示波器的测量
示波器的测量
1.1 示波器的应用
1.实训目的
1﹚掌握示波器、交流毫伏表、音频信号发生器的基本应用。
2﹚掌握示波器观察信号波形和测量直流电压幅度、周期的方法。
2.实训内容
﹙1﹚示波器的校准
﹙2﹚利用示波器1khz，0.5Vp-p的方波校准信号作为示波器的输入信号，调出图1-1所示正常波形。
﹙3﹚将扫描基线移动的格数、垂直偏转因数和稳定电压原指示电压值填入表1-1中。
图1-1
表1-1直流电压测量
﹙4﹚正弦波电压幅度、周期的测量
1﹚用信号发生器产生下表中的输入信号，用示波器测量信号的周期和电压，将测量数据填入表1-2
表1-2 正弦波电压幅度、周期的测量
1.2 示波器的特殊应用
1.用示波器测量脉冲信号的上升时间和下降时间。
1）用函数信号发生器产生频率为20KHz的矩形波脉冲信号。
2）按图1-2连接电阻和电容，组成一个低通网络。
图1-2 低通滤波电路
3）因为函数信号发生器输出的脉冲信号上升时间较小，不易测量，所以把脉冲信号通过低通网络后送到示波器测量，以加大脉冲信号的上升时间，便以测量。
4）调节示波器X轴的偏转因素选择开关，尽量使屏幕上突出显示脉冲的上升沿部分或下降沿部分。并配合使用X轴位移旋钮，使对应上升沿10%（或下降沿90%）高度处的测量点对齐X轴的某个刻度线，然后读出对应上升沿90%（或下降沿10%）高度处另一测量点到上一测量点的相对时间值。该相对时间值便是所测脉冲的上升时间（或下降时间）。读数等于刻度个数乘上X轴偏转因数。
5）注意以上操作只有在X轴细调（V ariable）旋钮顺时针旋到底后读数才是正确的。2．用双踪法测量两个信号的相位差
1）先用信号发生器产生一个频率为20KHz的幅度为1V的正弦信号。
2）再按图1-3连接电阻和电容，组成一个阻容延迟网络。信号发生器输出信号一路直接作为信号1送入示波器CH1通道，另一路通过阻容延迟网络后作为信号2 送入示波器CH2通道。由于信号2 通过延迟网络，所以信号2比信号1在时间上要延迟，两个信号之间存在着相位差。
图1-3阻容延迟网络
3）用示波器测量频率相同的两个信号之间的相位差
示波器置交替工作状态，调节X轴偏转因数选择开关（也称X轴扫描速度选择开关），对20KHz的信号频率，可置于10μS/Div档，调节触发电平（Trigger）旋钮，使显示的两个波形稳定。分别调节CH1和CH2两个Y轴位移旋钮，使两个波形的扫描时基线重合，在屏幕上可看到一前一后两个正弦波。测量信号周期T，并测量两个信号之间的时间延迟量ΔT。按下式计算两个信号的相位差φ。
φ = 360°×ΔT/T
4）把屏幕显示的波形和测量结果画成图。思考一下：在上述测量过程中，X轴细调（Variable）旋钮是否一定要按测量要求顺时针旋到底？如放在任意位置，对测量结果是否有影响？为什么？
3．示波器的X—Y应用和椭圆法测量相位差
1）示波器的X—Y应用，是指两个信号分别从X通道和Y通道送入示波器，示波器内部X振荡器不用，靠外接被测量信号之一来驱动电子束作水平方向的扫描。所以此时光迹在水平方向的扫描反映了接在X通道的被测量信号的规律。而屏幕上显示的光迹图形和两个被测信号的参数都有关。示波器的X—Y法可用来测量未知信号的频率，其测量依据是李沙育图形（Lissajous Patterns）。示波器的X—Y法也可应用于相位差的测量，这就是椭圆法测量相位差。
2）先把辉度旋钮调小，使得刚能看到光迹，然后把X偏转因数选择开关（X扫速开关）置于X-Y档。此时屏幕上只有一个亮点。注意此时不能把辉度开大，以免能量集中灼伤荧光屏。调节Y轴位移和X轴位移旋钮，使光点在屏幕中央刻度线原点。
3）按照上述步骤2产生同频率的两个信号，分别送到X输入插口和Y输入插口（选CH1或CH2都可）。示波器Y轴工作模式开关从交替工作模式改为相应的CH1或CH2。
4）分别调节Y轴增益旋钮（Variable）和X轴细调旋钮（Variable），使两个信号的幅度相同，此时屏幕上将显示一个斜椭圆。
5）测量椭圆交Y轴的交点高度h1和椭圆最高点的高度h2。两个信号的相位差φ按照下式计算：
φ = sin- 1 h1/h2
6）把屏幕显示的图形和测量结果画成图。比较一下两种方法的测量结果是否相同？如有误差，则分析误差原因，你认为哪种测量方法准度（Accuracy）较高？哪种方法精度（Prisition) 较高？
4 实训报告要求
整理好测量数据，填好表1-1、1-2。
时域波形的参数测量实验报告s
时域测试技术综合实验报告书 实验名称时域波形的参数测量实验 班级一班学号201422070125 姓名杨梅 实验时间：年月日得分： 一、实验目的 1.学习VISUAL DSP++开发流程。 2.掌握波形时域参数（周期、上升时间等）的测量方法。 3.掌握波形幅度参数（幅度、平均值、均方根值等）的测量方法。 4.掌握参数统计的一般实现方法。 二、实验内容 1.学习Visual DSP++的开发设计流程。 2.编写程序测量波形参数。 3.编写程序对波形参数进行统计运算。 三、实验步骤 1、计算并显示示波器幅度参数：平均值、有效值。打开Ypara.c源文件，填充缺少的代码。 int GetAverage(short *pBuffer, int Length) { int Sum=0; int i; for (i=0; i return Sum/Length;/*input your code*/ } float GetRMS(short *pBuffer, int Length, int ZeroValue) { float Sum=0; int i; for (i=0; i 一仪器的原理及结构 1．示波器 示波器是一种用途广泛的电子测量仪器。利用它可以测出电信号的一系列参数，如信号电压（或电流）的幅度、周期（或频率）、相位等，数字示波器还可以测量信号的频谱特性。实验室拥有的主要是模拟示波器，数字示波器虽有自动测试功能，给操作带来方便，但显示的波形是量化的不够细腻，观察波形没有模拟示波器清晰，特别是观察含有干扰信号的波形时有一定的困难。模拟示波器的组成包括示波管、水平/垂直部分、触发部分及电源等组成。 （1）电子示波管 如图1所示，主要由电子枪、偏转系统、荧光屏三部分组成。电子枪包括灯丝、阴极、栅极和阳极。偏转系统包括Y轴偏转板和X轴偏转板两部分，偏转板上电压形成的电场力将电子枪图 1 示波管结构图 发射出来的电子束，按照偏转板上电压的大小作出相应的偏移。荧光屏是位于示波管顶端涂有荧光物质的透明玻璃屏，当电子枪发射出来的电子束轰击到屏时，荧光屏被击中的点上会发光，显示出曲线或波形。 （2）水平/垂直部分 示波器的水平部分产生扫描电压，使电子在水平方向上偏转，形成时间轴；垂直部分处理被测信号，在荧光屏上还原出被测信号的电压波形。 （3）示波器的使用 ①寻找扫描光迹，将示波器Y轴显示方式置“Y1”或“Y2”，输入耦合方式置“GND”，开机预热后，若在显示屏上不出现光点和扫描基线，可按下列操作去找到扫描线：适当调节亮度旋钮；触发方式开关置“自动”；适当调节垂直（）、水平（）“位移”旋钮，使扫描光迹位于屏幕中央。 ②双踪示波器一般有五种工作方式，即“Y1”、“Y2”、“Y1＋Y2”三种单踪显示方式和“交替”“断续”二种双踪显示方式。“交替”显示一般适宜于输入信号频率较高时使用。“断续”显示一 第一章思考与练习 1．简述电子测量的意义和主要特点。 答：电子测量的意义：测量是人类认识事物和揭示客观世界规律不可缺少的重要手段。通过测量使人们对事物有定量的概念并用数字表述，从而发现事物的规律性。电子测量系统的出现对整个电子技术领域及其他技术领域均产生了巨大的影响，对现代科学技术的发展起着巨大的推动作用。 电子测量的主要特点：1．测量频率范围宽；2．测量量程宽；3．测量准确度高；4．测量速度快；5．可以实现遥测并实现测试过程的自动化；6．易于实现测量过程自动化和测量仪器智能化；7．测量误差较难处理。 2．电子测量包括哪些内容？ 答：电参量的测量： 1）电能量的测量：即测量电流、电压、电功率等。 2）元件和电路参数的测量：如电阻、电感、电容、电子器件、集成电路的测量和电路频率响应、通频带、衰减、增益、品质因数的测量等。 3）信号特性的测量：如信号的波形、频率、相位、信号频谱、信噪比等的测量。 非电参量的测量：如压力、温度、气体浓度等。 3．简述测量误差的分类。 答：按误差的性质和特点，将测量误差分为系统误差、随机误差和粗大误差三类。 4．说明系统误差与随机误差的特点及减小系统误差和随机误差的主要方法。 答：系统误差具有如下特点： （1）系统误差是一个恒定不变的值或是一个确定的函数值。 （2）多次重复测量，系统误差不能减小或消除。 （3）系统误差具有可控制性或修正性。 减小系统误差的方法：（1）消除系统误差产生的根源。（2）采用典型测量技术消除系统误差。 随机误差具有如下特点： （1）在多次测量中，误差绝对值得波动有一定的界限，即具有界限性。 （2）当测量次数足够多时，正负误差出现的机会几乎相同，即具有对称性。 （3）随机误差的算术平均值趋于零，即具有抵偿性。 减小随机误差的方法：可通过多次测量取平均值或者采用其他数理统计的办法处理。 5．若测量10V电压，现有两只直流电压表，一只量程为150V，0.5级；另一只15V，2.5级。问选用哪一只电压表测量更合适，为什么？ 示波器的一般使用和常用参数测量 一．实验目的 1．了解示波器的组成框图及工作原理 2．掌握示波器各控制开关和旋钮的意义和功能。学会示波器的一般使用方法， 3．学会用示波器测量直流电压和交流电压 4．学会用示波器观察信号波形和测量信号频率 二．实验仪器 1．双踪示波器 2．函数信号发生器 3．数字频率计数器 4．数字万用表 三．预习内容 1．示波器的组成框图及基本工作原理 2．示波器的调节机构 3．用示波器测量电压，频率的方法 四．双路示波器主要调节机构名称及功能介绍 1．电源开关：按入为打开电源，弹出为关上电源。 2．辉度：控制光迹扫描线的亮度 3．聚焦：控制光迹扫描线条的聚焦，使之清晰 4．光迹旋转 5．通道输入选择开关：控制输入信号通过耦合电容（AC方式）接Y放大器，或直接（DC 方式）接到Y放大器，或对地短路为零输入（GND方式）。 6．Y轴位移；X轴位移；分别控制光迹在垂直方向和水平方向的移动 7．Y轴量程与Y轴增益：Y轴量程（也称Y系统偏转因数）选择开关与Y 轴增益旋钮套装在一起。中间为增益旋钮，外部为量程开关。定量测量输入信号电压值时，按Y轴输入信号的幅度选择量程。示波器屏幕上垂直方向共分为10 大格，开关位置所标电压值定义为每格显示的电压值。上述定义只有在增益旋钮顺时针旋到底时才成立。 8．X轴量程；X轴细调：X轴量程（也称X轴扫描因数）开关用来选择X 扫描时基。当X轴细调旋钮顺时针旋到底时，X轴量程开关位置所标数值定义为屏幕上水平方向每格显示的时间，量纲单位为mS或μS。据此可根据显示的信号波形读出信号周期，换算出信号频率。 9．触发电平：调节X 扫描电路，使之与所测信号同步（被测信号的频率是X扫描频率的整数倍）。使屏幕显示波形稳定。 10．触发源选择开关：一般选择通常或自动。 五．实验内容及步骤 1．熟习实验所用示波器各主要开关和旋钮的位置。 2．把该示波器主要技术指标填入表1中。 示波器的使用 【实验目的】 1.了解示波器的结构和示波器的示波原理； 2.掌握示波器的使用方法，学会用示波器观察各种信号的波形； 3.学会用示波器测量直流、正弦交流信号电压； 4.观察利萨如图，学会测量正弦信号频率的方法。 【实验仪器】 YB4320/20A/40双踪示波器，函数信号发生器，电池、万用电表。 图1实验仪器实物图 【实验原理】 示波器是一种能观察各种电信号波形并可测量其电压、频率等的电子测量仪器。示波器还能对一些能转化成电信号的非电量进行观测，因而它还是一种应用非常广泛的、通用的电子显示器。 1．示波器的基本结构 示波器的型号很多，但其基本结构类似。示波器主要是由示波管、X轴与Y轴衰减器和放大器、锯齿波发生器、整步电路、和电源等几步分组成。其框图如图2所示。 图2示波器原理框图 (1)示波管 示波管由电子枪、偏转板、显示屏组成。 电子枪：由灯丝H、阴极K、控制栅极G、第一阳极A1、第二阳极A2组成。灯丝通电发热，使阴极受热后发射大量电子并经栅极孔出射。这束发散的电子经圆筒状的第一阳极A1和第二阳极A2所产生的电场加速后会聚于荧光屏上一点，称为聚焦。A1与K之间的电压通常为几百伏特，可用电位器W2调节，A1与K 之间的电压除有加速电子的作用外，主要是达到聚焦电子的目的，所以A1称为聚焦阳极。W2即为示波器面板上的聚焦旋钮。A2与K之间的电压为1千多伏以上，可通过电位器W3调节，A2与K之间的电压除了有聚焦电子的作用外，主要是达到加速电子的作用，因其对电子的加速作用比A1大得多，故称A2为加速阳极。在有的示波器面板上设有W3，并称其为辅助聚焦旋钮。 在栅极G与阳极K之间加了一负电压即U K﹥U G，调节电位器W1可改变它们之间的电势差。如果G、K间的负电压的绝对值越小，通过G的电子就越多，电子束打到荧光屏上的光点就越亮，调节W1可调节光点的亮度。W1在示波器面板上为“辉度”旋钮。 偏转板：水平(X轴)偏转板由D1、D2组成，垂直(Y轴)偏转板由D3、、D4组成。偏转板加上电压后可改变电子束的运动方向，从而可改变电子束在荧光屏上产生的亮点的位置。电子束偏转的距离与偏转板两极板间的电势差成正比。 显示屏：显示屏是在示波器底部玻璃内涂上一层荧光物质，高速电子打在上面就会发荧光，单位时间打在上面的电子越多，电子的速度越大光点的辉度就越大。荧光屏上的发光能持续一段时间称为余辉时间。按余辉的长短，示波器分为长、中、短余辉三种。 (2)X轴与Y轴衰减器和放大器 示波管偏转板的灵敏度较低(约为0.1～1mm/V)当输入信号电压不大时，荧光屏上的光点偏移很小而无法观测。因而要对信号电压放大后再加到偏转板上，为此在示波器中设置了X轴与Y轴放大器。当输入信号电压很大时，放大器无法正常工作，使输入信号发生畸变，甚至使仪器损坏，因此在放大器前级设置有衰减器。X轴与Y轴衰减器和放大器配合使用，以满足对各种信号观测的要求。 示波器的平均值参数、参数的统计平均值及波形平均算法 ——兼答“一周一问”之No.006问 文档编号：HWTT0065 示波器的平均值参数、参数的统计平均值及波形平均算法 ——兼答“一周一问”之No.006问 汪进进，王雨森 深圳市鼎阳科技有限公司 N0.006问：平均值的物理意义及其和FFT的关系 今天问个简单的问题： 示波器测量参数的平均值算法的物理意义是什么？平均值是否等于FFT的直流（0Hz）的大小？ -------------------------------------- 这个问题很简单，简单得都没人想理会。但是就看这三个回答还是能撩人兴致的，看了后甚至有一下子被蒙住了的感觉。 回答1： 大海象 平均值对于周期信号来说，是直流分量，其等于0hz fft，但是对于非周期信号来说，平均值不等于0hz大小，物理意义上为积分 "平均值对于周期信号来说，是直流分量，其等于0hz fft，但是对于非周期信号来说，平均值不等于0hz大小。" 这个回答是对的，但为什么平均值在物理意义上是积分呢? 积分的物理意义又是什么？我不理解这后半句哦。 回答2： d.sen 示波器测量参数的平均值指的是正弦交流电全波整流并完全滤波后的电压。对正弦波而言，平均值的意义就是全波整流后，频域上的直流分量。 这里面正弦波理解为周期性信号，所以平均值就是直流分量。结论和第1个回答是一致的。 回答2： 叶叶 平均值在数学上是微分方程在一个周期内的平均值一样的算法，这个微分方程就是我们所测的波形，物理意义并不是0Hz的大小，而是要算出包含所有的高频分量后的数学平均值。 这个说法看不太懂了，跪求大师给出详细解释哦。 当我启动了伟大的搜索引擎搜索"平均值"三个字之后，得知“平均值”是初二数学上的 实验常用电子仪器的使用 一、实验目的 1、学习电子电路实验中常用的电子仪器——示波器、函数信号发生器等的主要性能及正确使用方法。 2、初步掌握用双踪示波器观察正弦信号波形和读取波形参数的方法 二、实验仪器 1、函数信号发生器EE1641C 2、DS1062E-EDU数字示波器 3、高级电路实验箱 三、实验原理 初步了解示波器面板和用户界面 1. 前面板:DS1000E-EDU系列数字示波器向用户提供简单而功能明晰的前面板, 以进行基本的操作。面板上包括旋钮和功能按键。旋钮的功能与其它示波器类似。显示屏右侧的一列 5 个灰色按键为菜单操作键(自上而下定义为 1 号至 5 号)。通过它们,您可以设置当前菜单的不同选项;其它按键为功能键,通过它们,您可以进入不同的功能菜单或直接获得特定的功能应用。 电压参数的自动测量 DS1000E-EDU, DS1000D-EDU 系列数字示波器可自动测量的电压参数包括峰峰值、最大值、最小值、平均值、均方根值、顶端值、低端值。下图表述了各个电压参数的物理意义。 电压参数示意图 峰峰值(Vpp):波形最高点至最低点的电压值。 最大值(Vmax):波形最高点至 GND(地)的电压值。 最小值(Vmin):波形最低点至 GND(地)的电压值。 幅值(Vamp):波形顶端至底端的电压值。 顶端值(Vtop):波形平顶至 GND(地)的电压值。 底端值(Vbase):波形平底至 GND(地)的电压值。 过冲(Overshoot):波形最大值与顶端值之差与幅值的比值。 预冲(Preshoot):波形最小值与底端值之差与幅值的比值。 平均值(Average):单位时间内信号的平均幅值。 均方根值(Vrms):即有效值。依据交流信号在单位时间内所换算产生的能量,对应于产生等值能量的直流电压,即均方根值。 2、函数信号发生器 函数信号发生器按需要输出正弦波、方波、三角波三种信号波形。输出电压最大可达20VP －P。通过输出衰减开关和输出幅度调节旋钮，可使输出电压在毫伏级到伏级范围内连续调节。函数信号发生器的输出信号频率可以通过频率分档开关进行调节。 函数信号发生器作为信号源，它的输出端不允许短路。 例一:测量简单信号 观测电路中的一个未知信号,迅速显示和测量信号的频率和峰峰值。 1. 欲迅速显示该信号,请按如下步骤操作: (1) 将探头菜单衰减系数设定为1X,并将探头上的开关设定为1X。 (2) 将通道1的探头连接到电路被测点。 电气与电子测量技术罗利文课后习题答案 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】 第3章常用传感器及其调理电路3-1 从使用材料、测温范围、线性度、响应时间几个方面比较，Pt100、K型热电偶、热敏电阻有什么不同？ 解： 3-2在下列几种测温场合，应该选用哪种温度传感器？为什么？ （1）电气设备的过载保护或热保护电路； （2）温度范围为-100～800℃，温度变化缓慢； （3）温度范围为-100～800℃，温度波动周期在每秒5～10次； 解： （1）热敏电阻；测量范围满足电力设备过载时温度范围，并且热敏电阻对温度变化响应快，适合电气设备过载保护，以减少经济措施 （2）Pt热电阻；测温范围符合要求，并且对响应速度要求不高 （3）用热电偶；测温范围符合要求，并且响应时间适应温度波动周期为100ms到200ms的情况 3-3 热电偶测温为什么一定做冷端温度补偿？冷端补偿的方法有哪几种？ 解：热电偶输出的电动势是两结点温度差的函数。T为被测端温度， T为参考端温 度，热电偶特性分度表中只给出了 T为0℃时热电偶的静态特性，但在实际中做到这 一点很困难，于是产生了热电偶冷端补偿问题。目前常用的冷端温度补偿法包括：0℃恒温法； 冷端温度实时测量计算修正法； 补偿导线法； 自动补偿法。 3-4 采用Pt100的测温调理电路如图3-5所示，设Pt100的静态特性为：R t =R 0(1+At )，A =0.0039/℃，三运放构成的仪表放大电路输出送0～3V 的10位ADC ，恒流源电流I 0= 1mA ，如测温电路的测温范围为0～512℃，放大电路的放大倍数应为多少？可分辨的最小温度是多少度？ 解：V AT R I u R 19968.05120039.010*******=????==?- 024.1519968.03==?=V V u u k R out ，放大倍数应为15倍。 可分辨的最小温度为 3-5 霍尔电流传感器有直测式和磁平衡式两种，为什么说后者的测量精度更高？ 解：霍尔直测式电流传感器按照安培环路定理，只要有电流I C 流过导线，导线周围会产生磁场，磁场的大小与流过的电流I C 成正比，由电流I C 产生的磁场可以通过软磁材料来聚磁产生磁通Φ=BS ，那么加有激励电流的霍尔片会产生霍尔电压U H 。通过放大检测获得U H ，已知k H 、H ＝B/μ、磁芯面积S 、磁路长度L 以及匝数N ，由 H H U k IB =，可获得磁场B 的大小，由安培环路定律H·L ＝N·IC ，可直接计算出被测电流I C 。不过由于k H 与温度有关，难以实现高精度的测量；而磁平衡式传感器利用磁平衡原理，N P I P ＝ISNS ，因此只要测得I S 便可计算出被测电流I P ，没有依赖性，精度更高。 3-6 某磁平衡式霍尔电流传感器的原边结构为穿孔式（N 1=1），额定电流为25A ，二次侧输出额定电流为25mA ，二次侧绕匝数为多少？用该传感器测量0～30A 的工频交流电流，检流电阻R M 阻值为多大，才能使电阻上的电压为0～3V ？ 示波器的使用 示波器是一种显示各种电压波形的仪器，它利用被测信号产生的电场对示波管中电子运动的影响来反映被测信号电压的瞬变过程。由于电子质量、惯性小，荷质比大，因此它具有较宽的频率响应，用以观察变化极快的电压瞬变过程，因而它具有较广的应用范围。一切能转换为电压信号的电学量（如电流、电功率、阻抗等）和非电学量（如温度、位移、速度、压力、光强、磁场、频率等），其随时间的瞬变过程都可以用示波器进行观察和测量分析。 【实验目的】 1.了解示波器的基本结构，熟悉示波器的调节和使用。 2.学习用示波器观察电压波形和李萨茹图形。 3.学习用示波器测量电讯号的方法。 【实验原理】 1．示波器的基本结构及其简单工作原理 示波器有示波管、扫描发生器、同步电路、水平轴及垂直轴放大器和电源供给五部分组成，下面分别介绍。 图14-1 示波器基本结构图 （1）．示波管 示波管是示波器进行图形显示的核心部分，在一个抽成高真空的玻璃泡中，装有各种电极（图14─2），按其功能可分为三部分。 1）．电子枪。用以产生定向移动的高速电子，它包括三个电极： ①．热阴极板。是一个罩在灯丝外面的小金属圆筒，其前端涂有氧化物，当灯丝中通入电流时，阴极板受热而发射电子，并形成电子流。 ②．控制栅极板（辉度调节）。是一个前端开有小孔的金属圆筒，罩在阴极板的外侧，电子可从小孔中通过，在工作时栅极板电势低于阴极板电势，即调节栅极板电势的高低可以控制到达荧光屏的电子流强度，使屏上光点的亮度发生变化，也就是“辉度调节”。 ③．阳极板（聚焦调节）。也是一个前端开有小孔的金属圆筒，阳极板上加有高压（约1000V），且其区域内的电场不均匀。一是使电子流获得高速，二是将由栅极板过来的已散开的电子流聚焦成一很窄细的电子束。改变阳极板的电压可以调节电子束的聚焦程度，即荧光屏上光点的大小，称为“聚焦调节”。 示波器的测量 1.1 示波器的应用 1.实训目的 1﹚掌握示波器、交流毫伏表、音频信号发生器的基本应用。 2﹚掌握示波器观察信号波形和测量直流电压幅度、周期的方法。 2.实训内容 ﹙1﹚示波器的校准 ﹙2﹚利用示波器1khz，0.5Vp-p的方波校准信号作为示波器的输入信号，调出图1-1所示正常波形。 ﹙3﹚将扫描基线移动的格数、垂直偏转因数和稳定电压原指示电压值填入表1-1中。 图1-1 表1-1直流电压测量 ﹙4﹚正弦波电压幅度、周期的测量 1﹚用信号发生器产生下表中的输入信号，用示波器测量信号的周期和电压，将测量数据填入表1-2 表1-2 正弦波电压幅度、周期的测量 1.2 示波器的特殊应用 1.用示波器测量脉冲信号的上升时间和下降时间。 1）用函数信号发生器产生频率为20KHz的矩形波脉冲信号。 2）按图1-2连接电阻和电容，组成一个低通网络。 图1-2 低通滤波电路 3）因为函数信号发生器输出的脉冲信号上升时间较小，不易测量，所以把脉冲信号通过低通网络后送到示波器测量，以加大脉冲信号的上升时间，便以测量。 4）调节示波器X轴的偏转因素选择开关，尽量使屏幕上突出显示脉冲的上升沿部分或下降沿部分。并配合使用X轴位移旋钮，使对应上升沿10%（或下降沿90%）高度处的测量点对齐X轴的某个刻度线，然后读出对应上升沿90%（或下降沿10%）高度处另一测量点到上一测量点的相对时间值。该相对时间值便是所测脉冲的上升时间（或下降时间）。读数等于刻度个数乘上X轴偏转因数。 5）注意以上操作只有在X轴细调（V ariable）旋钮顺时针旋到底后读数才是正确的。2．用双踪法测量两个信号的相位差 1）先用信号发生器产生一个频率为20KHz的幅度为1V的正弦信号。 2）再按图1-3连接电阻和电容，组成一个阻容延迟网络。信号发生器输出信号一路直接作为信号1送入示波器CH1通道，另一路通过阻容延迟网络后作为信号2 送入示波器CH2通道。由于信号2 通过延迟网络，所以信号2比信号1在时间上要延迟，两个信号之间存在着相位差。 图1-3阻容延迟网络 2017年第二学期《电子测量技术》考试卷 专业 年级 学号 姓名 一．填空题 （每空1分，共25分） 1.测量误差就是测量结果与被测量________的差别，通常可以分为_______和_______两种。 2.多次测量中随机误差具有________性、________性和________性。 3.4 1 2 位DVM 测量某仪器两组电源读数分别为5.825V 、15.736V ，保留三位有效数字分别应为________、________。 4.示波器Y 轴前置放大器的输出信号一方面引至触发电路，作为________信号；另一方面经过________引至输出放大器。 5.示波器X 轴放大器可能用来放大________信号，也可能用来放大________信号。 6.在示波器中通常用改变________作为“扫描速度”粗调，用改变________作为“扫描速度”微调。 7.所谓触发极性不是指触发信号本身的正负，而是指由它的________或________触发。 8.测量频率时，通用计数器采用的闸门时间越________，测量准确度越高。 9.通用计数器测量周期时，被测信号周期越大，________误差对测周精确度的影响越小。 10.在均值电压表中，检波器对被测电平的平均值产生响应，一般都采用________电路作为检波器。 11.所有电压测量仪器都有一个________问题，对DVM 尤为重要。 12.________判据是常用的判别累进性系差的方法。 13.________分配是指分配给各分项的误差彼此相同。 14.当观测两个频率较低的信号时，为避免闪烁可采用双踪显示的________方式。 15.频谱仪的分辨力是指能够分辨的________，它表征了频谱仪能将________紧挨在一起的信号区分开来的能力。 二．选择题 （每题3分，共15分） 1.根据测量误差的性质和特点，可以将其分为( )三大类。 A.绝对误差、相对误差、引用误差 B.固有误差、工作误差、影响误差 C.系统误差、随机误差、粗大误差 D.稳定误差、基本误差、附加误差 2.用通用示波器观测正弦波形，已知示波器良好，测试电路正常，但在荧光屏上却出现了如下波形，应调整示波器( )旋钮或开关才能正常观测。 A.偏转灵敏度粗调 B.Y 轴位移 C.X 轴位移 D.扫描速度粗调 3.通用计数器测量周期时由石英振荡器引起的主要是( )误差。 A.随机 B.量化 C.变值系统 D.引用 4.DVM 的读数误差通常来源于( )。 A.刻度系数、非线性等 B.量化 C.偏移 D.内部噪声 5.( )DVM 具有高的SMR ，但测量速率较低。 A.逐次逼近比较式 B.斜坡电压式 C.双斜积分式 D.V-f 式 三. 简答题 (每题10分，共40分) 1.对电压测量的几个基本要求是什么? 2.用示波器显示图像基本上有哪两种类型? 题号 一 二 三 四 总分 得分 ………………………………………线………………………………………订………………………………………装……………………………………… 实验题目：用示波器测量时间 实验目的：1. 了解示波器的基本原理和结构；2. 学习使用示波器观察波形和测量信号周期及其时间参数。 实验原理 1． 示波器的基本结构 示波器由示波管、放大系统、衰减系统、扫描和同步系统及电源等部分组成。示波管是示波器的基本构件，它由电子枪、偏转板和荧光屏三部分组成，被封装在高真空的玻璃管内。电子枪是示波管的核心部分。 （1） 阴极：实现电子发射。 （2） 栅极：由第一栅极和第二栅极构成，只有少量电子通过第一栅极，第二栅极对阴极 发射的电子奔向荧光屏起加速作用。 （3） 第一阳极：第一阳极上加有几百伏的电压，形成一个聚焦的电场，当电子束通过此 聚焦电场时，调节加在上的电压可以达到聚焦的目的。 （4） 第二阳极：第二阳极上加有1000V 以上的电压。聚焦后的电子经过这个高压电场的 加速获得足够的动能，使其成为一束高速的电子流。这些能量很大的电子打在荧光屏上可引起荧光物质发光。 （5） 偏转板：由两对相互垂直的金属板构成，在两对金属板上分别加以直流电压，以控 制电子束的位置，适当调节这个电压值可以把光点或波形移到荧光屏的中间部位。 （6） 荧光屏：荧光屏能在高能电子的轰击下发光。辉光的强度取决于电子的能量和数量。 在电子射线停止作用之后，余辉使我们能在屏上观察到光点的连续轨迹。 垂直偏转板（y 轴）及水平偏转板（x 轴）所形成的二维电场，使电子束发生位移： y y y y D V V S y = = x x x x D V V S x = = （1） 其中，S 和D 分别为偏转板的偏转灵敏度和偏转因数 示波器显示波形的原理 在x 轴偏转板上加一个随时间t 按一定比例增加的电压V x ，V x 周期性变化，并且由于发光物质的特殊性使光迹有一定保留时间，于是就得到一条“扫描线”，称为时间基线。 电子测量技术的发展及 应用 公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI- 电子测量论文 电子测量技术的发展及应用 摘要：近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，也极大的促进了测量仪器和设备的快速发展。中国电子测量仪器经过40多年的发展，为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流，中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路，特别是经过“九五”期间的发展，我国电子测量仪器在若干重大科技领域取得了突破性进展，为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。 英国科学家A ? H ? 库克（cook ）说：“测量是技术生命的神经系统。我们通过测量认识周围的，通过测量把这些知识变成，然后用数学方法把它整理成合乎逻辑的系统；通过测量，可使这种系统性知识借助于工程技术用来改造物质；世界精密的测量是精确的知识和经济的设计所必需，方便的测量是敏捷的通讯和有效的组织所必需。”这一段话深刻地揭示出了测量对于我们人类社会的重要性。人类社会从发展到物质文明和梢神文明都高度发达的今天，没有测量技术的作用是不可想象的。一、测量的意义 所谓测量就是借助于专用的技术工具通过实验和（或）计算，对被测对象收集信息的过程。在自然界中，对于任何被研究的对象，若要定量地进行评价，必须通过测量来实现。在电子技术领域中，中肯的分析只能来自正确的测量。通过测量，我们对大自然认识才由感性世界跨入了理性世界，才逐步对大自然有了理性的分析，通过分析和归纳，我们才能 得到规律性的知识来改造世界，科学技术才能得以高速发展。开创的早期自然科学的工作方法可归纳为“观察、实验、理论”，可见，人们是通过观测试验的结果和已经掌握的规律，进行概括、推理，再对所研究的事物取得定量的概念和发现它的规律性，然后上升到理论。因此，测量技术的水平在相当程度上影响着科学技术的发展速度和深度，科学技术上有一些突破是以测试技术的突破为基础的。 这种例子在科学发展史上是不胜枚举的。 在没有显微镜时，人眼只能看清大小为—毫米的东西，这大大限制了人类对自然界中的认识，在这种情况下，绝对不会有等技术的产生。16 世纪出现了，它的分辨率可达2000埃，相应的放大率约为1500倍，大大扩展了人的眼力。在显微镜的帮助下，人类发现了构成生物基础的细胞（大小约为10-100微米），使人类对生物界的认识有了一个极大的飞跃，这一发现对推动生物学各方面的研究作出了重要贡献，被誉为19世纪三大发现之一。20 世纪30 年代出现了，它的分辨本42领高达2一3 埃，又比提高了约三个数量级。由此可见电子技术引入测量领域的巨大的推动作用。在下，可以洞察小小细胞内的超微机构，连细胞膜也可清晰地辨出是由三个薄层组成的，并发现了致病的病毒、形成了的又一次飞跃。现代科学技术、生产和国防的重要特点之一，就是要进行大量的观测和统计。现代工业大生产，用到测量上的工时和费用约占整个生产所用的20％一30％。提高测量水平，降低测量成本，减少测量误差，提高测量效率，对国民经济各个领域都是至关重要的。 《示波器的使用》实验示范报告 【实验目的】 1．了解示波器显示波形的原理，了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合； 2．熟悉使用示波器的基本方法，学会用示波器测量波形的电压幅度和频率； 3．观察李萨如图形。 【实验仪器】 1、双踪示波器GOS-6021型 1台 2、函数信号发生器YB1602型 1台 3、连接线示波器专用 2根 示波器和信号发生器的使用说明请熟读常用仪器部分。 [实验原理] 示波器由示波管、扫描同步系统、Y轴和X轴放大系统和电源四部分组成， 1、示波管 如图所示，左端为一电子枪，电子枪加热后发出一束电子，电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上，屏上的荧光物发光形成一亮点。亮点在偏转板电压的作用下，位置也随之改变。在一定范围内，亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。 示波管结构简图示波管内的偏转板 2、扫描与同步的作用 如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压，在荧光屏上看到的是一条水平 线，如图 图扫描的作用及其显示 如果在Y 轴偏转板上加正弦电压，而X 轴偏转板不加任何电压，则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡，在横方向不动。我们看到的将是一条垂直的亮线，如图 如果在Y 轴偏转板上加正弦电压，又在X 轴偏转板上加锯齿形电压，则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移，其合成原理如图所示，描出了正弦图形。如果正弦波与锯齿波的周期（频率）相同，这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同，则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开，在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形，甚至很复杂的图形。由此可见： （1）要想看到Y 轴偏转板电压的图形，必须加上X 轴偏转板电压把它展开，这个过程称为扫描。如果要显示的波形不畸变，扫描必须是线性的，即必须加锯齿波。 （2）要使显示的波形稳定，Y 轴偏转板电压频率与X 轴偏转板电压频率的比值必须是整数，即： n f f x y n=1,2,3, 示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调，但要准确的满足上式，光靠人工调节还是不够的，待测电压的频率越高，越难满足上述条件。为此，在示波器内部加装了自动频率跟踪的装置，称为“同步”。在人工调节到接近满足式频率整数倍时的条件下，再加入“同步”的作用，扫描电压的周期就能准确地等于待测电压周期的整数倍，从而获得稳定的波形。 （1）如果Y 轴加正弦电压，X 轴也加正弦扫描电压，得出的图形将是李萨如图形，如表所示。李萨如图形可以用来测量未知频率。令f y 、f x 分别代表Y 轴和X 轴电压的频率，n x 代表X 方向的切线和图形相切的切点数，n y 代表Y 方向的 示波器的原理和使用及声速测量 一．实验目的 （1）了解示波器的基本结构及其工作原理，学习并掌握示波器的基本使用方法 （2）学习电信号有关参数的基本概念，使用示波器观察波形并进行测量 (3)了解声波在空气中传播速度和气体状态参量的关系 (4) 了解超声波产生和接受的原理，学习用相位法测量空气中的声速 二．实验原理 (1)示波器原理框图 示波器按显示方式可分为阴极射线示波管和液晶显示两种。阴极射线示波器一般包括示波管、竖直放大器、水平放大器、扫描发生器、触发同步和直流电源等。 (2)示波器基本结构 示波管为示波器的主要部分，包括电子枪、偏转系统和荧光屏三部分，全部密封在真空玻璃外壳内。 电子枪由灯丝、阴极、控制栅极、第一阳极及第二阳极组成。灯丝加热表面涂有氧化物的阴极，使其发射电子。因控制栅极电位比阴极低，初速度较大的电子才能通过控制栅极，示波器上的亮度就是通过调整栅极电位来控制的。阳极电位比阴极电位高很多，电子被阴阳极间的电场加速而形成阴极射线。当控制栅极、第一阳极及第二阳极的电位调节合适时，射线收到聚焦。所以第一阳极也称聚焦阳极，而第二阳极电位更高，称为加速阳极。 荧光屏上涂有荧光粉，电子打上去能发出荧光，形成光斑。性能较好的示波管中，荧光屏玻璃内表面直接刻有坐标刻度，荧光粉紧贴坐标刻度以消除视差。 (3)示波器显示波形的原理 竖直偏转板上加交变正弦电压使电子竖直运动，水平偏转板上加锯齿波扫描电压，使电子水平运动。而电子的运动是竖直方向和水平方向的合成，所以当竖直偏转板电压与水平偏转板电压的周期相等时，在荧光屏上能显示出完整周期的波形图 (4)同步触发 (5)李萨如图形的基本原理 如果示波器的X 和Y 输入是频率相同或成简单整数比的两个正弦电压，则屏上的光点将呈现特殊形状的轨迹，这种轨迹图称为李萨如图形。如果做一个限制光点x 、y 方向变化范围的假想方框，则图形与此框相切时，横边上的切点数n x 与竖边上的切点数n y 之比恰好等于Y 和X 输入的两正弦信号的频率之比。即：f y :f x =n x :n y ，若有端点与假想边框相接时，应把一个端点记为1/2个切点。利用李萨如图形能方便得比较出两个正弦信号的频率。 (6)声速测量 （1）理想气体中声波的传播速度为 M RT v γ= 其中，γ为比热容比，Ｍ是气体的摩尔质量，Ｔ是绝对温度，Ｒ＝8.31441J/(mol ·K)。 （2）在室温t 下，干燥空气中的声速为 01T t v v + =，其中v 0为标准状况下干燥空 气声速，为331.5m/s 。 （3）但实际中空气并不是干燥的，所以修正的结果为 ???? ? ?+???? ??+=p rp T t v s 31.0115.3310 其中，r 为相对湿度，p s 为饱和蒸汽压， Pa p 5 10013.1?=。 三．实验仪器 （1)SS-7802双踪示波器 实验用SS-7802双踪示波器能够同时测量频率在20MHz 范围内的两个电压信号。借助于电子开关可将两个信号交替加到示波管的Y 偏转板上，当电子开关的频率足够高时，在屏上可以同时得到两个信号。其基本使用方式如下。 1.X 方式选择按键(HORIZ DISPLAY)：通常选“A”方式，需要显示李萨如图时选择“X -Y”，此时CH-1为X 输入，CH-2为Y 输入。 2.触发方式选择按键(SWEEP MODE)：通常选“AUTO” 方式。 3.打开信号通道，如果信号线插在CH1通道，按下“CH1”键，使屏幕左下方显示“1：”，如果信号线插在CH2通道，按下“CH2”键，使屏幕左下方显示“2：”，注意，“2：”前不能出现“+”号，如果出现“+”，请看第10步。 4.如果屏幕正上方有“TV”字符显示，按下“TV”键，将该功能取消。 电子测量技术的现状及 发展趋势 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998 电子测量论文 题目：电子测量技术现状及发展趋势姓名： 班级： 学号： 摘要:本文综合论述了电子测量技术的现状和总体发展趋势,分析了电子测量仪器的研究开发，阐述了我国电子测量技术与国际先进技术水平的差距，进而提出了发展电子测量仪器技术的对策。特别是由于测试技术的突破带来的电子测量仪器的革命性变化.同时,针对业界自动测试系统的发展历史和现状提出了作者的一些看法,并介绍了业界的最新进展和最新标准.近年来，以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长，也极大地推动了测试测量仪器和设备的快速发展。鉴于中国在全球制造链和设计链的重要地位，使得这里成为全球各大测量仪器厂商的大战场，同时，也带动了中国本土测试测量技术研发与测试技术应用的迅速发展。 关键词: LXI ATE 自动测试系统智能化虚拟技术总线接口技术VXI 目录 摘要................................................................................................I 前言 (1) 第一章测试技术现状及其存在的问题 (2) 第二章电子测量技术的发展方向 (2) （一）总线接口技 术 (2) （二）软件平台技 术 (3) （三）专家系统技 术 (3) （四）虚拟测试技 术 (3) 第三章展望未来 (4) 参考文献 (5) 前言 中国电子测量技术经过40多年的发展，为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流，中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路，特别是经过“九五”期间的发展，我国电子测量技术在若干重大科技领域取得了突破性进展，为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。进入21世纪以来,科学技术的发展已难以用日新月异来描述。新工艺、新材料、新的制造技术催生了新的一代电子元器件,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势。本文拟从现代电子测量技术发展的三个明显特点入手,进而介绍下一代自动测试系统的概念和基本技术,引入合成仪器的概念，面向21世纪的我国电子测量技术的发展趋势和方向是：测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化；测量数据管理的科学化、标准化、规格化；测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中，并发挥其主导作用。 音频测试-示波器-使用方法 类别音频设备版本R1文件编号C304-OSCILL- 制定部门品保部制定日期2011年11月30日页次2/7 ★目的：介绍示波器的使用方法，使相关人员能正确操作示波器。 ★示波器的概述 示波器是利用电子束的电偏转来观察电压波形的一种常用电子仪器，主要用于观察和测量电信号。下图1为我厂常用的20MHz的双踪示波器。 ★示波器的操作方法 第一步骤：示波器的连接 图 1 图 2 图 3 探头接在 CH1通道上 类 别 音频设备 版 本 R1 文件编号 C304-OSCILL- 制定部门 品保部 制定日期 2011年11月30日 页 次 3/7 1） 连接电源线 用220V AC 线把示波器连上220V 市电。（如上图2） 2） 连接信号线 将探头插入到示波器左边的CH1接口并顺时针扭动半圈（如上图3）。当探头接在示波器的CH1通道上时，模式开关须打在CH1上（如下图4）。当探头接在示波器的CH2通道上时，模式开关须打在CH2上。（如下图5） 3） 信号耦合开关的选择（AC GND DC ） 信号耦合开关一般紧挨着输入通道，CH1通道和CH2通道各有1个。当只用来观察被测信号中的交流成分时，将开关拔至AC 档（本厂一般选择此档）；当信号的直流成份和交流成分都要观察或信号的频率较低时，将开关拔至DC 档；当开关拔至GND 档时，输入端处于接地状态，用以确定输入端为零时光迹所在位置。（如下图6） 第二步骤：开机与光迹调节 上述步骤完成后，接下来需要开机预热和调节光迹。（如下图7和图8） 图 5 电源开关 电源指示灯 亮度调节 聚焦调节 光迹平行度调节 光 迹 正弦波信号光迹 模式开关选择 CH1通道 图 6 图 4 模式开关选 择 探头接在 CH2通道上 信号耦合 选择开关 电子测量技术试卷及答 案 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】 专业年级学号 一．填空题（每空1分，共25分） 1.测量误差就是测 量结果与被测量 ________的差别，通常可以分为_______和_______两种。 2.多次测量中随机误差具有________性、________性和________性。 1 2 位DVM测量某仪器两组电源读数分别为、，保留三位有效数字分别应为________、________。 4.示波器Y轴前置放大器的输出信号一方面引至触发电路，作为________信号；另一 方面经过________引至输出放大器。 5.示波器X轴放大器可能用来放大________信号，也可能用来放大________信号。 6.在示波器中通常用改变________作为“扫描速度”粗调，用改变________作为“扫 描速度”微调。 7.所谓触发极性不是指触发信号本身的正负，而是指由它的________或________触 发。 8.测量频率时，通用计数器采用的闸门时间越________，测量准确度越高。 9.通用计数器测量周期时，被测信号周期越大，________误差对测周精确度的影响越 小。 10.在均值电压表中，检波器对被测电平的平均值产生响应，一般都采用________电 路作为检波器。 11.所有电压测量仪器都有一个________问题，对DVM尤为重要。 判据是常用的判别累进性系差的方法。 分配是指分配给各分项的误差彼此相同。 14.当观测两个频率较低的信号时，为避免闪烁可采用双踪显示的________方式。 15.频谱仪的分辨力是指能够分辨的________，它表征了频谱仪能将________紧挨在 一起的信号区分开来的能力。 二．选择题（每题3分，共15分） 1.根据测量误差的性质和特点，可以将其分为( )三大类。 A.绝对误差、相对误差、引用误差 B.固有误差、工作误差、影响误差 C.系统误差、随机误差、粗大误差 D.稳定误差、基本误差、附加误差 2.用通用示波器观测正弦波形，已知示波器良好，测试电路正常，但在荧光屏上却出 现了如下波形，应调整示波器( )旋钮或开关才能正常观测。 A.偏转灵敏度粗调 轴位移 轴位移 D.扫描速度粗调 3.通用计数器测量周期时由石英振荡器引起的主要是( )误差。 A.随机 B.量化 C.变值系统 D.引用 的读数误差通常来源于( )。 A.刻度系数、非线性等 B.量化 C.偏移 D.内部噪声 5.( )DVM具有高的SMR，但测量速率较低。 A.逐次逼近比较式 B.斜坡电压式 C.双斜积分式式 三. 简答题 (每题10分，共40分) 1.对电压测量的几个基本要求是什么? 2.用示波器显示图像基本上有哪两种类型? 3.通用示波器中扫描发生器环常由哪三部分电路组成? 4.串模抑制比和共模抑制比的定义分别是什么? 四. 计算题 (每题20分，共20分) 1.设有两只电阻，R 1 =200±Ω，R 2 =51Ω±1%，试求这两只电阻并联时的总阻值及误差。 《电子测量技术》试卷答案 一．填空题（每空1分，共25分） 1.真值绝对误差相对误差 题号一二三四总分得分示波器实验报告
《电子测量技术与应用项目》思考与练习答案
实验3示波器的一般使用和常用参数测量
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