电子测量原理实验指导书文档
实验指导书_电子测量
《电子测量》实验指导书电子工程实验室编写适用专业：电子信息工程电子信息科学与技术江苏科技大学电子信息学院2015年3 月前言《电子测量》是一门理论与实践并重的课程。
它主要介绍电学中常见物理量（如电压、电流、电阻、电感、频谱、频率特性等）的测量方法、测量时使用的测量仪器以及基本的测量误差理论。
学生通过本课程的学习，应该在理解原理的基础上，掌握各物理量的测量方法，会使用相关的测量仪器。
《电子测量》课程实验开设目的：首先是加深理解在课堂上获得的理论知识，将理论知识形象化；同时学习仪器设备的实际操作，加强动手能力，积累实践经验；另外通过一些综合性实验达到对已学过的其它课程知识融会贯通的效果。
《电子测量》课程开设的实验如下：实验一示波器的使用及技术测试（综合）：对学生的训练有以下几个方面。
首先，学生在先前的实验课中已经使用过示波器，在本课程中学习了示波器的原理，可以更好的操作仪器。
其次，建立校正测量仪器的概念，学习简单的校正方法。
再次，通过对集成电路（移位寄存器）波形的观测，学习理解该集成块的原理和使用，并加深理解外同步的原理。
实验二电压表波形响应和频率响应的研究（综合）：主要加深学生对三种电压表原理的理解，从而熟悉不同类型的电压表在测量不同波形的信号时的读数特点。
其次，通过对电表通频带的测量，加强学生对电表测量频率范围的概念。
实验三 Q表的应用（验证）：本实验的内容是谐振法测电感、电容。
学生通过实验理解谐振法测量原理，学习Q表的原理和使用方法。
实验四扫频仪的使用（综合）：本实验的内容是用扫频仪测量陶瓷滤波器的频率特性。
通过实验学生应能加深对系统频率特性的理解；掌握扫频仪的原理，学会扫频仪的使用；另外还应了解陶瓷滤波器的性能。
实验五 LABVIEW环境熟悉（验证）：本实验的内容是验证性实验，从学习使用LabVIEW入手，使学生对虚拟仪器和图形开发环境有初步的了解。
实验六典型虚拟仪器设计（综合）：本实验的内容是自己开发简单的虚拟仪器，可进一步加深对广泛应用于仿真、数据采集、仪器控制、测量分析和数据显示等嵌入式应用系统的图形开发环境LabVIEW 的认识，即软件就是仪器。
电子测量技术实验指导书.doc
电子测量技术实验指导书第一部分绪论本指导书是根据《电子测量技术》课程实验教学大纲编写的，适用于电子信息工程专业。
一、本课程实验的作用与任务电子测量技术实验是电子测量技术课程的重要环节，对更好地学习电子测量技术课程有很大的帮助。
通过实验，使学生具有初步分析、处理电子测量技术实验中出现的各种问题的能力，并且锻炼学生独立完成电子技术实验的能力，从而使学生具备初步的工程实践能力。
二、本课程实验的基础知识本课程实验需要掌握电子测量的内容和特点，误差的概念、来源以及分类，测量数据的处理方法，信号发生器的性能指标，电子示波器的性能，电子计数法测量频率、电子计数法测量周期以及电子计数法测量时间间隔的原理，相位差测量、电压测量以及阻抗测量的原理等基础知识。
三、本课程实验教学项目及其教学要求序 号 实验项目名称学 时教学目标、要求1 电阻、电压等精度测量2 掌握电阻电压的测量方法及其误差分析方法，掌握数字万用表、示波器的正确使用方法。
2 函数信号有效值测量2 掌握函数信号发生器、示波器、DVM 的使用方法；理解不同检波方式表头测量不同波形时的换算关系。
3频率测量实验2掌握EE16XX 系列函数发生器、频率计的使用方法，理解频率测量中的闸门概念。
4波形信号参数测量 2 掌握波形参数：峰峰值、平均值、脉冲上升时间等参数的测量方法，掌握示波器、函数信号发生器的使用方法；理解不同波形相应参数的不同含义。
合 计8第二部分基本实验指导实验一电阻、电压等精度测量一、实验目的掌握电阻电压的测量方法及其误差分析方法，掌握数字万用表、示波器的正确使用方法。
二、实验原理（1）示波器通用电子示波器的工作原理，它是一种对电压敏感的电子仪器。
应该说，在示波器荧光屏上进行的所有测量，都归结为对电压的测量。
不言而喻，电子示波器则就是测量电压的显示仪器。
用电子示波器测量电压，其原理就是基于被测量的未知电压使电子束产生正比的偏转。
当只测量电压数值大小的时候，可以在X 轴上不加入扫描信号。
电子测量实验指导书
指导书%%%大学信息工程学院2012.09实验一直流稳压电源的输出指示准确度和纹波系数的测量一实验目的1掌握万用表和直流稳压电源的使用方法；2掌握直流稳压电源输出指示准确度和纹波系数的测量方法。
二实验仪器YB1719型直流稳压电源一台；TDS 1002型数字示波器一台；万用表一个。
三预习要求详细阅读有关万用表和直流稳压电源的使用方法及注意事项。
四实验内容和步骤1直流稳压电源的输出指示准确度的测量1)测量原理输出指示准确度是直流稳压电源的一个技术指标，一般用百分数表示。
万用表的读数即测量值 U 1 ，直流稳压电源的输出刻度指示值为 U 2 ，则输出指示准确度A 如下：U 2 U1 A 2 1 100% U12)实验步骤a 将直流稳压电源的输出电压调节旋钮逆时针调节到较小位置，万用表的量程也置于适当的档位；b 接通万用表及直流稳压电源的电源开关，调节万用表为适当量程，从小到大调节稳压电源的输出电压调节旋钮，即调节稳压电源输出电压，分别读取电源电压指示值 U2 和万用表的读数 U 1 ，并计入表1-1；c 按公式计算每次测量的指示准确度 A U ，最后计算 A U 的平均值；d 按上述步骤，测试电流输出指示值 I 2 ，万用表读数 I 1 ，并计算电流输出指示准确度 A I 及其平均值，完成表1-2。
表1-1 电压输出指示准确度的测量表1-2 电流输出指示准确度的测量2直流稳压电源纹波系数的测量1)测量原理纹波系数是反映直流稳压电源输出中交流成分大小的物理量，纹波系数定义为：U 2 U1其中，U 2表示直流稳压电源输出纹波电压的峰- 峰值，U 1为直流稳压电源输出电压的最大额定值。
纹波系数越小，说明直流稳压电源直流输出的特性越好。
2)实验步骤a 将直流稳压电源的输出电压调节旋钮逆时针旋转调节到较小位置；b 打开直流稳压电源和示波器的电源开关，示波器的耦合方式置为“交流耦合”方式；c 将直流稳压电源的正极和负极分别与示波器的探头和地端相接触，调节稳压电源的输出电压为最大额定值，调节示波器使稳压电源的输出纹波能比较清晰地显示在屏幕中间，观察纹波波形并记录其波形和峰- 峰值，计入表1-3 ；d 按公式计算纹波系数。
《电子测量与检测》实验指导书14页word
《电子测量与检测》实验指导书一、电子测量与检测实验须知电子测量与检测实验的目的是使学生了解一些电气设备和各种非电量电测传感元件，理解一定的非电量电测技术，学会使用常用的测量仪器仪表，掌握基本的非电量电测方法。
要求学生通过实际操作，培养独立思考、独立分析和独立实验的能力。
为使实验正确、顺利地进行，并保证实验设备、仪器仪表和人身的安全，在做检测与转换技术实验时，需知以下内容。
1．实验预习实验前，学生必须进行认真预习，掌握每次实验的目的、内容、线路、实验设备和仪器仪表、测量和记录项目等，做到心中有数，减少实验盲目性，提高实验效率。
2．电源（1）实验桌上通常设有单相（或三相）交流电源开关和直流电源开关，由实验室统一供电，实验前应弄清各输出端点间的电压数值。
（2）实验桌（或仪器）上配有直流稳压电源，在接入线路之前应调节好输出电压数值，使之符合实验线路要求。
特别是在实验线路中，严禁将超过规定电压数值的电源接入线路运行。
（3）在进行实验线路的接线、改线或拆线之前，必须断开电源开关，严禁带电操作，避免在接线或拆线过程中，造成电源设备或部分实验线路短路而损坏设备或实验线路元器件。
3．实验线路（1）认真熟悉实验线路原理图，能识图并能按图接好实验线路。
（2）实验线路接线要准确、可靠和有条理，接线柱要拧紧，插头与线路中的插孔的结合要插准插紧，以免接触不良引起部分线路断开。
（3）线路中不要接活动裸接头，线头过长的铜丝应剪去，以免因操作不慎或偶然原因而触电，或使线路造成意想不到的后果。
（4）线路接好后，应先由同组同学相互检查，然后请实验指导教师检查同意后，才能接通电源开关，进行实验。
4．仪器仪表（1）认真掌握每次实验所用仪器仪表的使用方法、放置方式（水平或垂直），并要清楚仪表的型号规格和精度等级等。
（2）仪器仪表与实验线路板（或设备）的位置应合理布置，以方便实验操作和测量。
（3）仪器仪表上的旋钮有起止位置，旋转时用力要适度，到头时严禁强制用力旋转，以免损坏旋钮内部的轴及其连接部分，影响实验进行。
电子测量实验指导
电子测量技术实验指导书孟繁繁江西蓝天学院电子信息工程系第一章基本电参量的测量一、实验目的1.掌握常用电子测量仪器的使用方法；2.掌握电压电流等基本电参量的不同测量方法。
二、实验仪器设备双踪示波器；信号发生器；直流稳压电源；标准电阻。
三、实验原理1、概述示波器能把非常抽象的，眼睛看不到的电过程，变换成具体的看得见的图像。
因此，使用示波器测量电压和电流时，可在显示被测电压或电流幅值的同时，还可显示波形、频率、相位。
这是其它电压测量仪表，如电压表等无法做到的。
一般电压表的读数与被测电压波形有关，而用示波器测量时，其精度可不受被测电压和电流波形形状的影响。
另外，示波器的响应速度极快，也没有指针式仪表所具有的惯性。
但是，示波器作定量测试时，测试值是以屏面上波形幅值所占的垂直刻度值乘Y 轴偏转灵敏度得出的，而屏面上波形幅值所占的垂直刻度值将受到光迹宽度、视差及示波器固有误差和工作误差等因素的影响，往往不易精确读出测试值，这就决定了示波器的测试精度不可能太高。
2、示波器与被测信号的连接要获得正确的测量结果，示波器与被测信号的正确连接十分重要。
选择连接形式时，应考虑以下几个因素：1、被测信号输出端的等效输出阻抗；2、被测信号的频率与幅度；3、外部噪声大小；4、测试点的距离。
㈠被测信号频率较低时的连接测量低频信号时，可采用探头。
如果信号幅度较小，用10：1 探头灵敏度太低时，可直接用屏蔽线连接示波器Y 轴输入端与测试点。
㈡被测信号频率较高时的连接测量高信号时，用探头要比用屏蔽线或普通电缆失真小，精度高，但测试距离受探头电缆长度的限制，灵敏度因探头的衰减比而有所下降。
一般高频测量时，可采用同轴电缆，当同轴电缆特性阻抗与被测信号源输出阻抗及示波器输出阻抗相匹配时，可保证高频信号不失真。
应特别注意，对输出阻抗高的信号源作远距离测量时，最好采用分压器或射极跟随器等电路，将输出阻抗降低到与连接电缆特性阻抗相等的值，再经连接电缆引至示波器进行测量。
电子测量实验指导书
电子测量实验主编：倪树范李健明物理与电子信息工程系目录实验一频率的测量 (1)实验二示波测量的研究 (6)实验三模拟式电子电压表测量交流电压研究 (11)实验四频率特性的扫频测量 (16)实验五示波测量技术研究（综合实验） (20)─温度监测及控制电路─ (20)实验一频率的测量一、实验目的1．理解多种频率测量方法的原理。
2．掌握多种频率测量的方法。
二、实验原理频率是表征电磁振荡特性的基本参数，频率的测量是电子测量的基本任务之一。
目前，广泛采用的频率测量方法主要有：示波器测量法，计数器（频率计）测量法，拍频和差频测量法。
1、示波器法测量频率（1）信号周期测量法示波器的“X轴扫描”开关具有时间标度t/div,表示荧光屏上水平方向每一格长度对应的时间。
因而，测量荧光屏上一个信号周期对应的水平刻度数，乘以时间标度得到信号周期，其倒数即为信号频率。
如果测量多个信号周期的时间求平均，可提高测量精度。
（2）李萨育图形法接入示波器的Y轴输入端，将频示波器置于X-Y工作方式。
将被测信号fx率可调的已知信号f接于示波器的X轴输入端，荧光屏上将呈现李沙育图形。
c如果Y轴输入端和X轴输入端的信号频率相同，则李沙图形呈现为一个圆或者椭圆。
如果Y轴输入端和X轴输入端的信号频率不相同，李沙育图形会是一个较复杂的图形。
但是，如果接入Y轴输入端和X轴输入端的信号频图1—1 不同频率的李沙育图形率之间为一个特定的关系（例如比值较小的倍数关系或分数关系），则可以得用这个图形求出被测频率。
不同频率但有一定倍数关系的李沙育图形参见图1-1. 李沙育图形法测量信号频率可用切点法（或截点法）求得。
缓慢在地调整已知频率f c ，当两个信号频率成2倍或者1/2关系时，荧光屏上显示出稳定的李萨育图形，参见图1-2。
在图形的水平和竖直方向各做一条与图形相切的直线，如果水平方向的切点数为M ，垂直方向的切点数为N ，同样由NMf f c x =即可求得被测频率x f 。
电子测量实验指导书
0.113
0.226
0.554
1.1
2.2
测量值（cm）
计算值（周期）（mS）
计算值（频率）（KHz）
误差
五 实验报告及总结
1.根据实验测量的结果，分别分析测试误差，并填入表中；
2.分析误差产生的原因；
3.此次实验的结果的置信度如何？并说明实验的目的是什么？
一、实验目的
1.熟悉数字存储示波器的工作原理；
示波器能把非常抽象的，眼睛看不到的电过程，变换成具体的看得见的图像。因此，使用示波器测量电压和电流时，可在显示被测电压或电流幅值的同时，还可显示波形、频率、相位。这是其它电压测量仪表，如电压表等无法做到的。一般电压表的读数与被测电压波形有关，而用示波器测量时，其精度可不受被测电压和电流波形形状的影响。另外，示波器的响应速度极快，也没有指针式仪表所具有的惯性。但是，示波器作定量测试时，测试值是以屏面上波形幅值所占的垂直刻度值乘Y 轴偏转灵敏度得出的，而屏面上波形幅值所占的垂直刻度值将受到光迹宽度、视差及示波器固有误差和工作误差等因素的影响，往往不易精确读出测试值，这就决定了示波器的测试精度不可能太高。
图2.1 用示波器进行周期测量 图2.2 用示波器进行幅度峰峰值测量
周期的波形测量：周期T=△T格*扫描档位ms/格；如果△T包含3格完整周期，周期T=（△T格*扫描档位ms/格）/3，可以减少视在误差。
幅度测量（峰峰值）：Vpp=B格*Y轴档位mV/格
表1
输入正弦波
示波器测周期T
示波器测Vpp
万用表测有效值
实测电压值（计算值V）
误差
4．重复上述步骤，测量Y2的偏转灵敏度；并将测量结果填入表2中。
表2 Y2偏转灵敏度的测定（用万用表直流电压档测直流电压设定2V）
《电子测量技术》实验指导书(正文)
数字式峰值检测器围绕ADC而构成，这时ADC将以可能的最高采样速率连续对信号进行采样，然后将峰值存储在一个专门的存储器中，当要显示采样点的值时，存储的峰值就作为该时刻的采样值来使用。数字式峰值检测器的优点是其速度和数字化过程的速度一样快，本书中用作示例的示波器PM3394A就能够在很低的时基速率设置下，如1秒/格，以正确的幅度采集到窄至5ns的毛刺。
7.显示系统
信号源保持不变，按下按键DISPLAY，选择类型键，切换矢量/点,观察波形并将两种波形绘制下来。通过调节对比度+、-按钮，使波形在面板上清晰显示。按下“下一页”按钮，自行调节格式、屏幕、网格按钮，观察面板波形变化（最终设置在YT格式，蓝底黑屏、网格布满状态）。
平均值检测则是示波器采集几个波形，将他们平均，然后显示最终波形。此模式可减少所显示信号中的随机或无关噪音。
三、实验设备
1．数字存储示波器ADS7062C一台
2．函数信号发生器SP1642B一台
3．连接导线若干
四、实验步骤
1．自校正按下示波器电源开关按钮，将所有探头或导线与输入连接器断开。然后按“UTILITY”按钮，选择“自校正”，此时屏幕会显示自校正菜单。示波器进入自校正状态。
实验一模拟示波器的使用
一实验目的
1．熟悉YB43020B模拟示波器的工作原理；
2．掌握YB43020B模拟示波器调节旋钮的使用；
3．初步掌握用示波器Y轴及轴X偏转灵敏度的测定。
二实验原理
我们可以把示波器简单地看成是具有图形显示的电压表。
电子测量实验指导书
实验一 电子测量数误差处理实验实验目的： 1.学习、掌握伏安法测电阻的原理和方法 2.学习分析系统误差及其修正方法 3.掌握平衡电桥的原理（零示法） 实验仪器：万用表，电阻，实验箱，导线若干 实验原理： 一、伏安法伏安法测电阻原理是欧姆定律IR U =。
根据欧姆定律的变形公式IUR =可知，要测某一电阻x R 的阻值，只要用电压表测出x R 两端的电压，用电流表测出通过x R 的电流，代入公式即可计算出电阻x R 的阻值。
图1 电路图电流表外接法：在图2的外接法中，考虑电表内阻的存在，则电压表的测量值U 为R 两端的电压，电流表的测量值为干路电流，即流过待测电阻的电流与流过电压表的电流之和，此时测得的电阻为R 与v R 的并联总电阻，即：RR RR I U v v+⨯＝＝测R ＜R （电阻的真实值） 此时给测量带来的系统误差方根来源于v R 的分流作用，系统的相对误差为：100%RR 11100%RR v ⨯⨯=＋＝－测R E （1）电流表内接法：在图3内接法中，电流表的测量值为流过待测电阻和电流表的电流，电压表的测量值为待测电阻两端的电压与电流表两端的电压之和，即：R R IUA ＋＝＝测R ＞R （电阻的真实值）此时给测量带来的系统误差主要来源于A R 的分压作用，其相对误差为：图2 外接法图3 内接法100%RR RR R E A⨯＝－＝测 （2） 综上所述，当采用电流表内接法时，测量值大于真实值；当采用电流表外接法时，测量值小于真实值。
从（1）式可知，只有当V R 》R 时，才有→E 0，进而有R ＝测R ，否则电表接入误差就不可忽略。
同样，从（2）式也可以得到，只有当A R 《R 时，才有→E 0，进而R ＝测R 。
二如图所示，惠斯通电桥由四个电阻和检流计组成，R N 为精密电阻，R x 为待测电阻。
接通电路后，调节R 1、R 2和R N ，使检流计中电流为零，电桥达到平衡。
易推得电桥平衡条件： Rx=R1/R2 *Rn通常称四个电阻为电桥的“臂”，接有检流计的对角线成为“桥”：R1/R2称为比率或比率臂；R N 为标准电阻，称为比较臂；待测电阻R x 称为测量臂。
电子测量实验指导书
电子测试技术实验指导书刘艳妮李精华陈锡华桂林航专电子工程系二00八年十二月目录实验一交流毫伏表电压测量 (1)实验二检测电子测量设备的频率特性 (4)实验三测量电子元件参数 (6)实验四示波器测量频率 (8)实验五示波器测量晶体管的输出特性曲线 (11)实验六测量有源网络的特性 (14)1实验一 交流毫伏表电压测量一、实验目的1. 学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器、直流稳压电源、交流毫伏表等的主要技术指标、性能参数及其使用方法；2. 初步掌握利用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法；3. 掌握交流电压的测量方法和测量原理；4. 掌握交流毫伏表的检波类型。
二、实验原理交流电压的测量主要是通过交—直流转换器将被测的交流电压转换为与之成比例的直流电压后，再进行直流电压的测量。
用模拟电路的技术和方法测量交流电压，最常用的转换器有峰值检波器、平均值检波器和有效值—直流变换电路，采用峰值检波器的电压表称为峰值电压表，采用平均值检波器的电压表称为平均值电压表，有效值电压表采用的是有效值—直流变换电路。
平均值电压表的读数与被测电压的平均值成正比。
但电压表度盘是以正弦波的有效值定度的，就是说一个有效值为U 的正弦电压加到平均值电压表上时指示值为U 而不是平均值-U 。
如果被测信号是非正弦波，则必须进行“波形换算”，由示值U a 通过计算可得被测信号的平均值a aU U U 9.011.1==再根据被测信号的波形系数K F 得到被测电压的有效值U xrmsa F U K 9.0U xrms = 显然，如果被测信号是非正弦波时，直接将电压表的示值作为被测电压的有效值，必将带来较大的误差，通常称为“波形误差”或“示值误差”。
波形误差用相对误差来表示，其计算公式为%100)9.01(%1009.0⨯-=⨯-=F aaF a K U U K U γ所以在使用交流电压表测量交流电压时应注意电压表的检波类型。
电子测量原理实验--数字示波器的应用与信号测量
《电子测量原理》实验指导实验项目一数字示波器的应用与信号测量一、实验目的1．了解数字存储示波器的工作原理。
2．学会正确使用数字示波器测量各种电参数的方法。
二、实验原理电子示波器是应用最广泛的电子测量仪器，其用途是时域测量。
电子示波器是利用随电信号的变化而偏转的电子束不断轰击荧光屏而显示波形的。
如果在示波管的X偏转板（水平偏转板）上加一随时间作线性变化的时基信号，在Y偏转板（垂直偏转板）加上要观测的电信号，示波器的荧光屏上便能显示出所要观测的电信号的时间波形。
数字存储示波器与通用模拟示波器不同的是，在其内部采用A/D变换器把被测的输入模拟波形进行取样、量化和编码，转换成数字信号“1”、“0”码，然后存储在半导体存储器RAM中，这个过程称为存储器的“写过程”；然后在需要时，将RAM中的存储内容调出，通过相应的D/A变换器，再恢复为模拟量显示在示波器的屏幕上，这个过程称为存储器的“读过程”。
三、实验仪器及设备双踪数字示波器、信号发生器等。
四、实验内容及步骤4．1 数字示波器的认识与简单使用步骤 1. 使用数字示波器测量信号之前，必须进行校正。
探极线接好之后，设定输入探头衰减系数为×10，然后将探头上的开关设定为×10。
将探头端部与探头补偿器的信号输出连接器相连，基准导线夹与探头补偿器的地线连接器相连，打开通道1或2，然后按AUTO键。
检查所显示波形形状。
补偿正确时，测量结果才准确。
补偿过度补偿正确补偿不足图1. 示波器探头补偿波形图步骤2. 用信号发生器产生任意方波或正弦波信号，熟悉示波器上一些常用按钮的功能。
适当调节垂直、水平档位，观察波形变化。
4．2 正弦信号峰峰值和频率的自动测量步骤1.用信号发生器产生一个固定频率和幅值的正弦波，然后接到示波器的输入端CH1，适当调节各个按钮，在示波器的中心位置处得到一个稳定的正弦波。
步骤2. 测量峰峰值。
按下MEASURE按钮以显示自动测量菜单。
电子测量实验指导书
目录实验一电子测量基本知识 (1)实验二模拟万用表与数字万用表的使用 (7)实验三稳压电源的原理及使用 (15)实验四频率测量实验 (25)实验五示波器性能的研究与测量 (32)实验六扫频仪的作用 (41)实验七电压测量研究 (46)实验一电子测量基本知识一、使用电子测量仪器的一般注意事项电子测量仪器的类型很多。
各种不同的使用特点。
但下列若干注意事项，对一般的实验用仪器是具有普遍指导意义的。
掌握这些知识，可以减少测量误差，防止损坏仪器或被测电路，也可防止发上人身事故。
使用前应阅读技术说明书或有关仪器使用方法的资料，即使对实验经验丰富的人，当使用不熟悉的仪器时，也应做到这一点，切记盲目乱用，如使用中发现有异常现象，应即使报告实验室管理人员并记载于仪器履历卡中。
对精密仪器的实验，一般要求实验室提供所用仪器经周期鉴定后的修正值。
接通电源前，应先检查仪器的量程、功能、频段、衰减、增益、时基、极性等旋钮及开关，看是否有松脱及滑位、错位等现象，发现时应及时修复，然后把上述各旋钮置于所需位置。
当时被测对象不太了解时，一般情况下应将仪器的“增益”、“输出”、“灵敏度”、“调制”等旋钮置于最小部位，将“衰减”、“量程”等旋钮置于最高位。
要注意被测电路中是否喊有直流高压以及该直流高压是否超出了仪器的耐压能力。
必要时应加隔直电容。
有时，被测电路的直流成分会影响测量结果，这在选择及使用仪器时要特别小心。
1、接通电源前，应仔细检查实验装置的各连接线是否有接错和短路现象。
要特别注意地线的连接。
测量时，要先接地线在接高电位端。
测量完毕，要先去掉高电位端再去条地线。
2、注意仪器的预热，电子测量仪器都必须经过足够的预热时间，工作性能才能稳定。
在一般精度要求不高的电子测量实验中，通常预热10-30分钟已能满足要求。
3、不少电子测量仪器需要在使用前调零，调零的基本原则是：当无任何信号（包括被测的和外界干扰的）输入时，应调节仪器的读数刚好指零或某规定值。
《电子测量技术基础》实验指导书加共25页word资料
《电子测量技术基础》实验指导书电子信息工程系2010-12-22目录实验一电压表的使用及交流电压的测量 (1)实验二通用计数器的实验 (4)实验三示波器测试技术与示波器的使用 (11)实验一电压表的使用及交流电压的测量一、实验目的1、掌握低频电压的测量原理及测量方法2、掌握高频电压的测量原理及测量方法二、实验仪器1、F05A型数字合成函数信号发生器2、DF2170D型交流毫伏表3、AS2271A型超高频毫伏表三、实验原理1、用交流毫伏表（均值电压表）测量低频电压均值电压表常用来测量1MHZ以下的低频信号电压。
均值电压表的组成如图1-1所示。
称放大—检波式电压表，即先放大后检波。
检波器的基本电路如图1-2所示。
图1-1 均值电压表的组成图1-2 平均值检波器均值电压表的直流输出恰好为|u x|的平均值，因此均值电压表的表头偏转正比于被测电压的平均值。
均值电压表虽然是均值响应，但仍以正弦电压有效值刻度，因此，当被测信号为正弦信号时，其读数直接就是正弦电压的有效值。
当被测信号为非正弦信号时，就需要如下换算：其中K—为被测波形的波形系数。
F2、用超高频毫伏表（峰值电压表）测量高频电压峰值电压表又称检波—放大式电压表，即被测交流电压先检波后放大，然后再驱动直流电压表。
峰值电压表的组成见图1-3所示。
图1-3 检波—放大式电压表在峰值电压表中，常采用二极管峰值检波器，即检波器是峰值响应的。
峰值电压表的表头偏转正比于被测电压（任意波形）的峰值，除特殊测量需要（例如脉冲电压表）外，峰值电压表是按正弦电压有效值刻度的，即：—正弦电压有效值式中UαK—正弦电压的波峰因数P这样，当用峰值电压表测量任意波形的电压时，只有把读数乘以2K时，才等于被测电压的峰值。
被测电压的有效值为：=p—被测电压的波峰因数式中Kp四、实验内容1、用函数发生器分别产生峰—峰值为5V、频率为1KHz、100KHz的正弦波、方波和三角波电压，用均值电压表分别予以测量，计算它们的峰值、均值和有效值，并计算误差，结果填入表1-1。
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电子测量原理实验指导书南京邮电大学自动化学院目录电子测量实验系统组成原理及操作 (1)电子计数器原理及应用 (10)示波器原理及应用 (16)R、L、C参数测量 (24)逻辑分析仪原理及应用 (31)交流电压测量 (40)电子测量实验系统组成原理及操作一、实验目的1．了解SJ-8002B电子测量实验系统的原理和组成。
2．学习操作本实验系统并完成一些简单实验。
二、实验内容1．操作本系统的实验箱内部DDS信号源，产生出多种信号波形，并用外接示波器观察。
2．使用本实验箱内部数字示波器，去观察外部信号源的信号波形。
3．使用本实验箱内部数字示波器，观察内部DDS信号源产生的信号波形。
三、实验器材1．SJ-8002B电子测量实验箱1台2．双踪示波器（20MHz模拟或数字示波器）1台3．函数信号发生器（1Hz～1MHz）1台4．计算机(具有运行windows2000和图形化控件的能力) 1台四、实验原理SJ-8002B电子测量实验系统由三大部分组成：a电子测量实验箱；b系列化的实验板；c 微型计算机（含配套的实验软件），如图1－1所示。
此外，实验中根据需要可以再配备一些辅助仪器，如通用示波器、信号源等。
图1－1 电子测量实验系统的基本组成电子测量实验系统的外貌图如图1－2所示。
图1－2 电子测量实验系统电子测量实验箱主板如图1－3所示。
S102 短路块62芯插座，实验电路板AC9V 温度板用电源EPP 插座，连接计算机并口键盘板接口电位器直流可调电压S101 短路块S702 短路块S602 短路块采集1通道输入Ain1信号源1输出Aout1测频输入Fx 采集2通道输入Ain2信号源2输出Aout2直流电压输入DCin图1－3 电子测量实验箱主板1．电子测量实验箱实验箱由五个基本功能模块组成，即信号源模块、高速数据采集模块、测频模块、数电子测量字I/O模块、以及直流电压测量模块构成。
这里先介绍两个模块，其他模块在相应实验中介绍。
（1）信号源模块它是一个采用直接数字合成（DDS）的任意波形发生器，由平台软件直接提供了十六种函数的波形数据，可产生正弦波、方波、三角波等16种波形。
也可以由用户自己提供波形的数据，产生用户所需的任意波形。
信号源的频率和幅度均可由用户编程控制。
DDS信号源的组成原理如图1－4所示。
图1－4 DDS信号源的组成结构由图1－4可见：DDS信号源由相位累加器、RAM波形存储器、DAC数模转换器以及低通滤波器组成。
其工作原理是：相位累加器在时钟信号驱动下对频率控制码进行累加，输出累加值即相位序列码作为RAM的地址。
从RAM里面取出预先存放的一个周期输出波形的幅值编码，然后再经DAC转换得到模拟的阶梯电压，最后经过低通滤波器使其平滑后即得到所需要的信号波形。
DDS信号源有如下优点：（1）信号频率稳定，分辨率高，输出频点多（可达到2N-1个频点，N为相位累加器的位数）；（2）频率切换速度快，可达us级；（3）频率切换时相位连续；（4）可以产生任意波形信号，其主要性能指标为：分辨力：输出频率小于1MHz时分辨力为1Hz ；输出频率范围：正弦波：1Hz ～2MHz ，其它波形：1Hz ～200KHz；输出信号幅度范围：0.1V ～16V峰–峰值；幅度分辨率：1％；通道数：2（2个独立的DDS信号源）。
（2）采集模块（数字示波器）采集模块有CH1和CH2两个采集数据输入通道。
通道增益、采样速率、采样点数、触发源等也可通过编程控制。
图1－5所示为实验平台中数据采集模块的原理框图。
该采集模块既可以实现示波器的功能也可以实现交流电压表等的功能。
为了扩展输入的电压范围，通道中包含有前级衰减电路前级仪用放大电路中间衰减器和后级放大电路，最后由A/D转换电路，变换成数字量并且存储在RAM中，当采集完成以后计算机通过EPP口把数据取回，并对其进行数据处理。
数据采集采用了8位的A/D转换器，模拟输入电压范围（峰峰值）：-50V到+50V；采样速率20M、10M、5M、2.5M、1M、500K、250K、100K、50K、25K、12.5KSPS；可程控增益×20、×10、×5、×2、×1、×0.5、×0.2、×0.1、×0.05、×0.02；数据缓存深度：30KB。
图1－5 数据采集部分一个通道的原理框图2．系列化实验板包括R、L、C电路实验板、滤波器电路实验板、温度检测实验板、CPLD实验板、键盘点阵实验板、电路自装实验板（白板）等，如图1－6所示。
图1－6 系列化实验板实验平台上安装有一62芯的双排插座，系列化实验板插入此插座，实现实验板和平台之间的信号线的可靠连接，从而可进行不同的实验。
实验时，实验电路板插入62芯插座接入测试平台，实验平台内的信号源模块通过插槽上的AO（模拟输出AO1和AO2）插脚给实验板提供激励信号；测试平台内的采集模块通过插座上的AI（模拟输入AI1和AI2）插脚实时的采集并存储实验板的输出响应信号。
当采集完预置的点数后，微机通过EPP接口读取采集数据，再经分析和处理后，将实验结果显示在屏幕上。
五、实验步骤1．实验准备（1）按照图1-7所示的方法连线，S602接“no ”端。
（2）先打开实验箱电源，电源指示灯“亮”。
然后在PC 机上运行主界面程序，如图1－8所示，再从主界面进入“电子测量实验室”，其界面如图1－9所示，最后选择实验一，软件则自动打开了信号源和示波器的界面。
图1－7 实验连接框图图1－8 主程序界面图1－9 电子测量实验室界面2．信号源的操作（1）虚拟信号源的面板如图1－10所示：图1－10 信号源面板（2）设置DDS信号源1的输出Aout1的幅度、频率，默认设置为幅度2.0V，频率4.885KHz。
点选16种波形的任意几种，用外接示波器观察，并记录波形于表1－1中。
3．示波器功能操作(1)虚拟数字存储示波器的面板如图1－11所示：图1－11数字存储示波器（2）设置信号源使它产生一个幅度（峰–峰值）为5V，频率为5kHz的正弦波信号，点击数字存储示波器界面上的“开始”，选择合适的“秒/格”和“伏/格”,其它选用默认值（耦合选“直流”，触发源选“时钟CLK1”，测量方式选“循环”），观察波形并记录于表1-2。
把波形改为三角波、方波，用虚拟示波器观测幅度和频率，并与信号源相应的输出值进行比较。
（3）用Q9线将Aout1和Ain1连接起来，在信号源面板上设置Aout1的幅度为3V、频率为5KHz，产生一个正弦波，用虚拟示波器观测幅度和频率。
六、思考和练习题1．虚拟仪器和传统仪器的组成和操作使用有什么不同？注意：1) 实验前不通电，先接线和插卡。
2）在运行软件前要先打开实验箱的电源。
3）示波器和信号源的软件界面可同时运行，但是信号源在修改设置参数时，请先停止示波器的测量。
4）以上注意事项适合于本实验课程的其他实验。
电子计数器原理及应用一、实验目的1. 了解频率测量的基本原理。
2. 了解电子计数器测频/测周的基本功能。
3. 熟悉电子计数器的使用方法。
二、实验内容1. 频率测量，并了解测频方式下：闸门时间与测量分辨率关系。
2. 周期测量，并了解测周方式下：时标、周期倍增与测量分辨率关系。
三、实验器材1.SJ-8002B电子测量实验箱1台2．双踪示波器（20MHz模拟或数字示波器）1台3．函数信号发生器（1Hz～1MHz）1台4．计算机(具有运行windows2000和图形化控件的能力) 1台四、实验原理1.测频原理所谓“频率”，就是周期性信号在单位时间变化的次数。
电子计数器是严格按照f＝N/T 的定义进行测频，其对应的测频原理方框图和工作时间波形如图2-1 所示。
从图中可以看出测量过程：输入待测信号经过脉冲形成电路形成计数的窄脉冲，时基信号发生器产生计数闸门信号，待测信号通过闸门进入计数器计数，即可得到其频率。
若闸门开启时间为T、待测信号频率为fx，在闸门时间Ｔ内计数器计数值为N，则待测频率为fx = N/T (2-1) 若假设闸门时间为1s，计数器的值为1000，则待测信号频率应为1000Hz或1.000kHz，此时，测频分辨力为1Hz。
图2-1 测频原理框图和时间波形2.测周原理由于周期和频率互为倒数，因此在测频的原理中对换一下待测信号和时基信号的输入通道就能完成周期的测量。
其原理如图2-2所示。
图2-2 测周原理图待测信号Tx 通过脉冲形成电路取出一个周期方波信号加到门控电路，若时基信号(亦称为时标信号)周期为To ，电子计数器读数为N ，则待测信号周期的表达式为MT N T OX ⨯=（2-2） 例如：fx = 50Hz ，则主门打开1/50Hz （= 20ms ）。
若选择时基频率为fo = 10MHz ，时基To ＝0.1us ，周期倍乘选1，则计数器计得的脉冲个数为OXT T N == 200000 个，如以ms为单位，则计数器可读得20.0000(ms) ，此时，测周分辨力为0.1us 。
3.中界频率当直接测频和直接测周的量化误差相等时，就确定了一个测频和测周的频率分界点，这个分界点的频率值称为中界频率。
由测频和测周的误差表达式并结合图2-3可以看出：测频时的量化误差x s f f /和测周时的量化误差x T T /0相等时，即可确定中界频率xm f 为00f f T T f f xmxmxm s == （2-3） 故 0f f f s xm =（2-4）式中，s f 为测频时选用的频标信号频率，即 闸门时间的倒数S s T f /1=；0f 为测周频时选用的时标信号频率，00/1T f =；当xm x f f >时，应使用测频的方法；当xm x f f <时，则应使用测周频的方法。
对于一台电子计数器特定的应用状态，可以在同一坐标图上同时作出直接测频和直接测周的误差曲线（图2-3），两曲线的交点即中界频率点。
4.电子计数器测频/测周的自动功能电子计数器的自动测频/测周功能主要取决于中界频率。
假定选择闸门时间为1s 和测周/频时标信号频率为10MHz ，则中界频率为10MHz(=3162Hz)。
因此在选用电子计数器自动测量时，先指定用测频的方式预测一下输入信号的频率，再与中界频率比较之后自动确定电子计数器测频/测周方式。
图2-3 测频和测周时的误差曲线5．测量时间和计数值 （1）测频模式测量时间＝闸门时间T 计数值N= fx*T闸门时间短，测量低频信号，N 可能很小，甚至为0，这种情况应避免。
由于我们使用24位计数器，计数值N<224（16777216），否则溢出（OVER ）。
（2）测周模式 测量时间＝M T X ⨯ 计数值0f M T T MT N X OX ⨯⨯=⨯=测量时间与被测信号的周期和周期被乘系数成正比，若选择大的周期倍乘系数，测量低频信号时，测量时间将很长。