自動識別產(chǎn)品檢測與分析-3(2-1)

12014-15（1）付麗華信息與控制學(xué)院自動識別產(chǎn)品測試與分析12上節(jié)回顧第一章電子測量技術(shù)基礎(chǔ)1.3電子測量的方法（參數(shù)）1.4測量誤差分析1.5測量結(jié)果處理23【按被測量的性質(zhì)分類】1)時域測量時域測量也稱做瞬態(tài)測量，主要測量被測量隨時間的變化規(guī)律。2)頻域測量頻域測量也稱為穩(wěn)態(tài)測量，主要目的是獲取待測量與頻率之間的關(guān)系。3）數(shù)據(jù)域測量也稱為邏輯量測量，主要是用邏輯分析儀等設(shè)備對數(shù)字量或電路的邏輯狀態(tài)進(jìn)行測量。4）隨機(jī)測量隨機(jī)測量又叫做統(tǒng)計測量，主要是對各類噪聲信號進(jìn)行動態(tài)測量和統(tǒng)計分析。3上節(jié)回顧--電子測量的分類4【范圍】電阻和電位器的測量電容和電感的測量半導(dǎo)體二極管參數(shù)的測量半導(dǎo)體三極管參數(shù)的測量晶體管圖示儀4上節(jié)回顧--電子測量的參數(shù)測量直標(biāo)法色環(huán)法5【測量誤差的表示方法】1.絕對誤差由測量所得到的被測量值x與其真值A(chǔ)0之差，稱為絕對誤差，即上節(jié)回顧--測量誤差分析絕對誤差與被測量的真值之比，稱為相對誤差，用γ表示。2.相對誤差6儀器誤差影響誤差理論誤差和方法誤差人身誤差【測量誤差的來源】上節(jié)回顧-測量誤差分析由于測量儀器及其附件的設(shè)計、制造、檢定等不完善，以及儀器使用過程中老化、磨損、疲勞等因素而使儀器帶有的誤差。由于各種環(huán)境因素（溫度、濕度、振動、電源電壓、電磁場等）與測量要求的條件不一致而引起的誤差。

由于測量原理、近似公式、測量方法不合理而造成的誤差。由于測量人員感官的分辨能力、反應(yīng)速度、視覺疲勞、固有習(xí)慣、缺乏責(zé)任心等原因，而在測量中使用操作不當(dāng)、現(xiàn)象判斷出錯或數(shù)據(jù)讀取疏失等而引起的誤差。

71、系統(tǒng)誤差2、隨機(jī)誤差3、粗大誤差【測量誤差的分類】上節(jié)回顧-測量誤差分析在同一測量條件下，多次測量重復(fù)同一量時，測量誤差的絕對值和符號都保持不變，或在測量條件改變時按一定規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。在同一測量條件下（指在測量環(huán)境、測量人員、測量技術(shù)和測量儀器都相同的條件下），多次重復(fù)測量同一量值時（等精度測量），每次測量誤差的絕對值和符號都以不可預(yù)知的方式變化的誤差，稱為隨機(jī)誤差。粗大誤差是一種顯然與實際值不符的誤差，又稱疏失誤差。含有粗差的測量值稱為壞值或異常值，在數(shù)據(jù)處理時，應(yīng)剔除掉。

8第1章小結(jié)第2章常用電子測量儀器儀表

2.1高精度直流穩(wěn)壓電源2.2信號源2.3電子示波器8本節(jié)內(nèi)容89【測量結(jié)果的表示】

測量結(jié)果表示為：一定的數(shù)值和相應(yīng)的計量單位,例：40KV、465KHz等?！居行?shù)字及有效數(shù)字位】1、定義：對于包含的誤差不大于末位單位數(shù)字的一半的數(shù)，從它最左端一位非零數(shù)字起，到最末一位所有數(shù)字都稱為有效數(shù)字。5

測量結(jié)果的處理102、知識點：可以從有效數(shù)字的位數(shù)估計出測量誤差，一般規(guī)定誤差不超過有效數(shù)字末位單位的一半?！?”在最左面為非有效數(shù)字。有效數(shù)字不能因選用單位的變化而變化。

【例】：0.1030A表示含有誤差：<0.0001/2=0.00005A；有效數(shù)字位：1、0、3、0(最左端的0非有效數(shù)字)；用mA單位表示：103.0mA，而不是103mA，末位的0不能去掉?！緶y量結(jié)果的表示】

5

測量結(jié)果的處理11【數(shù)字的舍入規(guī)則】

保留N位有效數(shù)字，N位以后的數(shù)字：1）小于5舍去，末位不變；2）大于5進(jìn)1，在末位增1；3）等于5時，當(dāng)末位是偶數(shù)，末位不變；末位是奇數(shù)，在末位增1。表示帶有絕對誤差的數(shù)字時，有效數(shù)字的末位應(yīng)和絕對誤差取齊，即兩者的欠準(zhǔn)數(shù)字所在數(shù)字位必須相同。

例1：將下列數(shù)據(jù)舍入保留三位有效數(shù)字：

16.5(0.0501>0.1/2=0.05,舍去且往前位增1)

16.43→16.46→16.35→16.45→16.4501→16.4(0.03<0.1/2=0.05,舍去)16.5(0.06>0.1/2=0.05,舍去且往前位增1)16.4(0.05=0.1/2,3為奇數(shù)，舍去且往前位增1)16.4(0.05=0.1/2,4為偶數(shù)，舍去)5

測量結(jié)果的處理12【主要內(nèi)容】

2.1高精度直流穩(wěn)壓電源2.2信號源2.3電子示波器2.4電子計數(shù)器2.5電子電壓表2.6掃頻儀2.7晶體管特性圖示儀2.8失真度儀2.9DDS函數(shù)信號發(fā)生器2.10現(xiàn)代電子測量儀第2章常用電子測量儀器儀表121、直流穩(wěn)壓電源的工作原理2.1直流穩(wěn)壓電源降壓把正弦交流電變換成方向不變、大小隨時間變化的脈動電壓濾去脈動電壓中的交流分量，得到比較平直的直流電壓保證在電網(wǎng)電壓或負(fù)載在一定范圍變化時，都能輸出穩(wěn)定的直流電壓。13DF1731SB2A多路直流穩(wěn)壓電源面板結(jié)構(gòu)和外形2、直流穩(wěn)壓電源的使用方法2.1直流穩(wěn)壓電源141．雙路可調(diào)電源獨立使用可調(diào)電源作穩(wěn)壓源使用可調(diào)電源作穩(wěn)流源使用限流保護(hù)點的調(diào)節(jié)2、直流穩(wěn)壓電源的使用方法2.1直流穩(wěn)壓電源將按鈕開關(guān)S1、S2分別處于INDEP狀態(tài)即位置）；分別將兩個穩(wěn)流調(diào)節(jié)旋鈕（CURRENT）順時針調(diào)節(jié)到最大；然后打開電源開關(guān)，并調(diào)節(jié)兩個穩(wěn)壓調(diào)節(jié)旋鈕（VOLTAGE），使從路和主路輸出直流電壓至所需要的電壓值；此時穩(wěn)壓狀態(tài)指示燈（C.V）發(fā)光。在打開電源開關(guān)后，先將兩個穩(wěn)壓調(diào)節(jié)旋鈕順時針調(diào)節(jié)到最大，同時，將兩個穩(wěn)流調(diào)節(jié)旋鈕逆時針調(diào)節(jié)到最小，然后接上所需負(fù)載，再順時針調(diào)節(jié)兩個穩(wěn)流調(diào)節(jié)旋鈕，使輸出電流至所需要的穩(wěn)定電流值。此時穩(wěn)壓狀態(tài)指示燈（C.V）熄滅，穩(wěn)流狀態(tài)指示燈（C.C）發(fā)光。打開電源，逆時針將兩個穩(wěn)流旋鈕調(diào)至最小，然后短接輸出正、負(fù)端子，并順時針調(diào)節(jié)兩個穩(wěn)流調(diào)節(jié)旋鈕使輸出電流等于所需要的限流保護(hù)點的電流值即可。152．雙路可調(diào)電源串聯(lián)使用（1）將按鈕開關(guān)S1、S2置于SERIES狀態(tài)（即左，右位置）。調(diào)節(jié)主路電源穩(wěn)壓調(diào)節(jié)旋鈕，從路的輸出電壓嚴(yán)格跟蹤主路輸出電壓，使輸出電壓最高可達(dá)兩路額定電壓之和。（2）雙路可調(diào)電源串聯(lián)使用注意事項在兩路串聯(lián)使用前，首先要檢查主路和從路電源的負(fù)端是否有連接片與接地端相聯(lián)，如有，應(yīng)將其斷開，不然在兩路電源串聯(lián)時將造成從路電源的短路。2、直流穩(wěn)壓電源的使用方法2.1直流穩(wěn)壓電源162．雙路可調(diào)電源串聯(lián)使用（2）雙路可調(diào)電源串聯(lián)使用注意事項兩路的輸出電壓由主路控制，但兩路的電流調(diào)節(jié)仍然是獨立的，因此：在兩路電源處于串聯(lián)狀態(tài)時，如有功率輸出，則應(yīng)使用與輸出功率對應(yīng)的導(dǎo)線將主路的負(fù)端和從路的正端可靠短接。因為：2、直流穩(wěn)壓電源的使用方法2.1直流穩(wěn)壓電源在使用時要注意從路的電流調(diào)節(jié)旋鈕的位置，應(yīng)該使從路的電流調(diào)節(jié)旋鈕順時針旋到最大，否則因從路輸出電流超過限流保護(hù)點，從路輸出電壓將不再跟蹤主路的輸出電壓。穩(wěn)壓電源內(nèi)部是通過一個開關(guān)短接的，所以當(dāng)有功率輸出時，短接開關(guān)將通過輸出電流，長時間工作將影響其可靠性。173．雙路可調(diào)電源并聯(lián)使用（1）將按鈕開關(guān)S1、S2置于PARALLEL狀態(tài)（即左，右位置）。調(diào)節(jié)主路電源穩(wěn)壓調(diào)節(jié)旋鈕，兩路輸出電壓一樣，同時從路穩(wěn)流指示燈（C.C）發(fā)光，而從路穩(wěn)流調(diào)節(jié)旋鈕不起作用。（2）當(dāng)電源做穩(wěn)流源使用（3）在兩路電源并聯(lián)時2、直流穩(wěn)壓電源的使用方法2.1直流穩(wěn)壓電源只要調(diào)節(jié)主路的穩(wěn)流調(diào)節(jié)旋鈕，此時主、從路的輸出電流均受其控制并相同，其輸出電流最大可達(dá)二路輸出電流之和。如有功率輸出，應(yīng)使用與功率對應(yīng)的導(dǎo)線分別將主、從電源的正端和正端、負(fù)端和負(fù)端可靠短接，以使負(fù)載可靠的接在兩路輸出的輸出端子上。否則，如果將負(fù)載只接在一路電源的輸出端子上，將有可能造成兩路電源輸出電流的不平衡，同時也有可能造成串并聯(lián)開關(guān)的損壞。181．信號發(fā)生器的基本概念在測試、研究或調(diào)整電子電路及設(shè)備、測定電路的電參量時，用于產(chǎn)生不同頻率，不同波形的電壓、電流信號的裝置，統(tǒng)稱為信號發(fā)生器，也稱為信號源。【信號發(fā)生器的分類】按頻率范圍分類按輸出波形分類按信號發(fā)生器的性能指標(biāo)分類2.2信號源-概述192.2信號源-概述低頻信號發(fā)生器組成及原理高頻信號發(fā)生器組成及原理202．信號發(fā)生器的基本組成

振蕩器變換器輸出電路輸出指示電路電源3．正弦信號發(fā)生器的性能指標(biāo)頻率特性輸出特性調(diào)制特性2.2信號源-概述21（1）主要技術(shù)性能

信號發(fā)生器輸出頻率音頻內(nèi)調(diào)制信號射頻信號工作頻率、信號方式存儲（2）面板結(jié)構(gòu)（3）操作說明2、AS1053射頻信號發(fā)生器

2.2信號源22任意波形信號發(fā)生器也稱為函數(shù)發(fā)生器?；竟ぷ髟鞾B1636函數(shù)信號發(fā)生器主要技術(shù)性能使用方法面板圖準(zhǔn)備工作正弦波、方波、三角波的產(chǎn)生3、任意波形信號發(fā)生器2.2信號源23【例】利用YB1636函數(shù)發(fā)生器輸出250KHz、10VP-P正弦波信號。WAVEFORM開關(guān)置“正弦波”。RANGE—Hz開關(guān)選擇置100KHz擋，調(diào)節(jié)FREQUENCY旋鈕使顯示窗口顯示頻率為250KHz。調(diào)節(jié)AMPLITUDE旋鈕，改變輸出信號幅度，使示波器顯示的波形。此時示波器的垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)開關(guān)置2V/div，掃描因數(shù)開關(guān)置1ms/div。斜波的產(chǎn)生TTL輸出調(diào)頻信號輸出3、任意波形信號發(fā)生器2.1信號源24【示波器】是一種用熒光屏顯示電信號隨時間變化波形圖像的電子測量儀器，是典型的時域測量儀器?！竟δ堋克芍苯訙y量被測信號的電壓、頻率、周期、時間、相位、調(diào)幅系數(shù)等參數(shù)，亦可間接觀測電路的有關(guān)參數(shù)及元器件的伏安特性；還可與傳感器結(jié)合測量各種非電量，因此在科學(xué)研究、航空航天、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療衛(wèi)生、地質(zhì)勘探等方面，示波器都獲得了廣泛應(yīng)用。1、概述2.3電子示波器25【分類】根據(jù)用途、結(jié)構(gòu)及性能，示波器一般分為：通用示波器；多束示波器（或稱多線示波器）；取樣示波器；記憶與存儲示波器；特殊示波器等。1、概述2.3電子示波器26【實例】YB4320雙蹤四線示波器，示波器的使用方法2.3電子示波器YB4320示波器的面板結(jié)構(gòu)27序號功能序號功能序號功能1電源開關(guān)14水平位移27接地柱2電源指示燈15掃描速度選擇開關(guān)28通道2選擇3亮度旋鈕16觸發(fā)方式選擇29通道1耦合選擇開關(guān)4聚焦旋鈕17觸發(fā)電平旋鈕30通道1輸入端5光跡旋轉(zhuǎn)旋鈕18觸發(fā)源選擇開關(guān)31疊加6刻度照明旋鈕19外觸發(fā)輸入端32通道1垂直微調(diào)旋鈕7校準(zhǔn)信號20通道2×5擴(kuò)展33通道1衰減器轉(zhuǎn)換開關(guān)8交替擴(kuò)展21通道2極性開關(guān)34通道1選擇9掃描時間擴(kuò)展控制鍵22通道2耦合選擇開關(guān)35通道1垂直位移10觸發(fā)極性選擇23通道2垂直位移36通道1×5擴(kuò)展11X-Y控制鍵24通道2輸入端37交替觸發(fā)12掃描微調(diào)控制鍵25通道2垂直微調(diào)旋鈕13光跡分離控制鍵26通道2衰減器轉(zhuǎn)換開關(guān)YB4320示波器的面板控制件功能28（1）檢查電源：檢查示波器的電源是否符合技術(shù)指標(biāo)要求。（2）儀器校準(zhǔn)（3）信號連接（4）參數(shù)測量2．YB4320示波器的使用方法2.3電子示波器校準(zhǔn)圖29（2）儀器校準(zhǔn)亮度、聚焦、移位旋鈕居中掃描速度置0.5ms/DIV且微調(diào)為校正位置垂直靈敏度置10mV/DIV且微調(diào)為校正位置觸發(fā)源置內(nèi)且垂直方式為CH1，耦合方式置于“AC”觸發(fā)方式置“峰值自動”或“自動”。通電預(yù)熱，調(diào)節(jié)亮度、聚焦，使光跡清晰并與水平刻度平行（不宜太亮，以免示波管老化）。用10∶1探極將校正信號輸入至CH1輸入插座，調(diào)節(jié)CH1移位與X移位，使波形與校準(zhǔn)圖符合。將探極換至CH2輸入插座，垂直方式置于“CH2”，重復(fù)③操作，得到與校正圖相符合的波形。2．YB4320示波器的使用方法2.3電子示波器30（3）信號連接①探極操作②探極調(diào)整2．YB4320示波器的使用方法2.3電子示波器為減小儀器對被測電路的影響，一般使用10∶1探極，衰減比為1∶1的探極用于觀察小信號，探極上的接地和被測電路地應(yīng)采用最短連接。在頻率較低、測量要求不高的情況下，可用前面板上接地端和被測電路地連接，以方便測試。由于示波器輸入特性的差異，在使用10∶1探極測試以前，必須對探極進(jìn)行檢查和補(bǔ)償調(diào)節(jié)。校準(zhǔn)時如發(fā)現(xiàn)方波前后出現(xiàn)不平坦現(xiàn)象，則應(yīng)調(diào)節(jié)探頭補(bǔ)償電容。31幅度的測量周期和頻率的測量上升時間和下降時間的測量3．測量方法舉例2.3電子示波器32（1）幅度的測量方法峰—峰值（VP-P）的測量最大值的測量（VMAX）有效值的測量（V）①正弦波的測量。正弦波的測量是最基本的測量。按正常的操作步驟使用示波器顯示穩(wěn)定的、大小適合的波形后，就可以進(jìn)行測量了。2.3電子示波器其中峰—峰值的測量結(jié)果是基礎(chǔ)，后幾種測量都是由該值推算出來的。33示波器上正弦波峰—峰值幅度的讀數(shù)方法（1）峰—峰值（VP-P）是波形的最高電壓與最低電壓之差2.3電子示波器因此應(yīng)調(diào)整示波器使之容易讀數(shù)，方法是調(diào)節(jié)X軸和Y軸的位移，使正弦波的下端置于某條水平刻度線上，波形的某個上端位于垂直中軸線上，就可以讀數(shù)了?？梢院苋菀鬃x出，波形的峰—峰值占了6.3格（DIV），如果Y軸增益旋鈕被撥到2V/DIV，并且微調(diào)已撥到校準(zhǔn)，則正弦波的峰—峰值VP-P=6.3（DIV）×2（V/DIV）=12.6（V）。34測出了峰—峰值，就可以計算出最大值和有效值了。對于正弦波，這3個值有以下關(guān)系：（1）峰—峰值（VP-P）2.3電子示波器≈由此可計算出，VMAX=6.3V，V≈4.45V。35②矩形波的測量矩形波幅度的測量與正弦波相似，通過合適的方法找到其最大值與最小值之間的差值，就是峰—峰值（VP-P），如圖所示。2.3電子示波器矩形波幅度的測量提示:示波器是通過掃描的方式進(jìn)行顯示，因此矩形波的上升沿和下降沿由于速度太快，往往顯示不出來，但高電平與低電平仍能清晰看到。矩形波的峰—峰值占4.6格（DIV），若Y軸增益旋鈕被撥到2V/DIV，則矩形波的峰—峰值VP-P=4.6（DIV）×2（V/DIV）=9.2（V），最大值VMAX=4.6V。36（2）周期和頻率的測量方法①正弦波的測量。周期T的測量是通過屏幕上X軸來進(jìn)行的。當(dāng)適當(dāng)大小的波形出現(xiàn)在屏幕上后，應(yīng)調(diào)整其位置，使其容易對周期T進(jìn)行測量，最好的辦法是利用其過零點，將正弦波的過零點放在X軸上，并使左邊的一個位于某豎刻度線上2.3電子示波器正弦波周期的測量37圖中所示正弦波周期占了6.5格（DIV），如果掃描旋鈕已被撥到的刻度為5ms/DIV，可以推算出其周期T

=

6.5（DIV）×5（ms/DIV）=

32.5（ms）。同時，根據(jù)周期與頻率的關(guān)系：2.3電子示波器（2）周期和頻率的測量方法可推算出，正弦波的頻率38為了使周期的測量更為準(zhǔn)確，可以用多個周期的波形來進(jìn)行測量。2.3電子示波器（2）周期