电子测量教案

1、教 案课程名称： 电子测量仪器及应用技术适用专业： 电子信息工程、汽车电子总 课 时： 32_ 任课教师： 陈燕熙_职 称： _重庆电信职业学院制二一五年八月二十六日填写说明1.教案编写要求内容简明、条理清楚、教学目的明确、教学内容设置合理、重点难点清晰；以简案为主。2.教案按一个教学单元编制，一个教学单元原则上为2-4课时，具体的课时可根据实际情况而定。3.单元内容：指本教学单元的主题内容，可以是课题、训练项目、工作任务或是教学模块。重庆电信职业学院课程教案单元内容电子测量的内容、特点和基本方法单元序号01单元课时2教学手段多媒体+板书教学方法演示法、讲授法、项目法教学课型理论 实训 （ 理

2、论 ）教学目标能力目标掌握单位和单位制的使用规则；了解测量标准的传递原则；知识目标掌握计量的基本概念；掌握单位和单位制的使用规则；了解基准和标准的定义情感目标通过本节知识的学习，主要培养学生良好的学习方法和习惯。任务定位教学重点单位和单位制的使用规则；教学难点测量标准的传递原则；教学关键点单位和单位制的使用规则；教学过程设计备 注项目一 电子测量和仪器的基本知识任务一 电子测量的内容、特点和基本方法课前提问：1、什么是测量？你身边有什么测量？2、观看“科学世界-面包与测量”影片。一、导入新课：简述电子测量的重要性1、本课程的学习目标：通过本课程的学习，能使学生掌握常用的电子测量原理和方法，常用

3、的典型电子测量仪器的性能和使用，电子测量中误差分析和处理的方法，培养学生掌握现代化的分析、测量方法，使之具有电子测量方面的基础知识和应用能力，并培养学生分析与解决实际问题的能力，为深入学习后续课程和从事实际工作打下一定的基础。二、新授：1、电子测量的意义（1）测量：把被测量与同种类的作为单位的量，通过一定的测量方法进行比较，以确定被测量是该单位的若干倍。单位越大，测量的数值越大。（2）测量结果的组成测量结果的量值由两个部分组成：数值（大小及符号）和单位问：什么是电子测量？你身边有什么电子测量？2、电子测量的特点a.测量频率范围宽其测量频率可以从直流到交流10HZ b.仪器测量量程范围广量程是什

4、么？是在测量范围内上限值与下限值的差值。例如：一台电压表的测量上限为100V，下限值为0.5V，则该电压表的量程为99.5V。由于被测量的数值相差很大，所以要求测量仪器的量程越宽越好。c.测量准确度高精确度即精密度和准确度的总称。精密度反映测量结果的离散程度；准确度反映测量结果偏离真值的程度。d.测量速度快电子测量是通过电子的运动和电磁波传播进行工作的，其速度可以用“瞬间”来形容，是其它速度无法比拟的。e.易于实现遥测电信号可以通过电磁波的方式传播，借助于各种类型的传感器，电子测量可以实现遥测、遥控。例如，人造卫星的发射，地面控制中心可以对卫星的运行状态、运行轨道等进行控制；卫星也可以把测量数

5、据传送给地面中心。f.易于实现测量自动化和测量仪器微机化由于微机的普及，各种电子测量可以借助于微机的强大数据处理能力，使测量速度大大提高，同时，微机还具有“人工智能”，使电子测量过程实现自动化，也可以自动控制被测量。3、学习方法指导4、电子测量的内容 a.电能量的测量：如电流、电压、功率等b.电路元件参数的测量：如电阻、电感电容等c.电信号特性的测量：如频率、周期相位等d.电路特性的测量：放大倍数、灵敏度等e.特性曲线的测量：幅频特性等基本参数：频率、电压、时间、阻抗5、电子测量的基本方法：1.按测量手段分类（1）直接测量。利用电子仪器直接获得被测量的方法，如使用电压表测量电压，用万用表测量电

6、阻等。（2）间接测量。通过直接测量几个参数，然后利用函数关系式运算出来被测量，这种测量方法称为间接测量。例如，要测量某电阻上消耗的功率，需要先测量出电阻两端的电压和通过电阻的电流，再通过关系式算出功率。（3）组合测量。被测量与多个未知量有关，要得到被测量，需要使用直接测量和间接测量，最后通过运算才能得到被测量的测量方法。2.按被测量性质分类（1）时域测量。时域测量是指被测量是时间的函数，随时间变化而变化，如温度、随时间变化的电流等。（2）频域测量。频域测量是指被测量随频率变化而变化，如放大器的频率特性等。（3）数据域测量。6、电子测量仪器的分类电子测量仪器可以分为通用仪器和专用仪器。（1）通用

7、仪器信号发生器示波器扫频仪晶体管测试仪电子元件测量仪器逻辑分析仪器（2）专用仪器专用仪器是指各个专业领域中测量特殊参量的仪器，如机械领域的超声波探伤；医疗部门的彩超、频谱治疗仪；电子产品生产线的在线测试仪等。思考题与作业1、什么是测量、测量结果的组成2、电子测量的意义3、电子测量的基本参数4、电子测量的特点预习：测量误差的表示方法，测量误差的来源，测量误差的分类教材及参考资料教材：1 徐洁. 电子测量技术与应用项目.大连理工大学出版社，2009.3参考资料：1 姚庆峰.电子测量技术.中国科学技术大学出版社，2009.82 杨拴科. 电子测量技术基础. 高等教育出版社，2009.83 范泽良、吴

8、政江. 电子测量与仪器. 清华大学出版社，2010.2教学反思学生对于电工基础、模拟电子线路、数字电子线路等课程的知识掌握得很差，对本课程的学习到来了灾难。必须改变方法，只教授仪器的使用，仪器原理方面删除。单元内容计量的基本概念单元序号02单元课时2教学手段多媒体+板书教学方法演示法、讲授法、项目法教学课型理论 实训 （ 理论 ）教学目标能力目标电子测量的意义与特点；熟悉测量方法的分类；知识目标了解电子测量的意义和特点；熟悉测量方法的分类；情感目标通过本节知识的学习，主要培养学生良好的学习方法和习惯。任务定位教学重点了解电子测量的内容及特点；教学难点熟悉测量方法的分类；教学关键点测量的内容、及

9、特点、测量方法的分类；教学过程设计备 注项目一 电子测量和仪器的基本知识任务一 计量的基本概念课前提问：1、通用电子测量仪器有哪几种类型？各举例说明。2、按不同的分类方式，电子测量的基本方法有哪些？一、计量的定义和意义 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

10、研究等。2.计量与测量的关系 计量的任务是确定测量结果的可靠性。 计量是测量的基础和依据。 没有计量，也谈不上测量。 计量和测量相互配合，才能在国民经济各个领域发挥重要作用。 测量发展的客观需要才出现了计量。测量是计量应用的重要途径。 没有测量，计量将失去价值 为了保证测量结果的准确性，必须定期对仪器进行检定和校准，这个过程就是计量。计量工作是国民经济中一项极为重要的技术基础工作，它在工农业生产、科学技术、国防建设以及人民生活等各个方面起着技术保证和技术监督的作用。 二、单位和单位制根据定义而令系数为1的量称为单位。 单位是表征测量结果的重要组成部分， 国际单位制是由国际单位制单位、国际单位制

11、词头和国际单位制的十进倍数单位三部分组成。 国际单位制词头表示使单位增大或缩小的十进倍数。 例：5.4X10-9s=5.4ns 三、基准和标准1.基准 基准用来复现某一基本测量单位的量值，只用于鉴定各种量具的精度，不直接参加测量。 (1)一级基准，又称主基准和国家基准 具有最高水平的基准。一个国家只有一个。 (2)二级基准，又称副基准 副基准的量值精度由主基准确定，用以代替主基准向下传递或代替主基准参加国际比对 (3)三级基准，又称工作基准 工作基准用来直接向下属标准量具进行量值传递，用以检定下属计量标准量具的精确度。 2.标准 根据工作基准复现出不同等级的便于经常使用的计量标准量具或仪器，简

12、称标准。 计量标准的准确度等级在工作基准之下，工作计量器具之上。 按精度高低又分为一级标准、二级标准和三级标准。 通过这些标准经常性地对日常工作仪器进行检定，确定其量值的精确度大小。 除标准器具外，还有标准物质3.几个术语 （1）计量器具：凡是能用以直接或间接测出被测对象量值的量具、计量仪器和计量装置都统称为计量器具。计量器具按作用可分为计量基准、计量标准和工作计量器具三类。 （2）计量标准器具：准确度低于计量基准，用于检定计量标准或工作计量器具的计量器具。 （3）工作计量器具：工作岗位上使用，不用于进行量值传递，而是直接用来测量被测对象量值的计量器具。（1）比对在规定条件下，对相同准确度等级

13、的同类基准、标准或工作计量器之间的量值进行比较，其目的是考核量值的一致性。（2）检定是用高一等级准确度的计量器具对低一等级的计量器具进行比较，以达到全面评定被检计量器具的计量性能是否合格的目的。一般要求计量标准的准确度为被检者的1/3到1/10。（3）校准校准是指被校的计量器具与高一等级的计量标准相比较，以确定被校计量器具的示值误差（有时也包括确定被校器具的其他计量性能）的全部工作。一般而言，检定要比校准包括更广泛的内容。（4）量值的传递指的是指一个物理量单位通过各级基准、标准及相应的辅助手段准确地传递到日常工作中所使用的测量仪器、量具，以保证量值统一的全过程。四、测量基准的权威性和相对性1.

14、基准的权威性 2.基准的相对性 五、测量标准的传递思考题与作业1、什么是电子测量？你身边有什么电子测量？预习：测量误差的表示方法，测量误差的来源，测量误差的分类教材及参考资料教材：1 徐洁. 电子测量技术与应用项目.大连理工大学出版社，2009.3参考资料：1 姚庆峰.电子测量技术.中国科学技术大学出版社，2009.82 杨拴科. 电子测量技术基础. 高等教育出版社，2009.83 范泽良、吴政江. 电子测量与仪器. 清华大学出版社，2010.2教学反思学生对于电工基础、模拟电子线路、数字电子线路等课程的知识掌握得很差，对本课程的学习到来了灾难。必须改变方法，只教授仪器的使用，仪器原理方面删除

15、。单元内容测量误差单元序号03单元课时2教学手段多媒体+板书教学方法演示法、讲授法、项目法教学课型理论 实训 （ 理论 ）教学目标能力目标掌握测量误差理论运用；测量误差的表示方法知识目标掌握测量误差的基本概念；测量误差的表示方法，测量误差的来源，测量误差的分类情感目标通过本节知识的学习，培养学生科学看待问题的习惯。任务定位教学重点测量误差的表示方法教学难点测量误差理论；教学关键点测量误差理论；测量误差的表示方法教学过程设计备 注项目一 电子测量和仪器的基本知识任务二 测量误差一、复习1、电子测量的特点2、电子测量方法的分类课前提问：什么是精确度高？举例说明精密度和准确度的含义？量程是什么？举例

16、说明含义？引入新课：测量误差的表示方法二、新授 1、绝对误差（1）定义：被测量的测量值X与其真值Ao之差，称为绝对误差。用x表示X=XAo真值是一个客观存在，但又无法得到的理想数值（如果能测得真值讨论误差就没有意义），所以实际应用中通常用实际测量值来代替真值。这个测量值可不是一般的测量值，而是在满足一定误差要求前提下，用更高一级的标准仪器测量所得到的数值。修正值：与绝对误差的大小相等，但符号相反的量值称为修正值。用C表示CXAXAX+C2、相对误差绝对误差只能说明测量结果偏离实际值的程度，但不能确切反映测量的准确度。要想反映准确度，必需使用相对误差。a.定义：绝对误差与被测量的真值之比，称为相

17、对误差。AoX/Ao100%（1）实际相对误差（用实际值代替真值）：如果用实际值取代真值，则可得到实际相对误差，用下式表示。AX/A100%（2）示值相对误差（用示值代替实际值）：如果用测量值取代真值，则可得到示值相对误差，用下式表示。xX/X100%（3）引用误差：实际中常用绝对误差与满刻度值之比来表示相对误差，称为满度相对误差。m=X/Am100%（4）最大引用误差mmXm/Am100%测量仪器使用最大满度相对误差mm乘以100来表示仪器的准确度，电工仪表按这种定义，共分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七个等级。经验之谈：测量时要注意选择量程，尽量使仪表的指示在满度

18、值的2/3以上区域，这样测量的结果准确。（5）仪表的准确度K%Xmax/Am100%（6）测量结果的准确度（相对误差）K%Am/X准确度等级有0.10.20.51.01.52.55.0共七级3、例题分析例1：两个电压的测量值分别是103V、12V，实际值分别是100V、10V试分别求出测量的绝对误差和相对误差。解：U1U1XU1103V100V3VU2U2XU112V10V2V（U1U2说明U1的测量结果偏离实际值的程度大）U1U1/U1100%3%U2U2/U2100%20%（U1U2说明U2的测量结果准确度低于U1）例2：某被测电压为8V，用1.5级10V量程的电压表测量，可能产生的最大相

19、对误差为多少？解：（略）4、测量误差的来源1.仪器设备误差仪器本身及其附件造成的误差，包括仪器的零点漂移、刻度不准确以及非线性等。2.影响误差由于环境因素造成的误差，如温度、湿度、压力、振动、电磁场干扰、电源电压波动等。3.方法误差测量仪器和测量方法都是在一定的条件才能保证测量数据的准确度。如果在不满足条件下测量，得到的测量数据就会包含误差。另外，由于一些经验公式是近似公式，所以计算后得到的结果也会包含误差。4.人身误差由于人类个体的差异，如视力、工作习惯等因素引起的误差。2、测量误差的分类（1）系统误差在确定的测试条件下，误差的数值保持恒定或在条件改变时按一定规律变化的误差。（2）随机误差（

20、偶然误差）在相同条件下多次测量同一值时，每次测量结果出现无规律的随机变化的误差。（3）疏失误差（粗大误差）在一定条件下，测量值明显偏离实际值时所对应的误差。任务三 测量结果的数据处理1、有效数字测量结果有时用有效数字来表示。有效数字的末位是估计出来的，为欠准数字，含有误差。误差大小为欠准数字单位的一半。如2.56mA，误差为0.005mA；2.560mA，误差为0.0005mA。（1）“0”的意义。从左算起，第一个非0数字前面的“0”不算有效数字；而后面的“0”是有效数字。例如0.25表示两位有效数字，0.05表示1位有效数字，0.30则表示两位有效数字。（2）有单位的数字要注意书写方法。如1

21、000mV可以写成1.000V，表示它有4位有效数字，如果缩写成1V则变成1位有效数字。（3）有效数字位数与误差的关系。在书写带有绝对误差的数字时，有效数字的末位应和绝对误差取齐，例如0.260.01，5.230.05。带有单位的有效数字也要和绝对误差取齐，例如6500kHz1kHz，或者写成6.500MHz1kHz，但不能写成6.5MHz1kHz,也不能写成6500kHz1000Hz问：一块0.5级100Vdc表测量电压，度数为86.23V,试确定有效数字的位数？该表的绝对误差=0.5100=0.5被测量的实际值在85.7386.73V之间，所以有效数字的位数为86.22、测量结果的表示及有

22、效数字a测量结果的表示：数值（大小、等号）+单位b有效数字及有效数字位数从最左边一位非零的数字算起到最后一位始（含未尾的零）A、有效数字的位数估算出测量的误差一般规定误差不超过有效数字位数未位单位的一半。如1.00A则A1/20.01A0.005AB、有单位的数字需注意记录的方法变换单位后，有效数字的倍数不应改变如1000mA可写成1.000A表示四位有效数字，不可写成1A；2.0V写成20102mV不可写成2000mV。“0”的意义。在最左面的0为非有效数字，在最后或中间为有效数字；未尾的0很重要。如0.03表示一位有效数字，该数可能在0.0250.035之间。而0.030表示两位有效数字，

23、该数可能在0.02950.0305之间。3、数字的舍入规则由于数据的长度（位数）会影响计算的难度，所以在对测量数据进行运算前，要对测量数据进行舍入，简化数据，方便计算。但是，采用舍入原则时必需以满足误差的要求为前提。当保留n位有效数字时，舍入的原则为：（1）若第n位后面的数字大于5，则第n位数字加1，第n位后面的数字全部舍去。（2）若第n位后面的数字小于5，则第n位后面的数字全部舍去。（3）若第n位后面的数字等于5，则第n位的数字为偶数或零时全部舍去，第n位的数字为奇数时，则第n位数字加1，第位后面的数字全部舍去。小于5舍、大于5入、等于5看奇偶（求偶数法则）。例1：对以下数据进行舍入处理，要

24、求小数点后保留两位。16.372016.3732.455032.464.54524.553.85463.851.9952.001.9851.985、4、近似运算法则（1）近似值相加减时，要把小数位数较多的数进行取舍，使其比小数位数最少的数多一位小数；计算结果保留小数位数要与原小数位数最少的相同。（2）近似值相乘除时，各因子保留的位数应比最少的多一位，运算结果的位数应与原位数最少者相同，与小数点位置无关。（3）乘方、开方或对数运算时，计算结果的位数与原位数相同测量仪器和测量方法都是在一定的条件才能保证测量数据的准确度。如果在不满足条件下测量，得到的测量数据就会包含误差。另外，由于一些经验公式是近

25、似公式，所以计算后得到的结果也会包含误差。思考题与作业作业：习题17预习：有效数字，数字的舍入规则电子测量仪器简介教材及参考资料教材：1 徐洁. 电子测量技术与应用项目.大连理工大学出版社，2009.3参考资料：1 姚庆峰.电子测量技术.中国科学技术大学出版社，2009.82 杨拴科. 电子测量技术基础. 高等教育出版社，2009.83 范泽良、吴政江. 电子测量与仪器. 清华大学出版社，2010.2教学反思应该加强学生实际的动手能力的培养单元内容万用表的使用和交流电压的表征单元序号04单元课时2教学手段多媒体+板书教学方法演示法、讲授法、项目法教学课型理论 实训 （ 理论 ）教学目标能力目标

26、介绍万用表的使用和交流电压的表征知识目标介绍万用表的使用和交流电压的表征情感目标通过本节知识的学习，培养学生在实践过程中要爱护仪器仪表的良好习惯。任务定位教学重点介绍万用表的使用和交流电压的表征教学难点介绍万用表的使用和交流电压的表征教学关键点介绍万用表的使用和交流电压的表征教学过程设计备 注项目二 电流、电压的测量任务一 万用表的使用和交流电压的表征观看视频材料：万用表的使用引入新课：电压测量的重要性和特点1.电压测量的重要性电压测量是电子测量与非电量测量的基础。许多电量的测量可以转化为电压的测量，如表征电信号能量的三个基本参数（电压、电流、功率）。其中，电流、功率可转换为电压再进行测量。电

27、路工作状态，如饱和与截止、线性度、失真度均是电压的派生量。非电量测量中，将非电量转化为电压信号，再进行测量。如温度、压力、振动、（加）速度等。2、电压测量的特点a.频率范围宽。最低为零（直流），最高可达109Hz。b.测量范围广。微弱信号、超高压信号。c.适应多样化的电压波形。电压信号波形是被测量信息的具体反映，有各种波形。如纯正弦波、失真的正弦波、方波、三角波、梯形波、随机噪声等。d.阻抗匹配。在多级系统中，输出级阻抗对下一输入级有影响。e.测量精度要求高。目前可达10-4，精度与速度存在矛盾，应根据需要而定。f.抗干扰性能要求高。工业现场测试中，存在较大的干扰，所以抗干扰性能好坏非常重要。

28、3.电压测量仪器常见的测量电压的仪器是电压表和示波器。电压表可分为模拟和数字两大类。4、交流电压的表征1、峰值VP1）周期性的交流电压u(t)，在一个周期内所出现的最大瞬时值，称为该交流电压的峰值，以VP表示。峰值有正峰值（VP+）和负峰值（VP-）之分，其几何意义如图所示。2）峰值是从参考零电平开始计算的，有正峰值VP+和负峰值VP-之分。正峰值与负峰值之差称为峰-峰值Vp-p。3）常用的还有振幅Vm，它是以直流电压为参考电平计算的。当电压中包含直流成分时，VP与Vm是不相同的，只有纯交流电压才有VPVm。2、平均值平均值在数学上的定义为原则上，求平均值的时间为任意时间，对周期性号而言，T为

29、信号周期。根据以上定义若包含直流成分，则平均值等于直流分量；若仅含有交流成分，则平均值等于零。这样对纯粹的交流电压来说，其平均值为零，将无法用平均值来表征它的大小。将交流电压通过整流器变换成单一方向的脉动电压后(相当于数学上的求平均值),再求平均,则不为零,且该平均值反映了原交流信号的大小.故交流电压的平均值通常是指检波或整流后的平均值。3、有效值一个交流电压和一个直流电压分别加在同一纯电阻上，若它们在相同的时间内产生的热量相等，则交流电压的有效值等于该直流电压值，即 作为交流电压的一个参数，有效值比峰值、平均值用得更为普遍，当不特别指明时，交流电压的测量值均指有效值，各类交流电压表的示值，除

30、特殊情况外，都是按标准正弦波的有效值来刻度的。课堂分析：如下电路为何出现如此现象？思考题与作业预习：平均值电压表、峰值电压表、有效值电压表的使用教材及参考资料教材：1 徐洁. 电子测量技术与应用项目.大连理工大学出版社，2009.3参考资料：1 姚庆峰.电子测量技术.中国科学技术大学出版社，2009.81 杨拴科. 电子测量技术基础. 高等教育出版社，2009.81 范泽良、吴政江. 电子测量与仪器. 清华大学出版社，2010.2教学反思教材过于理论，应该加强学生实际的动手能力的培养单元内容模拟式交流电压表单元序号05单元课时2教学手段多媒体+板书教学方法演示法、讲授法、项目法教学课型理论 实

31、训 （ 理论 ）教学目标能力目标平均值电压表、峰值电压表、有效值电压表的使用知识目标平均值电压表、峰值电压表、有效值电压表的使用情感目标通过本节知识的学生，培养学习自主学习的习惯。任务定位教学重点平均值电压表、峰值电压表、有效值电压表的使用教学难点平均值电压表、峰值电压表、有效值电压表的使用教学关键点平均值电压表、峰值电压表、有效值电压表的使用教学过程设计备 注项目二 电流、电压的测量任务二 模拟式交流电压表课前提问：如下电路为何出现如此现象？练一练：MTS构建如下电路，并测量波形。第一节课：测量交流电压大小的仪表统称交流电压表。交流电压表分为模拟式电压表与数字式电压表两大类。模拟式电压表是先

32、将交流电压经过检波器转换成直流电压后推动微安表头，由表头指针指示出被测电压的大小。检波器有三种类型，分别是平均值检波器、峰值检波器、有效值检波器，故电压表有三种类型，分别是平均值电压表、峰值电压表、有效值电压表。一、平均值电压表1.平均值检波器 2.平均值电压表平均值电压表的基本原理方框图先对被测电压进行放大，然后检波，最后由表头指示。这种构成方案的均值电压表的工作频率范围主要受放大器带宽的限制，而灵敏度受放大器噪声的限制，所以当测量小信号时，容易淹没到放大器的噪声中。因此主要用于低频和视频信号的测量，如视频毫伏表。3.平均值电压表刻度方法在表的输入端输入不同幅度的标准正弦波，而在表头的对应位

33、置上刻度该正弦波的有效值。故利用平均值电压表测量纯正弦波时读数为该被测电压的有效值；而测量非正弦波电压时，读数没有实际意义，但可根据读数求得被测电压的平均值。二、峰值电压表1.峰值检波器串联式峰值检波器并联式峰值检波器第二节课：二、峰值电压表峰值电压表的基本原理方框图先对被测电压进行检波，然后放大，最后由表头指示。这种构成方案的峰值电压表的工作频率范围主要受检波二极管频率特性的限制，灵敏度受二极管非线性限制，所以测量信号的电压值小于二极管的导通电压时，是测不到的。它主要用于高频信号的测量，如高频毫伏表。3.峰值电压表刻度方法在表的输入端输入不同幅度的标准正弦波，而在表头的对应位置上刻度该正弦波

34、的有效值。故利用峰值电压表测量纯正弦波时读数为该被测电压的有效值；而测量非正弦波电压时，读数没有实际意义，但可根据读数求得被测电压的峰值。三、有效值电压表有效值的物理意义是：交流电压一个周期内，在一纯电阻负载中所产生的热量与另一直流电压在同样情况下产生的热量相等时，这个直流电压的值就是该交流电压的有效值，记为V。有效值检波器检波器的输出与被测电压的有效值成正比。2.热电偶式有效值电压表两种不同导体的两端相互连接在一起，组成一个热电偶，当两节点处温度不同时，回路中将产生电动势，从而形成电流，这一现象称为热电效应，所产生的电动势称为热电动势。四、模拟电压表的使用 1.峰值电压表用峰值交流电压表测量

35、非正弦交流电压时，电压表仍然可以反映出被测电压的峰值。但由于电压表刻度是以正弦波有效值定度的，它比正弦波峰值小1.414倍，因此，必须把指示值乘以1.414倍才能表示被测电压的峰值，而要知道被测电压的有效值时，必须根据其波形的性质，按关系换算出有效值。均值电压表由于正弦波是最基本的和应用最普遍的波形，同时考虑到有效值的实际意义，所以平均值电压表亦按有效值定度。如果是全波平均值检波器，则根据正弦波有效值与平均值的换算关系，电压表的刻度就是按被测交流电压的平均值乘以系数1.11后定度的。当用这种电压表去测量非正弦电压时，因为非正弦波的有效值与平均值的比值同正弦波不一样，其读数并不等于被测电压的有效

36、值。这时可先将电压表的读数除以1.11求出被测电压的平均值，然后再根据波形换算关系，求出被测的非正弦电压的有效值，也可以求出其峰值。有效值电压表可以直接读出有效值，非常方便。由于削波和带宽限制，将可能损失一部分被测信号的有效值，带来负的测量误差。思考题与作业作业：p23:1,2,3,4课堂实验：MS仿真验证：Page:11表2-1“几种典型的交流电压波形的参数换算”教材及参考资料教材：1 徐洁. 电子测量技术与应用项目.大连理工大学出版社，2009.3参考资料：1 姚庆峰.电子测量技术.中国科学技术大学出版社，2009.82 杨拴科. 电子测量技术基础. 高等教育出版社，2009.83 范泽良

37、、吴政江. 电子测量与仪器. 清华大学出版社，2010.2教学反思教材过于理论，加强学生实际的动手能力的培养单元内容 数字式多用表DMM单元序号06单元课时2教学手段多媒体+板书教学方法演示法、讲授法、项目法教学课型理论 实训 （ 理论 ）教学目标能力目标34401A6位半数字万用表的使用知识目标34401A6位半数字万用表的使用情感目标任务定位教学重点34401A6位半数字万用表的使用教学难点34401A6位半数字万用表的使用教学关键点34401A6位半数字万用表的使用教学过程设计备 注项目二 电流、电压的测量任务三 数字式多用表DMM第一节课：练一练：1、构建如下电路2、测量S1在不同位置

38、时，X1的功率？3、测量S1在不同位置时，X1的断电压波形有何不同？4、展望本电路有何应用？5、本电路在应用是的注意事项有什麽？第二节课：直流数字电压表（DVM）直流数字电压表（DVM）测量直流电压的方框图如图所示，包括模拟和数字两部分。输入电路对输入电压衰减/放大、变换等。核心部件是A/D转换器（AnalogtoDigitalConverter，简称ADC），实现模拟电压到数字量的转换。逻辑控制电路在同一时钟作用下，完成内部电路的协调有序工作数字电压表主要技术指标1.测量范围量程:包括基本量程和扩展量程显示位数:显示位数包括完整显示位和不完整显示位,显示位书越多,测量范围越宽。超量程能力：指

39、电压表在某量程上应用时，其显示数值超过该量程，则该表具有超量程能力。具有超量程能力的表测量范围宽。2.分辨力：电压表在最小量程上末位跳变一个字所对应的输入电压大小。3.测量速度4.测量精度5.输入阻抗A/D转换原理A/D转换器是数字仪器中的主要部件，常见的有直接型和间接型两类。直接型A/D转换器具有转换速度快的特点，典型的有并行比较型ADC和逐次比较型ADC。间接型的A/D转换器则是先将模拟信号转换成某一中间变量，然后再转换成数字量。此类ADC的转换速度教慢，典型的是双积分型ADC和电压-频率转换型ADC。电流、电压、阻抗变换技术及数字多用表（DMM） 电流、电压、阻抗变换技术AC/DC变换：

40、将交流电压变换（检波）得到直流的峰值、平均值和有效值，如前所述。I/V变换：基于欧姆定律，将被测电流通过一个已知的取样电阻，测量取样电阻两端的电压，即可得到被测电流。为实现不同量程的电流测量，可以选择不同的取样电阻。R/V变换：同样基于欧姆定律。对于纯电阻，可用一个恒流源流过被测电阻，测量被测电阻两端的电压，即可到被测电阻阻值。数字多用表数字多用表（DMM）的主要特点（1）DVM的功能扩展。DMM可进行直流电压、交流电压、电流、阻抗等测量。（2）测量分辨力和精度有低、中、高三个档级，位数3位半8位半。（3）一般内置有微处理器。可实现开机自检、自动校准、自动量程选择，以及测量数据的处理（求平均、

41、均方根值）等自动测量功能。（4）一般具有外部通信接口，如RS-232、GPIB等，易于组成自动测试系统。34401A6位半数字万用表的使用思考题与作业作业：Page23:13教材及参考资料教材：1 徐洁. 电子测量技术与应用项目.大连理工大学出版社，2009.3参考资料：1 姚庆峰.电子测量技术.中国科学技术大学出版社，2009.82 杨拴科. 电子测量技术基础. 高等教育出版社，2009.83 范泽良、吴政江. 电子测量与仪器. 清华大学出版社，2010.2教学反思学生对6位半数字万用表的使用有了初步的认识单元内容半波整流、全波整流及电容滤波电路的测量与调试单元序号07单元课时2教学手段多媒

42、体+板书教学方法演示法、讲授法、项目法教学课型理论 实训 （ 理论 ）教学目标能力目标半波整流、全波整流及电容滤波电路的测量与调试知识目标半波整流、全波整流及电容滤波电路的测量与调试情感目标通过本节知识的学习，培养学生搭接电路时科学严谨的态度任务定位教学重点点压的表征参数的测量及波整流、全波整流及电容滤波电路的测量与调试教学难点点压的表征参数的测量及波整流、全波整流及电容滤波电路的测量与调试教学关键点半波整流、全波整流及电容滤波电路的测量与调试教学过程设计备 注项目二 电流、电压的测量任务四 半波整流、全波整流及电容滤波电路的测量与调试第一节课：练一练1：1、构建如下电路。2、测量I01,I0

43、2,I03电压波形有何不同？及电压的有效值？3、试叙本电路有工作原理？练一练2：1、构建如下电路。2、测量I01,I02,电压波形有何不同？及电压的有效值？3、试叙本电路有工作原理？第二节课：练一练3：1、构建如下电路。2、测量S1在不同位置时，I01,I02,电压波形有何不同？及电压的有效值？3、试叙本电路有工作原理？思考题与作业作业：Page23:上述3个电路的特点个有和特点？视频教程3：半波整流、全波整流及电容滤波电路的测量与调试教材及参考资料教材：1 徐洁. 电子测量技术与应用项目.大连理工大学出版社，2009.3参考资料：1 姚庆峰.电子测量技术.中国科学技术大学出版社，2009.8

44、2 杨拴科. 电子测量技术基础. 高等教育出版社，2009.83 范泽良、吴政江. 电子测量与仪器. 清华大学出版社，2010.2教学反思单元内容电子示波器单元序号08单元课时2教学手段多媒体+板书教学方法演示法、讲授法、项目法教学课型理论 实训 （ 理论 ）教学目标能力目标示波器的使用与应用知识目标示波器的使用与应用情感目标本节知识的学习，培养学生严谨科学的学习态度。任务定位教学重点示波器的使用与应用教学难点示波器的使用与应用教学关键点示波器的使用与应用教学过程设计备 注项目三 示波测试技术任务一 电子示波器第一节课：概述示波器基本组成阴极射线管（CRT）、垂直偏转系统、水平偏转系统，以及辉

45、度控制电路、电源系统。阴极射线管（CRT）示波管是示波器的核心部件，静电偏转式阴极射线管是常见的一种示波管，其内部由：电子枪、（水平X、垂直Y）偏转板、荧光屏三个部分组成。偏转关系水平偏转电压Vx加在一对垂直放置的水平偏转板上，垂直偏转电压Vy加在另一对水平放置的垂直偏转板上，分别形成水平和垂直两种相互正交的电场。当电子束经过该电场区域时，电子束的行进方向改变，偏转板上所加电压与电子束在水平或垂直方向的位移之比定义为阴极射线管的水平、垂直偏转因数(也叫偏转因数),用符号hx、hy表示，单位为V/cm，它们是阴极射线示波管的重要指标，反映了示波管观察微弱信号的能力，普通示波管hy一般不高于10V

46、/cm，高性能的示波管hy可高达（78）V/cm。信号拾取被测信号通过专用的示波器探头拾取。垂直系统与灵敏度1.为了能在示波器上显示峰-峰值电压为几毫伏到几十伏的信号，必须把不同幅度的信号进行比例变换，以适应屏幕的显示范围，这样就可以按照标尺刻度对波形进行测量。示波器的灵敏度或垂直增益控制就是为此而设置的。2.灵敏度是以每格的伏特数来衡量，多数示波器的灵敏度控制都是按1-2-5的序列步进变化，如10mV/格、20mV/格、50mV/、100mV/格等等。假设：灵敏度设置为1V/格，波形峰-峰间距为6格，则可求的信号电压峰-峰值为6V。3.一些新型的示波器的灵敏度为连续可调，并且通过屏幕直接显示

47、当前的灵敏度值，使用更加方便时基与扫描速度电子束在水平方向形成的扫描线是通过水平偏转系统来实现的，水平偏转系统又叫X轴系统，也称为时基。为了便于理解，先考虑只有CH1通道工作的情况，这种情况下，双通道示波器相当于单通道示波器。它使得电子束以精确的、用户可选择的速度在屏幕水平方向上重复扫描。假设扫描速度为5ms/格，即每次光点从左到右（共10格）扫描的时间为50ms。这时如果被测交流信号的频率为50Hz（周期为20ms），则屏幕上将显示信号2.5个周期的波形；如果被测信号不变，将扫描速度改变为1ms/格，则屏幕上只能显示信号半个周期的波形；反之，如果扫描速度不变（5ms/格），被测信号的频率提高

48、到1000Hz（周期为1ms），则屏幕上将显示信号50个周期的波形。由此可见，扫描速度需要与被测信号的频率相适合，才能显示出完整且疏密合适的波形。一台典型示波器的扫描速度范围可以从20ns/格0.5s/格，并且可以通过步进开关按1-2-5的变化序列调整。同步与触发为了使波形稳定，每次扫描的时刻都要与被测信号的零相位点（起点）相一致，由触发电路从选取的触发源（一般情况下就是被测信号）中，分离出代表被测信号零相位点，或其他特征位置的触发信号，用该触发信号启动每一次扫描过程。(8)交替与连续可以先画完一条扫迹后，再画另一条扫迹。这种方法称为交替模式，或简称为ALT模式，适合于使用较快时基设置的高频率

49、信号的显示。可以在一次扫描的时间里，迅速在两条扫迹之间进行开关切换，从而分段的画出两条扫迹。这称为断续模式或CHOP模式，适合于在低时基速率下显示低频率信号。第二节课：示波器DS1000的使用实验1：1、构建如下电路。2、调节R1,观测X1的状态，并测量X1B不同状态下I01,I02的输出波形？3请描述观测的现象，并作出相应的解释。思考题与作业作业：Page501，2题教材及参考资料教材：1 徐洁. 电子测量技术与应用项目.大连理工大学出版社，2009.3参考资料：1 姚庆峰.电子测量技术.中国科学技术大学出版社，2009.82 杨拴科. 电子测量技术基础. 高等教育出版社，2009.83 范

50、泽良、吴政江. 电子测量与仪器. 清华大学出版社，2010.2教学反思能使用示波器，有待实物仪器的使用和练习单元内容通用示波器单元序号09单元课时2教学手段多媒体+板书教学方法演示法、讲授法、项目法教学课型理论 实训 （ 理论 ）教学目标能力目标通用示波器的使用与应用知识目标通用示波器的使用与应用情感目标本节知识的学习，培养学生严谨科学的学习态度。任务定位教学重点通用示波器的使用与应用教学难点通用示波器的使用与应用教学关键点通用示波器的使用与应用教学过程设计备 注项目三 示波测试技术任务二 通用示波器第一节课：通用示波器的组成及基本工作原理由Y轴系统、X轴系统、主机系统等三部分组成。被测信号接

51、到“Y”输入端，经Y轴衰减器适当衰减后送至Y放大器(前置放大)，推挽输出信号和，再经延迟级延迟时间t2加 Y放大器。放大后产生足够大的信号和，加到示波管的Y轴偏转板上。为了在屏幕上显示出完整稳定的波形，将Y轴的被测信号引入X轴系统的触发电路（内同步），在引入信号的正(或者负)极性的某一电平值产生触发脉冲，启动锯齿波扫描电路(时基发生器)，产生扫描电压。由于从触发到启动扫描有一时间延迟t1，为保证Y轴信号到达荧光屏之前X轴已经开始扫描，亦即让扫描电压先到达水平偏转板，Y轴的延迟时间t2应稍大于X轴的延迟时间t1。扫描电压经X轴放大器放大，产生推挽输出和，加到示波管的X轴偏转板上。z轴系统用于放大

52、扫描电压正程，并且变成正向矩形波，送到示波管栅极。这使得扫描正程时显示的波形有某一固定辉度，而在扫描回程进行抹迹。双踪示波器双踪显示 ：在测量工作中常常希望把两个不同的信号同时显示在一个荧光屏上，以便比较它们之间在波形、幅度、相位(或时间)等方面的差异。为此，可采用双踪示波器。双踪显示则是利用电子开关将Y轴输入的两个不同的被测信号分别显示在荧光屏上。由于人眼的视觉暂留作用，当转换频率高到一定程度后，看到的是两个稳定的、清晰的信号波形。第二节课：实验1：1、构建如下电路。2、调节R2,观测X1的状态，XWM1的读数？3请描述观测的现象，并作出相应的解释。实验2： 1、构建如下电路。 2、调节R2

53、,观测X1的状态，XWM1的读数？ 3、用XSC1测量D1导通控制的临界点平。实验3：1、构建如下电路。2、调节R2,观测X1的状态及XWM1的读数？3、调节R2,观测XSC1的波形，XWM1的读数？并解释其原因。思考题与作业1、Page50，4:2、测量实验3中，D1的触发时间点和触发电平。教材及参考资料教材：1 徐洁. 电子测量技术与应用项目.大连理工大学出版社，2009.3参考资料：1 姚庆峰.电子测量技术.中国科学技术大学出版社，2009.82 杨拴科. 电子测量技术基础. 高等教育出版社，2009.83 范泽良、吴政江. 电子测量与仪器. 清华大学出版社，2010.2教学反思能较好使

54、用示波器，有待实物仪器的使用和练习单元内容示波器的使用与应用单元序号10单元课时2教学手段多媒体+板书教学方法演示法、讲授法、项目法教学课型理论 实训 （ 理论 ）教学目标能力目标示波器的使用与应用知识目标示波器的使用与应用情感目标通过本节知识的学习，培养学生良好的学习习惯。任务定位教学重点示波器的使用与应用教学难点示波器的使用与应用教学关键点示波器的使用与应用教学过程设计备 注项目三 示波测试技术任务三 示波器的使用与应用第一节课：双踪示波器GOS-620GOS-620的主要技术指标1.垂直系统灵敏度5mV5V/DIV3%,5MAG5%频带宽度DC(AC10Hz)20MHz(-3dB)DC(

55、AC10Hz)7MHz(-3dB)5MAG上升时间17.5nS(50nS在5MAG)输入阻抗约1M输入耦合AC,DC,GND垂直模式CH1,CH2,DVAL(ALT/CHOP),ADD,CH2INV2.水平系统扫描速度0.2S0.5S/DIV3%100nS50mS/DIV5%(10MAG)20nS50nS/DIV：未校正3.触发：触发方式AUTO,NORM,TV-V,TV-H触发源CH1,CH2,ALT,LINE,EXT触发耦合AC触发斜率4.X-Y操作：灵敏度5mV5V/DIV4%X轴频带宽度DC500kHz5.信号输出触发信号输出电压:约20mV/DIV输入50校正端子输出1kHz方波,2

56、Vpp2%6.使用电源交流115V/230V10%,50/60Hz第二节课：操作说明垂直系统：CH1、CH2上、下两个通道。（1）上下位移调整（POSITION）旋钮，改变波形的上下位置，拉出（PULL）此旋钮垂直灵敏度（VOLTS/DIV）提高五倍，波形高度是原来的五倍，测量小信号时使用。（2）垂直灵敏度（VOLTS/DIV）调整旋钮，调整此旋钮波形的上下高度发生变化，适当调整使波形高度适中；此旋钮红黑套叠（红的为微调VARIABLE），测量时红钮应扳至校正CAL位置，方法是向右旋，听到一声响时为止。（3）输入耦合方式开关：交流耦合AC、接地GND、直接耦合DC。如果只测量纯交流AC、DC均

57、可，如测量直流或含直流的交流应扳至DC，在测量直流量时应确定零电平参考线，这时应扳至GND。（4）极性开关POLARITY：只有通道二CH2有，用于改变通道二的极性，按入和弹出信号极性相反。（5）工作方式选择开关：MODE:CH1、CH2、DVAL、ADD，CH1仅显示通道1，CH2仅显示通道2，DUAL两个通道的信号双踪显示，ADD两个通道的信号代数相加在示波管屏幕上显示其和。试验1：示波器测量交流电压用示波器可以方便地测出振荡电路、信号发生器或其他电子设备输出的交流电压值，交流电压包括正弦波、三角波、矩形波和方波等。交流信号的频率不得超过示波器频带宽度的上限。具体步骤如下：（1）将待测信号

58、送至示波器垂直输入端。（2）输入耦合开关置于“AC”位置。（3）调整垂直灵敏度开关于适当位置，微调旋钮顺时针旋到头（校正位置）。注意：屏幕上显示的波形不要超出垂直有效范围。（4）分别调整水平扫描速度开关和触发同步系统的有关开关，使屏幕上能稳定显示一至二个周期的波形。（5）被测信号电压的峰-峰值为波形在垂直方向上所偏移的距离乘以垂直灵敏度开关S的指示数。（6）若采用10：1探头，则必须再乘以10。示波器的选择1.了解需要测试的信号要知道用示波器观察什么？要捕捉并观察的信号其典型性能是什么？信号是否有复杂的特性？信号是重复信号还是单次信号？要测量的信号过渡过程的带宽，或者上升时间是多大？打算同时显

59、示多少信号？对测试信号作何种处理？2.选择示波器的核心技术差异：模拟、数字、还是数模兼合。传统的观点认为模拟示波器具有熟悉的控制面板，价格低廉，因而总觉得模拟示波器“使用方便”。但是随着A/D转换器速度逐年提高和价格不断降低，以及数字示波器不断增加的测量能力和不受限制的测量功能，数字示波器已独领风骚。但是数字示波器显示具有三维的缺陷、处理连续性数据速度慢，需要具有数模兼合技术的示波器，例如DPO数字荧光示波器。3.确定测试信号带宽带宽一般定义为正弦波输入信号幅度衰减到-3dB时的频率，即幅度的70.7%。带宽决定示波器对信号的基本测量能力。如果没有足够的带宽，示波器将无法测量高频信号，幅度将出

60、现失真，边缘将会消失，细节数据将被丢失；如果没有足够的带宽，得到的信号所有特性都毫无意义使用注意事项：1.使用示波器接通电源后需预热数分钟后再开始使用，亮点辉度要适中，不宜过亮，且光点不应长时间停留在同一点上，以免损坏荧光屏。应避免在阳光直射下或明亮的环境中使用示波器，这样可用较暗的辉度工作。如果只能在亮处使用示波器，则应使用遮光罩。2.使用过程中应避免频繁开关电源，以免损坏示波器。应使用光点聚焦，不要用扫描线聚焦。3.应在示波管屏幕的有效面积内进行测量，最好将波形的关键部位移置屏幕中心区域，这样可以避免因示波管的边缘失真而产生测量误差。4示波器与被测电路的连接应特别注意：当被测信号为几百千赫