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電子測量技術(shù)論文

時間:2022-04-24 11:03:14

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電子測量技術(shù)論文

電子測量技術(shù)論文:電子測量儀器技術(shù)分析論文

中國電子測量儀器經(jīng)過40多年的發(fā)展,為我國國民經(jīng)濟、科學教育、特別是國防軍事的發(fā)展做出了巨大貢獻。隨著世界高科技發(fā)展的潮流,中國電子測量儀器也步入了高科技發(fā)展的道路,特別是經(jīng)過“九五”期間的發(fā)展,我國電子測量儀器在若干重大科技領(lǐng)域取得了突破性進展,為我國電子測量儀器走向世界水平奠定了良好的基礎(chǔ)。

一、成功研制出微波毫米波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀

我們已經(jīng)成功地研制了被稱為“世界電子測量儀器之王”的微波毫米波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。隨著我國新體制電子信息系統(tǒng)和新式武器裝備的發(fā)展,占領(lǐng)和利用有限的頻譜資源已經(jīng)成為高新技術(shù)發(fā)展和軍事電子技術(shù)及裝備發(fā)展的一個重要特點,其中充分利用頻譜資源中的電磁波幅度、頻率、相位和極化信息是現(xiàn)代電子裝備的核心特點。而現(xiàn)代電子裝備的發(fā)展又急需能同時獲得被測對象的幅度、相位和群時延特性的高性能矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。特別是雷達相控陣列技術(shù)的普遍應(yīng)用,對相位和群時延特性的測試要求越來越高,因此矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀便成為現(xiàn)代電子裝備必備的、關(guān)鍵的測試設(shè)備,是其他測試設(shè)備無法取代的重要檢測手段。另外微波毫米波有源器件CAD技術(shù)正在日益普及,而有源CAD的基礎(chǔ)是提取有源器件的S參數(shù),當前只有矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀有能力同時獲得有源器件的S參數(shù),使CAD的設(shè)計結(jié)果更接近于實際應(yīng)用。除此之外,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀已走出傳統(tǒng)的線性網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域,而在非線性、大功率網(wǎng)絡(luò)的測試和分析中發(fā)揮著重要作用。另外,以矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀為核心可以組成天線、RCS、大功率、T/R組件等自動測試系統(tǒng),因此它的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹欠浅V闊的。

為了適應(yīng)我國的急需,信息產(chǎn)業(yè)部電子第41研究所已成功研制成高水平的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀,該儀器的突出特點主要有以下幾個方面:

1.工作頻帶寬,一次掃描即可完成45MHz~40GHz全頻段幅頻特性和相頻特性的測量。

2.測量精度高,由于采用誤差修正技術(shù),大大減小了系統(tǒng)誤差對測量結(jié)果的影響,即使采用非理想的硬件電路,也能獲得高精度測量。

3.大動態(tài)范圍,由于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀采用高靈敏度幅相接收機技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù),提高了小信號測試靈敏度,拓展了測試動態(tài)范圍。

4.高速實時測試,由于采用了嵌入式高速計算機技術(shù),將測量校準、測量控制、誤差修正、顯示控制等過程程序化、軟件化,提高了自動化程度和測試速度,使實時測量成為可能。

信息產(chǎn)業(yè)部電子第41研究所,經(jīng)過多年的艱苦努力,該所研制的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀已實現(xiàn)系列化和家庭化,有十多個型號可供用戶選擇,包括同軸和波導(dǎo)校準件在內(nèi)的測試附件齊全,配套性強,能夠滿足不同層次用戶的測試要求,其頻率范圍可在0.0003~110GHz內(nèi)選用。

國產(chǎn)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的研制成功,使我國矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的設(shè)計和制造水平跨入了世界先進行列,成為繼美國之后世界上第二個掌握此項技術(shù)的國家,產(chǎn)品的技術(shù)水平和品種可以與國外同類產(chǎn)品相比,同時通過對矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的研制,掌握了多種以矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀為核心的自動測量技術(shù)和自動測試系統(tǒng)。

二、掌握了調(diào)制域測試技術(shù),研制成功調(diào)制域分析儀

調(diào)制域測試技術(shù)是二十世紀末出現(xiàn)的一個新的測試技術(shù)領(lǐng)域,它與過去我們熟知的時域測試、頻域測試成為目前的“三域”測試技術(shù)。時域測試是測量輸入信號隨時間而變化的信號值,是信號幅度與時間的關(guān)系。頻域測試是測量輸入信號隨頻率而變化的信號值,是信號幅度與頻率的關(guān)系。調(diào)制域測試是測量輸入信號隨時間而變化的頻率值,所產(chǎn)生的顯示圖形代表信號的調(diào)制域,是信號的頻率值與時間的關(guān)系。調(diào)制域測試技術(shù)是一門新興的非常重要的而技術(shù)難度又非常大的測試技術(shù),這主要取決于科學技術(shù)和電子裝備的飛速發(fā)展。大家知道,過去大多數(shù)電子信息傳送的是幅度變化信息,現(xiàn)在轉(zhuǎn)向傳送數(shù)字信息以后,信息越來越多地作為數(shù)字脈沖之間的定時或相位關(guān)系的方式傳送出去,單單使用示波器或頻譜儀這類的以幅度為基礎(chǔ)的儀器,就不能滿足表征這些數(shù)字信號需要了。于是提出了相位數(shù)字化新方法。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。調(diào)制域測試技術(shù)的出現(xiàn),必將對眾多的測試問題做出新貢獻。事實已經(jīng)證明,調(diào)制域分析技術(shù),在越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域成為一種不可或缺的測試技術(shù),尤其是在軍事電子測試領(lǐng)域更有其重要的意義。

譬如,隨著綜合業(yè)數(shù)字網(wǎng)和同步光纖網(wǎng)絡(luò)等新的數(shù)字通信技術(shù)進入主流電話系統(tǒng),其高速傳輸速率應(yīng)用傳統(tǒng)的測試手段已經(jīng)不能精確地測量傳輸信號;再有通信傳輸中晃動的精確測量,是傳輸中至關(guān)重要的一個問題。由于調(diào)制域分析技術(shù)可以進行二百萬次/秒,64000次背對背的頻率測量,因而它是當今唯一能直接顯示隨時間而變化的晃動技術(shù);再有,調(diào)制域分析技術(shù)在軍事上具有其獨特的應(yīng)用,由于它可以測量、分析迅速變化的頻率、時間間隔或相位關(guān)系函數(shù),因此調(diào)制域分析技術(shù)可對這種信號進行調(diào)諧,以達到電子裝備的最佳性能,以雷達而言,可以消除其盲點,減少目標運動的負效應(yīng),改善雷達系統(tǒng)的作用距離和分辨率。此外,調(diào)制域分析儀還非常適合設(shè)計防抱死制動系統(tǒng)、可調(diào)節(jié)懸浮系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、防撞雷達、各種各樣的航天和防御系統(tǒng)等。總之,調(diào)制域分析技術(shù)是可以用來加速設(shè)計和表征諸如雷達、電子戰(zhàn)、監(jiān)控系統(tǒng)、擴頻通信等的工作和性能特征。

南京新聯(lián)電子設(shè)備有限公司已經(jīng)研制成10Hz~2.5GHz的調(diào)制域分析儀,達到國外同類產(chǎn)品的水平,填補了國內(nèi)空白,為我國跳頻領(lǐng)域的電子設(shè)備和軍事裝備提供了低于國外價格1/3~1/2的測試手段。為了更好地滿足測試需要,下一步將繼續(xù)研制更高頻率的調(diào)制域分析儀。

三、VXI總線技術(shù)取得重大進展

VXI總線技術(shù)是二十世紀末出現(xiàn)的一個新的母線技術(shù)。它首先出現(xiàn)于美國,應(yīng)用于美國空軍電子測量儀器。VXI總線將VME總線和GPIB結(jié)合起來構(gòu)成一個新的標準,這種模塊式儀器平臺可以滿足未來儀器應(yīng)用的需要,使電子測量儀器和系統(tǒng)步入一個新的發(fā)展時期。VXI總線是一個新的行業(yè)標準接口母線,是一種完全開放的、適應(yīng)多廠家儀器產(chǎn)品(模塊、插卡式)的行業(yè)標準。這個標準的推出有三個原因:一是適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的要求,二是多廠家的儀器缺乏互聯(lián)性,三是軍方的需要,而且這是最重要的一個方面。軍方需求什么?一是軍用電子測量儀器戰(zhàn)爭現(xiàn)場所強調(diào)的便攜性,VXI可以大大減小設(shè)備的體積和重量;二是大大提高測試速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是測試系統(tǒng)的適應(yīng)性、靈活性大為提高;四是價格適中;五是有利于充分發(fā)揮計算機的作用。

這個新的總線標準,在美國應(yīng)用之后,我國各界都非常欣賞,研究者眾多。我國經(jīng)過幾年的探索,已經(jīng)取得了較大的進展,在若干方面實現(xiàn)了具體的應(yīng)用。如成都電子科技大學測試技術(shù)及儀器研究所CAD研究室研制的VXI總線測試軟件平臺是我國VXI測試技術(shù)的重大突破,其主要技術(shù)指標:1.硬件環(huán)境:內(nèi)嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI轉(zhuǎn)換器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,還有打印機和UPS等其它必要外設(shè)。2.軟件環(huán)境:Windows98操作系統(tǒng);支持標準模塊驅(qū)動器(VISA32)。3.軟件特性:可編輯的圖形化編程環(huán)境;可自定義的虛擬面板;豐富的數(shù)據(jù)處理函數(shù);開放的外部程序接口;同時管理VXI、GPIB、1553B、RS232儀器和模塊;方便使用的幫助系統(tǒng)。該研究成果已應(yīng)用于“XXX型號遠程雷達綜合測試系統(tǒng)”、“火控雷達綜合測試系統(tǒng)”和各種裝備的VXI總線自動測試系統(tǒng)中。

四、電子測試儀器向毫米波推進

眾多民用和軍用電子裝備都在向毫米波發(fā)展,特別是在軍事方面,其發(fā)展更為迅速。預(yù)計未來電子戰(zhàn)系統(tǒng)的信號環(huán)境將達100~200萬個脈沖/秒,裝備系統(tǒng)可能要執(zhí)行幾十億條指令,目前集成電路的處理能力還不能滿足軍用電子設(shè)備的要求,這將影響新一代電子戰(zhàn)系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力,為此必須發(fā)展超高速集成電路(VHSIC)。于是集成電路的測試將從幾十萬門/芯片升至幾百萬門/芯片,其測試難度相應(yīng)地大幅度增加。鑒于“現(xiàn)代戰(zhàn)爭的勝利屬于能駕馭電磁頻譜的一方”,因此從80年代起,美、蘇等國就將毫米波技術(shù)納入新式武器裝備研制計劃。由于微波/毫米波單片集成電路(MIMIC)能夠在一個基片上制作出寬帶接收機或?qū)拵Чβ式M件,從而能做出重量小于25磅,體積小于90立方英寸,能隨1000g沖擊加速度的小型寬帶靈巧的投擲式干擾機和多倍頻程相控陣干擾單元。但是從若干年的研究看,測試技術(shù)已成為制約MIMIC進一步發(fā)展和提高的瓶頸。因此近幾年我們電子儀器重視向毫米波發(fā)展。

信息產(chǎn)業(yè)部電子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S參數(shù)測試裝置及校準件,與主機一起可以進行三毫米波段的幅度和相位精確量;頻譜儀的毫米波擴頻模塊與該所研制的高性能頻譜分析儀一起組成系統(tǒng)可實現(xiàn)9kHz~110GHz頻段的頻譜分析;毫米波功率計探頭系列與主機一起實現(xiàn)了微波/毫米波功率的直接測量。南京新聯(lián)電子設(shè)備有限公司研制完成的EE3395型毫米波頻率計數(shù)器,其頻率測量范圍達10Hz~110GHz,該產(chǎn)品可廣泛用于毫米波電子對抗系統(tǒng)、衛(wèi)星通信設(shè)備、高精度雷達及射電天文等領(lǐng)域。

五、通信測量儀器達到高技術(shù)水平

通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度超過了人們的想象,所以我們必須適應(yīng)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,以最快的速度發(fā)展我國的通信電子測量儀器。近幾年成都前鋒電子儀器廠研制完成了無線尋呼檢測儀、電臺綜合測試儀、數(shù)字微波通信測試儀;信息產(chǎn)業(yè)部電子第41研究所研制完成了誤碼測試儀、數(shù)字傳輸/數(shù)據(jù)通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產(chǎn)品都達到了二十世紀末國際先進水平。

六、數(shù)字化儀器迅速發(fā)展

近幾年,數(shù)字化儀器在迅速發(fā)展,我國也在不斷研究推出各種新型數(shù)字化儀器,譬如數(shù)字示波器、數(shù)字調(diào)制裝置、數(shù)字化函數(shù)/任意波形發(fā)生器、數(shù)字化頻率計數(shù)器等眾多產(chǎn)品。其中四川川嘉電子有限公司的數(shù)字化視音頻測量儀,是把若干硬件功能軟件化的電子測量儀器,除去眾多的基本測量功能外,還可以進行遠距離傳輸和測量,測量23個視頻項目和4個音頻項目,現(xiàn)為我國廣電系統(tǒng)選定的最佳儀器。

其他諸如在光通信測試儀方面,合成信號源方面,VXI總線儀器模塊方面、聲學測量儀器方面等等,都研制出不少二十世紀末國際水平的產(chǎn)品,但與信息技術(shù)的飛速發(fā)展相比,我國電子測量儀器必須瞄準世界技術(shù)的發(fā)展方向,做出與信息技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的一流的電子測量儀器產(chǎn)品。

電子測量技術(shù)論文:電子測量儀器技術(shù)發(fā)展論文

中國電子測量儀器經(jīng)過40多年的發(fā)展,為我國國民經(jīng)濟、科學教育、特別是國防軍事的發(fā)展做出了巨大貢獻。隨著世界高科技發(fā)展的潮流,中國電子測量儀器也步入了高科技發(fā)展的道路,特別是經(jīng)過“九五”期間的發(fā)展,我國電子測量儀器在若干重大科技領(lǐng)域取得了突破性進展,為我國電子測量儀器走向世界水平奠定了良好的基礎(chǔ)。

一、成功研制出微波毫米波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀

我們已經(jīng)成功地研制了被稱為“世界電子測量儀器之王”的微波毫米波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。隨著我國新體制電子信息系統(tǒng)和新式武器裝備的發(fā)展,占領(lǐng)和利用有限的頻譜資源已經(jīng)成為高新技術(shù)發(fā)展和軍事電子技術(shù)及裝備發(fā)展的一個重要特點,其中充分利用頻譜資源中的電磁波幅度、頻率、相位和極化信息是現(xiàn)代電子裝備的核心特點。而現(xiàn)代電子裝備的發(fā)展又急需能同時獲得被測對象的幅度、相位和群時延特性的高性能矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。特別是雷達相控陣列技術(shù)的普遍應(yīng)用,對相位和群時延特性的測試要求越來越高,因此矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀便成為現(xiàn)代電子裝備必備的、關(guān)鍵的測試設(shè)備,是其他測試設(shè)備無法取代的重要檢測手段。另外微波毫米波有源器件CAD技術(shù)正在日益普及,而有源CAD的基礎(chǔ)是提取有源器件的S參數(shù),當前只有矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀有能力同時獲得有源器件的S參數(shù),使CAD的設(shè)計結(jié)果更接近于實際應(yīng)用。除此之外,矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀已走出傳統(tǒng)的線性網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域,而在非線性、大功率網(wǎng)絡(luò)的測試和分析中發(fā)揮著重要作用。另外,以矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀為核心可以組成天線、RCS、大功率、T/R組件等自動測試系統(tǒng),因此它的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹欠浅V闊的。

為了適應(yīng)我國的急需,信息產(chǎn)業(yè)部電子第41研究所已成功研制成高水平的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀,該儀器的突出特點主要有以下幾個方面:

1.工作頻帶寬,一次掃描即可完成45MHz~40GHz全頻段幅頻特性和相頻特性的測量。

2.測量精度高,由于采用誤差修正技術(shù),大大減小了系統(tǒng)誤差對測量結(jié)果的影響,即使采用非理想的硬件電路,也能獲得高精度測量。

3.大動態(tài)范圍,由于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀采用高靈敏度幅相接收機技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù),提高了小信號測試靈敏度,拓展了測試動態(tài)范圍。

4.高速實時測試,由于采用了嵌入式高速計算機技術(shù),將測量校準、測量控制、誤差修正、顯示控制等過程程序化、軟件化,提高了自動化程度和測試速度,使實時測量成為可能。

信息產(chǎn)業(yè)部電子第41研究所,經(jīng)過多年的艱苦努力,該所研制的矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀已實現(xiàn)系列化和家庭化,有十多個型號可供用戶選擇,包括同軸和波導(dǎo)校準件在內(nèi)的測試附件齊全,配套性強,能夠滿足不同層次用戶的測試要求,其頻率范圍可在0.0003~110GHz內(nèi)選用。

國產(chǎn)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的研制成功,使我國矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的設(shè)計和制造水平跨入了世界先進行列,成為繼美國之后世界上第二個掌握此項技術(shù)的國家,產(chǎn)品的技術(shù)水平和品種可以與國外同類產(chǎn)品相比,同時通過對矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的研制,掌握了多種以矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀為核心的自動測量技術(shù)和自動測試系統(tǒng)。

二、掌握了調(diào)制域測試技術(shù),研制成功調(diào)制域分析儀

調(diào)制域測試技術(shù)是二十世紀末出現(xiàn)的一個新的測試技術(shù)領(lǐng)域,它與過去我們熟知的時域測試、頻域測試成為目前的“三域”測試技術(shù)。時域測試是測量輸入信號隨時間而變化的信號值,是信號幅度與時間的關(guān)系。頻域測試是測量輸入信號隨頻率而變化的信號值,是信號幅度與頻率的關(guān)系。調(diào)制域測試是測量輸入信號隨時間而變化的頻率值,所產(chǎn)生的顯示圖形代表信號的調(diào)制域,是信號的頻率值與時間的關(guān)系。調(diào)制域測試技術(shù)是一門新興的非常重要的而技術(shù)難度又非常大的測試技術(shù),這主要取決于科學技術(shù)和電子裝備的飛速發(fā)展。大家知道,過去大多數(shù)電子信息傳送的是幅度變化信息,現(xiàn)在轉(zhuǎn)向傳送數(shù)字信息以后,信息越來越多地作為數(shù)字脈沖之間的定時或相位關(guān)系的方式傳送出去,單單使用示波器或頻譜儀這類的以幅度為基礎(chǔ)的儀器,就不能滿足表征這些數(shù)字信號需要了。于是提出了相位數(shù)字化新方法。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。調(diào)制域測試技術(shù)的出現(xiàn),必將對眾多的測試問題做出新貢獻。事實已經(jīng)證明,調(diào)制域分析技術(shù),在越來越多的應(yīng)用領(lǐng)域成為一種不可或缺的測試技術(shù),尤其是在軍事電子測試領(lǐng)域更有其重要的意義。

譬如,隨著綜合業(yè)數(shù)字網(wǎng)和同步光纖網(wǎng)絡(luò)等新的數(shù)字通信技術(shù)進入主流電話系統(tǒng),其高速傳輸速率應(yīng)用傳統(tǒng)的測試手段已經(jīng)不能精確地測量傳輸信號;再有通信傳輸中晃動的精確測量,是傳輸中至關(guān)重要的一個問題。由于調(diào)制域分析技術(shù)可以進行二百萬次/秒,64000次背對背的頻率測量,因而它是當今唯一能直接顯示隨時間而變化的晃動技術(shù);再有,調(diào)制域分析技術(shù)在軍事上具有其獨特的應(yīng)用,由于它可以測量、分析迅速變化的頻率、時間間隔或相位關(guān)系函數(shù),因此調(diào)制域分析技術(shù)可對這種信號進行調(diào)諧,以達到電子裝備的最佳性能,以雷達而言,可以消除其盲點,減少目標運動的負效應(yīng),改善雷達系統(tǒng)的作用距離和分辨率。此外,調(diào)制域分析儀還非常適合設(shè)計防抱死制動系統(tǒng)、可調(diào)節(jié)懸浮系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、防撞雷達、各種各樣的航天和防御系統(tǒng)等??傊{(diào)制域分析技術(shù)是可以用來加速設(shè)計和表征諸如雷達、電子戰(zhàn)、監(jiān)控系統(tǒng)、擴頻通信等的工作和性能特征。

南京新聯(lián)電子設(shè)備有限公司已經(jīng)研制成10Hz~2.5GHz的調(diào)制域分析儀,達到國外同類產(chǎn)品的水平,填補了國內(nèi)空白,為我國跳頻領(lǐng)域的電子設(shè)備和軍事裝備提供了低于國外價格1/3~1/2的測試手段。為了更好地滿足測試需要,下一步將繼續(xù)研制更高頻率的調(diào)制域分析儀。

三、VXI總線技術(shù)取得重大進展

VXI總線技術(shù)是二十世紀末出現(xiàn)的一個新的母線技術(shù)。它首先出現(xiàn)于美國,應(yīng)用于美國空軍電子測量儀器。VXI總線將VME總線和GPIB結(jié)合起來構(gòu)成一個新的標準,這種模塊式儀器平臺可以滿足未來儀器應(yīng)用的需要,使電子測量儀器和系統(tǒng)步入一個新的發(fā)展時期。VXI總線是一個新的行業(yè)標準接口母線,是一種完全開放的、適應(yīng)多廠家儀器產(chǎn)品(模塊、插卡式)的行業(yè)標準。這個標準的推出有三個原因:一是適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的要求,二是多廠家的儀器缺乏互聯(lián)性,三是軍方的需要,而且這是最重要的一個方面。軍方需求什么?一是軍用電子測量儀器戰(zhàn)爭現(xiàn)場所強調(diào)的便攜性,VXI可以大大減小設(shè)備的體積和重量;二是大大提高測試速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是測試系統(tǒng)的適應(yīng)性、靈活性大為提高;四是價格適中;五是有利于充分發(fā)揮計算機的作用。

這個新的總線標準,在美國應(yīng)用之后,我國各界都非常欣賞,研究者眾多。我國經(jīng)過幾年的探索,已經(jīng)取得了較大的進展,在若干方面實現(xiàn)了具體的應(yīng)用。如成都電子科技大學測試技術(shù)及儀器研究所CAD研究室研制的VXI總線測試軟件平臺是我國VXI測試技術(shù)的重大突破,其主要技術(shù)指標:1.硬件環(huán)境:內(nèi)嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI轉(zhuǎn)換器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,還有打印機和UPS等其它必要外設(shè)。2.軟件環(huán)境:Windows98操作系統(tǒng);支持標準模塊驅(qū)動器(VISA32)。3.軟件特性:可編輯的圖形化編程環(huán)境;可自定義的虛擬面板;豐富的數(shù)據(jù)處理函數(shù);開放的外部程序接口;同時管理VXI、GPIB、1553B、RS232儀器和模塊;方便使用的幫助系統(tǒng)。該研究成果已應(yīng)用于“XXX型號遠程雷達綜合測試系統(tǒng)”、“火控雷達綜合測試系統(tǒng)”和各種裝備的VXI總線自動測試系統(tǒng)中。

四、電子測試儀器向毫米波推進

眾多民用和軍用電子裝備都在向毫米波發(fā)展,特別是在軍事方面,其發(fā)展更為迅速。預(yù)計未來電子戰(zhàn)系統(tǒng)的信號環(huán)境將達100~200萬個脈沖/秒,裝備系統(tǒng)可能要執(zhí)行幾十億條指令,目前集成電路的處理能力還不能滿足軍用電子設(shè)備的要求,這將影響新一代電子戰(zhàn)系統(tǒng)的作戰(zhàn)能力,為此必須發(fā)展超高速集成電路(VHSIC)。于是集成電路的測試將從幾十萬門/芯片升至幾百萬門/芯片,其測試難度相應(yīng)地大幅度增加。鑒于“現(xiàn)代戰(zhàn)爭的勝利屬于能駕馭電磁頻譜的一方”,因此從80年代起,美、蘇等國就將毫米波技術(shù)納入新式武器裝備研制計劃。由于微波/毫米波單片集成電路(MIMIC)能夠在一個基片上制作出寬帶接收機或?qū)拵Чβ式M件,從而能做出重量小于25磅,體積小于90立方英寸,能隨1000g沖擊加速度的小型寬帶靈巧的投擲式干擾機和多倍頻程相控陣干擾單元。但是從若干年的研究看,測試技術(shù)已成為制約MIMIC進一步發(fā)展和提高的瓶頸。因此近幾年我們電子儀器重視向毫米波發(fā)展。

信息產(chǎn)業(yè)部電子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S參數(shù)測試裝置及校準件,與主機一起可以進行三毫米波段的幅度和相位精確量;頻譜儀的毫米波擴頻模塊與該所研制的高性能頻譜分析儀一起組成系統(tǒng)可實現(xiàn)9kHz~110GHz頻段的頻譜分析;毫米波功率計探頭系列與主機一起實現(xiàn)了微波/毫米波功率的直接測量。南京新聯(lián)電子設(shè)備有限公司研制完成的EE3395型毫米波頻率計數(shù)器,其頻率測量范圍達10Hz~110GHz,該產(chǎn)品可廣泛用于毫米波電子對抗系統(tǒng)、衛(wèi)星通信設(shè)備、高精度雷達及射電天文等領(lǐng)域。

五、通信測量儀器達到高技術(shù)水平

通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度超過了人們的想象,所以我們必須適應(yīng)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,以最快的速度發(fā)展我國的通信電子測量儀器。近幾年成都前鋒電子儀器廠研制完成了無線尋呼檢測儀、電臺綜合測試儀、數(shù)字微波通信測試儀;信息產(chǎn)業(yè)部電子第41研究所研制完成了誤碼測試儀、數(shù)字傳輸/數(shù)據(jù)通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產(chǎn)品都達到了二十世紀末國際先進水平。

六、數(shù)字化儀器迅速發(fā)展

近幾年,數(shù)字化儀器在迅速發(fā)展,我國也在不斷研究推出各種新型數(shù)字化儀器,譬如數(shù)字示波器、數(shù)字調(diào)制裝置、數(shù)字化函數(shù)/任意波形發(fā)生器、數(shù)字化頻率計數(shù)器等眾多產(chǎn)品。其中四川川嘉電子有限公司的數(shù)字化視音頻測量儀,是把若干硬件功能軟件化的電子測量儀器,除去眾多的基本測量功能外,還可以進行遠距離傳輸和測量,測量23個視頻項目和4個音頻項目,現(xiàn)為我國廣電系統(tǒng)選定的最佳儀器。

其他諸如在光通信測試儀方面,合成信號源方面,VXI總線儀器模塊方面、聲學測量儀器方面等等,都研制出不少二十世紀末國際水平的產(chǎn)品,但與信息技術(shù)的飛速發(fā)展相比,我國電子測量儀器必須瞄準世界技術(shù)的發(fā)展方向,做出與信息技術(shù)發(fā)展相適應(yīng)的一流的電子測量儀器產(chǎn)品。

電子測量技術(shù)論文:數(shù)字信號處理技術(shù)在電子測量儀器領(lǐng)域上的應(yīng)用

摘 要:數(shù)字信號處理技術(shù)在電子儀器測量中是非常重要的,人類社會的發(fā)展是離不開測量的,電子儀器在使用的過程中主要的作用就是要進行相應(yīng)的測量,因此,將數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)用到電子測量儀器領(lǐng)域就變得越來越重要。本文就是對數(shù)字信號處理技術(shù)在電子測量儀器領(lǐng)域上的應(yīng)用進行分析,為相關(guān)的研究提供借鑒。

關(guān)鍵詞:數(shù)字信號處理技術(shù);電子測量儀器;應(yīng)用

數(shù)字信號處理技術(shù)就是指利用計算機或者是其他的信息設(shè)備來對相應(yīng)的信號進行分析和處理,從而得到有用的信息的過程的一門技術(shù)。數(shù)字信號處理技術(shù)可以將同一類型的信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號,這樣計算機就可以進行相應(yīng)的處理。目前,人們對數(shù)字信號處理技術(shù)在電子測量儀器領(lǐng)域上的應(yīng)用進行了大量研究,數(shù)字信號處理技術(shù)對于電子儀器的測量有著非常重要的意義,必須要重視數(shù)字信號處理技術(shù)。

一、數(shù)字信號處理技術(shù)的重要性

(一)測量的作用

測量也可以使得生產(chǎn)活動的行為更加規(guī)范,在機械零件制造的過程中,已經(jīng)生產(chǎn)完成的機械零件必須要進行相應(yīng)的檢查,判斷這些零件是否符合相應(yīng)的標準,而且通過測量也可以了解相應(yīng)零件的各個環(huán)節(jié)是否符合零件的使用要求,工作人員對于零件的參數(shù)進行充分的了解,才能夠在生產(chǎn)制造的過程中落實到每一個生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

(二)數(shù)字信號處理的意義

測量技術(shù)在不斷地發(fā)展,目前測量工作使用的都是電子測量儀器,電子測量儀器的應(yīng)用使測量結(jié)果更加精確,也提高了測量的效率,但是電子測量儀器的測量結(jié)果都是利用電信號的形式來進行表示的,這樣測量人員就很難對測量結(jié)果進行相應(yīng)的分析,但是數(shù)字信號處理技術(shù)可以將電信號進行轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號,這樣工作人員就可以利用數(shù)字信號處理技術(shù)來對相應(yīng)的數(shù)字信號進行分析,保證了后續(xù)工作的穩(wěn)定運行。在電子測量儀器測量的過程中,如果使用的是直流電壓,那么就要進行數(shù)模轉(zhuǎn)換,如果使用的是交流電壓,那么就要先進行交流電壓和直流電壓的轉(zhuǎn)換,之后再進行數(shù)模轉(zhuǎn)換。這樣就可以使得測量的結(jié)果更加準確。通過相應(yīng)的實驗可以發(fā)現(xiàn)數(shù)字信號在利用的過程中可以對整個電子測量儀器的測量過程進行簡化,這樣復(fù)雜的問題簡單化,就使得工作人員的工作效率提升,減少了各種因素對于測量結(jié)果的不利影響。

二、數(shù)字信號處理技術(shù)在電子測量儀器領(lǐng)域的應(yīng)用

(一)在發(fā)生器上的應(yīng)用

發(fā)生器就是信號源,這是一種十分重要的電子測量設(shè)備,發(fā)生器使用的是頻率合成技術(shù),但是無論是直接的數(shù)字頻率合成技術(shù)還是間接的鎖相式頻率合成技術(shù),都必須要利用低通波濾器來完成相應(yīng)的測量工作,數(shù)字信號處理技術(shù)的主要內(nèi)容就是進行濾波,而合成信號源能夠克服晶振僅僅能夠提供特定頻率的相應(yīng)缺陷,提高了信號輸出頻率的準確性和穩(wěn)定性,還能夠使得輸出信號頻率達到與基準頻率相同的高度,在這樣的情況下,數(shù)字信號處理技術(shù)就能夠提高發(fā)生器的功能,使得信號源變得更加穩(wěn)定。

(二)在電業(yè)測量中的應(yīng)用

電子測量的過程中,電業(yè)測量是非常常見的,也是最為基本的測量方式。電業(yè)測量的機理就是將測量的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟妷褐笤龠M行相應(yīng)的測量。目前電業(yè)測量已經(jīng)被數(shù)字化,數(shù)字信號處理的過程中涉及兩個核心的問題:一個是交流電壓和直流電壓轉(zhuǎn)換之后再進行A/D轉(zhuǎn)換,另一個就是在得到了直流電壓的時候直接進行A/D轉(zhuǎn)換。但是無論是哪一種轉(zhuǎn)換,A/D轉(zhuǎn)換所包括的量化和取樣都是數(shù)字信號處理技術(shù)中非?;A(chǔ)的環(huán)節(jié)。在實際的應(yīng)用中,將這兩者應(yīng)用在了電壓表上,這樣電壓表的測量準確性就得到了一定程度的提升,測量的范圍、抗干擾能力和分辨能力都得到了提高。

(三)在示波器中的應(yīng)用

示波器是一種利用波形硐允靜飭拷峁的一種電子測量儀器,被測量的信號必須要將電子束打在相應(yīng)的熒光物質(zhì)上,這樣屏幕上就會顯示出相應(yīng)的圖像,工作人員就可以對所顯示的圖像進行分析和解讀。如果使用的是常規(guī)的電量,那么示波器均能夠進行相應(yīng)的顯示,例如頻率、峰值、電流和電壓。但是如果遇到了特殊的電量,就要通過一定的調(diào)整才能夠利用示波器進行測量,例如調(diào)幅度和相位差等。示波器是一種常見的電子測量儀器,但是示波器在使用的過程中必須要符合相應(yīng)的規(guī)范,如果違背了相應(yīng)的操作要求,就會導(dǎo)致測量結(jié)果出現(xiàn)偏差。在正常的情況下,示波器設(shè)備所顯示出來的圖形能夠準確地描述出被測量的信號,以下就是對數(shù)字信號處理技術(shù)在電示波器中的應(yīng)用進行分析:

如果將示波器設(shè)備當作是信息系統(tǒng),那么就可以得到相應(yīng)的關(guān)系式:s0(t)=s(t)*h(t)。

其中,s(t)是我們需要測量與觀察的相應(yīng)信號,s0(t)是在示波器上所顯示出的相應(yīng)的波形,*是一種卷積運算的符號,h(t)是指已經(jīng)輸入的信號源。因此為了保證測量人員所觀察的信號和示波器上所顯示出來的信號的契合度較強,那么就要保證示波器的輸入激響能夠滿足迪拉克函數(shù)的要求。這一函數(shù)為h(t)=δ(t)。

只有這一函數(shù)成立的時候,s0(t)與s(t)才能夠相等,按照斯彭斯的信號理論可以得知,如果上述的說法要想成立,那么就示波器的寬帶就要無限大,但是在實際的應(yīng)用中,這一條件是無法達到的。而且示波器在使用的過程中,還會受到相應(yīng)的3db帶寬的影響。進行估算的時候,使用的是方根原則,而且被測量的信號就是高斯信號,而且高斯信號也是方根原則能否成立的關(guān)鍵,在實際的應(yīng)用中,高斯信號極少,這樣就導(dǎo)致了高斯信號與示波器之間會出現(xiàn)較大的誤差。要想減少這一誤差就要利用數(shù)字信號處理中的反卷積技術(shù),相應(yīng)的關(guān)系式如下:s(t)=s0(t)(l/*)h(t)。

在這一公式中,l/*就是指反卷積計算,在這對關(guān)系式中可以將誤差縮小,這一計算公式在過去僅僅是在理論推力中得到廣泛的應(yīng)用,而在實際的應(yīng)用中很少被應(yīng)用。但是在科技不斷發(fā)展的今天,通過數(shù)字信號技術(shù)就可以將這一理論應(yīng)用到具體的項目測量中,使得電子測量儀器的應(yīng)用范圍更加廣泛。

假設(shè)使用一個標準信號,將其輸入到相應(yīng)的示波器中,并且將這一輸出信號設(shè)定為s(k),在這樣的情況下,就能夠準確地計算出示波器對于信號的離散型算式h(k),在對這一離散型算式進行存儲的過程中,需要加存一個信號重構(gòu)的反卷積算法,在這樣的情況下,就可以得到以下的結(jié)論:無論示波器達到了什么樣的標準,信號是否存在著失真的現(xiàn)象,都能夠根據(jù)現(xiàn)有的信號進行重構(gòu),從而得出我們想要得到的信號。這樣,進行電量信號的觀測便無須再受到示波器的限制。

結(jié)論

人類社會發(fā)展的過程中永遠離不開測量工作,其是社會生產(chǎn)實踐活動的重要基礎(chǔ),而電子測量技術(shù)與電子測量儀器則是當前測量工作所使用的高級手段,為實現(xiàn)測量工作的精確化提供了重要保障。通過上文我們可以看出,數(shù)字信號處理對于提高電子測量效果以及電子測量儀器的使用有著非常重要的作用,甚至能夠讓電子儀器測量的性能提高至原效果的數(shù)倍以上。雖然當前該種方式仍然存在著一定的問題,但這也為我們的研究提出了更加豐富的思路,讓我們可以進一步在科學的高峰上繼續(xù)攀登。

電子測量技術(shù)論文:虛擬電子測量儀器技術(shù)

摘 要 近年來出現(xiàn)的虛擬儀器突破了傳統(tǒng)儀器的束縛,是儀器發(fā)展史上的一次革命。虛擬儀器技術(shù)是以計算機為核心的測試測量儀器組建技術(shù),由計算機操縱,利用高性能的軟硬件平臺及模塊化硬件板卡,結(jié)合高效靈活的應(yīng)用軟件,完成各種測量、測試任務(wù)。

【關(guān)鍵詞】虛擬儀器 測量 LabVIEW

1 虛擬儀器概述

虛擬儀器(Virtual Instrumentation)是一種計算機控制的儀器系統(tǒng),以通用化計算機作為核心的硬件平臺,由使用者自己設(shè)計定義,具有計算機操作界面,測試功能由軟件來實現(xiàn)。它通過應(yīng)用程序,將通用化計算機與功能化硬件相結(jié)合,這樣使用者可以通過友好圖形界面,自己操作計算機,完成對被檢測量的采集、判斷、分析、顯示、存儲數(shù)據(jù)等功能。

1.1 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器的比較

虛擬儀器是以計算機為基礎(chǔ)的軟硬件測試平臺,它可代替?zhèn)鹘y(tǒng)測量儀器并自由構(gòu)建專有儀器系統(tǒng)。傳統(tǒng)的測量儀器受到硬件的限制不能發(fā)揮很大的互聯(lián)。而虛擬儀器將儀器硬件搭載到計算機平臺,再加上應(yīng)用軟件,將計算機硬件資源與儀器硬件有機的融合,大大縮小硬件成本和體積,通過軟件實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的顯示、存儲及分析處理。

1.2 虛擬儀器系統(tǒng)的構(gòu)成

虛擬儀器系統(tǒng)由硬件和軟件構(gòu)成,硬件是基礎(chǔ),軟件是核心?;居布怯嬎銠C和信號采集調(diào)理部件。計算機自身包括微處理器、儲存器、顯示器等部件;信號采集調(diào)理部件為GPIB儀器控制模塊,VXI/PXI,儀器模塊/總線標準模塊以及數(shù)據(jù)采集卡。軟件構(gòu)成主要有開發(fā)平臺軟件和用戶應(yīng)用軟件。目前使用最多的計算機語言是美國國家儀器公司(national instruments,NI)的LabVIEW。LabVIEW全稱laboratory virtual instrument engineering workbench(驗室虛擬儀器集成環(huán)境),是功能強大靈活的儀器和分析軟件應(yīng)用開發(fā)工具,圖形化,用圖標來代替文本行,創(chuàng)建應(yīng)用程序。

LabVIEW具有以下主要特點:圖形化的儀器編程環(huán)境;高效內(nèi)置的程序編譯器;靈活的程序調(diào)試手段;數(shù)據(jù)采集與儀器通信應(yīng)用的支持;數(shù)據(jù)處理和分析函數(shù)庫;支持多種系統(tǒng)平臺;開放式的開發(fā)平臺等。LabVIEW程序包括三個部分:前面板、框圖程序、圖標和接線端口。前面板模擬真實儀器前面板;框圖程序利用圖形語言控制前面板上的對象;圖標和接線端口把LABVIEW程序定義成子程序,實現(xiàn)模塊化編程。

2 虛擬電子測量儀器概述

2.1 傳統(tǒng)儀器測量系統(tǒng)概述

傳統(tǒng)電子測量儀器,如信號發(fā)生器、邏輯分析儀、示波器、頻譜分析儀等,都是硬件化的技術(shù)方案,因其結(jié)構(gòu)上的先天局限性,決定了相互之間沒有令人滿意的互聯(lián)與通信機制,不能實現(xiàn)充分的信息與資源共享,所以在不改變設(shè)計思路的情況下,難以組建成綜合測試系統(tǒng)或電子測量平臺,也就不能完成對被測系統(tǒng)的綜合分析、評估,進而得出準確判斷。

2.2 虛擬電子測量儀器集成系統(tǒng)設(shè)計概述

虛擬儀器技術(shù)是以計算機為核心的測試測量儀器組建技術(shù),由計算機操縱,利用高性能的軟硬件平臺及模塊化硬件板卡,結(jié)合高效靈活的應(yīng)用軟件,完成各種測量、測試任務(wù);除信號的輸入輸出外,測量、控制、分析、變換、顯示等功能均由軟件來實現(xiàn)。

2.3 虛擬儀器與傳統(tǒng)儀器測量系統(tǒng)比較的優(yōu)點

虛擬儀器技術(shù)的優(yōu)勢是,使用者可以自定義專用儀器系統(tǒng),功能靈活容易構(gòu)建,應(yīng)用面廣。它符合“硬件軟件化”發(fā)展趨勢,被稱作“軟件儀器”。它的功能齊全且多樣化,價格合理,因此具有很強的競爭力,在儀器計量領(lǐng)域有很大的發(fā)展空間。它主要有以下特點:軟件是虛擬儀器的核心;性價比高;縮小儀器廠商與使用者之間的距離;擴展性強,開發(fā)維護費用低,可配置性強;有良好的人機交互界面;信息量大,測試過程完全自動化,數(shù)據(jù)可編輯、打印、存儲,有完整的時間記錄和測試說明;通過軟、硬件的升級,可便捷地提升測試系統(tǒng)的水平和能力;信號電纜少,故障率低,有操作保護;系統(tǒng)開放、靈活,功能可更改,技術(shù)更新快;可以和其他設(shè)備互聯(lián);軟、硬件都具有模塊化、開放性、可重復(fù)使用及互換性等特點。

3 虛擬電子測量儀器設(shè)計原理

虛擬電子測量儀器的軟件應(yīng)用程序,由LabVIEW編程環(huán)境開發(fā),動態(tài)鏈接庫通過CLF節(jié)點調(diào)用,達到與USB控制器的互聯(lián)通信。LabVIEW程序編寫分為前面板和后面板,前面板有登陸界面和各個虛擬儀器界面。后面板是編程程序框圖,對前面板的各個模塊進行編程,再把它們整合在一起,組成一個大的、整體的程序框圖。

程序設(shè)計中,使用軟件模板提供的旋鈕、按鈕、開關(guān)、數(shù)字顯示、圖表、圖形等控件,在前面板設(shè)置輸入輸出對象,按照使用者的實際需求,設(shè)計圖形化交互界面??驁D程序設(shè)計是圖形化程序的源代碼,與前面板一一對應(yīng),使用軟件提供的結(jié)構(gòu)控制、數(shù)值運算、字符串運算、數(shù)組運算、布爾運算、信號分析、波形處理、文件輸入輸出、儀器控制等控件,按照使用者的需求,控制和分配前面板的輸入輸出。程序中的數(shù)據(jù)信號根據(jù)程序邏輯關(guān)系,沿數(shù)據(jù)線流動,滿足“數(shù)據(jù)流驅(qū)動”。

在虛擬電子測量儀器中,硬件部分由USB控制卡,信號發(fā)生卡和信號采集卡組成。12V電源供電,通過USB2.0連接到計算機,與軟件連接相通。

作者單位

榆林職業(yè)技術(shù)學院神木校區(qū) 陜西省榆林市 719300

電子測量技術(shù)論文:《電子測量技術(shù)》課程中應(yīng)用Proteus仿真的教學改革實踐

【摘 要】分析目前高職《電子測量技術(shù)》課程教學中存在的問題,研究將計算機仿真技術(shù)應(yīng)用于課程教學中去,采用項目教學法,使得學生加深對基本知識的理解,提高學生的動手能力和研發(fā)能力,培養(yǎng)學生成為與時俱進的創(chuàng)新型人才。

【關(guān)鍵詞】電子測量技術(shù);Proteus仿真

1 電子測量教學中存在的問題

《電子測量技術(shù)》是高等職業(yè)院校電子信息類專業(yè)的一門專業(yè)課,其目的在于使學生理解常用電子測量儀器結(jié)構(gòu)、原理,會正確選擇和使用電子測量儀器進行測量,培養(yǎng)學生成為具有電子信息技術(shù)基本技能和綜合職業(yè)能力的,在電子信息領(lǐng)域適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理及服務(wù)第一線工作的高級技術(shù)應(yīng)用型人才。該課程傳統(tǒng)的教學方法多采用老師首先講授理論,然后再實驗室驗證性實驗的方法,隨著現(xiàn)有高職生源水平的下降,傳統(tǒng)的教學方法已經(jīng)不能取得良好的教學效果,這就要求教師要根據(jù)實際情況,利用先進的教學手段和技術(shù)條件進行教學方法和形式上的改革。

多媒體技術(shù)是現(xiàn)代教育的一種有效的教學手段,教師可以將晦澀難懂的理論知識利用圖片,動畫等多種形式演示出來,既能引起學生興趣也能使學生更容易理解知識。但是單純的圖片或者動畫演示對于《電子測量技術(shù)》這門課程顯然的不夠的,它涉及到很多具體電路和儀器的工作原理,這些儀器的構(gòu)成原理和使用方法較難理解。

2 Proteus仿真在電子測量教學中的應(yīng)用

計算機仿真技術(shù)已成為現(xiàn)代工程中的一種有效手段,所以我們在教學過程中使用了電路仿真軟件Proteus。Proteus軟件是英國Lab Center Electronics公司出版的一款EDA工具,它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能,還能仿真單片機及外圍器件。

我們以信號發(fā)生器為例,將計算機仿真技術(shù)應(yīng)用與教學中來,采用項目教學法,讓學生利用之前所學的電路知識設(shè)計信號發(fā)生器。

信號發(fā)生器總方案如下:

信號發(fā)生器一般是指能自動產(chǎn)生正弦波、三角波、方波及鋸齒波、階梯波等電壓波形的電路或儀器。根據(jù)用途不同,有產(chǎn)生三種或多種波形的函數(shù)發(fā)生器,使用的器件可以是分立器件,也可以采用集成電路。產(chǎn)生正弦波、方波、三角波的方案有多種,如首先產(chǎn)生正弦波,然后通過整形電路將正弦波變換成方波,再由積分電路將方波變成三角波;也可以首先產(chǎn)生三角波―方波,再將三角波變成正弦波或?qū)⒎讲ㄗ兂烧也ǖ鹊取1菊n題采用先產(chǎn)生正弦波波―方波,再將方波變換成三角波的電路設(shè)計方法。由RC橋式正弦波振蕩器產(chǎn)生正弦波,經(jīng)過遲滯比較器產(chǎn)生方波,再由積分電路產(chǎn)生三角波。

學生通過設(shè)計信號發(fā)生器的電路了解了信號的發(fā)生器的結(jié)構(gòu)原理,也對振蕩器,延遲比較器和積分電路原理和應(yīng)用有了更深的掌握。而且通過計算機仿真軟件來設(shè)計和搭建電路也節(jié)約的時間和硬件等資源,同時也避免了搭建實際電路時,由于焊接水平影響而出現(xiàn)的一些問題和故障。

3 總結(jié)

將Proteus仿真技術(shù)應(yīng)用于《電子測量技術(shù)》這門課中,不僅使教學方式和考核方式多樣化,也激發(fā)了學生對學習的興趣和主動性,提高了教學效果和實踐能力,也有助與學生在國家電子類各項競賽中取得優(yōu)異成績,對畢業(yè)設(shè)計,創(chuàng)新項目和課外活動也起到了一定作用。

電子測量技術(shù)論文:以省精品資源共享課為契機 加強《電子測量技術(shù)》課程建設(shè)

摘要:以省精品資源共享課為契機,從課程體系、教學方法、課程資源、教材建設(shè)、實踐教學等方面入手,加強《電子測量技術(shù)》課程建設(shè)。通過啟發(fā)式講授、案例法強化、探究力引導(dǎo)、前沿性引入、任務(wù)性溫故的教學手段,以及“仿真―調(diào)試―實驗”的自主性實踐模式,激發(fā)學生學習興趣,培養(yǎng)學生自主學習的能力和創(chuàng)新性思維的形成。

關(guān)鍵詞:電子測量;資源共享;精品課程;教學改革

一、引言

《電子測量技術(shù)》是高等院校儀器儀表類和電子信息科學技術(shù)類學生的一門重要專業(yè)基礎(chǔ)課,是電路理論、模擬電子線路和數(shù)字電路等基礎(chǔ)課知識的延續(xù)和深化,又和后續(xù)專業(yè)課程銜接,起著承上啟下的作用。課程具有較強的理論性、實踐性和應(yīng)用性。通過學習,使學生能夠掌握電子測量的基本原理、方法及操作技能,在以后科學實驗和生產(chǎn)實踐中能制定先進的測量方案,合理地選用測量儀器,正確處理測量數(shù)據(jù),具有初步的科學研究和科技開發(fā)能力[1]。近年來,測試技術(shù)迅猛發(fā)展,與其他學科交叉融合,為本課程的發(fā)展提供了一個廣闊的空間[2]。電子測量技術(shù)是學生將來從事科研開發(fā)是不可缺少的知識和技能,也是電子信息用人單位檢驗學生工程能力的重要方面。根據(jù)近年畢業(yè)生的跟蹤調(diào)查,真正掌握了測試系統(tǒng)的設(shè)計、安裝及調(diào)試,具備一定科研素質(zhì)的同學,在就業(yè)中深受用人單位青睞。因此,本課程的建設(shè)既要從專業(yè)自身發(fā)展的需要出發(fā),又要從社會上的廣泛需求出發(fā),改革電子測量課程的教學與實踐方法,培養(yǎng)學生工程項目開發(fā)實踐能力及創(chuàng)新思維,將本課程建設(shè)成為以培養(yǎng)綜合型人才為主要目的的高層次精品課程[3,4]。

二、課程體系構(gòu)建

1.教學內(nèi)容圍繞課程特點?!峨娮訙y量技術(shù)》不同于其他專業(yè)課程,在介紹測量原理的基礎(chǔ)上,更側(cè)重于測量方法運用和測量儀表的操作,具有相當強的實用性和實踐性,因此其課程教學目標有三個:一是了解電子測量的意義及特點、新型數(shù)字儀表的發(fā)展趨勢,掌握電子測量方法及儀器的分類,測量儀器基本功能與性能,電子測量的基本組成原理,使學生了解專業(yè)的前沿發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢。二是能夠運用誤差理論對各種電量和電參數(shù)的測量儀器進行誤差分析,并對測量數(shù)據(jù)進行處理,使學生具有綜合運用電子技術(shù)工程學科理論和技術(shù)手段分析并解決工程問題的基本能力,并能夠?qū)ρ芯拷Y(jié)果進行分析的能力。三是掌握電子示波器、數(shù)字萬用表等常見電子測量儀器的基本組成及工作原理和使用方法,使學生具有在電子測量工程實踐中掌握并使用電子技術(shù)、技能和現(xiàn)代化電子測量工程工具的能力,具有測量系統(tǒng)研究、開發(fā)、設(shè)計、制造的基本能力。

2.知識結(jié)構(gòu)脈絡(luò)清晰。在整個課程的講授過程中始終貫穿測量原理―測量方法――測量系統(tǒng)―測量誤差分析―測量儀表應(yīng)用這一主線,按照知識銜接順序,由易到難安排教學內(nèi)容。首先介紹誤差的基本概念、來源、性質(zhì)、估算法方法、減小措施、要求學生掌握誤差的表示及在電子測量范圍內(nèi)測量誤差的估計、測量數(shù)據(jù)的處理等。然后介紹電壓測量技術(shù),讓學生重點掌握交流電壓表的定度及波形誤差,掌握常用A/D轉(zhuǎn)換器工作原理。再依次介紹波形測試技術(shù)、頻率和時間的測量技術(shù)、集中參數(shù)測量方相位差測量技術(shù)等,知識結(jié)構(gòu)如下頁圖1所示。

3.教學內(nèi)容精練先進。測量誤差分析及各參量測量原理理論性較強,對這部分知識要歸納提煉,把復(fù)雜的理論簡單化、通俗化,使之易于理解。而對測量方法及測量儀表的介紹要注重引入新知識、新器件、新儀表,力爭體現(xiàn)電子測量技術(shù)的最新發(fā)展方向,使學生掌握較前沿技術(shù),為將來步入工作崗位及盡快適應(yīng)工作打下基礎(chǔ)。

三、教學方法改革

1.啟發(fā)式講授。在課堂上,教師是指揮官,要讓學生跟隨著教師的指揮棒,教師就必須有足夠的吸引力。本課程理論性比較強,若想吸引學生的注意力,調(diào)動學生的積極性和主動性,必須經(jīng)常提出一些具有啟發(fā)性、誘導(dǎo)性的問題,讓學生發(fā)表自己的觀點和看法,增強課堂的教學氣氛。比如在講各種積分式AD轉(zhuǎn)換器原理時,要讓學生注意積分器的輸入信號是什么,有什么特點,讓學生先思考,然后帶著問題聽講,這樣在師生互動的基礎(chǔ)上,培養(yǎng)學生多思考、多提問、多研究的良好習慣和積極、靈活的思維方式[5]。

2.案例法強化。在講授理論原理之后,要適時引入案例,加深與強化學生對理論知識的理解。案例要通俗易懂,計算過程要簡單,最重要的是案例之后要引導(dǎo)學生學會歸納總結(jié),得出重要的結(jié)論,意在培養(yǎng)學生的分析問題、解決問題的能力。比如在講授完每一種AD轉(zhuǎn)換原理之后,給出該類型轉(zhuǎn)換器的典型芯片應(yīng)用實例,通過實例加深對原理的理解,在此基礎(chǔ)上讓學生自行歸納該方法的特點。案例強化法,一方面可以牽引學生思路,增加師生互動,活躍課堂氣氛;另一方面能夠加深學生的理解,引導(dǎo)學生把理論應(yīng)用到實際中,化抽象為具體,提高學生的理論應(yīng)用能力。

3.探究力培育。在專業(yè)工程認證中要求學生能夠順利閱讀專業(yè)文獻,能夠熟練使用技術(shù)語言進行有效的技術(shù)溝通和交流,因此在專業(yè)課程的講授過程中應(yīng)該注意引導(dǎo)學生學會科技閱讀。讓學生檢索一篇與電子測量技術(shù)相關(guān)的科技文獻,并進行認真細致的研讀,從論文研究什么、采用什么方法研究、完成哪些工作、怎樣完成以及研究結(jié)果是什么幾個方面撰寫讀書報告,讓學生深入體會原文獻的研究思路、研究方法和研究結(jié)論,培養(yǎng)學生的文獻檢索能力、歸納總結(jié)能力、文字撰寫能力,從而來引導(dǎo)學生進行研究性學習。

4.前沿性引入。在該課程的教學過程中,充分結(jié)合教師所取得的科研成果,以及校外專家在本領(lǐng)域的報告、相關(guān)視頻材料,讓學生充分了解與掌握本領(lǐng)域國內(nèi)外的前沿與最新發(fā)展動態(tài),引發(fā)學生對該學科的濃厚興趣和求知渴望。

5.任務(wù)性溫故。在每章講授結(jié)束時,都給學生留有作業(yè)思考題,以促進學生的課下復(fù)習與總結(jié),達到溫故知新的效果。

四、課程資源建設(shè)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,單一紙質(zhì)教材已不能滿足學生需求,開發(fā)網(wǎng)上課程資源,為學生自學開辟了一個新的渠道。本課程利用超星爾雅教育開放平臺,從基本資源和拓展資源兩個方面建立了系統(tǒng)、完整的網(wǎng)上課程資源。

1.基本資源建設(shè)。根據(jù)遼寧省精品資源共享課的要求,基本資源必須要能夠反映教學思想、課程內(nèi)容、教學方法等內(nèi)容,包括課程簡介、課程視頻、課程團隊、教學大綱、授課教案、演示文稿、案例、練習、作業(yè)等反映教學活動必需的資源?;举Y源按照理論、實踐兩類來組織,理論部分包括理論課程的知識模塊(課程模塊)構(gòu)成。模塊概要包括學習目標、學習指南、知識內(nèi)容、練習、實踐、作業(yè)、案例、常見問題、測驗(試題和試卷)、知識結(jié)構(gòu)和參考資料目錄等資源構(gòu)成。知識點由學習指導(dǎo)、知識內(nèi)容、教學錄像、練習、測驗(試題和試卷)、案例、演示文稿和與之相關(guān)的資料素材構(gòu)成。實踐部分由實踐單元構(gòu)成,實踐單元由實踐目的、實踐內(nèi)容、實踐指導(dǎo)和素材等一系列資源構(gòu)成。

2.拓展資源建設(shè)。拓展資源是指導(dǎo)學有余力的學生進行拓展學習的資料,是多樣性和交互性輔助資源。包括對應(yīng)章節(jié)知識的網(wǎng)站鏈接、相應(yīng)芯片及測量儀表的使用手冊、文獻資料及案例庫等。

五、教材建設(shè)

教材建設(shè)也是課程建設(shè)的一個重要組成部分,教材的好壞直接關(guān)系到授課質(zhì)量的優(yōu)劣。課題組經(jīng)過多方調(diào)研討論,搏眾家之所長,組成由沈陽工業(yè)大學、沈陽理工大學和大連交通大學聯(lián)合教材編寫小組,擬編寫高等學校儀器類“十三五”規(guī)劃系列教材之一《電子測量技術(shù)》教材,已與電子工業(yè)出版社達成出版意向。本教材內(nèi)容豐富、層次清晰、體系完整,強調(diào)理論與實踐的結(jié)合。在講述電子測量中的基本概念的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)闡述電子測量的原理與方法,以及現(xiàn)代電子測量儀器的原理與應(yīng)用。具有內(nèi)容的連貫性和全面性,知識的科學性和前瞻性。新穎之處在于該教材采用二維碼形式提供擴展資源,方便學生自主學習。

六、實踐教學改革

實驗教學是高等教育的重要組成部分,是影響人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵,實驗教學對培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、獨立思考和解決問題能力起著至關(guān)重要的作用[1]。

1.精選實驗內(nèi)容,合理安排時間,及時更新設(shè)備。由于學時有限,實驗內(nèi)容要精練,實驗時間要合理,要克服以往集中實驗的弊端,每個實驗都安排在相應(yīng)理論講授之后,稱熱打鐵,可以達到很好的實驗?zāi)康?。實驗設(shè)備要及時更新,淘汰了原有的舊設(shè)備,新購進40套常用電子測量儀器,對實驗教學內(nèi)容進行全面改革,編寫了新的實驗指導(dǎo)書。

2.采取“仿真―調(diào)試―安裝―實驗”模式,培養(yǎng)學生的綜合設(shè)計能力。改革傳統(tǒng)的驗證性實驗教學,先利用仿真軟件進行仿真設(shè)計,改變輸入條件,觀察輸出結(jié)果;然后給學生發(fā)放裸板和元器件,由學生利用課外時間自行安裝調(diào)試,最后實驗課上自行設(shè)計實驗步驟,與仿真結(jié)果進行對比。這樣學生由被動實驗變?yōu)橹鲃訉嶒?,既給學生充分展示自己的機會,同時也讓授課老師了解學生對哪些知識點掌握有欠缺和不足。

3.與課程設(shè)計相結(jié)合,加強實訓。鑒于電子測量課程與其他學科聯(lián)系的緊密性,可以把電子測量課程與課程設(shè)計結(jié)合起來,通過課程設(shè)計進一步強化電子測量的理論知識,把課堂中學到的知識與實際項目相銜接。比如與電路仿真課程設(shè)計相結(jié)合,通過對峰值檢波電路、均值檢波電路的仿真加深對電路的理解。再比如與單片機課程設(shè)計聯(lián)系起來,以單片機為核心,設(shè)計一個簡單的電壓表或頻率計。還可以利用設(shè)計的簡單電路進行測試,根據(jù)測量數(shù)據(jù)進行誤差分析,計算出測試精度等,這些可以加深學生對電子測量基本知識的理解和應(yīng)用,達到學以致用的目的[6]。

七、建設(shè)成效

經(jīng)過課程組多年來的努力,《電子測量技術(shù)》課程已于2015年獲批為遼寧省精品資源共享課,并在超星爾雅教學平臺上共享使用,而且正進行跨校選課的嘗試。

1.資源特色。①教學團隊經(jīng)驗豐富。經(jīng)過這幾年的努力,逐步形成了一支充滿活力、教學特色鮮明的教學團隊。課程組兩位主講教師教齡均為20年以上,長期工作在教學第一線,有著非常強的責任心和豐富的授課經(jīng)驗,深受學生喜愛,其中賈丹平被評為沈陽市三育人先進個人、沈陽市首屆高校青年教師師德先進個人、沈陽工業(yè)大學教學優(yōu)秀教師。②課程內(nèi)容適合共享。課程體系脈絡(luò)清晰,原理知識精練概括,應(yīng)用技術(shù)與時俱進,課程內(nèi)容涵蓋了電子測量技術(shù)的基本原理、基本方法、綜合應(yīng)用等,具有基礎(chǔ)性、科學性、可持續(xù)性特點,適合在網(wǎng)上公開使用。③課程資源充足完備。運用現(xiàn)代教育技術(shù),進行教學方法和手段的改革,不斷提高教學質(zhì)量。探索與實踐了現(xiàn)代教育技術(shù)與課程教學相整合的模式,構(gòu)建了包括教材、配套課件、授課電子教案及網(wǎng)絡(luò)課程等多種媒體構(gòu)成的立體化教材,為學生提供了良好的多媒體學習環(huán)境和豐富的教學資源。④師生交流便捷通暢。本課程的網(wǎng)絡(luò)資源可以對各類文件進行瀏覽、下載、評價,這大大地提高了課程資源的使用效率。可以通過答疑、討論、作業(yè)等多種方式進行師生互動,發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢,實現(xiàn)線上線下相結(jié)合、課上課下相結(jié)合,有效提高教學質(zhì)量,促進學生自主學習能力的提高。

2.課程特色。①重視學生的學習興趣及學習能力的培養(yǎng)。采用案例式、啟發(fā)互動式教學,提高學生學習興趣,將科學素質(zhì)培養(yǎng)融入課堂教學,以講授內(nèi)容為主線,傳授科學思維、創(chuàng)新精神、研究方法,培養(yǎng)學生的學習能力。②跟蹤新技術(shù),教師科研成果進課堂。融合最新技術(shù)和科研實踐,把最新技術(shù)帶給學生,使課堂成為培養(yǎng)創(chuàng)新能力的舞臺,學生由被動接受,變?yōu)橹鲃犹剿髋c創(chuàng)新,為培養(yǎng)高質(zhì)量人才提供了有力支撐。③充分利用網(wǎng)絡(luò)教學平臺資源。其不僅給學生提供了一個自學的空間,也給師生提供一個交流互動的空間。④注重學生實踐能力的培養(yǎng)。通過“仿真―安裝―調(diào)試―實驗”模式以及讀書報告訓練,培養(yǎng)了學生自主思考、自主分析、自主設(shè)計的綜合實踐能力。

電子測量技術(shù)論文:電子測量技術(shù)》課程實驗教學改革的實踐與探索

摘要:為使學生更好的掌握電子測量技術(shù)的基本理論和相關(guān)儀器設(shè)置的使用,提高學生解決電子測量技術(shù)領(lǐng)域問題的能力,主要針對實驗教學進行了改革的實踐。通過實驗設(shè)計型實驗內(nèi)容安排和考核方式的調(diào)整,培養(yǎng)了學生對電子測量技術(shù)理論和知識的理解和應(yīng)用的能力。實踐證明這些教學改革能提高學生對于專業(yè)知識的興趣,加深學生對課程的理解,提高學生的設(shè)計能力和綜合分析能力,獲得了較好的教學效果。

關(guān)鍵詞:電子測量技術(shù);實驗研究;設(shè)計型實驗

電子測量是電子技術(shù)中進行信息檢測的重要手段,它是一門發(fā)展快、應(yīng)用面寬、實踐性強的重要學科,在當今的信息化社會中發(fā)揮著重要的作用?!半娮訙y量技術(shù)”課程是電子信息類專業(yè)中一門重要的專業(yè)必修課程。 “電子測量技術(shù)”課程的主要任務(wù)是使學生掌握近代電子測量的基本原理和方法,熟悉新型電子測量儀器的應(yīng)用技術(shù),在科學實驗中能夠制定先進,合理的測量和測試方案,具備正確選用測量儀器、設(shè)計合理測試方案、科學嚴格地處理數(shù)據(jù)、以獲得最佳結(jié)果的能力。

電子測量技術(shù)實驗教學一方面建立在理論教學的基礎(chǔ)之上,是對理論教學進行服務(wù)的實踐教學環(huán)節(jié),它對理論教學有畫龍點睛的作用;另一方面其效果應(yīng)高于理論教學的內(nèi)容,是將理論教學轉(zhuǎn)化為實驗測試能力的關(guān)鍵環(huán)節(jié),對理論教學有升華的作用。電子測量技術(shù)課程實驗對于電子信息類專業(yè)學生的綜合素質(zhì)的培養(yǎng)有著十分重要的意義,其教學效果直接影響后續(xù)專業(yè)課程及專業(yè)技能的培養(yǎng)。

1傳統(tǒng)電子測量技術(shù)實驗存在的問題

受有限的資金和實驗條件的限制,傳統(tǒng)電子測量技術(shù)實驗教學以驗證性實驗為主,忽視能力培養(yǎng)。實驗教學僅作為驗證和鞏固理論教學的附屬,使實驗教學缺乏設(shè)計性、研究性、綜合性、創(chuàng)造性和實用性,忽略了對學生能力的培養(yǎng)。而且,在實驗內(nèi)容的設(shè)計和安排上,傳統(tǒng)的實驗內(nèi)容大多是按照指導(dǎo)書使用一些測量儀器進行規(guī)定的測量,比較單調(diào)、片面,學生為了使用而使用,照本宣科的進行實驗操作,收獲甚少,且挫傷其對電子測量技術(shù)實驗課程的興趣;另一方面,實驗中安排的儀器在前期課程中已有使用,如萬用表、信號源、示波器等,使學生極其輕視電子測量實驗,認為其無新內(nèi)容甚至可有可無。

傳統(tǒng)的驗證型實驗使電子測量實驗偏離了實驗的初衷,單一的實驗教學方式,陳舊的實驗教學內(nèi)容,使得電子測量實驗環(huán)節(jié)的教學效果受到極大的限制。實驗變成了對電子測量儀器的認識和簡單操作,學生掌握了各種測量儀器的使用方法,卻不能夠自主完成對某待測量的設(shè)計、測試、分析以及處理數(shù)據(jù)的測試過程;而電子測量實驗的真正目的是培養(yǎng)學生具有正確選用測量儀器、設(shè)計合理測試方案、科學嚴格地處理數(shù)據(jù)、以獲得最佳結(jié)果的能力。不難看出,電子測量實驗環(huán)節(jié)達不到本學科教學目的,離社會需求更是相差甚遠。

結(jié)合學校的質(zhì)量工程建設(shè),對電子測量實驗進行了改革。改革堅持“一個中心、兩個基本點”的原則,“一個中心”即以培養(yǎng)學生綜合測試能力為目標,“兩個基本點”即熟練掌握測量儀器的原理和使用、熟練掌握測量原理和方法。改革的目標確定為:在熟練掌握常用測量原理和方法和常用電子測量儀器的原理和操作的基礎(chǔ)上,能根據(jù)被測對象正確選擇測量方案和儀器,能對測量結(jié)果進行正確的誤差分析和數(shù)據(jù)處理,切實提高學生動手能力和創(chuàng)新意識,增強學生的綜合測試能力。結(jié)合改革的目標,我們做了如下改進:

2電子測量技術(shù)實驗教學改革的實踐探索

對于電子測量技術(shù)課程實驗教學的問題,我們針對學生的能力和認知特點,結(jié)合學院實際情況,對電子測量技術(shù)實驗教學提出了一些新的思路,并在此基礎(chǔ)上進行了實踐和探索。

1)在內(nèi)容方面,建立3個層次遞進的實踐教學體系:驗證型實驗、設(shè)計型實驗和綜合型實驗。

驗證型實驗的目的是加深學生對測量儀器原理的理解,掌握常用測量儀器如萬用表、信號發(fā)生器、示波器等的使用方法。改革后的實驗體系中保留了1個代表性實驗(實驗1)。通過對電阻電容、二極管、三極管等常用分立器件量值的確定,熟悉萬用表、LRC測試儀的使用;采用信號發(fā)生器發(fā)生波形,輸出給示波器觀察,從而熟悉信號發(fā)生器和示波器的使用。

設(shè)計型實驗要求學生利用實驗室已有的儀器設(shè)備和材料,自己設(shè)計實驗方案,在實驗室完成實驗任務(wù)。一般要求在實驗前一周查閱實驗所需要用的設(shè)備的相關(guān)技術(shù)資料,閱讀使用說明書,并觀看相關(guān)視頻,設(shè)計基本的實驗方案和步驟;做好了前期的準備工作,每組同學帶著設(shè)計好的實驗測試方案進入實驗室,實驗時間學生就可以根據(jù)設(shè)計的實驗方案搭建簡單的電路,并進行測試,記錄相應(yīng)數(shù)據(jù);實驗結(jié)束后,要求對于所得到的數(shù)據(jù)要做詳細的、有計劃的、科學的數(shù)據(jù)處理,撰寫實驗報告。 改革后的電子測量技術(shù)實驗以設(shè)計型實驗為主,實驗2、3、4均為設(shè)計型實驗。

例如對于RC電路特性的測試實驗,該實驗學時為4學時,學生需要進行無源RC電路仿真設(shè)計,確定其電路元件參數(shù);進而選擇電路元件搭建和焊接電路,根據(jù)自己的電路特點設(shè)計相應(yīng)的電路特性即幅頻特性、相頻特性測試方案。通過對RC電路特性的實驗設(shè)計及實現(xiàn),要求學生能夠熟練掌握基本測量設(shè)備的使用,并且熟練掌握幅頻特性、相頻特性測試方法,對電路中關(guān)鍵器件對電路特性的影響有一定的認識。在改革前的實驗中,要求學生用信號發(fā)生器發(fā)生不同信號,用示波器對其進行測試,以掌握電壓的測試方法。但是學生在做實驗時索然無味,更不可能加以認真的思考和分析。改革后的實驗將電壓測量等知識點融入到實驗中的各個環(huán)節(jié)中。學生在測量幅頻特性的時候需要考慮所測電壓的使用何種表征方法,電壓幅值和頻率的關(guān)系如何測試,示波器的頻率特性等;另外,相頻特性測量中需要考慮示波器測量相位差的方法等等。

2)在學生分組方面,我們按照班級人數(shù)確定,一般4人一組,要求小組成員分工明確,各司其責,同時充分發(fā)揮團隊精神,確定合理、完備的測試方案。在其實驗報告中,列出本小組的成員以及分工情況,詳述本人分工的工作情況。同時,在測試過程中,每位同學必須有各自獨立的測試,記錄各自獨立的測試數(shù)據(jù)并進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析。

3)在考核方面,我們對實驗教學設(shè)立了獨立的考核環(huán)節(jié)。實驗考核內(nèi)容為開放式的綜合性實驗設(shè)計,時間為2周。通常電子測量技術(shù)課程的所在學期學生還有教學實習課程即收音機焊接實習課程,按照要求每位學生都要焊接的自己收音機作品。對于電子測量技術(shù)實驗的考核則結(jié)合收音機焊接實習開展,要求每位學生查閱資料,對自己焊接的收音機進行電路特性的測試設(shè)計和調(diào)試,由實驗指導(dǎo)老師根據(jù)實驗設(shè)計水平、設(shè)備操作熟練程度以及調(diào)試結(jié)果現(xiàn)場打分,并最終提交一個完整的報告。作為本門課程實驗環(huán)節(jié)的考核。通過改革考核方式,增強了學生的動手實踐能力和獨立解決問題的能力;也為指導(dǎo)老師客觀、公正、全面地反映學生的掌握情況和能力。

3教學效果

改革后的實驗內(nèi)容體現(xiàn)出重應(yīng)用、重技能、重素質(zhì)的特點,要求學生在實驗過程中運用所學的理論基礎(chǔ)知識來指導(dǎo)設(shè)計并獨立完成,其成效是顯著的,一方面,在參與實驗的過程中,一切由學生獨立思考和動手,學生在課堂上學習的理論知識得到了驗證和應(yīng)用,從而提高了學生的實驗興趣,學生的設(shè)計技能、調(diào)試技能、測試技能和實驗研究技能得到了充分的訓練。另一方面,實驗內(nèi)容的安排貫穿了整個電子測量技術(shù)理論教學的各個知識點,學生在實驗設(shè)計的過程中需要相應(yīng)的電子測量技術(shù)的理論知識支撐,從而促進了學生對于課堂理論教學內(nèi)容的學習興趣,更激發(fā)了學生對于電子測量方法和原理和學習和探索欲望。

綜上,學生在進行了電子測量技術(shù)的課堂及實驗教學環(huán)境的學習后,能夠在熟練掌握常用測量原理和方法和常用電子測量儀器的原理和操作的基礎(chǔ)上,能根據(jù)被測對象正確選擇測量方案和儀器,能對測量結(jié)果進行正確的誤差分析和數(shù)據(jù)處理,切實提高了學生動手能力和創(chuàng)新意識,增強了學生的綜合測試能力。

4結(jié)束語

經(jīng)過不斷的改革與實踐,將電子測量技術(shù)實驗逐漸轉(zhuǎn)變成學生喜歡且重視的環(huán)節(jié),學生的學習興趣明顯提高,在實驗過程中更是培養(yǎng)了學生的團隊合作精神以及獨立解決問題的能力。改革后的實驗大大增加了老師指導(dǎo)實驗的工作量,十分辛苦,但是看到電子測量實驗中涌現(xiàn)出一批理論知識扎實,動手能力強的學生,我們頗感欣慰。電子測量實驗也成為后續(xù)的大學生創(chuàng)新大賽發(fā)現(xiàn)和選拔人才的重要環(huán)節(jié),電子測量實驗室成為實踐創(chuàng)新能力培養(yǎng)的重要基地。

電子測量技術(shù)論文:淺析電子測量技術(shù)的走向和發(fā)展

【摘要】隨著科技的日新月異,世界進入了信息爆炸時代,層出不窮的新設(shè)備新技術(shù)誕生,逐漸改變著人們的生活方式。新的技術(shù)逐漸替代舊的技術(shù),其中之一,便是電子測量技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】電子測量,發(fā)展,走向

前言

科技改變生活,隨著改革開放的成功,我國人民的生活水平不斷提高,越來越多的新技術(shù)新設(shè)備應(yīng)用于我們的日常生活中,電子測量技術(shù)作為一種新興技術(shù),越來越廣泛的應(yīng)用到了我們的生活中,它的出現(xiàn),能夠精確測量許多之前很難檢測的數(shù)據(jù),為我們的各種工作,提供了安全保障,方便人民工作,現(xiàn)在,就讓我們一同來認識一下電子測量技術(shù)的發(fā)展。

1電子測量技術(shù)發(fā)展

隨著電子測量技術(shù)的發(fā)展和成熟,電子測量技術(shù)慢慢從一種理念技術(shù),逐漸走入生產(chǎn)實際中,在人類的生產(chǎn)生活中,具有越來越重要的地位和作用,它廣泛應(yīng)用于測量電能量、信號特性及其所受干擾、元件及電路參數(shù)等電學專業(yè)的測量。

這是一門新興產(chǎn)業(yè),具有高知識密集性、高技術(shù)性的特質(zhì)。無論是國內(nèi)還是國際,都具有廣泛的市場,特別是隨著市場的不斷成熟,電子測量技術(shù)可挖掘的空間將會越來越多。電子測量技術(shù)并非是一項獨立的科技,它包括了很多領(lǐng)域,比如微電子技術(shù),光學,計算機技術(shù)等。電子測量技術(shù)是一門綜合性學科,隨著各種技術(shù)的成熟和發(fā)展,它的通用性和可實際操作性越來越得到廣大公司和用戶的認可,數(shù)據(jù)的可信度越來越高。

隨著材料,儀器等的不斷提升,隨著新的測試理論、測試方法、測試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn),在電子、電力、航空、航天、能源、交通、廣播、電視、通信及其信息系統(tǒng)、微電子及電子元器件測試等方面已沖破了傳統(tǒng)儀器的概念。

2電子測量技術(shù)的走向

2.1電子測量技術(shù)的優(yōu)勢

相對于傳統(tǒng)的測量技術(shù)來說,隨著電子測量技術(shù)的成熟與發(fā)展,它的優(yōu)勢是毋庸置疑的。電子測量技術(shù)具有測量頻率范圍寬、量程大、精度高等優(yōu)勢。特別是在一些特殊環(huán)境下,比如深海壓力大,溫度高,環(huán)境險峻等因素,傳統(tǒng)的測量方式是無法與其競爭的?,F(xiàn)代的電子測量技術(shù)不僅降低了測量人員的工作量,也大大增強了他們的競爭力和工作效率。

比如現(xiàn)在的房地產(chǎn)項目中,現(xiàn)代企業(yè)開發(fā)了很多簡單實用的測量工具,比如激光電子測量。我們的測量人員在墻上定一個基準點,就能測出到對面墻壁的直線距離。從屋頂上打出激光,便能直接射到樓底,測量到我們需要的精確數(shù)據(jù)。這種工作效率和工作方式在傳統(tǒng)測量方式下是無法想象的,它既大大增加了工作效率,縮短工作時間,又得到了傳統(tǒng)測量無法實現(xiàn)的數(shù)據(jù)精確。而且,在特殊環(huán)境中,傳統(tǒng)測量的方式更是無法實現(xiàn)我們想要的數(shù)據(jù)參數(shù)。

隨著科技的發(fā)展,人們對數(shù)據(jù)要求的精確度越來越高,數(shù)量級越來越小,有些數(shù)據(jù)甚至要求到了納米級甚至更小。這個時候,傳統(tǒng)測量更是無法實現(xiàn)其要求,人類的肉眼是無法實現(xiàn)此數(shù)量級的。因此,電子測量的走向和發(fā)展必將越來越寬廣,也是將來發(fā)展的必然方向。

科技讓人類可適應(yīng)的環(huán)境越來越寬廣,人們從陸地走向河流,海洋,深海之底,甚至太空。在這樣的復(fù)雜環(huán)境下,傳統(tǒng)測量更是失去了可供施展的空間。在這樣的情況下,電子測量徹底成為主力,在廣度、精度、長度、復(fù)雜環(huán)境等方面全面占優(yōu)。

2.2與信息技術(shù)的契合

計算機信息技術(shù)和電子測量技術(shù)是高度契合,不可分離的。在現(xiàn)代,是一個信息爆炸的時代,電子測量的發(fā)展前景是離不開計算機技術(shù)的發(fā)展的。隨著材料技術(shù)的發(fā)展,電子計算機的成本越來越低,在不久的將來,當光子計算機技術(shù)和量子計算機技術(shù)成熟之后,電子計算機更將會向小型化,節(jié)約化發(fā)展,計算速度也將是一日千里。而且在方式方法上也呈現(xiàn)了多樣性。

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和動漫技術(shù)的興起,很多電子測量的方式方法也出現(xiàn)了變化。在惡劣環(huán)境中或者人類無法達到的環(huán)境中,比如火星,月球等表面的情況和數(shù)據(jù)的采集,漸漸通過動畫虛擬的技術(shù)具象在人們的眼前。

現(xiàn)在,經(jīng)常通過電子測量的方式收集具體數(shù)據(jù),再通過動畫呈現(xiàn)的方式,模擬出具體的地形。再通過對虛擬地形的研究來得到很多我們想要的參數(shù),分析出人們想要的結(jié)果。比如火星,比如其他星球,是否適合人類生存,這是個永恒的話題。

隨著計算機技術(shù)與智能傳感技術(shù)的不斷發(fā)展,檢測儀器也將朝著“更快、更寬、更深”方向發(fā)展。微型計算機的不斷發(fā)展,讓電子測量儀器能夠更加便捷地攜帶,能夠?qū)y量的數(shù)據(jù)、結(jié)果以及變化情況進行記錄和保存,體現(xiàn)了電子測量技術(shù)多功能、高性能的特點。

3電子測量技術(shù)的未來

科技發(fā)展是第一生產(chǎn)力,科技的領(lǐng)先進步與否成為了衡量一個國家現(xiàn)代化水平和綜合國力的最重要標志。電子測量技術(shù)便是其中的重要一環(huán)。電子測量技術(shù)復(fù)合在多項技術(shù)之中,成為其支點或者重要一環(huán),很多技術(shù)的發(fā)展都必須依托科學的數(shù)據(jù)。而電子測量技術(shù)的發(fā)展跟儀器、材料和多種科技密切相關(guān)。

由于電子測量技術(shù)的發(fā)展,材料參數(shù)的數(shù)量級越來越小,由于材料和其他技術(shù)的發(fā)展,電子測量技術(shù)的發(fā)展也越來越快。從模擬儀器到數(shù)字儀器、智能儀器,再到目前的虛擬儀器的發(fā)展歷程,微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展推動了電子測量儀器的發(fā)展。傳統(tǒng)的儀器與測量方法已經(jīng)很難適應(yīng)這種需求,必須大力發(fā)展測試系統(tǒng)技術(shù)、測試軟件技術(shù)等,用以研制開發(fā)新的儀器和新的測試方法。如能適應(yīng)這種需求,儀器行業(yè)將得到很大發(fā)展。

4結(jié)束語

通過本文的研究,我們了解到電子測量技術(shù)對人類社會發(fā)展的重要性,也了解到它相對于傳統(tǒng)測量來說,不可替代的優(yōu)勢,電子測量技術(shù)的發(fā)展,可以讓人類得到更寬、更廣、更精確數(shù)據(jù),也可以在更在復(fù)雜,人類無法長期活動的地方進行作業(yè)。我們相信,電子測量技術(shù)的發(fā)展前景必定是廣闊的。

電子測量技術(shù)論文:大學電子測量技術(shù)課程改革探討

摘 要:“電子測量技術(shù)”是一門理論知識和實踐性都很強的一門學科,開設(shè)這門課程旨在培養(yǎng)大學生的基本動手操作能力和提高綜合設(shè)計能力。教師從理論教學、實踐教學和考核方式三個方面進行探討,目的是通過改革激發(fā)大學生的內(nèi)在動力,提高大學生的自主學習能力。

關(guān)鍵詞:電子測量儀器;教學方法;教學效果

“電子測量技術(shù)”是一門理論知識和實踐性都很強的學科?!半娮訙y量技術(shù)”這門課程的內(nèi)容包括測量誤差的性質(zhì)、特點、分類和測量結(jié)果的處理,常見元件(電阻、電容、電感)標注方法和測量方法,電參量(電流、電壓、功率)的測量,常用的測量儀器的原理、使用方法,時域測量頻域測量和數(shù)據(jù)域測量的基本特點。學習本課程的目的是使大學生初步學會選擇合適的測量儀器、制定合理的測試方法,學會設(shè)計一個最佳的測試方案,并且學會對測量結(jié)果進行誤差分析和處理。開設(shè)“電子測量技術(shù)”課程旨在培養(yǎng)大學生的基本動手操作能力和提高綜合設(shè)計能力。該課程涉及知識點多,數(shù)學公式推導(dǎo)復(fù)雜,學習難度大,容易造成大學生學習疲勞,致使學習效率下降。因此,我們不僅要加強大學生理論知識的學習,還要注重大學生創(chuàng)新和動手能力的實踐培養(yǎng)。我們可將實驗分為基礎(chǔ)驗證實驗和綜合設(shè)計實驗。在基礎(chǔ)驗證實驗中要求大學生能夠識別常用元件,并能對簡單的電路進行測量。在綜合設(shè)計實驗中,要根據(jù)大學生電子協(xié)會和電子設(shè)計大賽比賽要求事先擬定題目,使課堂教學和實踐教學相融合,加強大學生的設(shè)計和創(chuàng)新能力。通過改革,我校大學生近幾年的參賽均取得了可喜的成績。本文從理論教學、實踐教學和考核方式幾個方面進行了改革,目的是為了激發(fā)大學生的內(nèi)在動力,提高大學生的自主學習能力,通過一系列的改革取得良好的效果。

一、課程內(nèi)容的改革

當前的“電子測量技術(shù)”課程體系陳舊,過多的介紹一些繁雜的公式,對于??拼髮W生來說難度過大,因此我們聯(lián)合黃河水利職業(yè)技術(shù)學院的教師編寫了適合大學生使用的“電子測量技術(shù)”“電子測量技術(shù)教學大綱”和“電子測量技術(shù)實驗實訓指導(dǎo)書”。該套教材介紹常見電參量的測量方法、常用元器件的特點以及測量方法和測量常用儀器的工作原理、使用方法和測試技能,并且介紹了誤差理論和誤差分析,時域測量、頻域測量和數(shù)據(jù)域測量的基本方法。該套教材的特點是突出應(yīng)用性和實踐性,在課程內(nèi)容上能夠?qū)⒅R點與能力點有機結(jié)合起來,注重培養(yǎng)大學生解決現(xiàn)場實際問題的能力。在內(nèi)容安排上,力求廣度和深度的統(tǒng)一,對電子測量的主要方面做了全面、系統(tǒng)的介紹,對于具體測量問題,選擇典型的具有代表性的例題,使大學生既能夠建立基本測量理論和基本概念的學習,又能加強基本操作技能的培養(yǎng)和提高。在課程內(nèi)容上增加了現(xiàn)代測量新技術(shù)如無線通信測試、藍牙測試、光通信測試等,每一部分均附有例題和習題,供大學生練習,以加深理解。在每章的開始部分增加實訓項目,在選擇實訓內(nèi)容時,應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場工作需要和我校實驗室的設(shè)備條件,所選擇的儀器都是全國各大高校普遍使用的測量儀器。

二、課堂講授

在課堂講授中,不再采取滿堂灌的“填鴨式”的方式,而是將大學生進行分組,選擇具有代表性的例子引導(dǎo)大學生自己去討論、自己制訂測量方案,使每個大學生都能夠全身心地投入到課堂的學習中來。授課過程中,對于基本公式、基本定理的推導(dǎo)采用傳統(tǒng)的板書形式,既能使大學生加深理解,又方便大學生記錄。對于電路的測試技術(shù)和方案,利用多媒體技術(shù)、動畫演示等手段,通過形象直觀的演示,增加了傳授的信息量。在教學過程中以大學生為主體,使大學生參與到課堂中來,改變了以往在課堂上教師乏味的講解方式,教師在課堂上起引導(dǎo)作用,大學生才是主體。對于難點、抽象的知識點,教師要給大學生講解清楚。同時,教師要在課堂上設(shè)置訓練項目,讓大學生先對項目進行分析,然后到網(wǎng)上和圖書館查閱資料,通過自己搜集信息,了解每種測量儀器的優(yōu)缺點、適用范圍和測量精度,從而學會建立一個優(yōu)化的切實可行的測量方案。

三、加強實踐技能訓練

在實驗環(huán)節(jié)的安排上,增加實驗臺、實驗課時和實驗數(shù)目。我們把整個實驗內(nèi)容分為基礎(chǔ)驗證型實驗和綜合設(shè)計型實驗,在基礎(chǔ)驗證型實驗中使大學生學會常用元器件的識別方法,學會常用測量儀器的使用方法,會對簡單的電路進行測量;在綜合設(shè)計性實驗中,強化大學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)和綜合設(shè)計能力的提高。同時,布置一些難度適中的題目和一些高難度的題目,難度適中的題目能使大部分的大學生經(jīng)過自己的努力就可以完成,高難度的題目可以使少部分有探索精神和創(chuàng)新能力的大學生脫穎而出,從而帶動其他的大學生,營造一個優(yōu)良的學習氛圍。

四、考試方式的改革

為了杜絕考前突擊幾天就能過關(guān)的現(xiàn)象,對大學生的考核方式也進行了改革。以前的測試就是筆試,以至出現(xiàn)了大學生眼高手低、只會紙上談兵的現(xiàn)象。為了徹底杜絕這種情況的發(fā)生,我們更注重大學生平時的課堂表現(xiàn)、出勤率、作業(yè)情況以及在實驗操作中的具體表現(xiàn),這樣給出的成績更加客觀公正,能大大提高了大學生的學習積極性,使大學生在平時的課堂上能更好地參與到課堂討論中來。

五、結(jié)束語

通過這幾方面的改革,激發(fā)了高校大學生的學習的興趣,充分調(diào)動了大學生的主觀能動性。近年來,我校的大學生參加河南省電子技能大賽、全國電子大賽還有電工證的等級考試,取得了良好的成績,促進了他們的成長成才。

電子測量技術(shù)論文:《電子測量技術(shù)》課程教學方法的探索與實踐

摘要:《電子測量技術(shù)》是電子信息科學與技術(shù)、自動化等高等教育專業(yè)的一門專業(yè)必修課。通過教學工作的探索與實踐,對該課程的理論教學和實驗教學做了嘗試性的改革,將理論教學與實驗教學融合為一體進行授課,在理論教學內(nèi)容上突出原理及新技術(shù),在實驗教學上充分運用實驗室開發(fā)學生的動手能力和創(chuàng)新能力。、實踐教學結(jié)果證明教學效果獲得較大提高。、

關(guān)鍵詞:電子測量 教學方法 理論教學 實驗教學

1 引言

現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展,如現(xiàn)代數(shù)學、物理學、微電子學、材料學等科學的發(fā)展為電子測量技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了條件。電子測量技術(shù)的發(fā)展又為各行各業(yè)科學技術(shù)的發(fā)展提供了有利的工具,推動了現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展與進步。當今的各行各業(yè)都離不開電子測量技術(shù)和電子測量儀器,甚至在一些原先與“電”無關(guān)的專業(yè),如化學、生物、醫(yī)學、土木建筑等行業(yè)也都得到了充分的利用。各式各樣的精密電子測量儀器在各種實驗室里早已成為不可替代的基本工具和設(shè)備,因此電子測量技術(shù)的課程絕對不是可有可無的。當代大學生、研究生必須把電子測量技術(shù)和儀器作為一門基本功,認真學好。不論哪行哪業(yè),在今后的工作中都將會大有益處、受益非淺?!峨娮訙y量技術(shù)》如此重要,如何更有效的展開本課程的教學工作,是一個值得我們深思的問題,本文筆者從理論教學和實踐教學兩個方面對《電子測量技術(shù)》課程的教學方法進行探索與實踐。

2 理論教學

電子測量技術(shù)課程的內(nèi)容主要包括電路參數(shù)測量、頻譜分析、時域信號的測量、晶體管特性測量等電子測量的基本原理和測量誤差分析,并包含了相關(guān)電子測量儀器的工作原理、性能指標、實際應(yīng)用和相關(guān)儀器的最新成果等。與很多課程一樣,該課程的理論內(nèi)容非常枯燥,如果在教學過程中將理論內(nèi)容和實驗內(nèi)容嚴重脫節(jié),只是一味的介紹理論知識,將使得學生無法全面掌握電子測量的核心技術(shù)。若要出色的完成這門課程的教學是一項非常有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。理論教學工作作者是從教材選擇、教師的自我提高、逆向思維教學法三個方面展開的。

2.1 教材的選擇

一本好的教材不僅可以使教師易教,大大提高教學效果和教學質(zhì)量,而且還可引導(dǎo)教學改革和教學思想的轉(zhuǎn)變,而且可使學生易學,啟發(fā)學生思維、引導(dǎo)學生創(chuàng)新。

筆者選用的教材是電子工業(yè)出版社出版的由桂林電子科技大學陳尚松等編寫的《電子測量與儀器》,該書按高等學校電子信息科學與工程類專業(yè)的教學要求編寫,教材中的內(nèi)容與時俱進,技術(shù)上跟進更新。書中的內(nèi)容是按發(fā)展歷程講解儀器原理,容易入門,敘述深入淺出,圖文并茂,宜學宜懂,同時也包含了擴展或深入的內(nèi)容可供教學和科研的不同需求選用;該書的具體內(nèi)容做到了理論聯(lián)系實際,既講電子測量原理,又講具體儀器應(yīng)用,通過實例與儀器型號參數(shù)介紹,加深對儀器的認識和對國內(nèi)外技術(shù)水平的了解。在內(nèi)容上每章均附本章要點、小結(jié)和思考題與習題,便于學生預(yù)習、復(fù)習和總結(jié)。

2.2 教師的自我提高

在任何一門課程的教學過程中教師都具有主導(dǎo)作用,教師知識水平的提高可使教學質(zhì)量得到有效地提高。我們知道電子技術(shù)的發(fā)展是非常迅速的,電子產(chǎn)品的發(fā)展速度呈摩爾定律所描述的規(guī)律,即集成電路的規(guī)模和微處理器的性能每18個月都會提高一倍,在這一速度的帶動下各種電子測量儀器的生產(chǎn)廠家不斷發(fā)展更新自己的產(chǎn)品。作為《電子測量技術(shù)》的教師,一方面應(yīng)該時刻關(guān)注研制和生產(chǎn)電子測量儀器的商家的產(chǎn)品動態(tài),要實時關(guān)注Aglient、Tektronix等這些大的電子儀器生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品動態(tài),定期查閱他們產(chǎn)品的資料,用來深化和擴展教學內(nèi)容,將這些新內(nèi)容、新知識在課堂上呈現(xiàn)給學生,豐富課堂內(nèi)容激發(fā)學生的學習興趣和熱情,拓寬學生視野做到與時俱進;另一方面教師要主動進行電子測量方面的科學研究,促使教師對該方面的知識有更深入的理解,多參加學術(shù)交流會議,到科研水平較高的國內(nèi)國際會議或其它相關(guān)的平臺學習,通過與他人交流學習來提高教師自身的水平。

2.3 逆向思維教學法

任何一門課的理論學習都是一個枯燥的過程,如何化枯燥的理論學習為一個有趣的學習過程也是教師要思考的一項重要內(nèi)容。這要求教師明確教學目的,在雙重考慮教學目的和本專業(yè)實際情況的條件下,選取授課內(nèi)容和授課方法。本課程主要介紹電子測量的原理及儀器使用部分,教師將理論教學的陣地從教室轉(zhuǎn)移到實驗室,直接面對儀器教學,使用逆向思維的方法進行理論教學,先從教學生如何使用測量儀器開始,讓學生對儀器的結(jié)構(gòu)有一個直觀的感性認識,懂得儀器的各個旋扭或按鍵分別實現(xiàn)了什么功能,以及各旋扭或按鍵間如何協(xié)調(diào)工作,以使用過程中遇到的問題引發(fā)對理論知識的思考與學習。

以信號源和示波器的教學為例,這一教學過程將第三章和第六章的內(nèi)容結(jié)合起來,先對信號源和示波器兩種儀器的表面結(jié)構(gòu)進行講解,讓學生使用示波器測量信號源輸出的信號,學生使用儀器并利用儀器觀察到信號后學習積極性也被調(diào)動起來,教師由實際操作引導(dǎo)理論知識的學習。如在信號源的使用過程中,信號的形狀會發(fā)生變化,由此引出怎樣才能使信號的波形發(fā)生改變,這就指引學生去學習“函數(shù)信號發(fā)生器的基本組成”部分的內(nèi)容,這里講解了常見信號波形的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)換方法;再如我們可以從示波器上觀察到信號源的頻率可以從低頻段調(diào)到調(diào)頻段,在同一頻段內(nèi)頻率也會在一定范圍內(nèi)發(fā)生變化,信號源是如何實現(xiàn)這些頻率變化的呢?帶著這樣的問題能引導(dǎo)學生學習信號源內(nèi)部電路設(shè)計中的多種頻率合成方法。在示波器的使用過程中同樣提出問題,引導(dǎo)學生去學習示波器的理論內(nèi)容,如打開示波器觀察到光點,通過輝度與聚焦的調(diào)整引導(dǎo)學生學習示波管的原理及構(gòu)造,這一顯示原理也用于其他的顯示設(shè)備上,如頻譜儀、掃頻儀等,做到觸類旁通;通過示波器的觸發(fā)模式調(diào)節(jié)鍵觀察不同觸發(fā)模式下信號的顯示變化,反過來引導(dǎo)學生去研究是怎樣的設(shè)計變化促使了顯示屏信號的相應(yīng)變化,帶著學生學習示波器X通道中的觸發(fā)電路的組成、觸發(fā)耦合方式、觸發(fā)電平、觸發(fā)極性等知識;再如使用示波器觀察信號源的同一個信號波形時,通過調(diào)節(jié)垂直或水平偏轉(zhuǎn)旋扭觀察信號波形的變化,為何會出現(xiàn)這種變化?帶著同樣的思考引導(dǎo)學生學習X通道、Y通道的放大電路設(shè)計等等。

3 實驗教學

本課程的實驗教學采取驗證性實驗和設(shè)計性實驗相結(jié)合的策略。

3.1 驗證性實驗

驗證性實驗的目的是讓學生通過操作各個實驗項目,使他們對電子測量的基本概念、原理及方法有更加深入的認識和理解,培養(yǎng)學生獨立思考的習慣,提高學生理論聯(lián)系實際的能力和分析、解決問題的能力。在本課程的理論教學過程中,學生已基本掌握了實驗所用用儀器的操作和使用方法,學會利用現(xiàn)有設(shè)備采取正確方案進行一些簡單的測試測量。教師設(shè)計一些具有鍛煉學生思考能力的實驗給學生。如:通用計數(shù)器的應(yīng)用,該實驗要求學生理解通用智能計數(shù)器工作原理,掌握測量頻率周期的測量方法及其檢定高頻信號源頻率準確度,熟悉計數(shù)器的其他擴展功能;再如通用示波器的應(yīng)用,要求學生理解示波器的工作原理、技術(shù)指標,熟練掌握通用示波器測試信號參數(shù)的方法等。

3.2 設(shè)計性實驗

《電子測量技術(shù)》課程綜合運用了電子、計算機、通信、控制等方面的技術(shù)知識,教師結(jié)合本專業(yè)的基礎(chǔ)課程,設(shè)計了本課程的設(shè)計訓練題目,目的是培養(yǎng)學生將科學理論與實際工程相結(jié)合的能力,通過設(shè)計訓練,要求學生在掌握電子測量儀器基本理論的基礎(chǔ)上,能根據(jù)所學知識綜合設(shè)計簡單的測量電路,運用單片機、FPGA、Protel等工具對簡易電子測量系統(tǒng)進行仿真與設(shè)計,從而提高學生的創(chuàng)新設(shè)計實踐能力。

設(shè)計題目主要有簡易信號源設(shè)計、簡易計數(shù)器設(shè)計、簡易頻率計設(shè)計、簡單的數(shù)據(jù)采集卡設(shè)計等,讓學生通過這些題目進一步對課本理論知識進行深入的學習。設(shè)計要求學生首先要寫出《設(shè)計任務(wù)書》,包括以下內(nèi)容:第一,儀器名稱、用途、特點及簡要設(shè)計思想;第二,主要技術(shù)指標;第三,儀器應(yīng)具備的功能;第四,儀器的設(shè)備規(guī)模;第五,系統(tǒng)的操作規(guī)范等。該任務(wù)書反映同學的設(shè)計目標,同時也是教師作為設(shè)計完畢進行驗收的依據(jù)。在設(shè)計之前要先學習基本的設(shè)計方法;在設(shè)計過程中除寫好《設(shè)計任務(wù)書》外,還要做到理論聯(lián)系實際,實現(xiàn)書本知識到工程實踐的過渡,要求學生在每一步設(shè)計結(jié)束要及時與教師溝通,盡可能完善設(shè)計工作。硬件電路設(shè)計前要畫好硬件原理框圖,過程中要繪制詳細的電路圖,仿真無誤后方可制作電路板;硬件完成后要規(guī)劃軟件控制流程圖,根據(jù)流程圖逐步、逐點編寫程序;最后進入軟、硬件聯(lián)調(diào)、實驗,最后還要撰寫設(shè)計報告。教師根據(jù)任務(wù)書中的指標逐項檢查設(shè)計成品。

通過課程設(shè)計同學們學習了硬件電路設(shè)計、軟件程序設(shè)計、電路調(diào)試等知識,使學生深入理解并掌握了測量儀器的基本原理,硬件結(jié)構(gòu)和工作原理。掌握程序的編制方法和程序調(diào)試的方法,掌握常用接口的設(shè)計及使用。學生為其它課程、項目和畢業(yè)設(shè)計做了大量的知識儲備,也為將來在自動化、智能檢測、電子信息工程、測試計量技術(shù)及儀器、電子科學與技術(shù)及其它領(lǐng)域工作打下良好基礎(chǔ)及應(yīng)用實踐能力。

4 結(jié)論

作者在課程教學過程中采用理論教學與實驗教學相結(jié)合的教學模式。教師在“做中教”,學生在“做中學”。教師充分利用實驗室現(xiàn)有的實驗儀器、智能儀器控制軟件、虛擬儀器軟件等,較為全面地介紹電子測量技術(shù)的基本知識、電子測量儀器及測試系統(tǒng)的工作原理以及它們在工程實際中的具體應(yīng)用,讓學生盡可能廣的學習到本課程所涉及的專業(yè)知識。經(jīng)實踐,本文提出的理論教學和實驗教學方法證明了該方法的構(gòu)建激發(fā)了學生的學習興趣,鞏固和加深了學生對理論知識的掌握與理解,提高了學生分析問題和解決問題的能力并加大了授課的信息量,符合創(chuàng)新人才培養(yǎng)和社會發(fā)展的要求。

電子測量技術(shù)論文:《電子測量技術(shù)與儀器》課程基于工程應(yīng)用的實踐教學改革

摘 要:電子測量技術(shù)與儀器教學改革引起了高職院校教學改革的熱點討論。根據(jù)我院實際教學情況和學生自身特點,對電子測量技術(shù)與儀器”課程的教學進行了討論、探索和實踐,并提出理論指導(dǎo)實踐、強化應(yīng)用、分組指導(dǎo)教學等良好的建議。

關(guān)鍵詞:電子測量技術(shù)與儀器;工程應(yīng)用;分組指導(dǎo);教學改革

1 強化實踐操作的《電子測量技術(shù)與儀器》課程教學內(nèi)涵

目前,《電子測量技術(shù)與儀器》課程作為移動通信專業(yè)的必修理論課,該課程對理論和實踐的要求都比較高,高職學生在移動通信工程中所需的測量技能以及微波理論知識需要有較高的要求,傳統(tǒng)教學中實驗操作較少,電子測量儀器種類較少,如何通過教學改革,強化學生的理論知識和實踐操作技能,形成具有高職自身特色的教育課程,值得我們深入研究和思索。

結(jié)合該課程特點,我認為其教學內(nèi)涵應(yīng)體現(xiàn)任務(wù)驅(qū)動的本質(zhì),一是理論性和實踐性。理論性是指對學生的基本理論知識要求較高,因為移動通信專業(yè)的知識外聯(lián)性較低,學生以前接觸的很少,因此我們要求學生掌握基本的電子測量技能,并能夠運用理論去指導(dǎo)本專業(yè)的實踐操作。實踐過程必須以提高學生基礎(chǔ)和應(yīng)用能力為主線,使其能夠勝任崗位基本要求。二是任務(wù)性。《電子測量技術(shù)與儀器》課程教學將工作任務(wù)細分,同時配備多種電子測量儀器,讓學生在實際操作中練習各種測量技能,學和做相輔相成,更重要的是在學習中以實際電子儀器作為載體,遴選、重構(gòu)課程內(nèi)容,將工作任務(wù)作為終極努力目標。

2 教學改革實施

依據(jù)高職院校培養(yǎng)高端技能型專門人才的培養(yǎng)目標,本課程實踐教學改革的原則如下:⑴以電子儀器或模塊作為課程載體。⑵將實際工程應(yīng)用引入實踐教學。⑶以實踐作為教學的主線,通過實踐帶動知識、技能的學習與職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成。

在上述原則的指導(dǎo)下,對該課程教學進行如下改革:

⑴在教學中以學生為主體,以教師為主導(dǎo),充分發(fā)揮主導(dǎo)的導(dǎo)向作用,使主體具有自主學習的能力。主導(dǎo)教師應(yīng)加強自身理論知識水平的提高和技能的鍛煉,同時及時更新專業(yè)動向。主體學生需要在理解理論知識的基礎(chǔ)上,著重鍛煉自身實踐操作。通過調(diào)查分析及學生反饋,移動通信專業(yè)對于電子測量的能力要求為熟練使用各種電子儀器,運用自己所學理論指導(dǎo)實踐,進行高頻微波各種信號的測試,對相關(guān)數(shù)據(jù)進行記錄分析并處理。因此,本課程從專業(yè)需求入手,充分利用實訓室條件,培養(yǎng)學生分析問題,解決問題的能力。

⑵充分采用多種教學方法,逐步培養(yǎng)學生自主學習能力。在實踐教學中,引入實際工程應(yīng)用,以任務(wù)作為驅(qū)動,積極引導(dǎo)學生學習。主導(dǎo)教師介紹任務(wù),將學生分組,每組同學分貝完成不同任務(wù),在同一組中,每位同學輪流當組長,指導(dǎo)該組學生進行整個任務(wù)的完成流程。在授課過程中采用課前預(yù)留,讓同學們在課下時間充分利用網(wǎng)絡(luò)資源豐富和準備即將學習的知識,在后續(xù)課中鼓勵同學們上臺展示,給學生發(fā)揮的空間。將教學內(nèi)容分為基本模塊和拓展模塊兩部分,基本模塊用于提高電子測量能力,拓展模塊用于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

⑶以電子儀器作為載體,聯(lián)合企業(yè)開發(fā)多項實驗實訓項目,構(gòu)建理論實踐統(tǒng)一的教學體系。通過整合電子測量實踐教學,合理有序的安排實驗項目,根據(jù)不同的工程環(huán)境、工作任務(wù)及精度要求,選取科學合理的測量方案,選取正確的測量儀器。主導(dǎo)教師給定測量要求,學生自行確定實驗方案,配置實驗儀器,分組制定實驗步驟,完成實驗任務(wù)。比如測量射頻放大器參數(shù)實驗,不同組別的學生可以選取不同測量模塊,自行查閱實訓手冊,分別制定不同實驗步驟,最終完成測量任務(wù)。同時提出擴展性任務(wù),添加學生自己的新思維,鍛煉學生分析問題解決問題的能力。構(gòu)建虛擬實驗平臺,引入Lab View虛擬儀器平臺,利用虛擬儀器測量相關(guān)實際電路測試點,得出仿真結(jié)果,從而掌握電子產(chǎn)品發(fā)展新方向。

在綜合性課程設(shè)計中,要求學生使用DXP、Multisim等軟件進行項目設(shè)計與仿真。根據(jù)仿真通過的電路結(jié)構(gòu)與參數(shù),進行搭建實際電路并進行實際參數(shù)測量,要求學生提交測量結(jié)果,完成課程實習報告的書寫,同時在實訓結(jié)束前預(yù)留一定時間,自行講解實訓原理、數(shù)據(jù)處理過程、實訓過程中碰到的問題及如何解決等,指導(dǎo)教師進行點評與打分。整個過程其他同學均可參與討論,學生分析與解決問題的能力得到了進一步的升華。

3 總結(jié)

通過對電子測量技術(shù)與儀器課程進行的教學改革,學生有了較強的自信心,理論知識在不斷的展示講解中得到了進一步的提高,而有目的的實踐又能夠幫助學生從全局角度完善整個任務(wù),進而提高學生整體思路思考方式的鍛煉。師生在教學過程中關(guān)系融洽,面對問題能夠共同討論解決,學生的學習積極性有了明顯的提高,真正落實了理論實踐深層次理論的過程,學生探究性的學習精神得到提高。課改過程中學校和企業(yè)關(guān)系進一步增進,教學內(nèi)容貼近實際要求,因此,基于工程應(yīng)用的電子測量技術(shù)與儀器課程實踐教學意義深刻。

電子測量技術(shù)論文:基于案例引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動教學法在《電子測量技術(shù)與儀器》課程教學中的應(yīng)用

【摘要】對于《電子測量與儀器》課程的教學改革,通過基于案例引導(dǎo)、任務(wù)驅(qū)動教學方法提高學生的職業(yè)素質(zhì)出發(fā),適當調(diào)整理論教學的內(nèi)容、加強實踐教學環(huán)節(jié)、積極改進教學方法、擴展課程外延,培養(yǎng)學生的職業(yè)能力和創(chuàng)新能力等觀點。

【關(guān)鍵詞】案例引導(dǎo);任務(wù)驅(qū)動;教學

《電子測量技術(shù)與儀器》是一門注重理論性、應(yīng)用性及綜合性很強的課程。課程內(nèi)容包括測量誤差及誤差分析、常規(guī)儀器的工作原理及儀器操作使用。除了學習和掌握必要的理論知識外,更重要的是能掌握各種電子測量儀器的選擇原則以及使用方法。但我們一般的教材理論部分較多,具體測量方法特別實例分析、實訓項目等內(nèi)容介紹較少,教學也相對枯燥,學生的學習熱情不高,學習效果不佳,所以需要更多的實踐課程,利用案引導(dǎo)和任務(wù)驅(qū)動教學,更好地學習《電子測量技術(shù)與儀器》。

1.案例引導(dǎo)和任務(wù)驅(qū)動教學的應(yīng)用

1.1 案例引導(dǎo)

20世紀初,哈佛大學創(chuàng)造了案例教學法。就是圍繞一定培訓的目的把實際中真實的情景加以典型化處理,形成供學員思考分析和決斷的案例(通常為書面形式),通過獨立研究和相互討論的方式。來提高學員的分析問題和解決問題的能力的一種方法。

以往在講解電子測量基本儀器的原理時,教師按課程的理論體系闡述知識點,學生聽老師講解,適當時候教師提問。這樣課堂氣氛沉悶,不利于調(diào)動學生學習積極性。采用案例引導(dǎo)教學法有利于改變這種狀況。例如講解頻率測量這一章節(jié),教師可先拿教師自己或上一屆學生設(shè)計的一個簡易數(shù)字頻率計向?qū)W生演示,介紹其功能和設(shè)計過程,再介紹其基本工作原理,這樣學生的積極性被有效地調(diào)動起來,學習興趣大增。講完后,再讓學生思考這個作品還存在什么問題,或者還可以采用什么新的方案,并及時布置與之相關(guān)的研究性學習任務(wù),以小組為單位進行學習交流與研究。在這個過程中每個學生根據(jù)興趣選擇一個內(nèi)容完成開學時布置的小制作及小論文。上交作品或小論文時對學生進行面試,以避免抄襲現(xiàn)象。另外,教師在平時的教學科研工作過程中要注意收集與電子測量相關(guān)的小產(chǎn)品,充實到案例教學中。這種教學方法對理論基礎(chǔ)相對較差的學生幫助也很大,其動手能力、應(yīng)用能力可得到較好的鍛煉。案例引導(dǎo)應(yīng)著眼于學生正確和熟練地使用儀器這一教學目標,圍繞這一主線展開討論。對于電子測量儀器,主要強調(diào)其基本組成與整機工作原理,不對整機電路作較多的討論。教學中的儀器內(nèi)容及選型注意與當前生產(chǎn)、科研實踐相聯(lián)系,使其具有一定的代表性。在介紹典型儀器產(chǎn)品時,把儀器的面板構(gòu)成和原理框圖相聯(lián)系,有利于學生把所學的理論知識與實踐相結(jié)合。

不過需要注意的是:(1)案例的來源往往不能滿足培訓的需要。研究和編制一個好的案例,需要較長時間。同時,編寫一個有效的案例需要有技能和經(jīng)驗。因此,案例可能不適合現(xiàn)實情況的需要。(2)案例法需要較多的培訓時間,對教師和學員的要求也比較高。在案例引導(dǎo)的過程中建議:1)案例討論中盡量摒棄主觀的成分,教師要掌握會場,引導(dǎo)討論方向,要注意培養(yǎng)能力,不要走過場。2)案例教學耗時較多,因而案例選擇要精當,開始時組織案例教學要適度。3)學生一般都具有實踐經(jīng)驗,不必擔心討論不起來,但一定要有理論知識作底襯,即案例教學一定要在理論學習的基礎(chǔ)上進行。

1.2 任務(wù)驅(qū)動教學

任務(wù)驅(qū)動教學就是在學習信息技術(shù)的過程中,學生在教師的幫助下,圍繞共同的任務(wù)活動中心,在問題動機的驅(qū)動下,通過對學習資源的積極主動應(yīng)用,進行自主探索和互動協(xié)作的學習,引導(dǎo)學生產(chǎn)生一種學習實踐活動。它要求“任務(wù)”的目標性和教學情境的創(chuàng)建。使學生帶著真實的任務(wù)在探索中學習。學生獲得成就感,激發(fā)他們的求知欲望,形成感知心智活動的良性循環(huán),從而培養(yǎng)出獨立探索、進取的自學能力。

把課堂搬到實驗室,針對具體的測量儀器來介紹工作原理及電路組成,同時觀察實驗效果。鼓勵講授理論的教師同時承擔實驗教學,此教學形式的改進能幫助教師拓展知識結(jié)構(gòu),理論教師通過實驗課程指導(dǎo),能深刻體會實驗對理論教學的重要促進作用,提升教師自身教學和工程實踐能力。令學生學生能夠獨立設(shè)計測量方案、熟練運用電子儀器、利用已學理論知識分析測量結(jié)果。通過任務(wù)驅(qū)動教學讓學生充分掌握以下幾點:(1)了解主要電子技術(shù)中如電壓、電流、頻率、元器件參數(shù)、阻抗、噪聲等物理量的測量原理;(2)了解電壓表、信號發(fā)生器、電子示波器、掃頻儀、邏輯分析儀等電子測量儀器的工作原理并能熟練操作和使用這些測量儀器;(3)針對具體的物理量的測量,能夠設(shè)計出合理的測量方案、正確操作測量儀器、并對測量結(jié)果能科學分析。

在儀器的新技術(shù)方面,我們建立了虛擬儀器實驗室。通過Virt ualBench 等軟件在教學中應(yīng)用,使學生認識到在虛擬儀器中,一臺計算機可當作多臺儀器使用,“軟件即儀器”;還可以根據(jù)自己的需要,應(yīng)用Lab VIEW 等圖形化編程軟件編制軟件,使計算機變成自己所需要的儀器。這樣,大大地擴寬了學生的視野,提高他們的學習興趣,也培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新能力。

任務(wù)驅(qū)動教學需要注意的是:(1)教學進度不易把握。每一組的探究程度和進度教師很難把握,實訓結(jié)束時,有的組提前完成,有的組不能完成,影響效果。所以后需采取一些措施,要既能保證探究效果,又不影響進度。(2)課堂管理待改進。探究性學習法的課堂更為生動,這也導(dǎo)致個別學生干擾他人。采取措施在行動上約束學生,最好能使學生都積極參與起來。(3)評價上有困難。任務(wù)驅(qū)動教學法,可能有個別學生濫竽充數(shù)、混水摸魚,給教師造成教學質(zhì)量好的錯覺,影響到教學效果。

1.3 小結(jié)

總之,案例引導(dǎo)和任務(wù)驅(qū)動的教學模式改變了傳統(tǒng)的教與學的結(jié)構(gòu),使學生真正成為學習的主體,教師除了具有輔導(dǎo)者、引導(dǎo)者的身份外,不具備其他任何權(quán)威。在這一模式下,學生將可能通過計算機網(wǎng)絡(luò)隨時獲取幫助,并隨時成為教師。這種教學方式全面應(yīng)用到技能教學相信只是一個時間上的問題,它將完全改變傳統(tǒng)的教學方式,使因材施教真正落到實處,讓每個學習者將學習當作一種享受。

2.建立新型的考核評價體系

傳統(tǒng)的考試制度比較注重理論和筆試,實驗成績雖占有一定的比例,但比重較小,這不利于人才的培養(yǎng),理論測試與實踐動手能力考核應(yīng)同等對待。理論考核應(yīng)從培養(yǎng)學生分析、解決問題的能力和創(chuàng)造能力出發(fā)。而實踐考核中,既為不同層次學生提供更加公平的評價方式,也為那些擅長動手和創(chuàng)造的學生提供空間和時間,幫助他們脫穎而出,對學生的評價更客觀、更全面。突出了實踐環(huán)節(jié)的重要性。

3.重視教師自身素質(zhì)的提高

教師在教學活動中是處于主導(dǎo)地位的,很難想像一個專業(yè)化程度不高、業(yè)務(wù)一般的教師能教出一批好的學生。而且隨著新技術(shù)、新方法、新儀器的不斷出現(xiàn),測量應(yīng)用領(lǐng)域的拓展,對教師知識結(jié)構(gòu)、素質(zhì)和能力也提出了新的挑戰(zhàn)。為此教師一方面必須積極參加科研,掌握學科前沿動態(tài),另一方面定期到企業(yè)掛職鍛煉,掌握相關(guān)電子產(chǎn)品生產(chǎn)測試實際情況,豐富實用教學案例,把自己獲得的實際經(jīng)驗、所掌握的最新信息傳授給學生。

4.小結(jié)

21世紀是知識經(jīng)濟時代,知識經(jīng)濟時代對人才的素質(zhì)和創(chuàng)造能力提出了越來越高的要求,對人才培養(yǎng)工作產(chǎn)生極其深刻的影響。大學作為培養(yǎng)高級人才的搖籃,只有緊跟時代的發(fā)展脈搏,改革人才培養(yǎng)模式,轉(zhuǎn)變教學觀念,更新教學內(nèi)容,探索各種教學方法和教學手段,切實提高教學質(zhì)量,才能很好擔當起為社會輸送合格人才的重任。在本課程的教學過程中,我們采取了多種教學方法,雖然取得了一定的成績,但教學改革畢竟是一個長期探索、不斷完善的過程,需要我們?nèi)ゲ粩嗫偨Y(jié)經(jīng)驗,探索更有益的方法。

電子測量技術(shù)論文:淺談電子測量技術(shù)和儀器的重要性

摘 要:本文對電子測量技術(shù)與電子測量儀器在經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)進步中的重要性進行了分析和討論。本文首先對電子測量的對象及其應(yīng)用特點進行了介紹,然后重點對其應(yīng)用場景和重要性進行了討論,最后對其發(fā)展前景做了分析。

關(guān)鍵詞:電子測量技術(shù);電子測量儀器;

信息技術(shù)的發(fā)展拓展了參數(shù)測量的應(yīng)用場景,提升了對參數(shù)測量的應(yīng)用需求,為獲得更高精度、更快速度以及更多功能的測量結(jié)果,電子測量技術(shù)及電子測量一起得到了飛速的發(fā)展。完善有效的測量方法配合先進的電子測量設(shè)備逐漸成為電子專業(yè)測量的主要實現(xiàn)方式。

一、電子測量的特點

(一)電子測量的對象

早期的電子測量主要是對被測量對象的電參數(shù)信號、傳輸特性、受干擾特性進行測量,之后隨著信息技術(shù)的發(fā)展,電子測量技術(shù)及其相關(guān)設(shè)備也被逐漸應(yīng)用到其他內(nèi)容的測量當中,如通過傳感器等設(shè)備將諸如機械物理量、熱物理量以及光物理量等轉(zhuǎn)化為量化的電信號量進行分析等。目前電子測量技術(shù)和儀器主要被應(yīng)用的場景為:電能量信號的測量,如電功率、電壓與電流等;干擾量及干擾后的信號特性測量,如信噪比、頻譜、相位、失真度等;電路元器件測量,如電容與三極管的參數(shù)測量、集成電路的性能參數(shù)測量等。

(二)電子測量的優(yōu)勢

現(xiàn)代電子測量儀器的應(yīng)用拓展了參數(shù)可測量的范圍,現(xiàn)代測量技術(shù)的應(yīng)用拓展了可被測量參數(shù)的種類,傳統(tǒng)測量方式下所無法獲得的測量,都可以通過相應(yīng)的電子測量技術(shù)獲得高精度的測量結(jié)果。具體來說,應(yīng)用電子測量技術(shù)和設(shè)備所具有的測量優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1.能夠在更寬范圍內(nèi)對參數(shù)進行測量。電子測量儀器的量程更廣,精度更高,量程數(shù)量級更大,可測量的頻帶范圍更寬。如電阻電子測量設(shè)備的量程寬度可達到六至七個數(shù)量級,這是普通的歐姆表所無法達到的。

2.測量精度和測量準確度更高,測量速度更快。電子測量儀器對參量的測量主要是通過電磁波或電子運動來實現(xiàn)的,因而所能夠?qū)崿F(xiàn)的測量精度和測量準確度更高,特別是在時間量和頻率量測量方面其優(yōu)勢更為明顯。同時,相較于其他信號而言,電磁信號的速度更快,能夠在更短時間內(nèi)獲得測量結(jié)果。

3.可進行在線測量和遠程測量。電子測量技術(shù)可以在相關(guān)儀器中添加多種類型的傳感器,這些傳感器可被放置于不便于停留或無法達到的區(qū)域?qū)ο嚓P(guān)信號進行采集,若能夠集成到相關(guān)位置,還能夠在不改變被測量對象工作狀態(tài)的情況下實現(xiàn)不間斷在線測量,并將測量結(jié)果以有線或者無線的方式傳輸給接收端進行顯示、存儲或打印等。

4.便于計算機處理。電子測量所獲得的數(shù)據(jù)大多都是數(shù)字信息,這些信息更加便于在計算機端進行處理與分析,配合使用計算機能夠有效擴展被測量的應(yīng)用范圍。

二、電子測量技術(shù)與儀器的應(yīng)用重要性分析

電子測量技術(shù)和儀器以測量技術(shù)為基礎(chǔ),吸收融合了計算機技術(shù)、數(shù)字處理技術(shù)、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)等多種計數(shù)方式,可以將被測量對象或系統(tǒng)的參數(shù)以電量、光量以及其他非電量的方式傳遞給處理端進行處理和分析。電子測量技術(shù)和儀器已經(jīng)在各行業(yè)各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,是推動科技進步和科技創(chuàng)新的重要條件。

電子測量技術(shù)和儀器配合使用基本能夠?qū)崿F(xiàn)對任何參數(shù)的測量,因而其應(yīng)用場景非常廣泛,幾乎涉及到了人們生活與社會發(fā)展的各個方面。其測量結(jié)果對各項技術(shù)的發(fā)展具有指導(dǎo)意義。如對無線通信速率的測量以及空間噪聲特性的測量可以有效指導(dǎo)無線通信系統(tǒng)的技術(shù)革新;光柵、磁尺以及激光測量設(shè)備等在機械行業(yè)的應(yīng)用推動了高精度數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,使得越來越高精度的器件生產(chǎn)成為可能。

特別地,電子測量技術(shù)與儀器的發(fā)展更是同步甚至于超前其他技術(shù)進行發(fā)展的。統(tǒng)計資料顯示,二十世紀九十年代的發(fā)達國家中,電子測量技術(shù)與儀器所占的國民生產(chǎn)總值只有百分之四左右,但是其對整個國民經(jīng)濟的推動作用卻占據(jù)了超百分之六十的份額,與國民經(jīng)濟的關(guān)聯(lián)度達百分之九十。電子測量技術(shù)和儀器是國家綜合技術(shù)的客觀體現(xiàn),是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要保障。

三、電子測量技術(shù)和儀器的發(fā)展前景

總體來看,電子測量儀器的未來發(fā)展方向主要集中在通用化與平臺化、模塊化、虛擬測試化等方面。

通用化與平臺化是指現(xiàn)代測量儀器和技術(shù)正在逐漸由依賴硬件性能向依賴軟件性能轉(zhuǎn)變,各種測量軟件和功能逐漸被集成到一臺測量儀器中,且測量對象與測量設(shè)備相互獨立,只需要根據(jù)測量需求適當?shù)母能浖δ芗纯蓪崿F(xiàn)單臺測量儀器的多參數(shù)、多用途測量。

模塊化是指整個測量系統(tǒng)提供總線接口,各功能采用模塊化思想進行設(shè)計,在應(yīng)用時可實現(xiàn)快速配置和模塊更新。這樣既能夠有效減小測量儀器的體積和重量,還能夠依照最新的測量技術(shù)和方案對測量系統(tǒng)進行更新或升級,使得整個測量儀器的兼容性更強。

虛擬測試化是指應(yīng)用虛擬測試技術(shù)對測量結(jié)果進行優(yōu)化,對具體參數(shù)測量過程進行改進,增強電子測量技術(shù)的工程實用性,進而提升測量效率和數(shù)據(jù)測量進度。

四、總結(jié)

隨著被測試系統(tǒng)和器件的發(fā)展速度越來越快、體積越來越小、應(yīng)用場景越來越廣泛,人們對測量技術(shù)和測量儀器提出了更高層次的要求,促進了新技術(shù)和新方法在電子測量技術(shù)和儀器中的應(yīng)用。電子測量技術(shù)和儀器的應(yīng)用對整個社會的發(fā)展具有先導(dǎo)作用,代表著一個國家的科技實力,影響著社會經(jīng)濟的發(fā)展速度。可見,正確認識電子測量技術(shù)和儀器的作用和功能具有重要的指導(dǎo)意義。

電子測量技術(shù)論文:電子測量技術(shù)實踐課程教學改革淺析

摘 要:本文分析了電子測量技術(shù)課程在實踐教學環(huán)節(jié)存的問題,并結(jié)合實際情況提出了實驗課程改革措施。

關(guān)鍵詞:電子測量;實驗;教學;改革

電子測量是高等院校電子信息工程專業(yè)和電子信息科學技術(shù)類學生的一門重要專業(yè)課。是具有較強的理論性和實踐性的課程。包括電子測量的基本理論和方法、主要電子儀器的工作原理、誤差分析、電參數(shù)的測試方法、實際應(yīng)用以及該領(lǐng)域的最新發(fā)展等。電子測量技術(shù)綜合應(yīng)用了電子、計算機、通信、控制等技術(shù)。通過本課程的學習,使學生具有電子測量技術(shù)與儀器方面的基礎(chǔ)知識和實際應(yīng)用能力,以后在科學實驗和生產(chǎn)實踐中能制定先進的測量方案,合理地選用測量儀器,能正確處理測量數(shù)據(jù),以獲得最佳的測量結(jié)果。課程較強的實踐性要求在教學過程中要加強實驗教學環(huán)節(jié),提高學生的動手能力。

1 電子測量技術(shù)實驗課程教學存在的問題

⑴測量課程的理論內(nèi)容相對獨立。在好多電信學生的心目中,測量課程是獨立的,實驗更是由于本課程的特點即與其他課程內(nèi)容的有機聯(lián)系和綜合應(yīng)用,使得學生容易產(chǎn)生誤覺,好象在重復(fù)其它課程的實驗,無太大新意,而變得好象索然無味,使得本課程成為了一門抽象難懂、深不可測、高不可攀、望而卻步的“難學難用”課程了。而使得學生對此門課程興趣不大或興趣全無。其實不然,測試一直貫穿于學生的整個大學階段。剛?cè)胄r所學的高數(shù)是測試技術(shù)的理論依據(jù);計算機是現(xiàn)代測試的重要工具;電路、低頻電路、高頻電路就是講解的測試電路;信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、信息論與編碼講解的就是測試原理。也就是說學生的知識不應(yīng)是孤立的,而應(yīng)有機的聯(lián)系成一體。

⑵本課程具有很強的實踐性,必須結(jié)合實驗等實踐環(huán)節(jié)才能理論聯(lián)系實際提高綜合應(yīng)用能力。但隨著科學技術(shù)的發(fā)展,各學校為了培養(yǎng)寬口徑的人才,增開各種課程,使得電子測量的學時數(shù)日漸減少,與其在專業(yè)里的重要性不相符合。一般高校的測試技術(shù)大概就是40多學時,有的學校實驗學時還包含在里面,對于學生的理論知識的掌握和實踐上的應(yīng)用及創(chuàng)新思維和能力的培養(yǎng)遠遠不夠。

⑶實驗教學內(nèi)容不盡合理?,F(xiàn)有的測試技術(shù)的實驗不外乎是一些基本測試儀器的使用,非常片面。使得學生容易產(chǎn)生誤覺,一是好象在重復(fù)其它課程的實驗,二是學生好象有點知道,但又感覺知道的不是很透徹,覺得無太大新意,而變得

索然無味,使得本課程成為了一門抽象難懂、深不可測、高不可攀、望而卻步的“難學難用”課程了。其實測試技術(shù)應(yīng)該貫穿于整個電子信息專業(yè)的實踐當中。

2 電子測量技術(shù)實驗課程改革措施

⑴研究電子測量實驗可與其他課程實驗的整合。測量在電信工程專業(yè)中起著舉足輕重的作用,并一直貫穿始終。無論是從高數(shù)、計算機基礎(chǔ)到電路、低、高頻電路,再到信號與系統(tǒng)、數(shù)字信號處理、信息論與編碼;從微機原理、單片機到EDA、MATLAB、DSP、ARM,無不與測試技術(shù)相關(guān)。高數(shù)是測試技術(shù)的理論依據(jù);測量電路與系統(tǒng)由各種電路、傳感器和計算機構(gòu)成;測量儀器的使用和測量電路的設(shè)計與調(diào)試過程中可利用一些計算機語言進行輔助設(shè)計和仿真。測量技術(shù)的講解可以站在信號的高度上講解,使得學生起點更高,更能充滿信心的找到自己未來的人生目標。故而可將學生四年的實驗課統(tǒng)一安排,統(tǒng)籌規(guī)劃;先從實驗儀器的基本使用,到應(yīng)用實驗儀器測量基本電路及其電參數(shù),再到實驗儀器的熟練使用、擴展使用;最后到自行選用實驗儀器,計算參數(shù),構(gòu)成測量電路,設(shè)定實驗步驟,完成各種任務(wù)。這樣即可合理安排學時,避開學時壓縮對課程帶來的不利影響;又可避免重復(fù)勞動所帶來的厭倦心理;還方便開設(shè)一些綜合性課題。

⑵合理設(shè)置實驗內(nèi)容。實驗教學作為電子測量課程的重要組成部分在內(nèi)容安排上也不能一成不變照本宣科,實驗內(nèi)容的選取要做到適應(yīng)不同層次學生的需要,將單純的驗證性實驗逐步向綜合應(yīng)用實驗和創(chuàng)新實驗類型發(fā)展,增強學生的參與意識,提高學生的動手能力。就是以驗證性實驗為主,對于設(shè)計性實驗我們都是要求學生利用傳感器等來間接測量一些與實際應(yīng)用有關(guān)的參數(shù),如溫度、液位、重量、位移等。這樣一方面提高了實驗的難度,另一方面提高了實驗的趣味性。在整個實驗過程中,學生獨立設(shè)計方案,確定實施方法與手段;對實驗過程中遇到的問題進行多方位思考并借助于測試儀器認真地分析,教師僅在適當?shù)臅r候加以啟發(fā)引導(dǎo)。在參與實驗的過程中,一切都由學生獨立思考和動手,自己尋求正確答案,真正成為實驗的主體,從而提高了學生的實驗興趣,激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識,培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新能力??梢宰寣W生較系統(tǒng)地掌握電子測量系統(tǒng)設(shè)計過程的選項立項、方案論證、工程設(shè)計和實現(xiàn)、系統(tǒng)調(diào)試、文檔整理等全過程的各個環(huán)節(jié),充分發(fā)揮學生的主觀能動性和創(chuàng)造力,培養(yǎng)學生的協(xié)作能力和團隊精神。

⑶建立虛擬實驗平臺,電子測量課程面臨兩個難以回避的瓶頸,其一是傳統(tǒng)實驗手段落后的瓶頸,其二是實驗設(shè)備資源的瓶頸,構(gòu)建基于軟硬件結(jié)合的仿真實驗平臺,既可充分利用學校計算機房的現(xiàn)有設(shè)備減少實驗設(shè)備的硬件投入及維護工作量,又可以幫助學生更好、更快地掌握理論教學內(nèi)容,加深對概念原理的理解,有利于促成課程和教學改革更有利于具備工程實踐能力的應(yīng)用性人才的培養(yǎng)。

電子測量技術(shù)論文:我國電子測量技術(shù)的發(fā)展

【摘 要】21世紀以來,我國已經(jīng)進入了科技化信息化時代。各種先進的科學技術(shù)都在涌現(xiàn),其中也包括電子測量技術(shù)。它是新時代不斷發(fā)展創(chuàng)新的產(chǎn)物,具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?

【關(guān)鍵詞】電子測量;技術(shù)發(fā)展;廣闊前景

0 前言

隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展,我國居民的生活水平都在提高,使用先進的科學技術(shù)是必然趨勢。電子測量技術(shù)應(yīng)用于我們生活的方方面面,能夠精準高效率的測量許多數(shù)據(jù),方便人民的生產(chǎn)生活,下面我們就來闡述一下電子測量技術(shù)的發(fā)展歷程。

1 電子測量技術(shù)的簡單介紹

新形勢下,隨著現(xiàn)代化科技的蓬勃發(fā)展,電子測量技術(shù)在實際生活中的發(fā)展及應(yīng)用越來越受到人們的廣泛關(guān)注和重視。電子測量技術(shù),作為大多數(shù)電子產(chǎn)品精密及準確測量的重要技術(shù),廣泛應(yīng)用于測量電能量、信號特性及其所受干擾、元件及電路參數(shù)等電學專業(yè)的測量。就目前的電子技術(shù)市場來看,可以說,電子測量技術(shù)的應(yīng)用早已進入了一個較為理想和成熟的發(fā)展環(huán)境。電子測量儀器是知識密集、技術(shù)密集、高速發(fā)展中的行業(yè)。由于微電子技術(shù)、計算機技術(shù)的高速發(fā)展及其在電子測量技術(shù)與儀器中的應(yīng)用,新的測試理論、測試方法、測試領(lǐng)域以及新的儀器結(jié)構(gòu)不斷涌現(xiàn),在電子、電力、航空、航天、能源、交通、廣播、電視、通信及其信息系統(tǒng)、微電子及電子元器件測試等方面已沖破了傳統(tǒng)儀器的概念。電子測量主要應(yīng)用于電學專業(yè)的測量,例如,電信號傳輸特性的測量。電子測量也廣泛的應(yīng)用于非電學專業(yè)的測量,例如,它通過各種類型的傳感器,能量轉(zhuǎn)化器把非電量(如熱力學、光學、機械學的物理量)轉(zhuǎn)換為電量(如電流、電壓、頻率等)進行研究,而后得出反映出非電量的測量結(jié)果。隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展,測量的內(nèi)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(shù)、調(diào)制度、信號頻譜、信噪比等。(3)元件和電路參數(shù)的測量,例如電限、電感、電容、電子器件(電子管、晶體管、揚效應(yīng)管等)的測量,集成電路的測量,電路頻率響應(yīng)、通頻帶寬度、品質(zhì)因數(shù)、相位移、延時、衰減和增益等的測量。然而目前國際上著名儀器公司電子儀器銷售額所占比例不斷下降,國內(nèi)電子儀器廠所處的狀況大致類同。因而研究我國當前電子測量儀器行業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略決策,已成為儀器行業(yè)專家們共同關(guān)注的問題。

2 電子測量技術(shù)的優(yōu)點

2.1 電子測量技術(shù)的測量頻率范圍廣

相對于以往的測量技術(shù)來說,電子測量技術(shù)具有測量頻率范圍寬、量程大等優(yōu)勢。通過電子測量技術(shù)的實際應(yīng)用,能夠利用電子測量儀器,進行深海壓力、高溫爐溫度等特殊環(huán)境下的測量工作,一定程度上降低了測量人員的工作強度,同時也有效保證了測量結(jié)果的準確性和客觀性。此外,電子測量技術(shù)的測量頻率范圍寬、量程廣,還表現(xiàn)在測量電子歐姆表的測量能力上。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(jīng)常能做到量程涉及很多數(shù)量級。例如一臺普通的歐姆表,可以測出幾歐姆至幾十歐姆電阻,量程寬達六、七個數(shù)量級。

2.2 電子測量技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)遙測

電子測量技術(shù)的遙測優(yōu)勢,具體表現(xiàn)在電子測量技術(shù)能夠幫助人們解決在不便長期作業(yè)或是難以直接到達的區(qū)域的測量工作,而且不間斷測量,又能夠保證測量的數(shù)據(jù)具有高度的實時性,同時它擁有直觀、清晰的顯示方式,能夠為測量人員的測量工作帶來更大的便捷性。電子測量技術(shù)能夠?qū)鞲衅髟O(shè)置在人類無法到達或者無法長期停留的地方,在對象運行的狀態(tài)下能夠持續(xù)進行測量,并直觀地記錄下相關(guān)的數(shù)據(jù),這樣就方便人們對被測對象進行了解和分析。例如在測量發(fā)光二極管時,電子測量技術(shù)將數(shù)據(jù)以數(shù)字的直觀形式顯示出來,將頻率以示波的方式顯示在熒光屏上,都能起到直觀、清晰分析參數(shù)信息的重要作用。同時,電子測量技術(shù)在實現(xiàn)遙測和不間斷測量時能夠利用熒光示波法和發(fā)光二極管來直接顯示出測量的結(jié)果,具有直觀、清晰的效果,便于測量人員直接對被測對象的行為特征進行認識和掌握。熒光屏示波法,便于形象直觀地給出被測量的特征。測量結(jié)果還便于打印、繪圖或啟動指示燈顯示。

2.3 與計算機技術(shù)相結(jié)合

電子測量技術(shù)的高速發(fā)展離不開計算機技術(shù)的大力支持,因此電子測量技術(shù)和計算機技術(shù)的緊密集合是又一個應(yīng)用優(yōu)點。隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)的高速發(fā)展、計算機硬件價格的不斷下降,通用硬件平臺和虛擬儀器也正在成為趨勢。通用硬件平臺主要包括用于數(shù)據(jù)采集、信號分析處理和信號輸出顯示等帶有共性的硬件,例如微型計算機、A/D和D/A變換器、顯示器等,有了這些通用硬件平臺,根據(jù)不同儀器的具體技術(shù)要求,開發(fā)出相應(yīng)的軟件,就可以產(chǎn)生不同的測試功能,輸出多種測試信號。虛擬儀器充分利用了微型計算機強大的軟硬件技術(shù),可以設(shè)計出風格不同的人機操作界面,并且易于隨著計算機軟、硬件的升級而升級。虛擬儀器允許用戶在通用硬件平臺上根據(jù)自己的需要構(gòu)造儀器,充分發(fā)揮計算機或數(shù)字信號處理器的作用,對儀器功能進行變換組合,因而比實物儀器更具有靈活性。在當今科技的高速發(fā)展中,測量技術(shù)和實驗手段的現(xiàn)代化已成為科技現(xiàn)代化的重要條件和標志。隨著計算機技術(shù)與智能傳感技術(shù)的不斷發(fā)展,檢測儀器也將朝著“更快、更寬、更深”方向發(fā)展。微型計算機的不斷發(fā)展,讓電子測量儀器能夠更加便捷地攜帶,能夠?qū)y量的數(shù)據(jù)、結(jié)果以及變化情況進行記錄和保存,體現(xiàn)了電子測量技術(shù)多功能、高性能的特點。

3 電子測量技術(shù)的發(fā)展前景

隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展,信息和信息化已成為推動經(jīng)濟、技術(shù)和社會發(fā)展的要素,它反映了當代經(jīng)濟發(fā)展、科學技術(shù)進步的趨勢,被認為是國家現(xiàn)代化水平和綜合國力的主要標志之一,從而成為各國競爭的熱點。對此各發(fā)達國家均把實現(xiàn)社會信息化作為重要的國策競相投入了大量的人力、物力和財力。電子測量儀器與測試技術(shù)正是這些系統(tǒng)與技術(shù)的支撐。傳統(tǒng)的儀器與測量方法已經(jīng)很難適應(yīng)這種需求,必須大力發(fā)展測試系統(tǒng)技術(shù)、測試軟件技術(shù)等,用以研制開發(fā)新的儀器和新的測試方法。如能適應(yīng)這種需求,儀器行業(yè)將得到很大發(fā)展。電子測量儀器經(jīng)歷了從模擬儀器到數(shù)字儀器、智能儀器,再到目前的虛擬儀器的發(fā)展歷程,微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展推動了電子測量儀器的發(fā)展。隨著電子測量儀器的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大,現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代化工業(yè)大生產(chǎn),必定會對電子測量儀器提出更高的要求,相應(yīng)地,電子測量儀器的發(fā)展會呈現(xiàn)出新的特點,主要會包括:測量儀器的通用化;測量儀器的模塊化;融合大量的高新技術(shù);測量儀器的網(wǎng)絡(luò)化。

4 結(jié)束語

通過本研究的介紹,我們對于電子測量技術(shù)的發(fā)展有了一定的了解。根據(jù)它的諸多優(yōu)點,相信在未來一定會有更好的發(fā)展前景,應(yīng)用到我們的生產(chǎn)和實踐中去,為我們提高優(yōu)質(zhì)的生活。

電子測量技術(shù)論文:電子測量儀器抗干擾技術(shù)措施分析

[摘要]隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,人們對電子產(chǎn)品提出了越來越高的要求。許多企業(yè)都在使生產(chǎn)實現(xiàn)自動化,在實現(xiàn)自動化的過程中需要用到較多的電子測量儀器來檢測生產(chǎn)過程中的參數(shù),通過檢測到的參數(shù)來指導(dǎo)生產(chǎn)操作。所以,電子測量儀器必須要保證其測量數(shù)據(jù)的準確性,防止出現(xiàn)誤差。在實際的操作過程中,利用電子測量儀器檢測參數(shù)容易出現(xiàn)干擾問題,干擾問題的出現(xiàn)會降低信號的質(zhì)量,影響設(shè)備的正常使用。因此,提高電子測量儀器的抗干擾性能非常重要本文對干擾現(xiàn)象進行了介紹,研究了幾種常用的電子測量儀器抗干擾技術(shù)和措施,并得到了相關(guān)的結(jié)論。

[關(guān)鍵詞]電子測量儀 干擾 抗干擾 問題 技術(shù) 措施

一、干擾現(xiàn)象

(一)、干擾的定義

干擾是指對系統(tǒng)的正常工作產(chǎn)生不良影響的內(nèi)部或外部因素。對于電測系統(tǒng)來說,干擾就是指對電測系統(tǒng)或儀器的測量結(jié)果產(chǎn)生影響的各種內(nèi)部或外部的無用信號。干擾因素包括電磁干擾、溫度干擾、濕度干擾、振動干擾和聲波干擾等等,其中,電磁干擾是最為常見的干擾方式,電磁干擾對于系統(tǒng)的影響也最大。電磁干擾容易對系統(tǒng)的性能或信號傳輸產(chǎn)生有害的影響,使信號的數(shù)據(jù)發(fā)生瞬態(tài)變化,加大誤差,嚴重時可能會導(dǎo)致整個系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

(二)、干擾的來源

產(chǎn)生干擾必須具備三個因素:干擾源、傳播途徑和接受載體。對于電磁干擾來說,許多的設(shè)備都能夠成為干擾源,例如繼電器、變壓器、微波電器、電動機、高壓電線等,這些設(shè)備都能夠產(chǎn)生電磁信號,對電子測量儀器進行參數(shù)檢測造成影響。另外,宇宙射線、太陽光和雷電這些自然現(xiàn)象也會產(chǎn)生電磁信號,成為干擾源。電磁信號在空中是直線傳播的,具有極強的穿透能力,電磁信號還能夠通過導(dǎo)線傳人電子測量儀器,傳播的途徑眾多,也是電磁干擾現(xiàn)象十分廣泛的原因之一。電子測量儀器就是很好的接受載體,它會吸收干擾信號,影響參數(shù)檢測。所以,干擾是會對系統(tǒng)造成有害影響的,除去干擾形成因素的任何一個,都能夠有效地避免干擾??垢蓴_技術(shù)就是針對干擾的三個要素進行研究和處理,破壞其中的一個或幾個干擾生成的要素。

二、幾種常用的電子測量儀器抗干擾技術(shù)措施

電子測量儀器容易出現(xiàn)干擾問題,通過干擾現(xiàn)象的來源進行分析,可以知道,提高電子測量儀器抗干擾性能最理想的方法就是抑制干擾源,使其不向外產(chǎn)生干擾或者將其產(chǎn)生干擾造成的影響限制在允許的范圍之內(nèi)。對于生產(chǎn)車間來說,想要生產(chǎn)的過程中不產(chǎn)生干擾源幾乎是不可能的。有些干擾是避免不了的,例如電網(wǎng)和外界環(huán)境的干擾。所以,在電子測量儀器來說,除了要對一些干擾源進行抑制之外,還需要在產(chǎn)品自身設(shè)計方面進行研究,提高其抗干擾性能。常見的電子測量儀器抗干擾技術(shù)措施如下所述:

(一)、屏蔽技術(shù)

屏蔽技術(shù)室利用導(dǎo)電或?qū)Т挪牧现瞥傻暮袪畹幕驓畹钠帘误w,可以將干擾源或者受干擾對象包圍起來,這樣就可以割斷或者削弱干擾源的空間耦合通道,組織干擾源向受干擾對象傳輸電磁能量。根據(jù)屏蔽的干擾場的性質(zhì)的不同,一般可以將屏蔽分為電場屏蔽、磁場屏蔽和電磁場屏蔽三種類型。通常采用電場屏蔽的方式來消除或者抑制由于電場耦合而引起的干擾,使用銅和鋁等導(dǎo)電性能良好的金屬材料充當屏蔽體,且屏蔽體要保持良好的接地。磁場屏蔽是為了消除或者抑制由于磁場耦合而引起的干擾,一般可以用高磁導(dǎo)率的材料來充當屏蔽體,從而保障磁路的暢通。對于一些電氣設(shè)備,既存在電場耦合,又存在磁場耦合,例如,變壓器、發(fā)電機等等,變壓器的電磁屏蔽一般采取的是在變壓器繞組線包的外面包一層銅皮作為漏磁短路環(huán),漏磁短路環(huán)會產(chǎn)生反磁通來抵消部分的漏磁通,從而使變壓器外的磁通減弱。另外,在同軸電纜中,可以在電纜線中設(shè)置屏蔽層,防止信號在傳輸?shù)倪^程中受到電磁干擾。同時,為了防止電磁干擾發(fā)生在通信電纜里面,可以在生產(chǎn)車間的通信電纜外面包裹一層薄膜,這樣就能夠起到屏蔽外界電磁干擾的作用。需要注意的是,對電磁干擾的屏蔽效果與屏蔽層的數(shù)量和每一層的厚度是有很大關(guān)系的。

(二)、隔離技術(shù)

隔離技術(shù)是抑制干擾的有效手段之一,它是指把干擾源與接收系統(tǒng)隔離開來,從而讓干擾耦合通道被切斷,使得干擾信號無法傳輸。比較常見的隔離方法有光電隔離、變壓器隔離和繼電器隔離等方法。光電隔離需要用到的儀器是光電耦合器,光電隔離借助光作為媒介來耦臺隔離兩端輸入和輸出的電信號,它所具有的隔離能力比較強,能夠有效地提高電子測量儀器的抗干擾能力;變壓器隔離主要用在傳輸交流信號的過程中,需要用到隔離變壓器來阻斷交流信號中的直流干擾和抑制低頻干擾信號的強度;繼電器隔離主要是利用繼電器的線圈來接受電信號,在利用其觸電來控制和傳輸電信號,這樣就可以通過不和電產(chǎn)生聯(lián)系而將強電和弱電分離開來。

(三)、濾波技術(shù)

濾波的形式有多種,主要有波形濾波、頻率濾波、時間濾波、空間濾波、軟件濾波和幅度濾波等。濾波主要是通過擋住噪聲,只讓有效地信號輸出。干擾源發(fā)出的電磁干擾的頻譜往往比要接收的信號的頻譜寬很多,所以可以采取濾波的方式來抑制干擾。根據(jù)濾波器頻率的特性,可以將濾波器分為低通、高通、帶通、帶阻等類型。

(四)、接地技術(shù)

為了提高電子測量儀器的抗干擾性能,還可以通過接地技術(shù)來實現(xiàn)。接地技術(shù)主要是將電路、設(shè)備機殼等與大地相連,這樣就能夠給系統(tǒng)提供一個基準電位。接地可以分為保護接地、屏蔽體接地和信號接地三種類型。通過接地的方式,不僅能夠防止設(shè)備使用時漏電造成人身安全,還能夠有效地抑制干擾。

三、結(jié)束語

綜上所述,在電氣化的環(huán)境下,干擾現(xiàn)象時有發(fā)生。如果干擾源不能夠消失,就需要想辦法讓其對其他設(shè)備的使用造成的干擾降低到最小。通過屏蔽技術(shù)、隔離技術(shù)、濾波技術(shù)和接地技術(shù)能夠有效地抑制干擾信號的傳輸,保證電子測量儀器能夠在允許的范圍內(nèi)進行參數(shù)檢測。

電子測量技術(shù)論文:現(xiàn)代電子測量技術(shù)與儀器儀表的發(fā)展

近幾年來科學技術(shù)迅猛發(fā)展,以信息技術(shù)為代表的新科技促進了電子行業(yè)的飛速增長,也極大地推動了測試測量儀器儀表的快速發(fā)展。電子測量儀器的發(fā)展為我國國民經(jīng)濟、企業(yè)發(fā)展,科學教育、特別是國防軍事的發(fā)展做出了巨大貢獻。隨著世界高科技發(fā)展的潮流,中國電子測量儀器也步入了高科技發(fā)展的道路,鑒于中國在全球制造環(huán)節(jié)和設(shè)計環(huán)節(jié)的重要地位,使得中國成為全球各大儀器廠商青睞的大戰(zhàn)場,同時,也帶動了中國測試測量儀器的研發(fā)與測試技術(shù)應(yīng)用的迅速發(fā)展。

電子測量技術(shù)的現(xiàn)狀及存在的問題

目前國內(nèi)的電子測量技術(shù)已有了很大的發(fā)展,中國測量儀器的可靠性和穩(wěn)定性問題得到了各個方面的重視,狀況有了很大改觀。測試儀器行業(yè)目前已經(jīng)越過低潮階段,重新回到了快速發(fā)展的軌道,尤其最近幾年,中國的儀器取得了巨大的進步,特別是通用電子測量設(shè)備和汽車電子設(shè)備的研發(fā)方面,與國外先進產(chǎn)品的差距正在快速縮小,給國外電子儀器龍頭的壟斷造成了一定的沖擊。隨著模塊化和虛擬電子技術(shù)的發(fā)展,為中國的測量儀器行業(yè)帶來了新的契機,加上各級政府越來越重視,以及中國自主應(yīng)用標準研究的快速進展,都在為該產(chǎn)業(yè)提供前所未有的動力和機遇。從中國電子信息產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計中可以看出,中國的電子測量儀器每年都以超過30%以上的速度在快速增長。在此快速增長的過程中,無疑催生出了許多測試行業(yè)新創(chuàng)企業(yè),也催生出了一批批可靠性和穩(wěn)定性較高的產(chǎn)品,現(xiàn)在已基本上采用了標準化,模塊化的設(shè)計體系,已從CAMAC、PC總線、STD總線向VXI、PXI總線發(fā)展,從堆疊式測試系統(tǒng)向標準化、模塊化測試系統(tǒng)發(fā)展,并先后研制出國產(chǎn)化VXI模件、VXI測試系統(tǒng)及PXI系統(tǒng),使我國測試系統(tǒng)技術(shù)水平逐步進入國際先進行列。

雖然國內(nèi)的測試測量產(chǎn)業(yè)快速的發(fā)展,但客觀地說中國的測試測量儀器還普遍落后,表面上看的有精度不高,外觀不好,可靠性差等,深入分析則存在以下問題:

人們在整個產(chǎn)品的制作流程中對測試這個環(huán)節(jié)不夠重視。在傳統(tǒng)的產(chǎn)品的制造流程中,研發(fā)始終處于核心地位,而測試則處于從屬和輔助位置,研究者對測試不夠重視。

數(shù)字化、標準化、模塊化結(jié)構(gòu)有待提升?!皵?shù)字化時代”是社會與經(jīng)濟現(xiàn)代化的最新標志,關(guān)系著一個國家在科技領(lǐng)域“核心競爭力”的高低。模塊化則是國際電子測量儀器發(fā)展的方向。由于歷史的原因,中國儀器配套行業(yè)的企業(yè)多為良莠不齊的小型企業(yè),標準化的研究也沒有跟上需求的快速發(fā)展,從而導(dǎo)致儀器的材料配套行業(yè)的技術(shù)水平較低。雖然目前已有較大的改觀,但距離整個產(chǎn)業(yè)的要求還有一定距離。所以,還應(yīng)把標準化和模塊化的研究放到重要的位置。還有,在技術(shù)水平?jīng)]有達到的條件下,一味地追求精度或追求高指標,而沒有處理好與穩(wěn)定性之間的關(guān)系。這些都是制約本國儀器發(fā)展的因素。

軟件技術(shù)、集成技術(shù)不夠發(fā)達。軟件技術(shù)在電子測量儀器中的作用,就如同人的大腦一樣,然而現(xiàn)代我國的電子測量儀器中的軟件技術(shù)還遠遠沒有體現(xiàn)出來。電子測量儀器硬件,即電子電路技術(shù)、同軸器件組件技術(shù)、波導(dǎo)器件組件技術(shù)的集成技術(shù),在電子測量儀器中是其重要的核心技術(shù),它與總線技術(shù)、軟件技術(shù)、模塊化技術(shù)共同組成現(xiàn)代化的電子測量儀器,這是我們電子測量儀器企業(yè)尚待攻克的一個難關(guān)。

面向應(yīng)用和現(xiàn)代市場營銷模式還沒有真正建立起來。中國的儀器設(shè)備廠商只是重研發(fā),重視生產(chǎn),重視狹義的市場,還沒有建立起一套完整的現(xiàn)代營銷體系和面向應(yīng)用的研發(fā)模式。傳統(tǒng)的營銷模式在計劃經(jīng)濟年代里發(fā)揮過很大作用,但無法滿足目前整體解決方案流行年代的需求。所以,為了快速縮小與國外先進公司之間的差距,國內(nèi)儀器研發(fā)企業(yè)應(yīng)加速實現(xiàn)從面向仿制的研發(fā)向面向應(yīng)用的研發(fā)的過渡。特別是隨著國內(nèi)應(yīng)用需求的快速增長,為這一過渡提供了根本動力,應(yīng)該利用這些動力,跟蹤應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展。

目前電子測量儀器的高技術(shù)成果

成功研制微波毫米波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀。微波毫米波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是我們成功研制的被稱為“世界電子測量儀器之王”的儀器。該儀器的突出特點主要有以下幾個方面:工作頻帶寬;測量精度高;大動態(tài)范圍;高速實時測試。

調(diào)制域分析儀的成功研發(fā)。調(diào)制域分析技術(shù)是可以用來加速設(shè)計和表征諸如雷達、電子戰(zhàn)、監(jiān)控系統(tǒng)、擴頻通信等的工作和性能特征。調(diào)制域分析儀還非常適合設(shè)計防抱死制動系統(tǒng)、可調(diào)節(jié)懸浮系統(tǒng)、自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)、防撞雷達、各種各樣的航天和防御系統(tǒng)等。

VXI總線技術(shù)取得重大進展。VXI可以大大減小設(shè)備的體積和重量,還可以大大提高測試速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍,它測試系統(tǒng)的適應(yīng)性、靈活性大為提高并且價格適中,有利于充分發(fā)揮計算機的作用。該研究成果已應(yīng)用于“XXX型號遠程雷達綜合測試系統(tǒng)”、“火控雷達綜合測試系統(tǒng)”和各種裝備的VXI總線自動測試系統(tǒng)中。

電子測試儀器向毫米波推進。通信測量儀器達到高技術(shù)水平。通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度超過了人們的想象,所以我們必須適應(yīng)通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,以最快的速度發(fā)展我國的通信電子測量儀器。近幾年成都前鋒電子儀器廠研制完成了無線尋呼檢測儀、電臺綜合測試儀、數(shù)字微波通信測試儀;信息產(chǎn)業(yè)部電子第41研究所研制完成了誤碼測試儀、數(shù)字傳輸/數(shù)據(jù)通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產(chǎn)品都達到了二十世紀末國際先進水平。

現(xiàn)代電子測量儀器的發(fā)展方向及趨勢

電子測量儀器的生產(chǎn)和設(shè)計是衡量一個國家工業(yè)基礎(chǔ)和工業(yè)生產(chǎn)能力的重要標志,因此在儀器儀表生產(chǎn)技術(shù)的研究中要注重解決好產(chǎn)品的設(shè)計和過程監(jiān)管模式,研究新型的儀器儀表應(yīng)注重高精度,高質(zhì)量,穩(wěn)定性,可靠性,可維護性,可操作性,易升級性等。

我國電子測量技術(shù)的發(fā)展應(yīng)保證產(chǎn)品性能更加優(yōu)異,逐步與計算機融為一體,使測試及仿真軟件在儀器中廣泛應(yīng)用,提高自動測試系統(tǒng)的性能,測量數(shù)據(jù)采集和處理的自動化,實時化,數(shù)字化,測量數(shù)據(jù)管理的科學化,標準化,規(guī)格化,測量數(shù)據(jù)傳播于應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化、多樣化、社會化,GPS技術(shù)、RS技術(shù)、GIS技術(shù)、數(shù)字化測繪技術(shù)以及先進的地面測量儀器等廣泛應(yīng)用與工程測量中,并發(fā)揮其主導(dǎo)作用。