电子仪器测量第1讲绪论

第一章绪论，(1)市场概况，(2)发展现状，(3)国内测量仪器的发展方向，(4)中国工程师面临的问题，(1)课程学习目的，(2)电子测量与仪器在电子信息专业的应用，(1)测量的基本定义，(2)电子测量仪器，(1)、(2)、(3)、(4)计量，电子测量仪器属于高新技术领域，是现代工业产品中应用最广泛、发展最快的产品类别之一。最先进的电子测量技术基本上由欧洲、美国和日本等发达国家控制。徐春玲秘书长介绍了：电子仪器在中国的基本销售情况。“在中国市场，国内电子仪器的销售额只有100亿元左右，而进口电子仪器的销售额约为100亿美元。这样，国内电子仪器仅占市场销售额的14%左右。”(1)市场研究表明，变送器、执行器、测绘仪器、金属材料试验机等产品的产量居世界前列。实验分析仪器等中高档产品的市场份额不断增加。整个行业技术已达到国际中等水平。少数产品接近或达到目前的国际高水平。“在任何时候，中国的仪器技术水平都与国际仪器有很大差距。”美国规定，330兆赫以上的安泽特信号分析仪不允许出售给中国。风电、核电、智能电网、高速列车和轨道交通都是仪器仪表的巨大市场增长点。根据中国电子信息产业统计年鉴，中国的测试和测量仪器正以每年超过30%的速度快速增长。在快速增长的过程中，毫无疑问，测试行业出现了许多新的企业，以及具有更高可靠性和稳定性的产品批次。1，(2)发展现状，中国电子公司第41研究所，中国在该领域唯一的重点实验室，青岛兴义电子设备有限公司，高纯度微波合成信号发生器微波噪声系数分析仪便携式射频频谱分析仪2.5Gb/sSDH/PDH数字传输分析仪，高性能光通信设备：包括频谱分析仪，高性能微光时域反射仪，高速数字示波器，天津德利公司，数字电视频谱分析仪DS1191数字电视综合分析仪DS1883Q数字电视场强计DS9000北京普源精密电源技术有限公司是一个具有数字逻辑输出功能(16个数据通道和2个时钟通道)的混合信号发生器(MSG)，从最传统的数字万用表、任意波形发生器到高性能数字示波器和DS3000系列任意波形发生器。该设备的采样率达到300MSa/s，垂直分辨率为14位，还可提供1M采样点的存储深度。它可以提供十种标准波形以及用户自定义的任意波形，包括各种丰富的调制波形，满足多种领域的应用。还有DS1000系列混合数字示波器。目前，示波器的带宽已达到5000兆赫，具有丰富的高级触发方式，特别是代码触发和持续时间触发，解决了各种异常波形的触发问题。示波器中还集成了逻辑分析功能，以确保使用方便。首先，必须提高数字电子测量仪器的普及率。第二，客车技术必须跟上国际发展水平。VXI、PXI、LXI、USB接口和总线技术在国外电子测量仪器领域已经达到很高的水平。目前，推动测试和测量行业发展的趋势有三个：第一，需要有系统就绪的硬件，即模块化产品，它可以快速构建系统。其次，应该有一个基于标准的输入/输出接口，与个人电脑和输入/输出驱动程序兼容，可以基于局域网或互联网。最后，必须有灵活的软件解决方案，无论客户需要的是Excel界面还是文本界面，他们都可以给客户灵活的选择。国际电子测量联盟第三，软件技术必须尽快提上日程。电子测量仪器“软件”是电子测量仪器智能化的核心技术，而“软件修正测量误差”是目前修正测量误差最经济有效的方法。此外，特别是软件无线电测量仪器，在国外受到了特别的关注和发展。由于无线接收系统已经从超外差频率转换结构改变为没有外差频率转换的零中频结构，无线电发射和接收系统已经被简化为数字组件，例如数字频率转换、基带放大器、基带滤波器、数模转换器、模数转换器、数字信号处理器等。使软件无线电测量仪器得以实现。第四，必须加快模块化技术，以跟上国际电子测量仪器的发展。事实上，模块化技术、总线技术(接口技术)和软件技术是三位一体的。我们必须尽快将这三者有机地结合起来，形成具有竞争力的电子测量仪器。第五，必须尽快实施合成手段。综合仪表采用可互换的标准模块、标准电路和标准接口，实现从单元电路到系统的模块化结构。由于美国国防部是世界上最大的电子测量仪器购买者，合成仪器将促使美国、欧洲和日本投入更多的人力和物力来开发设备、模块和子系统，以完成自动测量系统，从而成为电子测量仪器技术创新的新动力。中国工程师面临的真正问题在于如何选择适合应用的仪器和设备，如何使用这些仪器，如何有效地利用这些仪器的延伸性能，使设备的效率真正发挥作用。1.(4)中国工程师面临的问题：工程师面临的真正挑战在于使用各种技术和混合信号的嵌入式设计。挑战主要是如何符合新标准和新应用来制定最完整和最合适的测试计划，以及定制产品和系统的测试。在测试领域，中国面临的最大挑战是缺乏具有微波背景和相关经验的工程人才，以及优秀的测试和测量人才。(1)目的：使学生掌握现代电子测量的基本理论和电子测量仪器的原理及应用，在科学实验或生产实践中制定先进的测试方案，合理选择测量仪器，正确处理测量数据，获得最佳的测试结果。(2)应用主要研究信息的获取和处理，电子设备和信息系统的设计、开发、应用和集成，电子测量技术在通信中的应用，传输功率、频率稳定性、接收灵敏度、通带、信号频谱传输特性、衰减特性、误码率通信协议放大器、滤波器等；(3)电子测量概述测量是人类了解和改造世界的重要手段。在认识客观事物的过程中，有必要进行定性、定位分析、定量研究和定量测量。测量是通过实验方法获得客观事物定量数据的过程。被测物体的重量等于标准重量，被测物体的重量从刻度盘上读出，因为弹簧秤刻度盘上的刻度是预先与标准量比较的结果。测量的定义，测量的定义，从广义上说，测量不仅对被测量的物理量进行定量测量，而且还包括对更广泛的被测量对象进行定性和定位测量。例如，故障诊断、无损探伤、遥感和遥测、矿产勘探、震源确定、卫星定位等。测量结果不仅是以值和单位为特征的一维信息，而且可以用二维或多维的图形和图像来显示属性特征，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，生命实例，重量，长度，温度，湿度，三米(电，水，气)，汽车监测点：503354100，飞机监测点：3000，航天器监测点：5000，电子技师的工作台，没有测量，就没有科学门捷列夫，诺贝尔物理学奖和1/4的化学奖都属于测试方法和测试仪器的创新没有测试仪器，“两枚炸弹和一颗卫星”是不可能成功的。生产中“无测试，无新产品”。在大规模集成电路的生产成本中，测量成本已经超过50%。电子测量是指基于电子技术的测量技术。电子测量是测量领域的主要组成部分。在今天的信息时代，测量是信息的来源技术(测量和控制技术要求测量先于控制)。衡量的水平可以反映一个国家的科技发展。提高计量水平，实现计量手段的现代化，是实现科技和生产现代化的重要条件和明显标志。如何获取电子信息？著名科学家钱学森院士明确指出，信息技术包括测量技术、计算机技术和通信技术。测量技术收集和处理信息，是信息技术的来源和关键。王大珩院士说：“计量测试和仪器技术是信息技术的组成部分，是不可缺少的重要组成部分。”作为收集、测量、处理和控制信息的重要基本手段和设备，它广泛应用于国民经济的各行各业。“两颗炸弹一颗星，中国科学院院士、中国工程院院士王大珩。中国现代光学技术和光学工程的先驱和奠基人之一。1999年，他获得了“两枚炸弹和一颗星奖章”。(2)电子测量仪器，即利用电子技术实现测量的仪器和设备，统称为电子测量仪器。电子测量仪器的功能：2。信号处理和传输功能：信号调理、模拟/数字、抗干扰、压缩、有线或无线传输；3.显示功能：指针式仪表表盘；数码管、液晶或阴极射线管显示测量结果。1。转换功能：电量(功率、电流、电阻)电压；非电量电量(电压)。此外，一些先进的仪器，如智能仪器，还具有数据记录、处理和自检、自校准和报警提示功能。电子测量仪器的分类，根据被测量的特性，电子测量仪器可分为以下几类：1。电信号的“三个领域”: 2 .数据域-二进制数据流，逻辑分析器，逻辑时序分析器，逻辑状态分析器，3。随机域-噪声、干扰、4分量、网络、分量(无源)- R、l、c、y、q、分量(有源)-半导体分量、网络(有/无源)-传输特性、频率特性等。电子测量仪器的分类，现代科学仪器的体系结构：(1)发展历史(2)体系结构，对象，硬件，软件，信号调理-数据采集卡DAQ，GPB接口仪器-GPB接口卡，串口仪器可编程逻辑控制器，VXI仪器，图像采集卡数字信号处理器，现场总线系统，工业自动化软件，测量和分析软件，传统编程语言，计算机/工作站，电子测量仪器开发，1传统仪器，模拟仪器，数字仪器，指针三用表，示波器，数字显示仪器。1984年11月，电子工业部电子测量仪器信息网(齐先生主办)在厦门市召开第三次全网会议，电子工业部科技信息办公室赵同志向我们提供了一套油印数据。西北仪器公司的总裁，在1982年提出，用个人电脑建造仪器是一个合乎逻辑的捷径。首先，“个人工具”的概念当时，它被称为个人乐器。该公司开发了一批基于苹果电脑的插入式仪器。虚拟仪器(集成到计算机中的仪器)。定义：虚拟仪器是指以通用计算机为系统控制器，通过软件实现人机交互和仪器大部分功能的个人计算机仪器系统。一般的概念是，由通用计算机(个人计算机和个人计算机)开发的所有测试仪器和系统都可以归类为“虚拟仪器”。虚拟仪器系统由软件和硬件两部分组成，分别描述如下：d/a-软件产生的测试信号，a/d-测量数据的采集，1个数字电压表的峰值-寻找正负最大值平均值-有效值-2个存储示波器3个摄谱仪，虚拟仪器示例，现代仪器，未来自动测试系统结构，图10.22LXI和现有仪器构成一个混合系统，总之，虚拟仪器有着广阔的发展空间，虚拟仪器技术将通过不断创新满足测量测试和自动化的新要求。它将逐步取代大量传统仪器成为仪器领域的主流产品，成为测量、分析、控制和自动化仪器的核心。随着计算机软硬件技术、通信技术和网络技术的发展，为虚拟仪器的发展提供了广阔的空间。国内外仪器界都见过这个大市场。测控仪器将向高效、高速、高精度、高可靠性、自动化、智能化和网络化方向发展。开放式数据采集标准将使虚拟仪器走上标准化、通用化、系列化和模块化的道路。4.测量的基本概念，1个术语：测量确定数值(数据