《电子测量原理》课程教学大纲

1、电子测量原理课程教学大纲课程编号：07082004 开课单位：自动化工程学院学 时 数：60课堂授课 12实验学时 学 分 数：4 开课学期：第 5 学期适用专业：测控技术及仪器专业，自动化专业，通信工程专业，电子信息工程专业， 电子科学与技术专业，电气工程及自动化专业，探测制导与控制技术先修课程：模拟电路、数字电路、概率论、信号与系统、微机原理执 笔 者：童玲，田雨 编写日期：2012/12/2一、课程性质和目标授课对象：本科课程类别：专业核心课教学目标：通过对电子测量原理的学习，培养学生具有电子测量技术和仪器方面的基础知识和应用能力；开拓学生思路，培养综合应用知识的能力和实践能力；培养学生

2、严肃认真，求实求真的科学作风，为后续专业课程的学习和从事测量技术与仪器的研发工作打下基础。最终实现培养具有扎实的电子测量基础理论、具备熟练使用和操作相关电子测量仪器、具有研发相关电子测量仪器能力人才的教学目标。二、课程内容安排和要求（一）教学内容及要求本课程的教学内容共分10章，包括以下七部分内容：电子测量基本原理、测量误差与数据处理、基本电参量测量、时域测量、频域测量、信号产生以及网络分析。各部分教学内容分别如下：第1章测量的基本原理（1）了解测量的基本概念、基本要素，测量误差的基本概念和计算方法。（2）了解计量的基本概念，单位和单位制，基准和标准，量值的传递准则。 （3）理解测量的基本原理

3、，信息获取原理和量值比较原理。（4）掌握电子测量的实现原理：变换、比较、处理、显示技术。第2章. 测量方法与测量系统（1）电子测量的概念和基本特点，电能量参数测量，电路参数测量，电信号特征参数测量，电子设备测量。（2）电子测量的对象信号与系统。信号的分类，系统的分类。（3）测量方法。直接测量与间接测量，有源量测量与无源量测量，集中式与分布式测量，频域、时域、数据域测量的概念和基本方法，动态测量和静态测量，常见的动态参数和静态参数是重点。第3章测量误差及数据处理（1）了解与掌握测量误差的分类、估计和处理：随机误差的统计特性及减少方法，系统误差的判断及消除方法，粗大误差及判断准则。测量结果的处理步

4、骤，等精度测量和不等精度测量。（2）了解测量不确定度概念和分类，标准不确定度的A类评定方法和B类评定方法；合成标准不确定度的计算方法；扩展不确定度的确定方法。测量不确定度的评定步骤。（3）了解有效数字的处理，测量数据的表示方法：一元线性回归法、端点法、平均选点法、最小二乘法。第4章时间与频率的测量（1）了解时间、频率的基本概念、时间与频率标准。（2）掌握频率和时间的数字测量原理和模拟测量原理，电子计数器的组成原理，误差分析。（3）理解高分辨时间和频率测量技术，闸门同步测量技术、内插法、游标法。（4）了解微波频率测量技术，变频法、置换法。第5章电压测量（1）了解电压测量的意义、特点，电压测量的基

5、本原理、方法和分类，电压标准。（2）了解交流电压的基本参数；实现交流电压检波（ACDC）原理。（3）重点掌握DVM的组成原理及主要性能指标，A/D转换原理：逐次逼近比较式、单斜式双斜积分式、三斜积分式。 （4）理解电流、电压、阻抗（AVO）变换技术，数字多用表的组成方框，测量电路，数字电压表测量的不确定度及自动校准、自动量程技术。（5）了解串模干扰和共模干扰的概念和抑制措施。第6章阻抗测量（1）了解阻抗定义及表示方法，电阻器、电容器、电感器的电路模型，元件参数的测量原理和方法概述，仪器分类，水平及应用。（2）了解阻抗的模拟测量法：电压电流法、电桥法、谐振法、变换法（一f，一T）， Q值测量。（

6、3） 掌握阻抗的数字测量法原理，数字LCR测量仪。第7章信号波形测量（1） 了解示波器的功能、分类和发展。（2） 理解模拟示波器的组成，CRT显示原理，垂直系统和水平系统电路原理。（3） 了解实时取样和等效取样原理，取样示波器组成原理。（4） 理解数字存储示波器组成和工作原理，及特点和指标。（5） 掌握示波器的应用：测量脉冲和正弦信号参数，测量晶体管特性曲线。（6） 了解时域测试方法和应用。第8章信号的产生（1）了解信号源作用和组成及分类，正弦信号源的性能指标。（2）了解正弦、脉冲及函数发生器的组成、原理。（3）掌握频率合成原理、分类、特点和发展，锁相环（PLL）的基本工作原理及性能（分辨力和

7、频率范围），锁相环的几种基本形式。（4）了解小数分频技术。（5）了解直接数字合成（DDS）基本原理,DDS的性能，任意函数发生器（AFG）或任意波形发生器（AWG）简介。第9章信号分析和频域测量（1）了解信号分析和信号频谱的概念，周期信号、非周期信号和离散时间信号的频谱。信号谱分析的内容，频谱分析仪的分类。（2）掌握付里叶分析仪（FFT分析议）的原理，性能指标。（3）掌握扫频外差式频谱仪组成，基本工作原理，性能（4）了解谐波失真度的定义，谐波失真度测量方法，失真度测试仪主要技术指标和组成原理第10章 线性系统频率特性测量和网络分析（1） 理解线性系统的幅频特性、相频特性测量，扫频信号源。（2）

8、 了解网络分析的基本概念，反射参数、传输参数测试。（二）学时分配课堂授课60学时，课堂讲授学时分配如下： 章目 内 容 学时数 教学方法 第1章 测量的基本原理 1 课堂授课（多媒体）第2章 测量方法与测量系统 1 课堂授课（多媒体）第3章 测量误差及数据处理 6 课堂授课（多媒体）第4章 时间与频率的测量 6 课堂授课（多媒体）第5章 电压测量 6 课堂授课（多媒体）第6章 阻抗测量 2 课堂授课（多媒体）第7章 信号波形测量 16 课堂授课（多媒体）第8章 信号的产生 8 课堂授课（多媒体）第9章 信号分析和频域测量 8 课堂授课（多媒体）第10章 线性系统频率特性测量和网络分析 6 课堂

9、授课（多媒体）（三）实践性教学环节和要求实践性教学环节共12学时，学时分配如下： （1）选频电路及频率参数测试实验（3学时）内容：使用直流电源、频谱分析仪、信号源分别用点频法、扫频法完成实验电路板并联谐振回路谐振曲线的测试并计算Q值。要求：掌握频谱分析仪的基本测量过程，包括频率设置、标记频点等仪器功能； 学习信号发生器的使用，输入信号的幅度频率调节设置；理解并联谐振的特点及改变频率特性的方法；理解R、L、C元件在交流电路中的作用及分析方法，加强对正弦稳态电路中电压、电流相量分析的理解；掌握频率特性测试的测试内容；掌握频率特性测试的测试方法； 了解小信号调谐放大器的工作原理。（2）基本电参量测量

10、实验（3学时）内容：使用直流电源、任意波形发生器、数字存储示波器完成实验电路板上三角波、方波、正弦波电路的测量并记录波形的关键参数。使用电桥法测量电容、电感。要求：熟悉三角波，方波，正弦波发生电路，掌握其电路原理；掌握函数/任意波形发生器和数字存储示波器的使用方法；通过不同的电路实现波形的转换，并测量其波形主要参数；掌握交流电桥结构特点；学习和掌握交流电桥的平衡及调节平衡的方法，掌握交流电桥测电感、电容的方法（3）简易RF接收机测量（3学时）内容：使用频谱仪测量RF接收机的接收灵敏度、接收带宽以及动态范围。要求：理解RF接收机的接收灵敏度、带宽以及动态范围的物理意义；掌握频谱分析仪的基本操作方

11、法；掌握RF接收机的工作原理及组成；掌握RF接收机的测试方法； 掌握调频接收机的设计方法。（4）微带巴伦电路频响测量（3学时）内容：使用频谱仪、高频信号发生器测量无源微带巴伦电路的幅频特性。要求：了解微带巴伦电路的原理；了解高频测量频响特性的注意事项；掌握频谱分析仪、高频信号发生器的连接和设置方法；掌握频谱分析仪测量电路频响特性的方法。 三、考核方式平时成绩25%，实验15%，期末考试60%（1）平时成绩主要以考勤和各章作业、报告为考核依据，比重25%；（2）实验成绩主要以实验结果和实验报告作为考核依据，比重15%；（3）期末考试比重占总成绩60%，闭卷考试，卷面满分100分，120分钟考试时间。四、教材及