第3章常用电子测量仪器教案资料
现代电子测量技术教案
现代电子测量技术教案第一章：电子测量概述1.1 电子测量的概念与意义1.2 电子测量技术的分类与发展1.3 电子测量仪器的基本组成与性能指标1.4 电子测量误差及其处理方法第二章：信号发生器与信号分析仪2.1 信号发生器的原理与分类2.2 信号发生器的使用与调试2.3 信号分析仪的原理与结构2.4 信号分析仪的应用与操作第三章：频率与时间测量3.1 频率测量原理与方法3.2 频率测量仪器的结构与使用3.3 时间测量原理与方法3.4 时间测量仪器的结构与使用第四章：电压与电流测量4.1 电压测量原理与方法4.2 电压测量仪器的结构与使用4.3 电流测量原理与方法4.4 电流测量仪器的结构与使用第五章：阻抗与频率响应测量5.1 阻抗测量原理与方法5.2 阻抗测量仪器的结构与使用5.3 频率响应测量原理与方法5.4 频率响应测量仪器的结构与使用第六章：功率测量与能量计6.1 功率测量的概念与意义6.2 功率测量仪器的原理与分类6.3 功率测量方法与操作步骤6.4 能量计的原理与应用第七章：谐波测量与滤波器7.1 谐波测量的重要性7.2 谐波测量的原理与方法7.3 滤波器的设计与选择7.4 滤波器在谐波测量中的应用第八章：噪声测量与频谱分析8.1 噪声测量的意义与方法8.2 频谱分析原理与技术8.3 噪声测量仪器与操作8.4 噪声测量结果的分析与处理第九章：现代电子测量技术在工程应用案例分析9.1 现代电子测量技术在通信领域的应用9.2 现代电子测量技术在电子制造行业的应用9.3 现代电子测量技术在电力系统的应用9.4 现代电子测量技术在汽车电子领域的应用第十章：实验与练习10.1 实验一：信号发生器与信号分析仪的使用10.2 实验二：频率与时间测量实验10.3 实验三：电压与电流测量实验10.4 实验四：阻抗与频率响应测量实验10.5 实验五：功率测量与能量计实验10.6 实验六：谐波测量与滤波器实验10.7 实验七：噪声测量与频谱分析实验10.8 实验八：现代电子测量技术在工程应用案例分析重点和难点解析重点环节1：电子测量的概念与意义补充和说明：本环节需要重点关注电子测量的基本原理和其在工程实践中的应用价值。
现代电子测量技术教案
现代电子测量技术教案第一章：现代电子测量技术概述1.1 教学目标让学生了解现代电子测量技术的基本概念。
让学生掌握现代电子测量技术的主要应用领域。
让学生了解现代电子测量技术的发展趋势。
1.2 教学内容现代电子测量技术的定义。
现代电子测量技术的主要应用领域。
现代电子测量技术的发展趋势。
1.3 教学方法采用讲授法，讲解现代电子测量技术的定义、应用和发展趋势。
采用案例分析法，分析现代电子测量技术在实际应用中的具体案例。
1.4 教学评估采用课堂问答方式，评估学生对现代电子测量技术定义的掌握情况。
采用小组讨论方式，评估学生对现代电子测量技术应用领域的理解情况。
第二章：电子测量仪器的基本原理2.1 教学目标让学生了解电子测量仪器的基本原理。
让学生掌握电子测量仪器的主要组成部分。
让学生了解电子测量仪器的工作原理。
2.2 教学内容电子测量仪器的基本原理。
电子测量仪器的主要组成部分。
电子测量仪器的工作原理。
2.3 教学方法采用讲授法，讲解电子测量仪器的基本原理、主要组成部分和工作原理。
采用实验法，让学生通过实际操作电子测量仪器，加深对电子测量仪器工作原理的理解。
2.4 教学评估采用课堂问答方式，评估学生对电子测量仪器基本原理的掌握情况。
采用实验报告方式，评估学生对电子测量仪器工作原理的理解情况。
第三章：电子测量仪器的使用与维护3.1 教学目标让学生掌握电子测量仪器的使用方法。
让学生了解电子测量仪器的维护方法。
3.2 教学内容电子测量仪器的使用方法。
电子测量仪器的维护方法。
3.3 教学方法采用实验法，让学生通过实际操作电子测量仪器，掌握电子测量仪器的使用方法。
采用讲授法，讲解电子测量仪器的维护方法。
3.4 教学评估采用实验报告方式，评估学生对电子测量仪器使用方法的掌握情况。
采用课堂问答方式，评估学生对电子测量仪器维护方法的掌握情况。
第四章：电子测量技术在工程实践中的应用4.1 教学目标让学生了解电子测量技术在工程实践中的应用。
电子测量电子教案
电子测量电子教案第一章：电子测量概述1.1 电子测量的定义1.2 电子测量的重要性1.3 电子测量的分类1.4 电子测量的应用领域第二章：测量误差与数据处理2.1 测量误差的定义与分类2.2 测量误差的来源与减小方法2.3 数据处理的基本方法2.4 测量数据的可靠性评估第三章：电子测量仪器与设备3.1 电子测量仪器的基本原理与分类3.2 常见的电子测量仪器及其应用3.3 电子测量设备的选择与使用注意事项3.4 电子测量仪器的维护与保养第四章：电压与电流的测量4.1 电压测量原理与方法4.2 电流测量原理与方法4.3 电压与电流测量仪器的选择与使用4.4 电压与电流测量实例第五章：频率与时间的测量5.1 频率测量原理与方法5.2 时间测量原理与方法5.3 频率与时间测量仪器的选择与使用5.4 频率与时间测量实例第六章：电阻与电导的测量6.1 电阻测量原理与方法6.2 电导测量原理与方法6.3 电阻与电导测量仪器的选择与使用6.4 电阻与电导测量实例第七章：电容与电感的测量7.1 电容测量原理与方法7.2 电感测量原理与方法7.3 电容与电感测量仪器的选择与使用7.4 电容与电感测量实例第八章：频率分析与频谱测量8.1 频率分析的基本原理8.2 频谱测量方法与技术8.3 频率分析与频谱测量仪器的选择与使用8.4 频率分析与频谱测量实例第九章：网络分析与网络参数测量9.1 网络分析的基本概念9.2 网络参数的测量方法9.3 网络分析仪的选择与使用9.4 网络参数测量实例第十章：数字信号测量与分析10.1 数字信号测量原理10.2 数字信号分析方法10.3 数字信号测量与分析仪器的选择与使用10.4 数字信号测量与分析实例第十一章：现代电子测量技术11.1 自动化测量技术11.2 虚拟仪器技术11.3 网络测量技术11.4 微电子测量技术第十二章：测量数据的可视化与处理12.1 数据可视化原理与技术12.2 数据处理软件与应用12.3 测量数据的可视化实例第十三章：电磁兼容性测量13.1 电磁兼容性的基本概念13.2 电磁干扰的来源与抑制13.3 电磁兼容性测量方法与设备13.4 电磁兼容性测量实例第十四章：环境与安全测量14.1 环境测量的目的与方法14.2 安全测量的原理与技术14.3 环境与安全测量设备的选用14.4 环境与安全测量实例第十五章：电子测量技术在工程实践中的应用15.1 电子测量在通信工程中的应用15.2 电子测量在电子制造中的应用15.3 电子测量在电力系统中的应用15.4 电子测量在科研与教育中的应用重点和难点解析本电子测量电子教案涵盖了电子测量的基本概念、测量误差、数据处理、电子测量仪器与设备、电压与电流的测量、频率与时间的测量、电阻与电导的测量、电容与电感的测量、频率分析与频谱测量、网络分析与网络参数测量、数字信号测量与分析、现代电子测量技术、测量数据的可视化与处理、电磁兼容性测量、环境与安全测量以及电子测量技术在工程实践中的应用等多个方面。
电路实验常用电子测量仪器的使用学习教案
第十三页，编辑于星期二：九点 五十四分。
第13页/共26页
第十四页，编辑于星期二：九点 五十四分。
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第十五页，编辑于星期二：九点 五十四分。
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第十六页，编辑于星期二：九点 五十四分。
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第十七页，编辑于星期二：九点 五十四分。
实践1：设置电源输出某电压，用万用表测量。
1. 直流电源－CV模式
使用：设置CV模式的步骤是：
1.选通道 2.设置电压
3.设置电流（限流保护）
工作：注意观察电源的示数（实际输出电流）以检查 电路是否正常工作，如果发生故障，电源会自动降低电 压，电流则达到设定的保护电流值。
第6页/共26页
第七页，编辑于星期二：九点 五十四分。
1. 直流电源－CC模式
第22页/共26页
第二十三页，编辑于星期二：九点 五十四分。
ROGOL MSO 2202A 数字示 波器
第23页/共26页
第二十四页，编辑于星期二：九点 五十四分。
5. 数字示波器－三个关键要素设置
时基：即采用频率设置 通道：Y轴的放缩设置
触发：每次都从相同起点显示波形，否则叠加后一片光迹，无法读 取波形。
n ROGOL DP832可编程线性直 流电源；
n 三路输出的可编程线性直 流电源。
n 优异的性能指标，多种分 析功能，丰富的接口。
开发：基于此电源可以进行晶体管特 征图示 仪等二 次开发 ，USB接口可以用于存储和 打印、 计算机 控制； LAN接口可以用于远 程控制 。
第2页/共26页
第三页，编辑于星期二：九点 五十四分。
总结：Iload先超出Iset切换到CC模式；Vout先超出Vset 切换到CV模式。
电子测量技术实验教案
电子测量技术实验教案第一章：实验基本知识1.1 实验目的了解电子测量技术的基本原理和实验方法。
掌握常用电子测量仪器的使用和操作。
1.2 实验要求熟悉实验设备和工作环境。
掌握基本测量方法和技巧。
1.3 实验安全注意事项遵守实验室规章制度，佩戴好个人防护用品。
避免触电、短路等安全事故的发生。
第二章：测量误差与数据处理2.1 测量误差的概念介绍系统误差、偶然误差和粗大误差的定义和特点。
2.2 误差分析与计算分析误差来源，掌握误差减小和补偿的方法。
学会使用公式计算误差和不确定度。
2.3 数据处理方法学习数据采集、记录和整理的方法。
掌握有效数字的规则和四则运算规则。
第三章：电子测量仪器3.1 电压表和电流表了解电压表和电流表的原理和结构。
学会使用电压表和电流表进行测量操作。
3.2 示波器了解示波器的工作原理和功能。
掌握示波器的使用方法和测量技巧。
3.3 频率计了解频率计的原理和功能。
学会使用频率计进行测量操作。
第四章：基本测量方法4.1 电压和电流的测量学习电压和电流的测量方法。
掌握电压表和电流表的接线和读数方法。
4.2 时间的测量学习时间的测量方法。
掌握示波器测量时间的方法和技巧。
4.3 频率和周期的测量学习频率和周期的测量方法。
掌握频率计的接线和读数方法。
第五章：实验操作与实践5.1 实验设备准备学习如何正确开启和使用实验设备。
熟悉实验设备的操作步骤和注意事项。
5.2 实验操作流程学习实验操作流程和步骤。
掌握实验数据的测量和记录方法。
5.3 实验结果分析与评价分析实验结果，评估实验数据的准确性。
第六章：信号发生器与频率测量6.1 信号发生器学习信号发生器的工作原理和功能。
掌握信号发生器的使用方法和输出信号调整。
6.2 频率测量实验使用信号发生器和频率计进行频率测量实验。
掌握频率计的接线和读数方法，以及频率测量的注意事项。
第七章：时间与频率测量综合实验7.1 时间与频率测量原理学习时间与频率测量原理及其相互关系。
第3章常用电子测量仪器PPT课件
输入阻抗 抗干扰能力 测量速率 输出方式 （2）使用方法 图3-12所示 前面板配置图
调零校准测量
3.1.4 数字万用表
第三章 常用电子测量仪器
数字万用表又称数字式多用表（DMM）， 在数字电压表的基础上再增加一些参量变 换器，把被测量转换为直流电压信号就构 成了DMM。
图3-28
谐振法测频
图3-29
频率-电压（f –V）转换法测频
图3-30
比较法测频
示波法测量频率
第三章 常用电子测量仪器
3.3.2 数字频率计
主要用于测量频率和计数的电子计数 器称为频率计数器或数字式频率计。 计数法测量频率的原理 图3-31 FC-1000数字频率计 主要技术性能 面板配置图 图3-32 使用方法
8 用一种4½位DVM 2V量程测量1.2V电 压，已知该仪器的固有误差为 ±0.05%×读数±0.01%×满度，求由 于固有误差产生的测量误差，它的误差 相当于几个字？
第三章 常用电子测量仪器
9 数字电压表的固有误差为± （0.001%×读数＋0.002%×满度）， 求在2V量程测量1.8V和0.18 V时产生 的绝对误差和相对误差。
图3-3
直流电子电压表
图3-4
模拟式交流电压表
图3-5
第三章 常用电子测量仪器
电压表度盘是以正弦波的有效值定度的。
① 放大-检波式
图3-5(a)
频率范围受放大器频带的限制，一般为 20Hz~10MHz。
灵敏度受放大器内部噪声的限制，可做到mV 级，可作为“低频毫伏表”、“视频毫伏 表”。
检波器多为平均值型或有效值型检波器，分 别构成平均值电压表和有效值电压表。
电子测量仪器教案
一、复习1、电子测量的特点二、新授1、绝对误差〔1〕定义：被测量的测量值X与其真值Ao之差，称为绝对误差。
用Δ x表示ΔX=X－Ao用C表示C＝－ΔX＝A－XA＝X+C2、相对误差定义：绝对误差与被测量的真值之比，称为相对误差γAo＝ΔX/Ao×100%〔1〕实际相对误差〔用实际值代替真值〕γA＝ΔX/A×100%〔2〕示值相对误差〔用示值代替实际值〕γx＝ΔX/X×100%〔3〕引用误差γm=ΔX/Am×100%〔4〕最大引用误差γmm＝ΔXm/Am×100%〔5〕仪表的准确度±K%＝ΔXmax/Am×100%〔6〕测量结果的准确度〔相对误差〕γ＝±K%×Am/X准确度等级有0.10.20.5 1.0 1.5 2.5 5.0共七级3、例题分析例1：两个电压的测量值分别是103V、12V，实际值分别是100V、10V试分别求出测量的绝对误差和相对误差。
解：ΔU1＝U1X－U1＝103V－100V＝3VΔU2＝U2X－U1＝12V－10V＝2V〔｜ΔU1｜>｜ΔU2｜说明U1的测量结果偏离实际值的程度大〕γU1＝ΔU1/U1×100%＝3%γU2＝ΔU2/U2×100%＝20%〔｜γU1｜<｜γU2｜说明U2的测量结果准确度低于U1〕例2：某被测电压为8V，用1.5级10V量程的电压表测量，可能产生的最大相对误差为多少？解：〔略〕四、小结在分析时―――首先―――然后―――最后―――。
五、作业：习题1－75、6课时一、复习1、什么是绝对误差、相对误差2、什么是引用误差、仪表的准确度二、新授1、测量误差的来源〔1〕仪器误差〔3〕影响误差〔4〕人身误差2、测量误差的分类〔1〕系统误差在确定的测试条件下，误差的数值保持恒定或在条件改变时按一定规律变化的误差。
〔2〕随机误差〔偶然误差〕在相同条件下屡次测量同一值时，每次测量结果出现无规律的随机变化的误差。
电子测量教案chapter3
分之一作为秒的定义，其准确度可达 1109
ET
（3）引进微观计时标准，采用铯133（Cs133）原子基态的两个超精
细能级之间跃迁所对应的9192631770个周期的持续时间为一秒，其 AT
准确度可达 1 0 1 3 , 最好的已达1E-15.
（4）2019年以来， “光钟”成为国际计量科学发展的一个新热点，
T T xx 1n0 T kxfc2 1 1n0 πV V n m ffcc
其中，10n为多周期测量选择的周期个数。 （2）在一定时间限制条件，采用多周期测量可提高测量准 确度，但测量速率下降； （3）测量过程中，提高信噪比可提高测量准确度。 （4）为了减小触发误差，触发电平应选择在信号沿变化最 陡峭处。
短期稳定度：噪声引起的随 机频率波动和相位抖动，通 常用阿仑方差来描述。
a2
1 2mf02
m
(fi'
i1
fi)2
电子测量 第3章 - 19
3.3 测量误差分析
（1）测频误差分析
Fx
N
fs
N
fc k
误差传递公式
y
m f
j1xj
xj
Fx N fc Fx N fc
• 通过内置微处理器实现各种数据统计、分析和显示功能
电子测量 第3章 - 6
Agilent 53230A通用频率计数器/定时器
•2个通道、DC～350MHz •可选第 3 通道, 6～15GHz •基本功能: 频率、频率比、周期、单一周期、时间间隔、上升时间/下降时间 、占空比、脉宽、相位、电压电平、累加计数 •增加选件实现脉冲微波测量功能 •支持连续无间隙测量，调制域分析 •内置数学分析和统计功能，计算平均值、标准偏差、阿伦偏差等 •提供数据记录趋势图、累积直方图显示功能 •12 位/秒频率测量分辨率 •20 ps 单次时间间隔分辨力 •75,000 个频率读数/秒 •90,000 个时间间隔读数/秒 •1 MSa/s 无间隙频率/时间戳
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器
输出方式
（2）使用方法 图3-12所示 前面板配置图
调零校准测量
3.1.4 数字万用表
第 三 章
数字万用表又称数字式多用表（DMM）， 在数字电压表的基础上再增加一些参量变
换器，把被测量转换为直流电压信号就构
常 用
成了DMM。
电
测量过程 图3-13
子 测
1．转换电路
量
线性AC/DC变换器 图3-14
第
3.1能量的三个基本参数
章
（电压、电流、功率）之一。
常 用
1．电压测量对仪表的基本要求
电
2．电压测量仪器的分类
子
测
3．交流电压的基本参数
量
仪
（1）峰值（图3-1）（2）平均值（图3-2）
器
（3）有效值 （4）波形因数和波峰因数
表3-1
3.1.2 模拟式电压表
第
仪 器
I/V变换器
Ω/V变换器
图3-15 图3-16
2.DT890B+数字万用表
第
特点
三 章
主要技术指标 表3-2
面板构造
图3-17
常
使用方法
用
直流（DC)和交流（AC）电压测量
电
直流（DC)和交流（AC）电流测量
子 测 量
电阻测量 电容测量
仪
晶体管测量
器
二极管和通断测量
注意事项
3.2 信号发生器
第
3.2.1 概述
三
章
1．信号发生器的基本概念
在测试、研究或调整电子电路及设
常
备、测定电路的电参量时，用于产生不
用
同频率，不同波形的电压、电流信号的
电
装置，统称为信号发生器，也称为信号
子
源。
测
信号发生器的分类：
量 仪 器
按频率范围分类 按输出波形分类 按信号发生器的性能指标分类
有效值电压表测量交流电压时，示值就是被
测交流信号的有效值。
② 检波-放大式
第 三 章
图3-5（b）
测量频率范围取决于检波器的频率响应，称 “高频电压表”或“超高频电压表” 。
常
采用峰值检波器的电压表称为峰值电压表。
用
峰值电压表的读数与被测电压的峰值成正比。
电
③ 外差式
子 测 量 仪 器
图3-5（c）
既有较高的上限工作频率，又有很高的灵敏 度，常用作高频微伏表，其上限频率可达几 百兆赫，最小量程达微伏级。
3．YB2173交流毫伏表
技术性能指标
第
① 电压测量量程300μＶ～100Ｖ（分贝范围-
三
70dB～+40dB）
章
② 工作频率范围：5Hz～2MHz（双路） ③ 电压误差：≤±3%（基准频率1KHz）
章
频率范围受放大器频带的限制，一般为
20Hz~10MHz。
常 用
灵敏度受放大器内部噪声的限制，可做到mV 级，可作为“低频毫伏表”、“视频毫伏
电
表”。
子 测 量 仪 器
检波器多为平均值型或有效值型检波器，分 别构成平均值电压表和有效值电压表。
平均值电压表测量交流电压时，读数与被测 电压的平均值成正比。
第
2．信号发生器的基本组成 图3-18
三
振荡器
章
变换器
常
输出电路
用
输出指示电路
电
电源
子 测 量
3．正弦信号发生器的性能指标 频率特性
仪
输出特性
器
调制特性
3.2.2 频率合成技术
第 三
从频率合成技术的发展来看，大致
章
可分为三个阶段：
常
直接合成技术
图3-19
用
间接合成技术：锁相合成法 图3-20
常 用
④ 频率响应误差：在20Hz～200KHz挡≤±3%，在 5Hz～20Hz，200KHz～2MHz挡≤±10%（以上 误差均为满度值之比值）
电
⑤ 输入阻抗1MΩ；输入电容50PF
子
⑥ 最大输入电压： 300μＶ～1Ｖ量程时300Ｖ；3
测 量
Ｖ～100Ｖ量程时500Ｖ
⑦ 刻度值：正弦波有效值1Ｖ=0 dB值， 1mW=0dBm
电 子
数字频率合成技术
测
直接数字合成技术 图3-21
量 仪
锁相环数字合成技术 图3-22
器
第 三
3.2.3 任意波形信号发生器 任意波形信号发生器也称为函数发
章
生器。
常
基本工作原理
图3-23
用
三角波形成正弦波 图3-24
电
NF-1651A函数发生器的工作原理
子 测 量
工作波形 图3-25 YB1636函数信号发生器
三 章
3.2.3 任意波形信号发生器
常
3.3 频率测量仪器
用
3.3.1 概述
电 子
3.3.2 数字频率计
测
3.3.3 通用电子计数器
量 仪
3.4 实训
器
3.5 习题
第
本章重点
三
章
电压测量仪器
常
（模拟式电压表、数字式电压表、数
用 电
字式万用表）
子 测
信号发生器
量
仪
频率测量仪器
器
3.1 电压测量仪器
仪
⑧ 电源电压：额定电压220Ｖ（50 Hz）
器
模拟式电压表的使用方法
YB2173前面板配置图及说明 图3-6
操作方法
3.1.3 数字式电压表（DVM ）
第
1．分类
三
章
按用途分：直流数字电压表、交流数字电
压表和数字万用表。
常
用
按A/D转换器的原理分：比较式、积分式和
电
复合式。
子 测
2．DVM的主要技术指标 测量范围
量
设被测电压Ux=1893 mV，则电路完成
仪
一次A/D变换的比较过程 图3-9
器
积分型DVM
图3-10图3-11
复合型DVM
4． DS-26A型双积分式数字电压表
第
（1）主要技术性能
三
测量电压范围
章
灵敏度
准确度
常
固有误差
用
工作误差
电
校准周期
子
稳定性
测
输入阻抗
量
抗干扰能力
仪
测量速率
量
分辨力
仪
测量速度
器
输入阻抗 固有误差和工作误差
抗干扰能力
输入零电流
3．结构原理
第 三 章
图3-7
直流数字电压表是许多数字式电测仪 表的核心部件。
交流电压的测量需附加一个交流
常
（AC）/直流（DC）变换器。
用
直流数字电压表根据A/D转换器的转
电
换方式分：
子 测
比较型DVM
图3-8
三 章
1．分类 按电压表工作频段分类
常 用
按测量电压的量级分类 按刻度特性分类
电
按电路组成不同分类
子
按检波原理分类
测
2．模拟式电压表的结构原理
量
普通直流电压表
图3-3
仪
直流电子电压表
图3-4
器
模拟式交流电压表
图3-5
电压表度盘是以正弦波的有效值定度的。
第
① 放大-检波式
三
图3-5(a)
第 三 章
第3章常用电子测量仪器
常 用 电 子 测 量 仪 器
第
第3章 常用电子测量仪器
三
本章重点
章
3.1 电压测量仪器
常
3.1.1 概述
用 电
3.1.2 模拟式电压表
子
3.1.3 数字式电压表
测 量
3.1.4 数字式万用表
仪
3.2 信号发生器
器
3.2.1 概述
第
3.2.2 频率合成技术