电子测量技术第三版教案.docx

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1、教案NO:1任课教师:序号1授课日期班级项目（章节）1.1概述授课时数2教学目标与要求1、了解电子测量的含义、内容2、熟悉电子测量的特点教学难点与重点电子测量技术意义、学习方法授课方法讲授法、举例说明作业学习通教学内容及过程时间分配思政六分钟：了解疫情同舟共济科学防疫1 .课程概述 课程内容包括：电子测量和仪器的基本知识，信号源，示波测量技术，电压测量，频率、时间和相位的测量，频域测量及其仪器，电子元器件参数测量及仪器，逻辑分析仪和智能仪器 课程教学环节包括：理论课教学和实验教学。实践教学环节独立设课，主要有：电子测量实践、电子仪器设计等 课程的任务是掌握电子测量技术及常用电子测量仪器使用技术

2、,学习相关仪器的正确操作方法和典型应用实例，通过实验操作能使学生更好地掌握相关知识、从事一般电子产品的研究与开发。 课程平时成绩占60%（其中课外作业占20%、课堂作业及小测验占20%、课堂考勤占20%）,期末考试成绩占40%45分钟教案教学内容及过程一、导入新课：简述电子测量的重要性45分铀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，常计用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

3、础。二、新授：1.1 概述测量是人类对客观事物取得数量概念的认识过程。人们认识客观世界，首先是对具体事物进行观察，形成定性认识，然后进行测量，获得定量的概念，在此基础上才可以总结出各种客观规律，形成定理和定律。所以测量是打开自然科学“未知”知识的钥匙。测量的实现是通过物理实验的方法，获取被研究对象定量信息的过程。测量技术主要研究测量原理、方法和仪器等方面内容。电子测量是测量学的一个重要分支，从广义上讲，凡是利用电子技术进行的测量都可以称为电子测量；从狭义而言，电子测量是特指对各种电参量和电性能的测量，这正是我们要讨论的范畴。在电子技术领域中，中肯的分析只能来自正确的测量。电子测量已成为一门发展

4、迅速、应用广泛、精确度愈来愈高、对科学技术发展起着巨大推动作用的独立学科。电子测量的水平，是衡量一个国家科学技水平的重要标志之一。1.1.1 电子测量的内容1 .电能量的测量2 .电信号特征量的测量3 .电路元件参数的测量4 .电路性能特性量的测量5 .特性曲线的显示1.1.2 电子测量的特点与其他测量相比，电子测量主要具有以下几个特点：1 .测量频率范围宽除测量直流电量外，还可以测量交流电量，其频率值下限为IO-4Hz,上限为THz（ITHz=IO12Hz,读作太赫）数量级。但要注意的是：不同频段的测量，即使测量同一种电量，需要采用不同的测量方法与测量仪器。2 .仪器的量程宽量程是测量范围上

5、限值与下限值之差。由于被测量的大小相差悬殊，因此要求测量仪器应有足够宽的量程。例如：一台数字电压表，要求测出从纳伏（nV）级到千伏级的电压，量程达12个数量级。用于测量频率的电子计数器，其量程可达17个数量级。量程宽是电子测量仪器的突出优点。3 .测量准确度高电子测量的准确度比其他测量方法高很多。特别是对频率和时间的测量，例如：长度测量的准确度最高为10%而用电子测量方法测量频率和时间，其准确度可达到10小的量级，这是目前人类在测量准确度方面达到的最高标准。4 .测量速度快由于电子测量是通过电子技术实现的，因而测量速度很快。只有测量的高速度，才能测出实时变化的物理量，这正是它在现在科技领域得到

6、广泛应用的重要原因。例如：载人飞船发射过程中，就需要有电子测量系统快速测出它的运行参数，通过对这些参数的处理，再对它的运动下达控制信号去进行调整，使其运行正常。5 .易于实现遥测电子测量的一个突出优点是可以通过各种类型的传感器实现遥测。例如：环境恶劣的、人体不便于接触或无法达到的区域（深海、地下、高温炉子、核反应堆内等），可以通过传感器或电磁波、辐射等方式进行测量。6 .易于实现测量的自动化由于微电子技术的发展和微处理器的应用，使电子测量呈现了崭新的局面，电子测量同电子计算机相结合，使测量仪器智能化，可以实现测量的自动化。例如：在测量中能实现程控、自动校准、自动转换量程、自动诊断故障和自动修复

7、，对测量结果可以自动记录、自动进行数据处理等。由于以上电子测量的一系列特点，使它广泛应用于自然科学的一切领域。电子测量技术的新水平往往是科学技术最新成果的反映，因此，一个国家电子测量技术水平，往往标志着这个国家科学技术的水平。这就使得电子测量技术在现代科学技术中的地位十分重要，也就使得电子测量技术日新月异发展的原因。NO:2任课教师:序号2授课日期班级电子项目（章节）1.2-1.4电子测量的分类以及技术指标授课时数2教学目标与要求掌握测量的分类方法教学难点与重点电子测量的分类授课方法讲授法、举例说明作业学习通教学内容及过程时间分配一、复习1、电子测量的特点引入新课：根据测量方法的不同，电子测量

8、有不同的分类方法。这里仅介绍常用的分类方法。二、新授1.2.1 按测量手段分类有直接测量、间接测量和组合测量三种。1 .直接测量用测量仪器直接测得被测量的量值的方法称为直接测量“例如：用电压表测量电路元器件上的工作电压等。2 .间接测量利用直接测量的量与被测的量之间已知的函数关系，得到被测量量值的测量方法称为间接测量例如：测量电阻R上的消耗功率P=VI=I2R=V2ZR,可以通过直接没量电压、电流或电流、电阻等方法求出。45分钟当被测量不便于直接测量，或者间接测量的结果比直接测量更为准确时，多采用间接测量法。例如：测量晶体管集电极电流，多采用直接测量集电极电阻（RC）上的电压，再通过公式I=V

9、RC/Rc算出，而不用断开电路串联接入电流表的方法。3.组合测量将被测量和另外几个量组成联立方程，通过直接测量这几个量最后求解联立方程，从而得到被测量的大小。组合测量是兼用直接测量与间接测量的一种测量方法。1.2.2 按测量性质分类尽管被测量的种类繁多，但它们总是遵循一定规律。按被测量的变化规律分类有时域测量、频域测量、数据域测量和随机量测量等。1 .时域测量时域测量是测量被测量随时间变化的特性。这时被测量是一个时间函数，例如：用示波器显示电压、电流的瞬时波形，测量它的幅度、上升和下降沿等参数。2 .频域测量频域测量是测量被测量随频率变化的特性。这时被测量是一个频率函数。例如：用频率特性图示仪

10、可以观测放大器的增益随频率变化的规律等。3 .数据域测量数据域测量是对数字系统逻辑特性进行的测量。例如：用逻辑分析仪可以同时观测多个离散信号组成的数据流等。4 .随机量测量随机量测量主要是对各种噪声、干抚信号等随机量的测量。1.2.3 电子测量的技术指标电子测量仪器的指术指标是用数值、误差范围等来表征仪器性能的量。下面介绍测量仪器的主要技术指标。1.测量误差电子测量仪器的测量误差可能用各种误差形式表示。例如：仪器固有误差、使用误差、环境误差、方法误差等。据我国部颁标准规定，批量生产的电子测量仪器，都应给出给出工作误差极限。这一原则对仪器制造厂提出了更高的要求，有利于提高产品质量，对测量仪器的使

11、用提供了方便，免去了使用者根据单项误差估算总误差的困难。2.稳定性在工作条件恒定的情况下，在规定时间内，测量仪器保持其指示值不变的能力称为仪器的稳定性。稳定性直接与时间有关，稳定性的高低由稳定误差表征。因此，在给出稳定误差的同时，必须指定相应的时间间隔，否则所给出的稳定误差就没有任何实际意义。我国部颁标准规定，时间间隔应从下列数值中选取：15分钟；1小时；3小时；7小时；24小时；10天；30天；3个月；6个月；1年等等。3 .分辨率分辨率是指测量仪器可能测得的被测量最小变化的能力。通常，模拟式测量仪器的分辨率是指示值最小刻度的一半；数字式仪器的分辨率是显示器最后一位的一个数字。4 .量程电子

12、测量仪器的量程是指在满足误差要求的情况下，被测量的上限值与下限值之差。量程范围的大小是仪器通用性的重要标志。为了使测量仪器能有足够宽的量程，通用仪器常常需要分档。-一般按125或13或10进位的序列划分档极。测量仪器的分辨率可能随量程的换档而变化。5 .测试速率测试速率是指单位时间内，仪器读取被测量数值的次数。数字直读式仪器较指针式仪器测试速度率快得多，随着仪器的自动化程度越来越高，测试速率愈来愈将成为电子测量仪器的重要工作特性。6 .可靠性可靠性是指产品在规定条件下完成规定任务的概率。M(CIMSTlTUTtO*MCCMANlCAkANOC1.CTCMTtCMNOtOGYNO:3任课教师:序

13、号3授课日期班级电子项目(章节)1.6计量和误差授课时数2教学目标与要求掌握计量的基本概念；测量误差的表示方法，测量误差的来源，测量误差的分类教学难点与重点测量误差的表示方法授课方法讲授法、举例说明作业学习通教学内容及过程时间分配一、计量的概念凡是用以直接或间接测得被测对象量值的量具、计量仪器和计量装置统称为计量器具。它包括计量基准、计量标准和工作用计量器具三类。1 .计量基准计量基准包括国家基准、副基准和工作基准。(I)国家基准(2)副基准(3)工作基准2 .量具量具是以固定形式更现量值的计量器具称为量具。量具可用或不用其它计量器具而进行测量工作，而且一般没用指示器，在测量过程中也没用运动的

14、测量元件。例如：硅码、二、误差1、绝对误差45分钟时间分配45分钟教学内容及过程（1）定义：被测量的测量值X与其真值A。之差，称为绝对误差。用Ax表示AX=X-Ao真值是个客观存在，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C=-AX=A-XA=X+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

15、：绝对误差与被测量的真值之比，称为相对误差。Ao=XAo100%（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。A=XA100%（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。x=XX100%（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=XAm100%（4）最大引用误差mm=Xm/Am100%测量仪器使用最大满度相对误差Ymm乘以100来表示仪器的准确度，电工仪表按这种定义,共分为01、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%=XmaxAm100%（6）测量结果的准