电子测量实验讲义第二

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电子测量技术教案《2》

电子测量技术教案《2》教案：电子测量技术《2》一、教学目标本课程旨在培养学生对电子测量技术的基本概念和方法的理解，并能够应用于电子测量领域的实际问题中。

二、教学内容1.电子测量技术的基本概念和方法介绍2.电子测量仪器的使用和操作3.电子测量技术的实例应用三、教学方法本课程采用理论与实践相结合的教学方法，通过理论讲解和实验操作相结合的方式进行教学，以培养学生的实际操作能力和解决问题的能力。

四、教学过程1.理论讲解1.1电子测量技术的基本概念和方法介绍-电子测量技术的定义和作用-电子测量仪器的分类和特点-电子测量技术的基本原理和测量范围-电子测量技术的误差分析和校准方法2.实验操作2.1电子测量仪器的使用和操作-示波器的使用和操作方法-多用表的使用和操作方法-信号发生器的使用和操作方法-频谱仪的使用和操作方法3.实例应用3.1电子测量技术的实例应用-温度测量-电压测量-频率测量-电流测量五、教学评估本课程的评估主要通过实验报告和考试成绩来进行，考察学生对电子测量技术的理解和实践能力。

同时，也将对学生的课堂参与和表现进行评估。

六、教学资源1.电子测量仪器：示波器、多用表、信号发生器、频谱仪等2.教材和参考书籍3.实验报告模板和评估表七、教学总结通过本课程的学习，学生将对电子测量技术有更为深入的了解，能够熟练运用电子测量仪器进行实验操作，并能够应用所学的电子测量技术解决实际问题。

同时，还能提高学生的实际操作能力和解决问题的能力，为今后从事相关工作打下坚实的基础。

电子测量2-2

微调
可调可变
.电容器的主要性能指标
标称容量额定电压它是指在下限温度和额定温度之间的任意温度下，可连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。不同电容有着不同的耐压值，对于所有的电容器，在使用中，施加在电容器两端的直流电压与交流峰值电压之和不得超过直流电压的额定值。常用固定式电容的直流工作电压系列为6.3V 、10V 、16V 、25V 、35V 、40V 、63V 、 100V、160V、250V和400V。
例如：104
10╳104=105PF =0.1μF
*1F=10-3mF=10-6µ F=10-9nF=10-12pF
.电容器的选择和使用注意事项
根据电路的要求合理选择型号。一般用于低频、旁路场合的
电容器，应采用纸介电容器；在高频电路和高压电路中，应选择瓷介电容器或云母电容器；在电源滤波或退耦电路中，应选择电解电容器。
玻璃和云母电容器
在玻璃或云母板上喷涂银层做电极板，电极板与云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。用于要求电容量较小、品质系数高以及对温度、频率和稳定性好的电路中。其中玻璃电容电容量范围10～0.1μF，额定电压范围63～400V；它稳定性较好，损耗小，耐高温（200℃），应用于脉冲、耦合、旁路等电路中。云母电容具有很高的绝缘电阻、低功耗系数、低电感和优良的稳定特性，电容量范围为10p ～0.1μF，额定电压为 100V ～ 7kV。主要特点是高稳定性，高可靠性，温度系数小，特别适合于高频电路，因此主要应用于高频振荡和脉冲等要求较高的电路。
.固定无极性电容的检测
检测10pF以下和10pF～0.01μF的小电容
10pF以下的固定电容器容量太小，用指针万用表进行测量时，只能定性地检查其是否有漏电、内部短路或击穿现象。测量时，选择R×10K档，用两表笔分别任意接电容的两个引脚，阻值应为无穷大、若测出阻值（指针向右摆动）或阻值为0，则说明电容漏电损坏或内部击穿。 10pF以下的固定电容器可采用数字万用表的电容档测量其容量，只需将电容的两引脚插入数字表的Cx内，将数字表置于相应的档位即可。

电子测量基础课件-第2章

与绝对误差的数值相等但符号相反的量值称为修正值，用C表示，
则C =－Δχ= A－ x
2. 相对误差
（1）实际相对误差相对误差定义为绝对误差Δχ与被测量真值A0的百分比值，用γ0表示，即。
0
x 100 % A0
（2.4）
它仅是相对误差的定义式，没有实际应用意义，因为被测量的真值无法得到。
所以它是应用较多的一种相对误差的表达方法，但它只适用于近似测量或工程测量。
2.2.2 测量仪器仪表误差的表示方法
误差，除了用于表示测量结果的精确度外，也是仪器仪表重要的质量指标。
1. 基本误差
它是指仪器仪表在标准条件下使用时所产生的误差。
满度相对误差，满度相对误差又叫引用相对误差。
2.1.3 测量误差的分类
虽然产生误差的原因多种多样，但根据测量误差的性质，测量误差可分为随机误差、系统误差、粗大误差三类。
1. 随机误差随机误差又称偶然误差，
它是指在相同测量条件下（指在测量环境、测量人员、测量技术和测量仪器都相同的条件下）。
多次重复测量同一量值时（等精度测量），每次测量误差的绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差，称为随机误差。
（3）系统误差具有可控制性和修正性。
2．系统误差的发现方法
测量结果是否含有系统误差，可根据系统误差的特点来判断。
常用的有以下几种：（1）改变测量条件法（2）残差观察法（3）马利科夫法
（1）从产生系统误差根源上采取措施减小系统误差：
标称值的是测量器具上标定的数值。
由于制造和测量精度不够以及环境因素的影响，标称值并不一定等于它的真值或实际值。
为此，在标出测量器具的标称之时，通常还要标出它的误差范围或准确度等级。

电子测量第一、二章

若使用量程为15V±2.5级电压表，用同样方法可以求得测量的绝对误差
V 15 (2.5) 0.375V
若表头示值为10V时，则被测电压的真值是在 10V±0.375V的范围内，可见误差的范围小了很多，因此应选用15V的2.5级电压表。
结论：在测量中我们不能片面追求仪表的级别，
例我们测量一个有源或无源网络，它的电压或电流传输函数为，则可以把这个传输函数用分贝表示为 A0 [dB] 20 lg A0 dB 当测量中存在误差，则测得的传输函数偏离A0 [dB] 一个数值 [ dB ] ，即 A[dB] A0 [dB] [dB] （1）
或 [dB] A[dB] A0 [dB] [dB] 叫做分贝误差
特点：
• 测量频率范围宽 10 HZ～10GHZ • 量程广：欧姆表～M，电压表μv～kv -13 -14 • 精确度高：对ƒ和s误差10 ～10 量级，目前测量的最高精确度 • 速度快 • 易于遥测，不间断测量 • 易于利用计算机，通过A/D、D/A与计算机连接，实现智能测量
-5
第三节本课程的任务

x0
由（1）可见，当一个仪表的等级S选定后，测量中绝对误差的最大值与仪器刻度的上限 xm 成正比。因此所选仪表的满刻度值不应比实测量 x大得太多。同样，在式（2）中，总是满足 x0 xm ，可见当仪表等级S选定后，x0 越接近 xm 时，测量中相对误差的最大值越小，测量越准确。因此，我们在选用这类仪表测量时，在一般情况下应使被测量的数值尽可能在仪表满刻度的三分之二以上。
例若要测一个10V左右的电压，手头有两块电压表，其中一块量程为150V，±1.5级，另一块是量程为15V，±2.5级，问选用哪一块表合适？解若使用量程为150V±1.5级电压表，测量产生的绝对误差

第02章电子测量原理与方法

7
2．1 测量用信号源
3.输出特性
（1）输出电平范围表征信号源所能提供的最小和最大输出电平的可调范围。（2）输出电平的频响指在有效频率范围内调节频率时，输出电平的平坦度。（3）输出电平准确度对常用电子仪器，常采用"工作误差"来评价仪器的准确度。工作误差指仪器在额定工作条件下，在任何可能组合的各种使用条件下，仪器总的极限误差。（4）输出阻抗（5）输出信号的频谱纯度一般信号源的非线性失真应小于1%，有些场合要求优于0.1%。
2
2．1 测量用信号源
2．信号发生器的组成
一般测量中的低频信号发生器和高频信号发生器大都是波段式的，其组成方框图如图21所示。这两类振荡器的频率覆盖都不大。由主振级输出的正弦信号经缓冲级（调制级）、输出级后，再经输出电路输出。输出电路的作用是对电压或电平的进行选择及完成输出阻抗变换。 FM
可变电抗器内调制振荡器
AM
输出指示
主振器
调制级
输出级
输出电路
输出
图2-1波段式信号发生器的组成
这类信号发生器，虽然都输出正弦波，但由于频率不同，其结构原理是不同的。主振级决定输出频率，低于视频频段的主振器一般采用RC振荡器，而高频段的主振器都采用LC振荡器。通常，低频和视频正弦信号源产生正弦信号，而高频和超高频信号源，除了有纯正弦波（载波）的输出之外，还有调制波形的输出（AM）。而甚高频信号发生器还可输出调频波（FM）。通常把频率和输出电平能够连续调节、能精确读数、波形参数能预知，并且有良好屏蔽的信号源，称为标准信号发生器。
Px Ux Pw 10 lg (dB )( 式1 ） Pv 20 lg (dB（式 ) 2） Po Uo

实验2 电子束的磁偏转与磁聚焦--实验讲义

1大学物理实验报告姓名：专业班级：学号：指导老师：组别：实验地点：070403 实验日期：实验成绩：实验二电子束的磁偏转与磁聚焦在近代科学技术应用中，带电粒子在电场和磁场中的运动，是许多领域中都经常遇到的一种物理现象。

示波器中用来显示电信号波形的示波管，电视机、摄像机里显示图像的显像管、摄像管都属于电子束线管，虽然它们的型号和结构不完全相同，但都有产生电子束的系统和电子加速系统，为了使电子束在荧光屏上清晰的成像，还要设聚焦、偏转和强度控制系统。

对电子束的聚焦和偏转，可以利用电极形成的静电场实现，也可以用电流形成的恒磁场实现。

前者称为电聚焦和电偏转（上次实验），后者称为磁聚焦和磁偏转（本次实验）。

随着科技的发展，利用静电场或恒磁场使电子束偏转、聚焦的原理和方法还被广泛地用于扫描电子显微镜、回旋加速器、质谱仪等许多仪器设备之中。

【实验目的】1. 学习示波管中电子束的磁偏转及磁聚焦原理，观察电子束在磁场中偏转和聚焦现象，加深对电子束在磁场中运动规律的认识。

2. 测定示波管磁偏转系统的灵敏度。

3. 通过磁聚焦原理测量电子的荷质比。

【实验仪器】DH4521电子束测试仪【实验原理】1. 电子束实验仪的结构原理电子束实验仪的工作原理与示波管相同，它包括抽成真空的玻璃外壳、电子枪、偏转系统与荧光屏四个部分。

（1）电子枪电子枪的详细结构如图1所示。

当加热电流通过灯丝时，阴极K 被加热并发射电子，栅极G 加上相对于阴极为负的电压，调节栅极电压的大小，可以控制阴极发射电子的多少，即控制光点的亮度。

电极G 与2A 联在一起，两者相对于K 有约几百伏到几千伏的正电压。

它产生了一个很强的电场使电子沿电子枪轴线方向加速。

因此电极2A 对K 的电压又称加速电压。

用2U 表示。

而电极1A 对K 的电压1U 则与2U 不同。

由于K 与1A 、1A 与2A 之间电势不相等，因此使电子束在电极筒内的纵向速度和横向速度发生改变，适当地调整1U 和2U 的电压比例，可使电子束聚焦成很细的一束电子流，使打在荧光屏上形成很小的一个光斑。

数电实验讲义 (2)

数字电子技术实验讲义万用表及实验箱使用一、万用表使用重点讲解：1、电压和电阻测量2、“HOLD”数据保持按钮3、自动关闭功能4、用完后关闭电源二、示波器的使用由学生阅读示波器使用手册完成1、校准和选择探头（P）2、观察输入信号并调出稳定波形3、精确测量输入信号的幅度、周期和频率三、实验箱的构成1、电源开关2、电源输出：要求测量数据3、数据开关：可输出高低电平。

要求测量数据。

4、逻辑开关：可输出单次脉冲。

要求测量数据。

5、元件区：介绍集成块引脚识别、判断集成块是否插好。

6、电平指示：7、数码显示8、拨码开关：9、导线：要求判断通断四、使用注意事项1、导线插拨方法2、接线和更改线路一定要关闭电源3、注意观察电源指示灯，如接通电源时指示灯变暗，说明接线有短路，应关闭电源实验课的目的是培养学生的电子电路实验研究能力，培养学生理论联系实际的能力。

使学生能根据实验结果，利用所学理论，通过分析找出内在联系。

从而对电路参数进行调整，使之符合性能要求。

在实验中培养1.正确使用常用电子仪器。

2.3.4.5.6.7.能独立写出严谨的、有理论分析的、实事求是的、文理通顺、字迹端正的实验报为了顺利完成实验任务，确保人身、设备安全，培养严谨、踏实、实事求是的科学作风和爱护国家财产的优秀品质，特制1.1.1 认真阅读实验指导书，分析、掌握实验电路的工作原理，并进行必要的估算。

1.21.31.42.使用仪器、设备前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。

3.实验时接线要认真，相互仔细检查，确信无误才能接通电源。

初学或没有把握时应经指导教师审查同意后才能接通电源。

4.实验时应注意观察，若发现有破坏性异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味)，应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。

找出原因、排除故障并经指导教师同意才能再继续实验。

如果发生事故(例如元件或设备损坏)应主动填写实验事故报告单，服从实验室和指导教师对事故的处理决定(包括经济赔偿)5.6.实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果(数据、波形及其现象)。

电子测量技术实验讲义

三、实验仪器及设备
数字存储示波器直流电源
数字信号发生器二阶低通滤波电路板
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四、实验内容及要求
1.幅度测量由信号发生器输出直流偏移为 1V 的正弦波信号（2Vpp/3kHz），使用数字示波器观察并测量其直流偏移值和电压峰峰值。 2．时间测量使用数字示波器测量信号发生器输出的 1Vpp/1OOkHz 方波的上升沿时间和下降沿时间。 3．相位测量使用数字示波器的 X-Y 方式，对图 4 所示二阶低通滤波电路的输入和输出信号的相位进行测量，输入信号频率为 1kHz，幅度为 200mVp-p 的正弦波。
2
dB 值共同读出，即被测电平值等于这两个读数的代数和。 ③功率电平和电压电平的换算根据功率电平的定义，功率电平在进行表头刻度时，需要预先选定一个
阻抗 Zo（通常取 600Ω），才能定标零电平刻度。我们不应把零刻度基准阻抗 Zo 与电平表的输入阻抗 Zi 混淆，唯有当 Zo=Zi=600Ω时，才能直接从表头读出功率电平（dBm），否则实际读出的是电压电平。若只能读得电压电平，须进行换算，才能得到被测功率电平，换算式如下：
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②在低频段，测量电路的线性工作范围：输入一个频率为 1kHz，幅值可变的正弦信号，使用数字示波器的 X-Y 方式，测量电路在线性工作区域内的 Uomp-p 和 Uimp-p 值；
③观察二阶低通滤波电路的幅频特性：用数字信号发生器常规功能，给电路输入一个频率可变，幅值 Up-p=200mV 的正弦信号，使用数字存储示波器测量电路输出，观测二阶低通滤波电路的幅频特性，找出截止频率 f0。
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储示波器的另一项重要技术指标。根据采样定理，A/D 的转换速率必须高于被测信号最高频率分量的两倍。数字存储示波器对被测信号逐点量化的数据依次存入 RAM 各单元，这就是信号的存储过程。