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電子測量論文:電子測量儀器發展分析論文
一、成功研制出微波毫米波矢量網絡分析儀
我們已經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絡分析儀。隨著我國新體制電子信息系統和新式武器裝備的發展,占領和利用有限的頻譜資源已經成為高新技術發展和軍事電子技術及裝備發展的一個重要特點,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代電子裝備的核心特點。而現代電子裝備的發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絡分析儀。特別是雷達相控陣列技術的普遍應用,對相位和群時延特性的測試要求越來越高,因此矢量網絡分析儀便成為現代電子裝備必備的、關鍵的測試設備,是其他測試設備無法取代的重要檢測手段。另外微波毫米波有源器件CAD技術正在日益普及,而有源CAD的基礎是提取有源器件的S參數,當前只有矢量網絡分析儀有能力同時獲得有源器件的S參數,使CAD的設計結果更接近于實際應用。除此之外,矢量網絡分析儀已走出傳統的線性網絡的應用領域,而在非線性、大功率網絡的測試和分析中發揮著重要作用。另外,以矢量網絡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,因此它的應用領域將是非常廣闊的。
為了適應我國的急需,信息產業部電子第41研究所已成功研制成高水平的矢量網絡分析儀,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,大大減小了系統誤差對測量結果的影響,即使采用非理想的硬件電路,也能獲得高精度測量。
3.大動態范圍,由于矢量網絡分析儀采用高靈敏度幅相接收機技術和數字信號處理技術,提高了小信號測試靈敏度,拓展了測試動態范圍。
4.高速實時測試,由于采用了嵌入式高速計算機技術,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。
信息產業部電子第41研究所,經過多年的艱苦努力,該所研制的矢量網絡分析儀已實現系列化和家庭化,有十多個型號可供用戶選擇,包括同軸和波導校準件在內的測試附件齊全,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內選用。
國產矢量網絡分析儀的研制成功,使我國矢量網絡分析儀的設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的國家,產品的技術水平和品種可以與國外同類產品相比,同時通過對矢量網絡分析儀的研制,掌握了多種以矢量網絡分析儀為核心的自動測量技術和自動測試系統。
二、掌握了調制域測試技術,研制成功調制域分析儀
調制域測試技術是二十世紀末出現的一個新的測試技術領域,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。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系。調制域測試是測量輸入信號隨時間而變化的頻率值,所產生的顯示圖形代表信號的調制域,是信號的頻率值與時間的關系。調制域測試技術是一門新興的非常重要的而技術難度又非常大的測試技術,這主要取決于科學技術和電子裝備的飛速發展。大家知道,過去大多數電子信息傳送的是幅度變化信息,現在轉向傳送數字信息以后,信息越來越多地作為數字脈沖之間的定時或相位關系的方式傳送出去,單單使用示波器或頻譜儀這類的以幅度為基礎的儀器,就不能滿足表征這些數字信號需要了。于是提出了相位數字化新方法。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。調制域測試技術的出現,必將對眾多的測試問題做出新貢獻。事實已經證明,調制域分析技術,在越來越多的應用領域成為一種不可或缺的測試技術,尤其是在軍事電子測試領域更有其重要的意義。
譬如,隨著綜合業數字網和同步光纖網絡等新的數字通信技術進入主流電話系統,其高速傳輸速率應用傳統的測試手段已經不能地測量傳輸信號;再有通信傳輸中晃動的測量,是傳輸中至關重要的一個問題。由于調制域分析技術可以進行二百萬次/秒,64000次背對背的頻率測量,因而它是當今能直接顯示隨時間而變化的晃動技術;再有,調制域分析技術在軍事上具有其獨特的應用,由于它可以測量、分析迅速變化的頻率、時間間隔或相位關系函數,因此調制域分析技術可對這種信號進行調諧,以達到電子裝備的性能,以雷達而言,可以消除其盲點,減少目標運動的負效應,改善雷達系統的作用距離和分辨率。此外,調制域分析儀還非常適合設計防抱死制動系統、可調節懸浮系統、自適應巡航控制系統、防撞雷達、各種各樣的航天和防御系統等。總之,調制域分析技術是可以用來加速設計和表征諸如雷達、電子戰、監控系統、擴頻通信等的工作和性能特征。
南京新聯電子設備有限公司已經研制成10Hz~2.5GHz的調制域分析儀,達到國外同類產品的水平,填補了國內空白,為我國跳頻領域的電子設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,下一步將繼續研制更高頻率的調制域分析儀。三、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個新的母線技術。它首先出現于美國,應用于美國空軍電子測量儀器。VXI總線將VME總線和GPIB結合起來構成一個新的標準,這種模塊式儀器平臺可以滿足未來儀器應用的需要,使電子測量儀器和系統步入一個新的發展時期。VXI總線是一個新的行業標準接口母線,是一種開放的、適應多廠家儀器產品(模塊、插卡式)的行業標準。這個標準的推出有三個原因:一是適應技術發展的要求,二是多廠家的儀器缺乏互聯性,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爭現場所強調的便攜性,VXI可以大大減小設備的體積和重量;二是大大提高測試速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是測試系統的適應性、靈活性大為提高;四是價格適中;五是有利于充分發揮計算機的作用。
這個新的總線標準,在美國應用之后,我國各界都非常欣賞,研究者眾多。我國經過幾年的探索,已經取得了較大的進展,在若干方面實現了具體的應用。如成都電子科技大學測試技術及儀器研究所CAD研究室研制的VXI總線測試軟件平臺是我國VXI測試技術的重大突破,其主要技術指標:1.硬件環境:內嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI轉換器;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。2.軟件環境:Windows98操作系統;支持標準模塊驅動器(VISA32)。3.軟件特性:可編輯的圖形化編程環境;可自定義的虛擬面板;豐富的數據處理函數;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。該研究成果已應用于“XXX型號遠程雷達綜合測試系統”、“火控雷達綜合測試系統”和各種裝備的VXI總線自動測試系統中。
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展,特別是在軍事方面,其發展更為迅速。預計未來電子戰系統的信號環境將達100~200萬個脈沖/秒,裝備系統可能要執行幾十億條指令,目前集成電路的處理能力還不能滿足軍用電子設備的要求,這將影響新一代電子戰系統的作戰能力,為此必須發展超高速集成電路(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,其測試難度相應地大幅度增加。鑒于“現代戰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寬帶功率組件,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,測試技術已成為制約MIMIC進一步發展和提高的瓶頸。因此近幾年我們電子儀器重視向毫米波發展。
信息產業部電子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S參數測試裝置及校準件,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可實現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了微波/毫米波功率的直接測量。南京新聯電子設備有限公司研制完成的EE3395型毫米波頻率計數器,其頻率測量范圍達10Hz~110GHz,該產品可廣泛用于毫米波電子對抗系統、衛星通信設備、高精度雷達及射電天文等領域。
五、通信測量儀器達到高技術水平
通信產業的發展速度超過了人們的想象,所以我們必須適應通信產業的發展,以最快的速度發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、數字微波通信測試儀;信息產業部電子第41研究所研制完成了誤碼測試儀、數字傳輸/數據通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產品都達到了二十世紀末國際先進水平。
六、數字化儀器迅速發展
近幾年,數字化儀器在迅速發展,我國也在不斷研究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。其中四川川嘉電子有限公司的數字化視音頻測量儀,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,現為我國廣電系統選定的儀器。
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品,但與信息技術的飛速發展相比,我國電子測量儀器必須瞄準世界技術的發展方向,做出與信息技術發展相適應的的電子測量儀器產品。
電子測量論文:我國電子測量儀器發展論文
中國電子測量儀器經過40多年的發展,為我國國民經濟、科學教育、特別是國防軍事的發展做出了巨大貢獻。隨著世界高科技發展的潮流,中國電子測量儀器也步入了高科技發展的道路,特別是經過“九五”期間的發展,我國電子測量儀器在若干重大科技領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。
一、成功研制出微波毫米波矢量網絡分析儀
我們已經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絡分析儀。隨著我國新體制電子信息系統和新式武器裝備的發展,占領和利用有限的頻譜資源已經成為高新技術發展和軍事電子技術及裝備發展的一個重要特點,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代電子裝備的核心特點。而現代電子裝備的發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絡分析儀。特別是雷達相控陣列技術的普遍應用,對相位和群時延特性的測試要求越來越高,因此矢量網絡分析儀便成為現代電子裝備必備的、關鍵的測試設備,是其他測試設備無法取代的重要檢測手段。另外微波毫米波有源器件CAD技術正在日益普及,而有源CAD的基礎是提取有源器件的S參數,當前只有矢量網絡分析儀有能力同時獲得有源器件的S參數,使CAD的設計結果更接近于實際應用。除此之外,矢量網絡分析儀已走出傳統的線性網絡的應用領域,而在非線性、大功率網絡的測試和分析中發揮著重要作用。另外,以矢量網絡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,因此它的應用領域將是非常廣闊的。
為了適應我國的急需,信息產業部電子第41研究所已成功研制成高水平的矢量網絡分析儀,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,大大減小了系統誤差對測量結果的影響,即使采用非理想的硬件電路,也能獲得高精度測量。
3.大動態范圍,由于矢量網絡分析儀采用高靈敏度幅相接收機技術和數字信號處理技術,提高了小信號測試靈敏度,拓展了測試動態范圍。
4.高速實時測試,由于采用了嵌入式高速計算機技術,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。
信息產業部電子第41研究所,經過多年的艱苦努力,該所研制的矢量網絡分析儀已實現系列化和家庭化,有十多個型號可供用戶選擇,包括同軸和波導校準件在內的測試附件齊全,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內選用。
國產矢量網絡分析儀的研制成功,使我國矢量網絡分析儀的設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的國家,產品的技術水平和品種可以與國外同類產品相比,同時通過對矢量網絡分析儀的研制,掌握了多種以矢量網絡分析儀為核心的自動測量技術和自動測試系統。
二、掌握了調制域測試技術,研制成功調制域分析儀
調制域測試技術是二十世紀末出現的一個新的測試技術領域,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。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系。調制域測試是測量輸入信號隨時間而變化的頻率值,所產生的顯示圖形代表信號的調制域,是信號的頻率值與時間的關系。調制域測試技術是一門新興的非常重要的而技術難度又非常大的測試技術,這主要取決于科學技術和電子裝備的飛速發展。大家知道,過去大多數電子信息傳送的是幅度變化信息,現在轉向傳送數字信息以后,信息越來越多地作為數字脈沖之間的定時或相位關系的方式傳送出去,單單使用示波器或頻譜儀這類的以幅度為基礎的儀器,就不能滿足表征這些數字信號需要了。于是提出了相位數字化新方法。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。調制域測試技術的出現,必將對眾多的測試問題做出新貢獻。事實已經證明,調制域分析技術,在越來越多的應用領域成為一種不可或缺的測試技術,尤其是在軍事電子測試領域更有其重要的意義。
譬如,隨著綜合業數字網和同步光纖網絡等新的數字通信技術進入主流電話系統,其高速傳輸速率應用傳統的測試手段已經不能地測量傳輸信號;再有通信傳輸中晃動的測量,是傳輸中至關重要的一個問題。由于調制域分析技術可以進行二百萬次/秒,64000次背對背的頻率測量,因而它是當今能直接顯示隨時間而變化的晃動技術;再有,調制域分析技術在軍事上具有其獨特的應用,由于它可以測量、分析迅速變化的頻率、時間間隔或相位關系函數,因此調制域分析技術可對這種信號進行調諧,以達到電子裝備的性能,以雷達而言,可以消除其盲點,減少目標運動的負效應,改善雷達系統的作用距離和分辨率。此外,調制域分析儀還非常適合設計防抱死制動系統、可調節懸浮系統、自適應巡航控制系統、防撞雷達、各種各樣的航天和防御系統等。總之,調制域分析技術是可以用來加速設計和表征諸如雷達、電子戰、監控系統、擴頻通信等的工作和性能特征。
南京新聯電子設備有限公司已經研制成10Hz~2.5GHz的調制域分析儀,達到國外同類產品的水平,填補了國內空白,為我國跳頻領域的電子設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,下一步將繼續研制更高頻率的調制域分析儀三、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個新的母線技術。它首先出現于美國,應用于美國空軍電子測量儀器。VXI總線將VME總線和GPIB結合起來構成一個新的標準,這種模塊式儀器平臺可以滿足未來儀器應用的需要,使電子測量儀器和系統步入一個新的發展時期。VXI總線是一個新的行業標準接口母線,是一種開放的、適應多廠家儀器產品(模塊、插卡式)的行業標準。這個標準的推出有三個原因:一是適應技術發展的要求,二是多廠家的儀器缺乏互聯性,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爭現場所強調的便攜性,VXI可以大大減小設備的體積和重量;二是大大提高測試速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是測試系統的適應性、靈活性大為提高;四是價格適中;五是有利于充分發揮計算機的作用。
這個新的總線標準,在美國應用之后,我國各界都非常欣賞,研究者眾多。我國經過幾年的探索,已經取得了較大的進展,在若干方面實現了具體的應用。如成都電子科技大學測試技術及儀器研究所CAD研究室研制的VXI總線測試軟件平臺是我國VXI測試技術的重大突破,其主要技術指標:1.硬件環境:內嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI轉換器;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。2.軟件環境:Windows98操作系統;支持標準模塊驅動器(VISA32)。3.軟件特性:可編輯的圖形化編程環境;可自定義的虛擬面板;豐富的數據處理函數;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。該研究成果已應用于“XXX型號遠程雷達綜合測試系統”、“火控雷達綜合測試系統”和各種裝備的VXI總線自動測試系統中。
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展,特別是在軍事方面,其發展更為迅速。預計未來電子戰系統的信號環境將達100~200萬個脈沖/秒,裝備系統可能要執行幾十億條指令,目前集成電路的處理能力還不能滿足軍用電子設備的要求,這將影響新一代電子戰系統的作戰能力,為此必須發展超高速集成電路(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,其測試難度相應地大幅度增加。鑒于“現代戰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寬帶功率組件,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,測試技術已成為制約MIMIC進一步發展和提高的瓶頸。因此近幾年我們電子儀器重視向毫米波發展。
信息產業部電子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S參數測試裝置及校準件,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可實現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了微波/毫米波功率的直接測量。南京新聯電子設備有限公司研制完成的EE3395型毫米波頻率計數器,其頻率測量范圍達10Hz~110GHz,該產品可廣泛用于毫米波電子對抗系統、衛星通信設備、高精度雷達及射電天文等領域。
五、通信測量儀器達到高技術水平
通信產業的發展速度超過了人們的想象,所以我們必須適應通信產業的發展,以最快的速度發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、數字微波通信測試儀;信息產業部電子第41研究所研制完成了誤碼測試儀、數字傳輸/數據通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產品都達到了二十世紀末國際先進水平。
六、數字化儀器迅速發展
近幾年,數字化儀器在迅速發展,我國也在不斷研究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。其中四川川嘉電子有限公司的數字化視音頻測量儀,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,現為我國廣電系統選定的儀器。
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品,但與信息技術的飛速發展相比,我國電子測量儀器必須瞄準世界技術的發展方向,做出與信息技術發展相適應的的電子測量儀器產品。
電子測量論文:電子測量儀器技術分析論文
中國電子測量儀器經過40多年的發展,為我國國民經濟、科學教育、特別是國防軍事的發展做出了巨大貢獻。隨著世界高科技發展的潮流,中國電子測量儀器也步入了高科技發展的道路,特別是經過“九五”期間的發展,我國電子測量儀器在若干重大科技領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。
一、成功研制出微波毫米波矢量網絡分析儀
我們已經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絡分析儀。隨著我國新體制電子信息系統和新式武器裝備的發展,占領和利用有限的頻譜資源已經成為高新技術發展和軍事電子技術及裝備發展的一個重要特點,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代電子裝備的核心特點。而現代電子裝備的發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絡分析儀。特別是雷達相控陣列技術的普遍應用,對相位和群時延特性的測試要求越來越高,因此矢量網絡分析儀便成為現代電子裝備必備的、關鍵的測試設備,是其他測試設備無法取代的重要檢測手段。另外微波毫米波有源器件CAD技術正在日益普及,而有源CAD的基礎是提取有源器件的S參數,當前只有矢量網絡分析儀有能力同時獲得有源器件的S參數,使CAD的設計結果更接近于實際應用。除此之外,矢量網絡分析儀已走出傳統的線性網絡的應用領域,而在非線性、大功率網絡的測試和分析中發揮著重要作用。另外,以矢量網絡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,因此它的應用領域將是非常廣闊的。
為了適應我國的急需,信息產業部電子第41研究所已成功研制成高水平的矢量網絡分析儀,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,大大減小了系統誤差對測量結果的影響,即使采用非理想的硬件電路,也能獲得高精度測量。
3.大動態范圍,由于矢量網絡分析儀采用高靈敏度幅相接收機技術和數字信號處理技術,提高了小信號測試靈敏度,拓展了測試動態范圍。
4.高速實時測試,由于采用了嵌入式高速計算機技術,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。
信息產業部電子第41研究所,經過多年的艱苦努力,該所研制的矢量網絡分析儀已實現系列化和家庭化,有十多個型號可供用戶選擇,包括同軸和波導校準件在內的測試附件齊全,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內選用。
國產矢量網絡分析儀的研制成功,使我國矢量網絡分析儀的設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的國家,產品的技術水平和品種可以與國外同類產品相比,同時通過對矢量網絡分析儀的研制,掌握了多種以矢量網絡分析儀為核心的自動測量技術和自動測試系統。
二、掌握了調制域測試技術,研制成功調制域分析儀
調制域測試技術是二十世紀末出現的一個新的測試技術領域,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。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系。調制域測試是測量輸入信號隨時間而變化的頻率值,所產生的顯示圖形代表信號的調制域,是信號的頻率值與時間的關系。調制域測試技術是一門新興的非常重要的而技術難度又非常大的測試技術,這主要取決于科學技術和電子裝備的飛速發展。大家知道,過去大多數電子信息傳送的是幅度變化信息,現在轉向傳送數字信息以后,信息越來越多地作為數字脈沖之間的定時或相位關系的方式傳送出去,單單使用示波器或頻譜儀這類的以幅度為基礎的儀器,就不能滿足表征這些數字信號需要了。于是提出了相位數字化新方法。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。調制域測試技術的出現,必將對眾多的測試問題做出新貢獻。事實已經證明,調制域分析技術,在越來越多的應用領域成為一種不可或缺的測試技術,尤其是在軍事電子測試領域更有其重要的意義。
譬如,隨著綜合業數字網和同步光纖網絡等新的數字通信技術進入主流電話系統,其高速傳輸速率應用傳統的測試手段已經不能地測量傳輸信號;再有通信傳輸中晃動的測量,是傳輸中至關重要的一個問題。由于調制域分析技術可以進行二百萬次/秒,64000次背對背的頻率測量,因而它是當今能直接顯示隨時間而變化的晃動技術;再有,調制域分析技術在軍事上具有其獨特的應用,由于它可以測量、分析迅速變化的頻率、時間間隔或相位關系函數,因此調制域分析技術可對這種信號進行調諧,以達到電子裝備的性能,以雷達而言,可以消除其盲點,減少目標運動的負效應,改善雷達系統的作用距離和分辨率。此外,調制域分析儀還非常適合設計防抱死制動系統、可調節懸浮系統、自適應巡航控制系統、防撞雷達、各種各樣的航天和防御系統等。總之,調制域分析技術是可以用來加速設計和表征諸如雷達、電子戰、監控系統、擴頻通信等的工作和性能特征。
南京新聯電子設備有限公司已經研制成10Hz~2.5GHz的調制域分析儀,達到國外同類產品的水平,填補了國內空白,為我國跳頻領域的電子設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,下一步將繼續研制更高頻率的調制域分析儀。
三、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個新的母線技術。它首先出現于美國,應用于美國空軍電子測量儀器。VXI總線將VME總線和GPIB結合起來構成一個新的標準,這種模塊式儀器平臺可以滿足未來儀器應用的需要,使電子測量儀器和系統步入一個新的發展時期。VXI總線是一個新的行業標準接口母線,是一種開放的、適應多廠家儀器產品(模塊、插卡式)的行業標準。這個標準的推出有三個原因:一是適應技術發展的要求,二是多廠家的儀器缺乏互聯性,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爭現場所強調的便攜性,VXI可以大大減小設備的體積和重量;二是大大提高測試速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是測試系統的適應性、靈活性大為提高;四是價格適中;五是有利于充分發揮計算機的作用。
這個新的總線標準,在美國應用之后,我國各界都非常欣賞,研究者眾多。我國經過幾年的探索,已經取得了較大的進展,在若干方面實現了具體的應用。如成都電子科技大學測試技術及儀器研究所CAD研究室研制的VXI總線測試軟件平臺是我國VXI測試技術的重大突破,其主要技術指標:1.硬件環境:內嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI轉換器;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。2.軟件環境:Windows98操作系統;支持標準模塊驅動器(VISA32)。3.軟件特性:可編輯的圖形化編程環境;可自定義的虛擬面板;豐富的數據處理函數;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。該研究成果已應用于“XXX型號遠程雷達綜合測試系統”、“火控雷達綜合測試系統”和各種裝備的VXI總線自動測試系統中。
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展,特別是在軍事方面,其發展更為迅速。預計未來電子戰系統的信號環境將達100~200萬個脈沖/秒,裝備系統可能要執行幾十億條指令,目前集成電路的處理能力還不能滿足軍用電子設備的要求,這將影響新一代電子戰系統的作戰能力,為此必須發展超高速集成電路(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,其測試難度相應地大幅度增加。鑒于“現代戰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寬帶功率組件,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,測試技術已成為制約MIMIC進一步發展和提高的瓶頸。因此近幾年我們電子儀器重視向毫米波發展。
信息產業部電子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S參數測試裝置及校準件,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可實現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了微波/毫米波功率的直接測量。南京新聯電子設備有限公司研制完成的EE3395型毫米波頻率計數器,其頻率測量范圍達10Hz~110GHz,該產品可廣泛用于毫米波電子對抗系統、衛星通信設備、高精度雷達及射電天文等領域。
五、通信測量儀器達到高技術水平
通信產業的發展速度超過了人們的想象,所以我們必須適應通信產業的發展,以最快的速度發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、數字微波通信測試儀;信息產業部電子第41研究所研制完成了誤碼測試儀、數字傳輸/數據通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產品都達到了二十世紀末國際先進水平。
六、數字化儀器迅速發展
近幾年,數字化儀器在迅速發展,我國也在不斷研究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。其中四川川嘉電子有限公司的數字化視音頻測量儀,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,現為我國廣電系統選定的儀器。
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品,但與信息技術的飛速發展相比,我國電子測量儀器必須瞄準世界技術的發展方向,做出與信息技術發展相適應的的電子測量儀器產品。
電子測量論文:電子測量儀器技術發展論文
中國電子測量儀器經過40多年的發展,為我國國民經濟、科學教育、特別是國防軍事的發展做出了巨大貢獻。隨著世界高科技發展的潮流,中國電子測量儀器也步入了高科技發展的道路,特別是經過“九五”期間的發展,我國電子測量儀器在若干重大科技領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。
一、成功研制出微波毫米波矢量網絡分析儀
我們已經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絡分析儀。隨著我國新體制電子信息系統和新式武器裝備的發展,占領和利用有限的頻譜資源已經成為高新技術發展和軍事電子技術及裝備發展的一個重要特點,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代電子裝備的核心特點。而現代電子裝備的發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絡分析儀。特別是雷達相控陣列技術的普遍應用,對相位和群時延特性的測試要求越來越高,因此矢量網絡分析儀便成為現代電子裝備必備的、關鍵的測試設備,是其他測試設備無法取代的重要檢測手段。另外微波毫米波有源器件CAD技術正在日益普及,而有源CAD的基礎是提取有源器件的S參數,當前只有矢量網絡分析儀有能力同時獲得有源器件的S參數,使CAD的設計結果更接近于實際應用。除此之外,矢量網絡分析儀已走出傳統的線性網絡的應用領域,而在非線性、大功率網絡的測試和分析中發揮著重要作用。另外,以矢量網絡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,因此它的應用領域將是非常廣闊的。
為了適應我國的急需,信息產業部電子第41研究所已成功研制成高水平的矢量網絡分析儀,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,大大減小了系統誤差對測量結果的影響,即使采用非理想的硬件電路,也能獲得高精度測量。
3.大動態范圍,由于矢量網絡分析儀采用高靈敏度幅相接收機技術和數字信號處理技術,提高了小信號測試靈敏度,拓展了測試動態范圍。
4.高速實時測試,由于采用了嵌入式高速計算機技術,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。
信息產業部電子第41研究所,經過多年的艱苦努力,該所研制的矢量網絡分析儀已實現系列化和家庭化,有十多個型號可供用戶選擇,包括同軸和波導校準件在內的測試附件齊全,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內選用。
國產矢量網絡分析儀的研制成功,使我國矢量網絡分析儀的設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的國家,產品的技術水平和品種可以與國外同類產品相比,同時通過對矢量網絡分析儀的研制,掌握了多種以矢量網絡分析儀為核心的自動測量技術和自動測試系統。
二、掌握了調制域測試技術,研制成功調制域分析儀
調制域測試技術是二十世紀末出現的一個新的測試技術領域,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。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系。調制域測試是測量輸入信號隨時間而變化的頻率值,所產生的顯示圖形代表信號的調制域,是信號的頻率值與時間的關系。調制域測試技術是一門新興的非常重要的而技術難度又非常大的測試技術,這主要取決于科學技術和電子裝備的飛速發展。大家知道,過去大多數電子信息傳送的是幅度變化信息,現在轉向傳送數字信息以后,信息越來越多地作為數字脈沖之間的定時或相位關系的方式傳送出去,單單使用示波器或頻譜儀這類的以幅度為基礎的儀器,就不能滿足表征這些數字信號需要了。于是提出了相位數字化新方法。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。調制域測試技術的出現,必將對眾多的測試問題做出新貢獻。事實已經證明,調制域分析技術,在越來越多的應用領域成為一種不可或缺的測試技術,尤其是在軍事電子測試領域更有其重要的意義。
譬如,隨著綜合業數字網和同步光纖網絡等新的數字通信技術進入主流電話系統,其高速傳輸速率應用傳統的測試手段已經不能地測量傳輸信號;再有通信傳輸中晃動的測量,是傳輸中至關重要的一個問題。由于調制域分析技術可以進行二百萬次/秒,64000次背對背的頻率測量,因而它是當今能直接顯示隨時間而變化的晃動技術;再有,調制域分析技術在軍事上具有其獨特的應用,由于它可以測量、分析迅速變化的頻率、時間間隔或相位關系函數,因此調制域分析技術可對這種信號進行調諧,以達到電子裝備的性能,以雷達而言,可以消除其盲點,減少目標運動的負效應,改善雷達系統的作用距離和分辨率。此外,調制域分析儀還非常適合設計防抱死制動系統、可調節懸浮系統、自適應巡航控制系統、防撞雷達、各種各樣的航天和防御系統等。總之,調制域分析技術是可以用來加速設計和表征諸如雷達、電子戰、監控系統、擴頻通信等的工作和性能特征。
南京新聯電子設備有限公司已經研制成10Hz~2.5GHz的調制域分析儀,達到國外同類產品的水平,填補了國內空白,為我國跳頻領域的電子設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,下一步將繼續研制更高頻率的調制域分析儀。
三、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個新的母線技術。它首先出現于美國,應用于美國空軍電子測量儀器。VXI總線將VME總線和GPIB結合起來構成一個新的標準,這種模塊式儀器平臺可以滿足未來儀器應用的需要,使電子測量儀器和系統步入一個新的發展時期。VXI總線是一個新的行業標準接口母線,是一種開放的、適應多廠家儀器產品(模塊、插卡式)的行業標準。這個標準的推出有三個原因:一是適應技術發展的要求,二是多廠家的儀器缺乏互聯性,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爭現場所強調的便攜性,VXI可以大大減小設備的體積和重量;二是大大提高測試速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是測試系統的適應性、靈活性大為提高;四是價格適中;五是有利于充分發揮計算機的作用。
這個新的總線標準,在美國應用之后,我國各界都非常欣賞,研究者眾多。我國經過幾年的探索,已經取得了較大的進展,在若干方面實現了具體的應用。如成都電子科技大學測試技術及儀器研究所CAD研究室研制的VXI總線測試軟件平臺是我國VXI測試技術的重大突破,其主要技術指標:1.硬件環境:內嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI轉換器;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。2.軟件環境:Windows98操作系統;支持標準模塊驅動器(VISA32)。3.軟件特性:可編輯的圖形化編程環境;可自定義的虛擬面板;豐富的數據處理函數;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。該研究成果已應用于“XXX型號遠程雷達綜合測試系統”、“火控雷達綜合測試系統”和各種裝備的VXI總線自動測試系統中。
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展,特別是在軍事方面,其發展更為迅速。預計未來電子戰系統的信號環境將達100~200萬個脈沖/秒,裝備系統可能要執行幾十億條指令,目前集成電路的處理能力還不能滿足軍用電子設備的要求,這將影響新一代電子戰系統的作戰能力,為此必須發展超高速集成電路(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,其測試難度相應地大幅度增加。鑒于“現代戰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寬帶功率組件,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,測試技術已成為制約MIMIC進一步發展和提高的瓶頸。因此近幾年我們電子儀器重視向毫米波發展。
信息產業部電子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S參數測試裝置及校準件,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可實現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了微波/毫米波功率的直接測量。南京新聯電子設備有限公司研制完成的EE3395型毫米波頻率計數器,其頻率測量范圍達10Hz~110GHz,該產品可廣泛用于毫米波電子對抗系統、衛星通信設備、高精度雷達及射電天文等領域。
五、通信測量儀器達到高技術水平
通信產業的發展速度超過了人們的想象,所以我們必須適應通信產業的發展,以最快的速度發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、數字微波通信測試儀;信息產業部電子第41研究所研制完成了誤碼測試儀、數字傳輸/數據通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產品都達到了二十世紀末國際先進水平。
六、數字化儀器迅速發展
近幾年,數字化儀器在迅速發展,我國也在不斷研究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。其中四川川嘉電子有限公司的數字化視音頻測量儀,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,現為我國廣電系統選定的儀器。
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品,但與信息技術的飛速發展相比,我國電子測量儀器必須瞄準世界技術的發展方向,做出與信息技術發展相適應的的電子測量儀器產品。
電子測量論文:汽車電子測量管理論文
隨著汽車中電子系統的增加,如何對高度機電一體化汽車系統進行高效率的測試是中國測試工程師面臨的挑戰,作為本文針對汽車研發過程中所涉及到的各種測試問題,請橫河電機介紹滿足發動機、驅動、振動、環境影響、燃料電池效率和CAN總線測試需要的完整解決方案。
隨著汽車工業與電子工業的發展,越來越多的電子技術被應用在現代汽車上。汽車也將由單純的機械產品向高級的機電一體化產品方向發展。由于實時駕駛信息系統及多媒體設備在汽車上普及,汽車更具個性化、通用性、安全性和舒適性。無線及移動電腦技術迅速發展,即使獨自駕駛在陌生的土地上,也不會覺得孤獨或迷失方向。汽車在人們的生活中不僅僅是代步工具,而逐步成為一種享受生活的方式。在汽車電子領域的研究成為汽車研發中最活躍的一部分,在這方面取得的成果,將在市場上取得更大的回報。
本文針對汽車研發過程中所涉及到的發動機分析、驅動分析、振動分析、環境影響、燃料電池效率分析、CAN總線分析等方面,介紹橫河電機提供的各種測試解決方案(圖1)。
電動汽車燃料電池的測試
對于從事汽車研發的工程師來說,在測試中如下幾方面是影響測試效率和結果的重要因素:
1.各種高頻和低頻、高功率和低功率的電磁輻射干擾
2.共模電圧、振動、多變的環境
3.數據采集分析的性
4.路試時儀器的供電及能耗
5.便于移動和現場使用
通過和汽車生產研發企業的測試工程師溝通,橫河電機不斷改進其產品,使其更適應汽車研究發展的需要。譬如為了適應電動汽車燃料電池的研究需要,橫河電機在DARWIN系列的基礎上開發出DAQMaster系列MX100。
因為每個電池只輸出0.8-1.5VDC,為了輸出足夠的電力。燃料電池組一般由約一百個單片電池組成,特別是汽車應用,電池組會由六百個單片電池構成。電池電壓監視(CVM)系統通過測試電池組結構中每個單片電池的電壓可以檢測出有問題的電池;分析現場或帶負荷長時間運行時的電池性能。
檢測電池電壓時使用差動輸入。雖然單片電池的電壓不高,可是差動輸入端子對測試儀表地端會產生幾百伏的電壓。這種電壓被稱為共模電壓。多數數據采集儀器(DAQ)沒有絕緣,輸入電壓限制范圍一般是5伏或10伏。另外,非絕緣儀器經常容易受接地環路的影響。為了克服燃料電池CVM系統中高共模電壓的問題,要求高電壓絕緣。雖然可以使用外部信號變換器或緩存,為了在減小體積和間低成本的同時保障較高的信號分辨率和精度,現在許多的DAQ系統內置緩存。
MX100DAQMaster可以提供較高水準的通道對地,模塊間和通道間隔離。另外,它的模塊化結構和標準軟件使MX100很容易實現最多1200通道的電池電壓的監視。
同時實現高電壓絕緣和多通道的DAQ系統的設計是一個難題,因為大多數數據采集儀器模塊使用單一A-D轉換器與前端倍增或掃描組合。高共模電壓信號在經過絕緣變壓器和A-D轉換器實現絕緣和離散化之前一定要通過切換繼電器。
MX100在掃描器中使用橫河專利技術的高耐壓固態半導體繼電器,實現了多通道輸入信號的切換,這種繼電器由高耐壓(1500VDC)、低漏電流(3nA)的MOSFET(金屬氧半導體場效應晶體管)和電壓輸出的光電耦合器構成,具有1秒周期內10通道高速掃描、無觸點、長壽命、無噪音等優點。
此外,MX100內部的絕緣變壓器和積分式A-D轉換器也是橫河的專利技術。其他使用電磁式繼電器提供絕緣的DAQ系統,會產生切換時間,切換穩定性,和日常維護的問題。,MX100DAQMaster提供高性能的絕緣和4通道的同期采樣,因為4通道模塊每個通道的硬件采用互相獨立的硬件構成。
對于正確再現波形,采樣率非常重要、高速采集可以得到正確數據。為此MX100的最小測量周期10ms,并且一個系統中可以混合使用3種測量周期,測量周期可以對每個模塊單獨進行設定。MX100支持較大容量2GBytes的CF卡,當通訊故障時開始數據備份當通訊恢復正常時,重新自動開始向PC傳送數據。MX100針對燃料電池測試的高速/多通道/高耐壓/多周期的特點,幫助測試工程師提高了測試的效率和性。
CAN總線分析
在當今汽車中廣泛采用了汽車總線技術。汽車總線為汽車內部各種復雜的電子設備、控制器、測量儀器等提供了統一數據交換渠道。汽車上由電子控制單元(ECU)控制的部件數量越來越多,例如電子燃油噴射裝置、怠速控制(ISC)、防抱死制動裝置(ABS)、安全氣囊裝置、電控門窗裝置、主動懸架等。隨著集成電路和單片機在汽車上的廣泛應用,車上的ECU數量越來越多。于是,一種新的概念--車上控制器局域網絡CAN的概念也就應運而生了。CAN最早是由德國BOSCH公司為解決現代汽車中的控制與測試儀器之間的數據交換而開發的一種數據通信協議,按照ISO有關標準,CAN的拓撲結構為總線式,因此也稱為CAN總線。
隨著CAN總線的廣泛使用,在汽車的研發、生產、維修的各個環節上總線信號的測試與分析變得越來越重要,特別是噪音信號觀測與分析。
由于電纜配線長度、終端阻抗位置而引起的反射噪音等或由連接復數接點時超負荷LEVEL變動等造成的異常現象,可以利用DL7400系列的CAN信號觸發,捕獲CAN總線信號并顯示其波形。根據CAN協議進行的分析以列表的形式和波形信號顯示在一起。觸發條件能被設置成CAN數據幀(ID,Data,RTRbits,等.)的字段或多字段。觸發在錯誤幀時也能被激活。可在時間軸上對捕獲的CAN總線波形數據進行分析,每幀的ID和數據以16進制或二進制符號顯示。
ABS工作時的電池電壓波動
ABS控制裝置通過比較來自附在每個車輪上的速度傳感器的信號監測車輪是否被鎖上。當ABS控制裝置探測到一個輪子被鎖上后,它會給ABS傳動裝置送去一個信號從而打開閥門。ABS傳動裝置包括螺旋管閥門、泵、馬達、制動液箱。打開閥門可以瞬間降低盤式液壓,減弱制動力,可以恢復車輪速度。接著再次迅速提高盤式液壓,通過ABS傳動裝置增加制動力。換句話說,可通過增減盤式液壓防止制動器被鎖上。增加盤式液壓也就是用泵將液體壓入汽缸,會使泵馬達迅速工作。這個快速的馬達將影響控制螺旋管閥門的PWM電流信號。一般ABS操作無法得到這是否影響電池電壓波動。因此,有必要觀察這個電池電壓波動。
利用DL750Max.1GW長內存可以高速采樣捕捉從開始到結束的所有制動動作過程。也可在捕捉到整體過程后,利用放大功能詳細地測試其中某個不規則部分。此功能可自動設定波形參數的自動測試區域,包括放大區域。此放大功能不僅能夠的測試一個周期中的不規則部分也能夠自動測試該放大區域內的波形參數。
動力方向盤控制ECU(含變頻器)/電機開發
動力方向盤(EPS)在小型汽車中應用已經比較普及了,但在需大扭矩的大型車中應用時需要采用3相電機.不同于傳統的DC機,測試3相交流電機需要功率計測試電力及效率.此外,ECU間采用CAN總線通信,還必須測試CAN總線信號。
DL7400可以對CAN總線上特定的ID/Data觸發,實現與其它信號的同步觀測。通用示波器DL1640/DL1740,可以測試ECU的CPU信號,使用100MHz差分探頭和150A電流探頭還可以測試電機的浪涌電流等。DL750最多16ch絕緣輸入,適用于變頻器輸入輸出電壓/電流及ECU控制信號的長時間觀測。WT1600可以評測大型汽車EPS用3相驅動系統變頻器的1次端DC、2次端的3相電流/電壓/功率,變頻器效率。對特定運行模式還可以進行累積功率測試。使用WE7000的時間模塊/CAN模塊/隔離A/D模塊/溫度模塊等可以實現多通道綜合測試。操舵角/消耗電流/電壓/溫度等多通道長時間同時測試。使用CAN模塊可以將CAN總線上的數據同時轉化為物理量實現同時測試。
直噴式柴油發動機噴射實驗
直噴式柴油發動機可以降低燃料費用和凈化廢氣排放.以下就其開發的關鍵-高壓噴射和電子控制的性能評價方法提出解決方案:
1.機械部分設計值的評價(噴射時間與噴射壓力)
測試對象是噴嘴噴射出燃料的噴射壓力,發動機轉速變化及噴嘴電磁閥開關時間。發動機開發需要進行動態測試(逐步提高發動機轉速檢查是否符合設計要求)和靜態測試(在轉速固定狀態下檢查是否運轉穩定)。
2.與ECU控制信號同步測試
與ECU控制信號同步測試,測試ECU正時和實際噴射正時。
本文小結
由于和世界各地整車及部件公司有著廣泛的合作,橫河電機在這一領域有很多測試實例。橫河電機希望能為汽車電子的發展貢獻力量,在合作中能解決更多的測試難題,出現更多的橫河產品應用實例.
電子測量論文:中國電子測量儀器發展
中國電子測量儀器經過40多年的發展,為我國國民經濟、科學教育、非凡是國防軍事的發展做出了巨大貢獻。隨著世界高科技發展的潮流,中國電子測量儀器也步入了高科技發展的道路,非凡是經過“九五”期間的發展,我國電子測量儀器在若干重大科技領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。
一、成功研制出微波毫米波矢量網絡分析儀
我們已經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絡分析儀。隨著我國新體制電子信息系統和新式武器裝備的發展,占領和利用有限的頻譜資源已經成為高新技術發展和軍事電子技術及裝備發展的一個重要特征,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代電子裝備的核心特征。而現代電子裝備的發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絡分析儀。非凡是雷達相控陣列技術的普遍應用,對相位和群時延特性的測試要求越來越高,因此矢量網絡分析儀便成為現代電子裝備必備的、關鍵的測試設備,是其他測試設備無法取代的重要檢測手段。另外微波毫米波有源器件CAD技術正在日益普及,而有源CAD的基礎是提取有源器件的S參數,當前只有矢量網絡分析儀有能力同時獲得有源器件的S參數,使CAD的設計結果更接近于實際應用。除此之外,矢量網絡分析儀已走出傳統的線性網絡的應用領域,而在非線性、大功率網絡的測試和分析中發揮著重要功能。另外,以矢量網絡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,因此它的應用領域將是非常廣闊的。
為了適應我國的急需,信息產業部電子第41探究所已成功研制成高水平的矢量網絡分析儀,該儀器的突出特征主要有以下幾個方面摘要:
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,大大減小了系統誤差對測量結果的影響,即使采用非理想的硬件電路,也能獲得高精度測量。
3.大動態范圍,由于矢量網絡分析儀采用高靈敏度幅相接收機技術和數字信號處理技術,提高了小信號測試靈敏度,拓展了測試動態范圍。
4.高速實時測試,由于采用了嵌入式高速計算機技術,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。
信息產業部電子第41探究所,經過多年的艱苦努力,該所研制的矢量網絡分析儀已實現系列化和家庭化,有十多個型號可供用戶選擇,包括同軸和波導校準件在內的測試附件齊全,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內選用。
國產矢量網絡分析儀的研制成功,使我國矢量網絡分析儀的設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把握此項技術的國家,產品的技術水平和品種可以和國外同類產品相比,同時通過對矢量網絡分析儀的研制,把握了多種以矢量網絡分析儀為核心的自動測量技術和自動測試系統。
二、把握了調制域測試技術,研制成功調制域分析儀
調制域測試技術是二十世紀末出現的一個新的測試技術領域,它和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。時域測試是測量輸入信號隨時間而變化的信號值,是信號幅度和時間的關系。頻域測試是測量輸入信號隨頻率而變化的信號值,是信號幅度和頻率的關系。調制域測試是測量輸入信號隨時間而變化的頻率值,所產生的顯示圖形代表信號的調制域,是信號的頻率值和時間的關系。調制域測試技術是一門新興的非常重要的而技術難度又非常大的測試技術,這主要取決于科學技術和電子裝備的飛速發展。大家知道,過去大多數電子信息傳送的是幅度變化信息,現在轉向傳送數字信息以后,信息越來越多地作為數字脈沖之間的定時或相位關系的方式傳送出去,單單使用示波器或頻譜儀這類的以幅度為基礎的儀器,就不能滿足表征這些數字信號需要了。于是提出了相位數字化新方法。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。調制域測試技術的出現,必將對眾多的測試新問題做出新貢獻。事實已經證實,調制域分析技術,在越來越多的應用領域成為一種不可或缺的測試技術,尤其是在軍事電子測試領域更有其重要的意義。
譬如,隨著綜合業數字網和同步光纖網絡等新的數字通信技術進入主流電話系統,其高速傳輸速率應用傳統的測試手段已經不能地測量傳輸信號;再有通信傳輸中晃動的測量,是傳輸中至關重要的一個新問題。由于調制域分析技術可以進行二百萬次/秒,64000次背對背的頻率測量,因而它是當今能直接顯示隨時間而變化的晃動技術;再有,調制域分析技術在軍事上具有其獨特的應用,由于它可以測量、分析迅速變化的頻率、時間間隔或相位關系函數,因此調制域分析技術可對這種信號進行調諧,以達到電子裝備的性能,以雷達而言,可以消除其盲點,減少目標運動的負效應,改善雷達系統的功能距離和分辨率。此外,調制域分析儀還非常適合設計防抱死制動系統、可調節懸浮系統、自適應巡航控制系統、防撞雷達、各種各樣的航天和防御系統等。總之,調制域分析技術是可以用來加速設計和表征諸如雷達、電子戰、監控系統、擴頻通信等的工作和性能特征。
南京新聯電子設備有限公司已經研制成10Hz~2.5GHz的調制域分析儀,達到國外同類產品的水平,填補了國內空白,為我國跳頻領域的電子設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,下一步將繼續研制更高頻率的調制域分析儀。
三、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個新的母線技術。它首先出現于美國,應用于美國空軍電子測量儀器。VXI總線將VME總線和GPIB結合起來構成一個新的標準,這種模塊式儀器平臺可以滿足未來儀器應用的需要,使電子測量儀器和系統步入一個新的發展時期。VXI總線是一個新的行業標準接口母線,是一種開放的、適應多廠家儀器產品(模塊、插卡式)的行業標準。這個標準的推出有三個原因摘要:一是適應技術發展的要求,二是多廠家的儀器缺乏互聯性,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爭現場所強調的便攜性,VXI可以大大減小設備的體積和重量;二是大大提高測試速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是測試系統的適應性、靈活性大為提高;四是價格適中;五是有利于充分發揮計算機的功能。
這個新的總線標準,在美國應用之后,我國各界都非常欣賞,探究者眾多。我國經過幾年的探索,已經取得了較大的進展,在若干方面實現了具體的應用。如成都電子科技大學測試技術及儀器探究所CAD探究室研制的VXI總線測試軟件平臺是我國VXI測試技術的重大突破,其主要技術指標摘要:1.硬件環境摘要:內嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI轉換器;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。2.軟件環境摘要:Windows98操作系統;支持標準模塊驅動器(VISA32)。3.軟件特性摘要:可編輯的圖形化編程環境;可自定義的虛擬面板;豐富的數據處理函數;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。該探究成果已應用于“XXX型號遠程雷達綜合測試系統”、“火控雷達綜合測試系統”和各種裝備的VXI總線自動測試系統中。
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展,非凡是在軍事方面,其發展更為迅速。預計未來電子戰系統的信號環境將達100~200萬個脈沖/秒,裝備系統可能要執行幾十億條指令,目前集成電路的處理能力還不能滿足軍用電子設備的要求,這將影響新一代電子戰系統的作戰能力,為此必須發展超高速集成電路(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,其測試難度相應地大幅度增加。鑒于“現代戰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寬帶功率組件,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。但是從若干年的探究看,測試技術已成為制約MIMIC進一步發展和提高的瓶頸。因此近幾年我們電子儀器重視向毫米波發展。
信息產業部電子第41探究所最近研制完成的AV3615三毫米S參數測試裝置及校準件,和主機一起可以進行三毫米波段的幅度和相位量;頻譜儀的毫米波擴頻模塊和該所研制的高性能頻譜分析儀一起組成系統可實現9kHz~110GHz頻段的頻譜分析;毫米波功率計探頭系列和主機一起實現了微波/毫米波功率的直接測量。南京新聯電子設備有限公司研制完成的EE3395型毫米波頻率計數器,其頻率測量范圍達10Hz~110GHz,該產品可廣泛用于毫米波電子對抗系統、衛星通信設備、高精度雷達及射電天文等領域。
五、通信測量儀器達到高技術水平
通信產業的發展速度超過了人們的想象,所以我們必須適應通信產業的發展,以最快的速度發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、數字微波通信測試儀;信息產業部電子第41探究所研制完成了誤碼測試儀、數字傳輸/數據通信分析儀、七號信令測試儀等。這些產品都達到了二十世紀末國際先進水平。
六、數字化儀器迅速發展
近幾年,數字化儀器在迅速發展,我國也在不斷探究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。其中四川川嘉電子有限公司的數字化視音頻測量儀,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,現為我國廣電系統選定的儀器。
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品,但和信息技術的飛速發展相比,我國電子測量儀器必須瞄準世界技術的發展方向,做出和信息技術發展相適應的的電子測量儀器產品。
電子測量論文:電子測量技術現狀及發展
摘要:本文綜合論述了電子測量技術的現狀和總體發展趨勢,分析了電子測量儀器的研究開發,闡述了我國電子測量技術與國際先進技術水平的差距,進而提出了發展電子測量儀器技術的對策。特別是由于測試技術的突破帶來的電子測量儀器的革命性變化.同時,針對業界自動測試系統的發展歷史和現狀提出了作者的一些看法,并介紹了業界的近期進展和近期標準.近年來,以信息技術為代表的新技術促進了電子行業的飛速增長,也極大地推動了測試測量儀器和設備的快速發展。鑒于中國在全球制造鏈和設計鏈的重要地位,使得這里成為全球各大測量儀器廠商的大戰場,同時,也帶動了中國本土測試測量技術研發與測試技術應用的迅速發展。
關鍵詞:LXI、ATE、自動測試系統、智能化、虛擬技術、總線接口技術VXI
一、前言
中國電子測量技術經過40多年的發展,為我國國民經濟、科學教育、特別是國防軍事的發展做出了巨大貢獻。隨著世界高科技發展的潮流,中國電子測量儀器也步入了高科技發展的道路,特別是經過“九五”期間的發展,我國電子測量技術在若干重大科技領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。進入21世紀以來,科學技術的發展已難以用日新月異來描述。新工藝、新材料、新的制造技術催生了新的一代電子元器件,同時也促使電子測量技術和電子測量儀器產生了新概念和新發展趨勢。本文擬從現代電子測量技術發展的三個明顯特點入手,進而介紹下一代自動測試系統的概念和基本技術,引入合成儀器的概念,面向21世紀的我國電子測量技術的發展趨勢和方向是:測量數據采集和處理的自動化、實時化、數字化;測量數據管理的科學化、標準化、規格化;測量數據傳播與應用的網絡化、多樣化、社會化。GPS技術、RS技術、GIS技術、數字化測繪技術以及先進地面測量儀器等將廣泛應用于工程測量中,并發揮其主導作用。
二、測試技術現狀及其存在的問題
現在人們通過實踐已越來越認識到測試技術的重要性,國內測試技術也已有了很大的發展,現在已基本上采用了標準化、模塊化設計體制。已從CAMAC、PC總線、STD總線向VXI、PXI總線發展,從堆疊式測試系統向標準化、模塊化測試系統發展,并先后研制出國產化VXI模件、VXI測試系統及PXI系統,使我國測試系統技術水平逐步進入國際先進行列。在航天器、武器系統的單元系統中也設計了自檢測功能,但在實用的自動測試系統中,尤其在武器系統的測試中,缺少實用的人工智能測試技術,故障診斷水平低、實用性差、網絡化水平低。從測試體制的變革方面,國內尚沒有邊緣掃描技術和完善的智能內裝測試系統。因此,與國外存在比較大的差距,國外20世紀八十年代末,九十年代初即提出了內裝測試系統和可測試性概念,隨后研制出了設備,并制訂出了相應標準。近年來中國測量技術的性和穩定性問題得到了很多方面的重視,狀況有了很大改觀。測試技術行業目前已經越過低谷階段,重新回到了快速發展的軌道,尤其最近幾年,中國本土測量技術取得了長足的進步,特別是通用電子測量設備和汽車電子設備的研發方面,與國外先進產品的差距正在快速縮小,對國外電子儀器巨頭的壟斷造成了一定的沖擊。隨著模塊化和虛擬技術的發展,為中國的測試測量儀器行業帶來了新的契機,加上各級政府日益重視,以及中國自主應用標準研究的快速進展,都在為該產業提供前所未有的動力和機遇。從中國電子信息產業統計年鑒中可以看出,中國的測試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新創企業,也催生出了一批批性和穩定性較高的產品。擁有中國該領域重點實驗室的中國電子集團公司第41研究所,憑借著本土測試領域的龍頭地位,通過屬下的青島興儀電子設備有限責任公司,成功地實現了由技術到產品的轉化,開發出了多款具有很高技術水平的產品。該所研制出的高純微波合成信號發生器、微波噪聲系數分析儀、便攜式射頻頻譜分析儀、2.5Gb/sSDH/PDH數字傳輸分析儀、高性能的光通訊設備,包括光譜分析儀和高性能微型光時域反射計,還有高速數字示波器等,目前都已經形成比較完整的產品系列。其中AV1489型高純微波合成信號發生器采用全正向設計方法,突破了高純度微波頻率合成等多項關鍵技術;AV3984型微波噪聲分析儀突破了智能微波噪聲源等多項關鍵技術;AV4022型便捷式射頻頻譜分析儀突破了小型化設計與制造等關鍵技術,還有高性能的AV3600系列的寬帶矢量網絡分析儀,DT系列數字電視碼流實時檢測儀等。另外,該所還與海信集團一道,研制出了數字電視全部四個層次上的測試儀器。無疑這對中國的數字電視產業的發展將起到很大的推動作用。這些儀器除了能解決所有通用協議分析外以及物理層的各種指標的測試外,還有一個很重要的特點,就是結合中國數字電視標準和特點,保留了很好的可升級性。
三、電子測量技術的發展方向
我國測試技術已經進入標準化設計階段,而且已采用了工業界先進的計算機I/O總線標準和數字化總線、儀器總線相結合的標準,逐步接近國際先進水平。但如何進一步發展,發展的主要內容是什么,這是擺在從事測試技術的每個工程人員需要認真思索的問題。任何技術的發展均取決于社會發展的需求。根據安捷倫公司在1996年對檢測成本統計:硬件成本6%,檢測開發24%,檢測操作57%,維護成本占13%。除了硬件成本外,其它三項基本是軟件開發、維護、操作成本。因此,對TPS的開發、移植、維護、重用,應是測試系統的重要研究內容。因此,美國在ABBET(廣域測試)對測試軟件作了重點描述和規范。它以信息模型對測試信息進行規格化描述,消除了層次間測試信息移植、共享和應用的障礙。將測試從宏觀上劃分為產品描述層、測試策略和要求層、測試過程層、測試資源管理層、儀器控制層等內容。其根本目的是建立一種通用的ATS開放系統體系結構,從該體系結構再衍生出由具體硬件、軟件和系統實現的體系結構,達到測試貫穿于產品從設計思想到裝備現場的整個壽命周期,包括從一個壽命周期階段到另一個壽命周期階段相關測試信息的傳遞;生成所需測試程序與過程中信息的使用;故障隔離和修理時,在編寫報告和診斷操作中測試維護信息收集和診斷信息反饋。同時通過漸近方法確定ATS開放系統體系結構。計劃了四個發展項目,每個發展項目完成后,產生一個ATS開放系統體系結構的完好部件,從而增加了該體系結構的開放程度與能力水平。四個發展項目分別解決“儀器互換性和互操作性”、“TPS可移植性和互操作性”、“壽命周期信息交換”、“過程與工具”。通過四個發展項目產生了ATS信息架構和軟件架構。在測試領域對人工智能技術應給予高度重視。
3.1總線接口技術
總線是所有測試系統和故障診斷系統的基礎和關鍵技術,是系統標準化、模塊化、組合化的根本條件,國內外都是依據總線系統來組建各類測試系統,以確保硬件、軟件、系統級的兼容性、互換性和重構功能,研究和開發總線系統是設計、研制開放式體系結構的核心任務,也是測試系統技術研究的關鍵技術。
采用總線結構設計的系統,具有簡化系統設計、性高、維護性好、產品易于升級換代,便于組織生產工藝和成本低,真正能變串行生產為并行生產等重要優點。VXI總線技術是二十世紀末出現的一個新的母線技術。它首先出現于美國,應用于美國空軍電子測量儀器。VXI總線將VME總線和GPIB結合起來構成一個新的標準,這種模塊式儀器平臺可以滿足未來儀器應用的需要,使電子測量儀器和系統步入一個新的發展時期。VXI總線是一個新的行業標準接口母線,是一種開放的、適應多廠家儀器產品(模塊、插卡式)的行業標準。這個標準的推出有三個原因:一是適應技術發展的要求,二是多廠家的儀器缺乏互聯性,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爭現場所強調的便攜性,VXI可以大大減小設備的體積和重量;二是大大提高測試速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是測試系統的適應性、靈活性大為提高;四是價格適中;五是有利于充分發揮計算機的作用。
通用測試技術基礎的關鍵技術
3.2軟件平臺技術
軟件是組建系統核心技術之一,對于測試軟件、TPS可兼容、可移植和重用一直是測試系統的關鍵技術。擬建立測試軟件通用平臺,重點研究CORBA、DCOM、COM等中間件語言。
這些軟件充分利用了現今軟件技術發展的近期成果,在基于網絡的分布式應用環境下實現應用軟件的集成,使得面向對象的軟件在分布、異構環境下實現可重用、可移植和互操作。主要原理是引入中間件(Middleware)作為事務,完成客戶機(Client)向服務對象(Server)提出的業務請求,實現客戶與服務對象的分開,客戶不需要了解服務對象的實現過程以及具體位置。
同時提供軟總線機制,使得在任何環境下,采用任何語言開發的軟件只要符合接口規范的定義,均能集成到分布式系統中。
同時對現有的IVI、Vpp、SQL、ODBC、VRML語言等進行應用研究。
3.3專家系統技術
由于專家系統具有很好實用性,已被廣泛應用于科學、工程制造,尤其是宇航領域得到了廣泛應用。美國自由號空間站、歐洲尤里卡平臺、哥倫布空間艙,以及日本的吉姆艙都設計了故障診斷專家系統。在新一代載人航天器——航天飛機、載人飛船,作為性的重要保障手段之一的故障診斷專家系統得到了廣泛應用。“自由號”空間站是美國大型載人航天工程。由于該工程結構龐大,設計復雜以及高和高自主性要求,基于人工智能的故障診斷專家系統是其重要組成部分。NASA投入大量資金用于空間站系統級管理、故障診斷以及分系統級故障診斷專家系統的研制工作,包括診斷推理專家系統。由于故障診斷專家系統以其在實際應用中發揮的作用和取得的效益受到了工程界的普遍重視,專家系統已成為故障診斷技術發展的主流。專家系統是一門綜合性很強的學科,開發一個成功的專家系統需要系統設計人員與應用領域中的人類專家密切合作,一般將專家系統的設計人員稱為知識工程師(KnowledgeEngineer),將參加專家系統開發的人類專家稱為領域專家(DomainExpert)。專家系統(ExpertSystem)是一種模擬人類專家解決領域問題的計算機程序系統。專家系統內部含有大量的某個領域的專家水平的知識與經驗,能夠運用人類專家知識和解決問題的方法進行推理和判斷,模擬人類專家的決策過程,來解決該領域的復雜問題。從處理問題性質看,專家系統善于解決那些不確定性、非結構化的問題,主要用于知識處理,而不是數據信息處理。從處理問題的方法看,專家系統則主要依靠知識表達技術、知識推理、知識收集和編碼,知識存貯和編排,建立知識庫及其管理系統,利用專家知識和經驗求解專門問題,而不是數學描述的方法來解決問題。從系統結構看,專家系統則強調知識與推理的分離,因而系統具有很好的靈活性和擴充性。從知識推理能力看,專家系統的工作是在環境模式驅動下的知識推理過程,而不是在固定程序控制下的指令執行過程。從咨詢解釋能力看,專家系統不僅對用戶的提問給出解答,而且能夠對答案的推理過程做出解釋,提供答案的可信度評估。專家系統能不斷對自己的知識進行擴充、完善和提煉。而傳統程序都無法做到。專家系統內部包括兩個主要部分:知識庫和推理機。因為專家系統依賴于推理,它必須能夠解釋這個過程,所以它的推理過程是可檢查的,解釋機是復雜專家系統的一個必要部分。
由于專家系統具有很多突出優點,如:適應強。它能在任何計算機硬件上使用。專家系統是專家知識的集成,具有高水平的復合性,由幾個專家復合起來的知識,其水平可能會超過一個單獨的專家,而且復合專家知識在任何時候可同時和持續地解決某一問題。而且持久性好。專家知識是持久的,不會像專家那樣會退休,或者死亡,專家系統可以比專家反應更迅速或更有效。某些突發的情況需要響應得比專家更迅速,因此實時的專家系統具有重要應用。
專家系統的廣泛應用促進了專家系統的發展。一般診斷專家系統開發可以采用高級程序語言、通用人工智能語言、專家系統工具,也叫專家系統外殼來進行。
根據需求采用專家系統工具來開發故障診斷專家系統。因為,專家系統工具是一個具有知識表示和推理機的基本框架系統,能保障快速、高質量的組建、開發出故障診斷專家系統。因此,研究和開發專家系統和專家系統工具是組建測試系統和故障診斷系統的基礎和關鍵技術,是測試技術的重要研究內容。
3.4虛擬測試技術
通過虛擬測試系統,可以使產品歷經虛擬設計、虛擬加工、虛擬裝配、產品性能虛擬測試和虛擬使用全過程。虛擬測試的結果信息可用于優化、改進虛擬制造技術中有關的設計和過程參數。由于虛擬測試在虛擬制造技術中應用的普遍性,能促進整個虛擬制造技術體系更為完備和工程實用化。因此,開展虛擬制造環境的虛擬測試技術研究和應用具有重要而深遠的意義,而計算機技術、虛擬技術和測試技術的發展,以及大量工程實用數據的積累,也使得建立虛擬測試系統具備了現實的可能性。我們開展虛擬測試技術研究,就是用虛擬工程概念解決型號研究中的實際測試問題。通過構造型號虛擬測試環境解決型號研制過程中的測試具體問題,包括參數精度測試,各種物理參數的虛擬產生,過程測試方法的模擬、測試程序的執行檢測,對象模擬,以及虛擬模發、模飛等。
通過構建軍事裝備或大型工程的虛擬測試環境,建造一個通用的虛擬測試平臺,可以適應各種型號模擬測試試驗,對每種型號的測試需求均可在此通用的虛擬測試平臺進行試驗驗證測試,通過虛擬測試驗證,修正、完善軍事裝備的設計、提高研制質量;同時在明確軍事裝備和大型工程需求情況下通過虛擬測試環境可對需要設計的測試發射控制系統和各類測試分系統體系結構(分布式多總線復合結構或嵌入式單機箱系統)、系統組成、配置、功能模塊要求、實時性、傳輸性、性、維護性均可在通用的虛擬測試平臺上完成演示驗證,進行完善設計和研制。當前,虛擬測試的研究和應用主要集中在兩方面:
一是基于虛擬儀器技術的虛擬測試,基于虛擬儀器技術的虛擬測試的核心思想是“軟件就是儀器”。其實現途徑是在一定硬件基礎上,利用計算機和軟件及相應算法來替代傳統測量儀表和裝置,如:信號調理與傳輸儀表,信號顯示記錄儀、存儲儀表、信號分析與處理儀表,以及有關控制、監控環節。
另外,就是基于虛擬現實技術的虛擬測試。基于虛擬現實技術的虛擬測量,則是在虛擬現實環境下,借助多種傳感器和必要的硬件裝備,根據具體需求,完成有關的測量任務。在虛擬環境下可以設計、構建所需要的虛擬測試系統,進行虛擬測試、虛擬測量操作、測量過程仿真及虛擬制造中的虛擬測試等。
在虛擬現實環境下進行虛擬測試,能夠將人、測量設備、測量系統模型和測量仿真軟件集成于一體,提供良好的人機交互和反饋手段,產生逼真效果。然而目前虛擬現實的硬件設備和工具價格昂貴,VR技術在測量領域的應用應注重技術功能的實現,不必追求品質的、的VR環境。
上述兩類虛擬測試較大區別是:基于虛擬儀器技術(VI)的虛擬測試盡管也被稱做“虛擬”,但是,它不可能虛擬,其中,被測量對象模擬化不虛,傳感器不虛,數采不虛,測量操作不虛,測量結果不虛。而基于虛擬現實技術的虛擬測試,一般強調交互和沉浸,首先要使參與者有“真實”的體驗,為了達到這個目的,就必須提供多感知的能力。目前基于虛擬儀器技術的虛擬測試和基于虛擬現實技術的虛擬測試日趨走向集成和融合。虛擬測試可以降低實際測試操作的費用,減少在危險環境中實際操作的危險性,虛擬測試所具有的擬實性、靈活性和低成本,使之成為虛擬現實技術的一個主要應用領域。尤其在虛擬制造中具有重要作用,它貫穿于虛擬設計、虛擬加工制造、虛擬裝備以及產品性能檢測和使用的全過程,實現虛擬制造各個階段有機銜接,推進虛擬制造技術的發展和工程化。因此,開展虛擬制造環境的虛擬測試技術研究和應用具有重要而深遠的意義,而計算機技術,虛擬技術和測試技術的發展,以及大量工程實用數據的積累,也使得建立虛擬測試系統具備了現實的可能性。
四、展望未來
綜上所述,21世紀的電子測量儀器隨著芯片技術和DSP技術的發展將達到前所未有的高性能,隨著計算機技術與儀器的進一步融合,儀器的易操作性,易升級性,測量能力,數據處理和分析能力,都得到了大幅度提高。與此同時,軟件無線電正越來越多地被應用到各個領域,仿真技術將為用戶的設計和驗證提供了更加強大和方便的工具。自動測試系統經歷了從GPIB系統到VXI系統,從VXI系統到VXI與GPIB混合系統的發展歷程,越來越多的軍工用戶希望擁有一種長壽命且高性能的系統標準體系來承擔日益復雜的測試壓力和維護成本的壓力,面對未來的挑戰,LXI儀器將在繼承現有測試技術的基礎之上,為下一代測試技術和測試儀器,特別是ATS測試系統的革新帶來新的希望。
電子測量論文:電子測量技術教學改革探析
《高師理科學刊雜志》2016年第11期
引言
電子測量技術不僅是電信號測量的主要方式,而且在生物、醫學、建筑等領域也得到了廣泛的應用.對于理工類大學生來說,電子測量儀器已經成為實驗室不可或缺的重要設備,電子測量技術課程的重要性不言而喻.由于電子測量技術課程涉及的內容范圍很廣,很多繁雜的公式需要理解和推導,學生面臨的學習難度較大,學習效果不能令人滿意[1-3].因此,教學改革的目標是激發學生對理論知識的學習興趣,增強學生的實踐動手能力,從而提高學生分析和解決問題的能力.本文從課程內容改革、課堂教學、實驗教學和成績評定等方面對教學改革進行了闡述.實踐證明,教學改革極大激發了學生的學習興趣,綜合設計能力有了很大提高,教學改革初見成效.
1課程內容的改革
以往的電子測量技術課程內容相對陳舊,公式繁多推導過程復雜,導致很多學生望而生畏.為此,修訂了新的電子測量技術教學大綱和電子測量實驗指導書.從電子測量的誤差分析開始,重點介紹時域、頻域和數據域的測量方法,以及相關的典型儀器.在此基礎上,以提高學生的實際動手能力為標準,對原有的課程體系進行了改革.刪減了對提高學生綜合能力毫無益處的純粹理論性的推導,增加了新出現的各種先進電子測量儀器的功能原理和使用方法.做到教學內容既有對本學科的介紹,又有具體實例,讓學生把理論和實際緊密地聯系起來,為實踐操作能力的提高打下基礎.電子測量技術的發展日新月異,要在內容上不斷更新,緊跟技術發展的前沿.將無線WiFi技術、藍牙以及光纖通信在電子測量領域中的應用加入到教學內容中,讓學生了解到更多的新方法、新產品和新技術.
2課堂教學改革
改變以往以教師為中心的教學模式,充分發揮學生自身的主觀能動性,引導學生進行自主性的學習.在學時有限的前提下,做到重點突出,主次有序.例如:示波器作為電信號時域測量的典型儀器,需要對學生著重講解.在課堂上不能一味使用多媒體,要將板書和多媒體有機結合在一起.多媒體可以使抽象的知識形象化、具體化,而對于重要的公式推導,應用板書更有利于學生的理解和掌握.由于教學內容相對獨立,各章節內容不容易聯系起來.教師要強化不同知識點之間的橫向聯系,從不同角度對問題進行闡述,擴展學生的思維能力.教師要避免傳統的“填鴨式”教學,在課堂上有針對性的提出問題,讓學生先對問題進行分析,提出自己的想法并與他人交流.對重要的知識點,教師要把握深度,充分講解.布置課后作業,了解各種電子測量儀器的適用范圍,嘗試獨立制定符合實際的測量方案.
3實驗教學改革
在不增加總學時的條件下,盡量增加實驗學時和實驗個數.實驗教學分為基礎性實驗、綜合性實驗和設計性實驗3種類型.基礎性實驗包括基本電子測量儀器的使用方法、常用電子元件的識別、電路基本參數的測量等;綜合性實驗包括電路的綜合測試、多種電子測量儀器的測試系統等;設計性實驗則要求基于教師給出的實驗任務,學生獨立設計實驗方案,選擇實驗儀器,完成測量任務.對學生因材施教,對于創新能力強的學生,可以增加綜合性、設計性實驗,減少基礎性實驗.同時,努力提高教師的實驗教學能力.學院為任課教師提供赴企業、高校學習深造的機會,邀請企業技術骨干和學者講學,提高教師的實驗水平.
4成績評定
以往的成績評定以筆試成績為主,造成很多學生即使分數很高,其實踐能力仍然有限.為此,從課堂表現、作業完成情況、實踐操作和筆試4個環節對學生的成績進行綜合評定,大幅度提高學生實踐環節的權重,避免了學生重理論輕實踐的弊病,讓學生始終保持學習的積極性.
5結語
通過教學改革,學生學習的積極性有了很大提高,教學效果顯著改善,并在多項省部級電子設計大賽中取得優異成績.電子測量的教學改革是在實踐中不斷前進和發展的,快速發展的測量技術對今后的教學提出了更高的要求.只有以培養學生的實踐能力為中心,才能培養出符合用人單位需要的合格人才.
電子測量論文:項目教學在電子測量技術教學中實踐
項目教學法是以實踐為導向、教師為主導、學生為主體,從職業崗位的實際需求出發,選擇具有典型性的事例作為教學內容,通過實施一個完整的項目任務完成教學過程,其目的是在課堂教學中把理論與企業生產實踐有機地結合起來,充分發掘學生的創造潛能,培養學生的自學能力、觀察能力、動手能力、研究和分析問題的能力、協作和互助能力、交際和交流能力。
1課題研究的現實意義
1.1開展項目教學是實現高職教育以“就業為導向”的培養目標的需要
高職教育的目標是“培養學生的社會適應性,教育學生樹立終身學習理念,提高學習能力,學會交流溝通和團隊協作,提高學生的實踐能力、創造能力、就業能力和創業能力,培養德智體美發展的社會主義建設者和接班人。”
1.2開展項目教學是改革現行應用電子技術專業實踐教學模式的需要
應用電子技術專業學生未來的就業崗位多數是電子產品生產企業的產品質檢、生產工藝管理、設備安裝維修、產品銷售等一線崗位,需要應職人員有較的職業技能、較高的綜合素質。傳統的教學方法注重的是理論知識的傳授,所開展的實踐教學缺少與企業生產實際的聯系,有些實踐教學內容因教材知識更新跟不上生產技術的進步而顯得陳舊落后,不適應實際生產需要。開展項目教學首先需要深入企業調研,以勝任電子信息技術職業崗位(群)需求為目標,以專業技能培養為主線,以企業要求為質量標準進行課程教學設計,使學生通過本課程的學習,能掌握電子測量的基本原理和技能,能根據不同的被測對象正確地構建測量系統和選擇測量方法、正確制訂測量方案和熟練操作測量儀器、正確采集分析和處理測量數據。通過技能實訓培養學生分析與解決計量檢測實際問題的能力,為今后從事電子產品質量檢測工作打下一定的基礎。
1.3開展項目教學是激發學生學習興趣的需要
項目教學有利于改變部分學生學習興趣不濃的現狀。讓學生快樂地學習是提高教學效果的基礎,項目教學法能使課堂教學真正成為實施素質教育、培養學生創新素質的主渠道,有利于培養學生的創新人格。項目任務的設計是基于企業生產過程的真實事件,體現了對知識的綜合運用,有利于提高學生的綜合能力。
1.4開展項目教學是提升教師的專業技能和管理水平的需要
一個項目的成功與否在相當大的程度上,有賴于一個的教師團隊。作為項目實施的組織者,不僅要有扎實的技術能力、個人能力(樂于助人和善于交流、影響力認知能力、個人工作效力等)、領導能力、激發并運用團隊潛能能力,更應該具備對這種教學方法的熱情和興趣。所以項目教學有利于提高教師專業技能和管理水平。
2課題研究的調研階段
項目教學法是通過完成完整的項目任務,讓學生獲得相關的知識與技能,并發展職業能力的教學方法。在設計《電子測量技術》課程項目任務時首先需要了解電子產品生產企業職業崗位對《電子測量技術》課程知識體系要求是什么。帶著這一任務,2009年暑假期間課題組成員深入我院校企合作企業“華冠通訊(江蘇)有限公司”、“偉創力(蘇州)科技公司”、“緯創資通(昆山)有限公司”進行調研活動。
2.1校企合作共建課程體系
課題組人員參觀了華冠通訊(江蘇)有限公司SMT表面貼裝生產線、產品組裝車間、質量檢測部門等,與企業生產質檢人員、生產技術人員、工程部、生產調度部門等人員進行課程開發座談,了解生產工藝流程、質檢流程,廣泛聽取企業技術專家對課程教學設計的合理建議,共擬課程教學大綱、構建貼近和滿足實際應用能力需求的職業能力訓練體系;召開我院在該企業進行頂崗實習的應用電子技術專業的學生座談會,聽取實習學生對頂崗實習的感想,對學院專業課程教學改革的建議,以他們的親身經歷和切身體會幫助審視以往《電子測量技術》課程體系中存在的問題。通過與行業企業的深入交流研討,確立了以電子產品生產過程質量檢測工作應具備的職業能力為重點,從工作過程系統化的學習情境設計入手,以職業工作崗位需求為導向,以能力為培養目標,以職業能力培養為重點,項目為載體,學生為中心,進行課程體系改革的建設思路。
2.2基于真實生產過程開發課程項目任務
通過一系列的企業調研與分析,依據電子產品生產工藝流程的質量檢測工作過程,從中提煉出典型的測量項目任務,每個項目任務再分解為若干個學習情境,每個學習情境的實施都是一個完整的工作過程。重構后的課程教學內容分為6個項目任務,16個學習情境,每個學習情境完成一個典型工作任務。
3實施階段遇見的問題及解決的方法
3.1實施階段遇見的問題
在課題實施的初期,學生對這種全新的教學方法一時還難以適應,具體表現是:
3.1.1學生學習主動性不夠
在教學的初期,學生的學習習慣還停留在傳統教學模式上,對教師的依賴思想較嚴重,不能主動發現問題、提出問題,更談不上解決問題。
3.1.2缺乏創造性運用專業術語進行表述的能力
語言組織能力差,不善于用專業術語描述項目任務完成的結果,參與討論活動能力較低,團隊協作主動性較差。課堂教學中不愿冒尖現象較普遍。學生在討論或者回答問題時,總是擔心答對了同伴會說出風頭,答錯了自己丟面子。因此課堂討論活動難以展開。
3.1.3缺乏求異精神,創新意識不強
循規蹈矩、墨守成規,創新意識不強,習慣接受教師的安排。
3.2解決的方法
出現以上問題的原因是長期以來我國的高職教學注重專業理論知識的傳授與積累,而忽視創造性思維的養成和語言實踐活動的開展,導致學而不用或不會用的學與用嚴重脫節的現象。針對以上問題,課題組成員在教學過程中采取了一些相關的措施:
3.2.1培養學生良好的心理素質
專業教師在開展項目任務實施的過程中開展項目實施方案策劃討論會、項目小組技能竟賽、項目任務完成匯報演講等活動,幫助學生克服羞怯、緊張、恐懼的心理,鼓勵學生大膽嘗試、勇于表達。
3.2.2創造友好、自由、安全的教學環境
教師對學生出現的語言錯誤保持高度的寬容精神,營造良好的交際氣氛,建立融洽和諧的師生關系,使學生保持輕松積極的學習狀態和交際愿望。
3.2.3轉變教學觀念
教師教學的任務不僅僅是培養學生的認知能力,更重要的是較大限度啟發學生積極思維,創造性地運用所學知識,解決現實問題。
3.2.4優化組合教學方法
《電子測量技術》課程的教學方法的改革著眼于培養學生的專業技能應用能力和創新思維能力,變知識型、學究型為智能型、創新型。在項目教學法的實施過程中,我們引用了分層次教學法、互動開放式教學法、情境教學法、項目小組學習法、以賽促學法等激發學生的學習興趣,通過多種教學方法的優化組合提高教學效果。
4研究成果及推廣應用
“項目教學法在《電子測量技術》教學中的應用研究”作為江西省高等學校教學改革研究省級立項課題從立項到結題經歷了三年時間,達到了預期的效果,完成了重構課程教學體系,重新編制教學大綱,制作多媒體課件,電子教案的編寫,精品課程網站的建設,職業技能訓練指導教材的編寫等工作,形成了一套科學有效、客觀公正地評價學生綜合技能水平和學習成績、教師的教學效果的考試考核辦法。該課題的研究成果之一“電子測量與儀器”精品課程被江西省教育廳評為省級精品課程(精品課程網址:)。“項目教學法在《電子測量技術》教學中的應用研究”作為專業課程教改成果在我院專業教學中已得到廣泛推廣應用,通過項目教學有效地轉變了教師的教學理念,提高了學生的職業技能水平,使學生的學習真正達到“學以致用”的目的。
電子測量論文:電子測量的發展及實用性
在對象運行的狀態下能夠持續進行測量,并直觀地記錄下相關的數據,這樣就方便人們對被測對象進行了解和分析。同時,電子測量技術在實現遙測和不間斷測量時能夠利用熒光示波法或發光二極管來直接顯示出測量的結果,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[4]。
與計算機技術結合緊密電子測量技術的高速發展離不開計算機技術的大力支持,因此電子測量技術和計算機技術的緊密集合是又一個應用優點。在進行電子測量的過程中,具體的測量結果和需要控制的信號主要是電信號,這樣就使得整個電子測量的信號能夠很好地利用D/A、A/D變換來實現和計算機的連接。微型計算機的不斷發展,讓電子測量儀器能夠更加便捷地攜帶,能夠對測量的數據、結果以及變化情況進行記錄和保存,體現了電子測量技術多功能、高性能的特點。
客戶不必要對被測對象的具體位置和測量過程進行了解,就能夠利用軟件平臺技術將整個測量語言集成到整個軟件平臺系統中來。總線接口技術總線是電子測量系統中測量的關鍵和基礎,能夠實現整個電子測量技術的組合化、標準化和模塊化[6]。電子測量技術的發展離不開總線接口技術,總線系統能夠組建整個電子測量系統,從而確保整個系統的軟件、硬件能夠得到兼容和互換,這些將是今后電子測量技術發展中的核心研究任務和關鍵技術。
總線接口技術的應用能夠讓整個電子測量系統的測量速度得到很大的提高[7],同時減小儀器設備的自重和體積,為測量進程提供足夠的便捷,還能夠很好地結合計算機的作用,最終保障整個電子測量及時能夠進入到一個全新的發展時期。總線接口技術的性高、系統設計簡單,并且維護性優良,還能夠進行簡便的升級換代,因此在今后的電子測量技術發展過程中,總線接口技術會得到更多的應用。
在電子測量技術中的應用能夠讓整個測量更加具有工程實用化,更加完備。計算機技術、測量技術和虛擬技術的發展,以及電子測量技術信息數據的不斷累積,給整個虛擬測試技術在電子測量系統中的應用提供了一定的基礎,整個電子測量技術中虛擬測試技術的應用已經能夠得以實現。運用虛擬測試技術來解決電子測量過程中的實際問題,能夠對被測對象的實際測量工作起到很好的指導作用,同時還能夠提高整個測量進程中數據的進度和測量效率。專家系統技術專家系統技術的應用成為了電子測量技術發展的又一個重要內容。
綜上所述,目前電子測量技術的應用已經得到了社會的普遍認可,其本身具有的優點提高了整個測量工作的精度和效率。在電子測量技術今后的發展中,要結合計算機技術、通信技術和網絡技術的特點來實現人工智能化的改進和完善,從而推動整個電子測量技術的進步。
作者:陳華清 單位:洪都航空工業集團
電子測量論文:電子測量技術實驗教學研究
電子測量技術實驗教學本學院沒有專門的實驗室,但基本的測量理論需要相關的試驗驗證,同時一些基本的電子測量儀器也需要學生掌握基本操作,而這些儀器正是為電子類學科相關課程實驗和課程設計所需要的。基于多年來的電子測量技術理論教學,結合現有的實驗室條件,充分考慮學生具有的相關知識,對電子測量技術實驗進行研究,提出具體的實驗方案并進行實踐,特別是的綜合設計類實驗。
一、電子測量技術實驗教學需求
1.電子測量技術理論課基本內容電子測量技術教學大綱有幾次修改,但都包括如下基本內容:①數據處理和誤差分析;②信號發生器;③時頻測量;④電壓測量;⑤時域測量。2.電子測量技術實驗教學內容通過研究電子測量技術理論課基本內容,確定電子測量技術實驗教學需要包括如下實驗內容:①信號發生器實驗;②時頻測量實驗;③電壓測量實驗;④示時域測量實驗。數據處理和誤差分析包含在相關的實驗中。3.電子測量技術實驗教學需要的儀器根據實驗教學內容,可以確定需要的儀器主要包括:信號發生器、計數器、交流毫伏表、示波器、數字萬用表。電子測量技術實驗教學沒有專門的實驗室,剛開設時都用來擴充理論課教學。通過研究基本實驗儀器需求,確定這些儀器在模擬電子技術實驗室中基本都用,其后的實驗課都開設在此實驗室。但實驗教學中發現缺少綜合設計類的實驗,全部都是驗證性的實驗。通過進一步研究實驗內容、實驗室具有的儀器及學生具有的相關知識,設計了電子測量技術綜合設計性實驗內容,從而形成了完整的電子測量技術實驗教學內容。
二、電子測量技術實驗教學方案
通過多年研究和教學實踐,形成的電子測量技術實驗教學內容如表1所示。電子測量技術實驗教學中1、2、3為基本實驗,充分利用模擬電子實驗中的相關儀器,但綜合設計性實驗4所需要的頻率計電路板實驗室中沒有,所以采取動手設計頻率計電路板,并完成焊接及相關功能的調試。
三、頻率計電路設計方案
設計此實驗的目的是完成電子測量技術綜合設計性實驗,把已經初步掌握的三個基本實驗中涉及的儀器操作進一步綜合應用,通過動手設計來實現電子測量技術實驗的基本內容,同時能結合學生已經具有的知識。通過研究和實踐,形成了頻率計電路設計方案,如圖1所示。此設計方案根據電子測量技術中頻率的定義來實現:單位時間內(1秒)內周期性事件重復的次數。周期性事件采用信號發生器提供的周期性脈沖信號,單位時間采用模擬電子技術試驗過的555單穩態電路提供,重復的次數采用在數字電子技術試驗過的十進制計數器來實現,顯示采用數碼管來直接顯示被測量對象的頻率,一共4位。該方案工作原理如下:555單穩態電路輸出單位時間1秒,控制頻率計計數器對輸入的周期性脈沖在單位時間內計數,然后通過頻率計顯示器顯示計數結果,即為周期脈沖的頻率。在設計方中充分考慮實驗的綜合性、設計性和具有的相關知識。在綜合性方面,此設計方案把前面三個實驗中用的主要儀器操作和參數測量都使用到;在設計性方面,主要功能模塊555單穩態電路和頻率計計數器電路學生可以查閱資料自行設計,具體見頻率計電路詳細設計。
四、頻率計電路詳細設計頻率計電路
如圖2和圖3所示。圖2中包括電源接口,輸入5V電壓取自模擬電子試驗臺,免去額外電源,當然也配有USB接口的電源線,學生可以采用手機充電器或者電腦USB作為電源,另外還提供4組插針的電源,便于在設計相關電路時采用杜邦線連接。另外還包括電源指示燈和電源開關。555單穩態電路的時間常數包括電位器R1和C2,通過調整電位器R1可以改變時間常數,獲得需要的單位時間1秒,按鍵S2為觸發按鍵,按下S2即可獲得單位時間,C2兩端采用插針,根據需要可以設計為高電平或者低電平暫態輸出,指示燈可以指示單穩態電路的狀態。單位時間可以通過示波器來測量,特別是需要數字示波器,否則不容易測量。頻率計計數電路包括復位電路R2和C3,通過設計可以獲得高電平或者低電平復位信號,按鍵S3可以實現手動復位,從而實現計數顯示清零,計數芯片采用CD4518,兩片級聯為4位十進制計數器,通過JP2(外部輸入脈沖)和JP11(CD4518脈沖輸入管腳)的不同,可以實現與555兩類不同的單穩態電路配合,學生需要查閱芯片資料,設計不同的電路,通過測試選擇的方案。外部輸入的脈沖采用信號發生器提供,同時需要通過示波器來觀測脈沖信號的頻率、電平幅度和脈沖寬度。圖3為頻率計顯示電路,采用共陽極數碼管靜態顯示電路,4位數碼管分別由BCD碼譯碼器芯片74LS47D直接驅動。此部分電路不需要學生進行設計,只要頻率計計數器電路設計正確,顯示電路就能正常工作。
五、電子測量技術實驗教學實踐
設計制作完畢后的頻率計電路板如圖4所示。及時版采用學生課外焊接的方式,實驗中問題太多,實驗學時遠遠不夠,沒能很好突出實驗任務,第二版由筆者手動焊接后完整調試,實驗中發給學生,學生通過杜邦線的不同連接實現不同的功能,類似現在實驗設備中常見的實驗箱。通過多次實踐發現效果不錯,達到了實驗目的,制作的電路板主要芯片采用插座,出現問題手動更換芯片即可,可以多年使用,實驗費用低。
六、結論
經過多年多次的電子測量技術實驗教學環節的研究和實踐,解決了沒有專門實驗室的短板,充分利用現有實驗條件,同時通過老師自己制作電路版,很好滿足了綜合設計性實驗要求,制作費用很低,并且可以多年使用,降低了實驗費用。學生通過相關實驗,能進一步理解相關實驗儀器原理,掌握相關操作。
作者:郭建昌 張戈 單位:河南南陽理工學院電子與電氣工程學院
電子測量論文:數字信號處理對電子測量的影響
摘要:數字信號處理是當前使用電子儀器進行測量工作的重要組成組成部分。可以說,測量是人類社會發展過程中必不可少的一項工作,而電子儀器則是測量工作發展至今最為先進的設備。如何才能夠通過數字信號處理加強電子測量儀器的使用效果成為了當前亟待解決的問題。本文便將對數字信號處理技術對電子測量與儀器的影響進行分析,并提出一些意見與建議。
關鍵詞:數字信號處理;電子測量;電子儀器
引言
所謂數字信號處理,便是指使用計算機或者是其他信息化設備對采集到的信號進行加工處理與分析,從而得到有效信息的過程。數字信號處理實際上便是將一個類型的信號轉換成數字信號,從而便于計算機等專業設備進行信號的處理工作。我們知道,信息是人類了解外界并與外界進行互動的最主要介質,然而信息本省并不具備傳遞功能,因此必須借助信號來實現傳遞的過程。由此我們便可以看出,信號傳遞與信號處理在當下所具有的重要意義。
1數字信號處理的重要意義
隨著人類社會的不斷發展,社會生產力也有著非常明顯的進步,而在各類生產實踐活動中,測量工作占據著非常重要的地位。而數字信號處理則可以對現有的電子儀器測量工作進行優化,使其產生更加顯著的效果。
1.1測量的作用
首先,測量可以將抽象事物的描述具象化。在生產制造行業,想要將一個產品進行批量生產,必須要了解該產品的各項參數。而這些參數的來源便是測量工作的結果。比如進行機械零件的制造,如果工程師只是進行語言敘述,很難讓生產工作人員產生較為直觀的感受,但是如果將測量結果交給工程師,其便可以嚴格按照參數進行零件的生產工作。其次,測量可以使規范生產活動的行為。仍以機械零件制造為例,在完成了生產工作之后,往往需要對零件進行檢查以判定其是否符合標準。,便是測量可以明確各個工作環節。在進行生產實踐工作時,如果已經提前對零件的各項參數進行測量,工作人員便可以清楚的認識到零件的形狀、尺寸等固定參數。這樣便可以知道工作人員的具體生產制造工作,確定每一個生產環節的實施步驟。
1.2數字信號處理的重要意義
隨著測量技術的不斷發展,當前的測量工作都已經開始使用電子測量儀器。一般來說,如果使用電子測量儀器,測量結果都是通過電信號的方式表示的,測量人員很難對其進行度數,更不用說對測量結果進行處理分析了。而數字信息處理工作則可以將電信號轉化成數字信號,隨后再利用數字信號處理技術對其直接進行分析,或是表現為工作人員能夠辨識的信號,便于工作人員后續工作的進行。其在進行直流電壓測量時,可以先進行數/模轉換;而如果不能夠得到直流電壓時,便可以先進行交流/直流轉換,隨后再進行數/轉換,從而得到的測量結果。通過這個實例,我們可以發現,數字信號利用對測量過程的改變以簡化測量中復雜的問題,并且減少測量中各種因素對測量結果產生的影響。
2數字信號處理技術對示波器使用的重要影響
所謂示波器便是可以通過波形顯示被測量值得一種電子儀器,被測信號可以通過電子束打在熒光物質屏幕上顯示出的圖像被工作人員更加方便且的解讀與分析。常規的電量都可以通過示波器進行顯示,像是電壓、電流、峰值、頻率等;而一些較為特殊的電量也可以通過示波器進行觀察,如相位差、調幅度等。示波器在電子測量過程中的使用非常常見,但是如果選用示波器或是使用示波器的操作不符合要求,同樣也會對測量結果造成一定的影響。如果拋開此類問題不談,示波器所顯示出來的圖形能否的描述出被測信號呢?為了能夠更好地解答這個題,我們可以將示波器設備看作是一個線性系統,這樣我們便可以得出如下關系式:其中,s(t)為我們所需要進行測量與觀看到的信號;so(t)是我們通過示波器觀看到的波形;h(t)為我們輸入的信號源;而“*”則是表示卷積運算的符號。為了能夠保障測量人員所希望觀測到的信號與示波器顯示出的圖形具有較強的契合度,我們必須保障示波器的輸入激響能夠符合狄拉克函數,即進行轉換之后,我們便可以清晰的看出,這個信號顯然是一個失真信號。假設我們使用的是數字式存儲示波器來觀測信號,觀測人員所需要應對的問題更加復雜。其一,觀測人員在對觀測信號前沿的上升時間進行估算時,人們往往會使用方根準則。但是方根準則能否使用需要嚴格遵循其既定要求,也就是被測信號必須是高斯信號,而示波器設備也需要是高斯系統,同時,對于示波器階躍響應上升時間的估算也是如此。一般來說,在進行電信號觀測的過程中,所進行測定的信號很少有高斯信號,示波器與高斯系統之間有著較大的差異。如果強行按照這種方式進行估計,那么難免會出現較大的誤差。其二,如果我們需要通過對示波器信號進行觀測以確定示波器的階躍響應過沖,那么我們必須對信號特性以及示波器的帶寬進行考慮。我們可以根據研究結果確定RC放大器的3dB帶寬的轉換成績為0.35,而高斯系統的3dB帶寬以及其階躍響應上升時間的乘積為0.345。一般來說,我們可以將示波器看作是高斯系統,那么轉換系數也便可以確定為0.35和0.345。由此我們便可以看出,想要使用示波器進行信號進行觀測,則必須對轉換系數進行一定的更正。通過上述兩點我們可以看出,示波器的測量也會存在誤差,但是在平常的測量過程中,常常需要使用到示波器。為了避免誤差的影響,我們便需要采用數字信號處理的反卷積技術。利用反卷積技術我們可以對上方的式1進行轉換,得出如下關系式:式5其中,(1/*)便表示了反卷積運算,通過這個關系式我們可以看出如果使用反卷積計算方式便可以將兩者之間的差距盡可能縮小。在過去,該計算方式只是理論推斷上能夠使用,在實際的工程項目中很少會運用。而現在,各項專業技術發展速度極快,利用數字信號處理技術便可以使之正式運用到工程實踐項目的操作中。假設我們使用了一個標準信號輸入到數字存儲示波器中,并將輸入信號設為s(k),這樣我們便可以計算出示波器對信號發生相應的離散型算式h(k)。如果將這個離散算式進行儲存,并且加存一個信號重構的反卷積算法,這樣我們便可以得出。
結論
無論我們所使用的示波器是否達到觀測的標準、信號是否為失真信號,我們都可以根據現有的信號進行重構以得出我們所需要使用到信號。這樣,進行電量信號的觀測便無需再受到示波器的限制。當然,每個示波器都擁有自身已經確定的較高采用率,如果我們將采樣的頻率設為fs,那么根據奈奎斯特采用定理,示波器能夠進行享用的較高頻率為fs/2。換而言之,只要頻率小于fs/2,示波器都可以進行無失真重構。若我們沒有直接使用數字存儲示波器進行觀色,那么無失真的頻率范圍便會大幅度縮小,因此,為了能夠保障信號質量,必須保障采樣的頻率是示波器實際帶寬的數倍。也就是說,如果無失真較高頻率為fs/4,那么帶寬則為四倍,同理亦然。這樣便可以提高示波器的實際使用范圍,并且極大程度上提高示波器的測量度。3結論人類社會發展的過程中永遠的離不開測量工作,其是社會生產實踐活動的重要基礎,而電子測量技術與電子測量儀器則是當前測量工作所使用的高級手段,為實現測量工作的化提供了重要保障。通過上文我們可以看出,數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,甚至會能夠讓電子儀器測量的性能提高至原效果的數倍以上。雖然當前該種方式仍然存在這一定的問題,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攀登。
電子測量論文:電子測量多角度教學改革分析
摘要:
從電子測量的發展趨勢以及目前電子測量課程在教學中存在的問題,提出教學模式改革的具體思路和改革措施。基于傳統教學模式已經不能滿足課程發展要求,學校要從電子測量課程的理論教學、實踐操作、教學方法等方向出發,通過現代化教育資源和手段對課程進行化改革,促使學生善于思考、勤于動手、勇于創新,以滿足當今社會應用型人才的培養需求。
關鍵詞:
電子測量;多角度;教學改革;研究
0引言
電子測量是現代科學獲取信息的重要手段,是現代電子科學研究的必備基礎。電子測量技術課程是電子信息工程專業必修的專業基礎課,同時也是理論性、應用性以及綜合性很強的課程。電子測量技術課程不僅僅是學生學習其他專業課程的基礎課程,而且是從事電子行業的專業基礎,,該課程的對于電子專業學生來說至關重要,它直接影響學生后續專業的學習,進而影響步入社會以后從事電子行業的求職道路。電子測量技術課程的特點很鮮明,實踐性和應用性較強,主要考察學生的思考能力和實踐能力。針對此特點,以提高學生的實踐能力、創新能力、思考能力為目標,滿足當今社會的發展和需求,本文提出從理論教學內容、實踐內容、教學方法等多個方面有針對性的對課程進行教學改革,從多個角度出發,以提高電子測量技術的教學質量,更容易讓學生掌握所學的電子測量技術的基本知識。在學習中能夠熟練應用電子測量技術的相關方法,在實踐中綜合運用相關知識和方法解決實際問題,為自己以后的學習和工作打下堅實的基礎。
1改善理論教學內容
傳統的電子測量技術理論課程的教學模式比較單一,無法讓學生詳細的了解并掌握近期的測量儀器的使用。所以傳統教學模式的局限性就表現在學習結果上。由于電子測量的應用性和綜合性很強,僅僅依靠書本知識和教師的理論講解無法做到深入淺出、清晰透徹,學生也只能半知半解,云里霧里,難以激發學習的興趣和求知欲。因此,改善傳統的理論教學刻不容緩。電子測量技術的教學內容主要包括經典內容和技術更新兩個方面。經典內容主要包括各種參量的測量方法、測量誤差的來源與修正、測量結果和數據處理等測量基礎理論知識,以及常用電子測量儀器的電路組成原理、正確操作使用、故障分析與排除等。教師在教學過程中應當適當向學生展示的畢業設計作品,并講解其基本構造、工作原理和使用方法等,積極引導學生去思考,以提高學生的思考能力和創新能力,增強其學習的積極性和主動性。經典內容的教學,能夠讓學生熟練掌握電子測量理論知識,能夠根據實際情況選擇合適的測量儀器,使用合理的測量方法。現如今是技術更新非常迅猛的時代,在教學中要盡可能的向學生傳遞近期的電子測量技術信息,為學生進行簡單講解,同時要鼓勵學生積極提問和發言。傳統的電子測量儀器已經逐漸被淘汰,比如指針式的電壓表、電流表,而智能化的、數字化的電子測量儀器越來越普及,逐漸將傳統的電子測量儀器淘汰。因此在課堂上要對落后的、逐漸被淘汰的測量儀器、模擬儀器進行簡單概述。通過向學生展示近期的電子測量技術的應用動態,以及先進的電子測量儀器在各個領域的應用,讓學生感受到技術更新帶來的巨大變化,讓學生了解更多的知識和技術,使學生所學內容跟隨技術更新的步伐。
2提高實踐內容
為了讓學生更加快速的輕松進行學習,并且能夠有效掌握實踐內容,可以將實踐內容進行分類。及時類實踐內容為基本實踐內容,主要為掌握各類測量儀器的使用方法,比如測量波形、電阻值、電容等。學生通過對這些基本實踐內容的學習,加深了對理論知識的理解,有利于學生對多種電子測量儀器在實際生活中的應用。在課堂上教師將理論與實踐相結合,不應該像傳統的教學模式一樣,教師只注重課堂上理論知識的講解,而忽略實踐內容的展開。傳統教學模式很容易造成理論與實踐的脫節,課堂上理論知識學的很好,到了實踐內容上又會對理論知識產生模糊印象。因此,課堂教學模式要注重理論聯系實際,讓學生在實際操作中加深對理論知識的理解,合理利用多媒體教學,為學生展示各類實驗,在實踐中讓每個學生投入其中,增強學生的動手能力。第二類實踐內容為綜合實踐內容,主要涉及簡易測量儀器的設計等。此類實踐內容一般將理論知識應用到設計當中,以實踐應用推動理論教學。整個設計過程中,教師要對學生闡述實踐項目設計目標、相關資料等,并正確引導學生查閱參考文獻。學生需要根據所學知識構建設計思路,選擇測量儀器,制動設計流程,匯總數據,填寫實驗報告。在整個實踐內容的開展的過程中,學校和教師為學生提供了一個好的平臺,使學生的綜合實踐能力得到提升和鍛煉。
3豐富教學方法
電子測量技術作為一門理科類課程,理論知識內容抽象,不易理解。因此,在教學過程中,教師要配合現代化教學資源,例如多媒體課堂,能夠有效地利用圖形、文字、聲音甚至影像,這樣不僅能夠提升學生的學習興趣和積極性,而且大大提高了教學質量和效率。多媒體教學能夠充實教學內容,提高教學效果,順利完成教學目標。將電子測量技術以圖像、聲音、影像的形式呈現于課堂,通過視覺和聽覺向學生傳遞近期的電子測量信息,以圖像向學生展示測量儀器的每一個結構組成,以聲音的形式向學生介紹其工作原理及其作用,讓學生更深入、更便捷的掌握電子測量知識。
4結語
隨著信息技術的飛速發展,電子測量多角度教學的改革掙脫了傳統教學模式的束縛,增加了課堂教學的多樣性和豐富性,這不僅加深了學生對于電子測量知識的重視,也調動了學生學習的積極性和主動性。通過多角度教學改革,學生的思考能力、創新能力、動手能力得到大大提升。而教學改革要立足于學科本身,能夠做到與時俱進,才能達到教學改革的成效。
電子測量論文:電子測量課程教學方法改革
摘要:該文主要探討了關于“電子測量”這門課程的多媒體課件演示與傳統黑板板書講解相結合、理論教學與常規實驗教學相結合、利用數字東林與學生進行交流等一些切實可行的新的教學方法,在教學實踐中證明了這些教學方法對于學生學習的積極性具有一定程度的調動作用,并且可以提高學生的實踐能力,從而培養出可以快速適應社會需求的應用型人才。
關鍵詞:電子測量;教學方法;實踐能力;應用型人才
當今的社會高等教育已滲透到各個方面,大學生已不再是一個人人羨慕的名詞,這就導致了當代大學生的素質參差不齊。由于高中的高壓學習方式,很多大學生到了大學難以提起學習的興趣,教師再使用以前的教學方式只會讓學生產生抵觸甚至是厭煩的情緒,對學生的成績和學習興趣產生了負面影響。針對這種情況,教師應該認真思考如何改變自己現有的教學方法和教學手段,教育出具有較高學習能力的新型人才。本文就電子信息專業的基礎課“電子測量”闡述了作者在教學時的經驗與思考。
1如何充實教學內容
電子測量這門課程所要求的基礎專業知識包括:誤差分析、測量儀器的原理和工作特點、常用基本測量方法和常用測量儀器的日常使用和維護等。現代社會科技的發展越來越快,知識不斷發展,其速度超出我們的想象,特別是現在人們越來越依賴于計算機,所以電子測量這門課程也應該走進一個新的階段。但是現在教材仍然和以前沒有太大的區別,大部分都是理論闡述,教師根據課本上的內容在課堂上進行枯燥的闡述,沒有吸引學生的地方。但是電子測量,就應該體現測量兩個字,特別是具體的測量方法,不應該只是書本上干巴巴的闡述,而是教師應該在具體的實踐中讓學生動手了解。為了培養適應社會的復合型人才,我們應與公司里的一些正式的項目、實習相關聯,與市場接軌,為社會上的實際工作打下堅實的基礎。總的來說,當代社會我們為了減少這些缺陷,我們應該將教學活動與社會需求結合起來,在扎實理論的同時更要培養學生的實踐動手能力,這就要求教師在有限的課堂時間內增加教學內容,培養新型復合型人才。這是一門理論和實踐同時進行的課程。在理論方面可大致分成兩個部分,首先是基礎內容,主要含有對誤差的分析、儀器的基本原理和使用方法、基礎參數的測量方法。在基礎課上學習具體的儀器時,教師可以拿出實驗室現有的儀器現場操作進行介紹,這樣學生可以通過實際的操作產生更加深刻的印象,學習效果也會更好。在介紹近年來產生的新技術時,沒有具體的儀器可以以社會上實際的產品項目為例,使講解不會枯燥無味。學生能參加的實習項目要根據課程需求進行選擇。東北林業大學中電子信息、通信工程專業的學生選擇本課程之前,幾乎所有的學生已經進行過模電、數電等基礎課程的學習。這個時候學生已經可以進行具體的實習了。在參加校外的相關實習之前,我們在校內采取的方式是為學生布置相關的作業題,可以是一篇論文也可以是自己制作產品,通過這樣的方式鍛煉了學生的能力,同時也培養了學生快速適應崗位的能力。在進行理論課程時通過案例式引導教學來啟發學生。例如講到一些可以自己動手的項目時,當教師講完基本知識點后,可以讓學生自己查閱資料,嘗試進行簡單的應用電路的安裝,自己設計安裝調試。對于一些基礎比較差無法進行獨立設計的學生,可以給他們提供現成的電路圖紙,讓他們自己動手安裝調試。
2結合現代教育技術,改革教學方法
在上面的論述中我們對教授的內容進行了規劃和安排,在下面的內容中我們就要對教學方法進行闡述,教學方法的好壞直接影響學生在課堂上對知識的接受程度,優良的教學方法可以大幅度提高學生在課堂上的活躍程度。以前的填鴨式教學,教師只是機械性地講解書本上的內容,如果學生在課堂上感覺到無趣和枯燥,那么老師和學生之間的互動就會少之又少,最終變成學生不愿意學,老師不愿意教。這些都不利于應用型人才的培養。針對這個問題,可以采取的方法有:
2.1尤其重要的及時節課
萬世開頭難,有一個良好的開端就相當于有了前進的方向。為此,我們使用多媒體課件進行講課,用圖片、動畫、文字等形式,生動形象地向學生講述電子測量這門課所涉及的基本知識,還有當代的電子測量技術在各個方面的應用,研究一些與實際應用相關的問題,通過這些生動形象的講述盡可能地調動學生學習的積極性。讓學生充分了解電子測量這門課程的現實意義。
2.2傳統與現代方式的結合
多媒體教學方式的優勢在于:(1)看生動的課件和聽老師的講解相結合,能生動形象地給學生提供充分的感官刺激,可以引起學生的學習興趣,學生能在相對輕松的環境下獲得知識。(2)書本上黑白的原理圖可以通過多媒體課件展示給學生,不僅有豐富的色彩,多媒體課件的動圖也方便把儀器拆開講解,省去了大量用來寫板書的時間,在同樣的時間內教師和學生之間的交流變多,便可以傳授更多的知識。(3)在講課時還可以在多媒體課件中放入超鏈接,根據課程的需要鏈接到相關的網站,使學生對前沿技術有一定的認識和了解,培養學生獨立查詢資料閱讀文獻的能力。但是這種方式也存在一定的問題。很多板書,例如一些公式的推導和計算,采用多媒體課件的方式播放時,學生會覺得無法對其過程有清晰的認識。而且為了使課件播放清晰會把房間光線調暗,長時間地觀看,學生會視覺疲勞,導致學習效率降低。為了解決這些缺點,我們可以不斷地對多媒體課件進行完善:及時,調節課件的播放速度,讓知識點逐條播放,而不是整個過程一起顯示在屏幕上,使教師有充分的時間進行講解。第二,調節課件搭配的顏色,使其減小因光線過暗對眼睛造成的傷害。第三,不要整張幻燈片上都是文字敘述,以圖配文的形式更加能引起學生的興趣。多媒體教學并不能取代傳統教學方法,很多時候還要與傳統板書相結合,以適應學生的學習進度。
2.3理論與實踐方式結合
為了更好地提高學生的學習質量,我們可以采取理論與實踐相結合的方式。以往的教學模式中理論教學和實踐教學是分開進行的,一個教師負責理論方面的講解,另一個教師則負責實驗操作部分。教師講完一個內容不能馬上進行實踐,而是要等所有理論內容講完再進行所有的實驗安排。這樣的安排并不合理,在理論課時,學生并不能理解,實驗課時又會遺忘理論課的內容,學生不能很好地接收知識,是教學和資源的浪費。此時,將二者結合起來,理論課和實踐課同時進行,不僅鞏固了知識點,也可以提高學生的學習興趣。例如在講解電子示波器這一章節時,我們就可以把理論教學和實驗教學結合在一起,可以把課堂移到實驗室里,教師在講解理論知識的過程中可以同時貫穿著操作步驟,就可以完成一部分實驗。在進行實驗的過程中學生由于操作不熟悉一定會遇到很多問題,如示波器不能出波形、得到的波形不穩定等,與此同時,老師會對示波器的原理進行闡述,講解關于波形的一些基本概念。學生會結合老師的講解自己進行實驗來驗證,這樣一來學生的興趣可以得到激發,就會取得很好的教學效果。
2.4案例引導式教學與研究性學習相結合
以前的授課模式是教師根據書本進行知識點講解,學生在聽講的過程中,偶爾教師會向同學提出問題。我們都知道這樣的授課方式學生的學習效率并不高。雖然教師的講解很認真努力,但是聽講的學生卻心不在焉,甚至把老師的講課當成催眠曲。此時案例引導教學的方法就頗為有效。例如:針對頻率測量這門課,教師就可以把實驗室使用的簡易數字頻率計拿到課堂上進行現場演示,向學生展示其功能和使用方法,也可以讓學生自己動手操作以引起學生的學習興趣,讓學生邊使用儀器邊復述儀器的基本原理,增強學習印象,提高聽課的質量。當教師講解完成后,讓學生主動思考這個作品是否存在問題、是否能改進。這時就可以布置相關的課后作業,讓學生分組進行探討,以小組為整體來完成布置的學習內容。也可以讓每個學生針對本節課的講解,選擇自己感興趣的一個方面來完成一個小制作及小論文,通過面試的方式讓學生自己講解上交的作品或者小論文,通過這種方式可以有效地避免抄襲的現象。還有教師在平時的生活工作過程中要有意識地充實案例以運用到教學中,注意積累與課程相關的產品和項目實例。這種案例式引導的教學方法能幫助到基礎不同的學生,使基礎不同的學生都能得到鍛煉。
2.5充分利用校園網絡與學生溝通交流
每個學校都有特定的校園網絡,例如本校教師就以數字東林作為與學生溝通交流的工具,在這種情況下教師就可以建立網絡課件,可以先將一些課前的預習資料、課上老師講課用的多媒體課件、甚至是課后的作業都放在網絡上,這樣學生可以不受時間限制地在課余時間預習、復習在課上沒有充分理解的內容,還可以有充分的時間查找作業需要的相應的資料。經過一段時間的實踐證明,通過這種網絡與學生交流的方式,學生能積極自主地做完課上課下的作業。這種網絡的課堂有一個突出的優勢,學生可以將問題到網上的留言區,教師便會在空閑時間對問題進行解答,學生的疑問可以及時得到解答,與此同時拉近了學生和老師之間的交流距離,也能提高學生學習的積極性。本校經過這幾個學期的實踐,可以看出數字東林在本校學生中反響較好,點擊率較高,師生之間能充分地交流,能有效提高學生的學習興趣和學習成績。
2.6注重實踐環節,提高創新能力
當代社會我們更應該注重實際能力的培養,以前我們只注重課本上的理論知識,在這種教育模式下,學生動手能力和創新能力欠缺,缺乏操作技能,得不到用人單位的認可。因此,在電子測量這門課的教學當中,除了讓學生完成相應的課外作業,還可以組織學生到當地企業去參觀甚至是參加實習。在學期末時,學生可以參加實踐項目,在實驗室里可以進行數字萬用表的組裝或信號發生器的制作與調試等項目,學生在一起討論、設計、安裝,活躍了思維,提高了學習興趣,使創新能力和動手操作能力都有提高。
3建立新型的考核評價體系
因為以往我們更注重理論知識的學習,考試也是采用筆試的方式,理論考試的成績占總成績的絕大部分,只有很小的一部分是實驗課的成績這種重視理論不重視實踐的方式,不利于應用型人才的培養,實踐能力也應該引起我們的重視。理論知識考核的目的是增強學生自主解決問題的能力和發明創造等能力。而在實驗考試中,對學生參加各類創造發明、社會實踐等根據創新的程度、工作量的大小可給出對應的分數。通過提高實踐環節在總分數中所占的比例,不僅可以更地對學生做出評價,對基礎較差的學生來說也更加公平,也為基礎較好的學生提供了發展的空間。
4教師應注重提高自身素質
教學活動中教師處于主導地位,在這種情況下,教師的素質就十分重要,要求教師有較高的素質和知識儲備,能很好地引導學生。伴隨著各種技術的日新月異,對教師也有了新的要求,教師也要相應地提高自己的專業素質和能力。及時,教師要積極參加科研項目,與前沿的學科動態接軌;第二,定期去企業進行培訓,掌握相關電子產品的實際情況,豐富相關的教學實例,在給學生講課時也能運用到這些實際經驗。21世紀是一個知識經濟不斷發展的時代,在這個時代對人才的要求越來越高,也就要求大學要及時轉變自己的發展觀念,明確時展方向,改革教學模式,更新教學理念,只有這樣才能鍛煉學生更好更快地適應社會崗位。在電子測量這門課的教學活動中,我們通過實踐采取了以上方法,目前來看有一定的效果,但是仍然存在很多的問題,這是一個需要所有人不斷探索、共同進步的過程,需要我們不斷地總結經驗,總結出更好的方法。
電子測量論文:分析電子測量的發展及實用性
在對象運行的狀態下能夠持續進行測量,并直觀地記錄下相關的數據,這樣就方便人們對被測對象進行了解和分析。同時,電子測量技術在實現遙測和不間斷測量時能夠利用熒光示波法或發光二極管來直接顯示出測量的結果,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[4]。
與計算機技術結合緊密電子測量技術的高速發展離不開計算機技術的大力支持,因此電子測量技術和計算機技術的緊密集合是又一個應用優點。在進行電子測量的過程中,具體的測量結果和需要控制的信號主要是電信號,這樣就使得整個電子測量的信號能夠很好地利用D/A、A/D變換來實現和計算機的連接。微型計算機的不斷發展,讓電子測量儀器能夠更加便捷地攜帶,能夠對測量的數據、結果以及變化情況進行記錄和保存,體現了電子測量技術多功能、高性能的特點。
客戶不必要對被測對象的具體位置和測量過程進行了解,就能夠利用軟件平臺技術將整個測量語言集成到整個軟件平臺系統中來。總線接口技術總線是電子測量系統中測量的關鍵和基礎,能夠實現整個電子測量技術的組合化、標準化和模塊化[6]。電子測量技術的發展離不開總線接口技術,總線系統能夠組建整個電子測量系統,從而確保整個系統的軟件、硬件能夠得到兼容和互換,這些將是今后電子測量技術發展中的核心研究任務和關鍵技術。
總線接口技術的應用能夠讓整個電子測量系統的測量速度得到很大的提高[7],同時減小儀器設備的自重和體積,為測量進程提供足夠的便捷,還能夠很好地結合計算機的作用,最終保障整個電子測量及時能夠進入到一個全新的發展時期。總線接口技術的性高、系統設計簡單,并且維護性優良,還能夠進行簡便的升級換代,因此在今后的電子測量技術發展過程中,總線接口技術會得到更多的應用。
在電子測量技術中的應用能夠讓整個測量更加具有工程實用化,更加完備。計算機技術、測量技術和虛擬技術的發展,以及電子測量技術信息數據的不斷累積,給整個虛擬測試技術在電子測量系統中的應用提供了一定的基礎,整個電子測量技術中虛擬測試技術的應用已經能夠得以實現。運用虛擬測試技術來解決電子測量過程中的實際問題,能夠對被測對象的實際測量工作起到很好的指導作用,同時還能夠提高整個測量進程中數據的進度和測量效率。專家系統技術專家系統技術的應用成為了電子測量技術發展的又一個重要內容。
綜上所述,目前電子測量技術的應用已經得到了社會的普遍認可,其本身具有的優點提高了整個測量工作的精度和效率。在電子測量技術今后的發展中,要結合計算機技術、通信技術和網絡技術的特點來實現人工智能化的改進和完善,從而推動整個電子測量技術的進步。