电子测量技术结业论文
张秋红
2011年4月
摘要：作为一名2211世纪的大学生，在科技迅速发展的时代，掌握一定电子测量技术能力是相当必要的。电子测量是泛指以电子技术为基本手段的一种测量。在电子测量过程中，是以电子技术理论为依据，以电子测量仪器和设备为手段，对各种电量、电信号及电路元器件的特性和参数进行测量，还可以通过各种传感器对非电量进行测量。电子测量涉及从直流到极宽频率范围内所有电量、磁量以及各种非电量的测量。如今，电子测量已成为一门发展迅速、应用广泛、精确度越来越高、对现代科学技术的发展起着巨大推动作用的独立学科。电子测量不仅应用于电学各专业，也广泛应用于物理学、化学、光学、机械学、生物学、医学等科学领域以及生产、国防、交通、信息技术、贸易、环保乃至日常生活领域等各个方面。电子测量在信息技术产业中的地位尤为显著。信息技术产业的研究对象及产品无一不与电子测量紧密相连，从元器件的生产到电子设备的组装调试，从产品的销售到维护都离不开电子测量。电压表具有电路简单、成本低、测量、使用方便等特点，但测量精度较差、输入阻抗不高。数字电压表的种类很多，但其基础都是直流数字电压表，它是用来测量直流电压的，其核心部件是A/D转换器。按工作原理划分：比较型、电压时间转换型、积分型、复合型、特殊型。直流数字电压表主要由模拟量-数字量转换器、计数器、译码显示器和控制器等组成。多用数字电压表是在直流数字电压表的基础上扩展而来的利用交流-直流转换器、电流-电压转换器、电阻-电压转换器等。数字电压表与模拟式电压表相比具有以下特点：准确度高、分辨率高、输入阻抗和0电流、测量速度快、响应时间、抗干扰能力强（SMRR=20lgU(dB)、CMRR=20lgU/U(dB)电压表一般可达10-4～10-7量级；交流电压表的测量精确度可达10-2～10-4量级。在测量精确度要求不高时，可选用测量精确度在1%～3%左右的电压表。电压表精确度表示方法如下：
（1β%Um
具有线性刻度的模拟式电压表一般采用这种表示方法，式中±β%为满度相对误差，Um为电压表满刻度值。
（2α%Ux
具有对数刻度的电压表一般采用这种表示方法，式中±α%为读数相对误差，Ux为电压表测量读数值。
（3α%Ux+β%Um)
数字电压表一般采用这种表示方法。
电子示波器
电子示波器是以短暂扫迹的形式显示一个量的瞬时值的仪器，也是一种测量、观察、记录的仪器。它是一种直观、通用、精密的测量工具，并能实现对某些物理量的变换或存储。
这一章节是重点内容，老师特别强调这一章一定要学好。四年后我们比普通工人强就强在这里，我们会用示波器。电子示波器的主要特点是：
由于电子束的惯性小，因而速度快，工作频率范围宽，适应于测试快速脉冲信号。
测试灵敏度高。因为配有高增益放大器，所以能够观测微弱信号的变化。因为没有采用表针指示方式，所以它的过载能力强。
输入阻抗高。
随着微处理器、单片机和计算机技术在电子示波器领域里得到了越来越广泛的应用，使电子示波器的测量功能更强大。
电子示波器可分为9类：模拟示波器、取样示波器、存储示波器、数字智能化示波器、电视示波器、逻辑分析仪、XY示波器、显示器、特种示波器等。
电子示波器的核心部件是示波管，近代电子示波器多采用高灵敏度示波管。示波管主要由电子枪、偏转系统及电子束偏转规律、荧光屏。如图所示为示波管的原理图，电子枪中炽热的金属丝可以发射电子，初速度很小，可视为零。电子枪的加速电压为U0，紧挨着是偏转电极YY′和XX′，设偏转电极的极板长均为，板间距离均为d，偏转电极XX′的右端到荧光屏的距离为。电子电量为e，质量为m（不计偏转电极YY′和XX′二者之间的间距）、在YY′、XX′偏转电极上不加电压时，电子恰能打在荧光屏上坐标的原点。
在大多数电子束线管中，电子束都在互相垂直的两个方向上偏移，以使电子束能够到达电子接受器的任何位置，通常运用外加电场和磁场的方法实现，如示波管、显像管等器件就是在这个基础上运用相同的原理制成的。电偏转原理如图4－17－1所示。通常在示波管（又称电子束线管）的偏转板上加上偏转电压V，当加速后的电子以速度v沿Z方向进入偏转板后，受到偏转电场E（Y轴方向）的作用，使电子的运动轨道发生偏移。假定偏转电场在偏转板l范围内是均匀的，电子作抛物线运动，在偏转板外，电场为零，电子不受力，作匀速直线运动。在偏转板之内
式中v为电子初速度，Y为电子束在Y方向的偏转。电子在加速电压VA的作用下，加速电压对电子所做的功全部转为电子动能，则。
将E＝V／d和v2代入式，得
电子离开偏转系统时，电子运动的轨道与Z轴所成的偏转角的正切为
设偏转板的中心至荧光屏的距离为L，电子在荧光屏上的偏离为S，则
代入式，得
由上式可知，荧光屏上电子束的偏转距离S与偏转电压V成正比，与加速电压VA成反比，由于上式中的其它量是与示波管结构有关的常数故可写成
ke为电偏常数。可见，当加速电压VA一定时，偏转距离与偏转电压呈线性关系。为了反映电偏转的灵敏程度，定义
称为电偏转灵敏度，单位为毫米/伏。越大，表示电偏转系统的灵敏度越高
频带宽度BW和上升时间tr2、扫描速度是单位时间内亮点水平移动距离，单位“cm/s”
或“div/s”（1div读作1格，1格一般等于1cm）。扫描速度越快，显示的波形越宽，反之，越窄。扫描速度的倒数称为“时基因数”，单位为“t/cm”或“t/div”，t可取μs、ms或s。3、偏转因数是指在输入信号作用下，亮点在荧光屏上移动1cm或1div所需的电压值4、示波器输入阻抗Zi，即被测电路的等效负载，可等效为输入电阻Ri和输入电容Ci的并联5、输入方式即输入耦合方式，一般有直流（DCAC）和（GND）三种耦合方式。6.触发源选择方式运用取样技术把高频信号变成波形与之相似的低频或中频信号后进行波形显示的示波器为取样示波器，它可以观测吉赫兹以上的超高频信号。取样示波器取样技术的实质是频率变换，它的取样方式有实时取样与非实时取样两种方式。测量高频信号应采用非实时取样技术。取样示波器主要由主机、Y通道和X通道三部分组成。数字存储示波器采用数字电路，将输入的模拟信号先经A/D变换器变换成数字信息，存储于数字存储器中，需要显示时，再从存储器中读出，通过D/A变换器将数字信息变换成模拟信号显示在荧光屏上。将数字存储技术和CPU微处理器用于取样示波器，可以构成存储取样示波器。数字存储示波器的触发包括常态触发和预置触发两种方式。数字存储示波器的显示方式包括存储显示方式、抹迹显示、卷动显示、放大显示及X-Y显示等五种方式
示波器探头对测量结果的准确性以及正确性至关重要，它是连接被测电路与示波器输入端的电子部件。最简单的探头是连接被测电路与示波器输入端的一根导线，但是探头都需考虑屏蔽措施及外界电磁场的干扰，而本身等效电容的大小，也会影响探头接入电路时，被测电路增加的负载，严重时就会影响到被测信号的失真。
结束语
本完成，凝聚着师的心血和汗水，在学习，也始终感受着的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向老师表示深深的感谢和崇高的敬意。
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