電子測量儀器
1、基本概念
1.計量基準一般分為如下三種
主基準、副基準、工作基準
2.阻抗測量包含哪些
電阻、電容、電感阻抗的測量，電阻阻抗測量方法：伏安法、三用表中的點阻檔、電橋法。
3.誤差的特點和性質
按照誤差的特點和性質，誤差可分為系統誤差、隨機誤差和粗大誤差3類。
系統誤差的主要特點是：只要測量條件不變，誤差即為確切的數值，用多次測量取平均值的辦法不能改變或消除系差，而當條件改變時，誤差也隨之遵循某種確定的規律而變化，具有可重複性。
隨機誤差的特點是：不易發覺，不好分析，難於修正，但它服從於統計規律。
粗差的主要特點是：無規律可循，且明顯地與事實不符合。
4.時域測量的儀器
示波器，分為模擬示波器、數字示波器。
5.數字電壓表工作原理
數字電壓表由電阻網路（量程調整）、直流放大（運放組成）、電壓極性判斷、a/d轉換、數碼（液晶）顯示等部分組成。數字電壓表將輸入模擬訊號進行放大，a/d轉換成數字量並將數字量量化成電壓顯示在數碼顯示屏上。
6.解釋計量體系中「比對」，「檢定」和「校準」的概念及其作用
比對：在規定條件下，對相同準確度等級的同類基準、標準或工作計量器具之間的量值進行比較，其目的是考核量值的一致性。
檢定：用高一等級的計量器具與低一等級的計量器具進行比較，一達到全面評定被撿計量器具的計量效能是否合格的目的。一般要求計量標準的準確度為被撿者的1/3到1/10。
校準：將被校的計量器具與高一等級的計量標準相比較，以確定被校計量器具的示值誤差（有時也包括確定被校器具的其他計量效能）的全部工作。一般而言，檢定要比校準包括更廣泛的內容。
7.訊號發生器有哪些型別？列出並說明。
一、按頻率範圍分類：低、中、高、甚高、特高超高等頻段。
二、按輸出波形分類：正弦波訊號、函式訊號、掃頻訊號、脈衝訊號、數碼訊號、雜訊訊號、偽隨機訊號、任意波形、調製訊號、數字向量訊號。
三、按訊號發生器的效能分類：一般訊號發生器、標準訊號發生器。
四、按照使用範圍分類：通用訊號發生器、專用訊號發生器。
五、按照調節方式分類：普通訊號發生器、掃頻訊號發生器、程式控制訊號發生器。按照頻率產生方法分類：諧振訊號發生器、鎖相信號發生器、合成訊號發生器。
8.誤差的合成與分配概念解釋、作用
9.電流測量的儀器
電流錶、萬用表、示波器
10.模擬電壓表原理
模擬電壓表，應用磁電原理工作，驅動指標運動，依靠指標在面板上停留位置來顯示的電壓大小。
2．理解概念
1.頻譜分析儀的工作原理及其應用。簡答
實時頻率分析儀是針對不同的頻率訊號而有相對應的濾波器和檢知器，再有同步的多工掃瞄器將訊號傳送到crt螢幕上。
，經混波器和輸入訊號混波。
2.電流測量方法，說明測量過程所應用的儀器及工作過程。簡答
模擬萬用表，數字萬用表
3.什麼是隨機誤差，簡述隨機誤差的分析計算方法及其應用。簡答
隨機誤差也稱為偶然誤差和不定誤差，是由於在測定過程中一系列有關因素微小的隨機波動而形成的具有相互抵償性的誤差。
4.函式發生器的工作原理及特點。簡答
函式發生器一般是指能自動產生正弦波、方波、三角波的電壓波形的電路或者儀器。電路形式可以採用由運放及分離元件構成；也可以採用單片整合函式發生器。
簡介：函式發生器是一種多波形的訊號源。它可以產生正弦波、方波、三角波、鋸齒波，甚至任意波形。有的函式發生器還具有調製的功能，可以進行調幅、調頻、調相、脈寬調變和vco控制。
原理：使用乙個激發裝置(即訊號源)來激勵乙個系統，以便觀察、分析它對激勵訊號的反映如何，這是電子測試技術的標準實驗之一。函式發生器是能產生多種波形的訊號發生器。
如產生正弦波、三角波、方波、鋸齒波、階梯波和調頻、調幅等調製波形。一般至少要求產生三角波、方波和正弦波。產生各種訊號波形的方法很多，其電路主要由振盪器、波形變換器和輸出電路三個部分組成。
特點： （1）頻率精度高，穩定性好，受環境影響的變化小。
（2）波形純淨，失真度小，在全部頻率範圍內都有很好的波形質量及幅度穩定性。
（3）無過渡過程頻率轉換時間極快：瞬間達到穩定，渡躍時訊號無畸變。
（4）具有調幅功能，調製訊號可由內訊號源產生，也可由外部輸入調製訊號，調製深度自由調整且不受載波頻率
及輸出幅度影響。
5.示波器的工作原理及應用。簡答
把隨時間變化的電訊號顯示在螢幕上的顯示觀測裝置。能測量從直流到數百兆赫茲的高頻訊號。其基本結構由加熱器、陰極、控制柵、第一陽極、第二陽極、垂直偏轉板、水平偏轉板組成。
由陰極射線管的陰極發射出的電子束根據測量訊號轟擊螢光屏發光產生相應波形。在螢幕上就可以根據橫軸、縱軸的刻度直接觀察輸入訊號。
電子示波器的基本特點是：
① 能顯示訊號波形，可測量瞬時值，具有直觀性。
② 輸入阻抗高，對被測訊號影響小。
③ 工作頻帶寬，速度快，便於觀察高速變化的波形的細節。
④ 在示波器的螢光屏上可描繪出任意兩個電壓或電流量的函式關係。
6.電阻測量方法。簡答
伏安法：用於對迴路電阻的測量。理論根據是歐姆定律r=u/i，用電壓表測出電阻兩端的電壓u，用電流錶測出通過電阻的電流i，求出電阻阻值r=u/i。
三用表中的電阻檔：三用表調至電阻檔，將紅、黑錶筆分別接觸電阻的兩端，讀出阻值即可。
電橋法：對變壓器，發電機線圈直流電阻的測量。如圖為乙個直流雙臂電橋，用指零電路作為測量的指示器，由rx、r2、r3、z4四個橋臂組成，e直流電源，g為檢流計。
橋臂接入被測電阻rx，調節橋臂中的可調元件rn使檢流計指示為0，電橋處於平衡狀態，用電橋平衡條件rxr3=r2z4求出zx。
7.測量資料的處理方法。簡答
測量結果可以用有效數字、算術平均值加不確定度、**或曲線等方式來表示。
有效數字是指在測量數值中，從最左邊的1位非零數字起到含有誤差的那位存疑數為止的所有各位數字。資料修約規則：4舍6入，5湊偶。
最末一位有效數字（存疑數）應與測量精度是統一量級的。
測量資料可繪製成曲線或歸納成經驗公式，以便得出正確、直觀的結果。
函式發生器的工作原理、特點。簡答
25mhz鐘振為ad9833可程式設計函式訊號發生器提供主頻時鐘，微控制器通過spi序列介面sclk、sdata、fsync與ad9833通訊，控制ad9833輸出的波形型別（正弦波、方波、三角波）、波形頻率、波形初相位。波形訊號由vout引腳輸出到數字電位器mcp41010的pa端，再由數字電位器mcp41010的pw端輸出到運算放大器ad8051放大輸出。dds特點：
低成本、低功耗、高解析度、頻率切換時間短、相位連續、相噪低、結構簡單、體積小。
3．計算
1.誤差合成與分配（相對誤差等），解釋其作用。填空
誤差的合成：
由各分項誤差來確定總誤差，為誤差的合成問題。由總誤差確定各分項誤差的數值，為誤差的分配問題。
隨機誤差的合成是採用方和根的方法，同時還要考慮到各個誤差傳遞係數和誤差間的相關性影響。
系統誤差按代數和法進行合成。
系統誤差與隨機誤差綜合出現時，常用極限誤差來表示，但有時也用標準差來表示 。
誤差的分配：
2.均方差，標準差
2.21設兩個電阻rl＝(150±0.6)ω，r2＝62ω±0.
4%，試求此兩電阻分別在串聯和併聯時的總電阻值及其相對誤差，並分析串並聯時對各電阻的誤差對總電阻的相對誤差的影響?
解：（1）串聯時，總電阻值
（2）併聯時，總電阻值
因式中含有兩個變數的乘積項且含有分母，所以用相對誤差傳遞公式較方便，得
由以上計算結果可知，串聯時大電阻r1對總電阻誤差影響大，併聯時小電阻r2對總電阻誤差影響大。
2.26 通過電橋平衡法測量某電阻，由電橋平衡條件得出，已知電容c2的允許誤差為±5％，電容c4的允許誤差為±2％，r3為精密電位器，其允許誤差為±1％，試計算rx的相對誤差為多少？
解：因為公式中含有分子和分母，用相對誤差傳遞公式較方便。
4．電路分析
1.計數器電路
電路（ic電路引腳功能解釋）
25mhz鐘振為ad9833可程式設計函式訊號發生器提供主頻時鐘，微控制器通過spi序列介面sclk、sdata、fsync與ad9833通訊，控制ad9833輸出的波形型別（正弦波、方波、三角波）、波形頻率、波形初相位。波形訊號由vout引腳輸出到數字電位器mcp41010的pa端，再由數字電位器mcp41010的pw端輸出到運算放大器ad8051放大輸出。
ad9833：可程式設計訊號發生器，可產生正弦波、三角波、方波
3、掃頻儀，說明各部分電路的作用極其工作原理。
掃頻儀一般由掃瞄鋸齒波發生器、掃頻訊號發生器、寬頻放大器、頻標訊號發生器、x軸放大、y軸放大、顯示裝置、面板鍵盤以及多路輸出電源等部分組成。其基本工作過程是通過電源變壓器將50hz市電降壓後送入掃瞄鋸齒波發生器，就形成了鋸齒波，這個鋸齒波一方面控制掃頻訊號發生器，對掃頻訊號進行調頻，另一方面該鋸齒波送到x軸偏轉放大器放大後，去控制示波器x軸偏轉板，使電子束產生水平掃瞄。由於這個鋸齒波同時控制電子束水平掃瞄和掃頻振盪器，因此電子束在示波管螢光屏上的每一水平位置對應於某一瞬時頻率。
從左向右頻率逐漸增高，並且是線性變化的。掃頻訊號發生器產生的掃頻訊號送到寬頻放大器放大後，送入衰減器，然後輸出掃頻訊號到被測電路。為了消除掃頻訊號的寄生調幅，寬頻放大器增設了自動增益控制器（agc）。
寬頻放大器輸出的掃頻訊號送到頻標混頻器，在頻標混頻器中與1mhz和10mhz或50mhz晶振訊號或外頻標訊號進行混頻。產生的頻標訊號送入y軸偏轉放大器放大後輸出給示波管的y軸偏轉板。掃頻訊號通過被測電路後，經過y軸電位器、衰減器、放大器放大後送到示波管的y軸偏轉板，得被測電路的幅頻特性曲線。
電子測量技術複習
第一章測量和計量 1 計量 為了保證量值的統一和準確一致的一種測量。計量三個特點是統一性 準確性 法制性。2 計量基準 是計量基準器具的簡稱，是在特定計量領域內復現和儲存計量單位 或其倍數或分數 並且有最高計量特性的計量器具，是統一量值的最高依據。計量基準劃分 1.國家基準 主基準 2.副基準 3....
電子測量電子教案
第一章電子測量和儀器的基本知識 教學要求 了解電子測量的意義和特點 熟悉測量方法的分類 掌握測量誤差的概念及誤差的表示方法。教學重點 誤差的表示方法 教學難點 誤差的表示方法 教學方法 講授法 教學時間 6課時 教學過程 1 2課時 一 匯入新課 簡述電子測量的重要性 二 新授 1 測量及意義 1 ...
電子測量與儀器知識總結
1.轉換思想 逐次逼近 把被測電壓與乙個基準電壓相比較，把比較結果以十進位制數字的形式表示出來。脈寬調變 把被測電壓轉換為與之成比例的脈衝寬度差的v t變換式，屬於積分式dvm，用計數器在脈寬進行計數，得到數字量。雙積分法 對被測電壓ux進行定時積分，再對基準電壓us進行反向定值積分，積到與初始電平...