基本测量原理与方法.ppt

第一章：基本原理 第二章：基本方法,电子测量原理,核心内容,参考教材 课程简介 主讲内容 预备知识 授课方式,尽信书不如无书 择其善者而从之 其不善者则改之,课程简介,第一部分测量总论及误差理论，介绍测量的基本概念、技术方法及系统组成，误差理论和数据处理等。 第二部分基本电参量测量，包括频率、电压、阻抗等 第三部分时域测量，以示波器为背景介绍时域信号波形的采集、显示及应用技术。 第四部分频域测量，重点讨论频域中的信号频谱和网络性能的测量，介绍测量激励信号源的基本工作原理。 第五部分数域测量，介绍数字系统的基本测量原理和方法，包括数字信号的产生、逻辑分析、可测性设计及数字系统测试的典型实例。 第六部分测量系统集成，阐述组建测量系统的硬件平台、软件平台、总线标准、通信技术等。,主讲内容,前三章属于科普内容，自行阅读为主 第一、第二章只讲实用内容、原则； 第三章掌握基本实验数据处理程序； 第二篇：基本电参量的测量原理、常用器件（OPA、ADC、DAC的原理与应用） 第三篇：数字示波器的应用； 第四篇：PLL与DDS（FPGA应用实例）,预备知识,电路分析 信号与系统 模拟电路基础 数字电路基础 MCU基本知识 FPGA基本知识 Matlab基本应用,预备知识,电路分析 电阻 电容 电感 叠加原理 戴维南定理 阻抗/阻抗角,信号与系统 频谱 周期信号的频谱 取样定理 拉氏变换 FFT,预备知识,模拟电路基础 三极管放大器 集成运放 DAC原理 ADC原理 阻抗匹配 芯片退耦,数字电路基础 组合逻辑 时序逻辑 触发器/寄存器 计数器 加法器 同步/异步,预备知识,MCU基本知识 MCS-51 嵌入式处理器 中断的应用 定时器/计数器 UART通讯 片上资源,FPGA基本知识 VHDL/Verilog QuartusII 时序仿真分析 计数器设计 移位寄存器设计 时序相位分析,预备知识,Matlab基本知识 基本数据运算 二维曲线作图 三维曲面作图 及时验证设计 学会使用工具,授课方式,突出实际电路分析、计算； 现场演示逻辑设计、分析的过程； 我提出问题； 你们上台表演； 我再解决问题； 注重实效、学以致用； 假传万卷经，真传一句话；,人类永远都离不开测量,测量的定义,测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。 测量的基本要素：被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境,测量环境非常重要,测量环境是指测量过程中人员、对象和仪器系统所处空间的一切物理和化学条件的总和。 测量环境包括温度、湿度、力场、电磁场、辐射、化学气雾和粉尘，霉菌以及有关电磁量（工作电压、源阻抗、负载阻抗、地磁场、雷电等）的数值、范围及其变化,环境对测量的影响,A. 环境对被测对象的影响：某些被测对象客体（如器件、电路或系统）的性能特性对环境变化较为敏感或非常敏感，因此，原则上测量应在被测对象的正常或额定工作条件下进行。 B. 环境对仪器系统的影响：环境可能直接或间接地影响到仪器系统本身的某个工作特性，进而影响测量结果，造成测量误差。特别是某些测量器具的量程广、频段宽，而内部的元器件数目甚多，且对外界影响相当敏感，错综复杂的影响量所产生的不良效应有时会成为测量的严重问题。 C. 环境对测量人员的影响：高温、严寒、潮湿、闷气、嘈杂、照明不适当等不良工作环境，会对测量人员的身心产生不良影响，从而引起不同程度的人身误差乃至差错。,了解计量,计量的定义和意义 为使在不同的地方，用不同的手段测量同一量时，所得的结果一致，就要求统一的单位、基准、标准和测量器具。 1.计量的定义 计量是一种特殊形式的测量，它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。 计量的三个主要特征是统一性、准确性和法制性。 计量包含了为达到统一和准确一致所进行的全部活动，如单位的统一、基准和标准的建立、进行量值传递、计量监督管理、测量方法及其手段的研究等。,这个原则很重要,仪表测量时，应选择适当的量程，使示值尽可能接近于满度值，指针最好能偏转在不小于满度值2/3以上的区域。,现代电子测量系统,用事实说话-经典电桥,全数字控制,电子测量的特点,（1）测量频率范围宽。被测信号的频率范围除测量直流外，测量交流信号的频率范围低至10-6Hz以下，高至THz（1THz=1012Hz） （2）量程范围宽。如数字万用表对电压测量由纳伏（nV）级至千伏（kV）级电压，量程达12个数量级 （3）测量准确度高。例如，用电子测量方法对频率和时间进行测量时，由于采用原子频标和原子秒作为基准，可以使测量准确度达到10-1310-14的数量级。 （4）测量速度快。因为电子测量是通过电子运动和电磁波传播进行工作 （5）易于实现遥测 （6）易于实现测量过程的自动化和测量仪器智能化,了解内容,测量系统的基本特性： （1）静态特性、（2）动态特性。 典型的动态测量的信号： （1）脉冲瞬变的信号用于时域测试，得到阶跃响应 （2）扫频的正弦信号用于频域测试，得到频率特性