电子测量技术实验报告.docx
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电子测量技术实验报告
福建农林大学运算机与信息学院
信息工程类
实验报告
课程名称：
电子测量技术
姓名：
系：
电子信息工程系
专业：
电子信息工程
年级：
2008级
学号：
指导教师：
职称：
副教授
2020年6月28日
实验项目列表
序号
实验项目名称
成绩
指导教师
1
示波器、信号发生器的使用
2
电子计数器的使用
3
交流电压测量
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
福建农林大学运算机与信息学院信息工程类实验报告
系：
电子信息工程系专业：
电子信息工程年级：
2020级
姓名：
学号：
实验课程：
电子测量技术实验室号：
实验设备号：
实验时刻：
2020.6.28
指导教师签字：
成绩：
实验一：
示波器、信号发生器的利用
1．实验目的和要求
1）把握通用示波器的大体组成及各部份的作用；把握波形显示的大体原理、扫描及同步的概念；了解电子示波器的分类及要紧技术性能指标。
2）了解各类信号发生器如正弦信号发生器、低频信号发生器等的工作原理和性能指标和信号选择。
2．实验原理
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。
它能够精准复现作为时刻函数的电压波形（横轴为时刻轴，纵轴为幅度轴），不仅能够观看相关于时刻的持续信号，也能够观看某一时刻的刹时信号，这是电压表所做不到的。
咱们不仅能够从示波器上观看电压的波形，也能够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转变而偏转的电子束不断轰击荧光屏而显示波形的，若是在示波管的X偏转板（水平偏转板）上加一随时刻作线性转变的时基信号，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刻波形。
假设水平偏转板上无扫描信号，那么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，看到信号的时刻波形。
一样说来，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，也不必然是整数倍，因此每次扫描的起点对待观测信号来讲将不固定，那么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，即如何使每次扫描都在待观测信号不同周期的相同相位点开始。
近代电子示波器一般是采纳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，扫描即可稳固在待观测信号的某一相应相位点开始，从而使显示波形稳固、清楚。
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），采纳了双踪显示的方法，即在荧光屏上能够同时有两条光迹显现，如此，两个待测的信号即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，只是把显示时刻进行了相应的划分罢了。
由于双踪显示时两个通道都有信号输入，因此还能够工作于叠加方式，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，若是改变其中一个的极性，也能够实现相减的显示功能。
这相当于两个函数的相加减。
示波器除用于观测信号的时刻波形外，还可将两个相同或不同的信号别离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。
3．要紧仪器设备（实验用的软硬件环境）
1）函数信号发生器，型号YB1634，指标：
，数量2台；
2）双踪示波器，型号YB4320A，指标：
20MHz，数量1台。
3）其它实验室经常使用工具。
4．操作方式与实验步骤
1）作好利用示波器前的调亮、聚焦、校正等预备工作。
2）用示波器测量方波的上升时刻和下降时刻。
3）用示波器显示、测量正弦波的重复周期及电压峰—峰值。
4）用示波器显示、测量三角波的波形对称度。
5）显示波形的观测：
（1）选择不同的触发极性。
（2）选择不同的扫描速度。
（3）观看方波和正弦波的x－y合成图形。
（4）观看任意两种波形的合成图形。
5．实验内容及实验数据记录
（1）方波
1通过信号发生器产生方波信号
2通过示波器取得上升时刻和下降时刻显示在示波器下方。
Rise与fall
（2）正弦波
1测量正弦波周期，由于电子式示波器功能多样，咱们测量周期用到了内置的时刻测量功能，直接取得周期图a。
也用到了手动方式图b，周期约为0.88ms。
图a图b
2测量电压峰—峰值，咱们也应用了两种方式，一种为示波器内置功能，另一种为手动。
峰—峰值约为122mv
（3）三角波
1三角波波形对称度
测量，由图可得
（4）显示波形的观测
1．选择不同的触发极性。
斜率触发边沿触发
2选择不同的扫描速度。
3观看方波和正弦波的x－y合成图形。
4x-y合成图形
只形成了大体的图形。
7．总结：
通过本实验对示波器的用法进行了巩固，尤其是合成李沙育图形的合成，应设将示波器设置成X-Y模式才能够，之前忽略了这点一直没取得结果。
福建农林大学运算机与信息学院信息工程类实验报告
系：
电子信息工程系专业：
电子信息工程年级：
2020级
姓名：
学号：
实验课程：
电子测量技术实验室号：
实验设备号：
实验时刻：
2020.6.28
指导教师签字：
成绩：
实验二：
电子计数器的利用
1．实验目的和要求
（1）把握电子计数器的工作原理，把握电子计数法测频、测周的原理和方式；了解闸门时刻、时标的大体概念及频率标准与校频的方式。
（2）把握采纳不同闸门时刻对不同的频率、周期、时刻距离进行测量的方式和误差分析方式。
2．实验原理
测频原理
计数器的测频原理如下图所示。
fx为输入待测信号频率，f0为时钟脉冲的频率。
闸门信号GATE操纵计数时刻，Fx和F0两个计数器在同一时刻T内别离对fx和f0进行计数，f0已知，时刻T可由计数器F0的计数值算出。
计数器Fx的计数值Nx=fx×T，计数器F0的计数值N0＝f0×T。
由于Nx/fx＝N0/f0＝T，那么被测频率fx为：
fx＝（Nx/N0）×f0
测频原理框图
3．要紧仪器设备（实验用的软硬件环境）
EE1641B函数信号发生器/计数器；通用示波器SS-7821/11；其它实验室经常使用工具。
4．操作方式与实验步骤
利用函数信号发生器产生不同频率的方波信号，由通用示波器器对其进行测频，选择不同的闸门时刻，对测量结果进行比较和分析。
记录测量的频率值，并填写下表：
闸门时间
信号频率
10Hz
100Hz
1KHz
10KHz
100KHz
1MHz
10ms
1s
10s
5．实验内容及实验数据记录
（1）利用电子计数器测频、测时刻与周期，并进行大体误差分析。
（2）频率标准与校频
实验数据记录
闸门时间
信号频率
10Hz
100Hz
1KHz
10KHz
100KHz
1MHz
10ms
5
6
69
8
17
10
18
4
20
6
3
23
1s
16
2
5
8
31
9
10s
50
20
7
21
6
1
6．实验数据处置与分析
无
7．总结
通过那个了解了讲义上的一个理论知识：
闸门时刻越长相对的精度就越低。
只有通过动手实践才能对理论知识有更深刻的明白得。
福建农林大学运算机与信息学院信息工程类实验报告
系：
电子信息工程系专业：
电子信息工程年级：
2020级
姓名：
学号：
实验课程：
电子测量技术实验室号：
实验设备号：
实验时刻：
2020.6.28
指导教师签字：
成绩：
实验三：
交流电压测量
1．实验目的和要求
（1）了解交流电压测量的大体原理，分析几种典型电压波形对不同检波特性电压表的响应。
（2）把握不同波形的电压的换算关系，并能对测量结果进行误差分析。
2．实验原理
一个交流电压的大小，能够用峰值
，平均值
，有效值U，和波形因数KF，波峰因数KP等表征，假设被测电压的瞬时值为
，那么
全波平均值为
有效值为
波形因数为
波峰因数为
用来测量电压的指针式电压表中的检波器有多种形式，一样来讲，具有不同检波特性的电压表都是以正弦电压的有效值来定度的，可是，除有效值电压表外，电压表的示值本身并非直接代表任意波形被测电压的有效值。
因此，如何利用不同检波特性的电压表的示值（即读数）来正确求出被测电压的均值
，峰值
，有效值U，是一个十分值得注意的问题。
依照理论分析，不同波形的电压加至不同检波特性的电压表时，要由电压表读数确信被测电压的
、U、
，可依照表1的关系计算。
从表1可知，用具有有效值响应的电压表和平均值响应的电压表别离对各类波形的电压测量时，假设读数相同，只别离表示不同波形的被测电压有效值U相同和平均值
相同，而其余的并非必然相同。
表1
电压表
类型
平均值检波
有效值检波
波形
正弦
锯齿
三角
方波
正弦
锯齿
三角
方波
读数
A1
A2
A3
A4
A1
A2
A3
A4
A1
A2
A3
A4
A1
A2
A3
A4
A1
A2
A3
A4
A1
A2
A3
A4
A1
A2
A3
A4
A1
A2
A3
A4
3．要紧仪器设备（实验用的软硬件环境）
（1）DA-16晶体管毫伏表（均值检波）1台；
（2）TD1914A数字毫伏表（有效值检波）1台；
（3）函数信号发生器，型号YB1634，指标：
，数量1台；
（4）双踪示波器，型号YB4320A，指标：
20MHz，数量1台。
4．操作方式与实验步骤
（1）将均值电压测量的实验仪器预备就绪
（2）将DA-16晶体管毫伏表置于1V/0db档位
（3）将DA-16晶体管毫伏表的输入线短接
（4）将DA-16晶体管毫伏表接通电源，待表针稳固，进行调零
（5）打开函数信号发生器的电源，选择产生1KHz左右的正弦波信号
（6）将函数信号发生器的信号线与DA-16晶体管毫伏表的输入端相接
（7）调剂函数信号发生器的幅度输出，使DA-16的指示为
（8）打开示波器的电源，并进行校准
（9）将示波器探头与信号相接，并读出信号峰值，填入表2
（10）由函数信号发生器别离产生三角波、方波，并调剂其幅度使电压表指示为，然后由示波器读出信号峰值，填入表2。
（11）将DA-16电压表（平均值检波）换为TD1914A电压表（有效值检波），选择1V/0db档位，并将其输入线短接，自动调零
（12）将示波器、函数信号发生器、电压表进行连接
（13）调剂函数信号发生器的输出幅度，使电压表显示为，并从示波器上读出信号峰值，填入表2
（14）由函数信号发生器别离产生三角波、方波，并调剂其幅度使电压表指示为，然后由示波器读出信号峰值，填入表2。
比较由各电压表读数计算出的峰值
和由示波器直接读出的峰值
是不是一致，并将测量和计算结果填入表2。
表2
电压表类型
平均值检波
DA-16
有效值检波
TD1914
波形
正弦
三角
方波
正弦
三角
方波
读数
0．7V
0．7V
0．7V
0．7V
0．7V
0．7V
由读数计算
示波器读数
误差分析
（15）依照上述操作方式，调剂函数信号发生器的输出幅度，使示波器的峰值读数为1V，观测各类电压表的读数与波形的关系，测量结果填入表3，并求出电压测量的波形误差。
表3
输入波形
正弦波
三角波
方波
示波器读数
1V
1V
1V
DA—16读数
TD1914A读数
误差分析
5．实验内容及实验数据记录
表2
电压表类型
平均值检波
DA-16
有效值检波
TD1914
波形
正弦
三角
方波
正弦
三角
方波
读数
0．7V
0．7V
0．7V
0．7V
0．7V
0．7V
由读数计算
07V
1.34V
26V
03V
1.14V
84V
示波器读数
0.859V
1.131V
0.325V
1.27V
1.27V
0.826V
误差分析
系统误差、读数误差
表3
输入波形
正弦波
三角波
方波
示波器读数
1V
1V
1V
DA—16读数
0.84V
0.54V
1.21V
TD1914A读数
0.58V
0.56V
0.95V
误差分析
由于均值，有效值电压表是指针表，所以读数的误差稍大。
6．问题讨论
（1）实验进程中为了仪器的平安，电压表量程是不是应尽可能选大一些（如3V，10V乃至30V档）？
答：
不对，量程要选择适合的，若是量程太大或过小，会致使测量结果的误差增大。
（2）什么缘故模拟电压表必然要有峰值、均值、有效值响应特性之分？
它们能由一种代替吗？
它们各有什么特点？
各用在什么场合下？
答：
峰值：
周期性交变电压在一个周期内偏离零电平的最大值成为峰值。
均值：
周期性电压的直流分量。
有效值：
某一交流电压的有效值等于如此一个直流电压的数值U。
它们的概念不同，所表征的意义不同，不能用一种代替。
尽管电压值能够用峰值、有效值和平均值表征，但基于功率的概念，国际、国内均以有效值作为交流电压的表征值。
7．总结
通过那个实验使我对峰值、均值、有效值之间的转换关系，和各类波形的转换关系有了更深明白得。
学会了依照读数计算出所要测量的值。
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