电路中的电子测量技术与仪器
电子测量与仪器课后习题解答
参考答案第一章习题解答1.1 解：测量是人类认识和改造世界的一种重要手段。
测量是通过实验方法对客观事物取得定量数据的过程。
其实测量和我们每个人都有着密切的联系，人们或多或少都对它有一定的了解。
关于测量的科学定义，可以从狭义和广义两个方面进行阐述。
狭义而言，测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。
在测量过程中，人们借助专门的设备，把被测对象直接或间接地与同类已知单位进行比较，取得用数值和单位共同表示的测量结果。
广义而言，测量不仅对被测的物理量进行定量的测量，而且包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的测量。
例如，故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地震源测定、卫星定位等。
电子测量是泛指以电子技术为基本手段的一种测量技术。
它是测量学和电子学互相结合的产物；也是在科学研究、生产和控制中，人们为了对被测对象所包含的信息进行定性分析、定量掌握所采取的一系列电子技术措施；是分析事物，做出有关判断和决策的依据。
在电子测量过程中，以电子技术理论为依据，以电子测量仪器为手段，对各种电量、电信号、电路特性和元器件参数进行测量，还可以通过传感器对各种非电量进行测量。
严格地讲，电子测量是指利用电子技术对电子学中有关物理量所进行的测量。
1.2 解：电子测量的范围十分广泛，从狭义上来看，对电子学中电的量值的测量是最基本、最直接的电子测量，其内容有以下几个方面：(1)电能量的测量，如测量电流、电压、功率等。
(2)电子元件和电路参数的测量，如测量电阻、电容、电感、品质因数及电子器件的其他参数等。
(3)电信号的特性和质量的测量，如测量信号的波形、频谱、调制度、失真度、信噪比等。
(4)基本电子电路特性的测量，如测量滤波器的截止频率和衰减特性等。
(5)特性曲线的测量，如测量放大器幅频特性曲线与相频特性曲线等。
1.3 解：精密度(δ)说明仪表指示值的分散性，表示在同一测量条件下对同一被测量进行多次测量时，得到的测量结果的分散程度。
常用电子仪器及其使用方法
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项目1 电子测量基础
4.电子测量结果的数据处理及其表示 测量结果通常采用数字和图形两种形式表示。对用数字表示
的测量结果，在进行数据处理的时候，要制定出合理的数据 处理方法，对于采用图形表示的测量结果，应考虑坐标的选 择和相应的作图方法。 (1)测量数据的舍入 由于测量数据是近似值，因而在进行数据处理时，要进行舍 入处理。运用“四舍五入”规则时，对于数字5只入不舍是 不合理的，5是1~9的中间数字，应当有舍有入，所以在测 量技术中规定:“小于5舍，等于5时采用偶数法则”。
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2.2常用电子仪器的介绍与使用
从阴极发射出来的电子.穿过栅极以后.受到第一、第二阳极的 聚焦和加速作用.形成一束紧聚在一起的电子束.它通过偏转板 打在荧光屏上.形成光点。调节栅极电位(栅极电位比阴极电 位低)可以控制射向荧光屏电子流的密度.即可改变光点的亮 度。改变第一和第二阳极电位.可以起到聚焦作用.使光点的直 径小、图形更洁晰.这就是“‘聚焦”调节“‘辉度”调节、 “‘聚焦”调节的旋钮均安装在示波器的面板上.供使用者操 作。
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2.2常用电子仪器的介绍与使用
1）示波管 示波管是示波器的核心.它是将电信号变为光信号的转换器.
其基本结构包括电子枪、偏转系统和荧光屏二部分.如图2-2 所示。 (1)电子枪。如图2-2所示.电子枪由灯丝F、阴极K、栅极G , 第一阳极A1和第二阳极A2组成阴极是一个表面涂有氧化物金 属圆筒.当灯丝通电加热后.阴极发射出电子。栅极是一个顶端 有小孔的圆筒套.罩在阴极的外边。
电子测量技术总结
电子测量技术总结电子测量技术是现代电子学领域中非常重要的一项技术，它广泛应用于科学研究、工程技术和生产制造等领域。
本文将以1000字左右的篇幅，对电子测量技术进行总结和介绍。
首先，电子测量技术是指通过电子仪器来测量和检测电子器件、电路和系统的参数和性能。
这些参数包括电压、电流、功率、频率、电阻、电容和电感等，以及芯片和器件的温度、速度和可靠性等。
电子测量技术的主要任务是准确、快速地测量和记录这些参数，为电子系统的设计、调试和故障诊断提供依据和数据分析。
在电子测量技术中，最常用的仪器是万用表和示波器。
万用表主要用于测量直流和交流电压、电流、电阻、电容和电感等参数。
示波器则主要用于观察和分析电压、电流和功率等的波形和时序关系。
此外，频谱分析仪、逻辑分析仪、信号发生器等也是常用的电子测量仪器。
除了常规的电子测量仪器，还有一些高级的测量技术和方法，如虚拟仪器和自动测试系统。
虚拟仪器是一种基于计算机的测量和测试系统，它通过软件控制和管理硬件模块来实现各种测量和分析功能。
自动测试系统是一种可以实现自动化测试和自动控制的测量系统，它可以根据事先设定的测试程序来自动进行大批量的电子测量和分析。
电子测量技术的发展对电子工程技术和科学研究产生了巨大的影响和推动作用。
它使得电子器件和系统的设计、制造和测试变得更加精确、高效和可靠。
在电子工程领域，电子测量技术为器件参数的准确测量和系统性能的可靠测试提供了重要的工具和方法。
在科学研究中，电子测量技术为研究人员提供了收集和分析实验数据的手段，为科学理论的验证和研究结果的推论提供了依据。
尽管电子测量技术已经取得了很大的成就和进展，但仍然存在一些挑战和问题。
首先，电子测量技术的精度和准确性需要不断提高，以适应电子器件和系统复杂性的增加。
其次，电子测量仪器的成本和体积还需进一步降低，以满足大规模生产和广泛应用的需求。
此外，随着新材料和新技术的引入，如纳米材料和量子技术，电子测量技术也需要不断创新和发展。
电子测量与仪器第1章.pptx
1.3 测量方法的分类
1.3.2 被测信号的性质分类
1．时域测量：测量被测对象在不同时间上的特性，将被测 信号看成是一个时间的函数。
2．频域测量：测量对象在不同的频率时的特性，被测对象 看成是一个频率的函数。
3．数据域测量：对数字系统逻辑特性进行的测量。利用逻 辑分析仪能够分析离散信号组成的数据流，可以观察多个输入通 道的并行数据，也可以观察一个通道的串行数据。
1.4 测量误差的基本概念
例 1.1 两个电压的实际值分别为 Ｕ1Ａ=100 V，U2A=100 V；
测量值分别为 U1X=98 V，U2X=9 V。求两次测量的绝对误差和相 对误差。
解
U1 U1X U1A (98 100)V 2V
U2 U2X U2A (9 10)V 1V
U 1
解：将依次直接测量的结果作为最终结果, 仪表的准确度 登记表示：
该仪表的最大引用相对误差和可能出现的最大绝对误差为: xm 1.0% 100 1V
由（1.1）可知，测量的绝对误差 x ≤xm S %
x≤（xm S %）/ x
式中 ，S ——仪表的准确度等级。 结论：选择仪表量程时，应使指针尽量接近满偏转，指示
1.2 电子测量的意义和特点
1.2.1 电子测量的意义 1.2.2 电子测量的内容 1.2.3 电子测量的特点
1.2 电子测量的意义和特点
1.2.1 电子测量的意义
从某种意义上说，近代科学技术的水平是由电子测量的水 平来保证和实现的，电子测量水平是衡量一个国家科学水平的 重要标志。
1.2 电子测量的意义和特点
第 1 章 电子测量和仪器的基本知识
1.1 测量及其定义 1.2 电子测量的意义和特点 1.3 测量方法的分类 1.4 误差的表示方法 1.5 测量结果的表示及其有效数字 1.6 电子测量一起的基本知识 本章小节
电子测量与仪器—频域测量
4.调谐方程和频率参数
2.动态频率特性
随着扫描速度的提高，频率特性将扫频方向偏移。图中Ⅰ 为静态特性，Ⅱ、Ⅲ为依次提高扫速时的动态特性曲线。可以
看出动态频率特性有以下特点：
(1)顶部最大值下降； (2)特性曲线被展宽；
(3)扫速愈高，偏移愈严重。 其原因是由于实际电路是由
动态元件L、C等元件组成的(如 调谐电路)，信号在其上建立或
正弦稳态下的系统函数或传输函数H(jω)反映该系统 激励与响应的关系：
式中，H(ω)也可写成H(f)，称为测量的幅频特性。 Φ(ω)是相频特性。
8.1.1 静态频率特性测量——点频法
点频法就是“逐点”测量幅频特性的方法，注意明确 被测电路选用相应仪器。
K( f )
f f0
特点：所测出的幅频特性是电路系统在稳态情况下的静态 特性曲线。但操作繁琐费时，并且可能遗漏掉某些特性突 变点。这种方法一般只用于实验室测试研究。
8.4.2 实例1—BP-1型频谱仪
是国产的早期产品，性能指标不高，用它讲解原理比较简明易懂。
3MHz～6MHz fs K1 1
变频器 M0(+)
100Hz～3MHz
1 2
K2
被测信号 (设fs =10MHz 100Hz～30MHz
1KHz标准调幅波)
10MHz 2
3MHZ～30MHz
3～6MHz 5MH
0.2~0.3S 图8.35 BP-1 频谱仪原理框图
从图中可以看到以下特点： 1.多级变频
从框图可以看出频谱仪主要电路是一台超外差接收机 。为了提高分辨频谱能力，则要提高接收机的选择性，而 决定选择性的通频带：
（8.13）
谐振回路的Q值提高较困难，故欲使 减小，主要措施是 降低信号频率 ，因此要通过多次变频将被测信号的频谱搬移 到较低的中频上，这样窄带滤波器才容易实现。
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
1 2
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
01
02
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
电子测量仪器的分类介绍
电子测量仪器的分类介绍电子测量仪器是用电子技术手段进行物理量测量的工具，广泛应用于各个领域。
根据其技术原理和测量对象的不同，电子测量仪器可以分为以下几类。
1. 电压、电流类测量仪器电压、电流类测量仪器包括伏特表、安培表、万用表等。
其中，伏特表用于测量电压；安培表用于测量电流；万用表则可以同时测量电压、电流、电阻，并具有其他功能。
这类测量仪器多数采用电磁式工作原理，一般需要接通被测电路。
2. 信号发生器类测量仪器信号发生器类测量仪器可生成多种波形的电信号，例如正弦波、方波、脉冲等。
这些波形可以作为被测电路的信号源，通过信号源的参数（如幅值、频率等）来分析被测电路的性能。
信号发生器类测量仪器广泛用于电子工程、通讯、计算机等领域。
3. 电能质量分析仪器电能质量分析仪器用于对电能质量进行分析和测量，可用于判断电网络的稳定性和可靠性。
这类仪器主要用于电力系统和工业领域，对电能质量的监测和分析非常重要。
常见的电能质量分析仪器有谐波分析仪、电能质量综合分析仪等。
4. 网络分析仪器网络分析仪器用于分析和测试网络的性能和特性，广泛应用于通信和计算机领域。
这类测量仪器包括网络分析仪、频谱分析仪、逻辑分析仪等，通过对不同信号的分析和比较，可以检测网络的故障、识别数据传输的问题，并进行诊断和维修。
5. 光电测量仪器光电测量仪器是用于测量光学参数的仪器，包括光源、光谱分析仪、光度计、光电倍增管等。
在光电领域，这些测量仪器可用于测量光源的亮度、色度、色温等，并进行光学性能的分析和优化。
6. 温度、湿度监测仪器温度、湿度监测仪器主要用于监测室内外环境的温度和湿度，可广泛应用于建筑工程、智能家居等领域。
这类仪器包括温湿度计、温度计、红外线测温仪等，通过对数据的分析和比对，可以对室内外环境进行智能调控。
7. 多参数监测仪器多参数监测仪器可以测量多种物理量，如压力、流量、振动、声音等。
这类仪器广泛用于工业、医疗、化工等领域，对于工作环境和人体健康的监测和保护非常重要。
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电路中的电子测量技术与仪器电子测量技术与仪器在电路设计和测试过程中起着重要的作用。
它们能够帮助工程师们准确测量和分析电路中的信号和参数，以确保电路的正常运行和性能优化。
本文将介绍电子测量技术与仪器的基本原理、常用设备以及在电路中的应用。
一、基本原理
1. 电压测量
电压是电路中最常见的电信号之一，因此电压测量是电子测量技术的基本内容之一。
常见的电压测量方法包括电压分压和差分放大，并通过示波器或万用表等测量仪器进行读数。
电压测量仪器的准确度和灵敏度对于测量结果的准确性起着至关重要的作用。
2. 电流测量
电流是电路中流动的电荷数量的表示，电流测量是评估电路性能的重要手段之一。
常用的电流测量方法包括串联电阻测量、霍尔效应测量等。
在实际测量中，电流表和电流放大器是常用的电流测量仪器。
3. 频率测量
频率是电路中信号周期性变化的频率，频率测量能够帮助工程师了解信号的周期性特征。
常见的频率测量方法包括计数器法、比较法和相位测量法等。
频率计是一种常用的频率测量仪器。
二、常用设备
1. 示波器
示波器是电子测量中最重要的仪器之一，用于观察和记录电信号波形。
示波器能够通过显示屏上的波形图形，直观地展示电信号的幅值、周期、频率等信息。
示波器的类型多样，包括模拟示波器和数字示波
器等。
2. 信号发生器
信号发生器是一种产生特定频率和幅度的电信号的设备。
它能够产
生正弦波、方波、脉冲等各种类型的信号，为后续的电路测试提供输
入信号。
信号发生器的稳定性和精确度对于测试结果的准确性具有重
要影响。
3. 万用表
万用表是一种多功能的测量仪器，能够测量电压、电流、电阻、频
率等多种参数。
它通常具有便携、使用简便等特点，是电子工程师日
常测试的重要工具。
4. 频谱仪
频谱仪是一种用于分析信号频谱特征的仪器。
它能够将信号分解成
不同频率的成分，并通过频谱图显示出来。
频谱仪在无线通信、音频
视频等领域的应用非常广泛。
三、应用
1. 电路设计与调试
在电路设计与调试过程中，电子测量技术与仪器起着至关重要的作用。
它们能够帮助工程师们准确测量电路中的信号和参数，帮助定位故障和改进电路设计。
2. 电路性能评估
电子测量技术与仪器能够帮助工程师们对电路的性能进行评估。
例如，通过测量电路中的时钟频率、信号幅度等参数，评估电路的稳定性和响应能力。
3. 信号分析与处理
电子测量技术与仪器还能够帮助工程师们对信号进行分析与处理。
例如，通过频谱仪对信号频谱进行分析，可以了解信号中的频率成分和信噪比等参数，进而优化信号处理算法。
4. 仪器校准与验证
电子仪器的准确度和一致性对于测量结果的可靠性具有重要影响。
电子测量技术与仪器能够帮助工程师们对仪器进行校准和验证，确保测量结果的准确性和可重复性。
结语
电子测量技术与仪器在电路设计和测试中扮演着重要的角色。
不同类型的电子测量仪器能够帮助工程师们准确测量和分析电路中的各种信号和参数，为电路的正常运行和性能优化提供有力的支持。
掌握和应用电子测量技术与仪器，对于电子工程师而言是必不可少的能力。