电子测量课程教学大纲.doc

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《电子测量》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程编号：

B05207

学分：

2.5

学时：

40学时（理论30学时，实验10学时）

先修课程：

电路、模拟电子技术、数字电子技术、微机原理等课程

后续课程：

智能仪器仪表

适用专业：

电子信息工程

建议教材：

张永瑞．电子测量技术（第二版）．高等教育出版社．2011（6-1）．

开课单位：

电子信息工程学院

二、课程的性质与任务

《电子测量》是电子信息工程专业的专业必修课程。

该课程包括电子测量的基本原理、测量误差分析、主要电子仪器的工作原理、性能指标、电参数的测试方法以及该领域的最新发展等。

电子测量是现代科学获取信息的重要手段，是从事现代电子科学研究的必备基础，也是培养学生“实践动手能力”的重要标志性课程。

其特点是综合性强、实践性突出、应用面广泛。

电子测量综合应用了电子、计算机、通信、控制等技术。

通过本课程的学习，培养学生具有电子测量和仪器方面的基础知识和应用能力，开拓学生思路，培养综合应用知识能力和实践能力；培养学生严肃认真，求实求真的科学作风，为后续课程的学习和从事研发工作打下基础。

三、课程教学内容与教学要求

（一）电子测量与计量的基本概念（2学时）

1．教学内容

测量和电子测量；电子测量的内容与特点；电子测量的一般方法；电子测量仪器概述；计量的基本概念。

信息的获取原理，测量的基本实现技术。

2．重点、难点

重点：

掌握测量与计量的基本概念，测量误差的概念与来源，测量的量值比较原理。

难点：

测量的量值比较原理。

3．教学要求

（1）了解常用测量方法和测量仪器的分类；

（2）掌握计量的概念；

（3）掌握电子测量的概念、特点；

（4）掌握电子测量常用仪器和常用方法。

4.课外学习要求

列举常用电子测量的实例，归纳电子测量方法及仪器的类别。

（二）测量误差分析及处理（2学时）

1．教学内容

误差的相关概念；测量误差的来源；误差的分类；随机误差分析；系统误差分析；系统误差的合成；测量数据的处理；测量方案选择等。

2．重点、难点

重点：

测量误差的估计和处理；测量不确定度。

难点：

测量不确定度的评定。

3．教学要求

（1）掌握误差的相关概念、分类、表示方法及公式；

（2）理解测量误差的来源；

（3）掌握随机误差分析方法并会熟练计算，掌握数学期望值、残差等的计算；

（4）掌握并会熟练计算正态分布、平均分布，能使用贝塞儿公式，掌握有限次测量的数据处理方法；

（5）掌握系统误差分析方法和合成方法，熟练相关计算。

4.课外学习要求

用万用表的交流500V档测量教室内电源插座上的市电交流电压10次，记下每次的测量值，最后根据10个测量数据写出测量结果表达式。

（三）信号发生器（4学时）

1．教学内容

信号源的作用和组成及分类，正弦信号源的性能指标；低频信号发生器和高频信号发生器的组成、原理；频率合成原理、分类、特点和发展，锁相环（PLL）的基本工作原理及性能（分辨力和频率范围），锁相环的几种基本形式；直接数字合成（DDS）基本原理。

2．重点、难点

重点：

低频信号发生器和高频信号发生器的组成、原理。

难点：

低频信号发生器和高频信号发生器的组成、原理。

3．教学要求

（1）理解信号发生器的分类，掌握评价信号发生器的性能指标；

（2）掌握采用RC文式桥振荡器构成的低频信号发生器的工作原理；

（3）了解超低频信号发生器的工作原理包括积分器构成的、函数信号发生器构成的和数字合成低频信号发生器；

（4）了解射频信号发生器含义，调谐信号发生器、锁相信号发生器、合成信号发生器工作原理；

4.课外学习要求

熟悉信号发生器的基本性能和使用操作方法，能熟练使用信号发生器设置所需信号的电压幅度、频率、周期、时间间隔和相位等参数。

（四）电子示波器（4学时）

1．教学内容

示波器的功能、分类和发展；模拟示波器的组成，CRT显示原理，垂直系统和水平系统电路原理；实时取样和等效取样原理，取样示波器组成原理；数字存储示波器组成和工作原理及特点、指标。

2．重点、难点

重点：

模拟通用示波器、数字存储示波器的工作原理及其应用。

难点：

示波器的工作原理及其应用。

3．教学要求

（1）掌握示波器组成结构、工作原理；

（2）掌握示波器的技术性能，掌握示波器基本部件，Y通道、X通道、增辉和Z轴调制、校正器的工作原理，掌握对应面板的按钮，会熟练使用示波器测量幅度、周期、相位差等；

（3）理解双踪和双线示波器的工作原理、区别并会使用；

（4）理解高速和取样示波器的原理，掌握非实时取样原理；

（5）理解记忆和存贮示波器原理。

4.课外学习要求

熟悉示波器的基本性能和使用操作方法，能熟练使用示波器观测各种信号的波形，测量信号的电压幅度、频率、周期、时间间隔和相位等参数。

（五）电压测量（4学时）

1．教学内容

电压测量的特点；模拟式直流电压测量；交流电压表征和测量方法；低频交流电压测量；电压的数字式测量。

2．重点、难点

重点：

交流电压的模拟化测量与数字化测量。

难点：

数字化测量。

3．教学要求

（1）了解电压测量的特点；掌握动圈式电压表的工作原理，电子电压表的工作原理；

（2）掌握交流电压的表征：

峰值、平均值、有效值的概念、换算，波峰因素、波形因素；

（3）掌握交流电压的测量原理，模拟式交流电压表的主要类型；

（4）掌握均值电压表和有效值电压表的工作原理，会使用其进行计算，掌握分贝值测量；

（5）掌握数字式电压表的组成原理，逐次比较型DVM和双积分型DVM的工作原理，会熟练使用及计算。

4.课外学习要求

自主设计“直流稳压电源”并实施测量，了解使用多种仪器对电子设备进行性能测试的基本方法。

（六）频率时间测量（2学时）

1．教学内容

时间、频率的基本概念，频率测量方法概述；计数法测频原理；电子计数法测周期的原理；电子计数法测量时间间隔；其他测量频率的方法：

直读法测频、比较法测频原理、用示波器测量频率和时间间隔。

2．重点、难点

重点：

时间与频率测量的数字测量方法，测频与测周的误差分析。

难点：

通用计数器的五种测量功能，以及测频与测周的误差分析。

3．教学要求

（1）了解频率和时间的定义、标准等相关概念；

（2）掌握计数法测频原理；

（3）掌握计数法测量周期的原理；

（4）理解计数法测量时间间隔；

（5）会熟练使用频率计；

（6）熟悉其他测频方法：

电桥法、谐振法、频率－电压转换法、拍频法、差频法、示波器法等的原理。

4.课外学习要求

分别用电子计数器和示波器，对低频信号发生器和高频信号发生器所产生的多种频率的正弦波信号进行频率测量，并进行比较。

（七）电路参数测量（8学时）

1．教学内容

相位差概念；示波器测量相位差的方法；相位差转换为时间间隔进行测量的方法；相位差转换为电压进行测量的方法；零示法测量相位差的方法；阻抗定义及表示方法；电阻器、电容器、电感器的电路模型；元件参数的测量原理和方法概述；仪器分类及应用；阻抗的模拟测量法、Q值测量；阻抗的数字测量法原理；数字LCR测量仪。

2．重点、难点

重点：

椭圆法测量相位；阻抗的模拟测量与数字化测量。

难点：

数字式测量。

3．教学要求

（1）掌握用示波器测量相位差的两种方法：

直读法和椭圆法；掌握阻抗定义及其表示方法，理解电阻器、电感器和电容器的电路模型；

（2）掌握模拟式直读相位计、数字式相位计的工作原理及测量方法；掌握电桥法测量阻抗的原理，电桥平衡条件等；

（3）理解相位差转换为电压测量的技术，差接式相位检波电路、平衡式相位检波电路的工作原理；掌握谐振法测量阻抗的原理，Q表原理；

（4）掌握零示法测量相位差，测量范围扩展的方法；掌握利用变换器测量阻抗方法。

4.课外学习要求

分别用万用电桥、Q表、数字LCR测量仪测量同一个电路网络的阻抗，学会使用多种电子仪器对网络参数进行测试的方法。

（八） 频域测量（2学时）

1．教学内容

线性系统频率特性的测量；网络分析仪；白噪声在线性系统测试中的应用；信号的频谱分析

2．重点、难点

重点：

线性系统频率特性的正弦测量、扫频测量、多频测量原理和测量方法；频谱分析仪的原理和使用方法。

难点：

线性系统频率特性的正弦测量、扫频测量、多频测量原理和测量方法；频谱分析仪的原理和使用方法。

3．教学要求

（1）掌握线性系统频率特性的正弦测量、扫频测量、多频测量原理和测量方法；

（2）熟悉网络分析仪的工作原理和主要用途，掌握S参数的测量方法；

（3）了解白噪声在线性系统测试中的应用；

（4）掌握频谱分析仪的原理和使用方法。

（九） 数据域测量与测量新技术（2学时）

1．教学内容

数据域测量的基本概念；数据域测量技术的特点和基本方法；逻辑分析仪的原理和使用方法；测量新技术 

2．重点、难点

重点：

数据域测量技术的特点和基本方法；逻辑分析仪的原理和使用方法 

难点：

逻辑分析仪的原理和使用方法

3．教学要求

（1）理解数据域测量的基本概念和测量技术；

（2）理解逻辑分析仪的工作原理；

（3）了解测量新技术。

4.课外学习要求

理解数据域测量的基本概念和测量技术，理解逻辑分析仪的工作原理。

四、课程学时分配

序号

模块（单元）名称

讲课

实验

1

电子测量与计量的基本概念

2

2

测量误差分析及处理

2

2

3

信号发生器

4

2

4

电子示波器

4

5

电压测量

2

6

频率时间测量

4

2

7

电路参数测量

8

2

8

频域测量

2

9

数据域测量与测量新技术

2

2

总计

30

10

五、课程考核与成绩评定

1.课程考核方式

考核方式采用闭卷笔试。

2.成绩评定

成绩由平时成绩、实验成绩和期末成绩三部分组成，平时成绩可包括课堂考勤、课堂提问、作业、期中考试等。

平时成绩10%，实验占20%，考试占70%。

六、课程学习参考资料

[1]古天祥．电子测量原理．机械工业出版社．2005年9月6日．

[2]李崇维、朱英华．电子测量技术．西南交通大学出版社．2005年8月1日．

制定人：

胡玫审定人：

批准人：

《电子测量》课程实验教学大纲

一、课程基本信息

课程编号:

B05207

课程类型:

专业课

总学时/实验学时：

10

适用专业:

电子信息工程

开课单位：

电子信息工程学院

二、课程性质的和任务

电子测量是一门实践性很强的科学，电子测量实验是巩固和加深电子测量理论，提高分析和解决实际问题能力的重要条件，也是对电子测量理论的必要补充。

通过本课程实验的学习，使学生熟悉基本电子测量工具的使用，掌握一些基本物理量的测量方法，培养整理实验数据和分析实验结果的能力，学会信号的波形、信号的频谱和系统频率特性曲线的绘制，并写出符合要求的实验报告。

培养学生利用现有仪器及实验条件设计验证实验的方法，并加深理解和巩固理论教学知识，了解电子测量技术和仪器发展动态，逐步培养和提高学生的基本实验技能和运用理论解决实际问题的能力，为今后学习和工作奠定坚实的技术基础。

三、实验教学基本要求

简要说明学生通过本课程实验应达到哪些要求。

四、实验项目与内容

序号

实验项目名称

实验内容与要求

实验学时

实验类型

实验要求

1

数据的误差处理

用普通万用表多次测量电阻的电阻值，并与其高精度万用表测量值比较；测量数据的误差分析及其处理。

2

验证

必做

2

常用电子测量仪器的使用

示波器校准信号的测试；函数发生器的输出频率