电子测量技术课件林占江第 1章 绪论学习辅导内容学习和掌握基本概念和基础知识,对学习以后各章的内容均有促进和提高的作用,尤其是一些专用名词要深刻理解,对理论学习,实验操作是必不可少的,十分重要的 。
一、本章需要掌握的内容（基础知识）
测量与计量的基本概念测量的定义 11个专用名词电子测量的内容,特点与方法电子测量仪器的分类计量的基本内容计量基准的划分：国家基准 （ 主基准 ）,副基准,工作,基准 。
计量器具的特征计量的分类二,习题答案题 1.1 （ 1） 不属于电子测量
（ 2） 属于电子测量题 1.2,1.3 参阅本章内容第 2章 测量误差分析与数据处理学习辅导内容误差理论是专门从事研究有关测量误差的科学理论,数据处理则是应用数学方法和计算工具对测 量数据进行科学的分析,
研究和处理的准则和手段 。
随着科学技术的飞速发展,误差理论与数据处理在理论上和实际应用上都得到极大的提高和发展,已成为一门独立的学科 。 因此,对从事各种实验和研究的科技和工程技术人员一定要学习和掌握误差理论与数据处理方面的知识。只要有测量，必须有测量结果，有测量结果必然产生误差。误差影响测量精度。所以，对误差的特点，性质及分类要有全面系统的了解，最后找出合理的、科学的办法加以消除。
一、本章需要掌握的内容
1．误差的基本概念、来源、分类及各类误差的特性。
2．误差的传递分配与合成，误差最小二乘法处理，微小误差准则，曲线修匀、测量数据处理等。
二,重点与难点重点：
1,理解和掌握绝对误差,相对误差,满度相对误差,准确度等级,系统误差,随机误差和巨大误差的定义,特点,性质以及消除措施,微小误差准则 。
2,等精度测量,贝塞尔公式及应用 。
难点：
1,方差与标准差,权,加权平均值 。
2,常用函数的合成误差推导与应用 。
3,最佳测量条件的确定与测量方案的设计 。
三,习题答案题 2.1解
VAXX 05.0)(95.45
VXC 05.0
%1505.0 XXr X
%5.01005.0||
m
mM XXr
%01.195.405.0 AXr A
电压表应定为 0.5级题 2.2解 用 （ 1） 表时,ΔV m＝ ± S%× Um＝
± 0.5%× 150＝ 0.75V
示值范围为 10± 0.75V。
用 （ 2） 表时,ΔU m＝ ± 2.5%× 15＝ 0.375
（ V）,示值范围为 10± 0.375V。
可见这时选择 2.5级的表比选 0.5级的表测量误差小,所以要合理选择仪器仪表的量程及准确度等级,不能单纯追求仪器仪表的级别 。
题 2.3 （ 课堂练习 ） ± 10%
题 2.4（ 课堂练习 ）
（ 1） － 2.2mA,＋ 2.2mA,－ 2.8%
（ 2） 2.5级题 2.5 （ 作业题 ） 20.8伏,－ 17%
题 2.6 （ 作业题 ）
（ 1） － 1.15V,－ 0.99V,6伏量程的绝对误差大
（ 2） － 23%,－ 19.8V,6伏量程的相对误差大题 2.7解 绝对误差为
ΔA ＝ A－ A0＝ 95－ 100＝ -5
相对误差为分贝误差为
r[dB]=20Lg(1+r)dB
=20Lg(1-0.05)dB
=-0.446dB
题 2.8解 （ 1） 200KΩ （ 2） 250KΩ
（ 3） 20%
题 2.9解 （ 1） 200KΩ （ 2） 199.973KΩ
（ 3） 0.014%
题 2.10解 可采用多次测量的方法,设测量次数为 n
%5100 5
0
A Ar
由题 2.11解 计算方法与 2.1题相同,为 2.5级 。
题 2.12解 数学期望
K H zfifxM
i
82.1 0 0 081)(?
8
1
标准偏差题 2.13解 （ 1） 求平均值 及标准偏差估计值
R
81.7)( )(,)()(
2
X
Xn
n
XX
得
K H zK H z
ffx
fx i
xi
05.0047.0
18
8
)(?
8
1
2
)(? R?
KRR
i
i 32.9910
1 10
1
（ 2） 检查有无异常数据根据格拉布斯准则,在置信概率为 95%,测量次数 n=10时,g=2.18。
在 10个数据中偏离 最大的数据为 XΣ ＝
99.1对应最大残差
X
22.0m ax XX?
K
RR
R i
i
13.0
110
10
)(?
2
10
1
2
∴ 不存在异常数据
（ 3） 判别有无随时间变化的变值系差
① 判别有无随时间变化的变值系数由马科利夫判据
5
1
10
6
2.0
i i
M
∴ 无累进性系差
|||| m a xM
||27.0)(? m a x Xg
② 判别有无周期性系差由阿卑－赫梅特准则
022.0|| 1
110
1
i
i
i
可见用阿卑－赫梅特准则来判别,未发现存在周期性系差 。
（ 4） 进行不确定度的合成系统不确定度平均值的标准偏差
9932.0%)1( X
利用公式求总合的不确定度
0 4 7.0)(?110 2 x?
0396.010 )(?)( XX
系统误差为均匀分布 K＝,平均值的随机误差服从正态分布,总合的不确定度对应的系数取 2,则
3
（ 5） 给出测量结果由上面的计算可知被测电阻值的范围应取
KR 15.13.99
电阻的测量值为 R＝ 99KΩ （ 取一位安全数字 ）
测量值包含的不确定度为 ± 1.15KΩ
)()(? 22 XKK XX
KX 15.10 3 9 6.0)39 9 3 2.0(2 22?
题 2.14解 1215± 0.3mV
题 2.15解,题 2.16 参照书中例题进行计算题 2.17解
BnAmX
%5.10
%)5.12%5.23(
题 2.18解
tRUw rrrr 2
%3
%)5.1%5.0%12(
题 2.19解,题 2.20 按公式 （ 2.7.17） 和
（ 2.7.18） 求出 。
题 2.21解 测量允许的最大总误差为
%2)4545(%)2( VVU
按等准确度原则分配误差
VUUUU ii 9.0221
%8.1%10050 9.0
m
i
n U
Ur
可见选用 1.5级的电压表能满足测量要求 。
四,参考资料
1,误差理论和数据处理方面的书籍
2,概率论
%8.1
第 3章 模拟测量方法学习辅导 内容从信号的特征讲,分为模拟信号和数字信号 。
模拟信号是其幅度随时间作连续变化的信号 。
无论是何种电参数,只要他属于模拟范畴,就要采用模拟测量方法进行测量 。 或者不完全属于模拟量,只要采取某种技术措施和手段将其变换成模拟量,就可以采用模拟测量方法进行测量 。 前提是在变换过程中尽可能减小误差,
即使产生误差也不能降低测量精度 。 模拟测量有多种多样,不管使用何种模拟测量方法进行测量,被测量必须是模拟信号 。
一,本章需要掌握的内容
1,完成测量模拟电压有三种检波器,即平均值检波器,有效值检波器和峰值检波器 。 要求能熟练的分析其工作原理和特点 。
2,能画出三种检波器的电路原理图,并说明每个元器件的作用 。
图 3.2－ 5 图 3.2－ 12 图 3.2－ 19
3,结合图 3.2－ 7,3.2－ 16,3.2－ 20能详细地分析平均值电压表,有效值电压表及峰值电压表的工作原理,说明每一个元器件的作用,并能描绘出工作过程的波形 。
图 3.2－ 7 图 3.2－ 16 图 3.2－ 20
4,分析脉冲电压测量工作原理,注意事项
5,分析噪声电压,器件和放大器噪声的测量工作原理 。
6,理解分贝,失真度的概念,分析分贝值,失真度的测量原理 。
7,熟练阐述功率,Q值的测量原理 。
二,重点与难点重点：
1,理解波形系数 KF,波峰系数 KP的定义与作用 。
2,单片集成电路有效值检波器 AD536A的内部结构和功能 。
3,对三种检波器的误差能进行全面系统的分析和了解 。
4,各种陷波器的工作原理及应用 。
难点：
1,能利用各种波形的波形系数 KF与波峰系数 KP换算出各种波形的平均值,有效值和峰值 。
2,能详细分析和叙述阻抗测量电路的工作原理,
并说明每一个元器件的作用 。
图 3.7－ 5
三,习题答案题 3.1解 － 20%,5V
题 3.2解 利用波形系数 和波峰
（平均值）
有效值
U
UK rm sx
F
)(.?
（有效值）
峰值）
rm sx
UK
.
P
P U
(?系数 进行换算正弦波的读数即为有效值 1V,平均值 V9.0
1,1 1
1
K
.U
F
＝＝rm sxU?
峰值
Vr m sx 41.121UKU,PP＝
用平均值电压表测量各种波形,根据,示值相等平均值也相等,的原则,方波和三角波的平均值也为 0.9V。
方波的有效值方波的峰值三角波的有效值三角波的峰值题 3.3解 （ 1） 峰值表的读数正弦波有效值刻度的峰值表的读数 Ua＝ UP/KP，
三种波形的 UP均为 10V,故它们在峰值表上的读数均为 ＝ 7.07V。
（ 2） 均值表的读数
210
Vr m sU x 901.0)11.1 1(1,
VU P 9 0 1.00 9 0 11
Vr m sU x 036.1)11.1 1(15.1,
VU P 79.10 3 6.173.1
（ 2） 均值表的读数均值表以正弦波有效值刻度时,其读数,
对正弦波 故读数为对方波 故读数为对三角波 故
（ 3） 有效值电压表的读数
V10UU P
73.115.1
10
KK
UU
PF
P 56.573.115.1 11.110U a
UKU Fa 正
正FK 11.122
正正正
FPP
F
rm sx KKU
K
UU~
VKU
P
P 707.0?
正
VUK F 1.111011.1 ＝正
这种表测任何波形电压都可直读有效值,对正弦波,
故读数,对方波故读数 Ua=10V 对三角波故读数 Ua=5.78
题 3.4（ 练习题 ） 5.6格题 3.5解 根据电压表的刻度特性,可以确定其检波方式,举例如下
（ 1） 用方波作为测试信号,已知方波的
,用被检电压表测量这个电压 。
PPrm sx KUU
V07.7210U a
0P UUUU
VKUU PPrm sx 78.5
VKUU PPrm sx 10
① 若读数 ≈ 则该表为峰值表 。
② 若读数 ≈ 则该表为均值表 。
③ 若读数 ≈ 则该表为有效值表 。
（ 2） 分别取峰值相等的一个正弦电压和一个方波电压,设为 UP,用被测电压表分别测量这两个电压,其读数分别为 Ua正 和 Ua方 。 可能有下列几种情况：
① 若 Ua正 =Ua方 则该表为均值表 。 因为被测电压峰值相同,只有峰值电压表才能做到 。
② 若 Ua正 =0.637Ua方 则该表为均值表 。 因为正弦电压的平均值,而方波的,已知两个峰值相等 。
00 U707.02U?
0U11.1
0U
Pa UU 637.0? PUU?
③ 同理,若为有效值表必定有 Ua正 =0.707Ua方题 3.6解 相同 。 因为峰值电压表的读数 。
题 3.7解 应选用均值表因为峰值电压表对被测信号波形的谐波失真所引起的波形误差非常敏感,而均值表的波形误差与峰值表相比要小得多 。
题 3.8,题 3.9 参阅本章相关内容题 3.10,题 3.11 按公式,3,5,7,计算求出四,参考资料
1,电路分析 2,模拟电路 3,高频电路正PP KU?
第 4章 数字测量方法学习辅导内容数字量是信号幅度随时间做离散型变化的物理量。目前，电子测量仪器正向量程扩大化，
集成化模块化、智能化、虚拟化、网络化、跨专业多功能化、数字化趋势发展。而这些发展趋势的核心是数字化。因此，必须学习和掌握数字化测量方法。无论高档还是低档仪器，数字化越来越普及。
随着微电子技术的发展,数字电路的成本越来越低 。 随着各类仪器装上了 CPU,数字化仪器比模拟仪器的功能更强,精度更高,应用更方便灵活,能用数字测量方法就不用模拟测量方法 。 今后的仪器归纳成一个简单的公式：
,仪器 =AD/DA+CPU+软件,,A/D芯片将模拟信号变成数字信号,再经过软件处理变换后由 D/A
输出 。 A/D芯片是数字化测量的核心器件,要掌握的内容是 A/D转换器的基本原理,检测方法及应用领域等 。
一,本章需要掌握的内容
1,结合图 4.1-1分析数字仪表的结构及直流
DVM的组成 。
图 4.1-1
2,了解 DVM的特点
3,了解 DVM的主要类型,结合图 4.1-5能阐述逐次比较式 DVM的电路组成和工作原理 。
图 4.1-5
4.结合图 4.1-10,4.1-11能分析和阐述 U-F转换器实用电路,并说明每一个元器件的作用 。
图 4.1-10
图 4.1-11
5,了解 DVM的测量误差内容,并能计算习题 。
6,结合图 4.2-1能分析和叙述直流数字电压表的组成和工作过程 。
图 4.2-1
7,多用型数字电压表的组成图 4.3-2
8,能分析 AC-DC转换器,R-U转换器,I-U转换器的组成和工作过程 。
9,结合图 4.4-2,图 4.4-3,掌握电子计数式频率计的工作原理,能详细分析工作过程 。
图 4.4-2
图 4.4-3
10,能详细分析测频方面的测量误差,包括：
（ 1） 量化误差 —— ± 1误差
（ 2）标准频率误差
11．测量时间、相位的工作原理，能详细分析其测量误差，阐述图 4.6-3的工作原理，并说明每一个元器件的作用。
图 4.6-3
二、重点与难点重点：
1．掌握 U-T和 U-F两种积分型 DVM的组成和工作原理图 4.1-7
图 4.1-9
2,了解和掌握 A/D芯片的种类,特点,功能及应用难点：
精密全波检波器电路的组成和工作原理,并能描绘检波器的波形及特性曲线 。
三,习题答案题 4.1,题 4.2,题 4.3参阅本章相关内容题 4.4 解 （ 1） 4位； （ 2） 位； （ 3） 位
（ 也可以说 4位 ） ； （ 4） 位,其中第二种的最小量程为 0.2V,它的分辨率是 10μV 。
2
14
4
33
2
13
题 4.5解 已知 α= 0.003%,β= 0.002%,故测量的示值相对误差为讨论：从以上计算可知,相对误差 r随 Ux而变,当
Ux≈Um时,r最小 。
题 4.6,题 4.7 参照 P145例 1,按公式 （ 4.1.10） 计算求出题 4.8,题 4.9参照本章相关内容 。
题 4.10解 当用计数器测频时,由 ± 1误差产生的相对误差
fxT1NN
%0 0 7.0%4 9 9 8 7 6.0 0 0 0 0 0 0.10 0 2.0%0 0 3.0%%
x
m
U
Ur
题 4.11解 由于计数器内部频标正确度 （ 1× 10-9）
优于被测晶振二个数量级,故可不考虑内部频标误差,可认为主要取决于 ± 1误差,则要求则可得 T=1S,即闸门时间应 ≥ 1S秒 。
7
6 102105
1,1
N
NST 时
66 1021051.0 1,1.0 NNST 时
56 10210501.0 1,10 NNmST 时
710
fxT
1
由于计数器的误差中总包含这一误差项,其总误差不可能低于其标准频率误差 。 故该计数器不能将晶体校准到 10-9。
题 4.12解：被测频率 fx均是 100000。
题 4.13解：未知信号的周期为 75μs 。
题 4.14解：参阅本章相关内容 。
题 4.15解,（ 1） 测频时的 ± 1误差
4
x
10520001 1fT 1NN
（ 2） 测周时的 ± 1误差
16
cx
cx
102101 0 02 0 0 0TffT 1NN
题 4.16解：按公式,4,6,5,推导计算求出题 4.17解,（ 1） 100K （ 2） 40μS/cm （ 3） 5格题 4.18解,9.4ns
题 4.19解：用外触发方式题 4.20解,滞后电源电压 45°
超前 45°
cU? U?
RU? c
U?
四,参考资料
1,脉冲数字电路
2,集成 A/D和 D/A转换器应用技术 （ 国防工业出版社 ）
第 5章 时域测量学习辅导内容在电子技术领域里,各种电信号多为时间的函数 。 对于非周期性的,变化复杂的信号无法用简单的几个参数去描述它们 。 最好的办法是使用示波器去观察测量和研究各种时域信号 。
示波器不仅能定性观察电信号的动态过程,还可以定量地测量表征电信号特性的所有电参数 。
示波器除了测量电量之外,通过各种传感器还可以测量非电量 。
一,本章需要掌握的内容
1,了解示波器的分类
2,能熟练画出示波管的结构示意图,并说明每部分的作用 。
图 5.2-2
图 5.2-5
3,波形显示原理,当 X,Y偏转板加上不同信号时,
能分析出荧光屏上显示的波形 。
图 5.2-7
4,理解扫描和同步的概念 。
5,能熟练画出各种示波器的基本组成框图 。
6,Y通道,X通道的组成及作用 。
7,能分析出各种典型电路的工作原理及功能 。
8,能全面的叙述整个示波器的工作原理,并能绘出工作过程的波形 。
9,取样示波器,记忆示皮器,数字存储示波器的组成和工作原理 。
10,熟练掌握示波器的应用与选择 。
二,重点和难点重点：
1,示波管显示被测信号波形的原理 。
2．各种示波器的工作原理（包括波形图）。
3．扫描及同步的基本概念，扫描电路的工作原理。
难点：
1,同步的概念 。
2,扫描环的工作原理 。
3,释抑电路的工作过程 。
4,交替和断续转换方式的作用 。
图 5.2-23
图 5.2-29
三,习题答案题 5.1,题 5.2解：参阅本间相关内容题 5.3解：李沙育图形,是圆形 。
题 5.4解：李沙育图形 （ 1） 椭圆形 （ 2）,8” 字形题 5.5解：因为被测信号频率与扫描信号频率不成整数倍,有 的差,图形向左,跑动,。
题 5.6解：被测信号频率与扫描信号频率不成整数倍,波形紊乱 。
题 5.7解：前沿有上冲,前沿弯曲 。
题 5.8解：最小周期 T=0.2μs × 10× 10=20μs
4
1
频率题 5.9解：最高工作频率是 20MHz
题 5.10解：最低工作频率是 0.4Hz
题 5.11解,0.02μs/cm
题 5.12解,40ms,3ms,29ms
题 5.13解,（ 1） 聚焦不良 （ 2） 回扫消隐失效题 5.14解：引入 50Hz交流电源的干扰题 5.15解：题 5.16参阅本章相关内容四,参考资料
1,物理学的光学成像原理,静电场等内容 。
2,模拟电路 3,数字电路
M H z5T1f x
第 6章 频域测量学习辅导内容频域测量在广播电视,CATV系统,卫星通信,雷达导航等领域得到了广泛的应用 。 扫频仪和频谱分析仪在更宽广的频率范围对各种有源,无源二端口和四端口网络进行传输特性和反射性的测量,如宽带放大器,高频放大器,
高通,低通,带通滤波器 。 能方便地测定各种网络的频率,输出电平,通带,增益,衰减,
介电常数,反射损耗等性能参数 。
一,本章需要掌握的内容
1,了解扫频仪的分类
2,扫频仪的组成和工作原理图 6.2-1
图 6.2-3
3,熟练掌握扫频仪的应用
4,频谱分析仪的组成和工作原理图 6.3-5
图 6.3-6
图 6.3-7
图 6.3-8
图 6.3-9
二,重点和难点重点：
1,变容二极管扫频原理和振荡电路
2,扫频法的工作原理难点：
频率标记的产生原理三,习题答案题 6.1－题 6.7 参阅本章相关内容四,参考资料
1,高频电路
2,信号与系统第 7章 逻辑分析仪学习辅导内容逻辑分析仪是作为数据域测试仪器中最有用,最有代表性的一种仪器,它真正实现了电子测量领域里的一个新测试工具和手段 — 数据域测试 。
一,本章需要掌握的内容
1,逻辑状态分析仪,逻辑定时分析仪的概念,特点及作用 。
2,逻辑分析仪与模拟示波器的比较 。
3,逻辑分析仪的基本组成与主要单元的工作原理 。
图 7.3-1
4,逻辑分析仪的主要技术指标
5,分析和阐述 SL4型逻辑状态分析仪的组成,每个单元的工作原理 。
图 7.4-1
6,逻辑分析仪的应用 。
二,重点逻辑状态分析仪的组成和每个单元的功能三,习题答案题 7.1－题 7.5 参阅本章相关内容四,参考资料逻辑分析仪原理与应用 （ 人民邮电出版社 ）
第 8章 自动测试系统学习辅导内容一,本章需要掌握的内容
1,自动测试系统的组成
2,自动测试系统的总线
a.通用接口总线
b.VXI总线
c.PXI总线
3,个人仪器系统
a.智能 DVM的典型结构图 8.2-1
b.DVM个人仪器的整机电路图 8.2-2
4,HP-PC仪器的组成
5,VXI总线系统的结构,功能及系统软件
6,虚拟仪器概述二,参考资料虚拟仪器技术概论 （ 电子工业出版社 ）
电子测量实验：
可根据各教学单位对实验教学的要求和实验条件,结合本教材的内容做实验教学安排 。
一、本章需要掌握的内容（基础知识）
测量与计量的基本概念测量的定义 11个专用名词电子测量的内容,特点与方法电子测量仪器的分类计量的基本内容计量基准的划分：国家基准 （ 主基准 ）,副基准,工作,基准 。
计量器具的特征计量的分类二,习题答案题 1.1 （ 1） 不属于电子测量
（ 2） 属于电子测量题 1.2,1.3 参阅本章内容第 2章 测量误差分析与数据处理学习辅导内容误差理论是专门从事研究有关测量误差的科学理论,数据处理则是应用数学方法和计算工具对测 量数据进行科学的分析,
研究和处理的准则和手段 。
随着科学技术的飞速发展,误差理论与数据处理在理论上和实际应用上都得到极大的提高和发展,已成为一门独立的学科 。 因此,对从事各种实验和研究的科技和工程技术人员一定要学习和掌握误差理论与数据处理方面的知识。只要有测量，必须有测量结果，有测量结果必然产生误差。误差影响测量精度。所以，对误差的特点，性质及分类要有全面系统的了解，最后找出合理的、科学的办法加以消除。
一、本章需要掌握的内容
1．误差的基本概念、来源、分类及各类误差的特性。
2．误差的传递分配与合成，误差最小二乘法处理，微小误差准则，曲线修匀、测量数据处理等。
二,重点与难点重点：
1,理解和掌握绝对误差,相对误差,满度相对误差,准确度等级,系统误差,随机误差和巨大误差的定义,特点,性质以及消除措施,微小误差准则 。
2,等精度测量,贝塞尔公式及应用 。
难点：
1,方差与标准差,权,加权平均值 。
2,常用函数的合成误差推导与应用 。
3,最佳测量条件的确定与测量方案的设计 。
三,习题答案题 2.1解
VAXX 05.0)(95.45
VXC 05.0
%1505.0 XXr X
%5.01005.0||
m
mM XXr
%01.195.405.0 AXr A
电压表应定为 0.5级题 2.2解 用 （ 1） 表时,ΔV m＝ ± S%× Um＝
± 0.5%× 150＝ 0.75V
示值范围为 10± 0.75V。
用 （ 2） 表时,ΔU m＝ ± 2.5%× 15＝ 0.375
（ V）,示值范围为 10± 0.375V。
可见这时选择 2.5级的表比选 0.5级的表测量误差小,所以要合理选择仪器仪表的量程及准确度等级,不能单纯追求仪器仪表的级别 。
题 2.3 （ 课堂练习 ） ± 10%
题 2.4（ 课堂练习 ）
（ 1） － 2.2mA,＋ 2.2mA,－ 2.8%
（ 2） 2.5级题 2.5 （ 作业题 ） 20.8伏,－ 17%
题 2.6 （ 作业题 ）
（ 1） － 1.15V,－ 0.99V,6伏量程的绝对误差大
（ 2） － 23%,－ 19.8V,6伏量程的相对误差大题 2.7解 绝对误差为
ΔA ＝ A－ A0＝ 95－ 100＝ -5
相对误差为分贝误差为
r[dB]=20Lg(1+r)dB
=20Lg(1-0.05)dB
=-0.446dB
题 2.8解 （ 1） 200KΩ （ 2） 250KΩ
（ 3） 20%
题 2.9解 （ 1） 200KΩ （ 2） 199.973KΩ
（ 3） 0.014%
题 2.10解 可采用多次测量的方法,设测量次数为 n
%5100 5
0
A Ar
由题 2.11解 计算方法与 2.1题相同,为 2.5级 。
题 2.12解 数学期望
K H zfifxM
i
82.1 0 0 081)(?
8
1
标准偏差题 2.13解 （ 1） 求平均值 及标准偏差估计值
R
81.7)( )(,)()(
2
X
Xn
n
XX
得
K H zK H z
ffx
fx i
xi
05.0047.0
18
8
)(?
8
1
2
)(? R?
KRR
i
i 32.9910
1 10
1
（ 2） 检查有无异常数据根据格拉布斯准则,在置信概率为 95%,测量次数 n=10时,g=2.18。
在 10个数据中偏离 最大的数据为 XΣ ＝
99.1对应最大残差
X
22.0m ax XX?
K
RR
R i
i
13.0
110
10
)(?
2
10
1
2
∴ 不存在异常数据
（ 3） 判别有无随时间变化的变值系差
① 判别有无随时间变化的变值系数由马科利夫判据
5
1
10
6
2.0
i i
M
∴ 无累进性系差
|||| m a xM
||27.0)(? m a x Xg
② 判别有无周期性系差由阿卑－赫梅特准则
022.0|| 1
110
1
i
i
i
可见用阿卑－赫梅特准则来判别,未发现存在周期性系差 。
（ 4） 进行不确定度的合成系统不确定度平均值的标准偏差
9932.0%)1( X
利用公式求总合的不确定度
0 4 7.0)(?110 2 x?
0396.010 )(?)( XX
系统误差为均匀分布 K＝,平均值的随机误差服从正态分布,总合的不确定度对应的系数取 2,则
3
（ 5） 给出测量结果由上面的计算可知被测电阻值的范围应取
KR 15.13.99
电阻的测量值为 R＝ 99KΩ （ 取一位安全数字 ）
测量值包含的不确定度为 ± 1.15KΩ
)()(? 22 XKK XX
KX 15.10 3 9 6.0)39 9 3 2.0(2 22?
题 2.14解 1215± 0.3mV
题 2.15解,题 2.16 参照书中例题进行计算题 2.17解
BnAmX
%5.10
%)5.12%5.23(
题 2.18解
tRUw rrrr 2
%3
%)5.1%5.0%12(
题 2.19解,题 2.20 按公式 （ 2.7.17） 和
（ 2.7.18） 求出 。
题 2.21解 测量允许的最大总误差为
%2)4545(%)2( VVU
按等准确度原则分配误差
VUUUU ii 9.0221
%8.1%10050 9.0
m
i
n U
Ur
可见选用 1.5级的电压表能满足测量要求 。
四,参考资料
1,误差理论和数据处理方面的书籍
2,概率论
%8.1
第 3章 模拟测量方法学习辅导 内容从信号的特征讲,分为模拟信号和数字信号 。
模拟信号是其幅度随时间作连续变化的信号 。
无论是何种电参数,只要他属于模拟范畴,就要采用模拟测量方法进行测量 。 或者不完全属于模拟量,只要采取某种技术措施和手段将其变换成模拟量,就可以采用模拟测量方法进行测量 。 前提是在变换过程中尽可能减小误差,
即使产生误差也不能降低测量精度 。 模拟测量有多种多样,不管使用何种模拟测量方法进行测量,被测量必须是模拟信号 。
一,本章需要掌握的内容
1,完成测量模拟电压有三种检波器,即平均值检波器,有效值检波器和峰值检波器 。 要求能熟练的分析其工作原理和特点 。
2,能画出三种检波器的电路原理图,并说明每个元器件的作用 。
图 3.2－ 5 图 3.2－ 12 图 3.2－ 19
3,结合图 3.2－ 7,3.2－ 16,3.2－ 20能详细地分析平均值电压表,有效值电压表及峰值电压表的工作原理,说明每一个元器件的作用,并能描绘出工作过程的波形 。
图 3.2－ 7 图 3.2－ 16 图 3.2－ 20
4,分析脉冲电压测量工作原理,注意事项
5,分析噪声电压,器件和放大器噪声的测量工作原理 。
6,理解分贝,失真度的概念,分析分贝值,失真度的测量原理 。
7,熟练阐述功率,Q值的测量原理 。
二,重点与难点重点：
1,理解波形系数 KF,波峰系数 KP的定义与作用 。
2,单片集成电路有效值检波器 AD536A的内部结构和功能 。
3,对三种检波器的误差能进行全面系统的分析和了解 。
4,各种陷波器的工作原理及应用 。
难点：
1,能利用各种波形的波形系数 KF与波峰系数 KP换算出各种波形的平均值,有效值和峰值 。
2,能详细分析和叙述阻抗测量电路的工作原理,
并说明每一个元器件的作用 。
图 3.7－ 5
三,习题答案题 3.1解 － 20%,5V
题 3.2解 利用波形系数 和波峰
（平均值）
有效值
U
UK rm sx
F
)(.?
（有效值）
峰值）
rm sx
UK
.
P
P U
(?系数 进行换算正弦波的读数即为有效值 1V,平均值 V9.0
1,1 1
1
K
.U
F
＝＝rm sxU?
峰值
Vr m sx 41.121UKU,PP＝
用平均值电压表测量各种波形,根据,示值相等平均值也相等,的原则,方波和三角波的平均值也为 0.9V。
方波的有效值方波的峰值三角波的有效值三角波的峰值题 3.3解 （ 1） 峰值表的读数正弦波有效值刻度的峰值表的读数 Ua＝ UP/KP，
三种波形的 UP均为 10V,故它们在峰值表上的读数均为 ＝ 7.07V。
（ 2） 均值表的读数
210
Vr m sU x 901.0)11.1 1(1,
VU P 9 0 1.00 9 0 11
Vr m sU x 036.1)11.1 1(15.1,
VU P 79.10 3 6.173.1
（ 2） 均值表的读数均值表以正弦波有效值刻度时,其读数,
对正弦波 故读数为对方波 故读数为对三角波 故
（ 3） 有效值电压表的读数
V10UU P
73.115.1
10
KK
UU
PF
P 56.573.115.1 11.110U a
UKU Fa 正
正FK 11.122
正正正
FPP
F
rm sx KKU
K
UU~
VKU
P
P 707.0?
正
VUK F 1.111011.1 ＝正
这种表测任何波形电压都可直读有效值,对正弦波,
故读数,对方波故读数 Ua=10V 对三角波故读数 Ua=5.78
题 3.4（ 练习题 ） 5.6格题 3.5解 根据电压表的刻度特性,可以确定其检波方式,举例如下
（ 1） 用方波作为测试信号,已知方波的
,用被检电压表测量这个电压 。
PPrm sx KUU
V07.7210U a
0P UUUU
VKUU PPrm sx 78.5
VKUU PPrm sx 10
① 若读数 ≈ 则该表为峰值表 。
② 若读数 ≈ 则该表为均值表 。
③ 若读数 ≈ 则该表为有效值表 。
（ 2） 分别取峰值相等的一个正弦电压和一个方波电压,设为 UP,用被测电压表分别测量这两个电压,其读数分别为 Ua正 和 Ua方 。 可能有下列几种情况：
① 若 Ua正 =Ua方 则该表为均值表 。 因为被测电压峰值相同,只有峰值电压表才能做到 。
② 若 Ua正 =0.637Ua方 则该表为均值表 。 因为正弦电压的平均值,而方波的,已知两个峰值相等 。
00 U707.02U?
0U11.1
0U
Pa UU 637.0? PUU?
③ 同理,若为有效值表必定有 Ua正 =0.707Ua方题 3.6解 相同 。 因为峰值电压表的读数 。
题 3.7解 应选用均值表因为峰值电压表对被测信号波形的谐波失真所引起的波形误差非常敏感,而均值表的波形误差与峰值表相比要小得多 。
题 3.8,题 3.9 参阅本章相关内容题 3.10,题 3.11 按公式,3,5,7,计算求出四,参考资料
1,电路分析 2,模拟电路 3,高频电路正PP KU?
第 4章 数字测量方法学习辅导内容数字量是信号幅度随时间做离散型变化的物理量。目前，电子测量仪器正向量程扩大化，
集成化模块化、智能化、虚拟化、网络化、跨专业多功能化、数字化趋势发展。而这些发展趋势的核心是数字化。因此，必须学习和掌握数字化测量方法。无论高档还是低档仪器，数字化越来越普及。
随着微电子技术的发展,数字电路的成本越来越低 。 随着各类仪器装上了 CPU,数字化仪器比模拟仪器的功能更强,精度更高,应用更方便灵活,能用数字测量方法就不用模拟测量方法 。 今后的仪器归纳成一个简单的公式：
,仪器 =AD/DA+CPU+软件,,A/D芯片将模拟信号变成数字信号,再经过软件处理变换后由 D/A
输出 。 A/D芯片是数字化测量的核心器件,要掌握的内容是 A/D转换器的基本原理,检测方法及应用领域等 。
一,本章需要掌握的内容
1,结合图 4.1-1分析数字仪表的结构及直流
DVM的组成 。
图 4.1-1
2,了解 DVM的特点
3,了解 DVM的主要类型,结合图 4.1-5能阐述逐次比较式 DVM的电路组成和工作原理 。
图 4.1-5
4.结合图 4.1-10,4.1-11能分析和阐述 U-F转换器实用电路,并说明每一个元器件的作用 。
图 4.1-10
图 4.1-11
5,了解 DVM的测量误差内容,并能计算习题 。
6,结合图 4.2-1能分析和叙述直流数字电压表的组成和工作过程 。
图 4.2-1
7,多用型数字电压表的组成图 4.3-2
8,能分析 AC-DC转换器,R-U转换器,I-U转换器的组成和工作过程 。
9,结合图 4.4-2,图 4.4-3,掌握电子计数式频率计的工作原理,能详细分析工作过程 。
图 4.4-2
图 4.4-3
10,能详细分析测频方面的测量误差,包括：
（ 1） 量化误差 —— ± 1误差
（ 2）标准频率误差
11．测量时间、相位的工作原理，能详细分析其测量误差，阐述图 4.6-3的工作原理，并说明每一个元器件的作用。
图 4.6-3
二、重点与难点重点：
1．掌握 U-T和 U-F两种积分型 DVM的组成和工作原理图 4.1-7
图 4.1-9
2,了解和掌握 A/D芯片的种类,特点,功能及应用难点：
精密全波检波器电路的组成和工作原理,并能描绘检波器的波形及特性曲线 。
三,习题答案题 4.1,题 4.2,题 4.3参阅本章相关内容题 4.4 解 （ 1） 4位； （ 2） 位； （ 3） 位
（ 也可以说 4位 ） ； （ 4） 位,其中第二种的最小量程为 0.2V,它的分辨率是 10μV 。
2
14
4
33
2
13
题 4.5解 已知 α= 0.003%,β= 0.002%,故测量的示值相对误差为讨论：从以上计算可知,相对误差 r随 Ux而变,当
Ux≈Um时,r最小 。
题 4.6,题 4.7 参照 P145例 1,按公式 （ 4.1.10） 计算求出题 4.8,题 4.9参照本章相关内容 。
题 4.10解 当用计数器测频时,由 ± 1误差产生的相对误差
fxT1NN
%0 0 7.0%4 9 9 8 7 6.0 0 0 0 0 0 0.10 0 2.0%0 0 3.0%%
x
m
U
Ur
题 4.11解 由于计数器内部频标正确度 （ 1× 10-9）
优于被测晶振二个数量级,故可不考虑内部频标误差,可认为主要取决于 ± 1误差,则要求则可得 T=1S,即闸门时间应 ≥ 1S秒 。
7
6 102105
1,1
N
NST 时
66 1021051.0 1,1.0 NNST 时
56 10210501.0 1,10 NNmST 时
710
fxT
1
由于计数器的误差中总包含这一误差项,其总误差不可能低于其标准频率误差 。 故该计数器不能将晶体校准到 10-9。
题 4.12解：被测频率 fx均是 100000。
题 4.13解：未知信号的周期为 75μs 。
题 4.14解：参阅本章相关内容 。
题 4.15解,（ 1） 测频时的 ± 1误差
4
x
10520001 1fT 1NN
（ 2） 测周时的 ± 1误差
16
cx
cx
102101 0 02 0 0 0TffT 1NN
题 4.16解：按公式,4,6,5,推导计算求出题 4.17解,（ 1） 100K （ 2） 40μS/cm （ 3） 5格题 4.18解,9.4ns
题 4.19解：用外触发方式题 4.20解,滞后电源电压 45°
超前 45°
cU? U?
RU? c
U?
四,参考资料
1,脉冲数字电路
2,集成 A/D和 D/A转换器应用技术 （ 国防工业出版社 ）
第 5章 时域测量学习辅导内容在电子技术领域里,各种电信号多为时间的函数 。 对于非周期性的,变化复杂的信号无法用简单的几个参数去描述它们 。 最好的办法是使用示波器去观察测量和研究各种时域信号 。
示波器不仅能定性观察电信号的动态过程,还可以定量地测量表征电信号特性的所有电参数 。
示波器除了测量电量之外,通过各种传感器还可以测量非电量 。
一,本章需要掌握的内容
1,了解示波器的分类
2,能熟练画出示波管的结构示意图,并说明每部分的作用 。
图 5.2-2
图 5.2-5
3,波形显示原理,当 X,Y偏转板加上不同信号时,
能分析出荧光屏上显示的波形 。
图 5.2-7
4,理解扫描和同步的概念 。
5,能熟练画出各种示波器的基本组成框图 。
6,Y通道,X通道的组成及作用 。
7,能分析出各种典型电路的工作原理及功能 。
8,能全面的叙述整个示波器的工作原理,并能绘出工作过程的波形 。
9,取样示波器,记忆示皮器,数字存储示波器的组成和工作原理 。
10,熟练掌握示波器的应用与选择 。
二,重点和难点重点：
1,示波管显示被测信号波形的原理 。
2．各种示波器的工作原理（包括波形图）。
3．扫描及同步的基本概念，扫描电路的工作原理。
难点：
1,同步的概念 。
2,扫描环的工作原理 。
3,释抑电路的工作过程 。
4,交替和断续转换方式的作用 。
图 5.2-23
图 5.2-29
三,习题答案题 5.1,题 5.2解：参阅本间相关内容题 5.3解：李沙育图形,是圆形 。
题 5.4解：李沙育图形 （ 1） 椭圆形 （ 2）,8” 字形题 5.5解：因为被测信号频率与扫描信号频率不成整数倍,有 的差,图形向左,跑动,。
题 5.6解：被测信号频率与扫描信号频率不成整数倍,波形紊乱 。
题 5.7解：前沿有上冲,前沿弯曲 。
题 5.8解：最小周期 T=0.2μs × 10× 10=20μs
4
1
频率题 5.9解：最高工作频率是 20MHz
题 5.10解：最低工作频率是 0.4Hz
题 5.11解,0.02μs/cm
题 5.12解,40ms,3ms,29ms
题 5.13解,（ 1） 聚焦不良 （ 2） 回扫消隐失效题 5.14解：引入 50Hz交流电源的干扰题 5.15解：题 5.16参阅本章相关内容四,参考资料
1,物理学的光学成像原理,静电场等内容 。
2,模拟电路 3,数字电路
M H z5T1f x
第 6章 频域测量学习辅导内容频域测量在广播电视,CATV系统,卫星通信,雷达导航等领域得到了广泛的应用 。 扫频仪和频谱分析仪在更宽广的频率范围对各种有源,无源二端口和四端口网络进行传输特性和反射性的测量,如宽带放大器,高频放大器,
高通,低通,带通滤波器 。 能方便地测定各种网络的频率,输出电平,通带,增益,衰减,
介电常数,反射损耗等性能参数 。
一,本章需要掌握的内容
1,了解扫频仪的分类
2,扫频仪的组成和工作原理图 6.2-1
图 6.2-3
3,熟练掌握扫频仪的应用
4,频谱分析仪的组成和工作原理图 6.3-5
图 6.3-6
图 6.3-7
图 6.3-8
图 6.3-9
二,重点和难点重点：
1,变容二极管扫频原理和振荡电路
2,扫频法的工作原理难点：
频率标记的产生原理三,习题答案题 6.1－题 6.7 参阅本章相关内容四,参考资料
1,高频电路
2,信号与系统第 7章 逻辑分析仪学习辅导内容逻辑分析仪是作为数据域测试仪器中最有用,最有代表性的一种仪器,它真正实现了电子测量领域里的一个新测试工具和手段 — 数据域测试 。
一,本章需要掌握的内容
1,逻辑状态分析仪,逻辑定时分析仪的概念,特点及作用 。
2,逻辑分析仪与模拟示波器的比较 。
3,逻辑分析仪的基本组成与主要单元的工作原理 。
图 7.3-1
4,逻辑分析仪的主要技术指标
5,分析和阐述 SL4型逻辑状态分析仪的组成,每个单元的工作原理 。
图 7.4-1
6,逻辑分析仪的应用 。
二,重点逻辑状态分析仪的组成和每个单元的功能三,习题答案题 7.1－题 7.5 参阅本章相关内容四,参考资料逻辑分析仪原理与应用 （ 人民邮电出版社 ）
第 8章 自动测试系统学习辅导内容一,本章需要掌握的内容
1,自动测试系统的组成
2,自动测试系统的总线
a.通用接口总线
b.VXI总线
c.PXI总线
3,个人仪器系统
a.智能 DVM的典型结构图 8.2-1
b.DVM个人仪器的整机电路图 8.2-2
4,HP-PC仪器的组成
5,VXI总线系统的结构,功能及系统软件
6,虚拟仪器概述二,参考资料虚拟仪器技术概论 （ 电子工业出版社 ）
电子测量实验：
可根据各教学单位对实验教学的要求和实验条件,结合本教材的内容做实验教学安排 。
