《电子测量技术》课程教学大纲 课程名称：电子测量技术 课程代码：TEE3010 英文名称：Electronic Measuring Technology 课程性质：专业必修选修课程 学分/学时：2.5/54（讲课45，实验9） 开课学期：第6学期 适用专业：电子信息工程、信息工程、通信工程等专业 先修课程：电路分析，模拟电路，信号与系统，通信电子线路，数字系统与逻 辑设计 后续课程：系统设计，毕业设 开课单位：电子信息学院 课程负责人：王丽荣、朱伟芳 大纲执笔人：王丽荣、朱伟芳 大纲审核人：芮贤义 一、 课程性质和教学目标 课程性质：《电子测量技术》是电子信息工程、信息工程、通信工程等电子与电气信息类专 业一门重要的专业必修选修课程。它从理论和工程应用上建立了完善的误差与不确定度分 析体系，从时域、频域、数据域等不同角度对工程应用中常见的电压、周期、频率等主要物 理量的基本测量原理与方法进行了系统的介绍，同时给出了工程应用中应用广泛的自动化测 量技术的现状与展望。电子测量技术课程慨不是纯理论课，也不是一般的实验课，而是一门 理论联系工程应用较紧密的课程，是培养学生动手能力和基本技能的一个重要环节。 教学目标：电子测量主要是运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量、电信号及电路元 器件的特性和参数进行测量。为学生在以后的生产与科研实践中所遇到的实际问题准备必要 的理论基础和实践知识。通过对误差与不确定度分析的学习，掌握常见的测量误差分析技术 。迪过对 电压 主要物理量的基 重原 与 动测量技术的现状分析与展望，了解电子测量仪器的发展概况。本 选择 果程的具体教学 标如下 1,根据电子测量实际需求合理选择电子测量仪器及仪器参数【5-2】 2.掌握现代电子测量实践中所遇到的主要物理量的基本测量原理与方法：掌握常用电子测 量仪器功能，用以解决复杂测量问题的技能：【23】 3.具备测量误差分析与测量数据处理的能力，能针对不同工程问题的误差处理方法：【21】 4.了解电子测量仪器的发展概况。【5-3】
《电子测量技术》课程教学大纲 课程名称：电子测量技术 课程代码：TELE3010 英文名称：Electronic Measuring Technology 课程性质：专业必修/选修课程 学分/学时：2.5/54（讲课 45，实验 9） 开课学期：第 6 学期 适用专业：电子信息工程、信息工程、通信工程等专业 先修课程：电路分析，模拟电路，信号与系统，通信电子线路，数字系统与逻 辑设计 后续课程：系统设计，毕业设计 开课单位：电子信息学院 课程负责人：王丽荣、朱伟芳 大纲执笔人：王丽荣、朱伟芳 大纲审核人：芮贤义 一、 课程性质和教学目标 课程性质：《电子测量技术》是电子信息工程、信息工程、通信工程等电子与电气信息类专 业一门重要的专业必修/选修课程。它从理论和工程应用上建立了完善的误差与不确定度分 析体系，从时域、频域、数据域等不同角度对工程应用中常见的电压、周期、频率等主要物 理量的基本测量原理与方法进行了系统的介绍，同时给出了工程应用中应用广泛的自动化测 量技术的现状与展望。电子测量技术课程既不是纯理论课，也不是一般的实验课，而是一门 理论联系工程应用较紧密的课程，是培养学生动手能力和基本技能的一个重要环节。 教学目标：电子测量主要是运用电子科学的原理、方法和设备对各种电量、电信号及电路元 器件的特性和参数进行测量。为学生在以后的生产与科研实践中所遇到的实际问题准备必要 的理论基础和实践知识。通过对误差与不确定度分析的学习，掌握常见的测量误差分析技术， 具备正确的测量数据处理能力。通过对周期、频率、电压等主要物理量的基本测量原理与方 法的学习，掌握常用电子测量仪器的工作原理与功能；掌握实验方案的合理设计与选择。通 过对自动测量技术的现状分析与展望，了解电子测量仪器的发展概况。本课程的具体教学目 标如下： 1. 根据电子测量实际需求合理选择电子测量仪器及仪器参数【5-2】 2. 掌握现代电子测量实践中所遇到的主要物理量的基本测量原理与方法；掌握常用电子测 量仪器功能，用以解决复杂测量问题的技能；【2-3】 3. 具备测量误差分析与测量数据处理的能力，能针对不同工程问题的误差处理方法；【2-1】 4. 了解电子测量仪器的发展概况。【5-3】
二、课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 21能运用数理和工程知识识别和判断电子信息 教学目标3 领域复杂工程问题中的关键环节和参数： 2、问题分析 23能运用基本原理分析复杂工程问题，以获得有 效结论。 教学目标2 5-2能针对复杂工程问题，选择并合理使用软硬件 教学目标1 5、使用现代☐ 设计与仿真平台： 53具备选择和使用现代电子仪器设备的能力，并 理解局限性 教学目标4 三、 课程教学内容及学时分配（重点内容：★；难点内容：△） 1.绪论(2学时)（支撑教学目标4） 1.1电子测量概述 1.2电子测量仪器概述 13电子测量仪器的发展概况 令目标及要求： 1）通过绪论的介绍，使得学生拿捏测量与电子测量的概念、测量技术的重要性 电子测量的主婴特点★： 2)了解电子测量仪器的分类： 3)了解电子测量仪器的发展概况 女作业内容： 强化电子测量技术的重要性 ◆讨论内容： 引入生活中有关气象预报、交通指挥、大地测绘、灾情预报等测量技术的实际应用， 讨论与分析电子测量的特点与优点。 夕自学拓展： 验课程中使用过的电子测量仪器的类型、功能、使用方法 知识点： 测量与电子测量的概念，测量技术的重要性，电子测量的主要特点。 令能力： 能够将测量、电子测量的概念用于解决测量方案分析与设计的复杂工程问题。 2.误差与不确定度(10学时)（支撑教学目标3） 2.1误差的概念与表示方法 2.2随机误差 2.3相大误差 2.4系统误芳 25误差的合成与分面 2.6测量不确定度 2.7测量数据处理
二、 课程目标与毕业要求的对应关系 毕业要求 指标点 课程目标 2、问题分析 2-1 能运用数理和工程知识识别和判断电子信息 领域复杂工程问题中的关键环节和参数； 教学目标 3 2-3 能运用基本原理分析复杂工程问题，以获得有 效结论。 教学目标 2 5、使用现代工 具 5-2 能针对复杂工程问题，选择并合理使用软硬件 设计与仿真平台； 教学目标 1 5-3 具备选择和使用现代电子仪器设备的能力，并 理解局限性 教学目标 4 三、 课程教学内容及学时分配（重点内容：；难点内容：） 1. 绪论（2 学时）（支撑教学目标 4） 1.1 电子测量概述 1.2 电子测量仪器概述 1.3 电子测量仪器的发展概况 目标及要求： 1） 通过绪论的介绍，使得学生掌握测量与电子测量的概念、测量技术的重要性、 电子测量的主要特点； 2） 了解电子测量仪器的分类； 3） 了解电子测量仪器的发展概况。 作业内容： 强化电子测量技术的重要性。 讨论内容： 引入生活中有关气象预报、交通指挥、大地测绘、灾情预报等测量技术的实际应用， 讨论与分析电子测量的特点与优点。 自学拓展： 回顾实验课程中使用过的电子测量仪器的类型、功能、使用方法。 知识点： 测量与电子测量的概念，测量技术的重要性，电子测量的主要特点。 能力： 能够将测量、电子测量的概念用于解决测量方案分析与设计的复杂工程问题。 2. 误差与不确定度（10 学时）（支撑教学目标 3） 2.1 误差的概念与表示方法 2.2 随机误差 2.3 粗大误差 2.4 系统误差 2.5 误差的合成与分配 2.6 测量不确定度 2.7 测量数据处理
令目标及要求： 1)堂对误、相对误的概今与计算，★ 2)掌握随机误差的特性，掌握随机误差的统计处理方法，掌握有限次测量的均值、 标准差估计值以及均值的标准差估计值的计算：★△ 3)了解粗大误差的特点，常见的掌握粗大误差处理方法：莱特检验法，格拉布斯 检验法，中位数检验法：堂探格拉布斯检验法的编程实现：★A 4)了解系统误差的特点，掌握制弱系统误差的常见方法：零示法，交换法，替换 法等 5)掌握绝对误差与相对误差的传递公式：★A 6)掌握标准不确定和扩展不确定度的表示，掌握A类、B类标准不确定度的评定 方法：掌握不确定度的传递公式： 7)掌握采用“四舍六入五凑偶”原则进行测量数据有效数字的处理。 令作业内容 绝对误差 目对误差的计算：有限次等精度测量数据的均值、标淮差估计值以及均 值的标准差估计值的计算：有限次等精度测量数据的处理：应用绝对误差与相对误 差传递公式的误差合成计算：测量数据的有效数字处理。 令讨论内容： 采用格拉布斯检验法讲行粗大误苏别除的流程图 自学拓展： 总结测量误差和不确定度的区别与联系 ◆知识点： 绝对误差、相对误差的概念与计算，随机误差、粗大误差、系统误差的特性与处理 方法，误差的传递，不确定度的表示和评定。 ◇能力， 能够将误差和不确定度理论用于解决测量数据分析与处理的复杂工程问题， 3.信号发生器(7学时)（支撑敦学目标1、2） 3.1信号发生器概述 3.2模拟信号发生器 3.3合成信号发生器 3.4射频合成信号发生器 ◆目标及要求： 1)掌握正弦信号发生的性能指标： 2)掌握波段式与差频式低频信号发生的组成：掌握频率覆盖系数的计算：掌握波 段的划分：掌握高频信号发生器的组成：★△ 3)掌握直接数字频率合成技术的原理：掌握基本锁相环、倍频锁相环、分频锁相 环以及混频锁相环的组成：掌握多环合成的频率计算。★△ ◆作业内容： 须率覆盖系数的计算：高频信号发生器波段的划分：直接数字频率合成的频率分析： 多环合成的频率计算 令讨论内容： 直接模拟频率合成、直接数字频率合成以及间接锁相式频率合成的比较。 令自学拓展：
目标及要求： 1）掌握绝对误差、相对误差的概念与计算； 2）掌握随机误差的特性，掌握随机误差的统计处理方法，掌握有限次测量的均值、 标准差估计值以及均值的标准差估计值的计算； 3）了解粗大误差的特点，常见的掌握粗大误差处理方法：莱特检验法，格拉布斯 检验法，中位数检验法；掌握格拉布斯检验法的编程实现； 4） 了解系统误差的特点，掌握削弱系统误差的常见方法：零示法，交换法，替换 法等； 5） 掌握绝对误差与相对误差的传递公式； 6） 掌握标准不确定和扩展不确定度的表示，掌握 A 类、B 类标准不确定度的评定 方法；掌握不确定度的传递公式； 7） 掌握采用“四舍六入五凑偶”原则进行测量数据有效数字的处理。 作业内容： 绝对误差、相对误差的计算；有限次等精度测量数据的均值、标准差估计值以及均 值的标准差估计值的计算；有限次等精度测量数据的处理；应用绝对误差与相对误 差传递公式的误差合成计算；测量数据的有效数字处理。 讨论内容： 采用格拉布斯检验法进行粗大误差剔除的流程图。 自学拓展： 总结测量误差和不确定度的区别与联系。 知识点： 绝对误差、相对误差的概念与计算，随机误差、粗大误差、系统误差的特性与处理 方法，误差的传递，不确定度的表示和评定。 能力： 能够将误差和不确定度理论用于解决测量数据分析与处理的复杂工程问题。 3. 信号发生器（7 学时）（支撑教学目标 1、2） 3.1 信号发生器概述 3.2 模拟信号发生器 3.3 合成信号发生器 3.4 射频合成信号发生器 目标及要求： 1）掌握正弦信号发生的性能指标； 2）掌握波段式与差频式低频信号发生的组成；掌握频率覆盖系数的计算；掌握波 段的划分；掌握高频信号发生器的组成； 3）掌握直接数字频率合成技术的原理；掌握基本锁相环、倍频锁相环、分频锁相 环以及混频锁相环的组成；掌握多环合成的频率计算。 作业内容： 频率覆盖系数的计算；高频信号发生器波段的划分；直接数字频率合成的频率分析； 多环合成的频率计算。 讨论内容： 直接模拟频率合成、直接数字频率合成以及间接锁相式频率合成的比较。 自学拓展：
跳频通信对抗中的信号源的组成。 知识点： 低频信号发生器、高频信号发生器的组成，频率覆盖系数的计算，波段的划分，频 率合成技术的原理和组成。 女能力： 能够应用信号源及频率合成技术解决测量系统中信号源合理选择与应用的复杂工 程问题。 4.时间频率测量(4学时)（支排教学目标1、2） 4.1概述 4.2电子计数法测量频率 4.3电子计数法测量时间 44通用计数器 目标及要求 1)掌握电子计数法测频的原理：掌握电子计数法测频的误差分析：掌握降低测频 误差的方法：★ 2)掌探电子计数法测周的原理：堂握电子计数法测周的误差分析：掌提降低测周 里差的方法，★ 作业内容 量化误差、闸门时间误差等测频误差的计算与分析：量化误差、基准频率误差以及 触发转换误差等测周误差的计算与分析。 令讨论内容： 中界频率的计算以及测频、测周模式的合理选择。 自学拓展： 分析通用计数器测量率和周期的误差，以及减小误差的方法。 令知识点： 电子计数法测量频率、测量周期的原理，测频、测周的误差分析。 令能力： 能够应用电子计数法测量频率和测量周期技术解决信号频率、周期参数测量与分 的复杂工程问愿 5.电压测量(8学时)（支撑教学目标1、2） 5.1概述 52交流由压的测量 5.3数字电压表概述 5.4积分式AWD转换器 5.5比较式A/D转换器 5.6数字多用表 5.7数字电压表的误差与干扰 目标及要求 1)掌握均值电压表的组成原理与刻度特性：掌握蜂值电压表的组成原理与刻度特 性：掌握有效值电压表的组成原理：★△ 2)掌握数字电压表的组成原理： 3)掌握双斜积分式A/D转换器的工作原理和特点：掌握逐次逼近比较式A/D转换
跳频通信对抗中的信号源的组成。 知识点： 低频信号发生器、高频信号发生器的组成，频率覆盖系数的计算，波段的划分，频 率合成技术的原理和组成。 能力： 能够应用信号源及频率合成技术解决测量系统中信号源合理选择与应用的复杂工 程问题。 4. 时间频率测量（4 学时）（支撑教学目标 1、2） 4.1 概述 4.2 电子计数法测量频率 4.3 电子计数法测量时间 4.4 通用计数器 目标及要求： 1）掌握电子计数法测频的原理；掌握电子计数法测频的误差分析；掌握降低测频 误差的方法； 2）掌握电子计数法测周的原理；掌握电子计数法测周的误差分析；掌握降低测周 误差的方法； 作业内容： 量化误差、闸门时间误差等测频误差的计算与分析；量化误差、基准频率误差以及 触发转换误差等测周误差的计算与分析。 讨论内容： 中界频率的计算以及测频、测周模式的合理选择。 自学拓展： 分析通用计数器测量频率和周期的误差，以及减小误差的方法。 知识点： 电子计数法测量频率、测量周期的原理，测频、测周的误差分析。 能力： 能够应用电子计数法测量频率和测量周期技术解决信号频率、周期参数测量与分析 的复杂工程问题。 5. 电压测量（8 学时）（支撑教学目标 1、2） 5.1 概述 5.2 交流电压的测量 5.3 数字电压表概述 5.4 积分式 A/D 转换器 5.5 比较式 A/D 转换器 5.6 数字多用表 5.7 数字电压表的误差与干扰 目标及要求： 1）掌握均值电压表的组成原理与刻度特性；掌握峰值电压表的组成原理与刻度特 性；掌握有效值电压表的组成原理； 2）掌握数字电压表的组成原理； 3）掌握双斜积分式 A/D 转换器的工作原理和特点；掌握逐次逼近比较式 A/D 转换
器的工作原理：掌握余数循环比较式AD转换器的工作原理：★ 4)掌根数字多用表的组成」 5)握数字电压测量的误差公式：掌握电压测量的干扰及其抑制方法。 作业内容 方波、正弦波、三角波的峰值、均值以及有效值计算：均值表、峰值表的表头读数 与有效值之间的转换：数字电压测量的误差分析。 ◇讨论内容： 双斜积分式 A/D转换器的不足与改进方案 自学拓展 交流电压表是以何值来标定刻度读数的？真、假有效值的含义是什么？用峰值表和 均值表分别测量同一波形，读数相等。这可能吗？为什么？ ◆知识点： 交流电压的表征，数字电压表的组成，积分式、比较式AD转换器的原理，数字多 用表的组成， 电压测量的干扰及其抑制方法。 能力： 能够将电压测量技术熟练应用于电压、电流、电阻等电路参数测量与分析的复杂工 程问题。 6.时域测量(8学时)（支排教学目标1、2） 6.1时域测量引论 6.2示波管及波形显示原理 6.3植拟示波器 6.4取样技术在示波器中的应用 6.5数字示波器 目标及要求 1)掌握示波管的组成：掌操示波管波形显示原理：★ 2)掌握模拟示波器的组成：掌握垂直通道的功能与组成：掌握水平通道的功能与 组成： 3)掌握数字示波被器的组成原理：掌握实时采样、随机采样、顺序采样等信号采样 方式。 作业内容 垂直灵敏度和扫速的设置：示波器面板显示波形的频率、峰峰值计算。 令讨论内容： 比较触发扫描和连续扫描的特点与适用场合。 通用臭美拓描发生器环的各个组成部分及其作用 ☆知识点： 示波管的组成，示波管波形显示原理，模拟示波器的组成，字示波器的组成。 ◇能力： 能够将示波器熟练应用于信号周期、频率、幅值等时域参数测量与分析的复杂工程 问题 7.须域测量(2学时)（支撑教学目标1、2） 7.1线性系统幅频特性的测量
器的工作原理；掌握余数循环比较式 A/D 转换器的工作原理； 4）掌握数字多用表的组成； 5）掌握数字电压测量的误差公式；掌握电压测量的干扰及其抑制方法。 作业内容： 方波、正弦波、三角波的峰值、均值以及有效值计算；均值表、峰值表的表头读数 与有效值之间的转换；数字电压测量的误差分析。 讨论内容： 双斜积分式 A/D 转换器的不足与改进方案。 自学拓展： 交流电压表是以何值来标定刻度读数的？真、假有效值的含义是什么？用峰值表和 均值表分别测量同一波形，读数相等。这可能吗？为什么？ 知识点： 交流电压的表征，数字电压表的组成，积分式、比较式 A/D 转换器的原理，数字多 用表的组成，电压测量的干扰及其抑制方法。 能力： 能够将电压测量技术熟练应用于电压、电流、电阻等电路参数测量与分析的复杂工 程问题。 6. 时域测量（8 学时）（支撑教学目标 1、2） 6.1 时域测量引论 6.2 示波管及波形显示原理 6.3 模拟示波器 6.4 取样技术在示波器中的应用 6.5 数字示波器 目标及要求： 1）掌握示波管的组成；掌握示波管波形显示原理； 2）掌握模拟示波器的组成；掌握垂直通道的功能与组成；掌握水平通道的功能与 组成； 3）掌握数字示波器的组成原理；掌握实时采样、随机采样、顺序采样等信号采样 方式。 作业内容： 垂直灵敏度和扫速的设置；示波器面板显示波形的频率、峰峰值计算。 讨论内容： 比较触发扫描和连续扫描的特点与适用场合。 自学拓展： 通用示波器扫描发生器环的各个组成部分及其作用。 知识点： 示波管的组成，示波管波形显示原理，模拟示波器的组成，字示波器的组成。 能力： 能够将示波器熟练应用于信号周期、频率、幅值等时域参数测量与分析的复杂工程 问题。 7. 频域测量（2 学时）（支撑教学目标 1、2） 7.1 线性系统幅频特性的测量