北京交通大学电测技术实验报告综述.docx
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北京交通大学电测技术实验报告综述
电气工程学院
电测技术实验报告
电测技术实验成绩评定表
姓名
学号
实验名称：
《电测技术》实验
实验验收或提问记录：
成绩评定依据：
实验预习报告及方案设计情况（30％）：
实验考勤情况（15％）：
实验操作情况（30％）：
实验总结报告与答辩情况（25％）：
最终评定成绩：
指导教师签字：
年月日
电测技术实验报告
实验一：
示波器波形参数测量
一、实验目的
通过示波器的波形参数测量，进一步巩固加强示波器的波形显示原理的掌握，熟悉示波器的使用技巧。
1.熟练掌握用示波器测量电压信号峰峰值，有效值及其直流分量。
2.熟练掌握用示波器测量电压信号周期及频率。
3.熟练掌握用示波器在单踪方式和双踪方式下测量两信号的相位差。
二、实验预习
◆示波器能直接观测并真实显示被测信号的波形；
◆作为时域测试典型仪器，能检测信号波形是否正常，有无失真以及相关关系；
◆可显示两个变量之间的关系，可作为X-Y图示仪使用；
◆可用于各种电量和非电量的测试和测量；
◆是对信号进行定性和准定量分析与测量的可视化手段。
三、实验仪器与设备
信号发生器，示波器，电阻，电容等。
四、实验内容
分别测量1KHZ和100HZ三角波的峰峰值及其直流分量、周期和频率，并分别用单踪方式和双踪方式测量两信号间的相位差。
五、实验步骤
1．测量1kHZ的三角波信号的峰峰值及其直流分量。
2．测量1kHZ的三角波经下图阻容移相平波后的信号V0的峰峰值及其直流分量。
3．测量1kHZ的三角波的周期及频率。
4．用单踪方式测量三角波、V0两信号间的相位差。
5．用双踪方式测量三角波、V0两信号间的相位差。
6．信号改为100HZ，重复上述步骤1~5。
六、实验数据及分析
1、测量1kHz、100Hz三角波以及经阻容移相后的正弦信号峰峰值及直流分量。
1）1kHz三角波峰峰值：
2）1kHz三角波直流分量：
3）1KHz正弦波峰峰值：
4）1kHz正弦波直流分量：
5）1kHz三角波周期及频率：
6）100Hz三角波峰峰值：
7）100Hz正弦波峰峰值：
8）100Hz正弦波直流分量：
9）100Hz三角波周期及频率：
实验数据：
频率
波形
峰-峰值（V）
直流分量（V）
实际测
量频率
周期
频率
1kHz
三角波
5.560
2.570
1.0011
kHz
0.996
ms
1.011
KHz
正弦波
0.796
2.540
100Hz
三角波
5.490
2.540
100.02kHz
9.950
ms
100.02
Hz
正弦波
4.090
2.590
2、用单踪方式测量两信号间的相位差。
1）当f=1KHz时：
2）当f=100Hz时：
实验数据：
经计算得到，两种频率下做实验得到的相位差如下：
频率
相位差
1kHz
35.78︒
100Hz
14.09︒
3.用双踪方式测量两信号间的相位差；
1）1kHz的情况：
2）100Hz波形如下：
实验数据：
频率
相位差
1kHz
36.14︒
100Hz
13.73︒
七、思考题
1、测量相位差时，你认为双踪、单踪测量哪种方式更准确？
为什么？
答：
双踪方式测量相位差更准确，选用双踪方式时，使用两个输入通道，可以把两个通道的信号特性同时显示在示波器屏幕上，此时测量相位差一目了然，而采用单踪方式时，信号只能从一个通道输入，两个波形无法同时显示，相位差测量容易产生较大误差。
2、你认为在实验过程中，双踪示波器的扫描时工作在交替还是断续方式？
为什么？
答：
当信号为1KHZ时，扫描时工作在交替方式；当信号为10HZ时，扫描时工作在断续方式。
因为：
交替：
按锯齿波扫描频率在两通道间周期切换。
用于观察较高频率信号。
在同时观察两个不相关信号波形时，必须使用交替方式才能使两个不相关信号波形同时稳定。
断续：
在一个锯齿波扫描周期内，以一定的频率在两通道间高速切换，这个切换频率称为断续频率，不同的示波器断续频率不同，适用于观察较低频率信号波形。
3、对于同一组移相电路，1kHz和10Hz三角波经过移相变换后，其相位、幅值有何不同？
为什么？
答：
移相变换后，由Φ=-arctan（RωC）,
可得，频率减小，移相后正弦波幅值变大，相位差变小。
实验二：
图示仪的使用及晶体管特性参数测量
一、实验目的
通过图示仪对晶体管参数的测量使用，加强对图示仪的波形显示原理的掌握，熟悉图示仪的使用方法。
1.学会用图示仪测量晶体三极管的特性参数。
2.学会用图示仪测量二极管的特性参数。
3.学会用图示仪测量稳压二极管的特性参数。
二、实验预习
1、二极管特性曲线
2、三极管特性曲线
三、实验仪器与设备
1．图示仪
2．二极管、稳压二极管、晶体管9012、9013
四、实验内容及步骤
1．测量二极管的导通特性曲线。
2．测量稳压二极管的正向、反向特性曲线。
3．测量晶体管9012的特性曲线，计算Vces、Vceo、Iceo、hfe。
4．测量晶体管9013的特性曲线，计算Vces、Vceo、Iceo、hfe。
五、实验数据及分析
1．测量二极管的导通特性曲线。
2．测量稳压二极管的正向、反向特性曲线。
（1）正向：
Y轴电流：
0.02mA/度;
X轴电压：
1V/度;
所以，读出正向稳压：
0.7V;
（2）反向
Y轴电流：
0.2mA/度
X轴电压：
1V/度
所以，读出反向击穿电压：
2V
3．测量晶体管9012的特性曲线，计算Vces、Vceo、Iceo、hfe。
（1）Y轴集电极电流：
0.02mA/度，X轴集电极电压：
1V/度，
基极阶梯信号：
0.002mA/级，所以Iceo=0.008mA。
（2）Y轴集电极电流：
5mA/度，X轴集电极电压：
0.5V/度，基极阶梯信号：
0.1mA/级，取Ic=10mA时，Vces=0.1V。
（3）Y轴集电极电流：
1mA/度，X轴集电极电压：
0.5V/度，基极阶梯信号：
1mA/级，读得:
=1mA,
=0.05mA，
，则
=20。
（4）Y轴集电极电流：
2mA/度，X轴集电极电压：
2V/度，基极阶梯信号：
0.05mA/级，读出Vceo=6V。
4．测量晶体管9013的特性曲线，计算Vces、Vceo、Iceo、hfe。
（1）Iceo
Y轴集电极电流：
0.01mA/度
X轴集电极电压：
0.2V/度
基极阶梯信号：
0.001mA
=0.001mA最低级，时可近似取得Iceo=0.004mA
（2）Vces
Y轴集电极电流：
5mA/度
X轴集电极电压：
0.1V/度
基极阶梯信号：
0.2mA
取Ic=10mA时对应的电压即Vces=0.04V。
（3）hfe
Y轴集电极电流：
1mA/度
X轴集电极电压：
1V/度
基极阶梯信号：
0.05mA/级读得:
=0.8mA,
=0.05mA，
，
=16
（4）Vceo
Y轴集电极电流：
1mA/度
X轴集电极电压：
2V/度
基极阶梯信号：
0.05mA/级
读出Vceo=8.4V
六、思考题
1.测量二极管、稳压二极管的特性曲线时，如何注意Rc及扫描电压的档位？
答:
RC应该调至适当的档位，保护被测电阻。
测量正向特性时应将RC适当调大，使扫描的电流小于稳压管的最大电流，以免烧坏器件，扫描电压应调至“0”处，待实验开始后逐渐增大，但应小于器件的最大电流。
2.测量晶体管的特性曲线时，为什么增加级数时，屏幕上的波形为什么会闪动？
请你计算扫描一簇曲线所用的时间？
答：
增加簇数，使n增大，Ts=nTc，则Ts要增大，阶梯波发生器开关速度低，重新产生增大后的阶梯信号会出现闪动。
3.如何进行阶梯波的调零？
答:
以PNP型三极管为例，显示部分中间按钮按F，调零起始位置在右上角，级数选择“1”，按下测量板上的“零电流”，调整Vce=10V，松开“零电流”，应使第一条线与Lceo重合。
实验三：
数值化测量仪的使用
一、实验目的
通过数字化测量仪的使用，进一步巩固加强对数值化测量原理的掌握，不同数值化测量的误差分析及影响因素。
1.学会用数字化测量仪测量信号的周期和频率。
2.学会分析数字化测量的误差来源。
3.掌握如何减少测量误差的措施。
二、实验仪器与设备
1.信号发生器
2.数字频率计
三、实验内容及步骤
分别用测频、测周的方法测量100Hz、1kHz、10kHz的方波。
四、实验数据及分析
测频方法（kHz）
测周方法（ms）
档位
0.1s
1s
10s
1
10
100
100Hz
0.100933
0.1008895
0.100849
9.91103
9.913592
9.91748
1kHz
1.00089
1.00073
1.00047
0.999294
0.9993860
0.99961565
10kHz
10.0133
10.01417
10.015562
0.0998765
0.09986348
0.099832931
五、思考题
1．通过以上实验数据，请你分析该测量系统的误差来源，以及减少测量误差的措施和方法。
答：
在测频时，相对误差由量化误差和标准频率误差两部分组成。
当频率一定，闸门时间越长，测量标准度越高，当闸门时间一定时，频率越高，测量准确度越高。
解决方法：
1）选择准确性高，稳定性高的晶振作为时标信号发生器；
2）在不使计数器产生溢出的情况下加大分频器的分频系数，扩大主门的开启时间；
3）对于随机的计数误差可提高信噪比或调小通道增益来减小误差。
在侧周时，误差有量化误差，转换误差，标准频率误差，当频率一定，闸门时间越长，测量准确度越高，当闸门时间一定时，频率越小，测量准确度越高。
解决方法：
1）采用多周期测量;
2）选用小时标；
3）测量过程中尽可能提高信噪比。
2．为什么在减小输入信号的幅值到一定程度时，测量数值相差会突然增大？
答：
在减小输入信号的幅值到一定程度时，测量无法满足计数器要求的触发电平，所以相位差会突然增大。
【总结与体会】
实验之前没有认真阅读示波器的使用说明书，直接导致实验刚开始时找不到头绪，不知道如何下手。
后来听老师的仔细讲解和询问同学才逐渐找到要点，并通过和组员的多次琢磨和动手实践，才最终将实验顺利完成。
电测这门课程是动手操作性很强的课，对于各种实验仪器单单从课本上去学习它的工作原理是不够的，只有在实验时多动手多实践才能逐渐掌握其要点，以后才能更好的利用各种仪器。
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