电子测量课程设计1
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电子测量技术课程设计一、课程目标知识目标:1. 掌握电子测量技术的基本原理,包括电压、电流、电阻等基本物理量的测量方法。
2. 理解并掌握常用电子测量仪器的功能、使用方法及注意事项,如万用表、示波器等。
3. 学习电子测量系统误差分析及数据处理方法,提高数据分析和处理能力。
技能目标:1. 能够正确使用电子测量仪器进行基本物理量的测量,并熟练进行仪器的操作与维护。
2. 学会分析电子测量过程中的误差来源,并能采取相应措施进行修正。
3. 培养学生运用电子测量技术解决实际问题的能力,提高动手操作和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子测量技术学科的兴趣,激发学习热情,形成积极探索的学习态度。
2. 增强学生的安全意识,遵守实验操作规程,养成良好的实验操作习惯。
3. 培养学生的创新精神和实践能力,提高学生对测量结果的客观认识和评价。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,注重理论联系实际,强调学生的动手操作能力和实际问题解决能力的培养。
学生特点:学生已具备一定的电子基础知识,具有较强的求知欲和动手能力,但对电子测量技术的了解有限。
教学要求:结合学生特点,通过理论讲解、实践操作和案例分析等多种教学方式,使学生掌握电子测量技术的基本知识和技能,培养其解决实际问题的能力。
在教学过程中,注重目标的分解和落实,确保学生达到预定的学习成果。
二、教学内容1. 电子测量技术原理:- 电压、电流、电阻等基本物理量的测量方法- 电子测量系统的基本构成及工作原理2. 常用电子测量仪器及其使用:- 万用表的结构、功能、操作方法及维护- 示波器的原理、应用及使用注意事项- 其他测量仪器的了解与简单应用3. 电子测量误差分析及数据处理:- 测量误差的分类、来源及消除方法- 数据处理方法,如平均值、标准差等计算- 提高测量精度的措施4. 实践操作与案例分析:- 设计简单电子测量电路,进行实际操作- 分析实际测量过程中可能出现的误差,并采取措施进行修正- 案例分析,学习解决实际问题的方法教学内容安排和进度:第一周:电子测量技术原理学习第二周:常用电子测量仪器及其使用方法学习第三周:电子测量误差分析及数据处理方法学习第四周:实践操作与案例分析教材章节关联:《电子测量技术》第一章:电子测量技术概述《电子测量技术》第二章:常用电子测量仪器《电子测量技术》第三章:测量误差及数据处理《电子测量技术》第四章:实践操作与案例分析教学内容的选择和组织确保科学性和系统性,旨在帮助学生将理论与实践相结合,提高其电子测量技术在实际应用中的能力。
电子测量 课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握电子测量基本概念,如测量误差、准确度、精密度等;2. 了解常见电子测量仪器的原理和使用方法,如万用表、示波器、信号发生器等;3. 掌握基本的电子测量方法,如电压、电流、电阻的测量。
技能目标:1. 能够正确使用电子测量仪器进行电压、电流、电阻等基本测量;2. 学会分析测量结果,识别并减小测量误差;3. 培养学生动手操作能力,提高实验数据的处理与分析能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子测量学科的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生的团队协作精神,提高实验操作的积极性和主动性;3. 引导学生树立正确的科学态度,认识测量在科技发展中的重要性。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程目标旨在让学生通过实践操作,掌握电子测量基本知识和技能,培养严谨的科学态度和良好的实验习惯。
将目标分解为具体学习成果,以便后续教学设计和评估。
在教学过程中,注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力。
二、教学内容1. 电子测量基本概念:包括测量误差、系统误差、随机误差、准确度、精密度2. 常用电子测量仪器:万用表、示波器、信号发生器、频谱分析仪等,涵盖其原理、结构、功能及使用方法;3. 电子测量方法:电压、电流、电阻的测量方法,以及频率、相位、功率等参数的测量;4. 测量误差分析:分析测量误差的来源,探讨减小误差的方法和措施;5. 实验操作技巧:正确使用测量仪器,进行实际操作,培养动手能力;6. 数据处理与分析:对实验数据进行处理与分析,学会使用相关软件或工具。
教学内容安排和进度:1. 第1课时:电子测量基本概念;2. 第2课时:常用电子测量仪器原理及使用方法;3. 第3课时:电子测量方法;4. 第4课时:测量误差分析;5. 第5课时:实验操作技巧;6. 第6课时:数据处理与分析。
教学内容与教材关联性:1. 教学内容与教材章节相对应,涵盖电子测量基础知识、测量仪器、测量方法等方面;2. 结合教材实例,分析实际应用中电子测量的相关问题;3. 教学内容注重理论与实践相结合,培养学生的实际操作能力。
电子测量技术教案第一章:电子测量技术概述1.1 教学目标让学生了解电子测量技术的定义、作用和分类。
让学生掌握电子测量技术的基本原理和常用测量方法。
1.2 教学内容电子测量技术的定义和作用电子测量技术的分类电子测量技术的基本原理常用测量方法及其适用范围1.3 教学方法采用讲解、示例和实验相结合的方式进行教学。
1.4 教学步骤引入电子测量技术的概念,让学生了解其定义和作用。
讲解电子测量技术的分类,让学生了解不同类型的测量技术。
讲解电子测量技术的基本原理,让学生理解其工作原理。
介绍常用测量方法及其适用范围,让学生了解不同测量方法的应用场景。
通过示例和实验,让学生实际操作并加深对电子测量技术的理解。
第二章:电压测量2.1 教学目标让学生掌握电压测量的基本原理和方法。
让学生了解不同类型电压测量仪器的特点和选用原则。
2.2 教学内容电压测量的基本原理电压测量方法及其适用范围电压测量仪器的类型及特点电压测量仪器的选用原则2.3 教学方法采用讲解、示例和实验相结合的方式进行教学。
2.4 教学步骤讲解电压测量的基本原理,让学生理解电压测量的过程。
介绍不同类型的电压测量方法及其适用范围,让学生了解选择合适的测量方法的重要性。
讲解不同类型电压测量仪器的特点和选用原则,让学生了解不同仪器的适用场景。
通过示例和实验,让学生实际操作并加深对电压测量的理解。
第三章:电流测量3.1 教学目标让学生掌握电流测量的基本原理和方法。
让学生了解不同类型电流测量仪器的特点和选用原则。
3.2 教学内容电流测量的基本原理电流测量方法及其适用范围电流测量仪器的类型及特点电流测量仪器的选用原则3.3 教学方法采用讲解、示例和实验相结合的方式进行教学。
3.4 教学步骤讲解电流测量的基本原理,让学生理解电流测量的过程。
介绍不同类型的电流测量方法及其适用范围,让学生了解选择合适的测量方法的重要性。
讲解不同类型电流测量仪器的特点和选用原则,让学生了解不同仪器的适用场景。
电子测量技术课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解电子测量技术的基本概念,掌握各种电子测量仪器的使用方法。
2. 学生能掌握电子测量过程中的误差分析及处理方法,了解电子测量数据的处理技巧。
3. 学生能了解电子测量技术在工程实践中的应用,掌握相关测量标准及规范。
技能目标:1. 学生具备正确使用电子测量仪器进行数据测量的能力。
2. 学生能够根据测量数据进行分析、处理,并解决实际测量问题。
3. 学生能够运用电子测量技术解决简单的工程问题,具备一定的实际操作能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习电子测量技术,培养严谨的科学态度,注重实验数据的准确性和可靠性。
2. 学生在学习过程中,培养团队协作精神,学会与他人共同探讨、解决问题。
3. 学生能够关注电子测量技术的发展动态,认识到其在现代科技领域的重要地位,激发对相关领域的学习兴趣。
本课程针对高中年级学生,结合电子测量技术的学科特点,注重理论联系实际,提高学生的动手操作能力。
课程设计遵循由浅入深、循序渐进的原则,使学生在掌握基本知识的同时,能够将所学技能应用于实际测量中,培养学生的创新意识和实践能力。
通过本课程的学习,为学生进一步学习电子技术及相关领域知识打下坚实基础。
二、教学内容1. 电子测量技术概述:介绍电子测量的基本概念、分类及发展历程,使学生了解电子测量技术在现代科技中的地位与作用。
教材章节:第一章 电子测量技术概述2. 电子测量仪器及其使用方法:讲解各类电子测量仪器的原理、性能参数及操作方法,重点掌握万用表、示波器等常用仪器的使用。
教材章节:第二章 电子测量仪器及其使用方法3. 测量误差分析与数据处理:分析电子测量过程中可能出现的误差类型,探讨减小误差的方法,学习测量数据的处理技巧。
教材章节:第三章 测量误差分析与数据处理4. 电子测量技术在工程实践中的应用:介绍电子测量技术在各个领域的应用案例,使学生了解实际工程中的测量需求及解决方法。
电子测量技术基础课程设计1. 课程设计目的本课程设计旨在帮助学生掌握电子测量技术的基本知识和实践技能,培养学生的测试思维和实验操作能力,提高学生工程实践、创新能力和实验室安全意识。
2. 课程设计内容本课程设计包括以下三个部分:2.1 理论知识学习首先,学生需要学习电子测量技术的基础理论知识,包括:电子测量的基本原理、电路测量的方法和技术、各种电子元器件的电性参数测量和测试仪器的使用方法等。
同时,学生还需要了解电子测量技术在不同领域的应用,如通信、计算机、医疗、工业控制等。
2.2 实验操作训练在理论知识学习的基础上,学生需要进行相关实验操作训练。
学生可以通过DIY电子测量仪、使用数字示波器、多用表等测试工具,完成各项测量实验任务,并对所得数据进行分析和处理。
2.3 课程设计作业为了检验学生的学习成果和能力,本课程设计采用综合考核的方式,学生需要完成课程设计作业。
作业内容包括:•基于所学理论知识,编写一份电路测量方案,并进行实验测量。
•利用所学测试方法和技术,测量和分析一个电路中的各个元器件的电性参数。
•通过编写程序,使用单片机和模数转换芯片完成一个简单的数据采集和处理实验。
3. 课程设计方法在本课程设计中,采用以下教学方法:3.1 前置知识讲解对于不同难度和复杂度的知识,教师可采用多种方式进行前置知识讲解,比如PPT讲解、互联网资源分享、小组讨论、案例讲解等等。
3.2 实验操作训练在实验室中引导学生进行实验操作训练,以提高学生的实验技能和安全意识。
实验操作训练内容应根据学生的水平和能力进行调整和安排。
3.3 课程设计作业教师要根据每个学生的实际情况,为学生制定个性化的课程设计作业。
学生完成作业后,要及时给予批评和指导,以帮助学生不断提高。
4. 教学评价采用多种教学评价方法,包括:•考试:通过考试测评学生掌握电子测量技术的基本理论知识和实验技能。
•课程设计报告:要求学生总结和归纳课程设计过程中的实验数据和结果,提出改进方案和思考。
电子测量技术课程设计本文从DDS基本原理出发,利用FPGA来产生正弦波,可以实现频率和相位的控制和调节。
相对于现在的DDS芯片,FPGA更加的灵活和方便。
同时,也是未来得发展方向。
一、设计要求1.基本要求(1)制作完成一路正弦波信号输出,频率范围20Hz~20kHz;(2)具有频率设置和频率步进功能,频率步进10Hz;(3)输出信号频率稳定度优于10-5,用示波器观察时无明显失真;(4)输出电压幅度:在10kΩ负载电阻上的电压峰-峰值V opp≥20V;(5)数字显示正弦波的电压有效值、频率等,电压有效值精度5%,频率精度0.1%。
2.发挥部分(1)将正弦波输出信号扩展到三相输出,波形无明显失真,频率可调范围扩展到1Hz~30kHz,频率步进1Hz;(2)在上述信号频率范围内,任两相间的相位差在0°~359°范围内可任意预置,相位差步进1°;(3)在1Hz~30kHz频率范围内,增加矩形波输出信号,频率可任意预置,频率步进2Hz,频率精度0.05%;矩形波信号的占空比可以预置,占空比步进3601,当占空比为41时,误差≤±3602; (4)信号发生器能输出载波频率约为10kHz 的调频信号输出,要求调制信号频率在100Hz ~1kHz 频率范围内可变,用示波器观察载波信号无明显失真;二、设计方案方案一:用专用的DDS 芯片ADI 公司的AD9959,AD9959可以实现最多16电平的频率、相位和幅度调制,还可以工作在线性调频、调相或调幅模式。
AD9959的应用范围包括相控阵列雷达/卢纳系统、仪表、同步时钟和RF 信号源,并且有4路带10位DAC 的DDS 通道,最高取样频率为500 MSPS ,完全可以满足题目要求。
方案二:FPGA 实现DDS 技术,把DDS 中的ROM 改用SRAM ,SRAM 作为一个波形抽样数据的公共存储器,只要改变存储波形信息的数据,就可以灵活地实现任意波形发生器。
电子测量电子教案第一章:电子测量概述1.1 电子测量的定义1.2 电子测量的重要性1.3 电子测量的分类1.4 电子测量的应用领域第二章:测量误差与数据处理2.1 测量误差的定义与分类2.2 测量误差的来源与减小方法2.3 数据处理的基本方法2.4 测量数据的可靠性评估第三章:电子测量仪器与设备3.1 电子测量仪器的基本原理与分类3.2 常见的电子测量仪器及其应用3.3 电子测量设备的选择与使用注意事项3.4 电子测量仪器的维护与保养第四章:电压与电流的测量4.1 电压测量原理与方法4.2 电流测量原理与方法4.3 电压与电流测量仪器的选择与使用4.4 电压与电流测量实例第五章:频率与时间的测量5.1 频率测量原理与方法5.2 时间测量原理与方法5.3 频率与时间测量仪器的选择与使用5.4 频率与时间测量实例第六章:电阻与电导的测量6.1 电阻测量原理与方法6.2 电导测量原理与方法6.3 电阻与电导测量仪器的选择与使用6.4 电阻与电导测量实例第七章:电容与电感的测量7.1 电容测量原理与方法7.2 电感测量原理与方法7.3 电容与电感测量仪器的选择与使用7.4 电容与电感测量实例第八章:频率分析与频谱测量8.1 频率分析的基本原理8.2 频谱测量方法与技术8.3 频率分析与频谱测量仪器的选择与使用8.4 频率分析与频谱测量实例第九章:网络分析与网络参数测量9.1 网络分析的基本概念9.2 网络参数的测量方法9.3 网络分析仪的选择与使用9.4 网络参数测量实例第十章:数字信号测量与分析10.1 数字信号测量原理10.2 数字信号分析方法10.3 数字信号测量与分析仪器的选择与使用10.4 数字信号测量与分析实例第十一章:现代电子测量技术11.1 自动化测量技术11.2 虚拟仪器技术11.3 网络测量技术11.4 微电子测量技术第十二章:测量数据的可视化与处理12.1 数据可视化原理与技术12.2 数据处理软件与应用12.3 测量数据的可视化实例第十三章:电磁兼容性测量13.1 电磁兼容性的基本概念13.2 电磁干扰的来源与抑制13.3 电磁兼容性测量方法与设备13.4 电磁兼容性测量实例第十四章:环境与安全测量14.1 环境测量的目的与方法14.2 安全测量的原理与技术14.3 环境与安全测量设备的选用14.4 环境与安全测量实例第十五章:电子测量技术在工程实践中的应用15.1 电子测量在通信工程中的应用15.2 电子测量在电子制造中的应用15.3 电子测量在电力系统中的应用15.4 电子测量在科研与教育中的应用重点和难点解析本电子测量电子教案涵盖了电子测量的基本概念、测量误差、数据处理、电子测量仪器与设备、电压与电流的测量、频率与时间的测量、电阻与电导的测量、电容与电感的测量、频率分析与频谱测量、网络分析与网络参数测量、数字信号测量与分析、现代电子测量技术、测量数据的可视化与处理、电磁兼容性测量、环境与安全测量以及电子测量技术在工程实践中的应用等多个方面。
电子测量原理课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握电子测量原理的基本概念,如测量误差、分辨率、灵敏度等;2. 使学生了解各种电子测量仪器的功能、原理及应用范围;3. 帮助学生掌握电子测量系统搭建与调试的方法。
技能目标:1. 培养学生运用电子测量仪器进行数据采集、处理和分析的能力;2. 培养学生设计简单电子测量系统的能力;3. 提高学生在实际操作中解决问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子测量原理的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生严谨、细致的科学态度,注重团队合作;3. 引导学生关注电子测量技术在生活中的应用,提高社会责任感。
课程性质分析:本课程为电子测量原理课程设计,注重理论联系实际,强调实践操作能力。
课程内容紧密结合教材,旨在提高学生的实际操作能力和综合运用能力。
学生特点分析:学生为高年级本科生,具有一定的电子基础知识,具备初步的实验操作能力。
学生对电子测量原理有一定了解,但对实际应用尚缺乏深入了解。
教学要求:1. 理论教学与实验操作相结合,提高学生的实际操作能力;2. 引导学生通过小组讨论、实验总结等形式,深入理解电子测量原理;3. 注重培养学生的创新能力,鼓励学生进行探索性实验。
二、教学内容1. 电子测量原理概述:介绍电子测量的基本概念、分类及发展趋势,对应教材第一章内容。
- 测量误差与测量不确定度- 电子测量仪器的分类与原理- 电子测量技术的发展趋势2. 常用电子测量仪器及其原理:详细讲解示波器、信号发生器、万用表等常用电子测量仪器的原理与使用方法,对应教材第二章内容。
- 示波器的原理与应用- 信号发生器的原理与应用- 万用表的原理与应用3. 电子测量系统设计与搭建:介绍电子测量系统的设计方法、搭建与调试技巧,对应教材第三章内容。
- 电子测量系统的设计方法- 电子测量系统的搭建与调试- 电子测量系统抗干扰技术4. 电子测量实验操作:组织学生进行实际操作,巩固所学知识,对应教材第四章内容。
电子测量技术教案第一章:电子测量技术概述1.1 教学目标了解电子测量技术的定义和作用掌握电子测量技术的基本原理和分类了解电子测量技术的发展趋势1.2 教学内容电子测量技术的定义和作用电子测量技术的基本原理电子测量技术的分类电子测量技术的发展趋势1.3 教学方法讲授法:讲解电子测量技术的定义、作用和分类讨论法:探讨电子测量技术的发展趋势1.4 教学资源教材:电子测量技术教材投影片:电子测量技术的基本原理和分类示意图1.5 教学评估课堂问答:了解学生对电子测量技术定义和作用的理解小组讨论:评估学生对电子测量技术分类和发展趋势的掌握程度第二章:电子测量仪器与设备2.1 教学目标了解电子测量仪器与设备的种类和功能掌握电子测量仪器与设备的使用方法了解电子测量仪器与设备的维护和保养2.2 教学内容电子测量仪器与设备的种类和功能电子测量仪器与设备的使用方法电子测量仪器与设备的维护和保养2.3 教学方法演示法:展示各种电子测量仪器与设备,讲解其功能和使用方法实践操作法:学生亲自动手操作电子测量仪器与设备,掌握其使用方法2.4 教学资源教材:电子测量技术教材实验设备:各种电子测量仪器与设备2.5 教学评估实践操作:评估学生对电子测量仪器与设备的操作能力课堂问答:了解学生对电子测量仪器与设备的使用方法和维护保养知识的掌握程度第三章:电子测量电路分析3.1 教学目标了解电子测量电路的基本原理和分析方法掌握电子测量电路的测量技术和方法能够分析电子测量电路的性能和指标3.2 教学内容电子测量电路的基本原理电子测量电路的分析方法电子测量电路的测量技术和方法电子测量电路的性能和指标3.3 教学方法讲授法:讲解电子测量电路的基本原理和分析方法案例分析法:分析具体的电子测量电路案例,讲解测量技术和方法3.4 教学资源教材:电子测量技术教材投影片:电子测量电路示意图和性能指标表格3.5 教学评估课堂问答:了解学生对电子测量电路基本原理和分析方法的理解程度小组讨论:评估学生对电子测量电路测量技术和方法的掌握程度第四章:电子测量误差与数据处理4.1 教学目标了解电子测量误差的基本概念和来源掌握电子测量误差分析和补偿方法掌握电子测量数据处理的基本方法4.2 教学内容电子测量误差的基本概念和来源电子测量误差分析和补偿方法电子测量数据处理的基本方法4.3 教学方法讲授法:讲解电子测量误差的基本概念和来源案例分析法:分析具体的电子测量误差案例,讲解分析和补偿方法实践操作法:学生亲自动手处理电子测量数据,掌握数据处理方法4.4 教学资源教材:电子测量技术教材实验设备:电子测量仪器与设备4.5 教学评估实践操作:评估学生对电子测量数据处理方法的掌握程度课堂问答:了解学生对电子测量误差分析和补偿方法的理解程度第五章:电子测量实验5.1 教学目标掌握电子测量实验的基本步骤和方法能够正确操作电子测量仪器与设备进行实验能够分析实验数据并得出正确结论5.2 教学内容电子测量实验的基本步骤和方法电子测量实验的操作要点电子测量实验数据的分析方法5.3 教学方法演示法:展示电子测量实验的操作过程和数据处理方法实践操作法:学生亲自动手进行电子测量实验,掌握操作方法和数据分析5.4 教学资源教材:电子测量技术教材实验设备:电子测量仪器与设备5.5 教学评估实践操作:评估学生对电子测量实验操作的熟练程度第六章:频率与时间测量6.1 教学目标理解频率和时间测量的重要性学习频率和时间的测量原理掌握常见频率和时间测量仪器的使用6.2 教学内容频率和时间测量的基础知识频率计和示波器的使用方法时间测量仪器如时间间隔计的使用方法实际测量案例分析6.3 教学方法讲授法:讲解频率和时间测量原理演示法:展示频率计和时间测量仪器的操作实践操作法:学生动手操作仪器进行测量练习6.4 教学资源教材:电子测量技术教材实验设备:频率计、示波器、时间间隔计等6.5 教学评估实践操作:评估学生对频率和时间测量仪器操作的准确性课堂问答:检查学生对频率和时间测量原理的理解第七章:电压与电流传感器测量7.1 教学目标认识电压和电流传感器的作用学习电压和电流的测量原理掌握电压和电流传感器的使用方法7.2 教学内容电压和电流传感器的基本原理电压和电流测量仪器的结构与使用电压和电流测量中的注意事项实际测量案例分析7.3 教学方法讲授法:讲解电压和电流传感器的工作原理演示法:展示电压和电流测量仪器的操作实践操作法:学生亲自动手进行电压和电流测量7.4 教学资源教材:电子测量技术教材实验设备:电压表、电流表、电流传感器等7.5 教学评估实践操作:评估学生对电压和电流传感器操作的准确性课堂问答:检查学生对电压和电流测量原理的理解第八章:信号发生器与信号分析8.1 教学目标理解信号发生器在电子测量中的作用学习信号发生器的使用方法掌握信号分析的基本技巧8.2 教学内容信号发生器的基本原理和功能信号发生器的操作和使用技巧信号分析的方法和应用实际测量案例分析8.3 教学方法讲授法:讲解信号发生器和信号分析的基础知识演示法:展示信号发生器的操作和信号分析过程实践操作法:学生动手操作信号发生器并进行信号分析8.4 教学资源教材:电子测量技术教材实验设备:信号发生器、示波器等8.5 教学评估实践操作:评估学生对信号发生器和信号分析操作的准确性课堂问答:检查学生对信号发生器和信号分析原理的理解第九章:网络分析与阻抗测量9.1 教学目标理解网络分析在电子测量中的重要性学习网络分析仪的使用方法掌握网络参数的测量技术9.2 教学内容网络分析的基本概念和原理网络分析仪的结构和操作网络参数测量技术实际测量案例分析9.3 教学方法讲授法:讲解网络分析和阻抗测量的基础知识演示法:展示网络分析仪的操作和测量过程实践操作法:学生动手操作网络分析仪进行测量9.4 教学资源教材:电子测量技术教材实验设备:网络分析仪、阻抗测量设备等9.5 教学评估实践操作:评估学生对网络分析仪操作的准确性课堂问答:检查学生对网络分析和阻抗测量原理的理解第十章:现代电子测量技术与发展趋势10.1 教学目标了解现代电子测量技术的新发展学习先进测量技术的应用探讨电子测量技术的发展趋势10.2 教学内容现代电子测量技术的新发展先进测量技术的应用案例电子测量技术的发展趋势分析10.3 教学方法讲授法:讲解现代电子测量技术的发展和趋势案例分析法:分析先进测量技术的应用案例讨论法:讨论电子测量技术的发展方向10.4 教学资源教材:电子测量技术教材投影片:现代电子重点和难点解析1. 电子测量技术概述补充说明:电子测量技术是电子工程领域的基础技术,通过对电子信号的准确测量,可以确保电子系统的性能和稳定性。
三角波—正弦波转换电路设计1、课程设计的要求1.1设计的目的要求(1)掌握三角波—正弦波函数发生器的设计方法与调试技术(2)学会安装与调试由多级单元电路组成的电子电路(3)学会使用集成函数发生器1.2设计技术指标要求(1)频率范围:三角波 100Hz~1kHz,正弦波 1kHz~10kHz(2)输出电压:三角波Upp=5V 幅度连续可调;正弦波 Upp=14V 幅度连续可调。
(3)频率控制方式:通过改变RC时间常数手控信号频率;通过改变控制电压Uc实现压控频率(VCF)。
(4)波形特性:三角波非线性失真小于1%正弦波失真小于3%2、课程设计原理方案2.1基本原理函数发生器一般是指能自动产生三角波、正弦波等波形的电路或仪器。
电路形式可以采用由运放及分立元件构成;也可采用单片机集成函数发生器。
根据用途不同,有产生3种或多种波形的函数发生器,本课题介绍三角波—正弦波发转换电路的设计。
2.2系统框图由运算放大器电路及分立元件构成,方波—三角波—正弦波函数发生器电路组成框图如下,本设计只介绍将三角波变成正弦波的电路,电路图如下:函数发生器组成框图2.3实现转换的原理波形变换的原理是利用差分放大器的传输特性曲线的非线性,波形变换过程如下图。
由图可见,传输特性曲线越对称,线性区越窄越好;三角波的幅度Um 应正好使晶体接近饱和区或截止区。
三角波—正弦波变换原理3、课程设计电路图3.1差放放大电路实现变换下图为实现三角波—正弦波变换的电路,其中RP1调节三角波的幅度,RP2调整电路的对称性,其并联电阻Re2用来减小差分放大器的线性区,电容C1、C2、C3为隔直电容,C4为滤波电容,以滤除谐波分量,改善输出波形。
3.2元件清单4、元件识别与检测4.1 NPN三极管(1)9013是一种NPN型硅小功率的三极管它是非常常见的晶体三极管,在收音机以及各种放大电路中经常看到它,应用范围很广,它是NPN型小功率三极管,下面是9013的参数等资料。
《电子测量技术》课程实习指导书课程名称(中文):电子测量技术课程名称(英文):The Technique of Electronic Measure总周数:1周学分数:1分一、实习目的《电子测量技术》实习是电子测量教学的重要组成部分,是课堂教学的延续与提高,除了验证课堂理论外,还是巩固和深化所学课堂知识的环节,更是培养学生动手能力、训练严谨科学态度和作风的手段。
通过实习,能使学生进一步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原理、性能和使用、电子测量中误差分析和处理的方法以及电子测量仪器的发展动态,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今后解决实际工程中有关测量工作的问题打下基础。
通过该项实习应达到以下目的:(1)比较熟练地掌握各种信号发生器、电子计数器、各种电压表和常用示波器的使用及检验校正方法;掌握电压、周期及频率的测量方法;(2)掌握根据被测对象,合理选用测量方法及测量仪器的能力;(3)能拟定测量步骤、处理测量结果,并编写实习报告。
(4)通过对现有电子测量仪器的使用与用途进行了解,进而对目前的电子测量仪器的发展现状有一个感性知识,对测量工作的组织、管理及实施有初步的理解,为未来更好地利用电子测量技术打下基础。
二、面对专业本课程实习指导书适用于入学学生为四年学制电子信息工程专业及相近专业的本科生,其它学制也可参照热行。
三、任务和要求1、电子测量仪器的检验与校正通用示波器、毫伏表、计数器等电子仪器的检验并在教师指导下进行校正。
2、信号发生器、电子计数器原理及应用研究了解信号发生器的使用方法和电子计数器的工作原理,熟悉信号发生器、电子计数器的操作,并采用不同闸门时间对不同的频率进行测量并分析。
3、示波器原理及应用研究了解通用电子示波工器工作原理的基础上,学会正确使用示波器测量各种电参数的方法。
4、交流电压测量了解交流电压测量的基本原理,分析几种典型电压波形对不同检波特性电压表的响应,以及它们之间的换算关系,并对测量结果做误差分析。
5、其它仪器的使用了解频率分析仪、频谱分析仪、逻辑分析仪及其它精密仪器的构造、使用方法及简单的维修、维护方法。
四、实习组织和仪器工具1、实习组织实习期间的组织工作应由主讲教师和通信实验室实验员共同负责,实习工作按小组进行,每组根据班级人数确定分组,组长1名,负责管理本组实习分工和仪器管理。
组员在组长的统一安排下,分工协作,搞好实习。
分配任务时,应使每项工作都由组员轮流担任,不能单纯追求进度。
2、仪器工具采用常规通用仪器设备在计算机与信息学院通信实验室完成实习内容。
下表为实验主要应配套仪器设备及台(套)数(以一个实习教学班15人为标准)六、实习注意事项1、仪器使用与爱护除参照电子测量实习大纲外,还应注意以下各点:(1)每次实习前、后均应注意清点仪器和工具;(2)实习中如发现仪器有故障,应立即报告教师和实验员,不准自行拆卸;(3)按时领用、交还仪器,并遵守仪器领借制度。
2、实习前要做好准备,随实习进度阅读实习指导书及教材的有关章节。
3、每一项测量工作完成后,要及时计算、整理成果并要写实习工作日记,原始数据、资料、成果应妥善保管,不得丢失。
4、严格遵守实验室的规章制度。
七、实习报告的编写要求每个学生在课程实习结束后上交主讲老师课程实习报告一份。
课程实习报告应反映学生在实习中所获得的知识,编写时要认真,力求完善,参考格式见福建农林大学计算机与信息学院信息工程类课程实习报告规范(讨论稿)附件要求。
《电子测量技术》课程实习报告一般含封面、实习报告结果评定表、目录和正文五部分。
其中课程实习报告正文格式包括:(1)实习的目的和任务;(2)实习要求;(3)实习地点;(4)主要仪器设备(实验用的软硬件环境);(5)实习内容,主要指实习内容和实习过程等基本情况介绍,可以介绍实习的项目、程序、方法、精度、计算成果及示意图等,可以按实习顺序逐项编写;(6)问题讨论与分析,可以就某一个或某一类仪器进行如测量方法改进、误差分析、仪器功能扩展等方面的讨论,也可以考虑如何构造一个自动测试系统或虚拟实验等;(7)结束语,可以谈论自己的实习心得体会及提高,实习中存在的问题、解决思路或办法或建议等;(8)参考文献。
八、上交资料1、各种测量记录及计算表。
2、课程实习报告。
九、实习成绩评定1、考核方式、方法本课程实习成绩单独按100分记分,学分1分。
凡实习成绩不及格者,该门课程必须重修。
学生的实习成绩以实习中的实际完成为主,占最后评定总分的60%,实习报告占最后评定总分的40%,其中,实习中的实际完成成绩又主要以实验实际操作的优劣作为主要考核依据。
2、实习成绩评定方法评定课程实习成绩时,可参考以下标准。
(1)90~100分能正确理解实习的目的要求,能独立、顺利而正确地完成各项实验操作,会分析和处理实验中遇到的问题,能掌握所学的各项实验技能,能较好地完成实习报告,有一定创造精神和能力。
有良好的实验工作作风和习惯。
实习过程中,记录规格整洁,具有很强的动手操作、计算及绘图能力,工作积极主动,组织纪律性强。
(2)80~89能理解实习的目的和要求,能认真而正确地完成各项实验操作,能分析和处理实验中遇到的一些问题。
能掌握所学实验技能的绝大部分,对难点较大的操作完成有困难。
能一般完成实习报告和其它作业。
有较好的实验习惯和工作作风。
实习过程中,作业齐全,记录规格,具有动手操作、计算及绘图能力,能独立完成工作、作业,工作较积极主动,组织纪律性较强。
(3)70~79能粗浅理解实验目的要求,能认真努力进行各项实验操作,但技巧较差。
能分析和处理实验中一些较容易的问题,掌握实验技能的大部分。
有30%掌握得不好。
能一般完成各项实验作业和报告。
处理问题缺乏条理。
工作作风较好。
能认真遵守各项规章制度,学习努力。
实习过程中,作业齐全,记录规格,有部分缺页或错误,具有一定的动手操作、计算及绘图能力,但独立完成困难,工作积极主动,组织纪律性强(4)60~69只能机械地了解实验内容,能一般性地按实验步骤完成实验操作,能完成60%所学的实验技能,有些虽作但不准确。
遇到问题常常缺乏解决的办法,在别人启发下能作些简单处理,但效果不理想。
能一般完成实验报告,能认真遵守实验室各项规章制度,工作中有小的习惯性毛病(如工作无计划,处理问题缺乏条理)。
(5)0~59(很差)盲目地操作,只掌握50%的所学实验技能。
有些实验虽能作,但一般效果不好,操作不正确。
工作忙乱无条理。
一般能遵守实验室规章制度,但常有小的错误。
实验报告较多的时候有结果,遇到问题时说不明原因,在教师指导下也较难完成各项实验作业。
或有些小聪明但不努力,不求上进。
实习过程中,作业不齐全认真,记录不规格整洁,动手操作、计算及绘图能力很差,工作不积极主动,不遵守组织实习纪律;注意:实习中,发现严重涂改或伪造数据,损坏仪器、工具,工作懒散,按降分处理;如缺席1/3实习天数,或严重违纪者,或小组成绩不及格者,均作不及格处理,以后同下一届学生补做实习。
十、实验内容与指导1、示波器与信号发生器的使用 1) 示波器工作原理在时域信号测量中,电子示波器无疑是最具代表性的典型测量仪器。
它可以精确复现作为时间函数的电压波形(横轴为时间轴,纵轴为幅度轴),不仅可以观察相对于时间的连续信号,也可以观察某一时刻的瞬间信号,这是电压表所做不到的。
我们不仅可以从示波器上观察电压的波形,也可以读出电压信号的幅度、频率及相位等参数。
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。
若水平偏转板上无扫描信号,则从荧光屏上什么也看不见或只能看到一条垂直的直线。
因此,只有当X 偏转板加上锯齿电压后才有可能将波形展开,看到信号的时间波形。
一般说来,Y 偏转板上所加的待观测信号的周期与X 偏转板上所加的扫描锯齿电压的周期是不相同的,也不一定是整数倍,因而每次扫描的起点对待观测信号来说将不固定,则显示波形便会不断向左或向右移动,波形将一片模糊。
这就有一个同步问题,即怎样使每次扫描都在待观测信号不同周期的相同相位点开始。
近代电子示波器通常是采用等待触发扫描的工作方式来实现同步的。
只要选择不同的触发电平和极性,扫描便可稳定在待观测信号的某一相应相位点开始,从而使显示波形稳定、清晰。
在现代电子示波器中,为了便于同时观测两个信号(如比较两个信号的相位关系),采用了双踪显示的办法,即在荧光屏上可以同时有两条光迹出现,这样,两个待测的信号便可同时显示在荧光屏上,双踪显示时,有交替、断续两种工作方式。
交替、断续工作时,扫描电压均为一种,只是把显示时间进行了相应的划分而已。
由于双踪显示时两个通道都有信号输入,因此还可以工作于叠加方式,这时是将两个信号逐点相加起来后送到Y 偏转板的。
这种工作方式可模拟谐波叠加,波形失真等问题。
同时,如果改变其中一个的极性,也可以实现相减的显示功能。
这相当于两个函数的相加减。
示波器除了用于观测信号的时间波形外,还可将两个相同或不同的信号分别加于垂直和水平系统,以观测两信号在平面上正交叠加所组成的图形,如李沙育图形,它可用于观测两个信号之间的幅度、相位和频率关系。
2) 实验设备y x(1)函数信号发生器,型号YB1634,指标:0.2Hz-2MHz ,数量2台; (2)双踪示波器,型号YB4320A ,指标:20MHz ,数量1台。
) 3) 示波器与信号发生器的使用(1)作好使用示波器前的调亮、聚焦和校正等准备工作。
将两个通道的耦合方式置为地 调节“聚焦”旋钮调节CH1的“位移”旋钮将通道1的扫描线调至中心位置按下“CH2“按钮,显示通道2的扫描线(2)各种波形参数测量 ① 方波(a )上升时间t r 测量调节CH2的“位移”旋钮将通道2的扫描线调至中心位置调节“扫描微调”旋钮至校准位调节“触发电平”旋钮至锁定位置将校准信号接入通道1,观测显示是否正确信号源输出方波信号 调节示波器时基旋钮将波形展开按下扫描因数×5扩展键 调节水平位移旋钮便于读数上升时间= 上升沿格数×扫描时基刻度÷5(b )下降时间t f 测量r t调节水平位移旋钮并读取下降时间下降时间= 下降沿格数×扫描时基刻度÷5(c )直流偏置电压V 0测量直流偏置电压= (-)×垂直幅度刻度② 正弦波(a )测量重复周期及电压峰—峰值。
ft 0V 1g 2g 0T PP U 按下信号源的直流偏置按钮并读波形峰值的格数1g 将CH1置为交流耦合并读波形峰值的格数2g信号源输出正弦信号 调节CH1的垂直幅度旋钮并读数电压峰—峰值= 波峰到波谷的格数×垂直幅度刻度重复周期= 单周期的格数×扫描时基刻度③ 三角波 (a )波形对称度baT T 测量信号源输出三角信号并读数上升时间=上升沿格数×扫描时基刻度 下降时间=下降沿格数×扫描时基刻度(3)显示波形的观测 ① 选择不同的触发极性P P UT a T b T按下“极性”按钮并观察波形显示② 选择不同的扫描速度切换信号源的频率档位③ 观察交替扫描调节扫描时基选钮并观察不同扫描速度下的波形显示④ 观察波形叠加⑤ 观察任意两种波形的合成图形y x 两个信号源分别输出不同频率、不同波形的信号,按下CH2按钮同时显示这两个信号按下“交替触发”按钮并观察波形显示两个信号源分别输出相同频率、不同波形的信号,按下CH2按钮同时显示这两个信号按下“叠加”按钮并观察波形显示观察方波和正弦波的合成图形 观察两个同频正弦波的合成图形波峰因数为UUK p ∧=用来测量电压的指针式电压表中的检波器有多种形式,一般来说,具有不调节其中一个正弦波的幅度并观察4) 思考题(1)利用示波器测量各种波形参数时,如何减小其测量误差?(2)当利用示波器观测某一直流信号时,示波器的输入耦合方式,触发耦合方式和扫描方式应如何选择?(3)测量方波的上升和下降时间可以有哪些方法?(4)什么是李沙育图形?用李沙育图形测频率是基于替代法、比较法还是微差法?当偏转板上无扫描信号时,能在荧光屏上看见什么?y x -y x-x 将两个正弦波的频率比调整为1 : 3并观察2、交流电压测量 1) 交流电压测量原理一个交流电压的大小,可以用峰值,平均值,有效值U ,以及波形因数K F ,波峰因数K P 等表征,若被测电压的瞬时值为,则全波平均值为有效值为波形因数为_UU K F =U ˆU )(t u ⎰=Tdtt u TU 0)(1⎰=T dt t u T U 02)(1。