电子测量(2348)自学考试大纲

-1-电子测量（2348）自学考试大纲一、课程性质与设置目的随着科学技术尤其是电子技术的迅速发展，电子技术领域内的各种技术指标、技术参量等的测量技术也得到了突飞猛进的发展。在目前测量技术中电子测量占据举足轻重的地位，因为许多的物理量最终会被转化成电量进行测量、分析，如现代化的大地测量、气象遥感、地质勘探等少不了应用电子技术进行测量。“电子测量”这门课程正是适应这种需要孕育而生的一门专业基础课程，对弱电类(如电子、通信、自控、计算机等)专业的学生学习掌握这方面的知识尤其重要，它不但为适应今后生产和科研中将会遇到的大量现代测量业务进行必要的准备，也对加深对本专业其它课程尤其是实践环节课程的理解有很好的作用。本课程为专业基础课,其内容基本分为三大部分，第一部分为测量误差和数据处理，着重介绍如何对测量的数据、误差进行科学地整理、分析，使表面独立离散的测量数据和误差能体现被测量的某种本质，学习这部分内容需要有一定的数学理论基础，是比较困难的一部分；第二部分为基本电子测量原理和方法，介绍电子测量中传统和经典的基本测量方法，其中许多方法是现代电子测量的理论基础，是本课程的重点，学习这部分内容之前必须学习某些相关专业课程，如电路分析、电子线路、信号等，需掌握一些待测对象相关参数的基本概念(如信号的电压、频率、噪声、频谱等)；第三部分为自动电子测量方法，介绍测量仪器微机化、测试系统自动化和一些新的测试技术(如数据城测量)，该部分只提供入门知识，主要内容在“智能仪器”等相关课程中再进一步介绍。二、课程内容与考核目标第一章绪论(一)、学习目的与要求：深刻理解电子测量的基本概念和所含盖的基本内容，理解测量的基本方法和电子仪器的功能、性能，了解计量的基本概念和管理方式。(二)、课程内容第一节电子测量一、电子测量的基本概念二、电子测量的一般方法-2-第二节电子测量仪器一、测量仪器的功能二、测量仪器的主要性能指标三、电子测量仪器的分类第三节计量一、计量的基本概念二、计量基准三、计量管理(三)、考核知识点与考核要求1、电子测量的基本概念，要求达到“识记”层次1.1、测量的基本概念1.2、电子测量的基本概念1.3、电子测量的内容1.4、电子测量的特点2、电子测量的一般方法，要求达到“识记”层次2.1、按测量手续分类2.2、按测量方式分类2.3、按被测量性质分类3、电子测量仪器3.1、测量仪器的基本功能与分类，达到“识记”层次3.2、测量仪的性能指标，达到“领会”层次4、计量，达到“识记”层次4.1、计量的基准4.2、计量的管理第二章测量误差与数据处理(一)、学习的目的与要求深刻理解误差分析的基本理论,熟练掌握数据记录整理的方法,掌握根据误差的规律正确选择测量仪器和测量方法来减小测量误差的方法，会用一些数学的理论帮助分析测量误差问题。(二)、课程内容第一节测量误差的基本概念-3-一、测量误差的来源二、测量误差的定义三、测量误差的分类四、测量误差对结果的影响第二节随机误差分析一、数学期望和标准偏差二、随机误差的正态分布三、随机误差处理中的其它问题1、测量结果的置信问题2、用统计学方法剔除异常数据3、有限次测量下测量结果的表达第三节系统误差分析一、处理系统误差的一般方法二、系统误差的消除第四节测量误差的合成与分配一、测量误差的合成二、测量误差的分配三、最佳测量方案的选择第五节测量数据处理一、数据的整理二、数据的点线表示三、数据的函数表示(三)、考核知识点与考核要求1、测量误差的基本概念，达到“识记”层次1.1、测量误差的来源1.2、测量误差的定义1.3、系统误差1.4、随机误差1.5、粗大误差1.6、测量误差对结果的影响-4-2、随机误差分析，达到“领会”和“简单应用”层次2.1、有限次测量值的算术平均值及其分布2.2、有限次测量值的数学期望2.3、贝赛尔公式2.4、随机误差的正态分布2.5、有限次测量下测量结果的表达3、系统误差分析3.1、系统误差的来源，达到“识记”层次3.2、系统误差的判断，达到“简单应用”的层次3.3、消除产生系统误差的来源，达到“领会”层次3.4、消除系统误差的典型测量技术，达到“领会”层次3.5、消除系统误差的其它方法，达到“领会”层次4、测量误差的合成与分配，达到“领会”和“简单应用”层次4.1、测量误差的合成4.2、测量误差的分配4.3、最佳测量方案的选择5、测量数据处理，达到“领会”和“简单应用”层次5.1、误差位对齐法5.2、有效数字的处理5.3、平滑法5.4、分组平均法5.5、最小二乘法5.6、回归分析法第三章常用电子仪器(一)、学习目的与要求深刻理解三种基本电子测量仪器的基本工作原理,熟练掌握三种基本电子测量仪器的基本使用方法，为后面章节中能灵活应用这些仪器进行测量打下基础。(二)、课程内容第一节示波器一、示波器的基本原理二、通用示波器三、示波器的多波形显示-5-四、取样技术在示波器中的应用五、波形的存贮与记忆六、示波器的使用第二节信号发生器一、信号发生器的分类二、信号发生器的工作特性三、信号发生器基本工作原理四、信号发生器举例第三节电压表一、电压测量的基本要求二、电压表的分类三、电压表的基本工作原理四、电压表举例(三)、考核知识点与考核要求1、示波器，主要达到“领会”和“简单应用”层次1.1、阴极射线示波器1.2、图像显示基本原理1.3、示波器的基本组成1.4、取样示波器的基本原理1.5、双踪示波器的显示原理1.6、示波器的电压测量、时间测量、相位测量、功能扩展，达到“综合应用”层次1.7、示波器的正确使用2、信号发生器，主要达到“领会”层次2.1、信号发生器的分类，达到“识记”层次2.2、信号发生器的频率、电压、输出特性，达到“识记”层次2.3、波段式信号发生器基本工作原理2.4、差频式信号发生器基本工作原理2.5、频率合成式信号发生器基本工作原理3、电压表，主要达到“领会”和“简单应用”层次3.1、电压测量的基本要求，达到“识记”层次3.2、峰值电压表工作原理3.3、均值电压表工作原理-6-3.4、有效值电压表工作原理第四章电压测量(一)、学习目的与要求熟练掌握电压的基本测量方法，深刻理解电压数字测量的基本方法，了解噪声电压的基本测量方法，理解电压的另一种表示方法--分贝的测量方法和表示方法。(二)、课程内容第一节交流电压测量一、均值电压表测量低频交流电压及误差分析二、有效值电压表测量低频交流电压及误差分析三、峰值电压表测量高频交流电压及误差分析第二节脉冲电压测量一、用示波器测量脉冲电压二、用脉冲电压表测量脉冲电压第三节分贝测量一、数学定义二、分贝的测量方法三、选频测量第四节噪声测量一、平均值电压表测噪声时读数的修正二、带宽准则三、满度波峰因数和测量时间的影响第五节电压的数字测量一、DVM的工作原理二、DVM的主要工作特性三、在DVM中的自动功能四、以电压测量为基础的数学仪表(三)、考核知识点与考核要求1、交流电压测量，达到“领会”和“简单应用”的层次-7-1.1、均值电压表测量低频交流电压及误差分析1.2、有效值电压表测量低频交流压及误差分析1.3、峰值电压表测量高频交流电压及误差分析2、脉冲电压测量，达到“领会”层次2.1、用示波器测量脉冲电压的基本原理2.2、脉冲电压表测量脉冲电压的基本原理3、分贝测量3.1、分贝的定义，达到“识记”层次3.2、分贝测量的基本原理，达到“领会”层次3.3、功率电平与电压电平的换算，达到“简单应用”层次3.4、选频测量，达到“领会”层次4、噪声测量4.1、平均值电压表测噪声时读数的修正，达到“领会”和“简单应用”层次4.2、带宽准则，达到“识记”层次4.3、满度波峰因数，达到“领会”层次4.4、测量时间的影响，达到“领会”层次5、电压的数字测量，达到“领会”层次5.1、非积分式DVM5.2、积分式DVM的特点5.3、双斜式积分DVM5.4、DVM的主要工作特性5.5、数字多用表基本工作原理5.6、阻抗的数字化测量的基本原理第五章频率与时间的测量(一)、学习目的与要求深刻理解和熟练掌握用电子计数测频、测周、测时间间隔的经典方法，理解这三种方法带来的测量误差，了解其它测量频率的方法和对标准频率源的基本指标测量。(二)、课程内容第一节概述一、时间的原始基准二、频率的定义与标准三、频率测量方法概述-8-第二节电子计数测频方法一、电子计数测频的原理二、误差分析三、频率计数器的组成第三节电子计数测周方法一、电子计数器测周的原理二、误差分析三、倒计数器第四节电子计数法测量时间间隔一、电子计数测量时间间隔的原理二、误差分析第五节其它测量频率的方法一、直读法测频二、比较法测频第六节标准频率源的测量一、频率准确度二、频率稳定度(三)、考核知识点与考核要求1、概述，达到“识记”层次1.1、时间的原始基准1.2、频率的定义与标准1.3、频率测量方法概述2、基本原理，达到“领会”层次2.1、电子计数测频的原理2.2、电子计数器测周的原理2.3、电子计数测量时间间隔的原理2.4、直读法测频2.5、比较法测频2.6、频率准确度2.7、频率稳定度-9-3、三种基本测量方法的误差分析，达到“领会”和“简单应用”层次3.1、＋1误差3.2、标准频率误差3.3、噪声干扰带来的误差第六章频域测量(一)、学习目的与要求深刻理解什么是频域测量和频谱仪的工作原理，熟练掌握频域测量的基本方法，掌握测量频谱的基本方法。(二)、课程内容第一节线性系统频率特性的测量一、正弦测量技术二、扫频测量技术三、多频测量第二节网络分析仪一、双口网络S参量理论二、S参数的测量第三节白噪声在线性系统测试中的应用一、多路通信中的白噪声测试二、非线性失真的动态测量三、用白噪声作测试信号估测系统工作性能第四节信号的频谱分析一、频谱仪的工作原理二、扫频外差式频谱仪三、频谱仪的工作特性四、频谱仪的正确使用(三)、考核知识点与考核要求1、线性系统频率特性的测量，首先达到“领会”层次1.1、线性系统频率特性的基本概念，还需达到“简单应用”的层次1.2、增益测量的基本原理，还需达到“简单应用”的层次-10-1.3、相位测量的基本原理，还需达到“简单应用”的层次1.4、扫频图示法的工作原理和动态特性，还需达到“简单应用”的层次1.5、扫频信号源的主要工作特性，还需达到“识记”的层次1.6、变容二极管和磁调制扫频的基本原理1.7、光栅增辉式图示方法的基本原理2、网络分析仪，首先达到“领会”层次2.1、双口网络S参量的基本概念，还需达到“简单应用”层次2.2、传输测量S参量的基本原理2.3、反射测量S参量的基本原理3、白噪声在线性系统测试中的应用，达到“领会”层次3.1、非线性失真、噪声测量的基本原理3.2、用白噪声估测系统工作性能的基本原理4、信号频谱分析，首先达到“领会”层次4.1、频谱的基本概念，达到“识记”层次4.2、模拟式频谱仪的基本原理4.3、扫频外差式频谱仪的基本原理4.4、频谱仪的工作特性4.5、频谱仪的正确使用，达到“简单应用”层次第七章数据域测量(一)、学习目的和要求深刻理解什么叫数据域测量，熟练掌握数据测量的基本方法,理解逻辑分析仪的工作原理，掌握状态和定时逻辑分析仪的基本使用方法。(二)、课程内容第一节数据域分析和数据域测试仪器一、数据域分析的基本概念二、数字系统的特点和对数据域测试的要求三、数据域测试仪器第二节逻辑分析仪的组成和工作原理一、逻辑分析仪的基本组成二、逻辑分析仪的触发三、逻辑分析仪的数据获取-11-四、逻辑分析仪的数据存贮五、逻辑分析仪的显示第三节逻辑分析仪的应用一、逻辑状态分析仪的基本应用二、逻辑定时分析仪的基本应用(三)、考核知识与考核要求1、基本概念1.1、数据域分析的基本概念，达到“领会”层次1.2、数字系统的特点，达到“识记”层次1.3、特征分析仪的工作原理，达到“领会”层次2、逻辑分析仪，首先达到“领会”层次2.1、逻辑分析仪的基本组成，达到“识记”层次2.2、逻辑分析仪的触发方式，达到“识记”层次2.3、逻辑分析仪的数据获取的主要方式2.4、同步采样的基本原理2.5、异步采样的基本原理2.6、逻辑分析仪数