电子测量技术实验指导书 安涛 安胖.docx
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电子测量技术实验指导书安涛安胖
电子测量技术
实验指导书
安涛主编
河北科技大学
信息科学与工程学院
2007.06
目录
实验一工作仪表的校准3
一、实验目的3
二、仪器设备3
三、实验步骤3
四、实验报告3
实验二测量误差自动数据处理程序的设计5
一、实验目的5
二、仪器和设备5
三、实验步骤5
四、参考程序5
实验三读出式示波器的应用9
一、实验目的9
二、仪器设备9
三、实验步骤9
四、实验原理电路9
实验一工作仪表的校准
一、实验目的
1、掌握数字电压表的基本原理和应用;
2、设计校准工作仪表的电路,并用该电路实现用数字电压表校验一般电压表或万用表,要求对电压表的精度,准确度等级有一定认识;
3、用智能型DVM校验数字万用表(DMM)。
二、仪器设备
1、TD1913B型DVM;
2、数字万用表VD890D;
3、高稳定度直流稳压电源;
4、可变电阻器。
三、实验步骤
1、设计校验电路;
2、按设计好的原理图连接电路,检查电路及所用仪器是否正常;
3、取被校表VD890D2V档的100Mv,200mV,……,1000mV,1100mV,……1900mV,1999mV共20个数据;同时测读校准表TD1913B2V显示的准确电压值,做记录;
4、电压极性变为“负”,重复第3项测量步骤;
5、根据校验点的数据,计算VD890D误差。
四、实验报告
分析、计算实验数据,通过计算被校验的数字万用表VD890D各个被校验点的误差,判定被校验表的准确度等级是否合格。
说明:
TD1913B型DVM为4位半,其固有误差为+/-(0.07%*读数+0.02%满量程);
VC890D型DMM为3位半
,其在2V档的固有误差为
(0.5%*读数+1个字)。
表1实验数据记录
V0
V1
V
Vmax
实验二测量误差自动数据处理程序的设计
一、实验目的
1、帮助学生加深对测量误差理论的理解,熟悉测量数据处理的方法和步骤,培养学生理论联系实际的能力。
2、以误差分析理论为基础,结合学生本人熟悉的计算机高级语言编制程序,实现误差数据的计算机自动分析、测量误差计算与实验数据处理。
3、编制高级语言程序,实现对实验一《工作仪表的校准》测量误差数据的自动处理:
(1)剔除坏值
(2)判断系统误差
(3)计算样本平均值、方差估计值和标准差估计值
(4)列出最终结果。
二、仪器和设备
1、微型计算机。
三、实验步骤
1、编制程序(课前布置,课余设计);
2、上机作业(输入的数据为实验一《工作仪表的校准》测量误差数据);
3、完成实验报告。
四、参考程序
#include“stdio.h”
#include“math.h”
defineN100
floatDatd[N],vi[N];
/*定义常用变量为全局变量*/
floatave,sumxi,sumvi,sums2,s,s2;
intn,h;/*h用来判断是否存在系统误差*/
/************************
函数名:
main()
函数功能:
主系统流程,输入数据、显示测量结果
*************************/
main()
{intI,c=2;
floatt=2.26;
floataves,aves2,u;
printf(“请输入要输入得数的个数:
”);
scanf(“%d”,&n);
printf(“请输入%d个数”,n);
for(I=0;Iscanf(“%f”,&Data[I]);
printf(“/n输入的%d个数为:
”,n);
for(I=0;Iprintf(“%f”,Data[I]);
printf(“剔除坏值并求测量值的方差与标准差”);
fun();/*Data[M]及n都定义为全局变量,所以只调用函数,不传递参数*/
printf(“判断有无线形系统误差:
”);
Deline()/*调用函数*/
printf(“判断有无周期性系统误差:
”);
Delcyc()/*调用函数*/
if(h=1);/*h=1说明存在系统误差*/
{c=sumvi/(float)n;/*消除系统误差*/
for(I=0;IData[I]=Data[I]+c;
Printf{“修正后的数据为:
”};
For(I=0;IPritf(“%f”,Data[I]);
Printf(“计算样本平均值的方差与标准差:
”);
aves2=s2/(float)n;
aves=sqrt(aves2);
printf(“/n样本平均值的方差为:
%f”,aves2);
printf(“/n样本平均值的标准差为:
%f”,aves);
if(n>20)u=c*aves;
elseu=t*aves;
printf(“测量结果的不准确度为:
%f”,u);
printf(“测量的最终结果为:
A=%f+-%f”,ave,u);
/*****************************************
函数名:
fun()
函数功能:
剔除坏值并求测量值的方差与标准差的估计值
******************************************/
voidfun()
{intI,j,k;
floatsumxi=0.0,sumvi=0.0,sums2=0.0;
floatAr[n],t;
for(I=0;I{sumxi=sumxi+Data[I];
sums2=sums2+Data[I]*Data[I];}
ave=sumxi/(float)n;
for(I=0;I{vi[I]=Data[I]-ave;
sumvi=sumvi+vi[I];}
s2=(sums2-n*ave*ave)/(float)(n-1);
s=sqrts2;
for(I=0;IAr[I]=fabs(vi[I]);
t=Ar[0];j=0;
for(I=0;Iif(Ar[I]>t)
{t=Ar[I];j=I;}
if((t-3*s)>=0)
{printf(“第%d个数据是坏值”,j++);
printf(“坏值=%f”,Data[I])
for(k=j+1;k{Data[j]=Data[k];n=n-1;}
fun();}
else{printf(“平均值为:
%f”,ave);
printf(“样本方差为:
%f”,s2);
printf(“样本方差为:
%f”,s);}
}
/********************************
函数名:
deline()
函数功能:
判断是否存在线性系统误差
*********************************/
voiddeline()
{intI;floatP=0.0,Q=0.0,M;
if(n%2=0)
{for(I=0;IP=P+vi[I];
For(I=n/2;IQ=Q+vi[I];}
else{for(I=0;I<(n-1)/2;I++)
P=P+vi[I];
for(I=(n-1)/2;IQ=Q+vi[I];}
M=P-Q;
If(M=e^-3)
Printf(“不存在线形系统误差”);
else
printf(“/n存在线形系统误差”);n=1;}}
/********************************
函数名:
delcyc()
函数功能:
判断是否存在周期性系统误差
*********************************/
voiddelcyc()
{intI;floatsum=0.0;
for(I=0;Isum=sum+vi[I]*vi[I+1];
if(fabs(sum)>sqrt(n-1)*s2)
{printf(“存在周期误差”);h=1;}
}
实验三读出式示波器的应用
一、实验目的
1、完成对指定信号的幅值、频率、周期的测量;
2、使用至少两种方法测量两个信号的相位差;
3、测量RC网络的幅频特性;
4、自行设计电路,应用读出式示波器测量二极管或三极管的伏安特性并绘制曲线。
二、仪器设备
1、读出式示波器SS-7802;
2、信号发生器GFG-8219A;
3、RC网络电路板。
4、高稳定度直流稳压电源;
三、实验步骤
1、对指导老师指定的信号进行测量,读出信号的幅值、频率、周期并填写实验报告。
2、测量两个同频信号的相位差(一路信号为基准信号,另一路信号为经过RC网络延迟的信号)。
注意,设计两种方法进行测量并填写实验报告。
3、设计实验方法测量RC网络的幅频特性,填写测量数据结果表并绘制幅频特性曲线。
*4、自行设计并搭建电路,应用读出式示波器测量二极管或三极管的伏安特性并绘制曲线,填写实验报告。
注:
实验第四步为选作。
四、实验报告
实验中幅频特性测量结果可以参考下面的表格填写
表2RC网络的幅频特性测量结果
频率
振幅
幅频特性曲线
V
f