《測量技術(shù)基礎(chǔ)》實驗指導(dǎo)書張海燕編計算機與信息學(xué)院二O一三年十月實驗一、示波器的基本原理及其應(yīng)用實驗?zāi)康?、了解通用示波器和數(shù)字實時示波器的基本組成和工作原理2、掌握通用示波器和數(shù)字實時示波器測量電壓、時間、相位的基本方法3、掌握示波器的基本應(yīng)用實驗儀器1、雙蹤示波器一臺2、數(shù)字示波器一臺3、函數(shù)信號發(fā)生器一臺4、移相器一個實驗內(nèi)容1、掌握通用示波器、數(shù)字實時示波器的基本組成和工作原理，主要控制旋鈕的作用以及測量電壓、時間、相位差的基本方法。2、示波器X軸、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的靈活應(yīng)用向X軸、Y軸輸入2KHz的正弦信號，分別顯示下列圖形：一個光點（調(diào)節(jié)各控制旋鈕使光點亮度適中，聚焦良好）一條垂直線一條水平線一條45°斜線在示波器屏幕上分別顯示10個、3個、1個周期波形。以上各步驟除調(diào)出圖形外，應(yīng)記錄或說明各主要控制旋鈕所放置的位置或范圍。3、電壓測量由信號發(fā)生器輸出1KHz的脈沖信號，測量其幅值。（1）直接測量法直接從示波器屏幕上量出被測電壓波形的高度，然后換算成電壓值。若已知Y通道的偏轉(zhuǎn)靈敏度為Ｖy，Y軸通道處于“校正”位置，被測電壓波形峰-峰高度為h,則可求被測電壓值：Ｖp-p=Ｄy*hV/div檔級讀數(shù)（格）Vp-p（2）比較測量法比較測量法就是用已知電壓值（一般為峰-峰值）的信號波形與被測信號電壓波形比較，并算出測量值。被測信號高度h1比較信號高度h2比較信號電壓Vp-p被測信號電壓Vp-p4、時間的測量測量一個脈沖信號的時間參數(shù)。目前，示波器是測量脈沖時間參數(shù)的主要工具。（1）記錄數(shù)據(jù)被測參數(shù)周期T脈沖寬度τ上升時間tr下降時間tf占空比選被測信號頻率為1KHz測量值（2）在坐標(biāo)紙上畫出觀察到的波形，標(biāo)上參數(shù)。5、相位差的測量（1）線性掃描法利用示波器的多波形顯示，是測量信號間相位差的最直觀、最簡便的方法。自己設(shè)計一個相移網(wǎng)絡(luò)，將信號發(fā)生器輸出的正弦信號直接加入ＹA通道，經(jīng)相移網(wǎng)絡(luò)輸出的信號加入ＹB通道，相移網(wǎng)絡(luò)參數(shù)（C=0.01uF，R=1.2K），根據(jù)測量數(shù)據(jù)計算v1、v2的相位差。信號頻率500Hz10KHz10MHz周期T時間差T1相位差要求：在坐標(biāo)紙上畫出相移網(wǎng)絡(luò)的輸入/輸出信號波形，并標(biāo)上參數(shù)。計算理論值，并與實測值進行比較，求出測量誤差γ，分析誤差產(chǎn)生的原因。（2）橢圓法（李沙育圖形法）測相位信號發(fā)生器輸出的正弦信號加入Y通道，經(jīng)相移網(wǎng)絡(luò)輸出的信號加入X通道，在兩信號同頻等幅（或不等幅）情況下，記錄數(shù)據(jù)，并計算兩信號相位差。信號頻率500Hz10KHz10MHzY(X)軸向截距Y(X)軸向最大偏轉(zhuǎn)距離相位差要求：在坐標(biāo)紙上畫出相移網(wǎng)絡(luò)的輸入/輸出信號波形，并標(biāo)上參數(shù)。計算理論值，并與實測值進行比較，求出測量誤差γ，分析誤差產(chǎn)生的原因。頻率比的測量從示波器X、Y輸入端分別輸入兩個不同頻率的信號，根據(jù)示波器上顯示的波形測量頻率比。用數(shù)字示波器重復(fù)上述步驟。完成上述任務(wù)yon后，寫出合格的實驗報告。四、思考題：用雙蹤示波器測量兩個有相位差的電信號時，熒光屏上顯示的是兩個同相位的信號（即相位差為零），試分析是哪些方面使用不當(dāng)造成的？實驗二、電壓的測量實驗?zāi)康牧私饩哂胁煌瑱z波器響應(yīng)的電壓表的刻度特性實驗儀器SH2172型交流毫伏表一臺DA22型超高頻毫伏表一臺DA30型交流有效值電壓表一臺雙蹤示波器一臺函數(shù)信號發(fā)生器一臺實驗原理通過教材有關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)可知，用電壓表測量任意波形的信號電壓時，除有效值電壓表外，其表頭所指讀數(shù)并無實際意義，而必須通過波形因數(shù)（對均值表）或波峰因數(shù)（對峰值表）的換算，才能得到被測信號電壓的有效值，而在進行這一換算時，必須知道所用電壓表檢波器的工作狀態(tài)。對于峰值表，其表頭指針的偏轉(zhuǎn)僅與被測信號的峰值成正比例關(guān)系；而對均值表，其表頭指針的偏轉(zhuǎn)只與被測信號的均值成正比例關(guān)系。但一般而言，電壓表的表頭刻度都是按正弦有效值刻度。根據(jù)這一原理就可以設(shè)計一些方案來判斷電壓表中檢波器的工作狀態(tài)，從而正確使用三種交流電壓表。表1幾種常見交流電壓的波形參數(shù)被測波形波形峰值有效值平均值波形因數(shù)波峰因數(shù)正弦型Vp三角波Vp方波Vp要求：復(fù)習(xí)所學(xué)知識，填寫表1內(nèi)容實驗內(nèi)容1.用DA22型電子電壓表分別測量峰值相等，波形不同的三種信號電壓（用示波器監(jiān)視調(diào)節(jié)三個信號幅度相等），以驗證DA22型檢波器工作在峰值檢波狀態(tài)。掌握峰值表的刻度特性。DA22峰值檢波狀態(tài)驗證數(shù)據(jù)記入下表：波形信號頻率示波器顯示VpDA22讀數(shù)有效值正弦波方波三角波分析DA22的峰值檢波工作狀態(tài)2.設(shè)計一種實驗方案，判斷SH2172型交流毫伏表的檢波器工作狀態(tài)(1)檢測SH2172的檢波工作狀態(tài)，數(shù)據(jù)填入下表：波形信號頻率示波器顯示VpSH2172讀數(shù)有效值正弦波方波三角波分析SH2172的檢波工作狀態(tài)。3.分別用SH2172、DA22、DA30測量同一方波信號，并將三種表測量結(jié)果記錄