《电子测量技术分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子测量技术分析（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、目 录1 课程的目的和意义12 主要研究内容和研究方法1 2.1 主要研究内容.1 2.2 主要研究方法.23 国内外的发展状况34 我国电子测量技术的不足35 激光测距仪说明46 电子测量技术的发展趋势47 常用电子测量仪器的使用方法5 7.1 熟悉掌握的电子仪器.5 7.1.1 双踪示波器.5 7.1.2 数字万用表.6 7.2 最有用的两种电子测量仪器.7 7.2.1 激光测距仪.7 7.2.2 数字式覆层测厚仪.88总结.99参考文献.111 课程的目的和意义杰出科学家门捷列夫曾说“没有测量，就没有科学”。测量技术是科学研究中信息的获取、处理和显示的重要手段，是人们从事客观世界并取得定
2、性或定量信息的基本方法，是信息工程的源头和重要组成部分。电子测量技术是指利用电子技术对电量或非电量进行测量的方法。它是进行军事装备研究，新产品试制和开发，以及生产与维护运转中不可缺少的测试手段和工具。一切重大的科学技术成就都与测试技术有直接关系。因此，电子测量技术的水平常常是衡量一个国家科技发展和生产技术水平的重要标志，也是军事实力的重要表现。电子技术在航空航天、工业、农业、交通运输、国防安全等国民经济诸多领域中得到了广泛应用，而电子测量又是电子技术信息检测的重要手段，它是一门发展快、应用面宽、实践性强的应用学科，在当今的信息化社会中正发挥这中流砥柱的作用。在我国实现四个现代化与中国梦的宏伟事
3、业中，科学技术的现代化是关键，科学实验手段的现代化是实现科学技术现代化的必要条件，而电子测量的方法与手段是否现代化正是科学实验手段是否现代化的必要条件，而电子测量的方法与手段是否现代化正是科学实验手段是否现代化的重要标志。宇宙飞船、航天飞机的发射，火箭、导弹飞行轨道的控制，人造卫星姿态的调整，核潜艇的潜、浮操纵，都必须有快速、精确的信息检测；现代化的大地测量、气象遥感、地震预测预报、震后救灾、医疗诊断等都少不了应用电子技术进行高精度的电子信息检测。2 主要研究内容和研究方法2.1 主要研究内容通常人们把电参数测量分为电磁测量和电子测量两类。电子测量的内容包括对电量和非电量所进行的测量。其中，对
4、电量的测量可细分为以下几分方面。l 电能量的测量：包括各种频率及波形下的电压、电流、功率、电场强度等的测量；l 电路参数的测量：包括各种频率及波形下的电压、电流、功率、电场强度等测量；l 特性曲线的测量：包括电阻、电容、电感、阻抗、品质因数、电子器件参数等的测量；l 电信号特征的测量：包括信号、频率、周期、时间、相位、调幅度、调频指数、失真度、噪声以及数字信号等的测量；l 电子设备性能的测量：包括放大倍数、衰减、灵敏度、频率特性、通频带、噪声系数的测量。2.2 主要研究方法在运用电子测量技术进行研究分析时，为了恰当实现对不同电参量的研究，应该运用不同的方法去研究。在研究随时间变化而变化的被测量
5、，采用时域研究方法；在研究获取待测量与频率之间的关系时，宜采用频域研究方法；在用逻辑分析仪等设备对数字量或电路的逻辑状态进行测量时，应采用数据域研究方法；在研究对各类噪声信号进行动态测量和统计分析时，最适合的研究方法就是随机方法了。3 国内外的发展状况电子测量仪器是知识和技术密集化，正处于高速发展中的行业。电子测量的基础是电子电路技术，同时也融合了信号处理、通信工程、数字技术、测量测试技术、计算机、微电子以及软件等技术共同构成的的单独的测量设备或系统。通过电量、光量等形式来实现对被测对象中的各项参数进行测量或对被测系统的运行进行一定的控制。由于各种相关技术的高速发展，并逐步应用到电子测量技术和
6、仪器中，再加上更高级的测量理论和方法不断出现，还有测量领域的不断拓展，电子测量仪器和设备已经在航空、航天、电视、广播、电子、能源、交通、通信以及信息系统、微电子和电子元器件测试等方面达到了新的高度，远远突破了传统仪器的测量范围和精度。快速、实时、精确、自动的测量已经成为现代测量技术和仪器的发展主流。大规模集成电路在20世纪的发展，同时促使了电子测量仪器技术的革命的发生。大规模集成电路的广泛使用，使得现代电子测量仪器功耗更低、体积更小、功能更全面、可靠性更高。经过几十年的发展，我国的电子测量仪器也取得了一定的成就，规模不断扩大，技术也不断更新。全球各大仪器厂商在我国市场的激烈竞争，也带动了我国本
7、土测试测量仪器研发与测试技术应用的迅速发展。4 我国电子测量技术的不足现在人们通过实践已越来越认识到测试技术的重要性，国内测试技术也已有了很大的发展，现在已基本上采用了标准化、模块化设计体制。已从CAMAC、PC总线、STD总线向VXI、PXI总线发展，从堆叠式测试系统向标准化、模块化测试系统发展，并先后研制出国产化VXI模件、VXI测试系统及PXI系统，使我国测试系统技术水平逐步进入国际先进行列。在航天器、武器系统的单元系统中也设计了自检测功能，但在实用的自动测试系统中，尤其在武器系统的测试中，缺少实用的人工智能测试技术，故障诊断水平低、实用性差、网络化水平低。从测试体制的变革方面，国内尚没
8、有边缘扫描技术和完善的智能内装测试系统。因此，与国外存在比较大的差距，国外20世纪八十年代末，九十年代初即提出了内装测试系统和可测试性概念，随后研制出了设备，并制订出了相应标准。近年来中国测量技术的可靠性和稳定性问题得到了很多方面的重视，状况有了很大改观。测试技术行业目前已经越过低谷阶段，重新回到了快速发展的轨道，尤其最近几年，中国本土测量技术取得了长足的进步，特别是通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面，与国外先进产品的差距正在快速缩小，对国外电子仪器巨头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟技术的发展，为中国的测试测量仪器行业带来了新的契机，加上各级政府日益重视，以及中国自主应用标准研
9、究的快速进展，都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计年鉴中可以看出，中国的测试测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中，无疑催生出了许多测试行业新创企业，也催生出了一批批可靠性和稳定性较高的产品。拥有中国该领域唯一重点实验室的中国电子集团公司第41研究所，凭借着本土测试领域的龙头地位，通过属下的青岛兴仪电子设备有限责任公司，成功地实现了由技术到产品的转化，开发出了多款具有很高技术水平的产品。该所研制出的高纯微波合成信号发生器、微波噪声系数分析仪、便携式射频频谱分析2.5Gb/sSDH/PDH数字传输分析仪、高性能的光通讯设备，包括光谱分析仪和高
10、性能微型光时域反射计，还有高速数字示波器等，目前都已经形成比较完整的产品系列。其中AV1489型高纯微波合成信号发生器采用全正向设计方法，突破了高纯度微波频率合成等多项关键技术；AV3984型微波噪声分析仪突破了智能微波噪声源等多项关键技术；AV4022型便捷式射频频谱分析仪突破了小型化设计与制造等关键技术，还有高性能的AV3600系列的宽带矢量网络分析仪，DT系列数字电视码流实时检测仪等。另外，该所还与海信集团一道，研制出了数字电视全部四个层次上的测试仪器。无疑这对中国的数字电视产业的发展将起到很大的推动作用。这些仪器除了能解决所有通用协议分析外以及物理层的各种指标的测试外，还有一个很重要的
11、特点，就是结合中国数字电视标准和特点，保留了很好的可升级性。5 激光测距仪说明激光测距技术是目前应用较为广泛的一种激光技术，它与其他常用的测距方法相比相比，具有操作方便、精度高和随时随地均可使用等优点。随着激光、数字信号处理、集成电路、精密机械等技术的快速发展，激光测距仪向着高精度、小型化、低功耗的方向不断改进，尤其是在半导体激光器的大规模使用后。且激光测距仪以其优良的精度性、便携性、易操作行等特性在军事上应用非常广泛。其在对空火炮和导弹防御保护措施、封锁光电飞行器、拦截飞机和导弹的攻击以及侦查等方面发挥着巨大的作用！激光测距仪，是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目
12、标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一。国外高炮激光测距仪发展与70年代初，大都采用YAG激光器。由于其测距精度和分辨率高、抗干扰性强，得到了广泛应用，国内高炮激光测距仪发展与80年代初，由于基础技术和工业与国外先进国家比较，尚存在一定差距，其中关键是Q开关速度和激光器冷却技术需要克服。激光测距仪广泛用于地形测量，战场测量，坦克，飞机，舰艇和火炮激光测距仪对目标的测距，测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。它是提高坦克
13、、飞机、舰艇和火炮精度的重要技术装备。由于激光测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用激光测距仪，可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。6 电子测量技术的发展趋势我国测试技术已经进入标准化设计阶段，而且已采用了工业界先进的计算机I/O总线标准和数字化总线、仪器总线相结合的标准，逐步接近国际先进水平。但如何进一步发展，发展的主要内容是什么，这是摆在从事测试技术的每个工程人员需要认真思索的问题。任何技术的发展均取决于社会发展的需求。根据安捷伦公司在1996年对检测成本统计：硬件成本6%，检测开发24%，检测操作57%，维护成本占13%。除了硬件成本外，其它三项基本是软件开发、维护、操作成本。因
14、此，对TPS的开发、移植、维护、重用，应是测试系统的重要研究内容。因此，美国在ABBET（广域测试）对测试软件作了重点描述和规范。它以信息模型对测试信息进行规格化描述，消除了层次间测试信息移植、共享和应用的障碍。将测试从宏观上划分为产品描述层、测试策略和要求层、测试过程层、测试资源管理层、仪器控制层等内容。其根本目的是建立一种通用的ATS开放系统体系结构，从该体系结构再衍生出由具体硬件、软件和系统实现的体系结构，达到测试贯穿于产品从设计思想到装备现场的整个寿命周期，包括从一个寿命周期阶段到另一个寿命周期阶段相关测试信息的传递；生成所需测试程序与过程中信息的使用；故障隔离和修理时，在编写报告和诊
15、断操作中测试维护信息收集和诊断信息反馈。同时通过渐近方法确定ATS开放系统体系结构。计划了四个发展项目，每个发展项目完成后，产生一个ATS开放系统体系结构的完好部件，从而增加了该体系结构的开放程度与能力水平。四个发展项目分别解决“仪器互换性和互操作性”、“TPS可移植性和互操作性”、“寿命周期信息交换”、“过程与工具”。通过四个发展项目产生了ATS信息架构和软件架构。在测试领域对人工智能技术应给予高度重视。21世纪的电子测量仪器随着芯片技术和DSP技术的发展将达到前所未有的高性能，随着计算机技术与仪器的进一步融合，仪器的易操作性，易升级性，测量能力，数据处理和分析能力，都得到了大幅度提高。与此同时，软件无线电正越来越多地被应用到各个领域
