测量原理的研究及应用

论文题目：学 院：年 级：专 业：姓 名：学 号：任课教师：电子测量论文

测量原理的研究及应用

2016年7月3日

摘要

本文介绍了基于电子测量的测量基本原理以及测量误差和实际应用。目前，电子测量与各个行业、各个学科的关系十分密切，并且，电子测量是获取信息的重要手段，在工农业生产、科技研发、国防现代化建设等各个领域有极为广泛的应用。而本文就是从广义的角度出发，详细陈述了关于电子测量技术中的时域测量技术和频域测量技术的基本概念以及相关应用，对广义上的电子测量进行研究。其中，在信号的时间波形测量中，介绍信号的波形以及采集和应用技术，分别讨论了示波器和频谱仪在测量方面的相关应用。在频域测量中，介绍了频域中的信号频谱和网络性能的测量，以及基于频谱分析仪来进行频谱测量。最后，由电子测量技术的特点简要说明了电子测量未来的发展方向以及应用领域。

关键词

时域测量；频域测量；示波器；频谱分析仪

I

目录

摘要 ............................................................................................................................................ I 第一章 电子测量的基本认识 ................................................................................................. 1

一、测量的基本概述 ....................................................................................................... 1

（一）测量的基本概念 ........................................................................................... 1 （二）电子测量的基本概念 ................................................................................... 1 （三）电子测量的特点 ........................................................................................... 1 二、测量方法和测量误差概述 ....................................................................................... 2

（一）测量方法的分类 ........................................................................................... 2 （二）测量误差的基本概念 ................................................................................... 3

第二章 时域测量技术 ............................................................................................................. 4

一、时域测量原理和示波器应用 ................................................................................... 4

（一）时域测量的基本原理 ................................................................................... 4 （二）示波器介绍 ................................................................................................... 4 （三）示波器在时域测量中的应用 ....................................................................... 5 二、时域波形信号的采集及显示 ................................................................................... 7

（一）信号的时域测量 ........................................................................................... 8 （二）线性系统的时域测量 ................................................................................. 11 三、时域测量技术的应用 ............................................................................................. 14

（一）传输线的测量 ............................................................................................. 14 （二）时域反射测量 ............................................................................................. 15 （三）光时域反射计（OTDR） .......................................................................... 16

第三章 频域测量技术 ........................................................................................................... 17

一、频域测量原理 ......................................................................................................... 17

（一）频域测量原理 ............................................................................................. 17 （二）频域分析的分类和对象 ............................................................................. 18 二、频谱分析仪的主要介绍 ......................................................................................... 18

（一）频谱分析的概念 ......................................................................................... 18

（二）频谱仪的介绍 ............................................................................................. 19 （三）频谱分析仪的分类 ..................................................................................... 20 （四）常用信号的频谱 ......................................................................................... 22 三、基于频谱分析仪的频域测量技术的实际应用 ..................................................... 25

（一）放大器增益、频率响应与被动组件特性的测量 ..................................... 25 （二）通讯监测 ..................................................................................................... 26

第四章 电子测量技术的发展及应用 ................................................................................... 27

一、电子测量技术的发展方向 ..................................................................................... 27 二、电子测量技术的实际应用 ..................................................................................... 28 结论 ......................................................................................................................................... 29

第一章 电子测量的基本认识

一、 测量的基本概述

人们通过对客观事物大量的观察和测量，形成定性和定量的认识，归纳、建立起各种定理和定律， 而后又要通过测量来验证这些认识、定理和定律是否符合实际情况，经过如此反复实践，逐步认识事物的客观规律，并用以解释和改造世界。

（一） 测量的基本概念

狭义测量的定义是：测量是为了确定被测量量值而进行的一组操作。在进行这组操作的过程中，人们借助专门的设备，把被测量直接或间接地与同类已知单位进行比较，取得用数值和单位共同表示的测量结果。

广义测量的定义是：测量是为了获取被测对象的信息而进行的实践过程。在这个过程中，人们借助专门的设备去感知

（二） 电子测量的基本概念

从广义上讲，电子测量是泛指以电子科学技术为手段而进行的测量，即以电子科技理论为依据，以电子测量仪器和设备为工具，对电量和非电量进行测量。

从狭义上讲，电子测量则是利用电子技术对电子学中有关的电量所进行的测量。

（三） 电子测量的特点

（1） 测量频率范围宽 ，被测信号的频率范围除测量直流外，测量交流信号的 频率范围低至10-6 Hz以下，高至 THz（1THz=1012 Hz）。

（2）量程范围宽 ，测量范围的上限值与下限值之间相差很大，仪器具有足够宽的量程。如数字万用表对电阻测量小到10-5?，大到108 ?，量程达到13个数量级；电压测量由纳伏（nV）级至千伏（kV）级电压，量程达12个数量级；而数

1