电子测量实验报告北工大

电子测量实验报告

专业：电子信息工程（实验班）

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目录

电子测量实验报告 (1)

实验一对有变值系差的数据测量与分析处理 (3)

1实验目的 (3)

2实验条件 (3)

3实验任务 (3)

4实验原理 (3)

5数据测量 (4)

6数据处理 (6)

6.1信号1 (6)

6.2信号2 (7)

6.3信号3 (11)

6.4信号4 (12)

7思考题 (6)

7.1实验中为何选用莱特准则判别异常值？ (14)

7.2计算不确定度时为何要用t分布因子Kt，而不用正态分布的置信系数？.. 14实验三电压表测量 (15)

1实验目的 (15)

2实验条件 (15)

3实验原理 (15)

3.1交流电压表的波形响应 (15)

3.2测试 (16)

4实验内容 (16)

4.1用峰值表TH2270测电压 (16)

4.2用均值表测电压 (17)

4.3测试信号的波形，波峰因数 (17)

4.4数字电压表检测电压 (17)

4.5将4中的电压用波峰值、均值表检测，数据填入表3-5。 (18)

5思考问题 (18)

5.1判断一未知电压的表检测方式，判断过程自己设计。 (18)

5.2测试电压为白噪声，用三种检波方式的电压表如何进行测试。推导噪声信号

的波形因数，噪声信号有波峰因数吗？ (18)

实验一对有变值系差的数据测量与分析处理

1实验目的

1．了解对等精度测量数据的处理方法；

2．了解HP 34970A数据采集器的使用方法；

3．了解对四种有变值系差的电子测量及数据处理方法。

2实验条件

1．自制模拟信号源

2．HP 34970A数据采集器一台

3．示波器一台

4．微机一台

3实验任务

1．了解用集成电路和分离元件组成的模拟信号发生器的电路工作原理；

2．对模拟信号发生器产生的四种有变值系差的电压分别测量四组数据，并用示波器观察信号波形，记录波形；

3．利用微机对测量数据进行处理，分析数据并给出结论。

4实验原理

实验平台如图1-1所示：

直流电源HP 34970A

图1-1

其中，封装信号源能产生四种实验用的模拟信号：

(1)纯噪声信号

(2)含异常值的噪声信号

(3)含累进性系差的噪声信号

(4)含周期性系差的噪声信号

四种电压信号分别通过S0端与S1、S2、S3、S4相接在输出端Vo得到，输

出电压Vo经HP 34970A测得存储在内部非易失性存储器中。

模拟信号源的功能框图如图1-2所示：

V out

图1-2

累进性信号发生模块的主要工作原理是利用555定时器控制电容的充放电过程来模拟累进性过程。周期性信号发生模块则是利用RC桥式自激振荡电路所产生的正弦波来模拟周期性系差。异常值信号模块则是利用由555定时器搭建的多谐振荡电路所产生的占空比极小的连续方波来产生周期性的异常值。噪声源模块则是利用三级管PN的随机击穿机制来产生噪声信号。

5数据测量

6 数据处理

6.1 信号1 （1）运用X =

∑X i

n i=1n

求得算术平均值X =-10.808。

（2）运用V i =X i −X 算出相应的残差。

（3）运用贝塞尔公式求方差δ=√∑V

2n i=1n−1

，得方差δ=6.2575

（4）运用莱特准则判断残差是否|V K |>3δ，大于则剔除。经判断，实验1中没有异常数据。

（5）运用马里科夫准则判别是否存在累进性系差，在实验1中没有可剔除的异常数据则数据个数为50，为偶数算出，选择出最大残差并比较。

|M |=19；|V i (I M )|=12.408

|M |=|∑V i n 2

i=1−∑V i n

i=

n+12

|≤|V i (I M )| （n 为偶数）不成立

数据中有累进性系差（式中V i (I M )为最大残差）。

（6）运用阿卑—赫梅特准则判别是否存在周期性系差

|∑V i V i+1n−1

i=1

|=890.4287

√n −1δ2=274.0982

故|∑V i V i+1n−1i=1|≤√n −1δ2

不成立，测量数据中存在周期性系差。

（7）求算术平均值的标准偏差

S =δ(X)=

δ√n

得S =0.8850。

（8）求分布因子Kt 算出测量结果

自由度为49，置信概率未给，设定为99%，由

X =X (av )±Kt ·S

得X ∈[−7.7123,−12.4557]

（9）结论：信号1含累进性系差、周期性变量系差的噪声信号。

6.2 信号2 （1） 算术平均值X =

∑X i

n i=1n

，得 X =246.4660。

（2）由V i =X i −X 算出相应的残差。

（3）贝塞尔公式求方差δ=√∑V 2

n

i=1

n−1

，得δ=107.8314

（4）莱特准则判断残差是否|V K|>3δ，是则剔除，判断是否有异常数据。

经判断，第19，35号数据异常，剔除数据后重新运算。