|
|
Рекомендован к изданию методической комиссиейСтр 1 из 41Следующая ⇒ Радиотехнического факультета
ISBN 985-418-339-4
Даны общие и необходимые сведения о технике электрорадиоизмерений, приведены структурные схемы измерительных приборов, рассмотрены вопросы оценки погрешностей измерений, уделено большое внимание автоматизации электронных измерений, приведены алгоритмы решения типовых задач по основным разделам дисциплины, а также домашний практикум. Предназначен для студентов радиотехнических специальностей.
УДК 006.9:621.317 (075.8) ББК 30.10 я73
ISBN 985-418-339-4 © УО «ПГУ», 2005 © Янушкевич В.Ф., сост., 2005 СОДЕРЖАНИЕ Введение.................................................................................................................................... 6 Рабочая программа................................................................................................................... 7 Конспект лекций.................................................................................................................... 13 1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИИ................................................................ 14 1.1. Основные понятия и определения..................................................................... 14 2. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ.......................................................................................................................... 19 2.1. Классификация погрешностей........................................................................... 19 2.2. Оценивание и способы уменьшения случайных погрешностей.................... 22 2.3. Способы оценивания и исключения систематических погрешностей.......... 27 2.4. Формы представления результатов измерений и показатели точности........ 28 3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МЕТОДАХ И СРЕДСТВАХ ИЗМЕРЕНИЙ......................... 29 3.1. Классификация средств измерения.................................................................... 29 3.2. Классификация методов измерений.................................................................. 31 3.3.Обобщенные структурные схемы измерительных приборов......................... 32 4. АНАЛОГОВЫЕ И ЦИФРОВЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ.......................................... 34 4.1. Аналоговые приборы.......................................................................................... 34 4.2. Обобщенная структурная схема цифровых измерительных приборов......... 35 4.3. Общие методы повышения точности средств измерений............................... 36 4.4. Нормирование метрологических характеристик средств измерения............ 38 5. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ................................................................... 40 5.1. Аналоговые электромеханические измерительные преобразователи и приборы.................................................................................................................... 40 5.2. Условные обозначения, наносимые на шкалы приборов................................ 41 5.3. Магнитоэлектрические измерительные механизмы........................................ 42 5.4. Электродинамические приборы......................................................................... 44 5.5. Электромагнитные приборы.............................................................................. 48 5.6. Электростатические приборы............................................................................ 49 5.7. Логометры............................................................................................................ 51 5.8. Термоэлектрические приборы............................................................................ 52 5.9. Выпрямительные приборы. Измерение тока.................................................... 54 6. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ.................................................................................................................. 56 6.1. Параметры переменного напряжения............................................................... 56 6.2. Аналого-цифровые преобразователи................................................................ 63 6.3. Цифро-аналоговые преобразователи................................................................. 72 6.4. Цифровые отсчетные устройства (ЦОУ).......................................................... 80 6.5 Общие замечания об измерении тока и напряжения........................................ 87 6.6. Структурные схемы и принцип действия электронных вольтметров.......... 88 6.7. Цифровые вольтметры........................................................................................ 89 6.8. Измерение постоянных напряжений................................................................. 92 6.9. Измерение переменных напряжений................................................................ 93 6.10. Специальные типы вольтметров...................................................................... 99 7. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ........................................................................................... 102 7.1. Общие сведения................................................................................................. 102 7.2. Измерение мощности в цепях постоянного тока........................................... 103 7.4. Общая характеристика методов измерения мощности на высоких и сверхвысоких частотах......................................................................................... 107 7.5. Измерение мощности с помощью терморезисторов...................................... 109 7.6. Калориметрический метод измерения мощности.......................................... 113 7.7. Измерение мощности СВЧ по напряжению, выделяемому на известном сопротивлении.......................................................................................................... 115 7.8. Измерители мощности, основанные на использовании пондемоторного (механического) действия электромагнитного поля............................................ 116 7.9. Измерение проходящей мощности.................................................................. 117 7.10. Метод измерения мощности, основанный на эффекте Холла.................... 119 7.11 Метод, использующий неоднородный разогрев зарядов в полупроводниках................................................................................................... 120 7.12. Измерение импульсной мощности................................................................ 120 8. ИЗМЕРЕНИЕ ЧАСТОТЫ................................................................................................ 121 8.1. Общие сведения................................................................................................. 121 8.2. Метод дискретного счета.................................................................................. 122 8.3. Гетеродинный метод......................................................................................... 127 8.4. Сочетание методов дискретного счета и гетеродинного.............................. 129 8.5. Резонансный метод............................................................................................ 131 8.6. Метод заряда и разряда конденсатора.............................................................. 134 8.7. Методы сравнения с частотой другого источника посредством осциллографа............................................................................................................. 135 8.8. Меры частоты..................................................................................................... 137 9. ИЗМЕРЕНИЕ ФАЗОВОГО СДВИГА........................................................................... 139 9.1 Общие сведения.................................................................................................. 139 9.2. Фазометр с преобразованием сигналов в прямоугольное напряжение....... 141 9.3. Измерения фазового сдвига с помощью осциллографа................................ 141 9.4. Компенсационный метод................................................................................. 143 9.5 Измерение фазового сдвига по геометрической сумме и разности напряжений............................................................................................................... 144 9.6 Фазометр с преобразованием фазового сдвига во временной интервал...... 145 9.7. Цифровые фазометры........................................................................................ 146 10. ОСЦИЛЛОГРАФЫ........................................................................................................ 148 10.1. Общие сведения............................................................................................... 148 10.2. Общая структурная схема и принцип действия электронно-лучевого осциллографа............................................................................................................. 149 10.3. Виды осциллографических разверток........................................................... 150 10.4. Основные узлы электронно-лучевого осциллографа.................................. 153 10.5. Синхронизация развертки.............................................................................. 162 10.6. Двухканальные и двухлучевые осциллографы............................................ 163 10.7. Скоростные и запоминающие осциллографы.............................................. 165 10.8. Техника осциллографирования напряжений................................................ 170 11. АНАЛИЗ ЧАСТОТНОГО СПЕКТРА.......................................................................... 176 11.1. Анализатор спектра параллельного действия.............................................. 177 11.2. Анализаторы спектра последовательного действия.................................... 177 11.3. Дисперсионный анализатор спектра............................................................. 178 11.4. Измерение нелинейных искажений.............................................................. 179 12. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МОДУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ.................... 182 12.1.Амплитудно-модулированный (AM) сигнал................................................. 182 12.2. Измерение параметров сигналов с угловой модуляцией............................ 184 13. ИЗМЕРЕНИЕ ВЕРОЯТНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ....................................................................................................................... 186 13.1 Общие сведения................................................................................................ 186 13.2 Статистические погрешности измерений...................................................... 188 13.3 Общие принципы построения измерителей вероятностных характеристик............................................................................................................ 189 13.4 Измерение математического ожидания.......................................................... 191 13.5 Измерение средней мощности, дисперсии и среднеквадратического отклонения................................................................................................................. 196 13.6 Измерение корреляционных функций........................................................... 198 13.7 Анализ спектров............................................................................................... 205 13.8 Анализ распределения вероятностей.............................................................. 208 14. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КОМПОНЕНТОВ ЦЕПЕЙ С СОСРЕДОТОЧЕННЫМИ ПОСТОЯННЫМИ.............................................................. 213 14.1. Общие сведения............................................................................................... 213 14.2. Резонансные методы измерения параметров линейных компонентов...... 214 14.3. Измерение параметров линейных компонентов методами дискретного счета..................................................................................................... 216 14.4. Измерение параметров транзисторов............................................................ 218 14.5. Прибор для исследования амплитудно-частотных характеристик четырехполюсников................................................................................................. 222 15. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ............................................................................ 224 15.1. НЧ-генератор.................................................................................................... 225 15.2. Измерительный ВЧ-генератор........................................................................ 226 15.3. Генератор импульсов....................................................................................... 226 16. ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЦЕПЕЙ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПОСТОЯННЫМИ................................................................................................................ 227 16.1. Основные соотношения.................................................................................. 227 16.2. Измерительная линия...................................................................................... 230 16.3. Измерение длины волны................................................................................. 231 16.4. Измерение КСВ................................................................................................ 231 16.5. Измерение комплексного сопротивления нагрузки.................................... 231 17. АВТОМАТИЗАЦИЯ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ.............................. 232 17.1. Общие положения............................................................................................ 232 17.2. Автоматизация процессов управления в осциллографах........................... 234 17.3. Цифровая осциллография............................................................................... 239 17.4. Автоматизированный анализатор спектра................................................... 243 17.5. Интерфейс RS-232C......................................................................................... 244 18. МЕТРОЛОГИЯ И СТАНДАРТИЗАЦИЯ.................................................................... 254 18.1. Нормативно-правовая регламентация........................................................... 254 .. 18.2. Международное сотрудничество в области метрологии, стандартизации......................................................................................................... 256 .. 18.3. Отечественная стандартизация...................................................................... 258 18.4. Методы стандартизации.................................................................................. 260 18.5. Государственные стандарты........................................................................... 268 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по проведению практических занятий..................... 275 Экзаменационные вопросы................................................................................................. 299 Словарь новых терминов..................................................................................................... 301 Литература............................................................................................................................. 303 ВВЕДЕНИЕ
Учебно-методический комплекс по дисциплине «Метрология Дисциплина «Метрология и радиоизмерения» обеспечивает базовую подготовку студентов, необходимую для решения задач измерения параметров радиотехнических цепей, оценки погрешностей измерения физических величин, рационального выбора измерительных приборов. Курс «Метрология и радиоизмерения» основан на изучении физики, электродинамики и распространения радиоволн, электронных приборов. В то же время знания, полученные студентами при изучении данной дисциплины, пригодятся при изучении радиоприемных и радиопередающих устройств, радиотехнических систем. Структура УМК по дисциплине «Метрология и радиоизмерения» содержит рабочую программу, конспект лекций, методические указания по проведению практических занятий, словарь новых терминов и материалы, обеспечивающие проведение текущего и итогового контроля качества усвоения знаний и умений. Электро- и радиоизмерения играют существенную роль в развитии современной техники. Это касается не только таких отраслей, как электротехника и радиоэлектроника, но и многих других, поскольку электронные измерительные приборы применяются для измерения любых неэлектрических величин. Создание информационно-измерительных систем позволило автоматизировать сложные технологические процессы и функционирование различных систем. Метрология является наукой, в теоретических и практических достижениях которой заинтересованы все отрасли народного хозяйства и точные науки. Исходя из этого, в конспекте лекций даны общие и необходимые сведения о технике электрорадиоизмерений, приведены структурные схемы многих измерительных приборов, рассмотрены вопросы оценки погрешностей измерений, уделено большое внимание автоматизации радиоэлектронных измерений. Методические указания по проведению практических занятий содержат алгоритмы решения типовых задач по основным разделам дисциплины, а также домашний практикум. Учебно-методический комплекс по дисциплине «Метрология
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ 1.1. Цель преподавания дисциплины Дисциплина «Метрология и радиоизмерения» должна обеспечивать базовую подготовку студентов, необходимую для решения задач измерения параметров радиотехнических цепей, оценки погрешностей измерения физических величин, рационального выбора измерительных приборов. 1.2. Задачи изучения дисциплины: – приобрести знания физических основ явлений и принципов действия основных измерительных приборов, методик измерения параметров радиотехнических цепей; – уметь оценивать погрешность результатов измерений физических величин; – уметь решать задачи, связанные с рациональным выбором измерительных приборов. 1.3. Перечень дисциплин с указанием разделов (тем), усвоение которых студентами необходимо для изучения данной дисциплины:
  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...  Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...  Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...  ЧТО ПРОИСХОДИТ ВО ВЗРОСЛОЙ ЖИЗНИ? Если вы все еще «неправильно» связаны с матерью, вы избегаете отделения и независимого взрослого существования... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|