电子测量技术与仪器

电子测量技术与仪器（共12篇）

电子测量技术与仪器 篇1

引言

《电子测量与仪器》的实验教学课程主要都是关于各类电子测量仪器及系统的工作原理与应用, 内容比较枯燥乏味, 难懂不易理解, 且其实验教学课程都是由老师确定好实验内容和实验器材元件, 学生只需按照老师的要求按部就班的做下去即可, 学生能动性发挥有限, 缺乏思考和探索, 很难培养出适应社会发展需求的电子人才, 因此对《电子测量与仪器》的实验教学进行教学方法的创新势在必行。

项目教学法是以工程实践需要为导向, 通过老师的引导, 主要由学生们确定项目且能独立的完成预定“项目工作”的学习方式;虚拟仪器技术是新型电子测试技术发展的必然趋势, 其利用了计算机强大的硬件平台, 强调“软件就是仪器”的理念, 且建立虚拟电子实验室一方面可明显的减少实验设备的投资费用, 另一方面符合当下互联网+ 时代的学习模式, 有利于提高教学质量, 是对实验教学的辅助性补充。本文把虚拟仪器技术与项目教学法有机的结合, 通过把实验教学课程设计成若干个项目, 由老师的引导, 学生们自主的确定实验项目, 通过完成项目来获得技能知识。

1 虚拟仪器技术概述

虚拟仪器技术经过30 多年的高速发展, 在电子测试及仪器仪表设计领域中都有广泛的应用, 作为一种新型的电子测试技术, 其设计理念、功能定位和组成结构都发生革命性的变化;从组成上而言, 虚拟仪器就是利用计算机系统通过相应的测试功能卡和软件来实现测量的, 实质上就是具有电子测量仪器功能的计算机系统, “软件就是仪器”是其核心理念, 通过软件系统来实现被测量的采集、分析处理、显示、存储及传输;从使用上而言, 虚拟仪器利用计算机的强大的显示功能, 建立界面友好的虚拟仪器软面板, 用户可通过图形界面 (GUI) 和图形化编程语言来控制仪器的运行, 操作方便, 可极大地提高工作效率和质量。它相比传统电子测量仪器, 具有以下有点:

(1) 功能多、性能指标好、性价比高, 虚拟仪器能突破传统仪器在被测量的分析处理、显示、存储和传输等方面的限制, 技术更新周期快, 开发和维护的成本低。

(2) 软件的高度开放性和灵活性, 用户可自定义仪器功能, 可扩充性好, 并与计算机技术的发展保持同步, 方便构建自动测试系统 (ATS) , 实现测试和控制过程的网络化, 数据分析处理的实时性和全面性。

(3) 硬件的模块化、系列化, 提高了仪器之间资源的可重复利用率, 减少虚拟仪器系统的构建时间, 可以节省仪器设备投资费用, 提高管理工作水平, 规范测量。

2 基于虚拟仪器技术的项目教学法

笔者结合自身的多年的实验教学经验, 以徐洁主编的《电子测量与仪器》为参考, 提出了基于虚拟仪器技术的项目教学法的改革方式, 把实验教学课程中的内容项目化, 设计出硬件电路和软件系统, 共设计出了“基本信号参数的测量”、“示波测试与仪器”、“频率和时间测量与仪器”、“信号发生器与仪器”、“集中参数元件的测量”、“虚拟仿真与智能技术”等六个项目, 项目中的内容设计全面, 重点突出, 可操作行强, 理论与实践联系紧密。

2.1 虚拟仪器的构建

虚拟仪器通常包含三大部分由计算机系统、硬件电路和软件系统。在实验教学中常用的虚拟仪器构建的方法有两种[5]: 1、把现有的传统仪器硬件通过仪器借口与计算机软件技术结合起来的设计, 以扩展现有仪器的功能;2、设计信号调理、数据采集电路, 通过串口与计算机软件相连接。虚拟仪器技术在一定程度上缓解了实验教学资源的不足, 利用计算机的强大计算能力和灵活的软件技术, 在有限的硬件的基础上, 学生也可以自行设计出符合需要的完全不同的各种仪器, 这也是一种有效的培养学生的创新意识和动手设计能力方式。

2.2 实施项目教学

首先老师可采用开发出来的虚拟仪器进行实验教学, 介绍该仪器的一般组成和测量原理, 然后让学生结合实际的电子元件重新做实验。例如:数字万用表目前在电子行业广泛的使用, 这也是高职学生必须掌握的仪器设备, 故在项目“基本信号参数的测量”中, 可先采用虚拟仪器技术开发出虚拟数字万用表的进行实验教学, 着重介绍原理, 缩短理论知识讲解时间, 再结合实际的数表, 来进一步加强理论知识点的理解。

2.3 虚拟仪器项目设计

老师实验教学完成后, 学生完成了该项目的理论知识的储备后, 可成立虚拟仪器项目小组。首先老师应确定好项目的分组情况, 由项目小组成员共同推荐项目负责人和各个成员的职责, 例如可由项目组长负责决定系统总体的结构, 如CPIB通用接口中性、 VXI总线等;负责硬件部分的项目成员是要找到相关的电子元器, 如接口仪器串行, 传感器, 信号调理、数据采集卡等, 组建并调试硬件电路;负责软件部分的项目成员开发相应程序, 组建软件调试功能模块。最终在组长的主持下, 将硬件部分和软件部分结合起来进行总体调试。

3 总结

虚拟仪器作为一种新型的电子测试技术, 很适合应用于《电子测量与仪器》实验教学中, 结合项目教学法, 可极大丰富实验教学手段, 且在整个虚拟仪器实验过程中, 学生都是直接的参与者, 不仅可以深化对仪器结构及原理的理解, 更可培养学生的思考、分析、解决、实践操作和创新等综合能力。通过实践证明, 基于虚拟仪器的项目教学法, 必将极大的推动《电子测量与仪器》的实验教学效果, 同时, 也更加切合电子专业技术的培养方向, 为学生以后就业、创业和发展创造了条件。

摘要：目前高职教育中《电子测量与仪器》课程的实验教学存在诸多不足, 如实验教学手段单一、实验教学项目缺乏创新、与生产实际联系不密切等, 很难适应现代化企业对电子人才的要求, 因此本文讨论了基于虚拟技术的项目教学法在电子实验教学中的必要性, 并给出了一套全新的《电子测量与仪器》项目实验教学方法。

关键词：电子测量与仪器,实验教学,虚拟技术,项目教学法

参考文献

[1]陈尚松.《电子测量与仪器》课程的沿革与发展[J].国外电子测量技术, 28, (1) :3—4, 2009.

[2]哈申图雅.项目教学法在高职电子专业中的应用[J].教育与职业, 2014 (21) :136—137.

[3]张学军, 回文静.基于虚拟仪器的实验教学研究[J].仪器仪表用户, 2011, (01) :57—59.

[4]王槐生, 李娟娟.虚拟仪器在“电子测量技术”教学中的改革与应用[J].中国电力教育, 2011 (11) :107-108.

[5]刘玉秋, 曹生现.虚拟仪器技术课程教学实践研究[J].实验技术与管, 2010, (06) :156-157.

电子测量技术与仪器 篇2

1、智能仪器仪表方向，我觉得这个方向主要是从事仪器仪表，电子产品的软件，硬件研发，测试，也可以从事仪表自动控制等方面的工作，这是一个偏向于电子的方向，最好要学好C语言，汇编语言，单片机，labview等并有相关的实践开发经验

2、电子测试计量技术与仪器方向，这个主要是从事计量，测试检测，品质检验等的工作，我觉得这个方向学术研究的成分比较重一点，一般本科生比较难找到较合适的工作。

3、计算机测控技术方向，这个方向有一个有一个亮点的课程就是图象检测与处理，是一个比较偏向与计算机的方向，与第二个有相类似的地方都是从事的检测测量，只是后者比较偏向于计算机操作平台的运用。

其实找工作不见得就是测控公司或仪表公司，学智能仪表的电子公司签的就有很多，而学后两种的我想几乎每个公司都用的上，就是你必须要考虑工资待遇问题和发展前途问题。最后我觉得做销售，和售后服务这个只要有一定的工科专业背景，都可以做，主要是要求有了良好的沟通说服能力，如果想从事这方面的工作最好早做准备，积累有价值的经验。

电子测量技术与仪器 篇3

《电子测量与仪器》传统教学顺序是开设在《电工基础》(以下简称《电工》)和《模拟电路》(以下简称《模电》)之后，主要采取理论与实验结合的形式。近年来，随着工科高职教育的迅速发展，现代化教学手段在教学中被广泛应用，在本课程讲授过程中作了一些改革尝试，教学开始采用《电子测量与仪器》与《电工基础》《模拟电路》同时开设的顺序；教学模式采用“实验室(含多媒体)——教室——专业课”的多点教学模式。理论课做到精讲多练，以教师为主导，学生为主体，提高学生主动参与意识。改进实验课内容和方法，让学生都有动手机会。精选一些切合实际的实验项目，让学生既学到知识，又得到实践应用能力培养。本文就传统教学、现代化教学和多点教学在本课程教学中的应用进行探讨。

一、课程开设改革

1、开设顺序改革

根据高职院校教学要求，应用电子专业《电子测量与仪器》课程在第二学期开设，经过这样一轮教学后，发现一些问题。

比如高职《电工》课中实验内容比例增大，要用到基本测量工具——万用表；《模电》课程中第一章节内容就是PN结和晶体管，要想使学生真正搞清楚二极管的单向导电性，三极管的管型和管脚，教师一般就要先通过实验让学生有个感性认识，然后再上升为理性认识，最后将抽象的理论知识变成实践应用知识。这样又要用到基本的测量工具——万用表，而万用表内容又要等到第二学期《电子测量与仪器》中讲授，这就给《电工》和《模电》课教师带来一系列不方便。迫于使用测量工具，对万用表进行讲解，由于课时因素，只能简单介绍，使学生使用掌握不好，造成学生的实验操作效果不好，达不到各实验课预期教学目的，同样达不到理论教学目标。等第二学期《电子测量与仪器》教学中讲万用表时，同学们认为已学过，产生不重视心理。真正让学生测量一只三极管时，多数学生已不能正确测量出三极管的管型和管脚。这就对后续专业课实验教学产生较大影响，小则不会读表，大则导致档位置错，损坏万用表或实验教具。

再如，在《模电》中讲低频放大电路章节时，放大电路的实验是必不可少的，而且是重点掌握内容，这就要用到信号源和双踪示波器。同样，这些教学实验仪器需要在第二学期《电子测量与仪器》教学中讲。所以我们发现放大电路章节的验证性实验内容学生普遍掌握不好，更谈不上创新实验内容，这样严重影响后续教学。

经教研组决定，在05级应用电子专业作试点，将《电子测量与仪器》课程提前至第一学期，这样就与《电工》和《模电》课同时开设，根据这两门课教学进度，《电子测量与仪器》课紧随服务，必要时自己内部作调整，使实验课内容与《电子测量与仪器》操作课内容相同步，这样，不但增加了学生动手练的时间，更重要是将抽象的原理变得好理解，使学生能够感兴趣，以达到预期教学目标。经调整后，教师虽然忙了一些，但教学效果比较明显。

2、章节顺序改革

教学时更要注意本课程章节与其他课程的同步关系，使教学内容有利于知识的记忆、理解、迁移与应用。提高学生学习知识和掌握技能的效率，达到传授知识、培养能力的目标。某种意义上说，《电子测量与仪器》的教学比一般课程更强调理论联系实际。

比如，《模电》中讲低频电压放大器时，《电子测量与仪器》就将电子示波器章节提前来讲。当作晶体管放大电路实验时，双踪示波器使用刚好讲完，这样，对观察三极管放大现象和波形失真有非常直观认识。在降低理论教学的同时，注重加强实践性教学环节，加强仪器的基本理论与仪器的实际使用之间的联系，使学生通过放大电路实验这一环节，不但理解放大电路的基本原理，而且掌握双踪示波器的正确操作和使用，使教学既符合知识的逻辑顺序，又符合学生的思维规律，有利于学生对知识的领会和接受。

二、课程内容改革

根据当前学生的实际情况和社会对学生工作的定位，理论教学不应强调课程的系统性和完整性，而应以足够、适度为原则，主要培养学生熟练掌握常用电子测量仪器的操作技能，以及正确使用仪器完成基本测量任务的能力。比如，传统教材中的绪论、误差分析和数据处理两章，我们将它们合并为电子测量仪器的基本知识。再如，对于机电一体化专业的学生，频域测量仪章节的内容删除不讲。所授测量仪器也只讲与仪器操作有关的部分。而对仪器工作原理不多作理论上的探讨。另外，学校的教育也为他们毕业后续学习、终身受教育打下基础。所以，要把理论教学控制在适度的水准，不能过度地低。

三、教学方法改革

传统教学的模式是教师先讲授，然后学生按教师要求去操作，最后进行测试方式完成。在05级《电子仪器与测量》课中打破了传统教学模式，试着采用以下教学方法，这样增强学生的感性认识，提高他们的学习积极性，收到事半功倍的效果。

1、动脑式教学

在示波器章节教学中，直接到实验室进行教学，一边讲一边进行操作。在讲面板旋钮认识与使用时，我们直接将仪器使用说明书发给学生，在屏幕上提出许多相关内容的问题。两人一组，给一定时间，让学生对照说明书去讨论、寻找答案。每组用最拿手的问题，在讲台大屏幕上给全班讲述，这样就迫使学生必须很快会使用仪器面板旋钮。大家争先恐后回答问题，生怕剩下较难的问题答不上，最后再做一个全面讲解和点评。这种教学是“逼”学生动手，实际动手过程就动了脑，经过动脑的过程才能理解、熟悉和掌握。我们称之为“动脑式教学”。

2、开放式教学法

在函数信号源一节中，双稳态触发器可产生方波信号，密勒积分器可将方波变换成三角波，二极管变换网络将三角波变换成正弦波。这一系列变化过程，既用到模拟电路知识，又用到测量工具。试着让学生自己动手设计电路，用刚学过振荡器知识，分组设计一个最简单正弦波发生器；或给出一个简单方波，让学生利用学过的电容充放电知识设计一个三角波发生器：或给出一个三角波让学生设计一个正弦波发生器。三个简单信号发生器的组合就成为我们所讲的函数信号源，这样，既让学生学过的内容得到应用，又让学生知道了信号源产生原理。

3、互动教学法

为提高同学的学习情趣，锻炼他们的语言表达能力，选择一部分容易理解的内容，让学生登上讲台，向全体同学讲解。如在讲授万用表测量串、并联电路时，表的使用要求，电路之间特点等，这都是大家从初中就学习的内容。选择2名同学登上讲台，台上的同学准备得很充分，讲得有声有色，下面的同学精力集中，听得专一，还有的同学及时纠正讲课同学不准确的术语。这种方式较好地活

跃了课堂气氛，许多同学都跃跃欲试，想登台演讲，使学生在兴趣中掌握了知识，表达能力也得到了锻炼。

四、教学手段改革

教学手段和教学方法是一个问题的两个方面。既相辅相成、相互制约，又有各自的不同面。相同之处在于，都是实现教育过程的载体；不同之处是，方法是软件，手段是硬件。教学方法，主要受教师主观因素的影响，而教学手段则主要受客观条件的限制，即：受到社会发展水平和学校教学资源配置的限制。

1、提高实验课教学比例

2003年，在教育部支持下，我校购进了一批现代化的教学设备，随着教学条件的改善，我们的教学手段有了质的飞跃。实验课理论课已超过1:1，多数章节内容可以直接在实验室上课，两人一组，边讲边操作，这样既提高学生操作能力、分析和观察能力，又让学生参与实验设计、实验准备、实验操作的全部过程，对每一项实验步骤达到全面了解。在实验教学中发现学生动手操作的积极性远大于课堂听课积极性，根据此特点，充分利用实验室开展实验教学，在实验目的上变验证性为趣味性、自主开放型，交实验项目内容统一性为多样性，引发学生学习兴趣。

2、现代化教学手段

结合传统教学的优点和现代化教学手段的先进性，使学生接受知识更快。多媒体教学不仅直观、逼真，更重要的是能提高课堂教学的效率。计算机仿真教学，不仅提高了学生在整个教学过程中的参与度，更大优点是解决了在实验台上无法做到的极限试验。比如实物做实验，当给定极限参数时，电子元件易损坏，而采用仿真教学，则没有这个问题：再如：通过电路仿真让学生学习常用仪器、仪表的使用方法。与传统的实验方法相比较，采用计算机虚拟技术进行电路的分析和测量，突出了实验教学以学生为中心的开放模式，这种“以虚代实”、“以软代硬”的教学方法也是当代社会发展的潮流之一，在大幅提高实验效率的同时，还进一步培养了学生的综合分析能力、排除故障能力和开发创新能力。总之，两种教学方法各有利弊，相互结合，形成优势互补。

3、多点教学考核

考核内容与评价方式是引导师生如何教学的指挥棒，对课程质量有着重大影响。为了符合高职教育特点，更客观地评价学生的学习效果。从2005年开始按“4(期末)+4(操作)+2(平时)”考评方法。另一方面，在后续专业课中仍保持本课程考核内容。比如，《电视机原理与维修》课中，万用表或示波器操作不正确，造成读值错误或损坏教具，就会从本门课考核中扣除一定分数，这样，避免学生学完结束的思想观念，加强平时基本技能的考核，明显提高教学效果。

通过《电子测量与仪器》课程改革与探索的实践表明，教学模式并不是统一公式，教学方法多种多样，教学手段“因地制宜”。合适的教学模式对提高学生动手能力，增强学生的创新意识，进而提高学生的综合素质起到举足轻重的作用。同时，也能激发学生强烈的求知欲望，培养学生浓厚的学习兴趣，使学生学到真本领，达到预期的教学目标，从而获得良好的教学效果重要保证，才能为社会培养出高素质的应用性人才。

电子测量仪器抗干扰技术措施分析 篇4

1. 干扰的定义

干扰是指对系统的正常工作产生不良影响的内部或外部因素。对于电测系统来说, 干扰就是指对电测系统或仪器的测量结果产生影响的各种内部或外部的无用信号。干扰因素包括电磁干扰、温度干扰、湿度干扰、振动干扰和声波干扰等等, 其中, 电磁干扰是最为常见的干扰方式, 电磁干扰对于系统的影响也最大。电磁干扰容易对系统的性能或信号传输产生有害的影响, 使信号的数据发生瞬态变化, 加大误差, 严重时可能会导致整个系统出现故障。

2. 干扰的来源

产生干扰必须具备三个因素:干扰源、传播途径和接受载体。对于电磁干扰来说, 许多的设备都能够成为干扰源, 例如继电器、变压器、微波电器、电动机、高压电线等, 这些设备都能够产生电磁信号, 对电子测量仪器进行参数检测造成影响。另外, 宇宙射线、太阳光和雷电这些自然现象也会产生电磁信号, 成为干扰源。电磁信号在空中是直线传播的, 具有极强的穿透能力, 电磁信号还能够通过导线传入电子测量仪器, 传播的途径众多, 也是电磁干扰现象十分广泛的原因之一。电子测量仪器就是很好的接受载体, 它会吸收干扰信号, 影响参数检测。所以, 干扰是会对系统造成有害影响的, 除去干扰形成因素的任何一个, 都能够有效地避免干扰。抗干扰技术就是针对干扰的三个要素进行研究和处理, 破坏其中的一个或几个干扰生成的要素。

二、常用的电子测量仪器抗干扰技术措施分析

电子测量仪器容易出现干扰问题, 通过干扰现象的来源进行分析, 可以知道, 提高电子测量仪器抗干扰性能最理想的方法就是抑制干扰源, 使其不向外产生干扰或者将其产生干扰造成的影响限制在允许的范围之内。对于生产车间来说, 想要生产的过程中不产生干扰源几乎是不可能的。有些干扰是避免不了的, 例如电网和外界环境的干扰。所以, 在电子测量仪器来说, 除了要对一些干扰源进行抑制之外, 还需要在产品自身设计方面进行研究, 提高其抗干扰性能。常见的电子测量仪器抗干扰技术措施如下所述:

1. 屏蔽技术

屏蔽技术室利用导电或导磁材料制成的盒状的或壳状的屏蔽体, 可以将干扰源或者受干扰对象包围起来, 这样就可以割断或者削弱干扰源的空间耦合通道, 组织干扰源向受干扰对象传输电磁能量。根据屏蔽的干扰场的性质的不同, 一般可以将屏蔽分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种类型。通常采用电场屏蔽的方式来消除或者抑制由于电场耦合而引起的干扰, 使用铜和铝等导电性能良好的金属材料充当屏蔽体, 且屏蔽体要保持良好的接地。磁场屏蔽是为了消除或者抑制由于磁场耦合而引起的干扰, 一般可以用高磁导率的材料来充当屏蔽体, 从而保障磁路的畅通。对于一些电气设备, 既存在电场耦合, 又存在磁场耦合, 例如, 变压器、发电机等等, 变压器的电磁屏蔽一般采取的是在变压器绕组线包的外面包一层铜皮作为漏磁短路环, 漏磁短路环会产生反磁通来抵消部分的漏磁通, 从而使变压器外的磁通减弱。另外, 在同轴电缆中, 可以在电缆线中设置屏蔽层, 防止信号在传输的过程中受到电磁干扰。同时, 为了防止电磁干扰发生在通信电缆里面, 可以在生产车间的通信电缆外面包裹一层薄膜, 这样就能够起到屏蔽外界电磁干扰的作用。需要注意的是, 对电磁干扰的屏蔽效果与屏蔽层的数量和每一层的厚度是有很大关系的。

2. 隔离技术

隔离技术是抑制干扰的有效手段之一, 它是指把干扰源与接收系统隔离开来, 从而让干扰耦合通道被切断, 使得干扰信号无法传输。比较常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。光电隔离需要用到的仪器是光电耦合器, 光电隔离借助光作为媒介来耦合隔离两端输入和输出的电信号, 它所具有的隔离能力比较强, 能够有效地提高电子测量仪器的抗干扰能力;变压器隔离主要用在传输交流信号的过程中, 需要用到隔离变压器来阻断交流信号中的直流干扰和抑制低频干扰信号的强度;继电器隔离主要是利用继电器的线圈来接受电信号, 在利用其触电来控制和传输电信号, 这样就可以通过不和电产生联系而将强电和弱电分离开来。

3. 滤波技术

滤波的形式有多种, 主要有波形滤波、频率滤波、时间滤波、空间滤波、软件滤波和幅度滤波等。滤波主要是通过挡住噪声, 只让有效地信号输出。干扰源发出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽很多, 所以可以采取滤波的方式来抑制干扰。根据滤波器频率的特性, 可以将滤波器分为低通、高通、带通、带阻等类型。

4. 接地技术

为了提高电子测量仪器的抗干扰性能, 还可以通过接地技术来实现。接地技术主要是将电路、设备机壳等与大地相连, 这样就能够给系统提供一个基准电位。接地可以分为保护接地、屏蔽体接地和信号接地三种类型。通过接地的方式, 不仅能够防止设备使用时漏电造成人身安全, 还能够有效地抑制干扰。

三、结束语

综上所述, 在电气化的环境下, 干扰现象时有发生。如果干扰源不能够消失, 就需要想办法让其对其他设备的使用造成的干扰降低到最小。通过屏蔽技术、隔离技术、滤波技术和接地技术能够有效地抑制干扰信号的传输, 保证电子测量仪器能够在允许的范围内进行参数检测。

参考文献

[1]诸帮田.电子电缆实用抗干扰技术[M].北京:人民邮电出版社, 2000.

[2]徐科军, 陈荣保, 张素巍.自动检测和仪表中的共性技术[M].北京, 清华大学出版社.

[3]周春艳.智能仪器的抗干扰方法[J].宁夏:科技创新导报, 2009.

常用电子测量仪器简介 篇5

电子测量仪器有很多，我在这就只简单的介绍几种常用的电子测量仪器。常用的电子测量仪器有万用表，示波器，计数器，信号发生器。以下就简单的介绍下这几样电子仪器的类型，型号，性能指标，功能等。

首先介绍的是万用表，万用表分为数字和指针两类，在这介绍的是型号为FLUKE的万用表，其实FLUKE分为很多个系列。万用表的性能指标有：响应速度，测量精度，安全保护和牢固度。FLUKE-B1的性能指标：6 1/2 位数字分辨率，最快50,000读数/秒@4 1/2 位，数据直接传至 PC，30PPM基本直流年精度。常用的万能表的价格在30—100元左右，主要功能是测量电阻，电流，电压。高端的万用表还可以自动转换测量范围，电流的最大最小值等。如有意购买的可以与代理商瑞泰凯博公司联系

我要介绍的是示波器，常用的类型有数字和模拟示波器。我现在介绍的是PDS7102T数字示波器，它的性能指数如下：双通道1 00MHz带宽，实时采样率为500MSa／s，存储深度为5K。基本可以计数到 1 20MHzfit水平。价格为人民币2000元一台。简单的说，示波器的功能就是把电压波形化。购买请到广州泰斯特仪器仪表有限公司（阿里巴巴网）。

现在让我来说一下计数器，计数器按构成计数器中各触发器时钟端连接的方式分为同步计数器和异步计数器两类。YAOYE-4计数器性能指标：工作电压：DC5V正脉冲；工作功耗： 1W;速度: 小于10CPS/秒(加算)最佳5CPS/秒;脉冲比：10：1或100:1；环境温度：－10℃－－+60℃；使用寿命： 100万次。每台价格为人民币900元,购买请到慈溪市耀业仪表有限公司（马可波罗网）。

最后要说的是信号发生器，常用信号发生器有正弦信号发生器，高频信号发生器，文氏电桥正弦信号发生器，函数信号发生器。E4432B 3G高频数字信号发生器的性能指标：频率范围250KHz-3GHz，RF 调制带宽达35 mhz，可选的双任意波形发生器和/或实时i/q 基带发生器，40mhz 采样率和14-bit i/q 分辨率。价格人民币4980元/台，购买请到常熟市维特隆自动化仪表厂。

基于虚拟仪器的电子测量系统 篇6

关键词：虚拟仪器；电子测量；现实意义

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2013） 24-0000-01

科学信息化技术的不断发展，电子测量方法已经呈现出各种各样的姿态，早在20世纪80年代，美国著名的NI公司就率先提出了“软件就是仪器”这一虚拟仪器概念，通过这个概念，可以为用户提供其所需要的仪器系统，进而把计算机系统强大的计算处理信息的能力和仪器的测量、控制能力有机结合到一起，这样不仅仅减少了仪器设备的体积，而且大大减少了企业的成本[1]。虚拟企业实质上是利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种各样的测试、测量和自动化的应用，利用计算机的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，展示出检测结果，然后再利用计算机的运算、分析、处理信息的能力，对信息进行采集和测量，最终完成各种测试。此次研制使用的是一台工控机连接了4套测试平台，进而测量每套测试平台的各项数据，绘制出相应的波形，最终得出的数据经过自动处理后存放在报表文件中。

一、系统硬件组成

系统硬件的组成分成三个部分：电源部分、信号部分以及测试部分。

电源部分指的是在整个测试过程中提供高精度的电源，保持在50mV以内，电源纹波的有效值小于5mV，输出的电流量在500mA以上。

信号部分使用的是DDS方波发生器，由77E58单片机控制DDS芯片AD9850，生成频率为5MHz、精度为1Hz可调节的方波。在此次研究设计中，单片机以及测试系统之间利用串口保持通信，自动测量的时序信号使用FPGA来实现，使用这种方法产生的时序波形相对来说较为稳定，容易实现。对于此次的研究设计，采用的是一托四的系统，FAGA的逻辑进行编程[1]。

对于测试部分，该部分将返回整个系统的测量值。使用的是GPIB总线与计算机相连进行通信，不同的测量设备会发出不同的参数，通过计算机发送的不同指令进行相应的测量，最终经过分析处理，显示给用户，同时还会根据产品的指标对最终的测量结果自动进行评判，如果评判的最终结果超出了误差的范围，那么在屏幕上就会提示用户是否继续进行测量或者悬着检测设备连接，如果在正常值范围内，用户则把认可的数据存放在报表文件中，并进行备份。该系统的总体结构如图1所示。

二、系统实现难点

（一）在实际的实际控制过程中，在保证高速的闭环控制的同时，还要实现对大量数据完成有效的采集、存储、分析、处理工作，对于一台计算机而言，可能存在着诸多矛盾，所以此次研究设计就希望能够找到一个权衡点，通过合理布局的方法完成系统设计的要求。

（二）此次设计采用的是四托一的方式，所以对于信号而言，存在着一个共同问题，即信号的接受。有些信号是被测产品自身就已经拥有的，还有些信号是控制系统产生出来的，每一个产品的待测信号路都有很多种，所以此次研究设计使用了多片FPGA来进行扩展，进而让信号实现同步锁存输出。

（三）为了满足用户的需求，采用了高性能射频接插件，将最终形成的信号直接发送到被测试的设备里，然后用户通过手动的方法进行相应的连接。电源输出采用的是负反馈的方式供电，保证稳定的电压值。

三、系统软件设计

考虑在实际的操作情况，后台对环境参数的监控不能够过多地占用CPU资源，所以在此次研究设计中采用的是VB中的Timer控件，为监控进程分配尽可能少的时间，每隔一分钟进行一次监控操作。当发现环境参数超出了误差的范围时，需要人工调整环境参数设置，进而让其能够快速地返回到预设值，研究中采用的是变尺度逼近的方法，在距离待调节值较远的地方使用较大的步长，如果情况相反，则采用较小的步长[2]。

系统使用的是小型的Microsoft Access数据库进行备份，采用基于ADO.NET编程技术进行编程，数据库引擎为Microsoft jet 4.0 OLEDB Provider，实现对数据库的搜索、修改、删除等操作。在卡板的控制上，在VB6中采用ActiveX DLL编程技术，生成ActiveX DLL文件，同时发布相应的COM组件，最终在VB.net中调用，解决关键的通信问题[3]。

四、结束语

本次研究设计采用了分时检测和高效的优化反馈控制的方法，这种设计方法在保证了安全可靠的基础上，同时也给用户提供了一个有效的监控平台，最终的控制精度也完全符合硬件组成的具体标准[4]。该系统已经通过了用户的验收，并开始使用，用户反应性能良好，数据精确，大大地减少了工作人员的劳动强度，降低了企业的生产成本和经济效益。

参考文献：

[1]肖浩，李锦涛，罗海勇.基于虚拟仪器架构的电子测量工作站设计[J].计算机工程，2008（14）：234-236.

[2]杨鹭怡.基于虚拟仪器的电子技术网络实验系统的设计与实现[A].中国仪器仪表学会.2010全国虚拟仪器大会暨MCMI2010’会议论文集[C].中国仪器仪表学会2010，04：24-27.

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[4]张伟东，袁昊，周荫清.基于虚拟仪器的电子测量系统[J].电子测量技术，2010，04：44-45.

电子测量技术与仪器 篇7

1 测量的重要性

测量在现在社会上得到广泛应用的根本原因在于能够促使社会上出现的各种问题都得到有效的解决, 这也从很大的程度上说明了测量的重要性。以下笔者就针对于测量在社会上的应用进行全面的概述。

1.1 测量的对象

在对测量的研究过程中发现, 测量与比较之间有很大的联系, 简单的来说人们对某一项事物进行测量的过程中往往是通过对整个需要测量的事物与其他事物进行比较。这样从根本的角度上决定了测量在社会上的重要性。而且在我国现在需要进行测量的随想也不仅仅只局限在数学方面, 在其他科目和行业上也需要涉及相应的测量技术, 这也从根本的角度上决定了测量在社会上的重要性。

1.2 测量的目标

现在社会上应用的测量技术对社会的发展起到非常重要的作用。在研究过程中发现测量的目标主要表现在对社会上各种事物在本质上的获知。简单的来说在社会出现自然灾害或者其他事故的过程中, 进行相应防治措施时就需要对事项所处的环境进行有效的测量。举个例子, 在对发生土壤危害的时候, 制定防治措施的时候就需要对土壤内部有机物质的含量等因素进行合理有效的测量。

1.3 测量对应对措施的作用

在对土壤污染进行防治措施制定的过程中, 不仅仅需要对突然内部的元素进行全面的考虑, 还需要对发生土壤污染的根本原因进行全面的获知, 对发生土壤污染的各项因素进行全面的考虑, 从根本的角度上对土壤污染的成因进行深入的剖析, 只有这样哪个才能制定出针对性的解决措施。这也从根本的角度上决定了测量对措施制定的作用。

1.4 对结果进行测量

在进行有效的土壤污染解决测试的制定并实施之后, 还需要对土壤内部的元素进行再次测量。这次测量的根本目的在于检验相应的措施和方法是否有效, 土壤中污染成分是否减少, 这些数据的表现都是通过进行测量才能清楚知道的。

综合上述对测量的介绍, 可以看出在现在社会上测量的作用是非常广泛的, 不仅如此测量对社会上存在的各种事物都能发挥这非常重要的作用。这也从根本的角度上决定了我国测量得到广泛应用的根本原因。

2 数字信号处理对电子测量与仪器的影响

从前文中可以清楚的看出电子测量在社会会上有非常广泛的应用, 这也从根本的角度上决定了电子测量仪器在社会上进行使用的程度。总的来说电子测量仪器能够使得现在社会上各项事物的测量都能更加便利的进行, 对社会的发展起到非常重要的作用。而且在这项技术上使用合理有效的数字信号处理还能够将测量的结果更加清楚的表达出来, 对电子测量仪器性能的提高起到非常重要的作用。在这里笔者就对这两者之间的关系进行全面的论述。

信号源 (发生器) 是一种重要的常用电子测量仪器, 高质量信号源均采用频率合成技术, 无论是用直接数字频率合成 (DDS) 法, 还是用间接锁相式频率合成法构成的合成信号发生器, 都使用了低通滤波器;滤波是数字信号处理的基本内容。合成信号源不仅克服了“晶振”只提供特定频率的缺点, 而且还把输出信号的频率稳定度和准确度提高到与基准频率相同的水平。显然, 数字信号处理技术提高了信号源的性能。

电压测量是最基本、最常用、最重要的一种测量。它涵盖电参数以及非电量的测量, 其测量机理是先将被测量转换为直流电压, 再进行测量。目前这种测量已数字化, 这里涉及两个核心问题。一个是当能直接得到 (含非电量转换得来) 直流电压时, 就进行模/数 (A/D) 转换;另一个则是先进行交直流转换 (AC-DC) , 再进行A/D转换。模/数 (A/D) 转换包含取样和量化2个数字信号处理的基础环节。电压表是率先运用取样和量化, 付诸实践的数字电子仪表之一。这使得电压表在测量准确度、分辨力、测量范围、抗干扰能力等性能得到了大幅度的提高。

示波器目前已数字化和半智能化。已经从开始的定性测量发展为精密定量测量的电子测量仪器。无论是模拟与数字混合型示波器、还是单处理器数字存储示波器、或者是多处理器数字存储示波器, 采样技术的运用水平, 决定了示波器的性能。众所周知, 一种技术或理论的发展是相辅相成的。数字化的采样技术提高了示波器的性能, 反之示波器的进步也促进了采样技术的发展。示波器运用实时采样, 可以观测单次 (非周期的) 信号;而运用非实时采样的随机采样或顺序采样, 可使示波器的等效带宽达到110GHz。

模拟示波器只能观测触发点以后的信号波形, 这是因为只有触发信号出现后才产生扫描锯齿波的缘故。而在数字存储示波器中, 被观测的信号波形是先存储在采样存储器中, 然后可根据需要将采样存储器中的某部分信号波形送至显示窗口。这样就可以自由地改变触发点的位置, 实现所谓正沿迟触发和负延迟触发;用正延迟可以观测触发点以后的信号波形, 用负延迟可以观测触发点以前的信号波形。

结束语

测量是人类生存的最基本且是必须的实践活动, 电子测量是测量的高级手段, 电子测量仪器是实现测量的先进设备。数字信号处理能更新某些电子测量的理念, 大幅度提升电子测量仪器的性能;反卷积技术可使数字存储示波器的无失真工作频率升至最高采样率的一半。遗憾的是, 迄今为止还没有厂家将这方法付诸生产实践。反卷积在学科上属于反问题, 从测量结果提取真值也可看做是反问题, 仿效反卷积, 构建其数学模型、编制算法, 可望从测量结果中获取一个尽量接近真值的数值, 这或许是人们进一步探讨的课题。

摘要：目前我国对数字信息化的重视也有了很大的提高, 这就从根本的角度上决定了数字信息化在我国的应用范围。在研究过程中发现现在社会上存在的数字信号处理对电测测量技术之间有非常紧密的关系, 这就需要对这两者之间的关系进行全面的研究。而且在数字信号处理的使用对进行电子测量的一起也有很大的影响, 主要表现在提高电子测量一起性能上面, 而且这种技术手段还能促使电子测量技术的发展得到相应的创新, 对进行电子测量起到不可忽视的作用。

关键词：数字信号处理,电子测量,电子仪器,影响

参考文献

[1]陈文灵.数字信号处理技术的发展及其思考[J].电子技术与软件工程, 2015 (1) .

[2]李影.浅析数字信号处理的发展与应用[J].科技与企业, 2015 (13) .

电子测量技术与仪器 篇8

《电子测量与仪器》作为无损检测专业学生的必修课, 也是后续专业核心课程 (超声波检测、磁粉检测、涡流检测) 学习必不可少的基础课程, 根据高等职业教育的办学理念和宗旨, 结合现代无损检测技术专业人才培养模式, 对长沙航空职业技术学院无损检测技术专业的《电子测量与仪器》课程标准进行了修订。

1 《电子测量与仪器 》课程标准修订构想

在教学过程中发现, 目前无损检测技术专业沿用的是电子信息技术专业的课程标准, 跟我们专业学生的知识需求存在一定的差异。

通过学习和专研教材可知, 该课程主要介绍了测量误差分析与计算, 信号发生器、运算放大器、衰减器、示波器等电子测量设备, 电流、电压、电感等物理参数的测量仪表, 电子测量与仪表设备的发展等知识。这些知识是我们后续的核心专业课程《超声波检测》、《磁粉检测》、《涡流检测》学习的重要基础。但是, 由于核心专业课程学习课时有限, 在教学中对这一部分知识可能讲解的会较少。

因此, 在《电子测量与仪器》课程标准制定时, 必须重视与专业课程的有效接轨。

2 《电子测量与仪器 》课程标准修订

2.1 课程的性质与任务

《电子测量与仪器》课程是无损检测技术与应用专业的一门专业基础必修课, 使学生通过该课程的学习能够加深对无损检测技术专业核心课程的理解和对工作中常见的检测设备原理、结构进行分析。

2.2 教学内容及学时安排

教学内容及学时安排见表1。

3 实施建议

①突出过程与模块评价, 结合课堂提问、现场操作、课后作业、模块考核等手段, 加强实践性教学环节的考核, 并注重平时采分。

②强调目标评价和理论与实践一体化评价, 注重引导学生进行学习方式的改变。

③强调课程结束后综合评价, 结合真实产品, 充分发挥学生的主动性和创造力, 注重考核学生所拥有的综合职业能力及水平。

④建议在教学中分任务模块评分, 课程结束时进程综合模块考核。

各任务模块可参照下表2进行评价:

说明:

考核方案分为形成性考核和终结性考核。其中形成性考核占40%, 终结性考核占60%, 具体考核内容分配如下:

①形成性考核

课堂考勤10%;课堂表现10%;课堂作业20%。

②终结性考核

期末笔试 (60%) :基本理论储备, 培养职业人员的理论素养。

其他说明:

本课程教学标准适用于高职检测技术与应用专业 (3 年制) 。

4 结论

国产电子测量仪器发展探讨 篇9

关键词：电子测量仪器,VXI总线,LXI总线,模块化,数字化,虚拟化

二次世界大战以来, 随着科学技术进步, 特别是电子技术的发展, 电子测量技术成为了一门独立的专业, 电子仪器也已成为一个独立的产业。新中国成立后, 国家十分重视电子工业, 并十分重视电子测量仪器的发展。经过50多年的努力, 已形成一个较完整的电子仪器产业体系, 为我国科技进步、科学教育、经济建设及国防工程等做出了重要贡献。

近年来, 国际IT企业、汽车制造业等纷纷将生产基地移向中国。另外, 我国通信、广播电视等事业也有了巨大发展, 从而带动了国内电子仪器需求大幅增长。随着国家信息产业规模进一步扩大, 以及军队、企业、学校的需求, 电子仪器更新换代也在不断加快, 电子测量仪器产业将具有良好前景。因此, 对国产电子测量仪器发展状况及趋势的讨论与研究具有十分重要的意义。

1 国内电子测量仪器发展的过去与现状

我国电子测量仪器大致经历了“模拟式-数字式-智能式、程控式”的发展历程[1]。20世纪50年代, 新中国第一个五年计划在重点发展电子产业中就规划了电子测量仪器。经过50多年的发展, 我国不但具有一个较为完整的电子仪器产业体系, 还有一大批电子测量技术人才。最近几年, 随着世界高新技术的不断发展, 我国电子测量仪器在一些重大科技领域取得了突破性进展, 主要表现在以下几个方面[2,3]:

(1) 调制域分析仪研究成功。调制域测试技术是20世纪末出现的十分重要且技术难度很高的一门新兴测试技术, 它是用来测量输入信号随时间变化的频率值, 所产生的显示图形代表信号调制域, 是信号频率值与时间的关系。这种方法非常适合测量定时信号, 相位编码信号或频率编码信号, 必将对众多测试问题的解决做出突出贡献。

(2) VXI总线技术取得重大进展。VXI总线技术是二十世纪末出现的一种新的母线技术。它将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的行业标准接口母线, 是一个完全开放的适应多厂家仪器产品 (模块、插卡式) 的行业标准。这种总线技术具有便携性、测试速度高、适应性和灵活性强、价格适中以及有利于充分发挥计算机作用的优点。我国经过几年的探索, 已在这一领域取得较大进展, 并在若干方面实现了具体应用。

(3) 微波毫米波矢量网络分析仪开发成功。矢量分析仪能同时获得被测对象的幅度、相位和群时延特性, 成为现代电子装备必备的、关键的测试设备。另外, 它还在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。国产矢量分析仪的研制成功, 使我国掌握了多种以矢量分析仪为核心的自动测量技术和自动测试系统。

(4) 电子测量仪器向毫米波推进。众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展, 特别是在军事方面, 其发展更为迅速。近几年, 我们十分重视电子仪器向毫米波发展。我国最近研制完成的AV3615三毫米S参数测试装置及校准件, 与主机一起可以进行三毫米波段的幅度和相位精确测量;频谱仪的毫米波扩频模块与该所研制的高性能频谱分析仪一起组成系统可实现9 kHz～110 GHz 频段的频谱分析;毫米波功率计探头系列与主机一起实现了微波/毫米波功率的直接测量。

(5) 通信测量仪器水平达到新的高度。通信产业的发展十分迅速, 为适应通信产业的发展, 我国加快发展通信电子测量仪器。近年来研制成功的误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪、数字微波通信测试仪等产品都达到了20世纪末国际先进水平。

(6) 数字化仪器迅速发展。近几年, 数字化仪器在迅速发展, 我国也在不断研制并推出各种新型数字化仪器, 譬如数字示波器、数字调制装置、数字化函数/任意波形发生器、数字化频率计数器等众多产品。

2 我国电子测量仪器发展过程中存在的问题

电子测量仪器在国民经济、国计民生、国防、科研生产、教育等领域中都发挥着非常重要的作用。在经历了一段时间的发展之后, 我国的电子测量技术和仪器水平虽然取得一些进步, 但是由于种种原因, 国产电子仪器在发展过程中还存在一些问题[4]。

(1) 我国电子测量仪器的可靠性和外观设计存在一定问题。

在电子仪器用户的概念里, 国产电子仪器可靠性差, 经常修理不但影响工作, 而且费时费力。在近几年有所改进, 但与国外仪器仍然有差距。针对这一问题, 可以在装配仪器时采用贴装技术提高可靠性。

仪器造型美观对于国产电子仪器来说仍然是个大问题。现在国内主要是仿制国外产品外观, 这就牵涉到知识产权的问题。因此, 在进行仪器设计的时候要注意仪器的外观设计, 讲究美观。

(2) 自行设计才是成功之路。

在过去, 由于多方面原因, 我国的电子测量仪器以仿制为主。从长远发展来看, 仿制并不是一件不好的事, 关键要看怎么去仿。对于技术难度大的产品来说, 仿制也是促进电子测量仪器进步的一种重要手段, 要仿制就必须老老实实去仿, 要解剖, 要分析, 只有仿好了, 成了产品了, 才能去想改进。一般情况下, 边仿边改进很难成功。

我国电子测量技术及其产业的水平已经有很大提高, 基本从过去跟着国外走的状况到自行开发设计的局面, 电子测量仪器开发设计人员应该结合用户的实际需要和要求去改进, 并可以创新, 设计出具有自主知识产权的产品, 推进我国电子测量仪器的发展。

(3) 测量仪器人才培养观念应该转变。

过去, 我国的测量仪器人才培养主要集中在开发设计人员, 但是在仪器用户中有大批使用仪器的工程师, 有必要对他们进行培训, 使他们懂得测量方法, 使用测量仪器, 了解仪器发展动态方向。这样, 才能有利于先进电子仪器的推广和我国电子测量仪器行业的发展与进步。

据调研, 目前我国60%以上的高档仪器用户没有充分了解仪器性能, 使得这些高档仪器的很多功能没有被利用起来, 更是很少利用仪器进行二次应用开发, 对资源是一种浪费。另外, 由于信息闭塞, 对新技术不太了解, 不少用户提出购买过时仪器。因此, 对仪器用户的培训非常重要, 可以通过仪器行业媒体大力宣传推广新产品, 新技术。

(4) 科研成果没有迅速转化为批量生产。

虽然我国电子测量仪器产业走入低谷, 高档仪器长期需要进口, 但我国高校、研究所电子测量的科研成果累累, 令人遗憾的是这些成果中有许多没有转化成大批量的产品生产。例如中国电子科技集团公司第41研究所的每个系列产品在世界同行业都算得上是中高档产品, 但是所占市场份额太少, 其主要原因就是科研成果产业化问题。科研成果产业化从技术上来说仍有诸如结构设计、工艺加工、调试、生产、市场等课题需要去做。再则就是转化合作的关系问题, 要平等互利, 这些不仅要靠法制去解决, 更加需要电子测量仪器相关人员改变传统的理念。

3 国产电子测量仪器发展的机遇与挑战

随着科学技术的不断发展, 新产品新技术日新月异, 对电子测量仪器提出很多新需求, 由于测量仪器的先导作用, 所有电子技术的应用热点都会成为测量测试技术的生长点, 国内仪器企业研制并成功向市场推出了大量新技术、新型仪器产品, 适应市场需要。同时, 以新型产业发展为契机带动电子仪器产业发展。数字电视、新一代移动通信和下一代互联网等新兴产业、新的生产工艺和技术要求也为仪器发展创造了新的发展机遇。目前, 我国制造业发达、服务业兴旺, 各种电器产品的研制生产维修服务、各种用户需求都用到越来越多、划分细致的各种电子测量仪器, 市场前景乐观、产品开发大有作为。

目前, 虽然国产电子测量仪器发展面临着前所未有的机遇, 但是由于多种原因, 使得在这一行业发展过程中还存在着许许多多的挑战。为此, 需要在以下几个方面积极采取措施, 推进我国仪器产业发展[5]:

(1) 提倡国内电子仪器企业与科研院所、高校合作;

(2) 重视基础技术的研发、基础件的加工制造, 不断提高仪器的稳定性和可靠性;

(3) 仪器企业应以满足用户需求为目标, 开发出能够最大限度满足用户需求的产品, 并提供系统工程配套服务;

(4) 加强对国外先进技术的跟踪研究, 及时掌握技术的发展趋势和动态, 借鉴国外先进技术, 缩小与国际先进水平差距。

4 电子测量仪器发展趋势

随着科学技术和工业生产的发展, 测量范围日益扩大, 测量任务越来越复杂, 测量工作量随之加大, 对测量精度和速度的要求也越来越高。在实际测量中, 不仅要求连续实时显示, 而且要求实时处理大量的测试数据。传统仪器很难满足这些要求, 这就迫使仪器朝着数字化、智能化、多功能、小型化、模块化、虚拟化、标准化和开放型方向发展[1,6,7,8,9,10], 随着技术进步和应用领域的扩大, 这种演进的趋势也在明显加强。因此出现了以计算机或微处理器为核心, 将检测技术、自动控制技术、通信技术和网络技术等技术完美地结合起来的现代电子测量仪器 (系统) 。它主要有以下几种类型:

(1) 以通用微处理器为核心构成的智能化电子仪器。智能仪器又称为灵巧仪器 (Smart Instrument) , 它是将人工智能的理论、方法和技术应用于仪器, 使其具有类似人的智能特性或功能的仪器。它的硬件组成通常包括微处理器与存储器、键盘开关与显示输出、测试功能模块或测试信号源、总线与标准接口等部分。

(2) 以通用微型计算机为基础构成的个人仪器系统。个人仪器 (Personal Instrument) 系统将若干仪器的测试功能模块并联接入个人计算机 (PC) 的内部总线, 借助于测试软件, 各仪器模块与计算机灵活地结合起来, 实现计算机辅助测试 (CAT) 、程控操作、数据采集和运算处理, 以及多种方式输出测试结果。其硬件由个人计算机、多个测试功能模块及接口、仪用标准接口等组成。

(3) 以通用计算机为核心, 以国际上标准化的仪器接口总线为基础, 由可程控的通用电子仪器构成的现代自动测试系统。所谓自动测试系统 (Automatic Test System, ATS) , 就是在计算机的控制和管理下, 很少需要人工参与, 由各种测量仪器对电量、非电量进行自动测量、数据处理, 并以显示、打印等适当的方式给出测量结果的系统。自动测试系统的组成包括控制器、程控仪器设备、总线与接口、测试软件、被测对象5部分。

(4) 以通用计算机 (PC) 为基础建立的可编程虚拟仪器。虚拟仪器 (Virtual Instrument, VI) 是指以通用计算机作为核心的硬件平台, 配以相应测试功能的硬件作为信号输入/输出接口, 利用仪器软件开发平台在计算机的屏幕上虚拟出仪器的面板和相应的功能, 通过鼠标或键盘操作的仪器。

5 结 语

经过50多年从无到有的发展历程, 我国的电子测量仪器产业已形成一个完备的产业体系。但国产电子测量仪器在发展过程中还存在一些问题, 在对其发展现状进行分析基础上, 指出了当前我国电子测量仪器发展的机遇与挑战。

另外, 随着社会信息化程度不断加强, 测量需求也在不断改变, 例如测量范围不断扩大, 测量精度要求越来越高, 要求测量数据实时化处理等。为了满足这些改变的用户需求, 我国电子仪器工程师不断地在原有电子测量技术及仪器水平的基础上改革创新, 赶追世界先进水平, 使得国产电子测量仪器向以计算机为基础的功能越来越多, 处理信息量越来越大, 应用领域越来越广泛的现代电子测量仪器方向发展。

总之, 经过广大电子测量仪器人员的共同努力, 我国电子技术和电子产业水平有很大提高。目前与国外相比虽然还有些差距, 但已经基本改变过去跟着国外走的状况。针对这一情况, 还应该在研究国外电子测量仪器发展趋势的同时, 深入到我国仪器用户中去, 了解他们的需求, 研制出适合我国国情的电子测量仪器, 推进国产电子测量仪器向国际先进水平迈进。

参考文献

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[9]姜志玲, 唐蕾, 陈维荣.虚拟仪器的现状和前景[J].现代电子技术, 2002, 25 (4) :49-51.

浅谈电子测量仪器的日常维护 篇10

作为一种电子测量仪器, 经过一段时间的使用免不了出现一些问题。关键是要及时发现, 并加以维修与校正。按照国家的有关规定, 生产企业与科研机构的电子仪器每年均要经过多级计量部门的技术检定, 以保证测量结果的准确性与有效性。在日常维护中, 应时刻注意检查测量仪器的技术状态是否正常。检查的方法主要是比较法。

首先是与标准比, 在同一批仪器中, 可以将其中经过计量部门检定的一台作为“标准机”, 其余仪器均以此为参照系。在单个仪器工作是否正常的判断中, 如果该仪器自身有其标准, 可以通过“自校”来完成。如一般的示波器面板上均设有Vp-p=0.5V, f=1k Hz方波, 使用者使用前可对示波进行自我检测, 如显示正确, 则表示示波器包括探头等各部门均是正常的。老式的毫伏表均带有调零旋钮和100m V校正, 每次测量前均应进行校零和100m V校正。在没有明显标准的情况下, 可以通过多种仪器相印证的方式进行检查。比如, 在手中有一块数字万用表、一台数字毫伏表和一台示波器的情况下, 如果有一频率为1k Hz的信号, 示波器显示的Vp-p为3.0V, 数字万用表的交流电压挡指示为1.08V, 交流毫伏表指示为1.1V, 则这几种仪表均是正常的。如果其中有一台与其他几台指示的出入太大, 则该台测量仪器肯定是有问题的。

二、电子测量仪器的日常维护

对电子测量仪器的维护包括按技术规范进行使用和按正常规程进行修理两个方面。所谓按技术规范进行使用, 就是要在仪器生产厂家给定的电源、温度、湿度、气压等条件下使用。并且注意通风、散热, 还要防止振动、冲击等, 对于有机械装置的特殊仪器需定期加润滑油。对于有使用寿命限制的元件{如老式仪表的电子管}, 要定期更换等。此外, 用量程为3V的毫伏表去检测220V的交流电, 会造成毫伏表的探头损坏, 用低压电压表去检测数万伏的高压, 不仅易损坏电压表, 还可能造成意想不到的外电路损坏。因此, 必须防止这类误用或误操作的发生。

在发现测量仪器不能正常工作的情况下, 维护工作的要求主要是按技术规程查明故障原因, 尽快修复, 如不能自行修理, 需送专业部门或生产厂家修理, 如最终确定不能修复, 则申请作报废处理。

电子测量仪器内部包含有各种电子元器件, 它们的性能容易受温度、湿度、电磁场、电源波动等外界环境的影响。若操作者使用不当, 也会造成仪器各种电性能和参数的不稳定, 引起仪器故障, 甚至危及人的生命。为了确保仪器的正常使用和人身安全, 使电子测量仪器保持良好的工作状态, 保证测量的准确度, 延长仪器的使用寿命, 有必要了解电子测量仪器的日常维护知识。

三、电子测量仪器日常维护应注意的几个方面

1、保持清洁

电子仪器应配备防尘罩, 平时注意防尘。使用仪器时, 应去除防尘罩。仪器使用完毕, 应切断电源, 等充分降温后在套上防尘罩。对仪器外壳灰尘应采用干布清除, 禁止使用湿布抹擦, 以免潮气侵入或水珠流入机内。清除内部积尘时, 可用小型吸尘器、毛刷、吹风器{冷风}等进行清除。对仪器散热网孔上得灰尘, 应及时清除, 以防止灰尘堵塞散热孔, 避免仪器温升过大而烧坏元器件。

2、保持干燥及通风

电子仪器应放在通风良好、阳光充足、干燥的房间内, 禁止把仪器长期搁置在水泥板上, 在放置仪器的柜橱里应放置干燥剂并定期检查干燥剂是否失效, 如发现硅胶结块、发黄等变质现象, 应予以更新。经常检查仪器周围是否有潮气源, 保持环境干燥。安放电子仪器的场所温度一般以20~25℃为佳, 要防止阳光直射, 远离发热电器或设备。

3、防腐

电子测量仪器应避免酸、碱等腐蚀性的物质靠近电子仪器, 更不能用它们来清洗仪器。使用干电池的仪器, 应定期检查, 以免电池漏液腐蚀仪器内德元器件等, 如仪器长期不用, 可取出干电池另行存放。

4、防振动

搬动电子仪器时, 应轻拿轻放, 避免剧烈振动或碰撞。在仪器工作台上, 严禁安装电动工具或会缠上剧烈振动的工具、设备。及时更换仪器已损坏的防振橡皮垫脚。

5、防漏电

由于大多数的电子仪器都使用交流电源来供电, 因此, 防止漏电是一项关系到人身安全的重要维护措施。特别是采用双芯电源插头而仪器的机壳又没有连接地线的情况, 如果仪器内部电源变压器的一次绕组对机壳严重漏电, 则仪器与地面之间就可能有较大的交流电压{100~200V}存在。这样当使用者的手接触机壳时, 就会感到麻电, 甚至发生触电的人身事故。

最安全的防漏电措施是采用三芯插头、插座。因为这种插头中最长的一芯与机壳相连, 通过插座与大地可靠连通, 即使仪器内部的电源变压器发生漏电, 电流也会流向大地, 对人身不会造成危险。必须指出, 在采用三芯安全插头、插座的场合, 一定要严格按规定的插头、插座解法, 即面对插座右面为相线、左面为中线、上方为接地。绝对不能用中线代替接地线, 否则, 会发生机壳带电或发生短路, 轻者烧坏电源熔丝, 重者危及人身安全。

为了防止可能出现的差错, 在采用三芯电源插头、插座时, 应借助电笔和万用表, 先检查电源插座和电源插头的相线、中线、接地端子的解法是否正确, 以保证仪器使用的绝对安全。

6、定期计量

所有电子仪器的技术指标都有时间界限, 有其是仪器大修之后, 其性能指标会发生变化。因此, 仪器必须定期送计量部门校验, 或按说明书所给出的技术条件, 借助于标准仪器进行校准, 以保证测量的精确度。

7、合理放置

波长测量的探究与仪器研制 篇11

全日制普通高级中学教科书(必修加选修)物理第二册第52页，有一个利用空气柱测声波波长的实验：在盛有水的容器中插入一根两端开口的粗玻璃管，玻璃管上端放一正在发音的音叉，然后慢慢向上一同提玻管与音叉，当管内空气柱达到一定长度时，可以听到较强的声音，这时，从音叉发出进入玻管的声波和经水面反射回来的反射波相叠加，在空气柱内产生驻波。玻璃管开口处为波腹，水面处为波节，空气柱的长度为声波的1/4λ，如下图。

但在做这项实验时需一个人拿着管子上提，另一个人不断敲击音叉，两人配合默契才能完成。而且实验过程中声源不稳定，玻璃管所提高度受限制，不能定量测量声波波长，实验效果也不太明显。为了解决上述问题，我对书上的装置加以研究并进行了如下改进：

实验探究：

目的：用实验室器材探究空气驻波现象及声波波长的测量。

原理：利用J2464型教学信号发生源，通过扬声器向去掉底部牛顿管内的水面发出不同频率的声波，同时缓慢地放出牛顿管中的水以达到改变空气柱长度的目的，直至声音突然变大，产生驻波现象后，停止放水，测出空气柱长度L，此时L为声波的1/4λ。

实验器材：牛顿管(内径5cm、长度68cm)、J2464型教学信号源、橡皮管(15cm)、水槽、铁架台、扬声器(4n、3W)、直尺等。

实验步骤：

(1)将牛顿管管口向上固定在铁架台上，把扬声器固定在管口正上方5cm处，并接在J2464型教学信号端，关闭牛顿管下端阀门，向管中加满水，橡皮管门上，一头放在水槽里。

(2)将低频旋钮调至400HZ处，打开信号源，把低频增幅调至扬声器发出微弱声音，然后打开阀门，使水从下端静静流出，同时细听声音的变化，当声音至最强时，立即关闭阀门，用直尺量出其空气柱长度L，则为400HZ声波波长的1/4倍。

(3)调节教学信号源频率选择钮，用500HZ、1000HZ重复以上实验步骤，所得数据如下：

注：

(1)A、C、E点分别为1000HZ、500HZ、400HZ的1/4λ测量值；

A’、C’、E’点分别为1000HZ、500HZ、400HZ的1/4λ理论值。

(2)B、D、F点分别为1000HZ、500HZ、400HZ的3/4λ测量值；

B’、D’、F’点分别为1000HZ、500HZ、400HZ的3/4λ理论值。

结论：(1)当温度、波速一定时，波长与频率成反比；(2)理论值由λ=和C=331.4(t为测量环境的摄氏温度)，计算所得。

实验体会：(1)改善了实验方法由原来的两人操作为一人操作，由原来的往上提管使空气柱长度变化改为水流式改变空气柱长度；(2)发声装置的改变使实验效果明显；(3)定量测量不同频率声波的波长加深了对λ=公式的理解，深入了解了管乐器发生的原理；(4)比较测量值与理论值有误差，误差产生有两方面：一是单靠声音来判断波长，结果不太准确；二是牛顿管管口不齐，测量时带来误差。

为了更加方便快捷准确地测量声波的波长，特研制了声波波长测量仪(以下简称测量仪)。

测量仪由两部分组成：测量部分和发声部分。测量部分由测量架与牛顿管组成，测量架可手工制成，方法如下：三根86×2.7×1.6(cm)的木棍，外径12em、内径6.5cm的圆环A和外径15cm、内径5cm的圆环B，在B环内侧开一个2.5×3.5(cm)的长方形小口，将三木棍沿圆形的外侧扣成120°、上窄下宽的三角架，在牛顿管外侧贴上皮尺，用以读出波长大小。

发生装置由两部分组成，主机在22.1×17.3×14.5(cm)的木箱中固定，由低频信号发生源(Rc桥式振荡电路，并有适度负反馈线路)组成，扬声器在17×5.1×12.5(cm)的小木盒中信号发生部分提供5个频率的声波：500HZ、1000HZ、2000HZ、2500HZ。

使用方法：将牛顿管放在三角架中，把放有扬声器的盒子扣在三角架上端，将牛顿管注满水，打开电源，调节频率选择旋钮和音量旋钮选适当位置，使扬声器发声，开启阀门，缓慢放出牛顿管中的水，当驻波現象产生时，关闭阀门，从牛顿管上的皮尺读出数据，即为此时声波的1/4λ数值。

装置优点：此装置有助于提高学生学习物理的积极性，增强学生探索物理问题的兴趣，操作时，一个人可轻松测量较准确的数据，使实验简捷，节省课堂时间，更重要的是为学生展示了一次逆向思维在实际中的运用。

电子测量仪器IO模拟器设计 篇12

自动测试系统经常使用各种电子测量仪器进行系统集成。由于订货周期限制, 这些仪器可能要到系统集成的后期才能到货, 因此软件系统被迫延迟到到货后才能进行与仪器设备进行联调。由于联调中发现的问题引发的设计更改, 将大大延缓系统交付的时间。

通过预先得到的技术资料设计IO模拟器, 模拟实际设备的IO响应, 可以在仪器设备到货前开始与软件系统的联调。另一方面, 开发人员常常需要并行进行系统和分机调试, 采用模拟器也可解决实际设备数量限制问题, 提高系统开发效率。

本文提出的I O模拟器, 根据输入IO数据流进行状态转换, 并由当前状态实现模拟数据输出。由于采用文本格式的自定义数据文件控制模拟器实例化过程, 测试系统内可以同时模拟多种不同测量仪器的IO响应, 并具有良好的可扩展性。

模拟器工作原理

如图1所示, 应用程序的IO操作由虚拟IO驱动程序传递入模拟设备。IO模拟器通过加载描述设备工作模式的数据文件实现设备IO行为仿真。当物理IO驱动与虚拟IO驱动程序继承于同一个父类时, 应用程序可以通过配置驱动程序在运行时进行物理设备IO与模拟设备IO的动态切换。对实际设备的写入操作就自动转发给模拟设备, 并由模拟设备对读出等操作进行响应, 返回相应数据流到应用程序。

IO模拟器根据数据文件实现一个用户定义的有限状态机。如图2所示:继承自抽象基类 (IOManager) 的VISimulator类用于实现IO模拟器。将模拟器替代实际IO管理器对象 (VisaIOManger) 进行配置后, 模拟器将截获上层应用程序发出的IO指令, 并模拟实际设备进行响应。

VISimulator的成员states为模拟器可用状态表, variables为变量表, current为当前状态。状态表是状态类 (VIState类) 对象的集合, 变量表为变量类 (VIVariable类) 对象的集合, 变量值可用于状态和变量值的入口检查及计算。

当写入操作 (Write) 发生时, 模拟器遍历所有的变量及状态, 检查其入口条件 (entrance) , 对符合入口条件的变量, 更新 (U p d a t e) 变量值 (value) 。如符合状态入口条件, 则将该状态设置为当前状态。对于当前状态, 还需检查其出口条件 (exitus) , 如符合则设置当前状态为空。

当读出操作 (Read) 发生时, 模拟器由当前状态的模拟方法 (Simulate) 计算并返回模拟实际测量结果的数据。如当前状态设置读操作为出口条件, 则模拟器在读出完成后返回空闲状态。如当前状态为空或非可读状态, 模拟器将按照变超时设置延迟后返回无效数据, 真实地模拟IO指令序列错误造成的测试过程现象。

Vi Simulator的Load方法用于数据文件装入, 由数据文件的描述建立状态表和变量表。由状态和变量的静态方法Parse完成解析并返回实例对象。

实现及模拟结果

笔者在实际测试系统开发过程中设计了前述模拟器, 并根据仪器程控手册编写Agilent公司的HP8753E和E5071C等矢量网络分析仪的数据文件, 实现了对这些实际仪器IO功能的模拟。下面以HP8753E电压驻波比测量为例详细介绍IO模拟器实现方法。

矢量网络分析仪用于测量射频元件的端口特性, 常用于测量端口电压驻波比、衰减、阻抗等参数。因此其测量结果就包括多种格式不同的数据组合。当用HP8753E进行电压驻波比测试时, 网络分析仪会返回一个坐标数组, 坐标的两维分别是驻波测量值和测量频率。

根据H P 8 7 5 3 E程控手册定义状态SWRWaveform用于模拟电压驻波比测量状态:

以上文本描述了状态的工作模式, 当在写入数据流中检测到字符串outpform时, 如模拟器变量表中变量Format=swr时模拟器进入状态SWRWaveform。此时如收到读出指令, 模拟器将由SWRWaveform状态模拟输出电压驻波比波形, 返回一个101点的两维坐标数组, 其中X为1到1.1之间的随机数, Y为从模拟器变量表中变量StartFreq到EndFreq的线性递增数值。

图3为测试系统由模拟器实际得到的测量波形, 模拟器根据IO数据流正确地进入了SWRWaveform状态, 并以正确的频率范围返回了仿真数据。

结语

本文介绍的模拟器适用于文本格式的控制指令集, 在电子测量系统开发过程中已得到了验证和实际应用。

摘要：本文介绍一种电子测量仪器IO模拟器实现方法。以网络分析仪HP8753E为例讨论了模拟器的部分实现细节及模拟结果。

关键词：仪器,IO模拟器,状态机,网络分析仪

参考文献

[1].　Meilir　Page-Jones, UML面向对象设计基础, 人民邮电出版社, 2001.4