信号发生器能够输出和测量4-20mA信号
4~20mA.DC(1~5V.DC)信号制是国际电工委员会(IEC)过程控制系统用模拟信号标准。我国从DDZ-Ⅲ型电动仪表开始采用这一国际标准信号制，仪表传输信号采用4~20mA.DC，联络信号采用1~5V.DC，即采用电流传输、电压接收的信号系统。那么为什么标准信号要定为4~20mA呢？今天，小编就来和大家讲讲其中的原因。
一．远传信号用电流源优于电压源的原因
因为现场与控制室之间的距离较远，连接电线的电阻较大时，如果用电压源信号远传，由于电线电阻与接收仪表输入电阻的分压，将产生较大的误差，而用恒电流源信号作为远传，只要传送回路不出现分支，回路中的电流就不会随电线长短而改变，从而保证了传送的精度。
二．信号最大电流选择20mA的原因
最大电流20mA的选择是基于安全、实用、功耗、成本的考虑。安全火花仪表只能采用低电压、低电流，20mA的电流通断引起的火花能量不足以引燃瓦斯，非常安全；综合考虑生产现场仪表之间的连接距离，所带负载等因素；还有就是功耗及成本问题，对电子元件的要求,，供电功率的要求等因素。
三．信号起点电流选择4mA的原因
4~20mA变送器两线制的居多，两线制即电源、负载串联在一起，有一公共点，而现场变送器与控制室仪表之间的信号联络及供电仅用两根电线。为什么起点信号不是0mA?这是基于两点：
1．变送器电路没有静态工作电流将无法工作，信号起点电流4mA.DC就是变送器的静态
一、填空题(本大题共14小题，每空1分，共25分) 请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。 1.从广义上说，凡是利用______来进行的测量都可以说是电子测量。 级100mA的电流表,引用相对误差为______，在50mA点允许的绝对误差为______。 3.随机误差的大小，可以用测量值的______来衡量，其值越小，测量值越集中，测量的______越高。 4．扫频信号源的有效扫频宽度是指在_________和_________符合要求的条件下，最大的频率覆盖范围。 5．计量工作的三个主要特征是_________、_________和法制性。 6．示波器X轴放大器可能用来放大_________信号，也可能用来放大_________信号。 7.示波器的水平通道主要由______、______和X放大器组成。 8.扫描门又叫______，其输出的门控信号恰好可以作为______，使得只有在扫描正程荧光屏上才显示被测信号波形。 9.电子计数器测周时，选用的时标越小，则显示的位数越______，______误差的影响就越小。 10.在现代有效值电压表中，经常采用______和______来实现有效值电压的测量。 11．在选择测量方案时，除了注意总合误差基本相同的情况下，还应兼顾测量的_________、_________等条件。 12．3位数字欧姆表，测量标称值为1．0kΩ和1．5kΩ两只电阻时，读数分别为985Ω和 1476Ω。当保留两位有效数字时，此两电阻分别为_________kΩ和_________kΩ。 13．电子示波器的心脏是阴极射线示波管，它主要由______、_______和荧光屏三部分组成。 14.将数字和保留3位有效数字，其值为______和______。 15.示波器的偏转灵敏度定义为______，其值越大，则观测微弱信号的能力就越______。16．示波器的阴极输出器探头与一般低电容探头一样，有较大的________，还有不引入________的优点。 17．一个随机变量服从正态分布，必须是其可以表示为大量_______的随机变量之和，且其中每一个随机变量对于总和只起________的作用。 18．计数器测周的基本原理刚好与测频相反，即由_________控制主门开门，而用_________
实验一数字存储示波器的使用 一、实验目的 1、熟悉数字存储示波器的工作原理； 2、掌握数字存储示波器的使用方法。 二、实验原理 1．数字存储示波器的组成原理 数字示波器将输入信号数字化（时域取样和幅度量化）后，经由D/A转换器再重建波形。数字示波器具有记忆、存贮被观察信号功能，又称为数字存贮示波器。 当处于存储工作模式时，其工作过程一般分为存储和显示两个阶段。在存储工作阶段将模拟信号转换成数字化信号，在逻辑控制电路的控制下依次写入到RAM中。 在显示工作阶段，将数字信号从存储器中读出转换成模拟信号，经垂直放大器放大加到CRT的Y偏转板。同时，CPU的读地址计数脉冲加至D/A转换器，得到一个阶梯波扫描电压，驱动CRT的X偏转板，如图2.1所示。 图2.1 数字存储示波器的组成原理图 2．数字存储示波器的工作方式 （1）数字存储器的功能 随机存储器RAM包括信号数据存储器、参考波形存储器、测量数据存储器和显示缓冲存储器四种。 （2）触发工作方式
1）常态触发 —同模拟示波器基本一样。 2）预置触发 —可观测触发点前后不同段落上的波形。 （3）测量与计算工作方式 数字存储示波器对波形参数的测量分为自动测量和手动测量两种。一般参数的测量为自 动测量，特殊值的测量使用手动光标进行测量。 （4）面板按键操作方式 数字存储示波器的面板按键分为立即执行键和菜单键两种。 3．数字存储示波器的显示方式 （1）存储显示 ——适于一般信号的观测。 （2）抹迹显示 ——适于观测一长串波形中在一定条件下才会发生的瞬态信号。 （3）卷动显示 ——适于观测缓变信号中随机出现的突发信号。 （4）放大显示 ——适于观测信号波形细节。 （5）X —Y 显示 图2.2 数字存储示波器的显示方式 （6）显示的内插 插入技术可以解决点显示中视觉错误的问题。 主要有线性插入和曲线插入两种方式。 4. 实时采样和等效时间采样 在现在为止我们所介绍的波形数字化方法称为实时采样，这时所有的采样点都是按照一个固定的次序来采集的，这个波形采样的次序和采样点在示波器屏幕上出现的次序是相同的，只要一个触发事件就可以启动全部的采样动作。如图2.3所示。 (a) 卷动显示 (b) 放大显示
信号发生器 本人介绍一下信号发生器的使用和操作步骤. 1、信号发生器参数性能 频率范围：0.2Hz ~2MHz 粗调、微调旋钮 正弦波, 三角波, 方波, TTL 脉波 0.5" 大型LED 显示器 可调DC offset 电位 输出过载保护 信号发生器/信号源的技术指标: 波形正弦波, 三角波, 方波, Ramp 与脉波输出 振幅>20Vp-p (open circuit)；>10Vp-p (加50Ω负载) 阻抗50Ω+10% 衰减器-20dB+1.0dB (at 1kHz) DC 飘移<-10V ~ >+10V, (<-5V ~ >+5V 加50Ω负载) 周期控制 1 : 1 to 10 : 1 continuously rating 显示幕4位LED显示幕 频率范围0.2Hz to2MHz(共7 档) 频率控制Separate coarse and fine tuning
失真< 1% 0.2Hz ~ 20kHz , < 2% 20kHz ~ 200kHz 频率响应< 0.2dB 0.2Hz ~100kHz；< 1dB100kHz~2MHz 线性98% 0.2Hz ~100kHz；95%100kHz~2MHz 对称性<2% 0.2Hz ~100kHz 上升/下降时间<120nS 位准4Vp-p±1Vp-p ~ 14.5Vp-p±0.5Vp-p 可调 上升/下降时间<120nS 位准>3Vpp 上升/下降时间<30nS 输入电压约0V~10V ±1V input for 10 : 1 frequency ratio 输入阻抗10kΩ(±10%) 交流100V/120V/220V/230V ±10%, 50/60Hz 电源线×1, 操作手册×1, 测试线GTL-101 ×1
《电子测量技术与仪器》 实验报告
实验一仪器使用总论 一、实验目的： 1，通过老师的讲解以及自己的学习了解实验的常规仪器，常用设备，以及耗材; 2，掌握以后做实验所用仪器的功能和使用方法； 3，知道模拟示波器，数字示波器的使用方法以及区别，优缺点； 4，知道以后实验中该注意的事项，该注意的问题，实验室的秩序。 二、实验设备： 模拟示波器，数字示波器， 三、实验内容 1，实验中参观的仪器：模拟示波器，数字示波器，万用表，交流毫伏表。 2，起到的作用： 1）万用表：主要用来测量电阻值、电压、电流，有的可测频率、三极管、温度等。 2）示波器：便于人们研究各种电现象的变化过程，能把肉眼看不到的信号变换成看得 见的图像，还可以利用示波器观察各种不同信号幅度随时间变化的波形图线，测试各种不同的电量。能产生某些特定的周期性时间图形，如正弦波、方波、三角波等，频率可调。 3）交流毫伏表：是用来测量正弦电压的交流电压表，主要用于测量毫伏级以下的豪 伏电压等。 3，模拟示波器、数字示波器的区别： 1），模拟示波器，操作简单，操作都在一个面板上，数字示波器往往要较长处理时间。 2），垂直分辨率高，连续而且无限制，数字示波器一般只有8 位至 10 位。 3），模拟示波器数据更新快，可以每秒捕捉几十万个波形，而数字示波器只能每秒 捕捉几十个波形。 4），模拟示波器可以实施带宽和实时显示，即连续波形和单次波形的带宽相同，而数 字示波器的带宽和取样率密切相关，取样率不高时需借助内插计算，容易出现混淆波形。5），如果某一个事件只发生一次，那么模拟示波器一般是不能应付的，而数字示波器 能够捕捉这种罕见一次性事件，并且长时间的将它显示出来。 4，仪器的使用中的注意事项： 1），共地，保证所有仪器的接地电位相同。 2），函数发生器输出端不能短接，且不能接到带有较高电压的的两端。 3），信号发生器的微调应从零开始增加，毫伏表的档位要适当。 4），用示波器进行测量时，校准旋钮应顺时针旋转到校准位置。 5），所有仪器要轻拿轻放。 6）用电脑做实验时，注意对实验室电脑的爱护，做完实验记得关机。 7）示波器使用时注意接口正确。
[单选题] 1．根据测量误差的性质和特点，可以将其分为C三大类（ C ）。 A．绝对误差、相对误差、引用误差B．固有误差、工作误差、影响误差 C．系统误差、随机误差、粗大误差D．稳定误差、基本误差、附加误差 2．通用计数器测量周期时由石英振荡器引起的主要是_________误差（ C ）。 A．随机B．量化C．变值系统D．引用 3、测量值的数学期望偏离被测量真值的原因是（B）。 A. 存在随机误差 B. 存在系统误差 C. 存在粗大误差 D.存在引用误差 4、修正值是与绝对误差的绝对值（A）的值。 A、相等但符号相反； B、不相等且符号相反； C、相等且符号相同； D、不相等但符号相同。 5、下述方法中，能减小系统误差的有（B）。 A、统计平均； B、交换法； C、加权平均； D、格拉布斯准则加以修正。 6 、数字万用表的核心是（B）。 A. AC/DC转换器 B. A/D转换器 C.D/A转换器 D.I/V转换器 7.不能减小系统误差的是 ( A ) 。 A、统计平均 B、零示法 C、替代法 D、补偿法。 8.牛顿属于国际单位制中的（ B ）。 A、基本单位 B、导出单位 C、辅助单位 D、其它单位 9.交流电压表都按照正弦波电压( C )进行定度的。 A、峰值 B、峰—峰值 C、有效值 D、平均值 10.电子计数器不能够直接用来测量的物理量是（ D ） A、频率 B、时间间隔 C、脉冲宽度 D、相位 11.电子测量的误差理论中最为重要的一类误差分布是（ A ） A、高斯分布 B、均匀分布、泊松分布D、指数分布 12.某1.0级电流表的满度值为100μA，则其测量值为100μA时的示值相对误差为（ D ）。 A、±0.1% B、±0.1.25% C、±0.11% D、±1% 13.信号发生器的核心器件是（ D ）。 A、电源 B、指示器 C、变换器 D、振荡器 14.仪表当中超低频信号发生器主要应用在（ D ）。 A、电报通信 B、无线电广播 C、电视 D、电声学 15.对测量设备操作不当而造成的误差属于（ B ）。
1.测量是人类认识和改造世界的一种手段。定量分析需要进行测量。测量是通过实验方法对客观事物取得定量数据的过程。 2.电参数测量分为：电磁测量（主要指交直流电量的指示测量法、比较测量法及磁量的测量）、电子测量（以电子技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为手段，对电量和非点亮进行测量）。 3.电量测量分为：电能量测量、电信号特性测量、电路元器件参数测量、电子设备的性能测量。 4.电子测量和电子测量仪器的特点：测量频率范围宽、测量量程宽、测量方便灵活、测量速度快、可进行遥测、易于实现测试智能化和测试自动化。 5.电子测量的方法：直接测量、间接测量、组合测量（按测量手段）；直读法、比较法（零值法、微差法、替代法）（按测量方式分）；静态测试技术、稳态测试技术、动态测试技术（按被测物理量时间特性分）。 6.测量电子元器件及电路网络参数的仪器：a测量电阻、电容、电感、阻抗、导纳及Q值等电子元件参数的仪器；b测量半导体分立器件、模拟集成电路及数字集成电路等电子器件特性的仪器；c测量各类无源或有源电路网络特性的仪器，包括测量电路的传输系数、频率特性、冲击响应、灵敏度、驻波比及耦合度等特性的期间。 7.计量与测量的区别：二者相互联系又有所区别。测量是通过实验手段取得客观事物定量信息的过程，也就是利用实验手段把待测量物直接或间接地与另一同类以质量进行比较，从而得到带测量的过程。测量过程中所使用的器具和仪器直接或间接地体现了已知量。而计量是利用技术和法制手段实现单位统一和量值准确可靠的测量。计量是测量的基础和依据。 8.计量基准：主基准、副基准、工作基准。 9.电子测量仪器发展五个阶段：模拟仪器、数字化仪器、智能仪器、虚拟仪器、合成一起。 10.测量误差的来源：仪器误差、方法~理论~影响~人身~ 11.信号发生器功用主要包括：激励源、信号仿真、校准源。 12.按信号发生器的性能指标，可分为一般信号发生器和标准信号发生器。 13.高频信号发生器：能够提供给等幅正玄波和调制波信号的信号发生器，分调幅和调频两种。工作频率100kHz~35MHz，输出幅度能在较大范围调节，并具有输出微弱信号的能力。 14.脉冲信号发生器：通常指矩形窄脉冲发生器，广泛用于测试和校准脉冲设备和宽带设备。基本组成：主振级、延迟级、形成~整形~输出~ 15.频率合成方法：直接模拟频率合成法（固定~可变~）、直接数字频率合成法、直接锁相式合成法。 16.直接模拟合成技术的特点：频率分辨率高、频率切换快、电路庞大复杂。 17.噪声分两种：量化噪声、滤波器噪声。 18.锁相环的基本形式：倍频锁相环、分频~混频~ 19.三种合成方法的比较：模拟直接合成法转换速度快、电路复杂、难以集成化；数字直接合成法适用于函数波形和任意波形的信号源；锁相环频率合成法转换速度慢，但输出信号频率可达超高频频段，输出信号频谱纯度高。 20.在集总参数电路里，表征电信号能量的三个基本参量：电压、电流和功率。 21.对电压测量的基本要求：应有足够宽的电压测量范围、足够宽的频率范围、足够高的测量准确度、足够高的输入阻抗、高的抗干扰能力。 22.电子测量仪器分类：直流电压测量、交流~（频率范围）；脉冲~有效值~（被测信号的特点）；模拟式和数字式~（测量技术分）。 23.交流电压的表征：峰值、平均值、有效值、波形系数、波峰系数。 24.电子电压表：放大-检波式、检波-放大式、外差式。
信号发生器本人介绍一下信号发生器的使用和操作步骤1、信号发生器参数性能频率范围：0.2Hz ~2MHz 粗调、微调旋钮正弦波, 三角波, 方波, TTL 脉波0.5" 大型LED 显示器可调DC offset 电位输出过载保护信号发生器/ 信号源的技术指标: 主要输出 波形正弦波, 三角波, 方波, Ramp 与脉波输出 振幅>20Vp-p （opencircuit）；>10Vp-p （加50Ω 负载） 阻抗 50Ω+10% 衰减器 -20dB+1.0dB （at 1kHz） DC 飘移<-10V ~ >+10V, （<-5V ~ >+5V 加50Ω负载） 周期控制 1 : 1 to 10 : 1 continuously rating 显示幕 4 位LED 显示幕 频率范围 0.2Hz to2MHz（共7 档） 频率控制Separate coarse and fine tuning 正弦波
失真< 1% 0.2Hz ~ 20kHz , < 2% 20kHz ~ 200kHz 频率响应< 0.2dB 0.2Hz ~100kHz；< 1dB 100kHz~ 2MHz 三角波 线性98% 0.2Hz ~100kHz；95%100kHz~ 2MHz 对称性<2% 0.2Hz ~100kHz 上升/ 下降时间<120nS CMOS输出 位准4Vp-p±1Vp-p ~ 14.5Vp-p±0.5Vp-p 可调 上升/ 下降时间<120nS TTL 输出 位准>3Vpp 上升/ 下降时间<30nS VCF 输入电压约0V~10V ±1V input for 10 : 1 frequency ratio 输入阻抗10kΩ (± 10%) 使用电源 交流100V/120V/220V/230V ±10%, 50/60Hz 附件 电源线× 1, 操作手册× 1, 测试线GTL-101 × 1
习题一 1.1 解释名词：① 测量；② 电子测量。 答：测量是为确定被测对象的量值而进行的实验过程。在这个过程中，人们借助专门的设备，把被测量与标准的同类单位量进行比较，从而确定被测量与单位量之间的数值关系，最后用数值和单位共同表示测量结果。从广义上说，凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量；从狭义上说，电子测量是指在电子学中测量有关电的量值的测量。 1.2 叙述直接测量、间接测量、组合测量的特点，并各举一两个测量实例。 答：直接测量：它是指直接从测量仪表的读数获取被测量量值的方法。如：用电压表测量电阻两端的电压，用电流表测量电阻中的电流。 间接测量：利用直接测量的量与被测量之间的函数关系，间接得到被测量量值的测量方法。如：用伏安法测量电阻消耗的直流功率P，可以通过直接测量电压U，电流I，而后根据函数关系P＝UI，经过计算，间接获得电阻消耗的功耗P；用伏安法测量电阻。 组合测量：当某项测量结果需用多个参数表达时，可通过改变测试条件进行多次测量，根据测量量与参数间的函数关系列出方程组并求解，进而得到未知量，这种测量方法称为组合测量。例如，电阻器电阻温度系数的测量。 1.3 解释偏差式、零位式和微差式测量法的含义，并列举测量实例。 答：偏差式测量法：在测量过程中，用仪器仪表指针的位移(偏差)表示被测量大小的测量方法，称为偏差式测量法。例如使用万用表测量电压、电流等。
零位式测量法：测量时用被测量与标准量相比较，用零示器指示被测量与标准量相等(平衡)，从而获得被测量从而获得被测量。如利用惠斯登电桥测量电阻。 微差式测量法：通过测量待测量与基准量之差来得到待测量量值。如用微差法测量直流稳压源的稳定度。 1.4 叙述电子测量的主要内容。 答：电子测量内容包括：（1）电能量的测量如：电压，电流电功率等；（2）电信号的特性的测量如：信号的波形和失真度，频率，相位，调制度等；（3）元件和电路参数的测量如：电阻，电容，电感，阻抗，品质因数，电子器件的参数等：（4）电子电路性能的测量如：放大倍数，衰减量，灵敏度，噪声指数，幅频特性，相频特性曲线等。 1.5 列举电子测量的主要特点.。 答：（1）测量频率范围宽；（2）测试动态范围广；（3）测量的准确度高；（4）测量速度快；（5）易于实现遥测和长期不间断的测量；（6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器的智能化；（7）影响因素众多，误差处理复杂。 1.6 选择测量方法时主要考虑的因素有哪些？ 答：在选择测量方法时，要综合考虑下列主要因素：① 被测量本身的特性； ② 所要求的测量准确度；③ 测量环境；④ 现有测量设备等。 1.7 设某待测量的真值为土0．00，用不同的方法和仪器得到下列三组测量数据。试用精密度、正确度和准确度说明三组测量结果的特点： ① 10.10，l0.07，10.l2，l0.06，l0.07，l0.12，10.11，10.08，l0.09， 10.11；
电子测量技术实验指导书 VER2013 编写：高翠云赵阳平兰兰 审核：吴东升夏义全 安徽建筑工业学院电子信息工程学院 2013-3-12
前言 实践是理论的基础，实践是理论的验证。 实验是新发现的手段，是创新的必经之路。 重视实验，培养良好的实验、科研作风，在实验中培养兴趣、团队合作精神、独立解决问题的能力。 站在巨人的肩膀上可以看得更远，但也不要被巨人吓倒。尊重实验原始数据，客观分析，大胆质疑。 成功在于一点点积累，重视每一个实验，珍惜每一次机会。不管你将来是否会从事本专业工作，你都会因为今天的认真而受益的！
实验一常用电子测量仪器及仪表基本操作 1实验性质及学时：验证型实验3学时 2实验内容和目的：通过对电阻、电容、二极管等常用分立器件量值的测试，熟悉万用表的使用。采用信号发生器发生波形，输出给示波器观察，从而熟悉信号发生器、示波器的使用。 3实验要求： ●4人1组，小组成员分工明确，充分发挥团队精神，既充分合 作，又各负其职； ●提前1周查阅上述设备相关技术资料，阅读使用说明书，并观 看相关视频，设计基本的实验方法和步骤，包括数据表格。 ●如实记录实验过程和数据，条件允许的情况下，可以用手机拍 摄相关图片或视频。 4实验报告撰写要求 实验报告不要求篇幅，尽可能做到重点突出，设备功能简介简明扼要。数据记录内容尽可能详细，拍摄的图片及视频可适当进行美化编辑。 具体包括以下内容： ●小组分工情况； ●设备功能、原理简介； ●实验方案：主要是实验方法、步骤； ●原始数据记录；（可以为图片和视频资料）。 ●参考文献：包括书籍、期刊文献、网站资料等
第六章测量用信号源 第一节引言 测量用信号源指测量用信号发生器．在电子电路测量中，需要各种信号源．大致可分为三大类：即正弦信号发生器、函数波形）信号发生器和数字信号发生器． 正弦信号源在线性系统测试中具有特殊意义，这是因为正弦测试信号具有它独特的特点：它的波形不受线性电路或系统的影响．众所周知．在正弦信号的激励下，线性电路内的所有电压和电流都是具有同一频率的正弦波，只是彼此之间的幅值和相位可能有所差别．此外，若已知线性系统对一切频率（或一组靠得很近的频率）的外加正弦信号的幅值和相位的响应，那么就能够完全确定该系统在其线性工作范围内对于任意输入信号的响应．也就是说，正弦波测试是线性系统频域分析的重要实验方法。 正因为正弦测试信号的上述特点，正强信号源在线性系统测试中应用十分广泛，例如，电子放大器增益的测量、相位差的测量、非线性失真的测鳗、以及系统频域特性的测量等等．无不需要正蓝信号源． 具有频率稳定度很高的正弦信号源还可以作为标准频率源，它可以作为勺其它各种频率测量进行比对的标准频率． 本章专门讨论正弦信号源．我们将对一般正弦信号发生器作扼要介绍，而重点放在锁相和频率合成技术在正弦信号源中的应用． 第二节正弦信号发生器的分类.组成和工作特性 一、分类与组成 正弦信号发生器的分类与其组成密切相关．传统的分类是：无线电测量用正弦信号发生器一般按频段分，见表6－l。这一类信号发生器一般都是波段式的．有线载波通信系统用正弦信号发生器．其输出频率范围是根据载波复用设备的话路所占用的频带宽度来划分的，见表6－2．这一类信号发生器都是差频式的，通常称“电平振荡器”，例如，18。6 MHZ电平振荡器，其输出频率为10 k H～18。6 MHZ．它是1800成 3 600路载波系统的测试用信号源． （－）波段式信号发生器组成 波段式信号发生器的组成方框图如图6-l所示．输出频率由主振级确定，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，由于这两类振荡器的频率覆盖都不大，故都做成波段式的．高频信号发生器除输出等幅波外，还可输出调幅波（AM），而甚高频信号发生器还可输出调频波FM）．
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。被测电压为直流的情况下，其电子束光点的偏移量正比于待测电压的大小。当被测电压为正负半波对称的正弦电压或其他各种波形的交变电压时，其电子束的偏转高度正比于被测电压振幅值的两倍，即双峰值，亦称双巅值。 （2) 数字万用表 数字万用表是在直流数字电压表的基础上扩展而成的。为了能测量交流电
信号发生器使用 一、信号发生器 信号发生器是指产生所需参数的电测试信号的仪器。按信号波形可分为正弦信号、函数（波形）信号、脉冲信号和随机信号发生器等四大类。信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。能够产生多种波形的信号发生器，如产生三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的信号发生器称为函数信号发生器 信号发生器也称信号源，是用来产生振荡信号的一种仪器，为使用者提供需要的稳定、可信的参考信号，并且信号的特征参数完全可控。所谓可控信号特征，主要是指输出信号的频率、幅度、波形、占空比、调制形式等参数都可以人为地控制设定。随着科技的发展，实际应用到的信号形式越来越多，越来越复杂，频率也越来越高，所以信号发生器的种类也越来越多，同时信号发生器的电路结构形式也不断向着智能化、软件化、可编程化发展。信号发生信号发生器也称信号源，是用来产生振荡信号的一种仪器，为使用者提供需要的稳定、可信的参考信号，并且信号的特征参数完全可控。所谓可控信号特征，主要是指输出信号的频率、幅度、波形、占空比、调制形式等参数都可以人为地控制设定。随着科技的发展，实际应用到的信号形式越来越多，越来越复杂，频率也越来越高，所以信号发生器的种类也越来越多，同时信号发生器的电路结构形式也不断向着智能化、软件化、可编程化发展。 二、信号发生器的分类 信号发生器所产生的信号在电路中常常用来代替前端电路的实际信号，为后端电路提供一个理想信号。由于信号源信号的特征参数均可人为设定，所以可以方便地模拟各种情况下不同特性的信号，对于产品研发和电路实验特别有用。在电路测试中，我们可以通过测量、对比输入和输出信号，来判断信号处理电路的功能和特性是否达到设计要求。例如，用信号发生器产生一个频率为1kHz的正弦波信号,输入到一个被测的信号处理电路（功能为正弦波输入、方波输出），在被测电路输出端可以用示波器检验是否有符合设计要求的方波输出。高精度的信号发生器在计量和校准领域也可以作为标准信号源（参考源），待校准仪器以参考源为标准进行调校。由此可看出，信号发生器可广泛应用在电子研发、维修、测量、校准等领域。 正弦信号发生器：正弦信号主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。按频率覆盖范围分为低频信号发生器、高频信号发生器和微波信号发生器;按输出电平可调节范围和稳定度分为简易信号发生器(即信号源)、标准信号发生器(输出功率能准确地衰减到-100分贝毫瓦以下)和功率信号发生器(输出功率达数十毫瓦以上);按频率改变的 方式分为调谐式信号发生器、扫频式信号发生器、程控式信号发生器和频率合成式信号发生器等。 用555制作的多波形信号发生器低频信号发生器：包括音频(200～20000赫)和视频(1赫～10兆赫)范围的正弦波发生器。主振级一般用RC式振荡器，也可用差频振荡器。为便于测试系统的频率特性，要求输出幅频特性平和波形失真小。 高频信号发生器：频率为100千赫～30兆赫的高频、30～300兆赫的甚高频信号发生器。一般采用LC调谐式振荡器，频率可由调谐电容器的度盘刻度读出。主要用途是测量各种接收机的技术指标。输出信号可用内部或外加的低频正弦信号调幅或调频，使输出载频电压能够衰减到1微伏以下。(图1)的输出信号电平能准确读数，所加的调幅度或频偏也能用电表读出。此外，仪器还有防止信号泄漏的良好屏蔽。 微波信号发生器：从分米波直到毫米波波段的信号发生器。信号通常由带分布参数谐振腔的超高频三极管和反射速调管产生，但有逐渐被微波晶体管、场效应管和耿氏二极管等固体器件取代的趋势。仪器一般靠机械调谐腔体来改变频率，每台可覆盖一个倍频程左右，由腔体耦合出的信号功率一般可达10毫瓦以上。简易信号源只要求能加1000赫方波调幅，
实验七示波器和信号发生器的使用 一、实验目的 1．了解示波器的工作原理。 2．掌握示波器和信号发生器的使用方法。 二、实验仪器 双踪示波器信号发生器若干电阻、电容 三、预习要求 1．了解示波器的原理，预习示波器的使用方法。 2．预习信号发生器的使用方法。 四、实验原理 1．示波器。 示波器是一种综合的电信号特性测量仪器，它可以直接显示出电信号的波形，测量出信号的幅度、频率、脉宽、相位、同频率信号的相位差等参数。 2．信号发生器是用来产生不同形状、不同频率波形的仪器，实验中常用作信号源。信号的波形、周期（或频率）和幅值可以通过开关和旋钮加以调节。 五、实验内容 1．寻找扫描光迹。 接通示波器电源（220V），预热1-2分钟。如果仍找不到光点，可调节亮度旋钮，适当调节垂直和水平位移旋钮，将光点移至屏幕的中心位置。调节扫描灵敏度旋钮可使扫描光迹成为一条扫描线。调节辉度（亮度）、聚焦、标尺亮度旋钮，使扫描线成为一条亮度适中、清晰纤细的直线。 2．熟悉双踪示波器面板主要旋钮（或开关）作用。 为了显示稳定的波形，需要注意几个主要旋钮或开关的位置。 ①“触发源方式”开关（SOURCE MODE）：通常为内触发。 ②“内触发源方式”开关（INT TRIG）：通常置于所用通道位置。当用于双路显 示时，为比较两个波形的相对位置，可将其置于交替（VERT MODE）位置。 ③（扫描）触发方式：通常置于自动位置。 ④显示方式：根据需要可置于CH1、CH2、ALT（交替显示两路高频信号）、 CHOP （断续显示两路低频信号）、 ADD（显示两路信号之和）。 ⑤扫描灵敏度开关：表示横轴方向一个大格的时间。根据被测信号周期确定。 ⑥幅度灵敏度开关：表示纵轴方向一个大格的电压。根据被测信号幅度确定。 ⑦在测量波形的周期和幅值时，应注意将扫描微调旋钮和垂直（Y轴）微调旋钮 置于校准位置。 ⑧当输入波形左右移动、不稳定时，可调节触发电平旋钮使波形稳定。 3．示波器内校准信号的自检 （1）调出校准信号：将示波器内的方波校准信号，通过专用电缆线接入通道1（或通道2），调节示波器各有关旋钮和开关，在屏幕上可以显示出方波。
在电子测试和测量中，经常要求信号源，生成只有在外部提供时才会有的信号。信号源可以提供“已知良好”的信号，或者在其提供的信号中添加可重复的数量和类型已知的失真(或误码)。这是信号源最大的特点之一，因为仅使用电路本身，通常不可能恰好在需要的时间和地点创建可预测的失真。从设计检验到检定，从极限和余量测试到一致性测试，信号源可以用于数百种应用。 因此，有多种信号源结构可供选择也就不足为奇了，而每种结构都有各自的优点、功能和经济性，适用于特定的用途。在本文中，我们将比较两种信号发生结构：一种用于任意波形/ 函数发生器中，一种用于任意波形发生器中。选择结果在很大程度上取决于应用。 了解信号发生方法 任意波形/ 函数发生器(AFG)通过读取内存的内容，来同时创建函数波形和任意波形。大多数现代AFG 采用直接信号合成(DDS)技术，在广泛的频率范围上提供信号。 任意波形发生器(AWG)基于真正可变时钟结构(通常称为" 真正的 arbs*1")，适用于在所有频率上生成比较复杂的波形。AWG 也读取内存的内容，但其读取方式不同(后面进行了介绍)。处理先进通信和计算单元的设计人员选择AWG，驱动采用复杂调制和带有异常事件的高速信号。结果，AWG 占据了研究、开发和工程应用的最高层。 这两种结构在波形生成方法上有着很大差异。本技术简 介讨论了基于可变时钟的任意波形发生器和基于DDS的任意波形/ 函数发生器之间的差别。 透过前面板：比较两个平台
AWG：概念简单，灵活性最大 尽管AWG 在这两种结构中更加灵活，但AWG 的底层波形生成技术非常简明。AWG的播放方案可以视为“反向取样”。 这是什么意思呢？看一下信号取样平台-- 示波器，它通过在连续时点上数字化模拟信号的电压值，来采集波形，其取样频率取决于用户选择的时钟速率。得到的样点存储在内存中。 AWG的流程相反。AWG开始时波形已经在内存中。波形占用指定数量的内存位置。在每个时钟周期中，仪器从内存中输出另一个波形样点。由于代表波形的样点数量是固定的，因此时钟速率越快，读取内存中波形数据点的速度越快，输出频率越高。换句话说，输出信号频率完全取决于时钟频率和内存中的波形样点数量*2。图1 中简化的方框图概括了AWG 结构。 AWG 的灵活性源自其内存中存储的波形。波形可以采取任何形状；它可以有任意数量的畸变，或根本没有畸变。在基于PC 的工具的帮助下，用户可以开发人们想得到的几乎任何波形(在物理限制内!)。可以在仪器能够生成的任何时钟频率上，从内存中读取样点。不管时钟是以1 MHz运行还是以1 GHz运行，波形的形状相同。 *1 工程师通常使用"arb" 来指任何类型的任意波形发生器。 *2 当然任何AWG 型号都有最大内存容量。波形占用的深度可能要小于全部容量。 AFG 在高频中采取高效的快捷方式 AFG也使用存储的波形，作为输出信号的基础。其样点读数中涉及时钟信号，但结果类似。 AFG 的时钟以某个固定速率运行。由于波形样点的数量在内存中也是固定的，因此AFG 怎样才能在变动频率上提供波形呢？例如，想象一下您正在使用一部AFG，它存储由1000 个样点组成的波形，以1 MHz 的固定速率输出。输出信号的周期将恰好固定在1 ms (1kHz)。很明显，单频信号源在大多数应用中用
河北科技大学2005——2006学年第一学期《电子测量技术基础》期末考试试卷标准答案学院年级考试班级 一、填空：（30分每小题3分） 1．某测试人员在一项对航空发动机页片稳态转速试验中，测得其平均值为 20000 转 /分钟（假定测试次数足够多）。其中某次测量结果为 20002 转 / 分钟，则此次测量的绝对误差△x ＝2转/分钟_，实际相对误差＝％。 2 在测量中进行量值比较采用的两种基本方法是间接比较法_和直接比较法___。 3 计量的三个主要特征是 ___统一性、__准确性_和 _法律性_____ 。 4．为了提高测量准确度，在比较中常采用减小测量误差的方法，如 __微差_ 法、_替代_ 法、 _交换_ 法。 5．在测量数据为正态分布时，如果测量次数足够多，习惯上取3σ作为判别异常数据的界限，这称为莱特准则。 6 随机误差的大小，可以用测量值的 ___标准偏差_来衡量，其值越小，测量值越集中，测量的 __精密度__ 越高。 7 下列几种误差中，属于系统误差的有 _（ 1 ），（ 3 ），属于随机误差的有（ 2 ）， 属于粗大误差的有 __（ 4 ）___ 。 （ 1 ）仪表未校零所引起的误差；（ 2 ）测频时的量化误差； （ 3 ）测频时的标准频率误差；（ 4 ）读数错误。 8 根据测量误差的性质和特点，可将它们分为 ____随机误差；系统误差； 粗大误差__ 。 9．用一只级50V的电压表测量直流电压，产生的绝对误差≤伏 10 用峰值电压表测量某一电压，若读数为1V，则该电压的峰值为伏。
二、简答题：（20分每小题5分） 1．什么是计量它有何特点计量与测量的关系如何 答：计量是为了保证量值的统一和准确一致的一种测量，它是利用技术和法制手段实施的一种特殊形式的测量，即把被测量与国家计量部门作为基准或标准的同类单位量进行比较，以确定合格与否，并给出具有法律效力的《检定证书》。 计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性。 由于测量发展的客观需要出现了计量，测量数据的准确可靠，需要计量予以保证，计量是测量的基础和依据，没有计量，也谈不上测量。测量又是计量联系实际应用的重要途径，可以说没有测量，计量也将失去价值。计量和测量相互配合，相辅相成。 2．系统误差的特点及消弱方法 答：特点：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消除。而当条件改变时，系统误差也随之遵循某确定的规律变化，具有重复性。 消弱办法： （1）零示法（2）替代法（3）补偿法（4）对照法（5）微差法（6）交叉读数法（7）利用修正值或修正因数加以消除（8）随机化处理（9）智能仪器中系统误差的消除 3．示波管的组成及其各部分作用 答：示波管是由电子枪、电子偏转系统和荧光屏三部分组成，其用途是将电信号转变成光信号并在荧光屏上显示。 电子枪：发射电子并形成很细的高速电子束 电子偏转系统：是由X方向和Y方向两对偏转板组成，其作用是决定电子束的怎样偏转 荧光屏：显示偏转电信号的波形 4电子示波器时基发生器是有哪几部分电路组成并简要说明其作用
《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 (5) 实验三示波器测试技术与示波器的使用 (13)
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 1||T x U u dt T =? 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： 11.1α U K Ux F = 其中K F —为被测波形的波形系数。
2、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： P P U U K α= 式中U α—正弦电压有效值 K P —正弦电压的波峰因数 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2=p K 时，才等于被测电压的峰值。被测电压的有效值为： x P U U K α = 式中K p —被测电压的波峰因数 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。 2、用函数发生器分别产生峰—峰值为1V 、频率为100KHz 、1MHz 的正弦波、方波和三角波电压，用峰值电压表分别予以测量，计算它们的均值、峰值和有效值，并计算误差，结果填入表1-2。 五、 实验注意事项 1、AS2271A 型超高频毫伏表 （1）接通电源，预热5分钟； （2）平衡调节——把探头接到探头插座上，探头插入本仪器提供的T 型接头内并
实验1 示波器、函数信号发生器的原理及使用 示波器是用于显示信号波形的仪器，除了可以直接观测电压随时间变化的波形外，还可测量频率和相位差等参数，也可定性观察信号的动态过程。它能够测量电学量，也可通过不同的传感器将各种非电量，如速度、压力、应力、振动、浓度等物理量，变换成电学量来间接地进行观察和测量。 函数信号发生器能够用来产生正弦波、三角波、方波等各种电信号，并且能够设置和调整信号的频率、周期、幅值等重要参数。 【实验目的】 1. 了解示波器、函数信号发生器的工作原理。 2. 学习调节函数信号发生器产生波形及正确设置参数的方法。 3. 学习用示波器观察测量信号波形的电压参数和时间参数。 4. 通过李萨如图形学习用示波器观察两个信号之间的关系。 【实验仪器】 1. 示波器DS5042型，1台。 2. 函数信号发生器DG1022型，1台。 3. 电缆线（BNC型插头），2条。 【实验原理】 1. 函数信号发生器产生的波形参数 （1）正弦电压波形参数 正弦波的数学描述为u（t）=U0+U m sin(2πft+?)，其中： U0：正弦电压的直流分量，单位V。 U m：正弦电压的幅值，又称正弦波交流分量的最大峰值，相应的-U m为交流分量的最小峰值，用V pp=2 U m来表示正弦电压信号的峰峰值，U m/2为交流分量的有效值或均方根值，单位V。 f：为正弦电压的频率，单位Hz，相应的记ω=2πf为正弦信号的角频率，单位rad/s，正弦电压信号的周期T=1/f。 ?：正弦电压信号的相位角。 （2）余弦电压波形参数 利用正弦函数和余弦函数之间的关系可知，当相位角?=90o时，sin(2πft+90o)=cos(2πft)。 （3）操作函数信号发生器产生正余弦信号 从“确定信号所在通道的CH1/CH2按键”入手确定正/余弦波形应在函数信号发生器的哪一个通道设置并输出，通过“产生正弦波（Sine）的按键”进入正余弦信号设置的菜单，可对正余弦信号的相应参数进行设置，在设置的菜单内，还可以在菜单内按下相应的“同相位”的功能键，建立函数信号发生器CH1、CH2两通道产生的正弦波形之间的相位同步关系。
电磁场与微波测量实验报告 实验一微波测量系统的使用和信号源波长功率的测量 学院：电子工程学院 班级：2012211205 组员：秦爽左斌华姜铁增杨抒含 撰写人：杨抒含 一实验目的：
（1）学习微波的基本知识； （2）了解微波在波导中传播的特点，掌握微波基本测量技术； （3）学习用微波作为观测手段来研究物理现象。 二实验原理： 本实验接触到的基本仪器室驻波测量线系统，用于驻波中电磁场分布情况的测量。 该系统由以下十一个部分组成： 1.微波信号源 DH1121C型微波信号源由振荡器、可变衰减器、调制器、驱动电路、及电源电路组成。该信号源可在等幅波、窄带扫频、内方波调制方式下工作，并具有外调制功能。在教学方式下，可实时显示体效应管的工作电压和电流的关系。仪器输出功率不大，以数字形式直接显示工作频率，性能稳定可靠。 2.隔离器 位于磁场中的某些铁氧化体材料对于来自不同方向的电磁波有着不同吸收，经过适当调节，可使其对微波具有单方向传播的特性，隔离器常用于振荡器与负载之间，起隔离和单向传输的作用。 3.衰减器 把一片能吸微波能量的吸收片垂直于矩形波导的宽边，纵向插入波导管即成，用以部分衰减传输功率，沿着宽边移动吸收片可改变衰减量的大小。衰减器起调节系统中微波功率从以及去耦合的作用。 4.波长计 电磁波通过耦合孔从波导进入频率计的空腔中，当频率计的腔体失谐时，腔里的电磁场极为微弱，此时，它基本不影响波导中波的传输。当电磁波的频率计满足空腔的谐振条件时，发生谐振，反映到波导中的阻抗发生剧烈变化，相应地，通过波导中的电磁波信号强度将减弱，输出幅度将出现明显的跌落，从刻度套筒可读出输入微波谐振时的刻度，通过查表可得知输入微波谐振频率。 5.测量线 测量线是测量微波传输系统中电场的强弱和分布的精密仪器。由开槽波导、不调谐探头和滑架组成。在波导的宽边有一个狭槽，金属探针经狭槽伸入波导。线开槽波导中的场由不调谐探头取样，探头的移动靠滑架上的传动装置，探头的输出送到显示装置，就可以显示沿波导轴线的电磁场变化信息。由于探针与电场平行，电场的变化在探针上就感应出的电动势经过晶体检波器变成电流信号输出。 6.检波晶体 微波测量中，为指示波导（或同轴线）中电磁场强度的大小，是将它经过晶体二