《电子测量技术》实验指导书研讨.doc

《电子测量技术》实验指导书 实验一 电子计数器原理及应用研究 一．实验目的 1.了解测频方法及电子计数器的工作原理。 2.利用信号源产生方波信号，由电子计数器进行频率的测量。 二．实验原理 1.测频原理 计数器的测频原理如图1 所示。fx为输入待测信号频率，f0为时钟脉冲的频率。闸门信号GATE控制计数时间，Fx和F0两个计数器在同一时间T内分别对fx和f0进行计数，f0已知，时间T可由计数器F0的计数值算出。计数器Fx的计数值Nx=fx×T，计数器F0的计数值N0＝f0×T。 由于 Nx/fx＝N0/f0＝T 则被测频率fx为 fx＝(Nx/N0)×f0 图1 测频原理框图 三．实验设备与器材 1．计数器； 2．信号发生器 四．实验内容与记录 1．利用信号源产生不同频率的信号，由计数器对其进行计数，选择不同的闸门时间，对测量结果进行比较和分析。记录测量的频率值，并填写下表： 0.1s 0.2s 0.5s 1s 2s 5s 10s 2 4 6 8 10 12 14 16 六．实验预习与思考题 1．分析以上测量数据，在用电子计数器对频率进行测量中，闸门时间对测量精度有何影响？ 2．对于本实验系统而言，闸门时间的选择有何限制？ 七．实验报告要求 1．实验目的 2．实验的基本原理 3．实验结果及问题分析 实验二 交流电压测量 一．实验目的 1.了解交流电压测量的基本原理，分析几种典型电压波形对不同检波特性电压表的响应，以及它们之间的换算关系。 2.对测量结果做误差分析。 二．实验原理 一个交流电压的大小，可以用峰值，平均值，有效值U，以及波形因数KF，波峰因数KP等表征，若被测电压的瞬时值为，则 全波平均值为 有效值为 波形因数为 波峰因数为 而用来测量电压的指针式电压表中的检波器有多种形式，一般来说，具有不同检波特性的电压表都是以正弦电压的有效值来定度的，但是，除有效值电压表外，电压表的示值本身并不直接代表任意波形被测电压的有效值。因此，如何利用不同检波特性的电压表的示值（即读数）来正确求出被测电压的均值，峰值，有效值U，这便是一个十分值得注意的问题。 根据理论分析，不同波形的电压加至不同检波特性的电压表时，要由电压表读数确定被测电压的、U、，一般可根据表1的关系计算。 从表1可知，用具有有效值响应的电压表和平均值响应的电压表分别对各种波形的电压测量时，若读数相同，只分别表示不同波形的被测电压有效值U相同和平均值相同，而其余的并不一定相同。 表1 电压表 类型 平均值检波 有效值检波 波形 正弦 锯齿 三角 方波 正弦 锯齿 三角 方波 读数 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 A1 A2 A3 A4 三．实验设备与器材 1．万用表1台； 2．函数信号发生器 1台； 3．双踪示波器1台。 四．实验内容与记录 1．打开函数信号发生器的电源，选择产生1KHz左右的正弦波信号。 2．将函数信号发生器的信号线与万用表的输入端相接，调节函数信号发生器的幅度输出，使万用表的指示为0.7V。 3．打开示波器的电源，并进行校准。 4．将示波器探头与信号相接，并读出信号峰值，填入表2。 5．由函数信号发生器分别产生三角波、方波，并调节其幅度使电压表指示为0.7V，然后由示波器读出信号峰值，填入表2。 比较由各电压表读数计算出的峰值和由示波器直接读出的峰值是否一致，并将测量和计算结果填入表2。 表2 波 形 正弦 三角 方波 读 数 0．7V 0．7V 0．7V 由读数计算 示波器读数 6．按照上述操作方法，调节函数信号发生器的输出幅度，使示波器的峰值读数为1V，观测各种电压表的读数与波形的关系，测量结果填入表3，并求出电压测量的波形误差。 表3 输入波形 正弦波 三角波 方波 示波器读数 1V 1V 1V 万用表读数 六．实验预习与思考题 1．复习好《电子测量》中电压测量的有关章节。 2．参照仪器使用说明书，了解万用表、函数信号发生器及双踪示波器的使用方法。 3．详细阅读实验指导书，作好绘制波形和测试记录的准备。 4．实验过程中为了仪器的安全，电压表量程是否应尽量选大一些（如3V，10V甚至30V档）？ 5．为什么模拟电