电子测量教案

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条件下测量,得到的测量数据就会包含误差。另外,由于一些经验公式是近似公式,所以计 算后得到的结果也会包含误差。
4. 人身误差 由于人类个体的差异,如视力、工作习惯等因素引起的误差。
课堂答疑:Page 8: 5 题 作业: Page 8: 3,4 题 预习:有效数字,数字的舍入规则 电子测量仪器简介 小结: 注明: 教师节冲第 2 周第 2 次课
测量仪器和测量方法都是在一定的条件才能保证测量数据的准确度。如果在不满足 条件下测量,得到的测量数据就会包含误差。另外,由于一些经验公式是近似公式,所以计 算后得到的结果也会包含误差。
电子测量仪器的分类 电子测量仪器可以分为通用仪器和专用仪器。 1. 通用仪器
信号发生器 示波器 扫频仪 晶体管测试仪 电子元件测量仪器 逻辑分析仪器 2. 专用仪器 专用仪器是指各个专业领域中测量特殊参量的仪器,如机械领域的超声波探伤;医疗部 门的彩超、频谱治疗仪;电子产品生产线的在线测试仪等。
映准确度,必需使用相对误差。
绝对误差与被测量的真值之比,称为相对误差。
γ
A
=
Δx A
×100%
如果用实际值取代真值,则可得到实际相对误差,用下式表示。
γ
A
=
Δx X
×100%
如果用测量值取代真值,则可得到示值相对误差,用下式表示
γx
=
Δx Xm
×100%
实际中常用绝对误差与满刻度值之比来表示相对误差,称为满度相对误差。
2、 本课程的考核方法与考试题型: 考核方法:平时成绩:作业成绩 20%、出勤 10%、实训占 30%、期末考试成绩占 40%。
综合考核成绩=平时成绩*0.6+期末考试成绩*0.4。考试题型:选择题 填空题 简答题 判 断题 作图题 计算题 分析题。
3、 学习方法指导 4、 问:什么是电子测量?你身边有什么电子测量?(脑袋风暴法) 5、 电子测量的特点: 1)测量频率范围宽。其测量频率可以从直流到交流 10HZ。 2)量程范围广。量程是什么?是在测量范围内上限值与下限值的差值。例如:一台电压 表的测量上限为 100V,下限值为 0.5V,则该电压表的量程为 99.5V。由于被测量的数值相 差很大,所以要求测量仪器的量程越宽越好。 3)精确度高。精确度即精密度和准确度的总称。精密度反映测量结果的离散程度;准确 度反映测量结果偏离真值的程度。 4)测量速度快。电子测量是通过电子的运动和电磁波传播进行工作的,其速度可以用“瞬 间”来形容,是其它速度无法比拟的。 5)易于实现遥测。电信号可以通过电磁波的方式传播,借助于各种类型的传感器,电子 测量可以实现遥测、遥控。例如,人造卫星的发射,地面控制中心可以对卫星的运行状态、 运行轨道等进行控制;卫星也可以把测量数据传送给地面中心。 6)易于实现自动化。由于微机的普及,各种电子测量可以借助于微机的强大数据处理能 力,使测量速度大大提高,同时,微机还具有“人工智能”,使电子测量过程实现自动化, 也可以自动控制被测量。
第 3周
引入新课: 有效数字
测量结果有时用有效数字来表示。有效数字的末位是估计出来的,为欠准数字,含有误 差。误差大小为欠准数字单位的一半。如 2.56mA,误差为±0.005mA;2.560mA,误差为± 0.0005mA。 (1)“0”的意义。从左算起,第一个非 0 数字前面的“0”不算有效数字;而后面的“0”是有效 数字。例如 0.25 表示两位有效数字,0.05 表示 1 位有效数字,0.30 则表示两位有效数字。 (2)有单位的数字要注意书写方法。如 1000mV 可以写成 1.000V,表示它有 4 位有效数字, 如果缩写成 1V 则变成 1 位有效数字。 (3)有效数字位数与误差的关系。在书写带有绝对误差的数字时,有效数字的末位应和绝 对误差取齐,例如 0.26±0.01,5.23±0.05。带有单位的有效数字也要和绝对误差取齐,例 如 6500kHz±1kHz,或者写成 6.500MHz±1kHz,但不能写成 6.5MHz±1kHz,也不能写成 6500kHz±1000Hz。
第二节课:
3
6、 电子测量的内容: (1)电能量,如电压、电流、电功率等。 (2)电路元器件参数,如电阻、电感、电容、阻抗等参数、晶体管参数以及集成
电路参数的测量。 (3)电信号的特征,如信号的波形和失真度、频率、周期、相位差、脉冲参数以
及信号调制参数等。 (4)电路参数,如衰减、增益、通频带(频带宽度)、灵敏度等。 (5)特性曲线,如频率特性曲线、器件特性等。
8
课时序号
7,8
授课日期
2009 年 9 月 17 日 第 3 周
课 题 万用表的使用和交流电压的表征
教学目的 介绍万用表的使用和交流电压的表征
教学重点 万用表的使用和交流电压的表征
教学方法 案例讲授
教学内容 及步骤
第一节课: 观看视频材料:万用表的使用 引入新课: 电压测量的重要性和特点 1. 电压测量的重要性 电压测量是电子测量与非电量测量的基础。 许多电量的测量可以转化为电压的测量,如表征电信号能量的三个基本参数(电压、电流、 功率)。其中,电流、功率可转换为电压再进行测量。电路工作状态,如饱和与截止、线性 度、失真度均是电压的派生量。 非电量测量中,将非电量转化为电压信号,再进行测量。如温度、压力、振动、(加)速度 等。 2、电压测量的特点 频率范围宽。最低为零(直流),最高可达 109Hz。 测量范围广。微弱信号、超高压信号。 适应多样化的电压波形。电压信号波形是被测量信息的具体反映,有各种波形。如纯正弦波、 失真的正弦波、方波、三角波、梯形波、随机噪声等。 阻抗匹配。在多级系统中,输出级阻抗对下一输入级有影响。 测量精度要求高。目前可达 10-4,精度与速度存在矛盾,应根据需要而定。 抗干扰性能要求高。工业现场测试中,存在较大的干扰,所以抗干扰性能好坏非常重要。 3. 电压测量仪器 常见的测量电压的仪器是电压表和示波器。电压表可分为模拟和数字两大类。 第二节课: 交流电压的表征
第二节课: 测量误差的来源
1. 仪器设备误差 仪器本身及其附件造成的误差,包括仪器的零点漂移、刻度不准确以及非线性等。
2. 影响误差 由于环境因素造成的误差,如温度、湿度、压力、振动、电磁场干扰、电源电压波
动等。 3. 方法误差 测量仪器和测量方法都是在一定的条件才能保证测量数据的准确度。如果在不满足
教学内容 及步骤
第一节课: 课前提问: 1、 什么是测量?你身边有什么测量?(脑袋风暴法) 2、 观看“科学世界-面包与测量”影片。 引入新课:
1、 本课程的学习目标:通过本课程的学习,能使学生掌握常用的电子测量原理和方 法,常用的典型电子测量仪器的性能和使用,电子测量中误差分析和处理的方法, 培养学生掌握现代化的分析、测量方法,使之具有电子测量方面的基础知识和应 用能力,并培养学生分析与解决实际问题的能力,为深入学习后续课程和从事实 际工作打下一定的基础。
u(t)
Vo
V P+
V m+
0
V P-
ห้องสมุดไป่ตู้
V m-
t
峰值 VP 周期性的交流电压 u(t),在一个周期内所出现的最大瞬时值,称为该交流电压的峰
值,以 VP 表示。峰值有正峰值(VP+)和负峰值(VP-)之分,其几何意义如图所示。 峰值是从参考零电平开始计算的,有正峰值 VP+和负峰值 VP-之分。正峰值与负峰值
课 题 测量误差
教学目的 测量误差的表示方法,测量误差的来源,测量误差的分类
教学重点 测量误差的来源,测量误差的分类
教学方法 案例讲授
教学内容 及步骤
第一节课:
课前提问: 什么是精确度高?举例说明精密度和准确度的含义? 量程是什么?举例说明含义?
引入新课: 测量误差的表示方法 1. 绝对误差
测量值与其真值的差值,称为绝对误差,用下面公式表示。
(3)组合测量。被测量与多个未知量有关,要得到被测量,需要使用直接测 量和间接测量,最后通过运算才能得到被测量的测量方法。
2. 按被测量性质分类 (1)时域测量。时域测量是指被测量是时间的函数,随时间变化而变化,如
温度、随时间变化的电流等。 (2)频域测量。频域测量是指被测量随频率变化而变化,如放大器的频率特
测量数据进行舍入,简化数据,方便计算。但是,采用舍入原则时必需以满足误差的要求为 前提。当保留 n 位有效数字时,舍入的原则为:
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(1)若第 n 位后面的数字大于 5,则第 n 位数字加 1,第 n 位后面的数字全部舍去。 (2)若第 n 位后面的数字小于 5,则第 n 位后面的数字全部舍去。 (3)若第 n 位后面的数字等于 5,则第 n 位的数字为偶数或零时全部舍去,第 n 位 的数字为奇数时,则第 n 位数字加 1,第位后面的数字全部舍去。 2. 近似运算法则 (1)近似值相加减时,要把小数位数较多的数进行取舍,使其比小数位数最少的数 多一位小数;计算结果保留小数位数要与原小数位数最少的相同。 (2)近似值相乘除时,各因子保留的位数应比最少的多一位,运算结果的位数应与 原位数最少者相同,与小数点位置无关。 (3)乘方、开方或对数运算时,计算结果的位数与原位数相同
电子测量仪器讲义
2009 年秋
佳.玲可儿
1
教材:《电子测量仪器》机械工业出版社
08 年 6 月版 刘伟 主编
2
课时序号
1,2
授课日期
09 年 9 月 3 日 第 1 周
课 题 电子测量的内容、特点和基本方法
教学目的 了解电子测量的内容、特点和基本方法
教学重点 电子测量的特点和基本方法
教学方法 案例讲授
问:一块 0.5 级 100Vdc 表测量电压,度数为 86.23V,试确定有效数字的位数? 该表的绝对误差=±0.5×100=±0.5 被测量的实际值在 85.73~86.73V 之间,所以有效数字的位数为 86.2
第二节课: 数字的舍入规则
1. 数字的舍入原则 由于数据的长度(位数)会影响计算的难度,所以在对测量数据进行运算前,要对
γm
=
Δxmax X mm
×100%
测量仪器使用最大满度相对误差γmm 乘以 100 来表示仪器的准确度,电工仪表按这种定义,
共分为 0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0 七个等级。
5
经验之谈:测量时要注意选择量程,尽量使仪表的指示在满度值的 2/3 以上区域,这样测量 的结果准确。
应该加强学生实际的动手能力的培养
6
课时序号
5,6
授课日期
2009 年 9 月 14 日
课 题 测量结果的数据处理
教学目的 介绍有效数字,数字的舍入规则 电子测量仪器简介
教学重点 有效数字
教学方法 案例讲授
教学内容 及步骤
第一节课:
课前提问: 1、 什么是绝对误差和相对误差?用身边实例说明?(脑袋风暴法) 2、 测量误差的来源有几种?用身边实例说明?(脑袋风暴法) 3、 测量误差的分类有几种?用身边实例说明?(脑袋风暴法)
性等。 作业: P8: 1,2 预习:测量误差的表示方法,测量误差的来源,测量误差的分类 小结:
学生没有学过《电工基础》、《模拟电子线路》、《数字电子线路》等课程,对本课程的学 习到来了灾难。必须改变方法,只教授仪器的使用,仪器原理方面删除。
4
课时序号
3,4
授课日期
2009 年 9 月 7 日 第 2 周
Δx = X − A
真值是一个客观存在,但又无法得到的理想数值(如果能测得真值讨论误差就没有意 义),所以实际应用中通常用实际测量值来代替真值。这个测量值可不是一般的测量值,而 是在满足一定误差要求前提下,用更高一级的标准仪器测量所得到的数值。
2. 相对误差
绝对误差只能说明测量结果偏离实际值的程度,但不能确切反映测量的准确度。要想反
7、 电子测量的基本方法: 1. 按测量手段分类 (1)直接测量。利用电子仪器直接获得被测量的方法,如使用电压表测量电
压,用万用表测量电阻等。 (2)间接测量。通过直接测量几个参数,然后利用函数关系式运算出来被测
量,这种测量方法称为间接测量。例如,要测量某电阻上消耗的功率,需要先测量 出电阻两端的电压和通过电阻的电流,再通过关系式算出功率。
本章小结 测量是人们认识世界和改造世界的手段,尤其是以电子仪器的测量技术最为完善。在测
量中涉及到测量方法、误差的概念及数据的处理。在电子测量测量技术中的工具就是电子仪 器,了解和掌握常用电子仪器的功能和使用是以后要学习的重点内容
课堂答疑:Page 8: 7 题
作业: Page 8: 6 题 预习:万用表的使用和交流电压的表征 小结: 应该加强学生实际的动手能力的培养
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