第一篇：聲速測量實驗報告

聲速測量實驗報告

姓名: : 陳巖松

學號 :5501215012

班級: : 本碩實驗班 1 151 班

實驗名稱

聲速的測量

實驗目的1.用駐波法與相位法測聲速。

2.學會用逐差法進行數據處理。

3.了解聲波在空氣中的傳播速度與氣體狀態參量的關系。

4.了解壓電換能器的功能與培養綜合使用儀器的功能 。

實驗原理

聲速 v、聲源振動頻率 f 與波長 ? 之間的關系就是

? f v ?

所以只要測得聲波的頻率 f 與波長 ? , , 就可以求得聲速 v。其中聲波頻率頻 率計測得。本實驗的主要任務就是測量聲波波長 ? , , 用駐波法與相位法測量。

1.相位法

波就是振動狀態的傳播, , 也可以說就是相位的傳播。在波的傳播方向上任何兩點, , 如果其振動狀態相同或者其相位差為? 2 的整數倍, , 這兩點的距離等于波長的整數倍, , 即 ? n l ?((n 為一整數))。

若超聲波發出的聲波就是平面波, , 當接收器面垂直于波的傳播方向時, , 其端面上各點都具有相同的相位。沿傳播方向移動接收器時, , 總可以找到一個位置使得接收到的信號與發射器的電信號同相。繼續移動接收器, , 直到找到的信號再一次與發射器的激勵電信號同相時, , 移過的這段距離就等于聲波的波長。

實際操作時, , 我們用的就是利用李薩如圖形尋找同相或反相時橢圓退化成直線的點。

2.駐波法

按照駐波動理論, , 超聲波發生器發出的平面波經介質到接收器, , 若接收面與發射面平行, , 聲波在接收面就會被垂直反射, , 于就是平面聲波在兩端面間來回反射并疊加。當接收端面與發射頭間的距離恰好等于半波長的整數倍時, , 疊加后的波就形成駐 波。此時相鄰兩波節間的距離等于半個波長2?。當發生器的激勵頻率等于駐波系統的固有頻率((本實驗中壓電陶瓷的固有頻率))時, , 會產生駐波共振波腹處的振幅達到最大

值。

聲波就是一種縱波。由縱波的性質知, , 駐波波節處的聲壓最大。當發生共振時, , 接收端面處為一波節, , 接收到的聲壓最大, ,轉換成的電信號也最強。移動接收器到某個共振位置時, , 示波器上又會出現最強的信號, , 繼續移動到某個共振位置, , 則兩次共振位置之間的距離即為2?。

實驗儀器

聲速測量儀、示波器、信號發生器。

實驗內容及步驟

1.駐波法測聲速

（1 1）

如圖所示連接好電路, , 讓1S 與2S 靠近并留有適當的空隙, , 使兩端面平行且與游標尺正交。

（2 2）

根據實驗給出的壓電換能器的振動頻率 f , , 將信號發生器的輸出頻率調至 f 附近, , 緩慢移動2S , , 當在示波器上瞧到正弦波首次出現振 幅較大處, , 固定2S , , 在仔細微調信號發生器的輸出頻率, , 使熒光屏上圖形振幅達到最大, , 讀出共振頻率 f。

（3 3）

在共振條件下, , 將2S 移近1S , , 在緩慢移開2S , , 當示波器上出現振幅最大時, , 記下2S 的位置0x

（4 4）

由近及遠移動2S , , 逐次記下各振幅最大時2S 的位置, , 連續測 0 10 個數據, 3 2 1, , x x x …10x

（5 5）

用逐差法計算出波長的平均值。

2.用相位法測聲速

(1)調節示波器使, , 將“秒/ / 格”旋鈕旋至 Y X ? 利用李薩如圖形觀察發射波與接收波的相位差, , 找出同相點。

(2)在共振條件下, , 使2S 靠近1S , , 然后慢慢移開2S , , 當示波器上出現?45 傾斜線時, , 微調游標卡尺上的微調螺絲, , 使圖形穩定, , 記下2S 的位置0x?

（3 3）

繼續緩慢移開2S , , 依次記下 10 個示波器上李薩如圖形為?45 直線時游標卡尺的讀數 , ,2 1x x ? ? …10x?

（4 4）

用逐差法算出聲波波長的平均值。

數據處理及記錄

共振頻率 f =37、613kHz

1.駐波法

數據記錄如下((單位 :mm):

0x

1x

2x

3x

4x89、06893、19897、976102、679107、185

5x

6x

7x

8x

9x

10x111、、756116、589

121、、208

125、、822

130、、357

135、、019

由上表可得下表((其中i i ix x x ? ? ??5, , 25???iix?

單位 :cm)

1x ?

2x ?

3x ?

4x ?

5x ?23、391、232、143、172、263

1?

2?

3?

4?

5?9、35649、29289、25729、26889、3052

下面用逐差法求聲波波長

x ? = =25)()()(5 10 2 7 1 6x x x x x x ? ? ? ? ? ? ?

= = mm25)756.111 357.130()976.97 208.121()198.93 589.116(? ? ? ? ? ? ?

=4、648 mm

則波長 ? = = x ? 2 =9、296 mm

? f v ? = = s m s m / 7.349 / 10 296.9 10 613.373 3? ? ? ??

下面計算聲波速度的不確定度

先計算 ? 的不確定度, ,1 5)(95.0512tkkA???? ???? ?=0、0466mm

B? =0、01mm

從而2 2B Au ? ? ? ??=0、0476mm, ?fu 0 0、01kHz

所以% 5 005.0)()1()()1()()ln()()ln(2 2 2 22 2 2 2? ? ? ???????????u ufuvufvEff v

求出

s m E v uv v/ 748.1 % 5.0 653.349 ? ? ? ?

實驗結果為????? ?% 5.0/)7.1 7.349(vEs m v2、相位法

數據記錄((單位 :mm)

0x?

1x?

2x?

3x?

4x?

5x?

138、、942

148、、180

157、、406

166、、548

175、、821

184、、903

6x?

7x?

8x?

9x?

10x?

194、、902

203、、355

212、、676

222、、072

231、、213

從而得到下表((i i ix x x ? ? ? ? ? ??5, ,5iix??? ? 單位 :mm)

1x??

2x??

3x??

4x??

5x??46、72245、89546、12846、25146、310

1?

2?

3?

4?

5?9、3449、1799、2269、2509、262

x?? ? ? =25)()()(5 10 2 7 1 6x x x x x x ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?=9、252mm 則 s m s m f v / 9.347 / 10 252.9 10 613.373 3? ? ? ? ? ???

下面計算聲波速度的不確定度

先計算 ? 的不確定度, ,1 5)(95.0512tkkA???? ???? ?=0、0729mm

B? =0、01mm

從而2 2B Au ? ? ? ??=0、0736mm, ?fu 0 0、01kHz

所以% 7 007.0)()1()()1()()ln()()ln(2 2 2 22 2 2 2? ? ? ???????????u ufuvufvEff v

求出

s m E v uv v/ 4.2 % 7.0 9.347 ? ? ? ?

實驗結果為????? ?% 7.0/)4.2 9.347(vEs m v

實驗結果分析

及小結

1.駐波法實驗結果表示為

????? ?% 5.0/)7.1 7.349(vEs m v

2.相位法實驗結果表示為

????? ?% 7.0/)4.2 9.347(vEs m v

誤差分析: :

（1 1）

發射換能器與接受換能器之間可能不就是嚴格的駐波

場

（2 2）

儀器的螺距誤差可能存在（3 3）

示波器上波形線條較粗, , 判斷振幅最大有視覺誤差

（4 4）

觀察李薩如圖形時, , 并不能十分準確控制每一次圖形變

成直線時都就是嚴格的直線

（5 5）

調節超聲波共振頻率會有一定誤差。

實驗的收獲、總結、體會

1.這次的實驗讓我有耳目一新的感覺, , 因為確實就是第一次一開始完全靠自己去完成一個實驗, , 當時做實驗的時候覺得確實挺難的, , 很多術語概念不熟悉, , 但就是正就是因為這樣的一種新的做實驗的模式, , 才體現了大學生要學會自主 學習、自主完成任務的意識。盡管實驗的兩個小時里面并不能夠將這個實驗所涵蓋的所有有關知識都學會, , 但就是卻能夠對這個實驗有了深刻的印象, , 而且在后來老師總結后, , 也能真正理解實驗原理了, , 并不僅僅局限于實驗數據的記錄。

2.其次, , 我覺得這個實驗測聲速的方法還有其她用處, , 不僅僅就是測得聲波的速度, , 還可以測得其她一些以波的形式傳播的物質的速度。比如假設實驗儀器夠精密, , 以此實驗的實驗方

法, , 利用光具有波的性質, , 就是可以測出光速的。

實驗原始數據

第二篇：聲速的測定實驗報告

聲速的測定實驗報告

1、實驗目的

（1）學會用駐波法和相位法測量聲波在空氣中傳播速度。（2）進一步掌握示波器、低頻信號發生器的使用方法。（3）學會用逐差法處理數據。

2、實驗儀器

超聲聲速測定儀、低頻信號發生器DF1027B、示波器ST16B。

3、實驗原理

3．1 實驗原理

聲速V、頻率f和波長λ之間的關系式為V?f?。如果能用實驗方法測量聲波的頻率f和波長λ，即可求得聲速V。常用的測量聲速的方法有以下兩種。

3．2 實驗方法

3．2．1 駐波共振法（簡稱駐波法）

S1發出的超聲波和S2反射的超聲波在它們之間的區域內相干涉而形成駐波。當波源的頻率和駐波系統的固有頻率相等時，此駐波的振幅才達到最大值，此時的頻率為共振頻率。

駐波系統的固有頻率不僅與系統的固有性質有關，還取決于邊界條件，在聲速實驗中，S1、S2即為兩邊界，且必定是波節，其間可以有任意個波節，所以駐波的共振條件為：

L?n,n?1,2,3??2（1）

即當S1和S2之間的距離L等于聲波半波長的整數倍時，駐波系統處于共振狀態，駐波振幅最大。在示波器上得到的信號幅度最大。當L不滿足（1）式時，駐波系統偏離共振狀態，駐波振幅隨之減小。

移動S2，可以連續地改變L的大小。由式（1）可知，任意兩個相鄰共振狀態之間，即

?S2所移過的距離為：（2）

??可見，示波器上信號幅度每一次周期性變化，相當于L改變了2。此距離2可由超聲聲速測定儀上的游標卡尺測得，頻率可由低頻信號發生器上的頻率計讀得，根據V???f，就可求出聲速。

3．2．2 兩個相互垂直諧振動的合成法（簡稱相位法）

在示波器熒光屏上就出現兩個相互垂直的同頻率的諧振動的合成圖形——稱為李沙如圖形。其軌跡方程為： ?L?Ln?1?Ln??n?1??2?n??2???X??Y?2XY?Cos??2??1??Sin2??2??1??????????A1A2 ?A1??A2?（5）

在一般情況下，此李沙如圖形為橢圓。當相位差22????2??1?0時，由（5）式，得y?A2xA1，即軌跡為一條處在于第一和第三象限的直線[參見圖16—2(a)]。

2yx???1????2??1?222時，得A1A2，軌跡為以坐標軸為主軸的橢圓 當

2當????2??1??時，得

y??A2xA1，軌跡為處于第二和第四象限的一條直線。

改變S1和S2之間的距離L，相當于改變了發射波和接受波之間的相位差（????2??1），熒光屏上的圖形也隨之變化。顯然，L每變化半個波長（即?L?Ln?1?Ln?)2，位相差??就變化?。隨著振動相位差從0→?的變化，李沙如圖形就按圖16——2(a)→（b）→(c)變化。因此，每移動半個波長，就會重復出現斜率符號相反的直線。測得波長和頻率f，根據V?f?，就可計算出聲速。?

4、實驗內容

（1）熟悉聲速測定儀

該儀器由支架、游標卡尺和兩只超聲壓電換能器組成。兩只超聲壓電換能器的位置分別與游標卡尺的主尺和游標相對定位，所以兩只換能器相對位置距離的變化量可由游標卡尺直接讀出。

兩只超聲壓電換能器，一只為發射聲波用（電聲轉換），一只為接收聲波（聲電轉換），其結構完全相同。發射器的平面端面用以產生平面聲波；接收器的平面端面則為聲波的接收面和反射面。壓電換能器產生的波具有平面性、單色性好以及方向性強的特點。同時可以控制頻率在超聲波范圍內，使一般的音頻對它沒有干擾。

（2）駐波法測量聲速

1）按圖接好線路，把換能器S1引線插在低頻信號發生器的“功率輸出孔”，把換能器S2接到示波器的“Y input”。

2）打開電源開關，把頻率倍乘按鈕×10K壓入，調節幅度電位器，使數碼顯示屏讀數5--8V電壓,電壓衰減按鈕為20dB；波形選擇為正弦波（彈出狀態）。

3）壓入示波器電源開關，把示波器Y衰減開關VOLTS/DIV置0.5v檔，Y輸入方式置AC位。掃描檔TIME/DIV為20us，觸發源（觸發TRIG）選擇“內同步INT”；觸發方式為“自動”。

4）移動S2位置，目測S1與S2的距離為3cm左右，調整低頻信號發生器的“頻率調節”波段開關，調節頻率微調電位器，使數碼顯示屏的頻率讀數為34.000—36.000KHz范圍。觀察示波器，當屏幕的波形幅度最大時，說明換能器S1處于共振狀態。記下頻率f值（實驗過程中，頻率f不許改變，否則影響實驗數據）。

5）示波器熒幕的波形若不在中央，可調節垂直或水平位移電位器；波形太小（可能不穩定）或太大，可調節Y增益電位器VARIABLE，使波形幅度適中。

6）注意：實驗過程中不要用手觸摸兩個換能器，以免影響測量精確性。

7）向右稍移S2，并調整游標卡尺的微調螺絲，同時觀察示波器上波形，使波形幅度最大，幅度如果超過屏幕，可調整Y增益VARIABLE，使波形滿屏。記下S2的初始位置L0。8 由近至遠慢慢移動接收器S2，逐個記下九個幅度最大的位置（即Li值）。（3）相位法測聲速

1）把示波器觸發方式選擇“外接”。

2）把示波器的“Y input”接超聲波測速儀的接收器S2,示波器“X輸入”聯接到低頻信號發生器的電壓輸出（不能接同步輸出）。

3）把S2調回距S1大約3cm，移動接收換能器S2，調節游標卡尺微調螺絲，同時觀察示波器的圖形變化，使圖形為“/”，記下S2初始位置LO。

4）由近至遠，慢慢移動S2,并注意觀察圖形變化，逐下記下每發生一次半周期變化（即圖形由“/”直線變到“”直線）接收換能器S2的位置讀數Li值，共測十個數據。5）實驗完畢，關掉電源，整理好儀器

5、實驗參考數據

1）駐波法測量聲速

共振頻率f=34.583KHz

表1 駐波法測量波長的測量數據

次序 Li10?3mm

93.72 98.84 104.02 109.22 114.38 次序

Li10?3mm

119.54 124.70 129.90 135.02 140.18

Li?5?Li10?3mm vLI?5?Li10?3mm

25.82 25.86 25.88 25.80 25.80

0.012 0.028 0.048 0.032 0.032 1 2 3 4 5 7 8 9 10 逐差法處理表1數據

152SL?L?vLi?5?Li?I?5in?1i?1標準偏差=0.036mm CnSLi?5?Li?1.65?0.036?0.06?vLI?5?Li

uB??m3?0.023?0.012mm

合成不確定度為

222222uLI?5?LI?uA?uB?SL?u?0.036?0.012?0.038(mm)?LBi?5i

3頻率f不確定度聲速V的相對不確定度

EV?(uff)?(2uf??mf?0.3463?0.2(HZ)

uLI?5?LiLi?5?Li)2?(0.220.0382)?()?0.006?0.6%34.58325.832

聲速的計算

V? 22f(Li?5?Li)?34.583?25.832?357.34(m/s)55

聲速V不確定度為

uV?VEV?357.34?0.006?3(m/s)

室溫時聲速結果表達式： ?V?V?uV?357.34?0.006(m/s)(p?0.683)??EV?0.6%

2）相位法測量聲速

參考駐波法。

6.結論：1)實驗測量結果與理論值接近，是誤差允許范圍。2）相位法測量優于駐波法測量。

7.誤差分析：1）共振頻率的不穩定。2）換能器的不完全平行。3）示波器上振幅極大值的不穩。4）隨著換能器的距離的增加能量會有減弱。5）測量時會含有回程差。

第三篇：RTK測量實驗報告

實驗一：RTK（電臺模式）

一 實驗過程

（1）基準站和流動站參數的設置

1、啟動手簿上的藍牙；

2、建立文件并進行命名；

3、手簿與基準站進行連接；

4、對基準站進行參數設置；

5、啟動基準站；

6、對流動站進行類似的連接于設置；（2）GPS-RTK數據采集方法及過程

1、用手簿進行基準站和流動站參數的設置；

2、完成手簿與基準站和流動站的連接之后就可進行GPS-RTK測量工作了；

3、選主菜單上的“測量”，選擇RTK，選擇“測量點”，就可以進行單點測量，在進行單點測量時，根據具體情況設定精度，若長時間搜索精度還是在浮動，則說明該點無法衛星接收情況較差，無法測出。

4、選擇“放樣”，就可以對已知點坐標進行放樣，根據手簿的提示移動流動站，直到找到所需點為止。

二 實驗數據

實驗二：RTK（GPRS模式）

一 實驗過程：

用電臺發射時，基準站和流動站之前的數據通訊是通過電臺來完成的，基準站電臺把基站數據調制后以載波方式發出，流動站電臺接收載波數據后解調。而GPRS方式作業時數據是通過公網傳輸的，基準站和流動站各需要一張開通了網絡功能的SIM卡，作業時基站和流動站分別通過SIM卡連接上INTERNET網絡，然后流動站需要輸入基準站的IP地址，經由INTERNET網通過IP地址來訪問基準站以獲取基站數據。

將RTK設置好后，采集測量區域周邊的三個角坐標，進行點校正。點校正后進行點的測量 二 實驗結果：

三 誤差分析及減小誤差的方法：

（1）衛星星歷誤差，衛星星歷誤差實際上就是衛星位置的確定誤差，其大小取決于衛星跟蹤的數量及空間分布，觀測值數量及精度．

（2）接收機鐘誤差，減弱方法是的把每一個觀測時刻接收機差當作一個獨立未知參數在數據處理中與觀測站的位置參數一并求解．

（3）衛星信號傳播誤差，包括電離層和對流層時廷誤差．（4）多路徑誤差，多路徑誤差是指衛星信號通過不同的路徑傳輸到接收機天線．多路徑效應不反與反射系數有關，也與反射物離測站的距離及衛星的信號方向有關，由于無法建立準確的誤差改正模型，只能恰當的選擇地點測量，避開信號反射物．

（5）人差，儀器沒有完全對中，沒有絕對整平． 四 實驗對比

通過三次實驗對十個點的坐標測量，發現數值之間相差很大，在第二、三實驗時都應該進行點校正，而沒有經過點校正，所以誤差很大

實驗體會

通過這次實習使自己在課堂上學的模糊的理論知識得到了清晰的理解，同時也感到自己所學的理論知道的嚴重不足，在做實驗過程中，步驟都是聽老師的，自己完全沒有頭緒，不理解每一步的意義，但是老師很耐心的回答我們的每一個問題，在教授步驟時也會給我們講解原理，因此，在實驗過程中，我發現自己的知識理解完全不夠，但是實習中遇到的問題能分析,在測量過程中突然收不到衛星信號,這種情況可能是流動站或基準站的電源沒電或接收機的連線出現問題.在測量過程中突然顯示單點定位可能是接收到的衛星數量不夠而無法解算.在觀測過程中手薄上的解算值始終不能固定,可能是流動站的選點有問題,周圍可能有高壓輸電線,高大建筑物.使自己的解決問題的能力增強了。

同時在實習過程中又加強了理論知識的強化使自己對這門學科又有了新的理解．我覺得這門學科應該是在實踐中學習理論，但實踐前的理論學習也是必不可少的．我們應該理論與實踐相結合。

第四篇：電子測量實驗報告

電子測量調研報告

題

目： 電子測量技術發展與儀器

姓 名：

學 院： 信息科學技術學院

專 業： 班 級： 學 號：

2013年 6月16日

電子測量技術發展與儀器

摘要：:科學技術的不斷發展促進了電子測量技術的快速發展,同樣地電子測量技術的發展也推動了測量儀器的不斷更新。本文介紹了電子測量技術的發展狀況,并論述了電子測量儀器發展的過去與現狀。最后，探討了電子測量技術與儀器的發展趨勢。

關鍵詞：發展、測量、儀器、趨勢

一、電子測量技術的發展

現代化科學技術和現代化大生產中那些要求精密和準確測量的內容通常都是運用了電子測量的方法來實現的。電子測量主要應用于電專業的測量,例如電信號傳輸特性的測量。電子測量也廣泛的應用于非電專業的測量。例如,它通過各種類型的傳感器,能量轉化器把非電量轉換為電量進行研究,而后得出反映出非電量的測量結果。隨著電子技術的不斷發展,測量的內容愈來愈廣泛,通常包括以下幾個方面:(1)電能量的測量,包括對于電流、電壓、電功率的測量。

(2)信號的特性及所受干擾的測量,例如信號的失真度、頻率相位、脈沖參數、調制度、信號頻譜、信噪比等。

(3)元件和電路參數的測量,例如電限、電感、電容、電子器件(電子管、晶體管、揚效應管等)的測量,集成電路的測量,電路頻率響應、通頻帶寬度、品質因數、相位移、延時、衰減和增益等的測量。

由于電子測量技術的許多無可比擬的優點,許多非電量的測量也可以通過傳感器轉換成電信號,再利用電子技術進行測量。例如,高溫爐中的溫度、深海的壓力等許多人們不能親身到的地方或無法直接測量的量,都可以通過這種方式進行測量。與其它的測量相比,電子測 量具有以下幾個明顯的特點:(1)測量頻率范圍寬,電子測量能工作在這樣寬的頻率范圍,這就使它的應用范圍很廣。(2)量程很廣,由于所測量的大小相差極大,要求測量儀器的量程也極寬,同一臺電子儀器,經常能做到量程寬達很多數量級。

(3)測量準確度高,電子儀器的準確度通常可比其它測量儀器高很多,特別是對頻率和時間的測量。電子測量準確度高,正是它在現代科技領域得到廣泛應用的重要原因。

(4)測量速度快,電子測量由于是通過電子運動和電磁波的傳播來進行工作的,因此具有其它測量方法通常無法類比的高速度。

(5)易于實現遙測和長期不間斷的測量,顯示方式又可以做到清晰、直觀。由于可以把電子儀器或與它連接的傳感器放到人類不便長期停留或無法到達的區域去進行遙測,而且可在被測對象正常工作的情況下進行測量。對于測量結果,電子測量的顯示方法也比較清晰、直觀。

(6)易于利用計算機,形成電子測量與計算技術的緊密結合。

二、國內電子測量儀器發展的過去與現狀

我國電子測量儀器大致經歷了“模擬式-數字式-智能式、程控式”的發展歷程。20世紀50年代,新中國第一個五年計劃在重點發展電子產業中就規劃了電子測量儀器。經過50多年的發展,我國不但具有一個較為完整的電子儀器產業體系,還有一大批電子測量技術人才。最近幾年,隨著世界高新技術的不斷發展,我國電子測量儀器在以下一些重大科技領域取得了突破性進展：

(1)調制域分析儀研究成功。調制域測試技術是20世紀末出現的十分重要且技術難度很

高的一門新興測試技術,它是用來測量輸入信號隨時間變化的頻率值,所產生的顯示圖形代表信號調制域,是信號頻率值與時間的關系。這種方法非常適合測量定時信號,相位編碼信號或頻率編碼信號,必將對眾多測試問題的解決做出突出貢獻。

(2)VXI總線技術取得重大進展。VXI總線技術是二十世紀末出現的一種新的母線技術。它將VME總線和GPIB結合起來構成一個新的行業標準接口母線,是一個完全開放的適應多廠家儀器產品(模塊、插卡式)的行業標準。這種總線技術具有便攜性、測試速度高、適應性和靈活性強、價格適中以及有利于充分發揮計算機作用的優點。

(3)微波毫米波矢量網絡分析儀開發成功。矢量分析儀能同時獲得被測對象的幅度、相位和群時延特性,成為現代電子裝備必備的、關鍵的測試設備。另外它還在非線性、大功率網絡的測試和分析中發揮著重要作用。

(4)電子測量儀器向毫米波推進。眾多民用和軍用電子裝備都在向毫米波發展,特別是在軍事方面,其發展更為迅速。近幾年,我們十分重視電子儀器向毫米波發展。

(5)通信測量儀器水平達到新的高度。通信產業的發展十分迅速,為適應通信產業的發展,我國加快發展通信電子測量儀器。近年來研制成功的誤碼測試儀、數字傳輸/數據通信分析儀、七號信令測試儀、數字微波通信測試儀等產品都達到了20世紀末國際先進水平。

(6)數字化儀器迅速發展。近幾年,數字化儀器在迅速發展,我國也在不斷研制并推出各種新型數字化儀器,譬如數字示波器、數字調制裝置、數字化函數/任意波形發生器、數字化頻率計數器等眾多產品。

三、國產電子測量儀器發展的機遇

隨著科學技術的不斷發展,新產品新技術日新月異,對電子測量儀器提出很多新需求,由于測量儀器的先導作用,所有電子技術的應用熱點都會成為測量測試技術的生長點,國內儀器企業研制并成功向市場推出了大量新技術、新型儀器產品,適應市場需要。同時,以新型產業發展為契機帶動電子儀器產業發展。數字電視、新一代移動通信和下一代互聯網等新興產業、新的生產工藝和技術要求也為儀器發展創造了新的發展機遇。目前,我國制造業發達、服務業興旺,各種電器產品的研制生產維修服務、各種用戶需求都用到越來越多、劃分細致的各種電子測量儀器,市場前景樂觀、產品開發大有作為。

目前,雖然國產電子測量儀器發展面臨著前所未有的機遇,但是由于多種原因,使得在這一行業發展過程中還存在著許許多多的挑戰。為此,還需要我們積極采取一些有用的措施,才能推進我國儀器產業的快速發展。

四、電子測量儀器發展趨勢

隨著科學技術和工業生產的發展,測量范圍日益擴大,測量任務越來越復雜,測量工作量隨之加大,對測量精度和速度的要求也越來越高。在實際測量中,不僅要求連續實時顯示,而且要求實時處理大量的測試數據。傳統儀器很難滿足這些要求,這就迫使儀器朝著數字化、智能化、多功能、小型化、模塊化、虛擬化、標準化和開放型方向發展,隨著技術進步和應用領域的擴大,這種演進的趨勢也在明顯加強。因此出現了以計算機或微處理器為核心,將檢測技術、自動控制技術、通信技術和網絡技術等技術完美地結合起來的現代電子測量儀器(系統)。它主要有以下幾種類型:(1)以通用微處理器為核心構成的智能化電子儀器。智能儀器又稱為靈巧儀器,它是將人工智能的理論、方法和技術應用于儀器,使其具有類似人的智能特性或功能的儀器。它的硬件組成通常包括微處理器與存儲器、鍵盤開關與顯示輸出、測試功能模塊或測試信號源、總線與標準接口等部分。

(2)以通用微型計算機為基礎構成的個人儀器系統。個人儀器系統將若干儀器的測試功

能模塊并聯接入個人計算機的內部總線,借助于測試軟件,各儀器模塊與計算機靈活地結合起來,實現計算機輔助測試、程控操作、數據采集和運算處理,以及多種方式輸出測試結果。其硬件由個人計算機、多個測試功能模塊及接口、儀用標準接口等組成。

(3)以通用計算機為核心,以國際上標準化的儀器接口總線為基礎,由可程控的通用電子儀器構成的現代自動測試系統。所謂自動測試系統,就是在計算機的控制和管理下,很少需 要人工參與,由各種測量儀器對電量、非電量進行自動測量、數據處理,并以顯示、打印等適當的方式給出測量結果的系統。自動測試系統的組成包括控制器、程控儀器設備、總線與接口、測試軟件、被測對象5部分。

(4)以通用計算機為基礎建立的可編程虛擬儀器。虛擬儀器是指以通用計算機作為核心的硬件平臺,配以相應測試功能的硬件作為信號輸入/輸出接口,利用儀器軟件開發平臺在計算機的屏幕上虛擬出儀器的面板和相應的功能,通過鼠標或鍵盤操作的儀器。

五、結 語

經過50多年從無到有的發展歷程,我國的電子測量儀器產業已形成一個完備的產業體系。但國產電子測量儀器在發展過程中還存在一些問題,在對其發展現狀進行分析基礎上,指出了當前我國電子測量儀器發展的機遇與挑戰。另外,隨著社會信息化程度不斷加強,測量需求也在不斷改變,例如測量范圍不斷擴大,測量精度要求越來越高,要求測量數據實時化處理等。為了滿足這些改變的用戶需求,我國電子儀器工程師不斷地在原有電子測量技術及儀器水平的基礎上改革創新,趕追世界先進水平,使得國產電子測量儀器向以計算機為基礎的功能越來越多,處理信息量越來越大,應用領域越來越廣泛的現代電子測量儀器方向發展。總之,經過廣大電子測量儀器人員的共同努力,我國電子技術和電子產業水平有很大提高。目前與國外相比雖然還有些差距,但已經基本改變過去跟著國外走的狀況。針對這一情況,還應該在研究國外電子測量儀器發展趨勢的同時,深入到我國儀器用戶中去,了解他們的需求,研制出適合我國國情的電子測量儀器,推進國產電子測量儀器向國際先進水平邁進，并且來促進我國的電子測量行業的快速發展。

參考英文文獻

The Development and Future of Electronic Measurement

Technology Abstract—This paper describes the electronic measurement on the importance of the development of modern science and technology;provide an overview of recent electronic measurement of the latest development of the new measurement methods and tools;macro grasp of electronic measurement technology future trends.And DDS technology as an example of modern electronic measurement field the new concept.Keywords-Electronic;Measuring;Intelligent;Virtual;Instrument.Ⅰ.Introduction

With modern science and technology and the development of industrial production, the measurement of a higher requirement.fast, real-time, accurate,automatic measurement has become the mainstream of the development of modern measurement techniques.Can be said that there can be no measurement signal analysis and processing, access to information to become a talk, based on the information on the information technology and computer technology has become a source of water.Electrically, with its sub-measurement technology many advantages to become the protagonist of modern measurement technology in information acquisition and industrial control does not play alternative role.20th century, is based on the LSI important period of development, it also brings electronic measuring instrument technology revolution.Since LSI large number of applications, making the modern electronic measuring instruments are smaller, more comprehensive, higher reliability, lower power consumption.Similarly, computer technology and software technology for the electronic measurement essentially leap – virtual intended to produce the instrument, made a great contribution.Ⅱ.Recent development results

A.Rapid development of digital instruments

In recent years, as DSP(digital signal processing)technology, the rapid development of a variety of outstanding performance DSP integrated chips are emerging, digital instruments to get a new development.For example, digital oscilloscope, digital modulation devices, digital function generator, arbitrary waveform generators, digital frequency counter and many other products.B.Modulation Domain Analyzer successful research

Modulation Domain testing techniques in the frequency domain and frequency domain has been developed very mature late 20th century the emergence of a new type of measurement Test technologies that known as the “three field” testing technology.Modulation domain test is to measure the input signal varies over time the frequency value, the displayed graphical representation of the signal generated by the modulation domain, the frequency value of the signal versus time.Modulation Domain testing technology is an emerging technology very important and difficult and very large test techniques, depending on the science and technology and electronic equipment rapid development.This method is very suitable for measuring the timing signal, phase or frequency-coded signal is coded signal.Modulation Domain Testing

Technology Surgery appears bound to numerous test problems and make new contributions.Facts have proved that modulation domain analysis techniques, in an increasingly more applications become an indispensable testing technology, especially in the field of military electronic test more of its significance.C.VXI bus technology has made significant progress

VXI bus technology is the twentieth century the emergence of a new bus technology.It first appeared in the United States, used in the United States Air Military electronic measuring instruments.VXI and GPIB bus to the VME bus are combined to form a new standard for modular instrumentation platform that can meet the needs of future instrumentation, electronic measurement instruments and systems to make step into a new period of development.VXI bus is a new industry standard interface bus 121 is a completely open, multi-vendor equipment to adapt products(modules, plug-in)industry standards.The introduction of this standard there are three reasons: First, to adapt to technical requirements of the development, the second is the lack of multi-vendor instrument connectivity, three is the military's needs, and this is the most important aspect.This new bus standard applications in the United States, the Chinese community are very much appreciated, numerous researchers.And after years of exploration, the country has made great progress in the implementation of certain aspects of the specific application, especially in the application of many military radar systems.D.Millimeter wave electronic test equipment to advance

Numerous civilian and military electronic equipment in the millimeter-wave development, particularly in the military field, and its development more rapidly.Advance Taking into account the future of electronic warfare systems signal environment will reach 1-2 million pulses / sec, equipment systems may want to perform several one hundred million represents.So, the current IC processing power can not meet the requirements of military electronic equipment, which will affect the next generation of electronic warfare systems operational capability, this must be the development of ultra-high-speed integrated circuits(VHSIC).So from a monolithic integrated circuit chip set test into several one hundred thousand to one million across several, which correspondingly substantial increase in the difficulty of the test.Ⅲ.Electronic Measurement Technology Trends A.Networking and modular

Since the measurement instrument interface standards harmonization and bus technology development, electronic measurement instruments and computer gradually melt as a body.Multiple measuring instruments and mutual sharing of data between the control and the standard interface through the bus station with a computer connected to the network constituted achieved.Same time as the instrument's modular, reduce costs, improve application flexibility, greatly improving cost performance.B.Vrtualization software technology

From the history of the development, electronic measurement instruments has gone from analog instruments, intelligent instruments to the history of virtual instruments, which are based on each leap advances in computer technology as the driving force.With the rapid development of computer technology, computer digitized using static and dynamic analysis of the ideal test has finally become a reality.One of several key technologies, including computer precision, speed;analog to digital conversion accuracy, speed;memory, hard disk storage capacity and speed;

computer and A / D price issues have been resolved.Combined with a variety of functions dedicated software the rapid development of a new technology emerges-virtual instrument(VirtualIstrument, referred to VI).VI technology development and application of the United States from 1986 designed by NI LabVIEW, it is a graphics-based development, debugging and running programs integrated environment to realize the concept of a VI.NI's “Software Instrument”(Softwareisinstrument)completely broke the traditional instruments can only be given by the manufacturer the user can not change the situation.C.Highly intelligent

With cutting-edge technology(such as aerospace, weapons engineering)and high-risk project development needs of electronic measurement technology increasing degree of intelligence.But in recent years the field of embedded computer technology development to enhance the intelligence of electronic measuring instruments provide good conditions.Emerging in recent years, such as embedded chip FPGA, ARM, CPLD, etc., they are a high-reliability, high stability, fast immediately applied to electronic measuring instruments.The microcomputer-based processing technology microprocessor allows the measurement methods of measuring instruments diversification measure real-time and highly intelligent.Ⅳ.DDS technology development history

In the traditional field of electronic measurement and instrumentation, PLL Frequency Synthesizer(PLL)is the most commonly used frequency co into technology.As electronic measurement and instrumentation industry continues to develop, for frequency synthesis techniques are increasingly high requirements.2Oth emerged in the mid-century direct digital frequency synthesis(DDS)is an all-digital frequency synthesis technology, due to its special principle and structure, so that in electronics, communications, access to a growing range of applications.In the field of electronic measurement and instrumentation, DDS The main applications include: audio testing, product testing, the instantaneous power signal reproduction, shock and vibration test, medical test equipment, conventional waveforms and arbitrary waveform generator, high precision, multi-function modulation etc.Ⅴ.Conclusion

In summary, in the 21st century electronic measuring instruments with chip technology and DSP technology will reach an unprecedented high performance, with computer technology and the further integration of the instrument, the instrument's ease of operation, easy scalability, measurement capability, the number of data processing and analysis capabilities have been greatly improved.At the same time, software engineering and network technologies are increasingly being applied to various fields, development of simulation technology as well as electronic measurement provides a more powerful and convenient tool.In short, the electronic measurement technology development is a multi-disciplinary, multi-field development co-crystallization, while between them for each other and mutual service of with the development.

第五篇：應變測量實驗報告

一、實驗目的

1、學習應變片粘貼、使用的基本方法

2、學習電橋的聯線方法及電橋的測量原理和特點

3、學習使用WS-3811應變儀測量應變的基本方法

二、實驗原理

利用惠斯登電橋原理進行測量

三、實驗儀器

微型計算機、WS-3811數字式應變儀、橋盒、應變片及其附件

四、實驗內容

1.選擇與橋盒內置電阻相匹配的應變片；

2.用砂紙打磨鋼片表面測點，使測點表面平整、光潔，并做清潔處理；

3.用膠水把應變片和轉接片貼到測點上，盡量使應變片與被測物緊密貼合，如圖1所示： 4.放置幾分鐘，使它自然干燥； 5.如圖2把導線接到橋盒插頭上；

6.打開應變數據采集程序，進行測試和設置：應變量程設置為±40000με，濾波頻率 設置為20Hz，界面如圖3；

7.校準儀器，選擇“自動校準”，設置界面如圖4所示；

8.動態應變數據采集。把橋盒連接到試驗儀上，試驗儀已與電腦連接。把被測金屬長 片的一端用手按在桌沿，使它伸出桌面。設置好參數，點擊“開始示波”，此時波形為一條直線，說明連接正常，再用手撥動金屬長片伸出桌面的那一端使它振動，這時波形如圖5，操作界面如圖5所示；

9.截圖，保存數據。實驗完成。

五、實驗結果

實驗結果如圖5所示：

六、思考題

1.半橋接法應用于兩個應變片，1/4橋接法應用于一個應變片，前者的橋盒上多接了一根兩個應變片的共用線，少了一個短接插片。

2.清零操作是為了使開始的電壓偏移量變為零，而校準的目的是使測試值更加精確，減少儀器的誤差。