(中职)电子测量仪器与应用(第4版)项目二ppt课件.ppt
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1、(中职)电子测量仪器与应用(第中职)电子测量仪器与应用(第4版)版)项目二电子课件(工信版)项目二电子课件(工信版)目 录绪 论项目一 典型电信号的产生及显示项目二 电信号波形参数测量项目三 电信号参数测量项目四 电子元器件测量使用项目五 频率特性测量和频谱分析项目二 电信号波形参数测量电子测量仪器与应用电信号波形测量电子测量基础知识电子测量仪器的误差电子测量仪器的误差1、固有误差:在基准工作条件下测量仪器的误差。2、工作误差:在额定工作条件内任一值上测得的某一性能特性的误差。3、稳定误差:由于测量仪器稳定性不好引起性能特性的变化产生的误差 4、变动量:反映影响量所引起的误差 电信号波形测量电
2、子测量基础知识电子测量仪器的正确使用电子测量仪器的正确使用1、仪器仪表的使用环境2、仪器仪表的维护措施3、使用仪器的注意事项4、仪器仪表的计量检定电信号波形测量电子测量误差知识测量误差的来源测量误差的来源1、仪器误差:由于测量仪器及其附件的设计、制造、检定等不完善,以及仪器使用过程中老化、磨损、疲劳等因素而使仪器带有的误差。2、影响误差:由于各种环境因素(温度、湿度、振动、电源电压、电磁场等)与测量要求的条件不一致而引起的误差。3、理论误差和方法误差:由于测量原理、近似公式、测量方法不合理而造成的误差。4、人身误差:由于测量人员感官的分辨能力、反应速度、视觉疲劳、固有习惯、缺乏责任心等原因,而
3、在测量中使用操作不当、现象判断出错或数据读取疏失等而引起的误差。电信号波形测量电子测量误差知识测量误差的分类测量误差的分类1、系统误差:系统误差的定义:在同一测量条件下,多次测量重复同一量时,测量误差的绝对值和符号都保持不变,或在测量条件改变时按一定规律变化的误差,称为系统误差。2、随机误差:随机误差的定义:在同一测量条件下(指在测量环境、测量人员、测量技术和测量仪器都相同的条件下),多次重复测量同一量值时(等精度测量),每次测量误差的绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差,称为随机误差。3、粗大误差:粗大误差是一种显然与实际值不符的误差,又称疏失误差。含有粗差的测量值称为坏值或异常值,在数
4、据处理时,应剔除掉。电信号波形测量电子测量误差知识测量误差的定义测量误差的定义1、真值:在一定的时间和空间环境条件下,被测量本身所具有的真实数值。(实际中不可知)2、实际值:根据测量误差的要求,用高一级或数级的标准仪器或计量器具测量所得之值。(实际应用中可代替真值)例:微安电流表相比毫安电流表就是高一级测量仪器。电信号波形测量电子测量误差知识测量误差的定义测量误差的定义3、示值(X):被测量的量值。读数:从仪器刻度盘、显示器等读数装置上直接读来的数字。例:用一电流表测量某电流值,量程选择10mA档。刻度盘指示如下图所示:其读数为:8;示值为:8mA4、标称值:被测量上标示的数值。例:电阻器的色
5、环标示其阻值;0108电信号波形测量电子测量误差知识测量误差的表示方法测量误差的表示方法式中的真值A0是一个理想概念,无法得到,实际应用中通常用实际值A来代替真值A0。实际值也称为约定真值。1绝对误差1)定义:由测量所得到的被测量值x与其真值A0之差,称为绝对误差,即测量误差有绝对误差和相对误差两种表示方法。特点:绝对误差既有大小,又有符号和量纲。电信号波形测量电子测量误差知识测量误差的表示方法测量误差的表示方法2.相对误差意义:相对误差可以更准确地说明测量的准确度。1)实际相对误差 真值是不能确切得到的,通常用实际值A代替真值来表示相对误差 电信号波形测量电子测量误差知识测量误差的表示方法测
6、量误差的表示方法2)示值相对误差 误差较小、要求不太严格的场合,也可以用测量值X代替实际值A 电信号波形测量电子测量误差知识测量误差的表示方法测量误差的表示方法4)满度相对误差(引用相对误差)实际中,也常用测量仪器在一个量程范围内出现的最大绝对误差xm与该量程的满刻度值(该量程的上限值与下限值之差)Xm之比来表示的相对误差。电信号波形测量电子测量误差知识测量误差的表示方法测量误差的表示方法 由上式可知,通过满度误差实际上给出了仪表各量程内绝对误差的最大值。电工仪表就是按引用误差mm之值进行分级的。我国电工仪表共分七级:0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5及5.0。如果仪表为S级,则说
7、明该仪表的最大引用误差不超过S%。因此,在使用这类仪表测量时,应选择适当的量程,使示值尽可能接近于满度值,指针最好能偏转在不小于满度值2/3以上的区域。任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 任务目标进一步熟悉函数信号发生器及模拟示波器的使用要点。掌握通用示波器的操作方法,会用其测量电信号波形的常用参数。能对测量的结果及误差进行正确分析。电信号波形测量任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量测量知识:模拟示波器测量技术测量知识:模拟示波器测量技术 一一、电压测量、电压测量1直流电压的测量(1)测量原理 示波器测量直流电压的原理是利用被测电压在屏幕上呈现一条直线,该直线偏离时间基线
8、(零电平线)的高度与被测电压的大小成正比的关系进行的。被测直流电压值为:任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量测量知识:模拟示波器测量技术测量知识:模拟示波器测量技术 一一、电压测量、电压测量1直流电压的测量(2)测量方法1)首先应将示波器的垂直偏转灵敏度微调旋钮置于校准位置(CAL)。2)将待测信号送至示波器的垂直输入端。3)确定零电平线。将示波器的输入耦合开关置于“GND”位置,调节垂直位移旋钮,将荧光屏上的扫描基线(零电平线)移到荧光屏的中央位置。任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量测量知识:模拟示波器测量技术测量知识:模拟示波器测量技术 一一、电压测量
9、、电压测量4)确定直流电压的极性。调整垂直灵敏度开关到适当位置,将示波器的输入耦合开关拨向“DC”档,观察此时水平亮线的偏转方向,若位于前面确定的零电平线上,则被测直流电压为正极性;若向下偏转,则为负极性。5)读出被测直流电压偏离零电平线的距离。6)根据公式计算被测直流电压值。任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量测量知识:模拟示波器测量技术测量知识:模拟示波器测量技术 一一、电压测量、电压测量1交流电压的测量(1)测量原理 使用示波器测量交流电压的最大优点是可以直接观测到波形的形状,还可显示其频率和相位。但是,只能测量交流电压的峰-峰值。被测交流电压值VPP(峰-峰值)为 V
10、PP=HDyK 式中:H为被测交流电压波峰和波谷的高度或任意两点间的高度;Dy为示波器的垂直灵敏度;K为探头衰减系数。任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量测量知识:模拟示波器测量技术测量知识:模拟示波器测量技术 一一、电压测量、电压测量(2)测量方法1)首先应将示波器的垂直偏转灵敏度微调旋钮置于校准位置(CAL)。2)将待测信号送至示波器的垂直输入端。3)将示波器的输入耦合开关置于“AC”位置。4)调节扫描速度,使显示的波形稳定。5)调节垂直灵敏度开关,使荧光屏上显示的波形适当,记录Dy值。6)读出被测交流电压波峰和波谷的高度或任意两点间的高度H。7)根据式上计算被测交流电压
11、的峰-峰值。任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量测量知识:模拟示波器测量技术测量知识:模拟示波器测量技术 二二、时间测量、时间测量1测量周期和频率(1)测量原理 对于周期性信号,周期和频率互为倒数,只要测出其中一个量,另一个参量可通过公式求出。被测交流信号的周期T为 T=xDx/k式中:x为被测交流信号的一个周期在荧光屏水平方向所占距离;Dx为示波器的扫描速度;k为X轴扩展倍率开关。任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量测量知识:模拟示波器测量技术测量知识:模拟示波器测量技术 二二、时间测量、时间测量(2)测量方法1)首先将示波器的扫描速度微调旋钮置于“校准”
12、(CAL)位置。2)将待测信号送至示波器的垂直输入端。3)将示波器的输入耦合开关置于“AC”位置。4)调节扫描速度开关,使显示的波形稳定,并记录值。5)读出被测交流信号的一个周期在荧光屏水平方向所占的距离x。6)根据上式计算被测交流信号的周期。任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量测量知识:模拟示波器测量技术测量知识:模拟示波器测量技术 二二、时间测量、时间测量2、相位差的测量 利用RC移相网络形成两路频率相同相位不同的信号,如下图连接测试电路。任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量测量知识:模拟示波器测量技术测量知识:模拟示波器测量技术 二二、时间测量、时间测
13、量 1)显示方式为Y-T时 示波器的垂直方式选择“交替(ALT)”或“断续(CHOP)”双踪显示方式,为显示出原信号中的相位差,触发源选择相位超前的信号(如图中所示应选择CH1信号作触发源)。波形如下:x1x2计算公式:任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量测量知识:模拟示波器测量技术测量知识:模拟示波器测量技术 二二、时间测量、时间测量计算公式:2)显示方式为X-Y时将显示方式切换到“X-Y”方式,波形如下:x1x2y1y2 任务实施任务实施模拟示波器的使用模拟示波器的使用任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量1、测量前的准备工作接通电源,调节各控制件寻找光点
14、和水平基线。调整亮度、聚焦,使亮度适中,扫描线清晰。2、示波器的探极补偿调整 任务实施任务实施模拟示波器的使用模拟示波器的使用任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量3、正弦交流信号的测量信号发生器输出电压电压测量频率测量频率(Hz)UP-P(V)偏转因数(V/div)高度H/div计算电压有效值(V)毫伏表测量值(V)时间因数(t/div)周期宽度L/div计算周期(mS)计算频率f(Hz)50011K2200K3500K41M5 任务实施任务实施模拟示波器的使用模拟示波器的使用任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量4、方波信号的测量信号发生器输出电压电压测量频
15、率测量频率(Hz)Up-p(V)偏转因数(V/div)高度H/div计算电压有效值(V)毫伏表测量值(V)时间因数(t/div)周期宽度L/div计算周期(mS)计算频率f(Hz)50011K2200K3500K41M5 任务实施任务实施模拟示波器的使用模拟示波器的使用任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量5、直流电压的测量Y轴输入耦合选择开关位置偏转因数(V/div)光迹移动格数计算被测电压值(V)万用表测得电压值(V)误差6、显示波形的观测 任务实施任务实施模拟示波器的使用模拟示波器的使用任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量7、测量两正弦波的相位差、测量两
16、正弦波的相位差信号发生器输出信号时基因数微调旋钮位置一个周期的长度(格数)两波形在X轴方向的差距(格数)相位差波 形f=1kHz,UP-P=1V*8 8、观观察李沙育察李沙育图图形形 任务实施任务实施模拟示波器的使用模拟示波器的使用任务总结及思考1、简单说明实践结果(测量值)与参考值(或理论结果)的差异。2、简要总结本实践仪器仪表的规范使用注意事项及实践体会。3、读波形所占格数时,怎样读才能尽量减小误差?4、在测量直流电压时,时基线向下移动,如何解释?任务一:用模拟示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量任务二:用数字示波器测量电信号波形参数 任务目标了解数字示波器的特点,进一步理解其工作原理
17、。掌握通用数字示波器的操作方法,会用其测量电信号波形的常用参数。能对测量的结果及误差进行正确分析。电信号波形测量任务二:用数字示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量测量知识:数字示波器测量技术测量知识:数字示波器测量技术一、UTD2102CEX-EDU数字存储示波器的仪器设置1、设置垂直系统1)CHX菜单数字示波器每个通道有独立的垂直菜单,每个项目都按不同的通道单独设置。按一下CH1或CH2功能按键,则激活通道1或2,系统显示对应通道的操作菜单。任务二:用数字示波器测量电信号波形参数 电信号波形测量测量知识:数字示波器测量技术测量知识:数字示波器测量技术一、UTD2102CEX-EDU数字存
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- 关 键 词:
- 电子测量仪器 应用 项目 ppt 课件
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