电子测量与仪器--教案--第2章
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。
电子测量技术(张永瑞版)第二章课后习题答案
电子测量技术（张永瑞版）第二章课后习题答案习题二2.1 解释下列名词术语的含义：真值、实际值、标称值、示值、测量误差、修正值。
答：真值：一个物理量在一定条件下所呈现的客观大小或真实数值。
指定值：由国家设立尽可能维持不变的实物标准(或基准)，以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的指定值。
实际值：实际测量时，在每一级的比较中，都以上一级标准所体现的值当作准确无误的值，通常称为实际值，也叫作相对真值。
标称值：测量器具上标定的数值。
示值：测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值。
测量误差：测量仪器仪表的测得值与被测量真值之间的差异。
修正值：与绝对误差绝对值相等但符号相反的值。
2.2 什么是等精度测量？什么是不等精度测量？答：在保持测量条件不变的情况下对同一被测量进行的多次测量过程称作等精度测量。
如果在同一被测量的多次重复测量中，不是所有测量条件都维持不变，这样的测量称为非等精度测量或不等精度测量。
2.3 按照表示方法的不同，测量误差分成哪几类？答：1、绝对误差：定义为：Δx＝x－A0 2、相对误差?x?100% A?x（2）示值相对误差： rx＝?100%x（1）实际相对误差： rA＝（3）满度相对误差： rm＝?xm?100% xm（4）分贝误差： Gx＝20 lgAu（d B） 2.4 说明系统误差、随机误差和粗差的主要特点。
答：系统误差的主要特点是：只要测量条件不变，误差即为确切的数值，用多次测量取平均值的办法不能改变或消除系差，而当条件改变时，误差也随之遵循某种确定的规律而变化，具有可重复性。
随机误差的特点是：① 有界性；② 对称性；③ 抵偿性。
粗差的主要特点是：测得值明显地偏离实际。
2.5 有两个电容器，其中C1＝2000±40 pF，C2＝470 pF±5%，问哪个电容器的误差大些？为什么？解：r1＝?40?100%＝?2% 因为r1＜r2 ，所以C2的误差大些。
电子测量与仪器(第二版)习题答案
5
（2）0.2 级 10mA 量程的绝对误差为 0.2％×10mA＝0.02mA （3）0.2 级 15mA 量程的绝对误差为 0.2％×15mA＝0.03mA （4）0.1 级 100mA 量程的绝对误差为 0.1％×100mA＝0.1mA 由以上结果可知（1） ， （2） ， （3）都可以用来作为标准表，而（4）的绝对误差太大， 其中（1） ， （2）量程相同，而（3）的量程比（1） ， （2）大，在绝对误差满足要求的情况下， 应尽量选择量程接近被检定表量程，但（2） ， （3）准确度级别高，较贵，所以最适合用作 标准表的是 0.2 级 10mA 量程的。 2.14 检定某一信号源的功率输出，信号源刻度盘读数为 90μW，其允许误差为±30％，检 定时用标准功率计去测量信号源的输出功率，正好为 75μW。问此信号源是否合格? 解：信号源频率的测量绝对误差为 75μW－90μW＝－15μW 相对误差为
3
在 RI 一定时，被测电阻 RX 越大.其相对误差越小,故当 RX 相对 RI 很大时,选此方法测 量。 2.11 用一内阻为 RI 的万用表测量下图所示电路 A、 B 两点间电压， 设 E＝12V， R1＝5kΩ ， R2＝20kΩ，求： （1）如 E、R1、R2 都是标准的，不接万用表时 A、B 两点间的电压实际值 UA 为多大? （2） 如果万用表内阻 RI＝20kΩ， 则电压 UA 的示值相对误差和实际相对误差各为多大？ （3） 如果万用表内阻 RI＝lMΩ， 则电压 UA 的示值相对误差和实际相对误差各为多大？ R1 5KΩ E R2 12V 20KΩ B 解： （1）A、B 两点间的电压实际值 U A A RI V
电子技术全册教案教学设计
电子技术全册教案完整版教学设计第一章：电子技术基础1.1 电子技术概述了解电子技术的定义和发展历程。
掌握电子元件的基本概念和特性。
1.2 电子元件学习电阻、电容、电感等基本电子元件的符号和功能。
了解二极管、晶体管等半导体元件的原理和应用。
1.3 电子电路的基本分析方法学习电路分析的基本原理和方法，如欧姆定律、基尔霍夫定律等。
掌握电子电路的简单分析和计算能力。
第二章：模拟电子技术2.1 放大电路学习放大电路的基本原理和分类。
掌握放大电路的设计和分析方法。
2.2 滤波器了解滤波器的作用和分类。
学习模拟滤波器的设计和应用。
2.3 振荡电路掌握振荡电路的原理和分类。
学习振荡电路的设计和应用。
第三章：数字电子技术3.1 数字逻辑基础学习数字逻辑的基本概念和原理。
掌握逻辑门、逻辑函数和逻辑代数的基本运算。
3.2 数字电路学习组合逻辑电路和时序逻辑电路的原理和设计。
掌握数字电路的应用和实例。
3.3 数字计算机基础了解计算机的基本组成和工作原理。
学习计算机的中央处理器、存储器和输入输出系统。
第四章：电子测量与仪器4.1 电子测量基础学习电子测量的基本概念和方法。
掌握电子测量仪器的原理和使用方法。
4.2 常用电子测量仪器学习示波器、信号发生器、万用表等常用电子测量仪器的使用。
了解电子测量仪器的维护和保养。
4.3 电子测量实验进行电子测量实验，掌握实验操作技能和数据处理方法。
分析实验结果，提高实验能力和科学思维。
第五章：电子技术应用实例5.1 电子控制系统了解电子控制系统的基本原理和组成。
学习电子控制系统的设计和应用。
5.2 电子制作实例学习电子制作的步骤和技巧。
完成一个简单的电子制作项目，提高动手能力和创新能力。
5.3 电子技术在现代社会中的应用了解电子技术在现代社会中的广泛应用。
学习电子技术在通信、家电、工业控制等领域的应用实例。
第六章：集成运算放大器6.1 运算放大器概述学习运算放大器的基本原理和特性。
掌握运算放大器的应用领域和选用原则。
教案 电子测量与仪器(电子工业出版社第2版)配套教案
高等职业教育电子信息类贯通制教材（电子技术专业）电子测量与仪器（第2版）教学指南宋悦孝主编张伟主审Publishing House of Electronics Industry北京• BEIJING前言为了配合《电子测量与仪器（第2版）》课程的教学，体现教材的编写特色，更好地为读者服务，编写此教学资料。
教学资料内容有三个部分：第一部分是教学指南，包括了课程性质与任务、课程内容和要求、教学建议、教学时间分配。
第二部分是电子教案，采用PowerPoint课件形式。
教师可以根据不同的教学要求按需选取和重新组合。
第三部分是习题答案，给出了每道习题的解答过程。
限于编著者水平，教学资料中有错误或不妥之处，请读者给予批评指正。
编者《电子测量与仪器（第2版）》教学指南一、课程的性质与任务本课程是高等职业技术学校工科应用电子技术类专业的一门主干专业课程。
它的目标是使学生具备从事相关专业的高素质劳动者和中高级专门人才所必需的电子测量与仪器的基本知识和基本技能；并为提高学生的全面素质、增强适应职业变化的能力和继续学习的能力打下良好的基础。
二、教学提要、课程内容、教学要求第1章电子测量与仪器的基本知识1. 电子测量概述●了解电子测量的基本概念及测量结果表示的注意事项。
●了解电子测量的内容。
（自学）●了解电子测量方法的分类原则、分类结果，正确选择测量方法的原则。
（自学）2. 测量误差的基本概念●灵活掌握测量误差的表示方法。
●了解测量误差的来源与分类。
（自学）●掌握测量误差按性质的分类、特点与减小措施。
3. 电子测量仪器的基本知识●了解电子测量仪器的发展。
（自学）●了解虚拟仪器的组成与特点。
●掌握电子测量仪器的主要性能指标。
●了解电子测量仪器的分类。
（自学）●掌握电子测量仪器误差的分类与定义。
4. 测量结果的表示及测量数据的处理●明确测量结果数字表示方法与物理意义。
●理解有效数字的定义，明确有效数字的物理意义。
●了解有效数字位数取舍的方法与运算规则●掌握有效数字的舍入规则，会对测量结果进行简单的数据处理。
电子测量 第2章 习题参考答案
第二章误差与测量不确定度2.10用图2.22中（a ）、（b ）两种电路测电阻R x ，若电压表的内阻为R V ，电流表的内阻为R I ，求测量值受电表影响产生的绝对误差和相对误差，并讨论所得结果。
图2.22 题2.10图 解：(a)vX v x v x x R R R R I IR R IV R +===)//('∆ R=VX Xx x R R RR R +-=-2'R r =％10011100100⨯+-=⨯+-=⨯∆XV VX X XR R R R R R R在R v 一定时被测电阻R X 越小，其相对误差越小,故当R X 相对R v 很小时,选此方法测量。
(b)I x I x xR R IR R I IV R+=+⨯==)(' I x xR R RR =-=∆'R r 0100100⨯=⨯∆=XI XR R R R在R I 一定时，被测电阻R X 越大.其相对误差越小,故当R X 相对RI 很大时,选此方法测量。
2.11 用一内阻为R i 的万用表测量下图所示电路A 、B 两点间电压，设E ＝12V ，R1＝5k Ω ，R2＝20k Ω，求：（1）如E 、R1、R2都是标准的，不接万用表时A 、B 两点间的电压实际值U A 为多大? （2）如果万用表内阻R I ＝20k Ω，则电压U A 的示值相对误差和实际相对误差各为多大？（3）如果万用表内阻R I ＝lM Ω，则电压U A 的示值相对误差和实际相对误差各为多大？（a ）（b ）R 1 5K Ω解：（1）A 、B 两点间的电压实际值V 6.9k 20k20k 512E 221=+=+=R R R UA（2）U A 测量值为：k 20//k 20k20//k 20k 512////E 221+=+=I I AR R R R R UV 0.8k 10k10k 512=+=所以U A 的示值相对误差%200.86.90.8-=-=∆=Ux U xγU A 的实际相对误差为%176.96.90.8-=-=∆=UAU Aγ（3）U A 测量值为：M 1//k 20M1//k 20k 512////E 221+=+=I IAR R R R R UV 56.9k 6.19k6.19k 512=+=所以U A 的示值相对误差%42.056.96.956.9-≈-=∆=Ux U x γ U A 的实际相对误差为%42.06.96.956.9-≈-=∆=UAU Aγ由此可见，当电压表内阻越大，测量结果越准确。
测量教案2章_南方DL-2003A数字水准仪[37页]
![测量教案2章_南方DL-2003A数字水准仪[37页]](https://img.taocdn.com/s3/m/2159b77f6f1aff00bed51eea.png)
• 2) DL-2003A数字水准仪的主要技术参数 • 望远镜放大倍数：32×，视场角：1o20' • 圆水准器格值：8'/2mm • 磁阻尼补偿器补偿范围：±10'，补偿误差：±0.2" • 1km往返观测高差中数中误差：±0.3mm • 3英寸TFTLCD彩色触摸屏，分辨率400×240像素 • 屏幕显示的最小中丝读数：0.01mm • 测距范围：2m~100m，最小显示距离：1cm • 128MB内存，最多可存储1.5完个点的观测数据 • 7.4V/容量3400mAh的锂离子电池Li-34供电 • 一块充满电的Li-34电池可供连续测量20h。
• ① 新建水准测量文件 • 点击 按钮，进入“水准测量”文件列表界面 • 点击新建文件按钮 ,输入水准测量信息,点击确定按钮
• ② 执行测量命令 • 点击“四等水准(数字)180510_1”文件名 • 在弹出的快捷菜单点击“测量”命令 • 进入水准测量观测界面,点击 按钮 • 进入“蓝牙连接数字水准仪”界面。
• 6) 南方MSMT手机软件水准测量案例 • 南方DL-2003A数字水准仪内置蓝牙模块 • 设置水准仪为蓝牙测量模式 • 完成手机与DL-2003A的蓝牙配对 • 执行南方MSMT手机软件的水准测量程序 • 选择南方数字水准仪,手机蓝牙启动DL-2003A测量 • 并自动提取测量结果。
• (1) 设置DL-2003A为蓝牙测量模式 • 主菜单按 (测量) (串口/蓝牙测量) (蓝牙设置)键 • 点击 按钮，缺省设置蓝牙密码为“1234” • 点击 按钮，进入蓝牙测量界面。
DL-2003A数字水准仪面板与按键功能
DL-2003A数字水准仪按键功能
• 3) DL-2003A数字水准仪开关机方法 • (1) 开机：关机状态，按住 键1s • 一声峰鸣声响过后，松开按键为打开仪器电源。 • 自动进入电子气泡界面，参照电子气泡或圆水准器 • 用三个脚螺旋粗平仪器后，按 键或点击 按钮 • 返回主菜单界面。 • (2) 关机：开机状态，按住 键1s • 一声峰鸣声响过后，松开按键 • 点击 按钮为关闭仪器电源。
测控仪器设计教案
测控仪器设计教案测控03《测控仪器设计》教案第一章绪论1.1、仪器发展过程仪器：是对物质世界信息进行测量与控制的设备。
1、按所采用的电子器件：真空管-→晶体管-→集成电路(三个时代)2、按组成结构、工作原理和功能特点：模拟式-→数字式-→智能化(三个发展阶段)第一代：模拟式仪器。
如指针式的电压表、电流表、功率表。
机械式特点：功能简单、精度低、响应速度慢。
第二代：数字式仪器。
如数字万用表、数字频率计。
数电基本特点：是将待测的模拟信号转换成数字信号进行测量，测量结果以数字形式输出显示并向外传送。
精度高，响应速度快，读数清晰、直观。
第三代：智能仪器。
概念：是计算机技术与测量仪器相结合的产物，是含有微型计算机或微处理器的测量仪器，由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用(表现为智能的延伸或加强等)，因而被称之为智能仪器。
(1)是在数字化的基础上发展起来的，是计算机技术与测量仪器相结合的产物。
微处理器在智能仪器中的作用主要体现在以下两方面：①对测试过程的控制：接受键盘或通信接口的命令，解释并执行这些命令，控制各部分的工作过程，同时对工作状态进行监测。
②对测试数据的处理：表现为硬件电路只需具备最基本的测试能力，能向微型计算机提供原始数据即可。
对数据的进一步处理如滤波、运算等可由软件完成。
(2)智能仪器基本技术指标测量的准确度和可靠性是智能仪器的两项基本技术指标。
对仪器的误差进行校准可以保证仪器具有规定睥准确度。
而对仪器的故障进行检测和诊断则可及进发现错误、排除故障，使仪器可靠的工作。
保证仪器准确度(精度)措施：温度补偿、非线性校正、滤波；保证仪器可靠性措施：冗余设计、故障诊断。
故障诊断方法：给被测对象施加一定的检测信号，根据其输出响应信号来判断是否存在故障。
由于具有数字存储、运算、逻辑判断能力，可根据被测参数的变化自动选择量程，具有自动校正、自动补偿、自寻故障等功能，可以完成需要人类的智慧才能胜任的工作，即具备了一定的"智能"，故称之为智能仪器。
《电子测量与仪器》课程标准
《电子测量与仪器》课程标准一、课程概述1.课程定位电子测量与仪器是通信专业的核心课程。
该课程着重培养学生对构成电路的常用元器件、典型单元电路、整机电路的性能参数测试能力及单层板、双层板电路的测绘能力。
本课程前导课程为“电子图样识读与绘图”、“电子电路分析与实践”等，通过本课程工作任务的实施，让学生掌握常用电子仪器仪表的使用、电子电路性能指标的测试方法，具有电子产品、电子电路的测绘能力。
为后续“电子产品生产与检验”、“生产工艺与设备”等课程的学习打下基础。
2.设计思路（1）以电子产品检验与维修的工作岗位为背景确定教学内容。
对电子产品检验员、维修工进行分析，明确岗位工作所需要的知识及典型工作任务所需的技能和能力要求。
根据这些知识、技能和能力要求确定教学内容。
内容包括常用电子元器件参数测试、测试仪器仪表的使用、电路性能测试以及电路板测试。
（2）以电子电路测试培养为主线设计教学项目。
遵循电子电路测试与测绘能力的培养规律，以真实器件及电路作为测试与测绘对象，按照由元件到电路再到整机的电路测试顺序，由易到难，循序渐进，构建数字电桥及R、L、c元件的测试、晶体管图示仪及半导体器件的测试学习项目，实现仪器使用与器件测试、图纸识读与实物识读、技能训练与企业生产、项目载体与真实产品等“四个结合”。
将课程内容设计成电子元器件的测试、单元电路的测试、整机电路的测试等教学任务,按照完成这些任务的相关要求，引导学生搜集资料、准备器件及仪器，通过“问题引导、任务驱动”的教学方法完成各项教学任务，培养学生独立分析和解决问题的能力。
二、课程目标1.能熟练识别及测试常用电子元器件；2.能熟练识读单元、整机电路图；3.能熟练分析、测试单元电路和整机电路；4.能熟练使用测量、测绘仪器；5.能熟练测试复杂电子产品；6.能熟练进行信息查询和资料整理；7.培养较高的综合素质，团队精神、合作能力与创新意识；8.培养较好的行为规范和职业道德养成良好的职业素养。
电子测量与仪器及课后答案 宋悦孝 主编
高等职业教育电子信息贯通制教材（电子技术专业）电子测量与仪器电子教学资料宋悦孝主编￥Publishing House of Electronics Industry北京BEIJING前言(为了配合《电子测量与仪器》课程的教学，体现教材的编写特色，更好地为读者服务，编写本教学资料。
教学资料内容包括三个部分：第一部分是教学指南，包括课程性质与任务、课程内容和要求、教学建议、教学时间分配。
第二部分是习题答案，给出了多数习题的详细解答过程。
第三部分是电子教案，采用PowerPoint课件形式。
教师可以根据不同的教学要求按需选取和重新组合。
限于编著者水平，教学资料中有错误或不妥之处，敬请读者给予批评指正。
)编者2003年12月~《电子测量与仪器》教学指南一、课程的性质与任务《电子测量与仪器》是电子与信息技术类专业及相近专业的一门必修技术课。
主要介绍电子测量基本概念、测量基本原理及常用电子测量仪器的基本组成与操作应用。
本课程的主要任务是使学生具备电子测量技术与测量仪器方面的基础知识和基本技能，为学生学习专业技术和职业技能奠定基础，使他们成为具有全面素质和实践能力的应用型技术人才。
主要教学目标是学习电子测量技术原理、测量仪器以及测试系统方面的专业知识和职业技能；学习分析问题、解决问题的基本方法；学习基本的科学思维方式和工作方法；培养职业道德、促进全面素质的提高。
为学生今后从事电子与信息技术类等方面的工作打下良好的基础。
（1）基本概念方面：基本概念主要包括测量数据处理、电子测量仪器使用与组成，以及测量原理等方面的概念。
掌握电子测量与仪器的基本概念是学习本门课程的基础，对于绝大多数基本概念，尤其对那些在工作实践中比较常用的概念应能够牢固掌握、灵活应用，并注意个别概念间的区别。
（2）测量技术方面：测量技术主要包括电压测量技术、波形显示与测量技术、频域测量技术、元器件测量技术、频率/时间测量技术、数据域测量技术等。
测量技术是进行测量工作的理论指导，也是测量仪器构成与应用的理论依据。
电子教案-电子测量与仪器(第2版_黄燕)ppt42785-学习情境2.1-使用电子计数器测试时间和频率参数
二、时间与频率的原始基准
1.世界时(UT时)
最初的时间(频率)标准是由天文观测得到 的。以地球自转周期为标准测定的时间称为世 界时(UT时)。
①零类世界时(UT0) 以地球自转周期的1/86400作为世界时的1
秒，其准确度在1×10-6量级。
二、时间与频率的原始基准
1.世界时(UT时)
②第一类世界时(UT1) 地球自转受极运动(即极移动引起的经度变
E312B型通用计数器是一种频率和时间测 量的仪器。以89C52单片机为核心进行功能转 换、测量控制和数据处理及显示，同时采用倒 数技术，实现了全频带范围的等精度测量。
E312B型通用电子计数器
分类
E312B型通用计数器按测量频段分类，共有四 种机型，见表1。
表 E312B型通用计数器分类
E312B型通用电子计数器
准备期 （复零，等待）
一次测量来进行工作。
测量期 ( 开门，计数）
显示期 (关门，停止计数）
五、电子计数器的分类
按功能的不同，电子计数器可以分为四大类：
1．通用计数器 具有测频、测周、测时间、测多周期平均、 测频率比、测任意时间间隔内的脉冲个数及 累加计数功能。
2．频率计数器 只具有测量频率单一功能，测频范围很宽。 如Marconi公司的2240型微波频率计数器的 测频范围达10Hz~20GHz。
特性，对输入信号具有较好的抗干扰作用。
四、电子计数器基本组成
2.主门电路
实现整量化的比较电路 。主门常是一个可控制 的与门电路，要计数的脉冲信号加到A端，闸门 信号加到B端。利用主门的“打开”与“关闭”
可产 生多种测量功能。
四、电子计数器基本组成
3.时基信号产生与变换电路
第二章 测量方法与测量系统
2.周期性信号与非周期性信号 周期信号为时域无限信号。 3.连续信号与离散信号 4.时限信号和频限信号 时限信号在时间的有限区间内有定义、在区间外信号 值恒等于零的信号。如：矩形脉冲等。 频限信号指在频率域内只占据有限的带宽（ f1～ f2 ）、 在这一带宽之外信号值恒等于零的信号。
（5）信号的时间特性和频率特性
时间特性：随时间变化，包括信号出现时间的先后、
持续时间的长短、重复周期的大小、随时间变化速率
的快慢、幅度的大小等等。
频率特性一个复杂信号可以分解成许多不同频率的正 弦分量。将各个正弦分量的幅度和相位分别按频率高 低依次排列就成为频谱。 （6）信号的空间分布结构
许多信号，既具有时间特性、也具有空间特性
③动态（脉冲）测试技术
–自然界存在大量瞬变冲激的物理现象，如力学中
的爆炸、碰撞等，电学中的放电、闪电等，对这类
随时间瞬变对象进行测量，为动态测量和瞬态测量。
瞬态测试技术有两种方式：
1.测量有源量，测量幅值随时间呈非周期形变化
（突变、瞬变）的电信号；
2.测量无源量，以脉冲或阶跃信号作被测系统的激
励，观察输出响应，研究被测系统的瞬态特性。
第2章 测量方法与测量系统
2.1 电子测量的基本概念
2.1.1电子测量的意义
–20世纪30年代，开始了测量科学与电子科学的结 合，产生了电子测量技术
①具有极快的速度
②具有极精细的分辨能力，很宽的作用范围。 ③极有利于信息传递 ④极为灵活的变换技术。 ⑤巨大的信息处理能力
2.1.2 电子测量的特点
（1）测量频率范围宽。测量交流信号的频率范围低
–RLC测试仪、网络分析仪、晶体管特性图示仪等仪
电子测量与仪器大纲和习题答案
【高等职业教育电子信息贯通制教材（电子信息工程专业）电子测量和仪器电子教学资料宋悦孝主编Publishing House of Electronics Industry北京BEIJING前言*为了配合《电子测量和仪器》课程的教学，体现教材的编写特色，更好地为读者服务，编写本教学资料。
教学资料内容包括三个部分：第一部分是教学指南，包括课程性质和任务、课程内容和要求、教学建议、教学时间分配。
第二部分是习题答案，给出了多数习题的详细解答过程。
第三部分是电子教案，采用PowerPoint课件形式。
教师可以根据不同的教学要求按需选取和重新组合。
限于编著者水平，教学资料中有错误或不妥之处，敬请读者给予批评指正。
编者2003年12月,《电子测量和仪器》教学指南一、课程的性质和任务《电子测量和仪器》是电子和信息技术类专业及相近专业的一门必修技术课。
主要介绍电子测量基本概念、测量基本原理及常用电子测量仪器的基本组成和操作使用。
本课程的主要任务是使学生具备电子测量技术和测量仪器方面的基础知识和基本技能，为学生学习专业技术和职业技能奠定基础，使他们成为具有全面素质和实践能力的使用型技术人才。
主要教学目标是学习电子测量技术原理、测量仪器以及测试系统方面的专业知识和职业技能；学习分析问题、解决问题的基本方法；学习基本的科学思维方式和工作方法；培养职业道德、促进全面素质的提高。
为学生今后从事电子和信息技术类等方面的工作打下良好的基础。
（1）基本概念方面：基本概念主要包括测量数据处理、电子测量仪器使用和组成，以及测量原理等方面的概念。
掌握电子测量和仪器的基本概念是学习本门课程的基础，对于绝大多数基本概念，尤其对那些在工作实践中比较常用的概念应能够牢固掌握、灵活使用，并注意个别概念间的区别。
（2）测量技术方面：测量技术主要包括电压测量技术、波形显示和测量技术、频域测量技术、元器件测量技术、频率/时间测量技术、数据域测量技术等。
习题册答案-《电子测量与仪器(第五版)》
2.0.8A
§2-4 晶体管毫伏表
一、填空
1.直接检波式 检波放大式 放大检波式 2.检波器检波 3.检波器 直流放大器 指示器 4.放大 非线性失真 mV 5.射极跟随器 放大电路 检波电路 6.表头指示分贝数 代数和
二、判断
1.√ 2.× 3.× 4.× 5.√ 6.√ 7.√ 8.√ 9.×
三、选择
4.找一只准确度较高的毫安表或无故障的万用表作标准表,与故障表串联后去测 量一直流电流。若故障表读数比标准表大得多,则多为分流电阻开路所致。若无 读数,可将故障表转换开关置于直流电压最低挡 (如 2.5V 挡),直接去测量一节新 干电池的电压,若仍无读数,则为表头线路开路;若有读数且指示值大于 1.6V,则为 分流电阻开路。
4.【解】因∆L＝L－L0 求得真值：L0＝L－∆L＝2310－0.020＝2309.98（mm）。 故：最大相对误差＝0.020／2309.98＝8.66×10-4 %＝0.000866%
模块二 电流与电压的测量
§2-1 直流电流表与电压表
一、填空
1.磁电系测量机构 磁电系表头 2.磁路系统 通电线圈 3.永久磁铁 固定在磁铁两极的极掌 4.均匀 5.电磁力矩 6.正比 7.并联 8.满刻度电流 Ic 内阻 RC
模块一 电子测量基础
§1-1 电子测量概述
一、填空
1.真实值 2.同类标准量 3.测量数值 测量单位 4.电能量的测量 电子元件参数的测量 电信号的波形及特性的测量 备性能的测量 特性曲线的测量
5.检测 测量 器具 6.模拟式 数字式 7.直接测量法 间接测量法 比较测量法 8.零值法 差值法 代替法
模块三 万用表
§3-1 模拟式万用表
一、填空
电子测量 第二章误差理论和数据处理
产生系统误差的主要原因有： ①测量仪器设计原理及制作上的缺陷。例如
刻度偏差，刻度盘或指针安装偏心，使用过程 中零点漂移，安放位置不当等.
②测量时的环境条件如温度、湿度及电源电 压等与仪器使用要求不一致等。
③采用近似的测量方法或近似的计算公式等。 ④测量人员估计读数时习惯偏于某“方向等原 因所引起的误差。 系统误差体现了测量的正确度，系统误差小， 表明测量的正确度高。
I
V
Rx
I
V
Rx
(a)
(b)
对于图(a)：
R'x
=
U I
= (RV
// Rx )I I
=
Rx RV Rx + RV
R
=
R'x
-
Rx
=
-RV2 Rx + RV
对于图（a）当电压表内阻RV很大时可选a方案。 对于图（b）当电流表内阻RI很小时可用b方案。
3 理论误差 测量方法建立在近似公式或不完整的理论基础上以及用近似
0.2
0.5
1.0
1.5
2.5
5.0
±S% 0.1
0.2
0.5
1.0
1.5
2.5
5.0
例[2]：检定量程为100μA的1.5级电流表，在50μA刻度上 标准表读数为49μA，问此电流表是否合格？
解： x0=49μA
x=50μA
xm=100μA
m
=
x
- x0 xm
×100%
=
50 - 49×100% 100
一、随机误差的定义、起因和特点
1、定义：
测量术语：“等精度测量”──在相同条件（同一人、 同一仪器同一环境、同一方法）下，对同一量进行重复测 量，称为等精度测量。
仪器分析-第2章 光学分析法导论
·电子能级变化时，必然伴随着振动能级的变化，振 动能级的变化又伴随转动能级的变化，因此，分子光谱 不是线状光谱，而是带状光谱。
λ =1 / σ
c：光速 (2.9979×1010 cm ·s-1)；λ：波长(cm)； ν：频率(Hz或s-1)；σ：波数(cm-1) ； E ：能量(ev或J)； h：普朗克常数6.6256 ×10-34J ·s或４.136 ×10-15ev.s
二、电磁波谱
电磁辐射按照波长(或频率、波数、能量)大小的顺序排列.
如： 钠原子的光谱项符号 32S1/2；
表示钠原子的电子处于n=3，M =2(S = 1/2)，L =0，
J = 1/2 的能级状态（基态能级）；
接下一页
电子的多重态
h +
单重态 （自旋配对）
电子跃迁
激发单重态 （自旋 配对）
h +
单重态
电子跃迁 和 自旋翻转
（自旋配对）
三重态 （自旋 平行）
返回
3. △J = 0、±1 但当J=0时，△J =0跃迁是禁戒的。 4. △S = 0 即单重态只跃迁到单重态，三重态只跃迁到三重
态。不同多重态之间的跃迁是禁阻的。
符合以上条件的跃迁，跃迁概率大，谱线较强．不符合 光谱选择定则的跃迁叫禁戒跃迁，禁阻跃迁强度很弱。 若两光谱项之间为禁戒跃迁，处于较高能级的原子具有较长 的寿命，原子的这种状态称为亚稳态。
吸收光谱法
原紫红核 子外外磁 吸可可共 收见见振
光谱分析法
分子光谱法
发射光谱法
原原分分 X 化
子
子
电子课件-《电工仪表与测量(第五版)》第二章 电流与电压的测量
.
9
第二章 电流与电压的测量
外磁式
内磁式
.
内外磁式
10
第二章 电流与电压的测量
2.磁电系测量机构的工作原理
磁电系测量机构是根据通电线圈在磁场中受到电磁 力矩而发生偏转的原理制成的。
磁电系测量机构的工作原理
.
11
第二章 电流与电压的测量
磁电系仪表的特点
优点
准确度高、灵敏度高 功率消耗小 刻度均匀
.
闭路式分流器
19
第二章 电流与电压的测量
三、直流电压表
1.直流电压表的组成
直流电压表的组成
.
20
第二章 电流与电压的测量
2.分压电阻的计算
第一步：先计算磁电系测量机构的额定电压 UC=IC·RC
第二步：计算电压量程扩大倍数
m U UC
第三步：计算所需串联的分压电阻
RV(m1)RC
.
21
第二章 电流与电压的测量
.
35
第二章 电流与电压的测量
电流正向
电流反向
吸引型测量机构工作原理
.
36
第二章 电流与电压的测量
电流正向
电流反向
排斥型测量机构工作原理
.
37
第二章 电流与电压的测量
2.电磁系测量机构的工作原理
利用通电流的固定线圈产生磁场，使铁芯磁化。然后 利用线圈与铁芯（吸引型）或铁芯与铁芯（排斥型）相 互作用产生转动力矩，带动指针偏转。
.
30
第二章 电流与电压的测量
思考与练习
1.简述磁电系测量机构的工作原理。 2.磁电系测量机构中游丝的作用是什么？ 3.磁电系仪表的优点和缺点有哪些？ 4.计算分流电阻的步骤有哪些？ 5.如何连接分流电阻？ 6.为什么多量程直流电流表多采用闭路式分流电路？ 7.检流计的特点是什么？主要用途是什么？
中职电子技术教案
中职电子技术教案第一章：电子技术基础1.1 电子元件学习电子元件的基本概念和分类掌握电阻、电容、电感的作用和特点学习二极管、三极管、晶体管等半导体器件的原理和应用1.2 电路图及电路分析方法学习电路图的符号和表示方法掌握基本电路分析方法，包括串联电路、并联电路、混联电路等学习欧姆定律、基尔霍夫定律等基本电路定律第二章：数字电路2.1 数字电路基本概念学习数字电路的定义、特点和分类掌握数字电路的基本逻辑运算，包括与、或、非、异或等学习逻辑门电路的原理和应用2.2 组合逻辑电路学习组合逻辑电路的定义和特点掌握编码器、译码器、多路选择器等组合逻辑电路的设计和应用学习逻辑函数的化简方法，包括卡诺图、最小项等第三章：模拟电路3.1 放大电路学习放大电路的定义、特点和分类掌握晶体管放大电路的原理和分析方法学习放大电路的频率响应、非线性失真等特性3.2 滤波电路学习滤波电路的定义、作用和分类掌握低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器等滤波电路的设计和应用学习滤波电路的频率特性、阻带特性等参数第四章：电子测量与仪器4.1 电子测量基本概念学习电子测量的定义、特点和分类掌握电压、电流、电阻等基本电量的测量方法和技术学习测量误差的概念和减小方法4.2 电子仪器与仪表学习电子仪器与仪表的分类和特点掌握示波器、万用表、信号发生器等常用电子仪器的原理和使用方法学习电子测量数据处理和显示技术第五章：电子技术应用实例5.1 数字钟学习数字钟的原理和组成掌握数字钟的设计方法和步骤学习数字钟的调试和故障排除5.2 无线遥控器学习无线遥控器的原理和组成掌握无线遥控器的设计方法和步骤学习无线遥控器的调试和故障排除5.3 声光报警器学习声光报警器的原理和组成掌握声光报警器的设计方法和步骤学习声光报警器的调试和故障排除第六章：电源电路与稳压电路6.1 电源电路基础学习电源电路的分类和工作原理掌握直流电源和交流电源的特点和应用学习电源滤波电路和去耦电路的设计和作用6.2 稳压电路学习稳压电路的原理和作用掌握稳压二极管、稳压集成电路等稳压元件的使用和选择学习串联稳压电路、并联稳压电路的设计和应用第七章：通信技术与电子电路7.1 通信技术基础学习通信系统的分类和特点掌握模拟通信和数字通信的基本原理学习调制、解调、编码和解码等通信技术7.2 电子电路在通信中的应用学习无线电发射和接收电路的设计和应用掌握放大器、滤波器、调制器等通信电路的工作原理和应用学习现代通信技术如4G、5G等电路系统的组成和特点第八章：嵌入式系统与微控制器8.1 嵌入式系统基础学习嵌入式系统的定义、特点和分类掌握嵌入式处理器、存储器、输入输出接口等基本组成部件学习嵌入式系统的软件和硬件开发方法8.2 微控制器应用学习微控制器的基本原理和特点掌握常见微控制器如51系列、AVR、PIC等的结构和编程方法学习微控制器在智能家居、工业控制等领域的应用案例第九章：电子项目设计与实践9.1 电子项目设计流程学习电子项目设计的基本流程和方法掌握需求分析、原理图设计、PCB布线、样机制作等设计步骤学习电子项目的调试和测试方法9.2 电子项目实践案例完成一个简单的电子项目设计，如电子温度计、简单的等学习项目实践中的问题解决和团队合作能力第十章：电子技术发展趋势与展望10.1 电子技术发展概述学习电子技术的发展历程和重要里程碑掌握电子技术的未来发展趋势，如物联网、大数据、等学习新兴电子技术如量子计算、生物电子学等的研究方向和应用前景10.2 电子技术的挑战与机遇分析电子技术面临的挑战，如能源消耗、信息安全、环境污染等探讨电子技术发展的机遇和解决方案激发学生对电子技术未来发展的兴趣和探索精神重点和难点解析重点：电子元件的基本概念和分类、电路图及电路分析方法、数字电路的基本逻辑运算、模拟电路的放大特性、电子测量与仪器的基本使用、电子技术应用实例的设计与实现、电子项目设计的流程与实践、电子技术发展的趋势与展望。
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信号发生器
了解信号发生器的分类。
能画出低频信号发生器、高频信号发生器的组成框图，理解各组成部分的作用。
能正确使用低频信号发生器、高频信号发生器进行测量。
信号的产生
信号源概述
1.信号源的作用
信号源是能够产生不同频率、不同幅度的规则或不规则波形的信号发
信号源的用途主要有以下三方面:
☆激励源。
☆信号仿真。
☆标准信号源。
2.信号源的组成信号发生器结构框图
信号源的分类
超低频信号发生器0.0001Hz 〜1000Hz 低频信号发生器1Hz 〜1MHz ;
视频信号发生器20Hz〜10MHz；
高频信号发生器200KHz 〜30MHz ；甚高频信号发生器30KHz 〜300MHz ；超高频信号发生器300MHz 以上。
2. 按输出波形,大致可分为：
正弦波形发生器；
脉冲信号发生器；
函数信号发生器；
噪声信号发生器。
3.按照信号发生器的性能指标可分为：
一般信号发生器；
标准信号发生器；
正弦信号源的性能指标
1. 频率特性
(1 )频率范围
(2)频率准确度
2.输出特性
(1 )输出电平范围。
(2 )输出电平的频响
(3 )输出电平准确度
(4 )输出阻抗
(5)输出信号的非线性失真系数和频谱纯度。
3.调制特性
调制特性的恒量指标主要包括调制频率，调幅系数，最大频偏，调制线性等。
正弦、脉冲及函数发生器
1.低频信号发生器
低频信号发生器频率范围一般为20Hz〜20KHZ，故又称音频信号发生器
2.高频信号发生器
高频信号发生器输出频率范围一般在300KHZ〜1GHz，大多数具有调幅, 调频及脉冲调制等功能
脉冲信号发生器
常见的脉冲信号有矩形、锯齿形、阶梯形、钟形和数字编码序列等
tD
伞(b)锯齿波
II I I III tD
t (c)阶梯波
脉冲发生器的分类（根据用途和产生脉冲的方法）：通用脉冲发生器、快速（广谱）脉冲发生器、函数发生器、数字可编程脉冲发生器及特种脉冲发生
1.通用脉冲发生器
通用脉冲发生器能够满足一般测试的要求，能够调节脉冲重复频率、脉冲宽
2•快速（广谱）脉冲发生器
在时域测试中，快速脉冲信号发生器用来提供广谱的激励信号，尤其在微波网络、宽带元器件的时域测试中，脉冲信号发生器相当于频域测试中的扫频
信号源。
快速脉冲信号的产生技术主要有：水银开关脉冲发生器、雪崩晶体管脉冲发
生器、阶跃恢复二极管脉冲发生器以及隧道二极管脉冲发生器等。
函数信号发生器
1.多波形信号发生原理
⑴方波三角波发生器
f = ------- 1-------
■ sc
2 C （V 1 - V 2）
设充放电电流为I,输出三角波的频率为f sc，则：
⑵正弦波形成电路⑶锯齿波形成电路
锯齿波可以通过方波与三角波而获得，将下图中（a）所示三角波与图（b）
卡所示方波直接叠加就可得到图所示的交错锯齿波
经过全波整
i得到了图（d ）所示的锯齿波。
（b）（d）
2.函数发生器的性能和组成
函数发生器能输出方波，三角波，锯齿波，正弦波等波形，具有较宽的频率 范围（0.1Hz 〜几十MHz ）及较稳定的频率。
函数发生器基本组成原理
频率
控制
*
正恒
负恒
正弦波综合
方波
函数
选择 及其
它波
输出
+ 4
——直流—
外部
比较器
三角波
积分
输出
仃号农生甜提电子邀蒐仪器中应用絶拥最广泛的仪贋之一。
右电了•枝术弱域申*无论昱研懿佳产強用或堆悠各种电子元器件、电諮部件反懿机牡富茸性能转註几有在第号发生器产圧的一定的电倍号作用时才能显廉出来。
其应用的广眨性还喪观在任何线性E9«M^的特性部可以用它HiESft的响应来表CL可以这样认恃■在电子测整技术中”阵的的移童的测用•几乎都冷佶跡信号发生器来完成“
低頤倍号发生器是信号挖生SS庞大累旅中一个非常重畫的圮披邮分,它几乎鴻透到圧左的E 子F：奥監和就说航谓•低频”，是从过去所说“音硕”的古义中顷化在来的a “音娠”一般按认为是:嗣0电到2叶弘人耳ij以听到丝丙音预率底点朗的低频儈号发吃妙顷卒也多半益这；■ 频段施迟但是总対生产实賤汕科学拽存空罷不浙趾筒紂要采，任砸总号发生1S的设讹老«] 也不断地向低抽僞询两端场展體仪器的類睾范血当然卫晶体骨和集成吐路出现以后，工也师M秋得了空前有力的各种技术手段去改进他丫】的仪器，便今天的低頻倍号发生蛊具有了许许多多新的功能和犒密的特性，梵频圧花低硕端已与遥低頻信号发生器帽连接，在禹SI端也深人到烏期鴉号发生益的领地中去了&令天，我訂所81的•低JS信号发生虽•一联掴从丨H•到I MH=频段，汝形規正弦被为主，或兼有方披和我他渡形的那一部分境生器。
早期出現的电揪荡器都是LC掘裔器，特斯拉(TMJ和马可尼(Marconi)那皆用火花放电的方注激匱出LC索览的掘藩来。
电十件出现隔何樹斯特朗(Annirroug)用它来补充LC冊胳申的损耗・才翳成了真正的电子LC OSo为了殆到音频电信号.当时只隐靠加大电感覺和电容虽,徑屋大錢盛的电爲的休积和重绥都很呗并11铁芯的非規性也会引总严倉的央真。
契了孔年代，农期了由RC柯戒的电子掖荡薜，从此任锁飯荡塘城就几孚誑被RC振蒜宙折占辄，当然在音频领域*主夏用做扫频的信号源也便用述由两个LC撮薪器和一个混频器构辰的抬频攘荡屈&后来以RC电躍为基础发展起来的也数发生辭憧低频倍号稳的园地更加黑茂To函数发生器的基本枪黑产生于5Q甲代初，时1M2年羔園起夫務克公司(Wavnck)才将它作处低離佶号戏的商品正氏摧出。
在今天，由于它的功能的多挣化和強率调节方式的航灌们使它在许多应用中巳桥占了传缆桥式或辽滂式RC振耦的市场。
但传烧RC报荡谿也目它不可取代的某些优点，如较低的失真系数和辎度能令天丧忤多离档的氐頻值号源,正是这种侵抚RC匸也迄生码的改迸型講回賂的LC振雷需从低頻领域退出以后，在60堆代初，酋苕预卒合成技术从通信覆域祓引进auatt计中来* IX电憨又以撅串合战器的憨式进人了低麵倍号发生器的行列◎頻事合成器的突出优点是它E极好的顿曰隱二T和引昭猜创度価且其S#率様蛊也可以从超低®-®U伸到圧颉和超离频Q ffiftffl®?方面的这种特长便它弥补了其它各种圧频倍号線碩嶽精度不高的StAu ”世纪80年讥，篇频信号祿又有了舸询发舉。
传疣RC报鶴器、匣取发生鑑、频単舍盗濡竽除了日身的不罷兗耨以外，它1H在技术上又址生了和合和梅互髒遴。
例如扯報率含成技术1传境RC融雷審综合起赛，出珂了既杖低夫曳*高理槁的特區，辽时还得离十分好的硕耶精度的 AC校邂SU把S0峯合战技未号鶴救发生器粽合起来，也出规了瞬材函敷发生器的多功雷.多逼彩■又有高的剧率常确度的含成曲社发生器。
把權机技术引人霭频信号漂鞋h又出现了枉童妓彫宣生器，它既擂产生一殼磨救雯生JS廉常有的各种波瑕・又龍产生能榄粗善种亲如生物的.生廉的、振动的、擢炸的需你所患要尉任戳波形・这为压烦仿号境生器左电的以掘菲电的领域中的应用*开辟了一个新応临fit机的应用，还慎仪器同椅上的各种机就开关可臥去掉*便擦作变鬻更简轧而JL可以僮低频塔号掷进入整令自动测试系船従计尊机的控制下•实现挣种赴的和耶电的参飲的自自測斎口
按氐趣及用途不同，可齋爺频信号发生器分或讯大娄*但从近年技太的发展看，不同廃湼的仪羽之间窘阴显的栢互穆透、扫互交叉的迪勢，以来冯技术上的互补■餐性能更加完弄，因此这种分英只昱大致的■供读者蛊爭■
CO逼冃RC乘蕩器一文氏桥振紹器，相務闢络撮翡卓，双T桥厳荡器■观积分条藩器*全通腿给报蒜缶等。
(?)更1亂饗尘器一一簸哥臨戮岌生器「觌半台成西数蚩生备，任垃址闿发生器等*
C)城率舍战圈一通用猱半合成畚，频舉合成函St发生8L双相双音駅卑合成署尊。
(0拍频鹽鶴器
(5＞特种僧号笈生署一双相借号发生2h交襪电压校准猱•交施电械楼権畜•三相工巅懺宦匝源*甲相工竝這迸更医电着源等。
可输出正弦波、三角波、方波、锯齿波、正负脉冲波等频率范围：0.2HZ-20MHZ幅度：
10Vp-p（50 Q负载）20Vp-p（1MQ 负载）衰减：0dB/20dB/40dB/60dB 四档粗调 +20dB 连续细调直流电平设置范围：-5V-+5V（50Q时）；-10V-+10V（1MD 时）对称性范围：20%-80%
（最小脉宽50us）正弦波失真：＜1.2%三角波线性度：＞99% TTL输出：标准TTL方波输出（600Q阻抗）调制信号发生器频率范围：4mHz-10KHz幅度：10Vp- p（50 Q负载） 20Vp- p（1MQ负载）输出波形、正弦波失真、三角波线性指标同主函数计数器测频范
围：0.2Hz-100MHz 输入阻抗：500KQ//45PF 动态范围：30mVrms-20Vrms 时基：10MHz 温补晶振输入具有100KHz低通和10倍衰减功能。