电子测量课程教学大纲

《电子测量》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程编号：B05207

学分：2.5

学时：40学时（理论30学时，实验10学时）

先修课程：电路、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理等课程

后续课程：智能仪器仪表

适用专业：电子信息工程

建议教材：张永瑞．电子测量技术（第二版）．高等教育出版社．2011（6-1）．

开课单位：电子信息工程学院

二、课程的性质与任务

《电子测量》是电子信息工程专业的专业必修课程。该课程包括电子测量的基本原理、测量误差分析、主要电子仪器的工作原理、性能指标、电参数的测试方法以及该领域的最新发展等。电子测量是现代科学获取信息的重要手段，是从事现代电子科学研究的必备基础，也是培养学生“实践动手能力”的重要标志性课程。其特点是综合性强、实践性突出、应用面广泛。电子测量综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。通过本课程的学习，培养学生具有电子测量和仪器方面的基础知识和应用能力，开拓学生思路，培养综合应用知识能力和实践能力；培养学生严肃认真，求实求真的科学作风，为后续课程的学习和从事研发工作打下基础。

三、课程教学内容与教学要求

（一）电子测量与计量的基本概念（2学时）

1．教学内容

测量和电子测量；电子测量的内容与特点；电子测量的一般方法；电子测量仪器概述；计量的基本概念。信息的获取原理，测量的基本实现技术。

2．重点、难点

重点：掌握测量与计量的基本概念，测量误差的概念与来源，测量的量值比较原理。

难点：测量的量值比较原理。

3．教学要求

（1）了解常用测量方法和测量仪器的分类；

（2）掌握计量的概念；

（3）掌握电子测量的概念、特点；

（4）掌握电子测量常用仪器和常用方法。

4. 课外学习要求

列举常用电子测量的实例，归纳电子测量方法及仪器的类别。

（二）测量误差分析及处理（2 学时）

1．教学内容

误差的相关概念；测量误差的来源；误差的分类；随机误差分析；系统误差分析；系统误差的合成；测量数据的处理；测量方案选择等。

2．重点、难点

重点：测量误差的估计和处理；测量不确定度。

难点：测量不确定度的评定。

3．教学要求

（1）掌握误差的相关概念、分类、表示方法及公式；

（2）理解测量误差的来源；

（3）掌握随机误差分析方法并会熟练计算，掌握数学期望值、残差等的计算；

（4）掌握并会熟练计算正态分布、平均分布，能使用贝塞儿公式，掌握有限次测量的数据处理方法；

（5）掌握系统误差分析方法和合成方法，熟练相关计算。

4. 课外学习要求

用万用表的交流500V档测量教室内电源插座上的市电交流电压10次，记下每次的测量值，最后根据10个测量数据写出测量结果表达式。

（三）信号发生器（4学时）

1．教学内容

信号源的作用和组成及分类，正弦信号源的性能指标；低频信号发生器和高频信号发生器的组成、原理；频率合成原理、分类、特点和发展，锁相环（PLL）的基本工作原理及性能（分辨力和频率范围），锁相环的几种基本形式；直接数字合成（DDS）基本原理。

2．重点、难点

重点：低频信号发生器和高频信号发生器的组成、原理。

难点：低频信号发生器和高频信号发生器的组成、原理。

3．教学要求

（1）理解信号发生器的分类，掌握评价信号发生器的性能指标；

（2）掌握采用RC文式桥振荡器构成的低频信号发生器的工作原理；

（3）了解超低频信号发生器的工作原理包括积分器构成的、函数信号发生器构成的和数字合成低频信号发生器；

（4）了解射频信号发生器含义，调谐信号发生器、锁相信号发生器、合成信号发生器工作原理；

4. 课外学习要求

熟悉信号发生器的基本性能和使用操作方法，能熟练使用信号发生器设置所需信号的电压幅度、频率、周期、时间间隔和相位等参数。

（四）电子示波器（4学时）

1．教学内容

示波器的功能、分类和发展；模拟示波器的组成，CRT显示原理，垂直系统和水平系统电路原理；实时取样和等效取样原理，取样示波器组成原理；数字存储示波器组成和工作

原理及特点、指标。

2．重点、难点

重点：模拟通用示波器、数字存储示波器的工作原理及其应用。

难点：示波器的工作原理及其应用。

3．教学要求

（1）掌握示波器组成结构、工作原理；

（2）掌握示波器的技术性能，掌握示波器基本部件，Y通道、X通道、增辉和Z轴调制、校正器的工作原理，掌握对应面板的按钮，会熟练使用示波器测量幅度、周期、相位差等；

（3）理解双踪和双线示波器的工作原理、区别并会使用；

（4）理解高速和取样示波器的原理，掌握非实时取样原理；

（5）理解记忆和存贮示波器原理。

4. 课外学习要求

熟悉示波器的基本性能和使用操作方法，能熟练使用示波器观测各种信号的波形，测量信号的电压幅度、频率、周期、时间间隔和相位等参数。

（五）电压测量（4学时）

1．教学内容

电压测量的特点；模拟式直流电压测量；交流电压表征和测量方法；低频交流电压测量；电压的数字式测量。

2．重点、难点

重点：交流电压的模拟化测量与数字化测量。

难点：数字化测量。

3．教学要求

（1）了解电压测量的特点；掌握动圈式电压表的工作原理，电子电压表的工作原理；

（2）掌握交流电压的表征：峰值、平均值、有效值的概念、换算，波峰因素、波形因素；

（3）掌握交流电压的测量原理，模拟式交流电压表的主要类型；

（4）掌握均值电压表和有效值电压表的工作原理，会使用其进行计算，掌握分贝值测量；

（5）掌握数字式电压表的组成原理，逐次比较型DVM和双积分型DVM的工作原理，会熟练使用及计算。

4. 课外学习要求

自主设计“直流稳压电源”并实施测量，了解使用多种仪器对电子设备进行性能测试的基本方法。

（六）频率时间测量（2 学时）

1．教学内容

时间、频率的基本概念，频率测量方法概述；计数法测频原理；电子计数法测周期的原理；电子计数法测量时间间隔；其他测量频率的方法：直读法测频、比较法测频原理、用示