北京交通大學(xué)電測技術(shù)實驗報告

1、電氣工程學(xué)院電測技術(shù)實驗報告 電測技術(shù) 實驗成績評定表姓 名 學(xué) 號實驗名稱：電測技術(shù)實驗 實驗驗收或提問記錄：成績評定依據(jù)：實驗預(yù)習(xí)報告及方案設(shè)計情況（30）：實驗考勤情況（15）：實驗操作情況（30）：實驗總結(jié)報告與答辯情況（25）：最終評定成績：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日電測技術(shù)實驗報告 實驗一：示波器波形參數(shù)測量一、實驗?zāi)康?通過示波器的波形參數(shù)測量，進一步鞏固加強示波器的波形顯示原理的掌握，熟悉示波器的使用技巧。1. 熟練掌握用示波器測量電壓信號峰峰值，有效值及其直流分量。2. 熟練掌握用示波器測量電壓信號周期及頻率。3. 熟練掌握用示波器在單蹤方式和雙蹤方式下測量兩信號的相位差。二

2、、實驗預(yù)習(xí)u 示波器能直接觀測并真實顯示被測信號的波形；u 作為時域測試典型儀器，能檢測信號波形是否正常，有無失真以及相關(guān)關(guān)系；u 可顯示兩個變量之間的關(guān)系，可作為X-Y圖示儀使用；u 可用于各種電量和非電量的測試和測量；u 是對信號進行定性和準定量分析與測量的可視化手段。三、實驗儀器與設(shè)備信號發(fā)生器，示波器，電阻，電容等。四、實驗內(nèi)容 分別測量1KHZ和100HZ三角波的峰峰值及其直流分量、周期和頻率，并分別用單蹤方式和雙蹤方式測量兩信號間的相位差。五、實驗步驟1 測量1kHZ的三角波信號的峰峰值及其直流分量。2測量1kHZ的三角波經(jīng)下圖阻容移相平波后的信號V0的峰峰值及其直流分量。 3測量

3、1kHZ的三角波的周期及頻率。 4用單蹤方式測量三角波、V0兩信號間的相位差。 5用雙蹤方式測量三角波、V0兩信號間的相位差。 6信號改為100HZ，重復(fù)上述步驟15。六、實驗數(shù)據(jù)及分析1、測量1kHz、100Hz三角波以及經(jīng)阻容移相后的正弦信號峰峰值及直流分量。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三角波周期及頻率：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三角波周期及頻率：實驗數(shù)據(jù)：頻率波形峰-峰值(V)直流分量(V)實際測量頻率周期頻率1kHz三角波

4、5.5602.5701.0011kHz0.996ms1.011KHz正弦波0.7962.540100Hz三角波5.4902.540100.02kHz9.950ms100.02Hz正弦波4.0902.5902、用單蹤方式測量兩信號間的相位差。1）當f=1KHz時：2）當f=100Hz時：實驗數(shù)據(jù)：經(jīng)計算得到，兩種頻率下做實驗得到的相位差如下：頻率相位差1kHz35.78100Hz14.093. 用雙蹤方式測量兩信號間的相位差；1）1kHz的情況：2）100Hz波形如下：實驗數(shù)據(jù)：頻率相位差1kHz36.14100Hz13.73七、思考題1、測量相位差時，你認為雙蹤、單蹤測量哪種方式更準確？為什么

5、？答：雙蹤方式測量相位差更準確，選用雙蹤方式時，使用兩個輸入通道，可以把兩個通道的信號特性同時顯示在示波器屏幕上，此時測量相位差一目了然，而采用單蹤方式時，信號只能從一個通道輸入，兩個波形無法同時顯示，相位差測量容易產(chǎn)生較大誤差。 2、你認為在實驗過程中，雙蹤示波器的掃描時工作在交替還是斷續(xù)方式？為什么？答：當信號為1KHZ時，掃描時工作在交替方式；當信號為10HZ時，掃描時工作在斷續(xù)方式。因為：交替：按鋸齒波掃描頻率在兩通道間周期切換。用于觀察較高頻率信號。在同時觀察兩個不相關(guān)信號波形時，必須使用交替方式才能使兩個不相關(guān)信號波形同時穩(wěn)定。 斷續(xù)：在一個鋸齒波掃描周期內(nèi)，以一定的頻率在兩通道間

6、高速切換，這個切換頻率稱為斷續(xù)頻率，不同的示波器斷續(xù)頻率不同，適用于觀察較低頻率信號波形。3、對于同一組移相電路，1kHz和10Hz三角波經(jīng)過移相變換后，其相位、幅值有何不同？為什么？答：移相變換后，由=-arctan(RC),可得，頻率減小，移相后正弦波幅值變大，相位差變小。實驗二：圖示儀的使用及晶體管特性參數(shù)測量一、實驗?zāi)康?通過圖示儀對晶體管參數(shù)的測量使用，加強對圖示儀的波形顯示原理的掌握，熟悉圖示儀的使用方法。1. 學(xué)會用圖示儀測量晶體三極管的特性參數(shù)。2. 學(xué)會用圖示儀測量二極管的特性參數(shù)。3. 學(xué)會用圖示儀測量穩(wěn)壓二極管的特性參數(shù)。二、實驗預(yù)習(xí)1、二極管特性曲線 2、三極管特性曲線

7、三、實驗儀器與設(shè)備1圖示儀2二極管、穩(wěn)壓二極管、晶體管9012、9013四、實驗內(nèi)容及步驟 1測量二極管的導(dǎo)通特性曲線。 2測量穩(wěn)壓二極管的正向、反向特性曲線。 3測量晶體管9012的特性曲線，計算Vces、Vceo、Iceo、hfe。 4測量晶體管9013的特性曲線，計算Vces、Vceo、Iceo、hfe。五、實驗數(shù)據(jù)及分析1 測量二極管的導(dǎo)通特性曲線。 2 測量穩(wěn)壓二極管的正向、反向特性曲線。(1) 正向：Y軸電流：0.02mA/度;X軸電壓： 1V/度;所以，讀出正向穩(wěn)壓：0.7V; （2）反向Y軸電流：0.2mA/度 X軸電壓： 1V/度所以，讀出反向擊穿電壓：2V3 測量晶體管90

8、12的特性曲線，計算Vces、Vceo、Iceo、hfe。（1）Y軸 集電極電流：0.02mA/度，X軸 集電極電壓：1V/度， 基極階梯信號：0.002mA/級，所以Iceo=0.008mA。 （2）Y軸 集電極電流：5mA/度，X軸 集電極電壓：0.5V/度，基極階梯信號：0.1mA/級，取Ic=10mA時， Vces=0.1V。（3）Y軸 集電極電流：1mA/度，X軸 集電極電壓：0.5V/度，基極階梯信號：1mA/級，讀得: =1mA, =0.05mA，則=20。（4）Y軸 集電極電流：2mA/度，X軸 集電極電壓：2V/度，基極階梯信號：0.05mA/級，讀出Vceo=6V。4 測量

9、晶體管9013的特性曲線，計算Vces、Vceo、Iceo、hfe。 （1） IceoY軸 集電極電流：0.01mA/度 X軸 集電極電壓：0.2V/度 基極階梯信號：0.001mA =0.001mA最低級，時可近似取得 Iceo=0.004mA（2）Vces Y軸 集電極電流：5mA/度 X軸 集電極電壓：0.1V/度 基極階梯信號：0.2mA 取Ic=10mA時對應(yīng)的電壓即Vces=0.04V。（3）hfe Y軸 集電極電流：1mA/度X軸 集電極電壓： 1V/度基極階梯信號：0.05mA/級讀得: =0.8mA, =0.05mA，=16（4）Vceo Y軸 集電極電流：1mA/度X軸 集

10、電極電壓： 2V/度基極階梯信號：0.05mA/級讀出Vceo=8.4V六、思考題1. 測量二極管、穩(wěn)壓二極管的特性曲線時，如何注意Rc及掃描電壓的檔位？答:RC應(yīng)該調(diào)至適當?shù)臋n位，保護被測電阻。測量正向特性時應(yīng)將RC適當調(diào)大，使掃描的電流小于穩(wěn)壓管的最大電流，以免燒壞器件，掃描電壓應(yīng)調(diào)至“0”處，待實驗開始后逐漸增大，但應(yīng)小于器件的最大電流。2. 測量晶體管的特性曲線時，為什么增加級數(shù)時，屏幕上的波形為什么會閃動？請你計算掃描一簇曲線所用的時間？答：增加簇數(shù)，使n增大，Ts=nTc，則Ts要增大，階梯波發(fā)生器開關(guān)速度低，重新產(chǎn)生增大后的階梯信號會出現(xiàn)閃動。3. 如何進行階梯波的調(diào)零？答:以P

11、NP型三極管為例，顯示部分中間按鈕按F，調(diào)零起始位置在右上角，級數(shù)選擇“1”，按下測量板上的“零電流”，調(diào)整Vce=10V，松開“零電流”，應(yīng)使第一條線與Lceo重合。實驗三：數(shù)值化測量儀的使用一、實驗?zāi)康?通過數(shù)字化測量儀的使用，進一步鞏固加強對數(shù)值化測量原理的掌握，不同數(shù)值化測量的誤差分析及影響因素。1. 學(xué)會用數(shù)字化測量儀測量信號的周期和頻率。2. 學(xué)會分析數(shù)字化測量的誤差來源。3. 掌握如何減少測量誤差的措施。二、實驗儀器與設(shè)備1. 信號發(fā)生器2. 數(shù)字頻率計三、實驗內(nèi)容及步驟分別用測頻、測周的方法測量100Hz、1kHz、10kHz的方波。四、實驗數(shù)據(jù)及分析 測頻方法（kHz） 測周

12、方法（ms）檔位0.1s 1s 10s ´1 ´10´100100Hz0.1009330.10088950.1008499.911039.9135929.917481kHz1.000891.000731.000470.9992940.99938600.9996156510kHz10.013310.0141710.0155620.09987650.099863480.099832931五、思考題 1通過以上實驗數(shù)據(jù)，請你分析該測量系統(tǒng)的誤差來源，以及減少測量誤差的措施和方法。 答：在測頻時，相對誤差由量化誤差和標準頻率誤差兩部分組成。當頻率一定，閘門時間越長，測量標

13、準度越高，當閘門時間一定時，頻率越高，測量準確度越高。解決方法：1) 選擇準確性高，穩(wěn)定性高的晶振作為時標信號發(fā)生器；2) 在不使計數(shù)器產(chǎn)生溢出的情況下加大分頻器的分頻系數(shù)，擴大主門的開啟時間；3) 對于隨機的計數(shù)誤差可提高信噪比或調(diào)小通道增益來減小誤差。在側(cè)周時，誤差有量化誤差，轉(zhuǎn)換誤差，標準頻率誤差，當頻率一定，閘門時間越長，測量準確度越高，當閘門時間一定時，頻率越小，測量準確度越高。解決方法：1) 采用多周期測量;2) 選用小時標；3) 測量過程中盡可能提高信噪比。 2為什么在減小輸入信號的幅值到一定程度時，測量數(shù)值相差會突然增大？ 答：在減小輸入信號的幅值到一定程度時，測量無法滿足計數(shù)器要