测量仪器包括全站仪、地面摄影测量仪、激光测距仪和无人机。
这些仪器能够为测绘工作提供高精度和全面的数据支持。
测绘技术的常用仪器与工具介绍
测绘技术的常用仪器与工具介绍测绘技术在现代社会中扮演着重要的角色，它不仅为城市规划、工程设计以及资源开发提供了精确的基础数据，还为国土管理、地质勘探等领域提供了可靠的测绘成果。
而在测绘工程中，使用各种仪器和工具是不可或缺的。
本文将介绍一些常用的测绘仪器和工具。
一、全站仪全站仪是测绘工程中最常见的设备之一。
它不仅可以测量水平角和垂直角，还可以进行距离测量和坐标测量。
全站仪是通过跟踪反射器上的光束来测量目标物体的距离和角度。
使用全站仪时，测量员只需架设仪器并对准目标，然后通过观察仪器显示的数据来获得所需的测量结果。
全站仪的准确性高，使用方便，因此成为了测绘工程中不可或缺的重要工具。
二、激光测距仪激光测距仪是一种通过发射激光束并测量激光束的回波时间来精确测量距离的仪器。
激光测距仪具有测量速度快、精度高、操作简单等优点，广泛应用于建筑、测绘和工程测量等领域。
激光测距仪不仅可以测量点到点的距离，还可以测量点到面的距离和面到面的距离，因此在复杂的测绘工程中起到了重要的作用。
三、电子经纬仪电子经纬仪是一种可测量水平角、垂直角以及地球引力加速度的测量仪器。
它通常由两部分组成：测量仪和三脚架。
测量员可以通过观察仪器上的显示屏来读取所需的测量结果。
电子经纬仪的主要优点是精度高，适用于测量不同位置的高程差，和地球引力加速度等参数。
四、GPS定位系统全球定位系统（GPS）定位系统是一种通过接收来自卫星的信号来确定目标物体准确位置的系统。
在测绘工程中，GPS定位系统用于测量大面积的地理数据。
它可以同时接收多颗卫星的信号，并根据信号的时间差计算出目标物体的精确位置。
GPS定位系统在现代测绘工作中被广泛应用，可以提高工作效率和测量精度。
五、地形仪地形仪是一种用于记录地表高程信息的仪器。
它可以测量地形的坡度、坡向和曲率等参数，并生成地形图。
地形仪通常由测高仪和记录仪组成，测高仪用于测量地面高程，而记录仪用于记录测量数据。
地形仪适用于测绘地质地貌、土地利用和水文特征等领域，是地理信息系统（GIS）制图的重要工具。
常用测量仪器的名称和用途
常用测量仪器的名称和用途一、量角器量角器是一种用来测量角度的仪器，主要用于绘图、建筑设计、工程测量等领域。
它可以通过读取刻度来测量两个直线之间的夹角大小，精确度较高。
量角器通常由一个半圆形的刻度盘和一个可调节的指针组成，通过调整指针的位置来测量角度。
二、卷尺卷尺是一种用来测量长度的仪器，广泛应用于建筑、制造业、家居装修等领域。
它通常由一个带有刻度的金属带和一个可自由伸缩的卷轴组成。
卷尺可以通过拉出金属带来测量物体的长度，刻度标示在带子上，精确度较高。
三、温度计温度计是一种用来测量温度的仪器，广泛应用于医疗、气象、工业等领域。
温度计有多种类型，常见的有水银温度计、电子温度计和红外线温度计等。
它们通过测量物体的热量变化来确定温度值，精确度较高。
四、测量尺测量尺是一种用来测量长度和宽度的仪器，常用于建筑、制造业等领域。
测量尺通常由一个带有刻度的直尺和一个可移动的游标组成，通过调整游标位置来测量物体的大小。
测量尺的精确度较高，可以满足大部分测量需求。
五、电子秤电子秤是一种用来测量物体质量的仪器，广泛应用于商业、家庭等场所。
电子秤通过电子传感器将物体的重力转化为电信号，并显示在秤盘上。
电子秤精确度高，能够快速准确地测量物体的质量。
六、雷达雷达是一种用来测量距离和方向的仪器，广泛应用于航空、军事、气象等领域。
雷达通过发射电磁波并接收其反射信号来测量物体的距离和方向。
雷达具有高精度和远距离探测能力，是现代科技中不可或缺的仪器之一。
七、血压计血压计是一种用来测量血压的仪器，主要用于医疗领域。
血压计通过气压变化来测量人体的血压数值，通常由一个袖带和一个压力计组成。
血压计能够准确地测量人体的血压水平，对于高血压和心血管疾病的诊断和治疗非常重要。
八、pH计pH计是一种用来测量溶液酸碱性的仪器，广泛应用于实验室、环境监测等领域。
pH计通过测量溶液中氢离子的浓度来确定其酸碱性。
pH计精度高，能够快速准确地测量溶液的酸碱性，对于化学实验和水质监测非常重要。
测绘技术的常用工具和设备介绍
测绘技术的常用工具和设备介绍测绘技术是一门应用广泛的学科，涉及到许多常用的工具和设备。
这些工具和设备的使用对于实施测绘任务至关重要，能够提供高精度和可靠的数据，为工程建设、地理研究等领域的发展提供支持。
本文将对测绘技术中常用的工具和设备进行介绍，希望能为读者在测绘领域的学习和实践提供帮助。
一、全站仪全站仪是测绘技术中最常见的设备之一。
它是一种综合型的测量仪器，具有测量角度、距离和高程的功能。
全站仪可以通过望远镜观测器件上的标志物，并测量这些标志物之间的距离和方位角，从而确定地点的坐标位置。
在建筑工程、地理测量、城市规划等领域中，全站仪被广泛应用，能够为工程施工、地图制作等任务提供准确的数据，提高工作效率。
二、激光扫描仪激光扫描仪是一种能够快速采集地形、建筑物等对象三维信息的高精度测量设备。
它通过发射激光束并测量激光束的回波时间，进而获取目标物体的距离和坐标信息。
激光扫描仪具有扫描速度快、精度高、测量范围广等优点。
它广泛应用于数字地球模型的建立、三维建筑设计、文物保护等领域，在城市规划和文化遗产保护方面发挥着重要作用。
三、GPS定位仪GPS定位仪是一种通过全球卫星导航系统（GPS）获取位置信息的设备。
它由接收机、天线和控制器组成。
通过接收卫星信号，GPS定位仪可以确定地点的经度、纬度和海拔高度。
GPS定位仪具有定位精度高、使用方便等特点，在航海、车辆导航、野外探险等领域中得到广泛应用。
在测绘工作中，GPS定位仪也是一种重要的辅助设备，能够提供准确的坐标和高程数据。
四、无人机近年来，无人机在测绘技术中的应用越来越广泛。
无人机可以搭载各种传感器，通过航拍、遥感等方式获取地面的图像和数据。
无人机具有机动性强、操作灵活、成本低等优点，能够有效地获取地形地貌、植被分布等信息。
在地质灾害监测、土地资源调查、生态环境评估等领域中，无人机的使用相较于传统的测绘方法更为快速和高效，同时还能减少人力投入和提高工作安全性。
【精品】技术测量的基本知识及常用计量器具44
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游标卡尺的结构图
内测量爪 尺身
紧固螺钉
游标 外测量爪
深度尺
2、游标卡尺的刻线原理和读数方法
外径千分尺的读数= 11.65 mm
其他千分尺 内径千分尺
深度千分尺
§2-3 测量角度的常用计量器具
一、万能角度尺
万能角度尺是用来测量工件内外角度的量具。按其游标读数值（及分度值） 可分为2′和5′两种；按其尺身的形状不同可分为圆形和扇形。
1、万能角度尺的结构
1、尺身 2、角尺 3、游标 4、制动器 5、扇形板 6、基尺 7、直尺 8、夹块
三看：看游标尺（看游标尺的分度，明确其精度的大小） 看游标尺的“0”刻度线（为了读主尺的整数部分） 看主尺与游标尺对齐的线（为了读游标尺的小数部分）
两读：读主尺的整数部分、游标尺的小数部分
（4）、练习1
它读数是 20.76 mm
练习2
读数是 0.12 mm
其他游标卡尺
三、测微螺旋量具
1、测微螺旋量具是利用螺旋副的运动原理进行测量和读数的一种测微量具。 2、按用途分内径千分尺、外径千分尺、深度千分尺及专用的测量螺纹中
0
（2） 、20分度的游标卡尺 这种游标卡尺，主尺的最小刻度为1mm，游标尺上有20个小的等分刻
度，他们的总长等于19mm，因此游标尺的每一分度都比正常的1mm小 0.05mm。左右测量爪合在一起时，游标尺的零刻度与主尺的零刻度重合时， 只有游标尺的第20刻度线与主尺的19mm刻度线重合，其余的刻度线都不重 合。这种游标卡尺可以精确到0.05mm，它的读数方法与10分度游标卡尺相 同。
技术测量的基本知识及常用计量器具(共64张PPT)
二、内径百分表
1－活动测头 2－可换测头 3－表架头 4－表架套杆
5－传动杆 6－测力弹簧 7－百分表 8－杠杆
9－定位装置 10－定位弹簧
三、杠杆百分表
1－游丝 2－齿轮 3－指针 4－扇形齿轮 5－杠杆测头
四、杠杆千分尺
1－测砧 2－测微螺杆 3－锁紧装置 4－固定套管 5－微分筒 6－尺架 7－盖板 8－指针 9－刻度盘 10－按钮
1．量具
量具
标准量具
通用量具
2．量规
量规
光滑极限量规
螺纹量规
圆锥量规
3．量仪
量仪
4．计量装置
数控检测中心
三、测量方法的分类
1．直接测量和间接测量 2．绝对测量和相对测量 3．单项测量和综合测量
1．直接测量和间接测量
直接测量——直接用量具或量仪测出被测几何量值的方法。 间接测量——先测出与被测几何量相关的其他几何参数， 再通过计算获得被测几何量值的方法。
2．量块的尺寸组合及使用方法
§2－2 测量长度尺寸的常用量具
一般用铸铁制成，带有可调整的前后顶尖座和高精度的纵向、横向导轨，并配有专用表架。
4－扇形齿轮 5－杠杆测头
3．单项测量和综合测量 【例2－4】用一分度值为0.
常用游标卡尺的结构
游标卡尺的使用注意事项
游标卡尺刻线原理及读数例如
2．测微螺旋量具
综合测量——一次检测中可得到几个相关几何量的综合结果，以判断工件是否合格。
双面卡尺〔Ⅱ型〕 6－尺架 7－盖板 8－指针 9－刻度盘 10－按钮
水准式水平仪：条式、框式和合像水平仪
单面卡尺〔Ⅳ型〕 综合测量——一次检测中可得到几个相关几何量的综合结果，以判断工件是否合格。
常用测量仪器计量器具
• 定义: 其截面为矩形或圆形，一对相互平行测
量面间具有准确尺寸的测量器具，称量块。 长度定义:
量块一个测量面上的疑点之与此量块另 一测量面相研合的辅助体表面之间的垂直距 离。
量块
• 量块的中心长度 • 量块一个测量面上中心点的量块长度 • 使用和检定中一律使用量块的中心长度。
量块
• 量块的等级划分
• 量块的生产厂在制造量块的过程中按级划分。级是根据制 造精度，按量块的“长度的极限偏差”划分。00、0、1、 2、（3）和k级。
• 量块的等是根据测量精度，划分的：1、2、3、4、5和6 等。
量块
• 量块的使用
• 按级使用 按量块的标准长度使用，不做任何修正，很方 便，误差大。误差是使用各量块误差的平方和开根号。
• 按等使用 精密测量按等使用。
• 量块研合 • 量块保养
正弦规
• 正弦规测锥度 Sinα/2=h/L tan Δα=(a’-a)/l
游标量具
• i=a-b=1/n*a n=a/i a=1mm b=0.9mБайду номын сангаас n=10 i=游标分度值
游标量具
• 132.45
游标量具
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①正弦式函数信号发生器组成
②脉冲式函数信号发生器组成
D 数字直接合成信号源
数字直接频率合成基本原理
时 钟 fc △P 相位控制字 DDS电路
f0
相位 累加器
相幅转换 函数表
D/A 转换器
低通滤波 器
数字信号
设：相位累加器有N位，步进值为 x，作累加1时，x = 2N，即要步进2N次；作2累加时，x = 2N/2，……作n累加时，x = 2N/n。 f n f0 c N fc 若步进节拍为 Tc , 则合成信号周期 T0 xTc
(2)按信号发生器的性能分类
按信号发生器的性能指标，可分为 一般信号发生器 和 标准信号发生器。前者指对其输出信号 的频率、幅度的准确度和稳定度以及波形失真等要求不高的一类信号发生器：后者是指其输出信号 的频率、幅度、调制系数等在一定范围内连续可调，并且读数准确、稳定、屏蔽良好的中、高档信 号发生器。
1.频率特性
频率范围：信号发生器产生的信号频率范围，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。 频率准确度：信号发生器显示数值与实际输出信号频率间之差，常用相对误差表示。 频率稳定度：指其他外界条件恒定不变的情况下，在规定时间内，信号发地器输出频 率相对于预调值变化的大小。按照国家标准，频率稳定度又分为频率短期稳定度和频率 长期稳定度。
DDS 核 相 17 17 位 (2) + 累 加 器 14 MU X 相 幅 转 换 器
12
SINC 滤波器
数字乘法器 MUX MUX ×
12 12位 DAC
模拟输出 模/数转换 幅度 设置
系统 时钟 12位 DAC 12
系统 时钟 3
模拟输出
BIDIRECTIONAL INTERNAL/ EXTERNA I/OUPDATE CLOCK
二、信号发生器分类
(1) 按频率范围分类
分类名称 超低频信号发生器 低频信号发生器 视频信号发生器 高频信号发生器 甚高频传号发生器 超高频倍号发生器 频率范围 30kHz以下 30kHz ~ 300kHz 300kHz ~ 6MHz 6MHz ~ 30MHz 30MHz ~ 300MHz 300MHz ~ 3GHz 应用领域 电声学、声纳 电报通讯 无线电广播 广播、电报 电视、调频广播、导航 通讯、雷达、气象等
B 高频信号发生器
主振级：LC 三点式振荡电路产生具有一定工作频率范围的正弦信号，信号发生器频率的准确度、 稳定度、频谱纯度主要由它确定。此外，输出电平及其稳定度和调频工作性能，主要也由主振级决 定。∴要求主振级频率范围宽, 有较高的准确度(优于10-3)和稳定度(优于10-6)。∴主振级电路结构简 单, 输出功率不大,一般在几mW---几十mW的范围
12位 DC控制
时钟输出
OSK BUS I/O口缓冲器 GND +Vs 8位地址/ MASTE 并行装载线 RESET
6位地址/ 串行程序线
例： AD9852 控制原理图
键盘
五、信号源的使用
阅读使用说明书使用
① 了解信号源的功能及指标
② 熟悉信号源的面板控件
③ 了解信号源的使用及操作方法
信号源使用注意事项
∴最低输出频率： 最高输出频率： 输出频率分辨率：
一个周期相位步进次数 x
fc 1 f 0 min N fc x 2 f 1 f 0 max c f c x 2 f 1 Δf 0 c N f c x 2
2 P
x
2
P
2 2 N n x 2
数字直接频率合成的实现方法 数字直接频率合成的方法多样，可采用FPGA、DSP及其他智能芯片编程实 现DDS，再经D/A转换与低通滤波完成输出；也可采用专用芯片。
6.3V
~
F F
K
G1 G2
A1
A2
y2 x2
辉度 调节
ห้องสมุดไป่ตู้
聚焦 调节
辅助 聚焦
X轴
A3
延迟 放大 幅度 选择
放大 锯齿 发生 触发 电路
外触发 输 入
Z轴 控制
被测 信号
输入 选择
二、双踪示波器工作原理 双踪示波器工作原理
y1输入
y2输入
电子 开关
内触发1 内触发2
模似双踪示波器电路基本结构方框图
二 数字存储示波器
AD9850 原理框图
AD9852 原理框图
FUNCTIONAL BLOCK DIAGRAM
参考时钟 输 入 DIFF/ SINGLE SELECT FSK/BPSK/ HOLD DATAIN 参考时 钟缓冲 器 参考时钟 倍频器 （4~20） 倍 MU X
系统时钟
频 率 (1) 48 48 + 累 加 器 48 MU X MU X
四.信号发生器工作原理 A.低频信号发生器
可变频 振荡器 电 压 放大器 输 出 衰减器 功 率 放大器
指 示 电压表
主振器产生的低频正弦信号，经连续衰减器Rp调节后，可以由电压放大 器放大及输出衰减器衰减后输出。但这个输出信号的负载能力很弱，只能供给 电压，故称为电压输出。该信号经功率放大后，能够输出较大的功率，故称之 为功率输出。在电路上可对输出功率进行步进调节。阻抗变换器用来匹配不同 的负载阻抗以获得最大的功率输出。
对于通用的测量信号发生器最基本的要求是： ①产生一个具有指定波形的振荡信号，波形的参数已知；波形失真应足够小。 ②信号的频率应在其有效范围内可调(步进或连续可调)， ③信号的振幅应在其有效范围内可调(步进或连续可调)。 ④有合适的输出阻抗，高频信号发生器通常为50Ω，低频信号发生器一般为600 Ω。 信号发生器的技术指标主要包括 频率特性、输出特性 和调制特性 等。下面结合正弦信 号发生器，介绍它的主要技术指标。
频率短期稳定度为信号发生器经规定预热时间后，信号频率在任意15分钟内所发生的最大变化。 频率长期稳定度为信号发生器经规定须热时间后．信号频率在任意3小时内所发生的最大变化。
稳定性指标分为稳定度和影响量。在规定的时间间隔内的频率漂移即稳定度；由温度 电源、负载变化等外界因素造成的频率漂移(或变动)即为影响量。 (1)温度引起的变动量 (2)电源变化引起的频率变动量 (3)负载变化引起的频率变动量 使用者通常主要关心输出幅度随频率变化的情况。像用静态“点频法”测量放大器的幅 频特性时就如此。
基本组成
主要技术指标
(1)最高取样速率 fs (次数／秒) 最高取样速率由AD变换器的速率决定。采用不同类型的AD变换器，其最高取样速 率也不同。扫描时间 t／div 与取样速率关系如下：
(2)存储容量 又称存储长度，通常定义为获取波形的取样点的数目，用直接存放AD变换后获取数 据的存储单元数来表示。 (3)分辨力 在数字存储示波器中，屏幕上的点不是连续的，面是量化的。分辨力是指量化的最 n 小单元．可用2 或百分比来表示。分辨力也可定义为示波器所能分辨的最小电压增量。 (4)数字存储示波器的准确度 (5)扫描时间因数 (6)存储带宽
Chapter 4
数字化测量技术
§4.1 §4.2 §4.3 §4.4 §4.5 §4.6 §4.7 §4.8 §4.9 §4.10 §4.11 概述 数模转换器 模数转换器 频率、周期的数字化测量 相位的数字化测量 电压的数字化测量 电阻、电容的数字化测量 电功率的数字化测量 数字电压表的误差及抗干扰措施 常用仪器 微机化仪器
§4.10 常用仪器
1.信号发生器
一、信号发生器的用途
在研制、生产、测试和维修各种电子元器件、部件以及整机设备时，常需 要一种信号协助其他测量仪器观察、测量被测对象，以分析确定它们的性能参 数，如下图所示。这种提供测试电信号的装置，统称为信号发生器。
信 号 发生器
被测 设备
测 试 仪 器
信号发生器可提供不同频率；不同幅度、及不同波形信号。 信号发生器是电子测量领域中最基本、应用最广泛的一类电子仪器。除了在电子技 术尤其是电子测量方面的应用外，信号发生器在其他领域也有广泛应用，例如机械部门 的超声波探伤，医疗部门的超声波诊断、频谱治疗仪 等。
(3) 按输出波形分类
根据使用要求，信号发生器可以输出不同波形的信号。 按照信号发生器输出信号的波形特性，可分为正弦信号发生器和非正弦信号发生器。非正弦信 号发生器又可包括 ：脉冲信号发生器、函数信号发生器、扫频信号发生器、数字序列传号发生器、 图形信号发生器、噪声信号发生器等。
三、信号发生器的主要性能指标
①信号电压源不能短路，信号电流源不能开路 ②注意信号源阻抗匹配 ③注意信号源经衰减器输出微小信号时，外部信号隔离
2.示波器
----示波器是检测目标对象幅度变化---时间特性的工具。
一、模拟示波器显示波形的原理
示波管结构：示波管组成包括三部分：电子枪，偏转系统 和 荧光屏显示。整个密封在玻璃 壳内，成为大型的电真空器件。
系统 时钟 INT EXT
DEMUX
差频/速率 计数器 48 系统时钟 差频 控制字 模式选择
模拟输入 系统 时钟 14 幅度/速率 可编程控制器 12 振幅调制 比较器 + -
2
48
48
14
CLK D Q
频率转换 频率转换 14位相位/偏 14位相位/偏 移 控制字 控制字 移 控制字 （2） （1） 控制字 （2） （1） 程序存储器 AD9852 系统 ÷2 时钟 内部可编程 更新时钟 串/并选择 READ WRIT
2.输出特性 ------信号发生器的输出特性包括它的输出阻抗、输出电平、波形 等。
(1) 输出阻抗：会因类型不同而异。低频信号源的电压输出端输出阻抗一般为600 Ω(或 lkΩ)，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/5kΩ等档。 高频信号发生器输出阻抗一般仅有50Ω或75Ω挡。当使用高频信号发生器时，要特别注意 阻抗的匹配。 (2)电平特性：指输出幅度的有效范围、准确度、稳定度及平坦度。 输出电平：输出信号幅度有效范围。即产品规定的最大输出电压和最大输出功率及其 衰减范围内所得到输出幅度的有效范围。 幅度稳定度：指信号源经预热后，在规定时间内输出信号幅度对预调幅度值的相对变 化量。 平坦度：分别指温度、电源、频率等引起的输出幅度变动量。 (3)波形持性：指输出波形的种类及其参数。 信号源一般可输出正弦、脉冲、方波、三角波、锯齿波、阶梯波，甚至任意波形。 正弦信号发生器应输出单一频率正弦信号，但由于非线性失真、噪声等原因，其输 出信号中都含有谐波等其他成分，即信号的频谱不纯。∴要求信号发生器具有一定的频 谱纯度，常用失真度来表示信号的频谱纯度。一般信号源的失真度应<1％。例：XD-2型 低频信号发生器输出电压的失真度＜0.1％。 3. 调制特性 -----高频信号发生器一般还具有输出一种或多种调制信号的能力，通常为 调幅和调频。调制持性包括调制的种类、频率、调幅系数或最大频偏以及调制线性等。 例如，高频信号发生器中振幅调制的调制信号频率一般固定为400Hz或1000Hz。而现 代信号发生器往往同时具有调频、调幅、调相、脉冲调制等多种调制功能。 对于更高要求的测量，例如，标准信号发生器，除了上述基本要求外，还要在频率的 范围、幅度的大小、稳定性、读出精度、以及调制性能、波形失真相输出泄漏等方面提 出更高的要求。