电子测量技术大作业.docx
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电子测量技术大作业
电子测量技术大作业
题目一测量数据误差处理
2-21参考例2-2-6的解题过程，用C语言或Matlab设计测量数据误差处理的通用程序,要求如下：
（1）提供测试数据输入、粗大误差判别准则选择等的人机界面；
图1测试数据误差处理的输入
（2）编写程序使用说明；
本题用的是C语言编写的数据误差处理的通用程序，调试编译借助了CodeBlocks软件。
运行exe文件后，只需输入所需测试数据的数目、各数值大小并选择误差处理方式与置信概率即可得出处理结果。
在程序的子函数中已经将ta值表、肖维纳准则表及格拉布斯准则表的所有数据存入，无需人工查表填入。
其他具体程序内容可见附录。
图2程序运行流程图
（3）通过实例来验证程序的正确性。
例2-2-6中的原始数据如下表1
表1测量电压原始数据
测量序号i
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
电压/U
2.72
2.75
2.65
2.71
2.62
2.45
2.62
2.70
2.67
2.73
2.74
由书上计算可得：
计算所得结果与图3显示结果近似相等，说明程序编译无误。
图3数据处理后的结果显示
题目二时域反射计
6-14在Multisim环境下，基于TektronixTDS204虚拟示波器设计一种时域反射计，给出电路原理图和实验仿真结果。
（本题设计以时域反射计测量阻抗为例）
（1）时域反射计简介
时域反射计（TDR）用来测量信号在通过某类传输环境传导时引起的反射，如电路板轨迹、电缆、连接器等等。
TDR仪器通过介质发送一个脉冲，把来自“未知”传输环境的反射与标准阻抗生成的反射进行比较。
TDR显示了在沿着一条传输线传播快速阶跃信号时返回的电压波形。
波形结果是入射阶跃和阶跃遇到阻抗偏差时产生的反射的组合。
（2）时域反射计原理
时域反射计TDR是最常用的测量传输线特征阻抗的仪器，它是利用时域反射的原理进行特性阻抗的测量。
图4TDR原理图
（3）时域反射计（TDR）组成
快沿信号发生器：
典型的发射信号的特征是：
幅度200mv，上升时间35ps，频率250kHz方波。
采样示波器：
通用的采样示波器；
探头系统：
连接被测件和TDR仪器。
（4）仿真与结果
图5时域反射计仿真电路
图6信号发生器设置选项
图7信号发生器上升沿时间设置
图8示波器仿真显示结果
在图8中，第一条黄线为终端开路（反射系数为1）时的结果；第二条蓝线为终端有负载阻抗时的结果；第三条为终端短路（反射系数为-1）时的结果。
图9TDR测试信号理论运行特征图
图10被测传输线特征阻抗的计算
附录
#include
#include
//求绝对值的函数，因为“abs”只适用于整数
floatAbs（floata）
{
if（a>0.0）
returna;
return-a;
}
//计算平均值的子函数
floatAverage（floata[],intn）
{
inti;
floatsum=0.0;
for（i=0;i<=n-1;i++）
{
sum+=a[i];
}
returnsum/n;
}
//计算方差的子函数
floatVariance（floata[],intn）
{
inti;
floatsum=0.0;
floatxi=Average（a,n）;
for（i=0;i<=n-1;i++）
{
sum+=（a[i]-xi）*（a[i]-xi）;
}
return（float）sqrt（sum/（n-1））;
}
//删除数组中指定位置的子函数
voidDelete（floata[],intn,inti）
{
intj;
for（j=i;j<=n-2;j++）
{
a[j]=a[j+1];
}
}
//粗大误差处理1
//莱特检验法，出口参数为所剔除坏值的个数
intLaite（floata[],intn）
{
intt=0;//t用来装粗大误差的个数
inti;
intz;
intflag=1;
floataver;
floatvar;
while（flag）
{
z=n;
aver=Average（a,n）;
var=Variance（a,n）;
for（i=0;i<=n-1;i++）
{
if（Abs（a[i]-aver）>3*var）
{
printf（"%f是坏值！
\n",a[i]）;
Delete（a,n,i）;
n--;
t++;
}
}
if（n==z）flag=0;
}
returnt;
}
//粗大误差处理2
//肖维纳准则
intXiaown（floata[],intn）
{
floatch[38]={0,0,0,0,0,1.65,1.73,1.79,1.86,1.92,1.96,2.00,2.04,2.07,
2.10,2.13,2.16,2.18,2.20,2.22,2.24,2.26,2.28,2.30,
2.32,2.33,2.34,2.35,2.37,2.38,2.39,2.45,2.50,2.58,
2.64,2.74,2.81,3.02
};//肖维纳准则表
intt=0;//t用来装粗大误差的个数
inti;
intz;
intflag=1;
floataver;
floatvar;
while（flag）
{
z=n;
aver=Average（a,n）;
var=Variance（a,n）;
for（i=0;i<=n-1;i++）
{
if（Abs（a[i]-aver）>ch[n]*var）
{
printf（"%f是坏值！
\n",a[i]）;
Delete（a,n,i）;
n--;
t++;
}
}
if（z==n）flag=0;
}
returnt;
}
//粗大误差处理3
//格拉布斯准则\
//格拉布斯准则表1：
95%
floatGe95（intn）
{
floatGe[30]={0,0,0,1.15,1.46,1.67,1.82,1.94,2.03,
2.11,2.18,2.23,2.29,2.33,2.37,2.41,
2.44,2.47,2.50,2.53,2.56,2.58,2.60,
2.62,2.64,2.66
};
if（n<=25）returnGe[n];
switch（n）
{
case30:
return2.74;
case35:
return2.81;
case40:
return2.87;
case50:
return2.96;
case100:
return3.17;
default:
printf（"输入n值错误！
！
！
"）;
return0.0;
}
}
//格拉布斯准则表2:
99%
floatGe99（intn）
{
floatGe[30]={0,0,0,1.16,1.49,1.75,1.94,2.10,2.22,
2.32,2.41,2.48,2.55,2.61,2.66,2.71,
2.75,2.79,2.82,2.85,2.88,2.91,2.94,
2.96,2.99,3.01
};
if（n<=25）returnGe[n];
switch（n）
{
case30:
return3.10;
case35:
return3.18;
case40:
return3.24;
case50:
return3.34;
case100:
return3.58;
default:
printf（"输入n值错误！
！
！
"）;
return0.0;
}
}
//格拉布斯执行函数
intGlbs（floata[],intn,intm）
{
intt=0;//t用来装粗大误差的个数
inti;
intz;
floataver;
floatvar;
intflag=1,flag1=1,flag2=1;
while（flag）
{
if（m==1）
{
while（flag1）
{
z=n;
aver=Average（a,n）;
var=Variance（a,n）;
for（i=0;i<=n-1;i++）
{
if（Abs（a[i]-aver）>Ge95（n）*var）
{
printf（"%f是坏值！
\n",a[i]）;
Delete（a,n,i）;
n--;
t++;
}
}
if（z==n）flag1=0;
}
flag=0;
returnt;
}
elseif（m==2）
{
while（flag2）
{
z=n;
aver=Average（a,n）;
var=Variance（a,n）;
for（i=0;i<=n-1;i++）
{
if（Abs（a[i]-aver）>Ge99（n）*var）
{
printf（"%f是坏值！
\n",a[i]）;
Delete（a,n,i）;
n--;
t++;
}
if（z==n）flag2=0;
}
}
flag=0;
returnt;
}
else
{
printf（"输入有错！
！
请重新输入：
\n"）;
}
}
}
//误差处理子函数
intWucha（floata[],intn,intx,intm）
{
intpa=1;
intt;
inti;
while（pa）
{
if（x==1）
{
pa=0;
t=Laite（a,n）;
n=n-t;
printf（"处理后的数据如下：
\n\t\t"）;
for（i=0;i<=n-1;i++）
{
printf（"%f\t",a[i]）;
}
returnn;
}
elseif（x==2）
{
pa=0;
t=Xiaown（a,n）;
n=n-t;
printf（"处理后的数据如下：
\n\t\t"）;
for（i=0;i<=n-1;i++）
{
printf（"%f\t",a[i]）;
}
returnn;
}
elseif（x==3）
{
pa=0;
t=Glbs（a,n,m）;
n=n-t;
printf（"处理后的数据如下：
\n\t\t"）;
for（i=0;i<=n-1;i++）
{
printf（"%f\t",a[i]）;
}
returnn;
}
elseprintf（"输入错误，请重新输入！
\n"）;
}
}
//判断有无累进性误差的子函数
floatMax（floata[],intn）
{
inti;
floatf=Average（a,n）;
floatx,y;
x=Abs（a[0]-f）;
for（i=0;i<=n-1;i++）
{
if（Abs（a[i]-f）>=x）
{
x=Abs（a[i]-f）;
}
}
returnx;
}
voidMlkf（floata[],intn）
{
inti;
floatsum1=0.0,sum2=0.0;
floatf=Average（a,n）;
if（n%2==0）//偶数个
{
for（i=0;i<=n/2-1;i++）
sum1=sum1+（a[i]-f）;
for（i=n/2;i<=n-1;i++）
sum2=sum2+（a[i]-f）;
printf（"\n"）;
if（Abs（sum1-sum2）>=Max（a,n））
printf（"测量中存在累进性系统误差。
\n"）;
elseprintf（"测量中不存在累进性系统误差。
\n"）;
}
if（n%2==1）//奇数个
{
for（i=0;i<=（n-1）/2-1;i++）
sum1=sum1+（a[i]-f）;
for（i=（n+1）/2;i<=n-1;i++）
sum2=sum2+（a[i]-f）;
printf（"\n"）;
if（Abs（sum1-sum2）>=Max（a,n））
printf（"测量中存在累进性系统误差。
\n"）;
elseprintf（"测量中不存在累进性系统误差。
\n"）;
}
}
//判断有无周期性误差的子函数
voidZwc（floata[],intn）
{
floatsum=0.0;
inti;
floatf=Average（a,n）;
for（i=0;i<=n-2;i++）
{
sum=sum+（a[i]-f）*（a[i+1]-f）;
}
if（sum>sqrt（n-1）*Variance（a,n）*Variance（a,n））
printf（"测量中存在周期性系统误差。
\n"）;
elseprintf（"测量中不存在周期性系统误差。
\n"）;
}
//置信区间子函数
floatZhi05（intn）
{
floatz[15]={0,0,1.000,0.816,0.765,0.741,0.727,0.718,0.711,0.706,
0.703,0.700
};
if（n<=11）returnz[n];
switch（n）
{
case15:
return0.691;
case20:
return0.687;
case25:
return0.684;
case30:
return0.683;
case40:
return0.681;
case60:
return0.679;
case120:
return0.677;
case999:
//在这里把999作为无穷大！
return0.674;
default:
printf（"输入n值错误！
！
！
"）;
return0.0;
}
}
floatZhi06（intn）
{
floatz[15]={0,0,1.376,1.061,0.978,0.941,0.920,0.906,0.896,
0.889,0.883,0.879
};
if（n<=11）returnz[n];
switch（n）
{
case15:
return0.866;
case20:
return0.860;
case25:
return0.856;
case30:
return0.854;
case40:
return0.851;
case60:
return0.848;
case120:
return0.845;
case999:
//在这里把999作为无穷大！
return0.842;
default:
printf（"输入n值错误！
！
！
"）;
return0.0;
}
}
floatZhi07（intn）
{
floatz[15]={0,0,1.963,1.386,1.250,1.190,1.156,1.134,1.119,
1.108,1.100,1.093
};
if（n<=11）returnz[n];
switch（n）
{
case15:
return1.074;
case20:
return1.064;
case25:
return1.058;
case30:
return1.055;
case40:
return1.050;
case60:
return1.046;
case120:
return1.041;
case999:
//在这里把999作为无穷大！
return1.036;
default:
printf（"输入n值错误！
！
！
"）;
return0.0;
}
}
floatZhi08（intn）
{
floatz[15]={0,0,3.078,1.886,1.638,1.553,1.476,1.440,1.415,
1.397,1.383,1.372
};
if（n<=11）returnz[n];
switch（n）
{
case15:
return1.341;
case20:
return1.325;
case25:
return1.316;
case30:
return1.310;
case40:
return1.303;
case60:
return1.296;
case120:
return1.289;
case999:
//在这里把999作为无穷大！
return1.282;
default:
printf（"输入n值错误！
！
！
"）;
return0.0;
}
}
floatZhi09（intn）
{
floatz[15]={0,0,6.314,2.920,2.353,2.132,2.015,1.943,1.895,
1.860,1.833,1.812
};
if（n<=11）returnz[n];
switch（n）
{
case15:
return1,753;
case20:
return1.725;
case25:
return1.708;
case30:
return1.697;
case40:
return1.684;
case60:
return1.671;
case120:
return1.658;
case999:
//在这里把999作为无穷大！
return1.645;
default:
printf（"输入n值错误！
！
！
"）;
return0.0;
}
}
floatZhi095（intn）
{
floatz[15]={0,0,12.706,4.303,3.182,2.776,2.571,2.447,2.365,
2.306,2.262,2.228
};
if（n<=11）returnz[n];
switch（n）
{
case15:
return2.131;
case20:
return2.086;
case25:
return2.060;
case30:
return2.042;
case40:
return2.021;
case60:
return2.000;
case120:
return1.980;
case999:
//在这里把999作为无穷大！
return1.960;
default:
printf（"输入n值错误！
！
！
"）;
return0.0;
}
}
floatZhi098（intn）
{
floatz[15]={0,0,31.821,6.965,4.541,3.747,3.365,3.143,2.998,
2.896,2.821,2.764
};
if（n<=11）returnz[n];
switch（n）
{
case15:
return2.602;
case20:
return2.528;
case25:
return2.485;
case30:
return2.457;
case40:
return2.423;
case60:
return2.390;
case120:
return2.358;
case999:
//在这里把999作为无穷大！
return2.326;
default:
printf（"输入n值错误！
！
！
"）;
return0.0;
}
}
floatZhi099（intn）
{
floatz[15]={0,0,63.657,9.925,5.841,4.604,4.032,3.707,3.499,
3.355,3.250,3.169
};
if（n<=11）returnz[n];
switch（n）
{
case15:
return2.947;
case20:
return2.845;
case25:
return2.787;
case30:
return2.750;
case40:
return2.704;
case60:
return2.660;
case120:
return2.617;
case999:
//在这里把999作为无穷大！
return2.576;
default:
printf（"输入n值错误！
！
！
"）;
return0.0;
}
}
floatZhi0999（intn）
{
floatz[15]={0,0,636.619,31.598,12.924,8.610,6.859,5.959,5.405,
5.041,4.781,4.587
};
if（n<=11）returnz[n];
switch（n）
{
case15:
return4.073;
case20:
return3.850;
case25:
return3.725;
case30:
return3.646;
case40:
return3.551;
case60:
return3.460;
case120:
return3.373;
case999:
//在这里把999作为无穷大！
return3.291;
default:
printf（"输入n值错误！
！
！
"）;
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