电子测量技术与仪器电子版实验报告

电子测量技术与仪器实验报告实验一 仪器使用总论一、 实验目的：1， 通过老师的讲解以及自己的学习了解实验的常规仪器，常用设备，以及耗材;2， 掌握以后做实验所用仪器的功能和使用方法；3， 知道模拟示波器，数字示波器的使用方法以及区别，优缺点；4， 知道以后实验中该注意的事项，该注意的问题，实验室的秩序。二、 实验设备：模拟示波器，数字示波器，三、实验内容1，实验中参观的仪器：模拟示波器，数字示波器，万用表，交流毫伏表。2，起到的作用：1）万用表：主要用来测量电阻值、电压、电流，有的可测频率、三极管、温度等。2）示波器：便于人们研究各种电现象的变化过程，能把肉眼看不到的信号变换成看得见的图像，还可以利用示波器观察各种不同信号幅度随时间变化的波形图线，测试各种不同的电量。能产生某些特定的周期性时间图形，如正弦波、方波、三角波等，频率可调。 3）交流毫伏表：是用来测量正弦电压的交流电压表，主要用于测量毫伏级以下的豪伏电压等。3，模拟示波器、数字示波器的区别：1），模拟示波器，操作简单，操作都在一个面板上，数字示波器往往要较长处理时间。2），垂直分辨率高，连续而且无限制，数字示波器一般只有8位至10位。3），模拟示波器数据更新快，可以每秒捕捉几十万个波形，而数字示波器只能每秒捕捉几十个波形。4），模拟示波器可以实施带宽和实时显示，即连续波形和单次波形的带宽相同，而数字示波器的带宽和取样率密切相关，取样率不高时需借助内插计算，容易出现混淆波形。5），如果某一个事件只发生一次，那么模拟示波器一般是不能应付的，而数字示波器能够捕捉这种罕见一次性事件，并且长时间的将它显示出来。4，仪器的使用中的注意事项：1），共地，保证所有仪器的接地电位相同。2），函数发生器输出端不能短接，且不能接到带有较高电压的的两端。3），信号发生器的微调应从零开始增加，毫伏表的档位要适当。4），用示波器进行测量时，校准旋钮应顺时针旋转到校准位置。5），所有仪器要轻拿轻放。6）用电脑做实验时，注意对实验室电脑的爱护，做完实验记得关机。7）示波器使用时注意接口正确。实验二 信号发生器的使用一，实验目的1、掌握超低频信号发生器、低频信号发生器和高频信号发生器的基本使用。2、掌握示波器的基本使用方法。二、实验要求与内容1、利用信号源产生要求的信号，利用示波器对信号相应参数进行测量。2、学会对电子仪器的检测和排除简单故障，进一步熟悉常用电子仪器的使用，提高分析问题和解决问题的能力。3、谈实验的收获与体会。三、实验仪器1、XD8A型超低频信号发生器；2、YB54060示波器；3、EE1051高频信号发生器4、EE1021低频信号发生器等四、实验内容与步骤1、超低频信号发生器的使用。 使用XD8A型超低频信号发生器产生信号，利用示波器对信号参数进行测量。脉冲信号的测量将XD8A型超低频信号发生器的控制端选择“接地”，波形选择置于“脉冲（正脉冲）”位置，周期旋钮“X0.01”置于2位置，“X0.1”置于4位置，“X1”置于8位置，“ms/s”置于10ms位置； “输出幅度”置于1.5V档， “幅度微调”旋钮旋于14位置。连接信号发生器的输出A和示波器的ChannelA 探针。测量信号参数测量上升时间，下降时间，锯齿波的跳变电压。上升时间t1=30.8ms;下降时间t2=798us;峰峰值：1.448v;最大值：737.0mv;最小值：-712mv;周期：T=85.6ms;频率：f=11.68hz;锯齿波信号的测量将“波形选择”置于锯齿波档（倒数第二个），测量波形。上升时间t1=30.8ms;下降时间t2=798us;峰峰值：1.448v;最大值：737.0mv;最小值：-712mv;周期：T=85.6ms;频率：f=11.68hz;2、低频信号发生器的使用TTL信号的输出 “波段选择” X1K，频率2KHz 测量波形 测量信号的高电平时间，低电平时间，高电平电压，低电平电压，占空比得到以下数值：高电平时间：268us；低电平时间268us; 高电平电压：-1.68v;低电平电压1.04v; 周期：490us;频率：2.1hz占空比：51.6%。电压信号输出 “波段选择” X10K，频率15KHz，幅度7V，信号如下图测量信号参数：T，f，波峰，波谷，峰峰值得到以下数值：T=490us;f=2.1Hz;波峰：1.2v；波谷：-1.7v; 峰峰值：2.9v3、高频信号发生器的使用频率300KHz，重复低频信号发生器电压信号输出的电信号参数。五、完成相应的实验报告1通过实验，得知高频信号发生器的使用方式如下：内部调制 仪器内有400Hz和1000Hz的低频振荡器，供内部调制用。内部调制的调节操作顺序如下。1）将调幅选择开关放在需要的400Hz或1000Hz位置。2）调节载波调节旋钮到电压表指示为1V。3）调节载波调节旋钮，从调幅度表上的读数，确定出调幅波的幅度。一般可以调节在30的标准调幅度刻度线上。4）频率调节、电压调节与等幅输出的调节方法相同。调节载波调节旋钮也可以改变输出电压，但由于电压表的刻度只在“1”时正确，其他各点只有参考作用，误差较大。同时，由于载波调节旋钮的改变，会使在输出信号的调幅度不变的情况下，调幅度表的读数相应有所改变，造成读数误差。外部调制 当输出电压需要其他频率的调幅时，就需要输人外部调制信号。外部调制的调节操作顺序如下。1）将调幅选择开关放在“等幅”位置。2）按选择等幅振荡频率的方法，选择所需要的载波频率。3）选择合适的外加信号源，作为低频调幅信号源。外加信号源的输出电压必须在20k的负载上有100V电压输出（即其输出功率为0.5W以上），才能在508000Hz的范围内达到100的调幅。4）接通外加信号源的电源，预热几分钟后，将输出调到最小，然后将它接到“外调幅输人”插孔。逐渐增大输出，直到调幅度表的指针达到所需要的调幅度。低频信号发生器的使用方法：（1）使用前的准各工作 接通仪器的电源之前，应先检查电源电压是否正常，电源线及电源插头是否完好无损，通电前将输出细调电位器旋至最小，然后接通电源，打开XD1型低频信号发生器的开关。（2）频率的调节 包括频段的选择和频率细调。（3）输出电压的调节。（4）电压级的使用 从电压级可以得到较好的非线性失真系数（0.1）、较小的输出电压（200V）和较好的信噪比。（5）功率级的使用 使用功率级时应先将功率开关按下，以将功率级输人端的信号接通。2通过波形图，观察相应信号，计算信号参数，报告中应附有实验波形图，如以上图所示。实验三 信号源、计数器、示波器综合实验一、实验目的1、掌握超信号发生器、计数器的基本使用。2、掌握数字式示波器基本使用方法。 二、实验内容1、利用信号源产生要求的信号，利用计数器和示波器对信号相应参数进行测量。2、学会对电子仪器的检测和排除简单故障，进一步熟悉常用电子仪器的使用，提高分析问题和解决问题的能力。3、谈实验的收获与体会。三、实验仪器信号发生器；YB54060示波器；EE1051高频信号发生器EE1021低频信号发生器YB3371/81多功能计数器等四、实验内容与实验步骤1、开机检查，计数器开机后自检，并显示机型，同时进行仪器自校，测量机内10MHz信号，数码管显示相应频率。2、频率测量当测量频率低于10MHz时，接“输入A”，按下“频率A”键，选择闸门时间，进行频率测量。3、周期测量周期测量只针对“输入A”有效，按“周期A”，选择合适的闸门时间，就进行输入A的周期测量。4、计数功能信号接输入A，按“计数A”，开始计数。注：实验要求，对信号源的频率、周期测量同时使用计数器和示波器进行测量，并分别记录结果。五、完成相应的实验报告 实验报告中，要对信号源的相应档位进行描述，对计数器的结果和示波器的测量结果进行描述。示波器波形描述部分要有示波器的显示的图为证。六、实验结果（要求：1通过实验，总结仪器的使用方式。2通过波形图，观察相应信号，计算信号参数，报告中应附有实验波形图。）数据记录与处理低频信号发生器1s10ms100ms10s F KHZ/ms144.007358144.006143.9845143.979 T MHZ/us9.23349.23339.2349.2350 计数26780267802678026780 示波器测量 T=8.404us f=121.9KHZ5、实验内容及实验数据记录按实验电路接好电源，按下船形开关、总电源开关及该模块电源开关S3，使其输出（TP301）为方波，通过调整电位器W302，使方波的占空比达到50%方波2、保持方波的占空比为50%不变，用短路器连接“波形选择”档的4-5脚，用示波器观测输出端（TP301）的波形，调整电位器W303，使正弦波不产生明显的失真。：正弦波形3、调节“频率可调”大电位器，使输出信号频率从小到大变化，记录芯片8038管脚8的电位并同步测量正弦波输出的频率，列表记录之。试分析该管脚电压与输出信号频率有何关系？4、改变外接电容C的值（在这里通过K301跳线来选择，连接K301的1-2脚时选中104的电容，连接2-3或3-4时选中103的电容，连接4-5时选中102的电容），观测三种输出波形，并比较此三种外接电容所测得的波形之间的差异，可得出何结论？（如这三种电容之间是10倍的关系，那么所对应的输出信号是否也是十倍关系？）5.锯齿的调节：锯齿波6、调节“频率调节”旋扭，记录下函数发生器输出的最高和最低频率（注意配合“频率选择”档）；再调节“幅度调节”旋扭，记录下函数发生器输出的最大和最小幅度（此时配合调节电位器W305）。正弦波形使用毫伏表模块对实验的幅值进行测量：正弦波：3.36v 锯齿波 7.04v 方波9.30v用外置的函数信号发生器观察典型的电信号 （1）接通外置函数信号发生器的电源。 （2）分别观察正弦波、三角波、周期脉冲等典型信号，数据记录如下波形频率（hz）幅度（v）有效值占空比方波494.82571.250.3550%正弦波472.0002920.5050%交变的三角波578.53248.834.5150%实验的心得：本实验主要学习了各种函数信号发生器，示波器的使用方法，这对于我们以后对电子之类的输出信号的测量有很大作用，例如函数信号发生器是一种常见的芯片，在很多场合都要应用到这种芯片。实验中用到的函数信号发生器能产生方波、三角波和正弦波，这三种波是现实应用用到最多的基本波形。通过本次实验我们熟悉了信号发生器的内部结构波形产生的过程，因此这对我们以后的学习和工作中遇到此类函数信号发生器和这几种波形的理解和应用有很大的帮助。实验四 万用表的使用一、实验目的1、掌握色环式精密电阻的阻值识读方法。2、掌握台式万用表的基本使用方法。 二、实验内容1、对色环电阻的阻值进行识读，并使用万用表进行测量2、学会对电子仪器的检测和排除简单故障，进一步熟悉常用电子仪器的使用，提高分析问题和解决问题的能力。3、谈实验的收获与体会。三、实验结果（要求：1通过实验，总结色环电阻读值方法。2填表并计算误差（任选一个仪器结果计算误差、并分析原因）。）元件编号色环描述色环电阻阻值计算台式万用表测量结果便携万用表测量结果便携式误差（%）1绿棕黑红棕5149.549.72.5%2灰红黑棕棕8.28.308.260.7%3蓝灰黑银棕6.86.97.14.41%4棕蓝黑棕棕1.61.581.571.8%5棕橙黑红金1312.7612.172.3%6红黑黑红棕2020.10K19.870.65%7红黄黑金棕2424.724.93.7%8红黑黑黑棕200199.5199,60.2%9蓝红黑红棕6264.5654.8%10棕灰黑黑棕180180.2180.70.38%白棕黑金棕9191.291.40.44%色环电阻的使用方法带有四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位数；第三环代表倍率；第四环代表误差。第一二环每种颜色所代表的数：棕1 红2 橙3 黄4 绿5 蓝6 紫7 灰8 白9 黑0.。第三换环色所代表的阻值范围为： 金色：几点几 黑色：几十几 棕色：几百几十 红色：几点几 k橙色：几十几 k黄色：几百几十 k绿色：几点几 M蓝色：几十几 M从数量级来看，在体上可把它们划分为三个大的等级，即：金、黑、棕色是欧姆级的；红橙、黄色是千欧级的；绿、蓝色则是兆欧级的。（3）当第二环是黑色时，第三环颜色所代表的则是整数，即几，几十，几百 k等，这是读数时的特殊情况，要注意。例如第三环是红色，则其阻值即是整几k的。（4）记住第四环颜色所代表的误差，即：金色为5；银色为10；无色为20。电阻在读数中的使用方法如下：表示倍率的颜色：黑是1倍，棕是10倍，红是100倍，橙是1000倍，黄是1万倍，绿是10万倍，蓝是100万倍，紫是1000万倍，金是0.1倍，银是0.01倍。表示误差的颜色：棕是1%，红是2%，灰是0.05%，白是环保电阻，绿是0.5%，蓝是0.25%，紫是0.1%，金是5%银是10%。下面举例说明：例1当四个色环依次是黄、橙、红、金色时，因第三环为红色、阻值范围是几点几k的，按照黄、橙两色分别代表的数4和3代入,，则其读数为43 k。第环是金色表示误差为5。例2当四个色环依次是棕、黑、橙、金色时，因第三环为橙色，第二环又是黑色，阻值应是整几十k的，按棕色代表的数1代入，读数为10 k。第四环是金色，其误差为5。 附：色环电阻识别方法1 棕红橙黄绿 蓝紫灰白黑 金银无色2 四环电阻 十位 个位 幂值 误差3 五环电阻 百位 十位 个位 幂值 误差实验五 电路仿真平台使用(Multisim)一、实验目的1、了解multisim软件进行电路设计与仿真的步骤. 2、 了解三端振荡器的结构与原理。 二、实验内容1、运用电子技术来设计振荡电路，通过实验完成功能验证。2、学会对电子电路的检测和排除电路故障，进一步熟悉常用电子仪器的使用，提高分析问题和解决问题的能力。3、谈实验的收获与体会三、实验所用设备及元件直流稳压电源（ 20V ）；示波器；电阻、电感、电容、BJT等四、实验步骤1、进入Multisim软件环境。2、点击菜单“File”“ Save As”保存文件。 注意：保存路径必须全部为英文，不可有汉字。3、在电路图上点右键，选择“Place Component”选择器件 电感元件在 Group:Basic ，Family：INDUCTOR 中，选择参数为10H的电感 电容元件在 Group:Basic ，Family：CAPACITOR 中，选择参数为50F，10nF的电容。 电阻元件在 Group:Basic ，Family：RESISTOR 中，选择参数为30K、20K、2K的电阻。 电源在 Group:Sources ，Family：POWER_SOURCES 中选择VCC 地在 Group:Sources ，Family：POWER_SOURCES 中选择GROUND 示波器在右侧工具栏中选择 “Oscilloscope”或“Teltronix Oscilloscope”4、联线：用鼠标选中需联线位置，然后拖动至需要位置释放鼠标即可。 若元件需要翻转，在元件上点右键，选择“90 Clockwise”或是“90 CountCW”注意事项：线路连接要符合合理、美观的原则。5、运行连接好的电路，若无错误，系统开始仿真运行；有错误则报错。6、运行状态下双击示波器，调节扫描时间观测波形。附：三端式振荡器介绍 在电子线路中，需要在没有激励信号的情况下自行产生周期性振荡信号的电子线路，即振荡器。鉴于正弦信号是应用最为广泛的信号。本实验利用Multisim的仿真仪器示波器来观测三端式振荡器的输出波形。三端式振荡器除了三极管为，还需要三个电抗器件，它们共同构成振荡器频率的并联振荡电路，同时也构成正反馈所必须的反馈网络。从振荡器原理可知，振荡器的平衡条件是AF=1，是一个复数形式，相位条件满足射同它异的原则。电路如图所示。（1） 该电路是一个基极调谐的电容三端式振荡器（考必兹电路），交流等效满足相位条件。LC回路构成选频网络。振荡器中心频率为（2）运行仿真开关，双击示波器图标，可以得到仿真结果。五、实验结果（要求：做出指导书中给出的电路图，并说明该电路的工作原理，给出结果的波形并读出信号参数。）1、电路图如下：2、仿真输出的波形图如下：3、由输出波形得到实验测量结果如下：最大值A1=4.713V 最小值A2=18.802V A2-A1=-14.089V周期T=5.000us频率f=1/T=200000Hz三、 实验心得：通过本实验了解了multisi软件的使用方法，对我们以后电子测量，模拟电子的测量与仿真使用做了很好的基础。实验六 LabVIEW虚拟仪器实验(1)一、实验目的1、掌握LabVIEW前面板、后面板的基本使用。2、掌握LabVIEW软件典型环节、while循环的基本使用。 二、实验内容1、学会对LabVIEW软件的启动、前后面板的切换。2、学会VI的创建、保存与打开。3、学会LabVIEW前后面板的对应及其典型控件的连接与查找。三、实验步骤 1 从桌面快捷方式或是开始菜单中进入LabVIEW。 2 进入启动界面，选择新建VI。 3 使用鼠标点击相应窗口或是快捷键“ctrl+E”切换前面板、后面板。四实验程序的实现。 1 完成“hello world”VI前面板中，鼠标右单击，控件菜单选择express-文本输入控件-字符串输入控件前面板中，鼠标右单击，控件菜单选择express-文本显示控件-字符串显示控件用鼠标或是快捷键，切换到后面板。连接控件，如图所示（1）保存VI，在前面板中的字符串输入控件中输入“hello world”点击“”运行程序。则字符串显示控件中显示同样的字符串。2 数值运算程序前面板中，鼠标右单击，控件菜单选择express-数值输入控件-数值输入控件，对其改名为“长”前面板中，鼠标右单击，控件菜单选择express-数值输入控件-数值输入控件，对其改名为“宽”前面板中，鼠标右单击，控件菜单选择express-数值显示控件-数值显示控件，对其改名为“面积”用鼠标或是快捷键，切换到后面板，右单击-函数面板-算术与比较-数值-乘法 “”。连接控件，如图所示（2）运行程序、检查结果正确性。 3 while循环的处理前面板中，鼠标右单击，控件菜单选择express-数值输入控件-“旋钮”控件，对其改名为“输入”前面板中，鼠标右单击，控件菜单选择express-数值显示控件-“仪表”控件，对其改名为“输入”用鼠标或是快捷键，切换到后面板，连接程序如图所示鼠标右单击，函数-执行过程控制-while循环，将while循环拖与后面板中，并包含上述程序，如图所示（3）。运行程序并拖动旋钮则输入仪表显示相同的内容、点击前面板停止按钮程序停止运行。五、实验结果完成hellow world，数值运算以及while循环处理的输入如下图前后面板所示：后面板 前面板 分析： 采集数据至一个应用程序来开始他们的工作，因为他们的任务通常需要与物理过程进行交互。为了从数据中提取有价值的信息，对过程做出决定，并获得结果，数据需要进行操作分析. LabVIEW 提供了数以百计的分析函数。他们可以将这些函数集成至他们的应用程序中，从而做到智能测量并更为快速地获取结果。实验七 LabVIEW虚拟仪器实验(2)一、实验目的1、掌握LabVIEW前面板、后面板的基本使用。2、掌握LabVIEW软件数值操作、循环体基本使用。 二、实验内容1、熟悉前面板的典型控件使用。2、熟悉后面板的典型编程单元的调用。3、学会LabVIEW程序的简单错误进行调试。三、实验步骤 1 从桌面快捷方式或是开始菜单中进入LabVIEW。 2 进入启动界面，选择新建VI。 3 使用鼠标点击相应窗口或是快捷键“ctrl+E”切换前面板、后面板。四、实验程序的实现 1 完成 for循环实验前面板中，鼠标右单击，控件菜单选择express-数值显示控件-数值显示控件后面板的G程序如图。完成程序的绘制。(for循环的位置，右键-编程-结构-for循环)时间延迟设置为0.1秒。（时间延迟在express-执行过程控制-时间延迟）运行程序，观察并总结程序功能。2 模拟温度采集程序(while循环的使用)前面板中，鼠标右单击，控件菜单选择温度计、数值显示、波形图表完成后面板程序如图。时间延迟设置为0.1秒。运行程序，观察并总结程序功能。 3 正弦波形生成（for循环的使用）前面板中，鼠标右单击，控件菜单选择波形图表完成后面板程序时间延迟设置为0.1秒运行程序，观察并总结程序功能。四、 实验结果实验结果的测试如下实验一：for循环的实验。从100开始累加共加九次，观察字符串显示控件中 显示的字符串。功能：实现数字的累加。实验二：while循环的实验。随机出现的数值乘以100，将结果输出到温度计上表现 出