电子测量技术-实验报告

《电子测量技术》实验报告姓名：学号：班级：组员：指导教师：实验日期：《电测技术》实验1实验一示波器波形参数测量一实验目的通过示波器的波形参数测量，进一步巩固加强示波器的波形显示原理的掌握，熟悉示波器的使用技巧。1.熟练掌握用示波器测量电压信号峰峰值，有效值及其直流分量。2.熟练掌握用示波器测量电压信号周期及频率。3.熟练掌握用示波器在单踪方式和双踪方式下测量两信号的相位差。二实验设备1.信号发生器,示波器2.电阻、电容等三实验步骤1．测量1kHZ的三角波信号的峰峰值及其直流分量。2．测量1kHZ的三角波经下图阻容移相平波后的信号错误!未找到引用源。的峰峰值及其直流分量。3．测量1kHZ的三角波的周期及频率。4．用单踪方式测量三角波、错误!未找到引用源。两信号间的相位差。5．用双踪方式测量三角波、错误!未找到引用源。两信号间的相位差。6．信号改为100HZ，重复上述步骤1~5。《电测技术》实验2四实验数据（一）、kHz1的三角波信号1．峰峰值VVpp110.1及其直流分量mVVDC96。2.经阻容移相平波后的信号0V的峰峰值mVVpp5.151及其直流分量《电测技术》实验3mVVDC0.101。《电测技术》实验43．周期msT010.1及频率kHzf990.0。4．用单踪方式测量三角波，0V两信号间的相位差msT212.0《电测技术》实验55．用双踪方式测量三角波，0V两信号间的相位差msT208.0。（二）、Hz100的三角波信号1．峰峰值VVpp01.1及其直流分量mVVDC95。2．经阻容移相平波后的信号错误!未找到引用源。的峰峰值mVVpp131及其直流分量mVVDC93。3．周期msT01.10及频率Hzf90.99。4．用单踪方式测量三角波，错误!未找到引用源。两信号间的时间差msT204.0。5．用双踪方式测量三角波，错误!未找到引用源。两信号间的时间差msT198.0。五、实验问题讨论1.测量相位差时，单踪和双踪哪种测量方式更准确？为什么？答：单踪方式测相位差更准确。选用双踪方式时，使用两个输入通道，双踪方式的扫描分为交替方式（ALT）和断续方式（CHOP）两种，均《电测技术》实验6会产生更大系统误差，这样产生的系统误差会更大；采用单踪方式时信号只需要从一个通道输入，不会产生过大的差异。因此单踪方式测量相位差更准确。2.在试验过程中，双踪示波器的扫描是工作在交替、还是断续方式？为什么？答：当输入信号为1kHz三角波时，示波器工作在交替方式；当输入信号为100Hz三角波时，示波器工作在断续方式。交替扫描即ACT是非实时的工作状态，开关速度比较低，这样的工作方式在测量低频信号时只有闪动出现。断续扫描即CHOP，这种工作方式开关转换速度高，两个波形的闪动现象，中间需要消隐，否则只有雾状图像。3.对于同一组移相电路，1KHz和100Hz的三角波经过移相变换后其相位和幅值有何不同？为什么？答：不同频率的信号将产生不同的输出信号：RC移相平波电路对于低频信号，幅值衰减较小，直流分量阻隔作用较大，相位移动较小；对于高频信号，幅值衰减较大，直流阻隔分量较小，相位移动较大。实验移相变换后，2')(1CRVVpppp错误!未找到引用源。，)arctan(CR,频率减小，移相后正弦波幅值变大，相位差变大。六、实验总结1.用示波器进行测量时，可采用光标测量。具体操作方法如下：（1）按错误!未找到引用源。选择功能：错误!未找到引用源。：光标水平放置，进行电压测量；错误!未找到引用源。：光标垂直放置，进行时间测量；OFF：光标消失，退出光标测量功能。《电测技术》实验7（2）按TCK/C2选择跟踪基线：C1，C2，C1和C2。（3）调节FUNCTION，以调整光标位置，其中，当选定C1和C2进行跟踪时，两光标保持间距不变进行位置移动。（4）在屏幕下方读出所测数据（错误!未找到引用源。）2.单踪方式与双踪方式：（1）进行测量时，触发信号应接外触发（待测信号），以免波形不稳；（2）对于示波器，单踪方式较双踪方式更为准确，且适用范围较广，因为双踪方式不可用于不相干信号的测量，否则会导致波形不稳定。但双踪方式在比较时更为直观（3）由以上分析可知：进行相位差的测量时，单踪方式的测量误差比双踪方式略小。其原因主要在于示波器在两种工作状态下的工作方式有所不同：双踪方式的扫描分为交替方式（ALT）和断续方式（CHOP）两种，均会造成微小误差，因而导致双踪工作方式的准确度略低于单踪工作方式。另外，交替扫描方式适用于高频信号，而断续扫描方式适用于低频信号。3.RC移相平波电路:对于低频信号，幅值衰减较小，直流分量阻隔作用较大，相位移动较小；对于高频信号，幅值衰减较大，直流阻隔分量较小，相位移动较大。因此，考虑到实际应用，使用RC电路进行隔直作用时，输入信号的频率尽量低。《电测技术》实验8实验二图示仪的使用及晶体管特性参数测量一实验目的通过图示仪对晶体管参数的测量使用，加强对图示仪的波形显示原理的掌握，熟悉图示仪的使用方法。1.学会用图示仪测量晶体三极管的特性参数。2.学会用图示仪测量二极管的特性参数。3.学会用图示仪测量稳压二极管的特性参数。二实验设备1.图示仪2.二极管、稳压二极管、晶体管9015、9013三实验步骤1.测量二极管的导通特性曲线。2.测量稳压二极管的正向、反向特性曲线。3.测量晶体管9015的特性曲线，计算错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。。4.测量晶体管9013的特性曲线，计算错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。、错误!未找到引用源。。《电测技术》实验9四实验数据1.测量二极管的导通特性曲线，二极管正极插入C口负极插入E口，测得曲线如下《电测技术》实验102.稳压二极管的正向特性曲线稳压二极管正极插入C口负极插入E口，测得曲线如下《电测技术》实验113.稳压二极管的反向特性曲线稳压二极管正极插入E口负极插入C口，测得曲线如下《电测技术》实验124.晶体管9015特性曲线（9015为PNP型三极管）可测得VVces16.0mAmAIc5.015.0《电测技术》实验13AIB225025.0AmAIIhBCfe按下零电流，即错误!未找到引用源。,适当的选择限流电阻错误!未找到引用《电测技术》实验14源。,适当的选择电压档位和极性，逐渐增加扫描电压，观测电流的变化，当发生电流突变时的拐点位置，即为击穿电压。如图可测得，ceoVV7610*6.75.晶体管9013的特性曲线（9013为NPN型三极管）《电测技术》实验15可测得VVces1.05.02.0mAmAIC221AIB10200102AmAIIhBCfe《电测技术》实验16按下零电流，即错误!未找到引用源。,适当的选择限流电阻错误!未找到引用源。,适当的选择电压档位和极性，逐渐增加扫描电压，观测电流的变化，当发生电流突变时的拐点位置，即为击穿电压。如图可测得，VVceo395*8.7五实验问题讨论1.测量二极管、稳压二极管的特性曲线时，如何注意Rc及扫描电压的档位？《电测技术》实验17解：RC应该调至适当的档位，保护被测电阻。测量正向特性时应将RC适当调大，使扫描的电流小于稳压管的最大电流，以免烧坏器件。扫描电压应调至“0”处，待实验开始后逐渐增大，但应小于器件的最大电压。2．测量晶体管的特性曲线时，为什么增加级数时，屏幕上的波形为什么会闪动？请你计算扫描一簇曲线所用的时间？解：增加簇数，使n增大，由错误!未找到引用源。知，错误!未找到引用源。要增大，阶梯波发生器开关速度低，重新产生增大后的阶梯信号会出现闪动。3.如何进行阶梯波的调零？解：以PNP型三级管为例，显示部分中间按钮按下，调零起始位置在右上角，级数选择“1”，最“左”位置。按下测量板上的“零电流”，调整Vce=10V，此时错误!未找到引用源。为错误!未找到引用源。，松开零电流，应使第一条线与错误!未找到引用源。重合，即阶梯调零旋钮。《电测技术》实验18实验三数值化测量仪的使用一实验目的通过数字化测量仪的使用，进一步巩固加强对数值化测量原理的掌握，不同数值化测量的误差分析及影响因素。1.学会用数字化测量仪测量信号的周期和频率。2.学会分析数字化测量的误差来源。3.掌握如何减少测量误差的措施。二实验设备1.信号发生器2.数字频率计三实验步骤1.将信号发生器置于30Vpp档，衰减置20dB，压入偏置电压开关，用测频的方法测量100Hz、1kHz、10kHz的方波2.将信号发生器置于30Vpp档，衰减置20dB，压入偏置电压开关，用测周的方法测量100Hz、1kHz、10kHz的方波《电测技术》实验19将测量数据添入下表。测频方法(kHz)测周方法（ms）档位0.1s1s10s0.1110100Hz0.1000010.10000140.100001499.9998499.99984969.99984751kHz1.000001.0000061.00000610.99999380.999993830.99999365100Hz10.000010.0000510.00001530.099999470.0999994580.099999459四实验问题讨论1.通过以上实验数据，请你分析该测量系统的误差来源，以及减少测量误差的措施和方法。答：（1）在测频时，测频总误差由计数误差xxTfTTNNN11和时基误差ccffTT两部分组成，总误差为)1(ccxxffNff。要减小测频误差，首先要在可能条件下加大计数值N。由于xTfN，所以闸门时间T适当长一些有利于减小误差。此外，被测频率xf高时，也有利于加大N并减小误差。同时，时基误差ccffTT也影响测频准确度，可根据仪器说明书给仪器预热足够时间，以保证时基的指标，通常其明显小于计数误差。如果被测信号上叠加了干扰，就会造成触发误差，这时可提高信噪比或调小通道增益来减小误差。（2）在测周时，误差分为基本误差)(ccxsssxxffTTTTNNTT和触《电测技术》实验20发误差mnxmxnVVTVVT21，则测周总误差为)1(mnccxsxxVVhffhTTTT。和测频类似，闸门时间越长，误差越小。当闸门时间一定时，频率越小，测量准确度越高。当采用h倍周期倍乘时，闸门时间由xT变成了xhT，计数误差进一步变小，并且凡用被测信号形成闸门的各种计数测量，均存在触发误差，或称转换误差，若信噪比越大，即mnVV越小，则触发误差越小。2．为什么在减小输入信号的幅值到一定程度时，测量数值相差会突然增大？答：计数器有规定的一定触发电平，在减小输入信号的幅值到一定程度时，便达不到电平要求，所以测量数值相差会突然增大。实验心得体会：这次实验让我从应用与实际操作层面更好的了解了电子测量的具体方法。以前仅仅是知道可以用一些专业仪器去测量一些特定的物理量，而经过这次实验，可以大概的了解这些量是如何在实际中被测出来的，并且认识了示波器，晶体管图示仪等仪器上各种旋钮及按键的功能，让我受益匪浅。在这次实验中，我遇到了一些实际操作中的困难。例如模拟示波器显示波形时出现闪动，接触不良波形不稳等客观情况。同时，我也出现了一些主观上的错误，这些错误也及时纠正了我的一些知识误区。例如，在示波器实验中，对于直流分量测量的过程不是很清晰，在经过讨论后我们还是请教了助教，在助教的耐心指导下我们最终顺利地完成了这一《电测技术》实验21项的测量。而在后面的图示仪实验中，我们也遇到了问题，例如不知道如何调节阶梯波的零点，通过同学们的互相讨论我们最终得出了较为完善的调零方案，并且相比于第一个示波器实验，我们更好更快地完成了任务，小组成员之间配合更加默契。通过这次实验，我们都提高了自己的团队协作精神，当有困难的时候，小组成员合理分工配合，分别查找资料，以及询问助教和老师，多方面