引论:我们为您整理了1篇电子测量技术论文范文,供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源,期望它们能够激发您的创作灵感,让您的文章更具深度。
电子测量技术论文:电子测量仪器技术分析论文
中国电子测量仪器经过40多年的发展,为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,特别是经过“九五”期间的发展,我国电子测量仪器在若干重大科技领域取得了突破性进展,为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。
一、成功研制出微波毫米波矢量网络分析仪
我们已经成功地研制了被称为“世界电子测量仪器之王”的微波毫米波矢量网络分析仪。随着我国新体制电子信息系统和新式武器装备的发展,占领和利用有限的频谱资源已经成为高新技术发展和军事电子技术及装备发展的一个重要特点,其中充分利用频谱资源中的电磁波幅度、频率、相位和极化信息是现代电子装备的核心特点。而现代电子装备的发展又急需能同时获得被测对象的幅度、相位和群时延特性的高性能矢量网络分析仪。特别是雷达相控阵列技术的普遍应用,对相位和群时延特性的测试要求越来越高,因此矢量网络分析仪便成为现代电子装备必备的、关键的测试设备,是其他测试设备无法取代的重要检测手段。另外微波毫米波有源器件CAD技术正在日益普及,而有源CAD的基础是提取有源器件的S参数,当前只有矢量网络分析仪有能力同时获得有源器件的S参数,使CAD的设计结果更接近于实际应用。除此之外,矢量网络分析仪已走出传统的线性网络的应用领域,而在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。另外,以矢量网络分析仪为核心可以组成天线、RCS、大功率、T/R组件等自动测试系统,因此它的应用领域将是非常广阔的。
为了适应我国的急需,信息产业部电子第41研究所已成功研制成高水平的矢量网络分析仪,该仪器的突出特点主要有以下几个方面:
1.工作频带宽,一次扫描即可完成45MHz~40GHz全频段幅频特性和相频特性的测量。
2.测量精度高,由于采用误差修正技术,大大减小了系统误差对测量结果的影响,即使采用非理想的硬件电路,也能获得高精度测量。
3.大动态范围,由于矢量网络分析仪采用高灵敏度幅相接收机技术和数字信号处理技术,提高了小信号测试灵敏度,拓展了测试动态范围。
4.高速实时测试,由于采用了嵌入式高速计算机技术,将测量校准、测量控制、误差修正、显示控制等过程程序化、软件化,提高了自动化程度和测试速度,使实时测量成为可能。
信息产业部电子第41研究所,经过多年的艰苦努力,该所研制的矢量网络分析仪已实现系列化和家庭化,有十多个型号可供用户选择,包括同轴和波导校准件在内的测试附件齐全,配套性强,能够满足不同层次用户的测试要求,其频率范围可在0.0003~110GHz内选用。
国产矢量网络分析仪的研制成功,使我国矢量网络分析仪的设计和制造水平跨入了世界先进行列,成为继美国之后世界上第二个掌握此项技术的国家,产品的技术水平和品种可以与国外同类产品相比,同时通过对矢量网络分析仪的研制,掌握了多种以矢量网络分析仪为核心的自动测量技术和自动测试系统。
二、掌握了调制域测试技术,研制成功调制域分析仪
调制域测试技术是二十世纪末出现的一个新的测试技术领域,它与过去我们熟知的时域测试、频域测试成为目前的“三域”测试技术。时域测试是测量输入信号随时间而变化的信号值,是信号幅度与时间的关系。频域测试是测量输入信号随频率而变化的信号值,是信号幅度与频率的关系。调制域测试是测量输入信号随时间而变化的频率值,所产生的显示图形代表信号的调制域,是信号的频率值与时间的关系。调制域测试技术是一门新兴的非常重要的而技术难度又非常大的测试技术,这主要取决于科学技术和电子装备的飞速发展。大家知道,过去大多数电子信息传送的是幅度变化信息,现在转向传送数字信息以后,信息越来越多地作为数字脉冲之间的定时或相位关系的方式传送出去,单单使用示波器或频谱仪这类的以幅度为基础的仪器,就不能满足表征这些数字信号需要了。于是提出了相位数字化新方法。这种方法非常适合测量定时信号、相位编码信号或频率编码信号。调制域测试技术的出现,必将对众多的测试问题做出新贡献。事实已经证明,调制域分析技术,在越来越多的应用领域成为一种不可或缺的测试技术,尤其是在军事电子测试领域更有其重要的意义。
譬如,随着综合业数字网和同步光纤网络等新的数字通信技术进入主流电话系统,其高速传输速率应用传统的测试手段已经不能地测量传输信号;再有通信传输中晃动的测量,是传输中至关重要的一个问题。由于调制域分析技术可以进行二百万次/秒,64000次背对背的频率测量,因而它是当今能直接显示随时间而变化的晃动技术;再有,调制域分析技术在军事上具有其独特的应用,由于它可以测量、分析迅速变化的频率、时间间隔或相位关系函数,因此调制域分析技术可对这种信号进行调谐,以达到电子装备的性能,以雷达而言,可以消除其盲点,减少目标运动的负效应,改善雷达系统的作用距离和分辨率。此外,调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。总之,调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。
南京新联电子设备有限公司已经研制成10Hz~2.5GHz的调制域分析仪,达到国外同类产品的水平,填补了国内空白,为我国跳频领域的电子设备和军事装备提供了低于国外价格1/3~1/2的测试手段。为了更好地满足测试需要,下一步将继续研制更高频率的调制域分析仪。
三、VXI总线技术取得重大进展
VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国,应用于美国空军电子测量仪器。VXI总线将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的标准,这种模块式仪器平台可以满足未来仪器应用的需要,使电子测量仪器和系统步入一个新的发展时期。VXI总线是一个新的行业标准接口母线,是一种开放的、适应多厂家仪器产品(模块、插卡式)的行业标准。这个标准的推出有三个原因:一是适应技术发展的要求,二是多厂家的仪器缺乏互联性,三是军方的需要,而且这是最重要的一个方面。军方需求什么?一是军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性,VXI可以大大减小设备的体积和重量;二是大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是测试系统的适应性、灵活性大为提高;四是价格适中;五是有利于充分发挥计算机的作用。
这个新的总线标准,在美国应用之后,我国各界都非常欣赏,研究者众多。我国经过几年的探索,已经取得了较大的进展,在若干方面实现了具体的应用。如成都电子科技大学测试技术及仪器研究所CAD研究室研制的VXI总线测试软件平台是我国VXI测试技术的重大突破,其主要技术指标:1.硬件环境:内嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI转换器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,还有打印机和UPS等其它必要外设。2.软件环境:Windows98操作系统;支持标准模块驱动器(VISA32)。3.软件特性:可编辑的图形化编程环境;可自定义的虚拟面板;丰富的数据处理函数;开放的外部程序接口;同时管理VXI、GPIB、1553B、RS232仪器和模块;方便使用的帮助系统。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。
四、电子测试仪器向毫米波推进
众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展,特别是在军事方面,其发展更为迅速。预计未来电子战系统的信号环境将达100~200万个脉冲/秒,装备系统可能要执行几十亿条指令,目前集成电路的处理能力还不能满足军用电子设备的要求,这将影响新一代电子战系统的作战能力,为此必须发展超高速集成电路(VHSIC)。于是集成电路的测试将从几十万门/芯片升至几百万门/芯片,其测试难度相应地大幅度增加。鉴于“现代战争的胜利属于能驾驭电磁频谱的一方”,因此从80年代起,美、苏等国就将毫米波技术纳入新式武器装备研制计划。由于微波/毫米波单片集成电路(MIMIC)能够在一个基片上制作出宽带接收机或宽带功率组件,从而能做出重量小于25磅,体积小于90立方英寸,能随1000g冲击加速度的小型宽带灵巧的投掷式干扰机和多倍频程相控阵干扰单元。但是从若干年的研究看,测试技术已成为制约MIMIC进一步发展和提高的瓶颈。因此近几年我们电子仪器重视向毫米波发展。
信息产业部电子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S参数测试装置及校准件,与主机一起可以进行三毫米波段的幅度和相位量;频谱仪的毫米波扩频模块与该所研制的高性能频谱分析仪一起组成系统可实现9kHz~110GHz频段的频谱分析;毫米波功率计探头系列与主机一起实现了微波/毫米波功率的直接测量。南京新联电子设备有限公司研制完成的EE3395型毫米波频率计数器,其频率测量范围达10Hz~110GHz,该产品可广泛用于毫米波电子对抗系统、卫星通信设备、高精度雷达及射电天文等领域。
五、通信测量仪器达到高技术水平
通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。
六、数字化仪器迅速发展
近几年,数字化仪器在迅速发展,我国也在不断研究推出各种新型数字化仪器,譬如数字示波器、数字调制装置、数字化函数/任意波形发生器、数字化频率计数器等众多产品。其中四川川嘉电子有限公司的数字化视音频测量仪,是把若干硬件功能软件化的电子测量仪器,除去众多的基本测量功能外,还可以进行远距离传输和测量,测量23个视频项目和4个音频项目,现为我国广电系统选定的仪器。
其他诸如在光通信测试仪方面,合成信号源方面,VXI总线仪器模块方面、声学测量仪器方面等等,都研制出不少二十世纪末国际水平的产品,但与信息技术的飞速发展相比,我国电子测量仪器必须瞄准世界技术的发展方向,做出与信息技术发展相适应的的电子测量仪器产品。
电子测量技术论文:电子测量仪器技术发展论文
中国电子测量仪器经过40多年的发展,为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,特别是经过“九五”期间的发展,我国电子测量仪器在若干重大科技领域取得了突破性进展,为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。
一、成功研制出微波毫米波矢量网络分析仪
我们已经成功地研制了被称为“世界电子测量仪器之王”的微波毫米波矢量网络分析仪。随着我国新体制电子信息系统和新式武器装备的发展,占领和利用有限的频谱资源已经成为高新技术发展和军事电子技术及装备发展的一个重要特点,其中充分利用频谱资源中的电磁波幅度、频率、相位和极化信息是现代电子装备的核心特点。而现代电子装备的发展又急需能同时获得被测对象的幅度、相位和群时延特性的高性能矢量网络分析仪。特别是雷达相控阵列技术的普遍应用,对相位和群时延特性的测试要求越来越高,因此矢量网络分析仪便成为现代电子装备必备的、关键的测试设备,是其他测试设备无法取代的重要检测手段。另外微波毫米波有源器件CAD技术正在日益普及,而有源CAD的基础是提取有源器件的S参数,当前只有矢量网络分析仪有能力同时获得有源器件的S参数,使CAD的设计结果更接近于实际应用。除此之外,矢量网络分析仪已走出传统的线性网络的应用领域,而在非线性、大功率网络的测试和分析中发挥着重要作用。另外,以矢量网络分析仪为核心可以组成天线、RCS、大功率、T/R组件等自动测试系统,因此它的应用领域将是非常广阔的。
为了适应我国的急需,信息产业部电子第41研究所已成功研制成高水平的矢量网络分析仪,该仪器的突出特点主要有以下几个方面:
1.工作频带宽,一次扫描即可完成45MHz~40GHz全频段幅频特性和相频特性的测量。
2.测量精度高,由于采用误差修正技术,大大减小了系统误差对测量结果的影响,即使采用非理想的硬件电路,也能获得高精度测量。
3.大动态范围,由于矢量网络分析仪采用高灵敏度幅相接收机技术和数字信号处理技术,提高了小信号测试灵敏度,拓展了测试动态范围。
4.高速实时测试,由于采用了嵌入式高速计算机技术,将测量校准、测量控制、误差修正、显示控制等过程程序化、软件化,提高了自动化程度和测试速度,使实时测量成为可能。
信息产业部电子第41研究所,经过多年的艰苦努力,该所研制的矢量网络分析仪已实现系列化和家庭化,有十多个型号可供用户选择,包括同轴和波导校准件在内的测试附件齐全,配套性强,能够满足不同层次用户的测试要求,其频率范围可在0.0003~110GHz内选用。
国产矢量网络分析仪的研制成功,使我国矢量网络分析仪的设计和制造水平跨入了世界先进行列,成为继美国之后世界上第二个掌握此项技术的国家,产品的技术水平和品种可以与国外同类产品相比,同时通过对矢量网络分析仪的研制,掌握了多种以矢量网络分析仪为核心的自动测量技术和自动测试系统。
二、掌握了调制域测试技术,研制成功调制域分析仪
调制域测试技术是二十世纪末出现的一个新的测试技术领域,它与过去我们熟知的时域测试、频域测试成为目前的“三域”测试技术。时域测试是测量输入信号随时间而变化的信号值,是信号幅度与时间的关系。频域测试是测量输入信号随频率而变化的信号值,是信号幅度与频率的关系。调制域测试是测量输入信号随时间而变化的频率值,所产生的显示图形代表信号的调制域,是信号的频率值与时间的关系。调制域测试技术是一门新兴的非常重要的而技术难度又非常大的测试技术,这主要取决于科学技术和电子装备的飞速发展。大家知道,过去大多数电子信息传送的是幅度变化信息,现在转向传送数字信息以后,信息越来越多地作为数字脉冲之间的定时或相位关系的方式传送出去,单单使用示波器或频谱仪这类的以幅度为基础的仪器,就不能满足表征这些数字信号需要了。于是提出了相位数字化新方法。这种方法非常适合测量定时信号、相位编码信号或频率编码信号。调制域测试技术的出现,必将对众多的测试问题做出新贡献。事实已经证明,调制域分析技术,在越来越多的应用领域成为一种不可或缺的测试技术,尤其是在军事电子测试领域更有其重要的意义。
譬如,随着综合业数字网和同步光纤网络等新的数字通信技术进入主流电话系统,其高速传输速率应用传统的测试手段已经不能地测量传输信号;再有通信传输中晃动的测量,是传输中至关重要的一个问题。由于调制域分析技术可以进行二百万次/秒,64000次背对背的频率测量,因而它是当今能直接显示随时间而变化的晃动技术;再有,调制域分析技术在军事上具有其独特的应用,由于它可以测量、分析迅速变化的频率、时间间隔或相位关系函数,因此调制域分析技术可对这种信号进行调谐,以达到电子装备的性能,以雷达而言,可以消除其盲点,减少目标运动的负效应,改善雷达系统的作用距离和分辨率。此外,调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。总之,调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。
南京新联电子设备有限公司已经研制成10Hz~2.5GHz的调制域分析仪,达到国外同类产品的水平,填补了国内空白,为我国跳频领域的电子设备和军事装备提供了低于国外价格1/3~1/2的测试手段。为了更好地满足测试需要,下一步将继续研制更高频率的调制域分析仪。
三、VXI总线技术取得重大进展
VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国,应用于美国空军电子测量仪器。VXI总线将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的标准,这种模块式仪器平台可以满足未来仪器应用的需要,使电子测量仪器和系统步入一个新的发展时期。VXI总线是一个新的行业标准接口母线,是一种开放的、适应多厂家仪器产品(模块、插卡式)的行业标准。这个标准的推出有三个原因:一是适应技术发展的要求,二是多厂家的仪器缺乏互联性,三是军方的需要,而且这是最重要的一个方面。军方需求什么?一是军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性,VXI可以大大减小设备的体积和重量;二是大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是测试系统的适应性、灵活性大为提高;四是价格适中;五是有利于充分发挥计算机的作用。
这个新的总线标准,在美国应用之后,我国各界都非常欣赏,研究者众多。我国经过几年的探索,已经取得了较大的进展,在若干方面实现了具体的应用。如成都电子科技大学测试技术及仪器研究所CAD研究室研制的VXI总线测试软件平台是我国VXI测试技术的重大突破,其主要技术指标:1.硬件环境:内嵌VXI控制器、MXI控制器和GPIB-VXI转换器;有NIPCI-GPIB、AT-GPIB/TNTHP82350/82341和ES1400等GPIB接口,还有打印机和UPS等其它必要外设。2.软件环境:Windows98操作系统;支持标准模块驱动器(VISA32)。3.软件特性:可编辑的图形化编程环境;可自定义的虚拟面板;丰富的数据处理函数;开放的外部程序接口;同时管理VXI、GPIB、1553B、RS232仪器和模块;方便使用的帮助系统。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。
四、电子测试仪器向毫米波推进
众多民用和军用电子装备都在向毫米波发展,特别是在军事方面,其发展更为迅速。预计未来电子战系统的信号环境将达100~200万个脉冲/秒,装备系统可能要执行几十亿条指令,目前集成电路的处理能力还不能满足军用电子设备的要求,这将影响新一代电子战系统的作战能力,为此必须发展超高速集成电路(VHSIC)。于是集成电路的测试将从几十万门/芯片升至几百万门/芯片,其测试难度相应地大幅度增加。鉴于“现代战争的胜利属于能驾驭电磁频谱的一方”,因此从80年代起,美、苏等国就将毫米波技术纳入新式武器装备研制计划。由于微波/毫米波单片集成电路(MIMIC)能够在一个基片上制作出宽带接收机或宽带功率组件,从而能做出重量小于25磅,体积小于90立方英寸,能随1000g冲击加速度的小型宽带灵巧的投掷式干扰机和多倍频程相控阵干扰单元。但是从若干年的研究看,测试技术已成为制约MIMIC进一步发展和提高的瓶颈。因此近几年我们电子仪器重视向毫米波发展。
信息产业部电子第41研究所最近研制完成的AV3615三毫米S参数测试装置及校准件,与主机一起可以进行三毫米波段的幅度和相位量;频谱仪的毫米波扩频模块与该所研制的高性能频谱分析仪一起组成系统可实现9kHz~110GHz频段的频谱分析;毫米波功率计探头系列与主机一起实现了微波/毫米波功率的直接测量。南京新联电子设备有限公司研制完成的EE3395型毫米波频率计数器,其频率测量范围达10Hz~110GHz,该产品可广泛用于毫米波电子对抗系统、卫星通信设备、高精度雷达及射电天文等领域。
五、通信测量仪器达到高技术水平
通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。
六、数字化仪器迅速发展
近几年,数字化仪器在迅速发展,我国也在不断研究推出各种新型数字化仪器,譬如数字示波器、数字调制装置、数字化函数/任意波形发生器、数字化频率计数器等众多产品。其中四川川嘉电子有限公司的数字化视音频测量仪,是把若干硬件功能软件化的电子测量仪器,除去众多的基本测量功能外,还可以进行远距离传输和测量,测量23个视频项目和4个音频项目,现为我国广电系统选定的仪器。
其他诸如在光通信测试仪方面,合成信号源方面,VXI总线仪器模块方面、声学测量仪器方面等等,都研制出不少二十世纪末国际水平的产品,但与信息技术的飞速发展相比,我国电子测量仪器必须瞄准世界技术的发展方向,做出与信息技术发展相适应的的电子测量仪器产品。
电子测量技术论文:浅议21世纪电子测量技术的现状以及未来
摘 要 :本文综合论述了电子测量技术的现状和总体发展趋势 , 分析了电子测量仪器的研究开发,阐述了我国电子测量技术与国际先进技术水平的差距,进而提出了发展电子测量仪器技术的对策。特别是由于测试技术的突破带来的电子测量仪器的革命性变化.同时 ,针对业界自动测试系统的发展历史和现状提出了作者的一些看法 ,并介绍了业界的近期进展和近期标准 . 近年来,以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长,也极大地推动了测试测量仪器和设备的快速发展。鉴于中国在全球制造链和设计链的重要地位,使得这里成为全球各大测量仪器厂商的大战场,同时,也带动了中国本土测试测量技术研发与测试技术应用的迅速发展。
关键词 :LXI 、ATE 、自动测试系统 、智能化、虚拟技术、总线接口技术VXI
一、前言
中国电子测量技术经过40多年的发展,为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,特别是经过“九五”期间的发展,我国电子测量技术在若干重大科技领域取得了突破性进展,为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。进入 21 世纪以来 ,科学技术的发展已难以用日新月异来描述 。新工艺 、新材料 、新的制造技术催生了新的一代电子元器件 ,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势 。本文拟从现代电子测量技术发展的三个明显特点入手 ,进而介绍下一代自动测试系统的概念和基本技术 ,引入合成仪器的概念 ,面向21世纪的我国电子测量技术的发展趋势和方向是:测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化;测量数据管理的科学化、标准化、规格化;测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中,并发挥其主导作用。
二、测试技术现状及其存在的问题
现在人们通过实践已越来越认识到测试技术的重要性,国内测试技术也已有了很大的发展,现在已基本上采用了标准化、模块化设计体制。已从CAMAC、PC总线、STD总线向VXI、PXI总线发展,从堆叠式测试系统向标准化、模块化测试系统发展,并先后研制出国产化VXI模件、VXI测试系统及PXI系统,使我国测试系统技术水平逐步进入国际先进行列。在航天器、武器系统的单元系统中也设计了自检测功能,但在实用的自动测试系统中,尤其在武器系统的测试中,缺少实用的人工智能测试技术,故障诊断水平低、实用性差、网络化水平低。从测试体制的变革方面,国内尚没有边缘扫描技术和完善的智能内装测试系统。因此,与国外存在比较大的差距,国外20世纪八十年代末,九十年代初即提出了内装测试系统和可测试性概念,随后研制出了设备,并制订出了相应标准。近年来中国测量技术的性和稳定性问题得到了很多方面的重视,状况有了很大改观。测试技术行业目前已经越过低谷阶段,重新回到了快速发展的轨道,尤其最近几年,中国本土测量技术取得了长足的进步,特别是通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面,与国外先进产品的差距正在快速缩小,对国外电子仪器巨头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟技术的发展,为中国的测试测量仪器行业带来了新的契机,加上各级政府日益重视,以及中国自主应用标准研究的快速进展,都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计年鉴中可以看出,中国的测试测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中,无疑催生出了许多测试行业新创企业,也催生出了一批批性和稳定性较高的产品。 拥有中国该领域重点实验室的中国电子集团公司第41研究所,凭借着本土测试领域的龙头地位,通过属下的青岛兴仪电子设备有限责任公司,成功地实现了由技术到产品的转化,开发出了多款具有很高技术水平的产品。该所研制出的高纯微波合成信号发生器、微波噪声系数分析仪、便携式射频频谱分析仪、2.5Gb/sSDH/PDH数字传输分析仪、高性能的光通讯设备,包括光谱分析仪和高性能微型光时域反射计,还有高速数字示波器等,目前都已经形成比较完整的产品系列。其中AV1489型高纯微波合成信号发生器采用全正向设计方法,突破了高纯度微波频率合成等多项关键技术;AV3984型微波噪声分析仪突破了智能微波噪声源等多项关键技术;AV4022型便捷式射频频谱分析仪突破了小型化设计与制造等关键技术,还有高性能的AV3600系列的宽带矢量网络分析仪,DT系列数字电视码流实时检测仪等。另外,该所还与海信集团一道,研制出了数字电视全部四个层次上的测试仪器。无疑这对中国的数字电视产业的发展将起到很大的推动作用。这些仪器除了能解决所有通用协议分析外以及物理层的各种指标的测试外,还有一个很重要的特点,就是结合中国数字电视标准和特点,保留了很好的可升级性。
三、电子测量技术的发展方向
我国测试技术已经进入标准化设计阶段,而且已采用了工业界先进的计算机I/O总线标准和数字化总线、仪器总线相结合的标准,逐步接近国际先进水平。但如何进一步发展,发展的主要内容是什么,这是摆在从事测试技术的每个工程人员需要认真思索的问题。任何技术的发展均取决于社会发展的需求。根据安捷伦公司在1996年对检测成本统计:硬件成本6%,检测开发24%,检测操作57%,维护成本占13%。除了硬件成本外,其它三项基本是软件开发、维护、操作成本。因此,对TPS的开发、移植、维护、重用,应是测试系统的重要研究内容。因此,美国在ABBET(广域测试)对测试软件作了重点描述和规范。它以信息模型对测试信息进行规格化描述,消除了层次间测试信息移植、共享和应用的障碍。将测试从宏观上划分为产品描述层、测试策略和要求层、测试过程层、测试资源管理层、仪器控制层等内容。其根本目的是建立一种通用的ATS开放系统体系结构,从该体系结构再衍生出由具体硬件、软件和系统实现的体系结构,达到测试贯穿于产品从设计思想到装备现场的整个寿命周期,包括从一个寿命周期阶段到另一个寿命周期阶段相关测试信息的传递;生成所需测试程序与过程中信息的使用;故障隔离和修理时,在编写报告和诊断操作中测试维护信息收集和诊断信息反馈。同时通过渐近方法确定ATS开放系统体系结构。 计划了四个发展项目,每个发展项目完成后,产生一个ATS开放系统体系结构的完好部件,从而增加了该体系结构的开放程度与能力水平。四个发展项目分别解决“仪器互换性和互操作性”、“TPS可移植性和互操作性”、“寿命周期信息交换”、“过程与工具”。通过四个发展项目产生了ATS信息架构和软件架构。在测试领域对人工智能技术应给予高度重视。
3.1 总线接口技术
总线是所有测试系统和故障诊断系统的基础和关键技术,是系统标准化、模块化、组合化的根本条件,国内外都是依据总线系统来组建各类测试系统,以确保硬件、软件、系统级的兼容性、互换性和重构功能,研究和开发总线系统是设计、研制开放式体系结构的核心任务,也是测试系统技术研究的关键技术。
采用总线结构设计的系统,具有简化系统设计、性高、维护性好、产品易于升级换代,便于组织生产工艺和成本低,真正能变串行生产为并行生产等重要优点。VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国,应用于美国空军电子测量仪器。VXI总线将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的标准,这种模块式仪器平台可以满足未来仪器应用的需要,使电子测量仪器和系统步入一个新的发展时期。VXI总线是一个新的行业标准接口母线,是一种开放的、适应多厂家仪器产品(模块、插卡式)的行业标准。这个标准的推出有三个原因:一是适应技术发展的要求,二是多厂家的仪器缺乏互联性,三是军方的需要,而且这是最重要的一个方面。军方需求什么?一是军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性,VXI可以大大减小设备的体积和重量;二是大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是测试系统的适应性、灵活性大为提高;四是价格适中;五是有利于充分发挥计算机的作用。
通用测试技术基础的关键技术
3.2 软件平台技术
软件是组建系统核心技术之一,对于测试软件、TPS可兼容、可移植和重用一直是测试系统的关键技术。拟建立测试软件通用平台,重点研究CORBA、DCOM、COM等中间件语言。
这些软件充分利用了现今软件技术发展的近期成果,在基于网络的分布式应用环境下实现应用软件的集成,使得面向对象的软件在分布、异构环境下实现可重用、可移植和互操作。主要原理是引入中间件(Middle ware)作为事务,完成客户机(Client)向服务对象(Server)提出的业务请求,实现客户与服务对象的分开,客户不需要了解服务对象的实现过程以及具体位置。
同时提供软总线机制,使得在任何环境下,采用任何语言开发的软件只要符合接口规范的定义,均能集成到分布式系统中。
同时对现有的IVI、Vpp、SQL、ODBC、VRML语言等进行应用研究。
3.3 专家系统技术
由于专家系统具有很好实用性,已被广泛应用于科学、工程制造,尤其是宇航领域得到了广泛应用。美国自由号空间站、欧洲尤里卡平台、哥伦布空间舱,以及日本的吉姆舱都设计了故障诊断专家系统。在新一代载人航天器——航天飞机、载人飞船,作为性的重要保障手段之一的故障诊断专家系统得到了广泛应用。“自由号”空间站是美国大型载人航天工程。由于该工程结构庞大,设计复杂以及高和高自主性要求,基于人工智能的故障诊断专家系统是其重要组成部分。NASA投入大量资金用于空间站系统级管理、故障诊断以及分系统级故障诊断专家系统的研制工作,包括诊断推理专家系统。由于故障诊断专家系统以其在实际应用中发挥的作用和取得的效益受到了工程界的普遍重视,专家系统已成为故障诊断技术发展的主流。专家系统是一门综合性很强的学科,开发一个成功的专家系统需要系统设计人员与应用领域中的人类专家密切合作,一般将专家系统的设计人员称为知识工程师(Knowledge Engineer),将参加专家系统开发的人类专家称为领域专家(Domain Expert)。专家系统(Expert System)是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。专家系统内部含有大量的某个领域的专家水平的知识与经验,能够运用人类专家知识和解决问题的方法进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,来解决该领域的复杂问题。从处理问题性质看,专家系统善于解决那些不确定性、非结构化的问题,主要用于知识处理,而不是数据信息处理。从处理问题的方法看,专家系统则主要依靠知识表达技术、知识推理、知识收集和编码,知识存贮和编排,建立知识库及其管理系统,利用专家知识和经验求解专门问题,而不是数学描述的方法来解决问题。从系统结构看,专家系统则强调知识与推理的分离,因而系统具有很好的灵活性和扩充性。从知识推理能力看,专家系统的工作是在环境模式驱动下的知识推理过程,而不是在固定程序控制下的指令执行过程。从咨询解释能力看,专家系统不仅对用户的提问给出解答,而且能够对答案的推理过程做出解释,提供答案的可信度评估。专家系统能不断对自己的知识进行扩充、完善和提炼。而传统程序都无法做到。专家系统内部包括两个主要部分:知识库和推理机。因为专家系统依赖于推理,它必须能够解释这个过程,所以它的推理过程是可检查的,解释机是复杂专家系统的一个必要部分。
由于专家系统具有很多突出优点,如:适应强。它能在任何计算机硬件上使用。专家系统是专家知识的集成,具有高水平的复合性,由几个专家复合起来的知识,其水平可能会超过一个单独的专家,而且复合专家知识在任何时候可同时和持续地解决某一问题。而且持久性好。专家知识是持久的,不会像专家那样会退休,或者死亡,专家系统可以比专家反应更迅速或更有效。某些突发的情况需要响应得比专家更迅速,因此实时的专家系统具有重要应用。
专家系统的广泛应用促进了专家系统的发展。一般诊断专家系统开发可以采用高级程序语言、通用人工智能语言、专家系统工具,也叫专家系统外壳来进行。
根据需求采用专家系统工具来开发故障诊断专家系统。因为,专家系统工具是一个具有知识表示和推理机的基本框架系统,能保障快速、高质量的组建、开发出故障诊断专家系统。因此,研究和开发专家系统和专家系统工具是组建测试系统和故障诊断系统的基础和关键技术,是测试技术的重要研究内容。
3.4 虚拟测试技术
通过虚拟测试系统,可以使产品历经虚拟设计、虚拟加工、虚拟装配、产品性能虚拟测试和虚拟使用全过程。虚拟测试的结果信息可用于优化、改进虚拟制造技术中有关的设计和过程参数。由于虚拟测试在虚拟制造技术中应用的普遍性,能促进整个虚拟制造技术体系更为完备和工程实用化。因此,开展虚拟制造环境的虚拟测试技术研究和应用具有重要而深远的意义,而计算机技术、虚拟技术和测试技术的发展,以及大量工程实用数据的积累,也使得建立虚拟测试系统具备了现实的可能性。我们开展虚拟测试技术研究,就是用虚拟工程概念解决型号研究中的实际测试问题。通过构造型号虚拟测试环境解决型号研制过程中的测试具体问题,包括参数精度测试,各种物理参数的虚拟产生,过程测试方法的模拟、测试程序的执行检测,对象模拟,以及虚拟模发、模飞等。
通过构建军事装备或大型工程的虚拟测试环境,建造一个通用的虚拟测试平台,可以适应各种型号模拟测试试验,对每种型号的测试需求均可在此通用的虚拟测试平台进行试验验证测试,通过虚拟测试验证,修正、完善军事装备的设计、提高研制质量;同时在明确军事装备和大型工程需求情况下通过虚拟测试环境可对需要设计的测试发射控制系统和各类测试分系统体系结构(分布式多总线复合结构或嵌入式单机箱系统)、系统组成、配置、功能模块要求、实时性、传输性、性、维护性均可在通用的虚拟测试平台上完成演示验证,进行完善设计和研制。当前,虚拟测试的研究和应用主要集中在两方面:
一是基于虚拟仪器技术的虚拟测试,基于虚拟仪器技术的虚拟 测试的核心思想是“软件就是仪器”。其实现途径是在一定硬件基础上,利用计算机和软件及相应算法来替代传统测量仪表和装置,如:信号调理与传输仪表,信号显示记录仪、存储仪表、信号分析与处理仪表,以及有关控制、监控环节。
另外,就是基于虚拟现实技术的虚拟测试。基于虚拟现实技术的虚拟测量,则是在虚拟现实环境下,借助多种传感器和必要的硬件装备,根据具体需求,完成有关的测量任务。在虚拟环境下可以设计、构建所需要的虚拟测试系统,进行虚拟测试、虚拟测量操作、测量过程仿真及虚拟制造中的虚拟测试等。
在虚拟现实环境下进行虚拟测试,能够将人、测量设备、测量系统模型和测量仿真软件集成于一体,提供良好的人机交互和反馈手段,产生逼真效果。然而目前虚拟现实的硬件设备和工具价格昂贵,VR技术在测量领域的应用应注重技术功能的实现,不必追求品质的、的VR环境。
上述两类虚拟测试较大区别是:基于虚拟仪器技术(VI)的虚拟测试尽管也被称做“虚拟”,但是,它不可能虚拟,其中,被测量对象模拟化不虚,传感器不虚,数采不虚,测量操作不虚,测量结果不虚。而基于虚拟现实技术的虚拟测试,一般强调交互和沉浸,首先要使参与者有“真实”的体验,为了达到这个目的,就必须提供多感知的能力。目前基于虚拟仪器技术的虚拟测试和基于虚拟现实技术的虚拟测试日趋走向集成和融合。虚拟测试可以降低实际测试操作的费用,减少在危险环境中实际操作的危险性,虚拟测试所具有的拟实性、灵活性和低成本,使之成为虚拟现实技术的一个主要应用领域。尤其在虚拟制造中具有重要作用,它贯穿于虚拟设计、虚拟加工制造、虚拟装备以及产品性能检测和使用的全过程,实现虚拟制造各个阶段有机衔接,推进虚拟制造技术的发展和工程化。因此,开展虚拟制造环境的虚拟测试技术研究和应用具有重要而深远的意义,而计算机技术,虚拟技术和测试技术的发展,以及大量工程实用数据的积累,也使得建立虚拟测试系统具备了现实的可能性。
四、展望未来
综上所述 ,21 世纪的电子测量仪器随着芯片技术和 DSP 技术的发展将达到前所未有的高性能 ,随着计算机技术与仪器的进一步融合 , 仪器的易操作性 ,易升级性 ,测量能力 ,数据处理和分析能力 ,都得到了大幅度提高 。与此同时 ,软件无线电正越来越多地被应用到各个领域 , 仿真技术将为用户的设计和验证提供了更加强大和方便的工具 。自动测试系统经历了从GPIB 系统到 VXI 系统 ,从 VXI 系统到VXI 与 GPIB 混合系统的发展历程 , 越来越多的军工用户希望拥有一种长寿命且高性能的系统标准体系来承担日益复杂的测试压力和维护成本的压力 ,面对未来的挑战 ,LXI 仪器将在继承现有测试技术的基础之上 ,为下一代测试技术和测试仪器 ,特别是ATS 测试系统的革新带来新的希望 。
电子测量技术论文:电子测量技术实验教学研究
电子测量技术实验教学本学院没有专门的实验室,但基本的测量理论需要相关的试验验证,同时一些基本的电子测量仪器也需要学生掌握基本操作,而这些仪器正是为电子类学科相关课程实验和课程设计所需要的。基于多年来的电子测量技术理论教学,结合现有的实验室条件,充分考虑学生具有的相关知识,对电子测量技术实验进行研究,提出具体的实验方案并进行实践,特别是的综合设计类实验。
一、电子测量技术实验教学需求
1.电子测量技术理论课基本内容电子测量技术教学大纲有几次修改,但都包括如下基本内容:①数据处理和误差分析;②信号发生器;③时频测量;④电压测量;⑤时域测量。2.电子测量技术实验教学内容通过研究电子测量技术理论课基本内容,确定电子测量技术实验教学需要包括如下实验内容:①信号发生器实验;②时频测量实验;③电压测量实验;④示时域测量实验。数据处理和误差分析包含在相关的实验中。3.电子测量技术实验教学需要的仪器根据实验教学内容,可以确定需要的仪器主要包括:信号发生器、计数器、交流毫伏表、示波器、数字万用表。电子测量技术实验教学没有专门的实验室,刚开设时都用来扩充理论课教学。通过研究基本实验仪器需求,确定这些仪器在模拟电子技术实验室中基本都用,其后的实验课都开设在此实验室。但实验教学中发现缺少综合设计类的实验,全部都是验证性的实验。通过进一步研究实验内容、实验室具有的仪器及学生具有的相关知识,设计了电子测量技术综合设计性实验内容,从而形成了完整的电子测量技术实验教学内容。
二、电子测量技术实验教学方案
通过多年研究和教学实践,形成的电子测量技术实验教学内容如表1所示。电子测量技术实验教学中1、2、3为基本实验,充分利用模拟电子实验中的相关仪器,但综合设计性实验4所需要的频率计电路板实验室中没有,所以采取动手设计频率计电路板,并完成焊接及相关功能的调试。
三、频率计电路设计方案
设计此实验的目的是完成电子测量技术综合设计性实验,把已经初步掌握的三个基本实验中涉及的仪器操作进一步综合应用,通过动手设计来实现电子测量技术实验的基本内容,同时能结合学生已经具有的知识。通过研究和实践,形成了频率计电路设计方案,如图1所示。此设计方案根据电子测量技术中频率的定义来实现:单位时间内(1秒)内周期性事件重复的次数。周期性事件采用信号发生器提供的周期性脉冲信号,单位时间采用模拟电子技术试验过的555单稳态电路提供,重复的次数采用在数字电子技术试验过的十进制计数器来实现,显示采用数码管来直接显示被测量对象的频率,一共4位。该方案工作原理如下:555单稳态电路输出单位时间1秒,控制频率计计数器对输入的周期性脉冲在单位时间内计数,然后通过频率计显示器显示计数结果,即为周期脉冲的频率。在设计方中充分考虑实验的综合性、设计性和具有的相关知识。在综合性方面,此设计方案把前面三个实验中用的主要仪器操作和参数测量都使用到;在设计性方面,主要功能模块555单稳态电路和频率计计数器电路学生可以查阅资料自行设计,具体见频率计电路详细设计。
四、频率计电路详细设计频率计电路
如图2和图3所示。图2中包括电源接口,输入5V电压取自模拟电子试验台,免去额外电源,当然也配有USB接口的电源线,学生可以采用手机充电器或者电脑USB作为电源,另外还提供4组插针的电源,便于在设计相关电路时采用杜邦线连接。另外还包括电源指示灯和电源开关。555单稳态电路的时间常数包括电位器R1和C2,通过调整电位器R1可以改变时间常数,获得需要的单位时间1秒,按键S2为触发按键,按下S2即可获得单位时间,C2两端采用插针,根据需要可以设计为高电平或者低电平暂态输出,指示灯可以指示单稳态电路的状态。单位时间可以通过示波器来测量,特别是需要数字示波器,否则不容易测量。频率计计数电路包括复位电路R2和C3,通过设计可以获得高电平或者低电平复位信号,按键S3可以实现手动复位,从而实现计数显示清零,计数芯片采用CD4518,两片级联为4位十进制计数器,通过JP2(外部输入脉冲)和JP11(CD4518脉冲输入管脚)的不同,可以实现与555两类不同的单稳态电路配合,学生需要查阅芯片资料,设计不同的电路,通过测试选择的方案。外部输入的脉冲采用信号发生器提供,同时需要通过示波器来观测脉冲信号的频率、电平幅度和脉冲宽度。图3为频率计显示电路,采用共阳极数码管静态显示电路,4位数码管分别由BCD码译码器芯片74LS47D直接驱动。此部分电路不需要学生进行设计,只要频率计计数器电路设计正确,显示电路就能正常工作。
五、电子测量技术实验教学实践
设计制作完毕后的频率计电路板如图4所示。及时版采用学生课外焊接的方式,实验中问题太多,实验学时远远不够,没能很好突出实验任务,第二版由笔者手动焊接后完整调试,实验中发给学生,学生通过杜邦线的不同连接实现不同的功能,类似现在实验设备中常见的实验箱。通过多次实践发现效果不错,达到了实验目的,制作的电路板主要芯片采用插座,出现问题手动更换芯片即可,可以多年使用,实验费用低。
六、结论
经过多年多次的电子测量技术实验教学环节的研究和实践,解决了没有专门实验室的短板,充分利用现有实验条件,同时通过老师自己制作电路版,很好满足了综合设计性实验要求,制作费用很低,并且可以多年使用,降低了实验费用。学生通过相关实验,能进一步理解相关实验仪器原理,掌握相关操作。
作者:郭建昌 张戈 单位:河南南阳理工学院电子与电气工程学院
电子测量技术论文:项目教学在电子测量技术教学中实践
项目教学法是以实践为导向、教师为主导、学生为主体,从职业岗位的实际需求出发,选择具有典型性的事例作为教学内容,通过实施一个完整的项目任务完成教学过程,其目的是在课堂教学中把理论与企业生产实践有机地结合起来,充分发掘学生的创造潜能,培养学生的自学能力、观察能力、动手能力、研究和分析问题的能力、协作和互助能力、交际和交流能力。
1课题研究的现实意义
1.1开展项目教学是实现高职教育以“就业为导向”的培养目标的需要
高职教育的目标是“培养学生的社会适应性,教育学生树立终身学习理念,提高学习能力,学会交流沟通和团队协作,提高学生的实践能力、创造能力、就业能力和创业能力,培养德智体美发展的社会主义建设者和接班人。”
1.2开展项目教学是改革现行应用电子技术专业实践教学模式的需要
应用电子技术专业学生未来的就业岗位多数是电子产品生产企业的产品质检、生产工艺管理、设备安装维修、产品销售等一线岗位,需要应职人员有较的职业技能、较高的综合素质。传统的教学方法注重的是理论知识的传授,所开展的实践教学缺少与企业生产实际的联系,有些实践教学内容因教材知识更新跟不上生产技术的进步而显得陈旧落后,不适应实际生产需要。开展项目教学首先需要深入企业调研,以胜任电子信息技术职业岗位(群)需求为目标,以专业技能培养为主线,以企业要求为质量标准进行课程教学设计,使学生通过本课程的学习,能掌握电子测量的基本原理和技能,能根据不同的被测对象正确地构建测量系统和选择测量方法、正确制订测量方案和熟练操作测量仪器、正确采集分析和处理测量数据。通过技能实训培养学生分析与解决计量检测实际问题的能力,为今后从事电子产品质量检测工作打下一定的基础。
1.3开展项目教学是激发学生学习兴趣的需要
项目教学有利于改变部分学生学习兴趣不浓的现状。让学生快乐地学习是提高教学效果的基础,项目教学法能使课堂教学真正成为实施素质教育、培养学生创新素质的主渠道,有利于培养学生的创新人格。项目任务的设计是基于企业生产过程的真实事件,体现了对知识的综合运用,有利于提高学生的综合能力。
1.4开展项目教学是提升教师的专业技能和管理水平的需要
一个项目的成功与否在相当大的程度上,有赖于一个的教师团队。作为项目实施的组织者,不仅要有扎实的技术能力、个人能力(乐于助人和善于交流、影响力认知能力、个人工作效力等)、领导能力、激发并运用团队潜能能力,更应该具备对这种教学方法的热情和兴趣。所以项目教学有利于提高教师专业技能和管理水平。
2课题研究的调研阶段
项目教学法是通过完成完整的项目任务,让学生获得相关的知识与技能,并发展职业能力的教学方法。在设计《电子测量技术》课程项目任务时首先需要了解电子产品生产企业职业岗位对《电子测量技术》课程知识体系要求是什么。带着这一任务,2009年暑假期间课题组成员深入我院校企合作企业“华冠通讯(江苏)有限公司”、“伟创力(苏州)科技公司”、“纬创资通(昆山)有限公司”进行调研活动。
2.1校企合作共建课程体系
课题组人员参观了华冠通讯(江苏)有限公司SMT表面贴装生产线、产品组装车间、质量检测部门等,与企业生产质检人员、生产技术人员、工程部、生产调度部门等人员进行课程开发座谈,了解生产工艺流程、质检流程,广泛听取企业技术专家对课程教学设计的合理建议,共拟课程教学大纲、构建贴近和满足实际应用能力需求的职业能力训练体系;召开我院在该企业进行顶岗实习的应用电子技术专业的学生座谈会,听取实习学生对顶岗实习的感想,对学院专业课程教学改革的建议,以他们的亲身经历和切身体会帮助审视以往《电子测量技术》课程体系中存在的问题。通过与行业企业的深入交流研讨,确立了以电子产品生产过程质量检测工作应具备的职业能力为重点,从工作过程系统化的学习情境设计入手,以职业工作岗位需求为导向,以能力为培养目标,以职业能力培养为重点,项目为载体,学生为中心,进行课程体系改革的建设思路。
2.2基于真实生产过程开发课程项目任务
通过一系列的企业调研与分析,依据电子产品生产工艺流程的质量检测工作过程,从中提炼出典型的测量项目任务,每个项目任务再分解为若干个学习情境,每个学习情境的实施都是一个完整的工作过程。重构后的课程教学内容分为6个项目任务,16个学习情境,每个学习情境完成一个典型工作任务。
3实施阶段遇见的问题及解决的方法
3.1实施阶段遇见的问题
在课题实施的初期,学生对这种全新的教学方法一时还难以适应,具体表现是:
3.1.1学生学习主动性不够
在教学的初期,学生的学习习惯还停留在传统教学模式上,对教师的依赖思想较严重,不能主动发现问题、提出问题,更谈不上解决问题。
3.1.2缺乏创造性运用专业术语进行表述的能力
语言组织能力差,不善于用专业术语描述项目任务完成的结果,参与讨论活动能力较低,团队协作主动性较差。课堂教学中不愿冒尖现象较普遍。学生在讨论或者回答问题时,总是担心答对了同伴会说出风头,答错了自己丢面子。因此课堂讨论活动难以展开。
3.1.3缺乏求异精神,创新意识不强
循规蹈矩、墨守成规,创新意识不强,习惯接受教师的安排。
3.2解决的方法
出现以上问题的原因是长期以来我国的高职教学注重专业理论知识的传授与积累,而忽视创造性思维的养成和语言实践活动的开展,导致学而不用或不会用的学与用严重脱节的现象。针对以上问题,课题组成员在教学过程中采取了一些相关的措施:
3.2.1培养学生良好的心理素质
专业教师在开展项目任务实施的过程中开展项目实施方案策划讨论会、项目小组技能竟赛、项目任务完成汇报演讲等活动,帮助学生克服羞怯、紧张、恐惧的心理,鼓励学生大胆尝试、勇于表达。
3.2.2创造友好、自由、安全的教学环境
教师对学生出现的语言错误保持高度的宽容精神,营造良好的交际气氛,建立融洽和谐的师生关系,使学生保持轻松积极的学习状态和交际愿望。
3.2.3转变教学观念
教师教学的任务不仅仅是培养学生的认知能力,更重要的是较大限度启发学生积极思维,创造性地运用所学知识,解决现实问题。
3.2.4优化组合教学方法
《电子测量技术》课程的教学方法的改革着眼于培养学生的专业技能应用能力和创新思维能力,变知识型、学究型为智能型、创新型。在项目教学法的实施过程中,我们引用了分层次教学法、互动开放式教学法、情境教学法、项目小组学习法、以赛促学法等激发学生的学习兴趣,通过多种教学方法的优化组合提高教学效果。
4研究成果及推广应用
“项目教学法在《电子测量技术》教学中的应用研究”作为江西省高等学校教学改革研究省级立项课题从立项到结题经历了三年时间,达到了预期的效果,完成了重构课程教学体系,重新编制教学大纲,制作多媒体课件,电子教案的编写,精品课程网站的建设,职业技能训练指导教材的编写等工作,形成了一套科学有效、客观公正地评价学生综合技能水平和学习成绩、教师的教学效果的考试考核办法。该课题的研究成果之一“电子测量与仪器”精品课程被江西省教育厅评为省级精品课程。“项目教学法在《电子测量技术》教学中的应用研究”作为专业课程教改成果在我院专业教学中已得到广泛推广应用,通过项目教学有效地转变了教师的教学理念,提高了学生的职业技能水平,使学生的学习真正达到“学以致用”的目的。
电子测量技术论文:电子测量技术教学改革探析
《高师理科学刊杂志》2016年第11期
引言
电子测量技术不仅是电信号测量的主要方式,而且在生物、医学、建筑等领域也得到了广泛的应用.对于理工类大学生来说,电子测量仪器已经成为实验室不可或缺的重要设备,电子测量技术课程的重要性不言而喻.由于电子测量技术课程涉及的内容范围很广,很多繁杂的公式需要理解和推导,学生面临的学习难度较大,学习效果不能令人满意[1-3].因此,教学改革的目标是激发学生对理论知识的学习兴趣,增强学生的实践动手能力,从而提高学生分析和解决问题的能力.本文从课程内容改革、课堂教学、实验教学和成绩评定等方面对教学改革进行了阐述.实践证明,教学改革极大激发了学生的学习兴趣,综合设计能力有了很大提高,教学改革初见成效.
1课程内容的改革
以往的电子测量技术课程内容相对陈旧,公式繁多推导过程复杂,导致很多学生望而生畏.为此,修订了新的电子测量技术教学大纲和电子测量实验指导书.从电子测量的误差分析开始,重点介绍时域、频域和数据域的测量方法,以及相关的典型仪器.在此基础上,以提高学生的实际动手能力为标准,对原有的课程体系进行了改革.删减了对提高学生综合能力毫无益处的纯粹理论性的推导,增加了新出现的各种先进电子测量仪器的功能原理和使用方法.做到教学内容既有对本学科的介绍,又有具体实例,让学生把理论和实际紧密地联系起来,为实践操作能力的提高打下基础.电子测量技术的发展日新月异,要在内容上不断更新,紧跟技术发展的前沿.将无线WiFi技术、蓝牙以及光纤通信在电子测量领域中的应用加入到教学内容中,让学生了解到更多的新方法、新产品和新技术.
2课堂教学改革
改变以往以教师为中心的教学模式,充分发挥学生自身的主观能动性,引导学生进行自主性的学习.在学时有限的前提下,做到重点突出,主次有序.例如:示波器作为电信号时域测量的典型仪器,需要对学生着重讲解.在课堂上不能一味使用多媒体,要将板书和多媒体有机结合在一起.多媒体可以使抽象的知识形象化、具体化,而对于重要的公式推导,应用板书更有利于学生的理解和掌握.由于教学内容相对独立,各章节内容不容易联系起来.教师要强化不同知识点之间的横向联系,从不同角度对问题进行阐述,扩展学生的思维能力.教师要避免传统的“填鸭式”教学,在课堂上有针对性的提出问题,让学生先对问题进行分析,提出自己的想法并与他人交流.对重要的知识点,教师要把握深度,充分讲解.布置课后作业,了解各种电子测量仪器的适用范围,尝试独立制定符合实际的测量方案.
3实验教学改革
在不增加总学时的条件下,尽量增加实验学时和实验个数.实验教学分为基础性实验、综合性实验和设计性实验3种类型.基础性实验包括基本电子测量仪器的使用方法、常用电子元件的识别、电路基本参数的测量等;综合性实验包括电路的综合测试、多种电子测量仪器的测试系统等;设计性实验则要求基于教师给出的实验任务,学生独立设计实验方案,选择实验仪器,完成测量任务.对学生因材施教,对于创新能力强的学生,可以增加综合性、设计性实验,减少基础性实验.同时,努力提高教师的实验教学能力.学院为任课教师提供赴企业、高校学习深造的机会,邀请企业技术骨干和学者讲学,提高教师的实验水平.
4成绩评定
以往的成绩评定以笔试成绩为主,造成很多学生即使分数很高,其实践能力仍然有限.为此,从课堂表现、作业完成情况、实践操作和笔试4个环节对学生的成绩进行综合评定,大幅度提高学生实践环节的权重,避免了学生重理论轻实践的弊病,让学生始终保持学习的积极性.
5结语
通过教学改革,学生学习的积极性有了很大提高,教学效果显著改善,并在多项省部级电子设计大赛中取得优异成绩.电子测量的教学改革是在实践中不断前进和发展的,快速发展的测量技术对今后的教学提出了更高的要求.只有以培养学生的实践能力为中心,才能培养出符合用人单位需要的合格人才.
电子测量技术论文:电子测量技术现状及发展
摘要:本文综合论述了电子测量技术的现状和总体发展趋势,分析了电子测量仪器的研究开发,阐述了我国电子测量技术与国际先进技术水平的差距,进而提出了发展电子测量仪器技术的对策。特别是由于测试技术的突破带来的电子测量仪器的革命性变化.同时,针对业界自动测试系统的发展历史和现状提出了作者的一些看法,并介绍了业界的近期进展和近期标准.近年来,以信息技术为代表的新技术促进了电子行业的飞速增长,也极大地推动了测试测量仪器和设备的快速发展。鉴于中国在全球制造链和设计链的重要地位,使得这里成为全球各大测量仪器厂商的大战场,同时,也带动了中国本土测试测量技术研发与测试技术应用的迅速发展。
关键词:LXI、ATE、自动测试系统、智能化、虚拟技术、总线接口技术VXI
一、前言
中国电子测量技术经过40多年的发展,为我国国民经济、科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,特别是经过“九五”期间的发展,我国电子测量技术在若干重大科技领域取得了突破性进展,为我国电子测量仪器走向世界水平奠定了良好的基础。进入21世纪以来,科学技术的发展已难以用日新月异来描述。新工艺、新材料、新的制造技术催生了新的一代电子元器件,同时也促使电子测量技术和电子测量仪器产生了新概念和新发展趋势。本文拟从现代电子测量技术发展的三个明显特点入手,进而介绍下一代自动测试系统的概念和基本技术,引入合成仪器的概念,面向21世纪的我国电子测量技术的发展趋势和方向是:测量数据采集和处理的自动化、实时化、数字化;测量数据管理的科学化、标准化、规格化;测量数据传播与应用的网络化、多样化、社会化。GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进地面测量仪器等将广泛应用于工程测量中,并发挥其主导作用。
二、测试技术现状及其存在的问题
现在人们通过实践已越来越认识到测试技术的重要性,国内测试技术也已有了很大的发展,现在已基本上采用了标准化、模块化设计体制。已从CAMAC、PC总线、STD总线向VXI、PXI总线发展,从堆叠式测试系统向标准化、模块化测试系统发展,并先后研制出国产化VXI模件、VXI测试系统及PXI系统,使我国测试系统技术水平逐步进入国际先进行列。在航天器、武器系统的单元系统中也设计了自检测功能,但在实用的自动测试系统中,尤其在武器系统的测试中,缺少实用的人工智能测试技术,故障诊断水平低、实用性差、网络化水平低。从测试体制的变革方面,国内尚没有边缘扫描技术和完善的智能内装测试系统。因此,与国外存在比较大的差距,国外20世纪八十年代末,九十年代初即提出了内装测试系统和可测试性概念,随后研制出了设备,并制订出了相应标准。近年来中国测量技术的性和稳定性问题得到了很多方面的重视,状况有了很大改观。测试技术行业目前已经越过低谷阶段,重新回到了快速发展的轨道,尤其最近几年,中国本土测量技术取得了长足的进步,特别是通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面,与国外先进产品的差距正在快速缩小,对国外电子仪器巨头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟技术的发展,为中国的测试测量仪器行业带来了新的契机,加上各级政府日益重视,以及中国自主应用标准研究的快速进展,都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计年鉴中可以看出,中国的测试测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中,无疑催生出了许多测试行业新创企业,也催生出了一批批性和稳定性较高的产品。拥有中国该领域重点实验室的中国电子集团公司第41研究所,凭借着本土测试领域的龙头地位,通过属下的青岛兴仪电子设备有限责任公司,成功地实现了由技术到产品的转化,开发出了多款具有很高技术水平的产品。该所研制出的高纯微波合成信号发生器、微波噪声系数分析仪、便携式射频频谱分析仪、2.5Gb/sSDH/PDH数字传输分析仪、高性能的光通讯设备,包括光谱分析仪和高性能微型光时域反射计,还有高速数字示波器等,目前都已经形成比较完整的产品系列。其中AV1489型高纯微波合成信号发生器采用全正向设计方法,突破了高纯度微波频率合成等多项关键技术;AV3984型微波噪声分析仪突破了智能微波噪声源等多项关键技术;AV4022型便捷式射频频谱分析仪突破了小型化设计与制造等关键技术,还有高性能的AV3600系列的宽带矢量网络分析仪,DT系列数字电视码流实时检测仪等。另外,该所还与海信集团一道,研制出了数字电视全部四个层次上的测试仪器。无疑这对中国的数字电视产业的发展将起到很大的推动作用。这些仪器除了能解决所有通用协议分析外以及物理层的各种指标的测试外,还有一个很重要的特点,就是结合中国数字电视标准和特点,保留了很好的可升级性。
三、电子测量技术的发展方向
我国测试技术已经进入标准化设计阶段,而且已采用了工业界先进的计算机I/O总线标准和数字化总线、仪器总线相结合的标准,逐步接近国际先进水平。但如何进一步发展,发展的主要内容是什么,这是摆在从事测试技术的每个工程人员需要认真思索的问题。任何技术的发展均取决于社会发展的需求。根据安捷伦公司在1996年对检测成本统计:硬件成本6%,检测开发24%,检测操作57%,维护成本占13%。除了硬件成本外,其它三项基本是软件开发、维护、操作成本。因此,对TPS的开发、移植、维护、重用,应是测试系统的重要研究内容。因此,美国在ABBET(广域测试)对测试软件作了重点描述和规范。它以信息模型对测试信息进行规格化描述,消除了层次间测试信息移植、共享和应用的障碍。将测试从宏观上划分为产品描述层、测试策略和要求层、测试过程层、测试资源管理层、仪器控制层等内容。其根本目的是建立一种通用的ATS开放系统体系结构,从该体系结构再衍生出由具体硬件、软件和系统实现的体系结构,达到测试贯穿于产品从设计思想到装备现场的整个寿命周期,包括从一个寿命周期阶段到另一个寿命周期阶段相关测试信息的传递;生成所需测试程序与过程中信息的使用;故障隔离和修理时,在编写报告和诊断操作中测试维护信息收集和诊断信息反馈。同时通过渐近方法确定ATS开放系统体系结构。计划了四个发展项目,每个发展项目完成后,产生一个ATS开放系统体系结构的完好部件,从而增加了该体系结构的开放程度与能力水平。四个发展项目分别解决“仪器互换性和互操作性”、“TPS可移植性和互操作性”、“寿命周期信息交换”、“过程与工具”。通过四个发展项目产生了ATS信息架构和软件架构。在测试领域对人工智能技术应给予高度重视。
3.1总线接口技术
总线是所有测试系统和故障诊断系统的基础和关键技术,是系统标准化、模块化、组合化的根本条件,国内外都是依据总线系统来组建各类测试系统,以确保硬件、软件、系统级的兼容性、互换性和重构功能,研究和开发总线系统是设计、研制开放式体系结构的核心任务,也是测试系统技术研究的关键技术。
采用总线结构设计的系统,具有简化系统设计、性高、维护性好、产品易于升级换代,便于组织生产工艺和成本低,真正能变串行生产为并行生产等重要优点。VXI总线技术是二十世纪末出现的一个新的母线技术。它首先出现于美国,应用于美国空军电子测量仪器。VXI总线将VME总线和GPIB结合起来构成一个新的标准,这种模块式仪器平台可以满足未来仪器应用的需要,使电子测量仪器和系统步入一个新的发展时期。VXI总线是一个新的行业标准接口母线,是一种开放的、适应多厂家仪器产品(模块、插卡式)的行业标准。这个标准的推出有三个原因:一是适应技术发展的要求,二是多厂家的仪器缺乏互联性,三是军方的需要,而且这是最重要的一个方面。军方需求什么?一是军用电子测量仪器战争现场所强调的便携性,VXI可以大大减小设备的体积和重量;二是大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍;三是测试系统的适应性、灵活性大为提高;四是价格适中;五是有利于充分发挥计算机的作用。
通用测试技术基础的关键技术
3.2软件平台技术
软件是组建系统核心技术之一,对于测试软件、TPS可兼容、可移植和重用一直是测试系统的关键技术。拟建立测试软件通用平台,重点研究CORBA、DCOM、COM等中间件语言。
这些软件充分利用了现今软件技术发展的近期成果,在基于网络的分布式应用环境下实现应用软件的集成,使得面向对象的软件在分布、异构环境下实现可重用、可移植和互操作。主要原理是引入中间件(Middleware)作为事务,完成客户机(Client)向服务对象(Server)提出的业务请求,实现客户与服务对象的分开,客户不需要了解服务对象的实现过程以及具体位置。
同时提供软总线机制,使得在任何环境下,采用任何语言开发的软件只要符合接口规范的定义,均能集成到分布式系统中。
同时对现有的IVI、Vpp、SQL、ODBC、VRML语言等进行应用研究。
3.3专家系统技术
由于专家系统具有很好实用性,已被广泛应用于科学、工程制造,尤其是宇航领域得到了广泛应用。美国自由号空间站、欧洲尤里卡平台、哥伦布空间舱,以及日本的吉姆舱都设计了故障诊断专家系统。在新一代载人航天器——航天飞机、载人飞船,作为性的重要保障手段之一的故障诊断专家系统得到了广泛应用。“自由号”空间站是美国大型载人航天工程。由于该工程结构庞大,设计复杂以及高和高自主性要求,基于人工智能的故障诊断专家系统是其重要组成部分。NASA投入大量资金用于空间站系统级管理、故障诊断以及分系统级故障诊断专家系统的研制工作,包括诊断推理专家系统。由于故障诊断专家系统以其在实际应用中发挥的作用和取得的效益受到了工程界的普遍重视,专家系统已成为故障诊断技术发展的主流。专家系统是一门综合性很强的学科,开发一个成功的专家系统需要系统设计人员与应用领域中的人类专家密切合作,一般将专家系统的设计人员称为知识工程师(KnowledgeEngineer),将参加专家系统开发的人类专家称为领域专家(DomainExpert)。专家系统(ExpertSystem)是一种模拟人类专家解决领域问题的计算机程序系统。专家系统内部含有大量的某个领域的专家水平的知识与经验,能够运用人类专家知识和解决问题的方法进行推理和判断,模拟人类专家的决策过程,来解决该领域的复杂问题。从处理问题性质看,专家系统善于解决那些不确定性、非结构化的问题,主要用于知识处理,而不是数据信息处理。从处理问题的方法看,专家系统则主要依靠知识表达技术、知识推理、知识收集和编码,知识存贮和编排,建立知识库及其管理系统,利用专家知识和经验求解专门问题,而不是数学描述的方法来解决问题。从系统结构看,专家系统则强调知识与推理的分离,因而系统具有很好的灵活性和扩充性。从知识推理能力看,专家系统的工作是在环境模式驱动下的知识推理过程,而不是在固定程序控制下的指令执行过程。从咨询解释能力看,专家系统不仅对用户的提问给出解答,而且能够对答案的推理过程做出解释,提供答案的可信度评估。专家系统能不断对自己的知识进行扩充、完善和提炼。而传统程序都无法做到。专家系统内部包括两个主要部分:知识库和推理机。因为专家系统依赖于推理,它必须能够解释这个过程,所以它的推理过程是可检查的,解释机是复杂专家系统的一个必要部分。
由于专家系统具有很多突出优点,如:适应强。它能在任何计算机硬件上使用。专家系统是专家知识的集成,具有高水平的复合性,由几个专家复合起来的知识,其水平可能会超过一个单独的专家,而且复合专家知识在任何时候可同时和持续地解决某一问题。而且持久性好。专家知识是持久的,不会像专家那样会退休,或者死亡,专家系统可以比专家反应更迅速或更有效。某些突发的情况需要响应得比专家更迅速,因此实时的专家系统具有重要应用。
专家系统的广泛应用促进了专家系统的发展。一般诊断专家系统开发可以采用高级程序语言、通用人工智能语言、专家系统工具,也叫专家系统外壳来进行。
根据需求采用专家系统工具来开发故障诊断专家系统。因为,专家系统工具是一个具有知识表示和推理机的基本框架系统,能保障快速、高质量的组建、开发出故障诊断专家系统。因此,研究和开发专家系统和专家系统工具是组建测试系统和故障诊断系统的基础和关键技术,是测试技术的重要研究内容。
3.4虚拟测试技术
通过虚拟测试系统,可以使产品历经虚拟设计、虚拟加工、虚拟装配、产品性能虚拟测试和虚拟使用全过程。虚拟测试的结果信息可用于优化、改进虚拟制造技术中有关的设计和过程参数。由于虚拟测试在虚拟制造技术中应用的普遍性,能促进整个虚拟制造技术体系更为完备和工程实用化。因此,开展虚拟制造环境的虚拟测试技术研究和应用具有重要而深远的意义,而计算机技术、虚拟技术和测试技术的发展,以及大量工程实用数据的积累,也使得建立虚拟测试系统具备了现实的可能性。我们开展虚拟测试技术研究,就是用虚拟工程概念解决型号研究中的实际测试问题。通过构造型号虚拟测试环境解决型号研制过程中的测试具体问题,包括参数精度测试,各种物理参数的虚拟产生,过程测试方法的模拟、测试程序的执行检测,对象模拟,以及虚拟模发、模飞等。
通过构建军事装备或大型工程的虚拟测试环境,建造一个通用的虚拟测试平台,可以适应各种型号模拟测试试验,对每种型号的测试需求均可在此通用的虚拟测试平台进行试验验证测试,通过虚拟测试验证,修正、完善军事装备的设计、提高研制质量;同时在明确军事装备和大型工程需求情况下通过虚拟测试环境可对需要设计的测试发射控制系统和各类测试分系统体系结构(分布式多总线复合结构或嵌入式单机箱系统)、系统组成、配置、功能模块要求、实时性、传输性、性、维护性均可在通用的虚拟测试平台上完成演示验证,进行完善设计和研制。当前,虚拟测试的研究和应用主要集中在两方面:
一是基于虚拟仪器技术的虚拟测试,基于虚拟仪器技术的虚拟测试的核心思想是“软件就是仪器”。其实现途径是在一定硬件基础上,利用计算机和软件及相应算法来替代传统测量仪表和装置,如:信号调理与传输仪表,信号显示记录仪、存储仪表、信号分析与处理仪表,以及有关控制、监控环节。
另外,就是基于虚拟现实技术的虚拟测试。基于虚拟现实技术的虚拟测量,则是在虚拟现实环境下,借助多种传感器和必要的硬件装备,根据具体需求,完成有关的测量任务。在虚拟环境下可以设计、构建所需要的虚拟测试系统,进行虚拟测试、虚拟测量操作、测量过程仿真及虚拟制造中的虚拟测试等。
在虚拟现实环境下进行虚拟测试,能够将人、测量设备、测量系统模型和测量仿真软件集成于一体,提供良好的人机交互和反馈手段,产生逼真效果。然而目前虚拟现实的硬件设备和工具价格昂贵,VR技术在测量领域的应用应注重技术功能的实现,不必追求品质的、的VR环境。
上述两类虚拟测试较大区别是:基于虚拟仪器技术(VI)的虚拟测试尽管也被称做“虚拟”,但是,它不可能虚拟,其中,被测量对象模拟化不虚,传感器不虚,数采不虚,测量操作不虚,测量结果不虚。而基于虚拟现实技术的虚拟测试,一般强调交互和沉浸,首先要使参与者有“真实”的体验,为了达到这个目的,就必须提供多感知的能力。目前基于虚拟仪器技术的虚拟测试和基于虚拟现实技术的虚拟测试日趋走向集成和融合。虚拟测试可以降低实际测试操作的费用,减少在危险环境中实际操作的危险性,虚拟测试所具有的拟实性、灵活性和低成本,使之成为虚拟现实技术的一个主要应用领域。尤其在虚拟制造中具有重要作用,它贯穿于虚拟设计、虚拟加工制造、虚拟装备以及产品性能检测和使用的全过程,实现虚拟制造各个阶段有机衔接,推进虚拟制造技术的发展和工程化。因此,开展虚拟制造环境的虚拟测试技术研究和应用具有重要而深远的意义,而计算机技术,虚拟技术和测试技术的发展,以及大量工程实用数据的积累,也使得建立虚拟测试系统具备了现实的可能性。
四、展望未来
综上所述,21世纪的电子测量仪器随着芯片技术和DSP技术的发展将达到前所未有的高性能,随着计算机技术与仪器的进一步融合,仪器的易操作性,易升级性,测量能力,数据处理和分析能力,都得到了大幅度提高。与此同时,软件无线电正越来越多地被应用到各个领域,仿真技术将为用户的设计和验证提供了更加强大和方便的工具。自动测试系统经历了从GPIB系统到VXI系统,从VXI系统到VXI与GPIB混合系统的发展历程,越来越多的军工用户希望拥有一种长寿命且高性能的系统标准体系来承担日益复杂的测试压力和维护成本的压力,面对未来的挑战,LXI仪器将在继承现有测试技术的基础之上,为下一代测试技术和测试仪器,特别是ATS测试系统的革新带来新的希望。
电子测量技术论文:数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用
摘 要数字信号处理是当前使用电子仪器进行测量工作的重要组成组成部分,可以说,测量是人类社会发展过程中必不可少的一项工作,而电子仪器则是测量工作发展至今最为先进的设备。如何才能够通过数字信号处理加强电子测量仪器的使用效果成为了当前函待解决的问题。本文便将对数字信号处理技术对电子测量与仪器的影响进行分析,并提出一些意见与建议。
【关键词】数字信号处理技术 电子测量仪器 应用
1 引言
随着科技的不断发展,我们步入了数字化时代,数字化时代的重点在于数字信号处理。数字信号处理是一种采用数字计算的方法,对信号进行后期处理的理论和技术,它的简称为DSP,英文全称Digital Signal Processing。DSP发展至今,单点指令平均执行速度和每秒处理语言指令之多是我们无法想象和超越的。数字信号处理技术在电子仪器测量中是非常重要的,测量是人类社会发展过程中必不可少的一项工作,人类社会的发展是离不开测量的,电子仪器在使用的过程中主要的作用就是要进行相应的测量,因此,将数字信号处理技术应用到电子测量仪器领域就变得越来越重要。本文就是对数字信号处理技术在电子测量仪器领域上的应用进行分析,为相关的研究提供借鉴。
2 测量的作用
测量在生产实践中占据着重要的地位,将抽象事物具象化是测量的主要内涵,尤其是针对生产制造领域,一个产品想要批量生产,各项的参数信息必不可少,获取这些信息就就是测量的工作。另外,测量能够促使生产活动规范化,同样是多应用于制造业,零件生产出来之后,必然要进行检查,通过一系列数据来对所生产的产品进行评估,以判定其是否符合生产标准。
3 数字信号处理技术的重要意义
电子仪器是进行测量工作的主要工具,随着测量技术的不断发展,对电子仪器的要求也就越来越高,目前多数的电子测量仪器都是通过电信号的形式传递测量结果的,度数的难度较大,更不要说进行分析处理了。而有了数字信号处理技术,就能解决这一难题,针对测量仪器的数字信号处理,其主要内容是将将电信号转换为熟悉信号,然后通过数字信号对信息进行分析,后续工作才能够进行。
4 数字信号处理技术在电子测量仪器领域的应用
4.1 在发生器上的应用
发生器就是信号源,它是一种能提供各种频率、波形和输出电平典型的设备。在测量各种电信系统或电信设备的振幅特性、频率特性、传输特性及其他电参数时,它可以用作测量的信号源或激励源。发生器在测量时使用的是频率合成技术,需要利用低通波滤器来完成相应的测量工作,而数字信号处理技术的主要内容就是进行滤波,采用数字计算的方法,对信号进行后期处理的理论和技术,它能够克服晶振仅仅能够提供特定频率的相应缺陷,提高了信号输出频率的性和稳定性。
4.2 在电压测量中的应用
电子测量时泛指以电子技术为基础手段的一种测量技术。它是测量学和电子学相互结合的产物。
在电子测量的过程中,电压是电子技术测量的一个基本参数,电压测量是电子测量的基础。很多电子设备都与电压有关,如信号发生器、发射机和接收机等。电压的测量对电流、场强、衰减等参数的测量也很重要。目前的电压测量已经被数字化,实际应用中,在数字信号处理的过程中有两种形式:一是交流电压和直流电压转换之后再进行A/D转换,另一个就是在得到了直流电压的时候直接进行A/D转换。在这两种转换方式都涉及到了A/DD换,A/D是指模数转换,是数字信号处理技术中非常基础的环节,它将模拟量或者连续变化的量进行量化(离散化),转换为相应的数字量的电路。A/D转换包含三个部分:抽样、量化和编码。如果将A/D变换的三个部分都应用在电压表上,就会大大提高电压表测量的性、抗干扰能力以及分辨能力。
4.3 在示波器中的应用
示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器,它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图像,便于人们研究各种电现象的变化过程。它通过波形的形式将所要测量的信号显示出来,被测信号通过电子束打在荧光屏上,显示的图像有助于测量人员的分析与解读,电流、电压、频率等都能通过示波器。进行显示,此外,一些较为特殊的信号也能够在示波器上显示出来,诸如调幅度、相位差的显示也常常出现在示波器的应用范围内。假设使用一个标准信号,将其输入到相应的示波器中,并且将这一输出信号设定为s(k),在这样的情况下,就能够地计算出示波器对于信号的离散型算式h(k),在对这一离散型算式进行存储的过程中,需要加存一个信号重构的反卷积算法,在这样的情况下,就可以得到以下的结论:无论示波器达到了什么样的标准,信号是否存在着失真的现象,都能够根据现有的信号进行重构,从而得出我们想要得到的信号。这样,进行电量信号的观测便无须再受到示波器的限制。
5 结论
随着数字信号处理技术的不断发展,它在多个领域都是具有很大的发展空间,通过上文我们不难发现,数字信号处理技术是当前使用电子仪器进行测量工作的重要组成组成部分,它对提高电子测量效果以及电子测量仪器的使用有着非常重要的作用。本文详细分析了数字信号处理技术对电子测量与仪器的影响,并提出相应的意见与建议,具有一定的实际指导意义。
电子测量技术论文:基于自动化控制的电子测量技术发展
摘 要:自动化控制技术的不断发展对电子测量技术的应用提出了更高的要求,为了能够更好地了解电子测量技术,本文展开了研究,首先分析了基于自动化控制的电子测量技术的发展概况,在此基础上,分析了基于自动化控制的电子测量技术发展的重要性,并对加强基于自动化控制电子测量技术的发展提出相关策略和措施,希望对电子测量技术发展有所启发。
关键词:自动化控制;电子测量技术;发展研究
一、基于自动化控制的电子测量技术的发展概况
(一)基于自动化控制的电子测量技术的发展背景
我国的经济发展是从20世纪80年代迅速发展起来的,尤其是我国的一些国家政策和经济发展规模,都是那个时代起步并取得成绩的。我国经济刚刚起步的过程是十分艰难的,整个科学技术水平受到很大程度的限制。所以导致我国的经济生产力和生产技术是比较落后。我国是人口大国,为了更好地发展,只有在生产上投入大量的人力,尤其是针对生产建设,投入大量的人力势必会造成更大的成本支出,为了能够更好地建设和发展生产,我国的科学家艰苦创新,对生产技术水平进行发展,而且随着整个生产技术的发展,我国的自动化控制技术取得了良好的成绩,在建设生产上对于自动化控制技术的应用逐步取代了大量的人力进行生产建设,对于生产建设的成本是很大的一种节约。生产自动化技术不断发展,对于我国的现代化建设有非常大的贡献,在自动化控制技术发展过程中电子测量技术不断发展。电子测量技术应用到自动化控制过程中,能够为我国自动化控制技术的发展提供强大的动力支持,从而进一步完善我国的现代化生产过程。
(二)基于自动化控制的电子测量技术的发展现状
通过对自动化控制技术的研究和分析,能够发现在我国自动化生产技术应用过程中,整个电子自动化控制的电子测量技术的发展时间较短,所以对于电子测量技术来说,其应用的过程和应用实际还没有达到很成熟的阶段,在整个自动化控制中的电子测量技术中还存在一定的问题,影响整个电子测量技术的发展,尤其是针对整个电子测量技术,对于整个自动化控制技术来说,在实际生产应用中,使用电子测量技术还没有达到一定的规模,尤其是针对整个自动化控制技术来说,但是在整个电子测量技术的发展上,发展技术和发展空间很大,尽管是作为一种新兴的技术,但是同时能够保障我国绝大多数生产和建设工作取得良好进展。电子测量技术的发展成本很高,这大大限制了整个电子测量技术的发展,所以很多一些规模较小的企业和生产单位还不具备在自动化生产中应用电子测量技术的基础,从而导致电子测量技术的发展受到进一步的限制。
二、基于自动化控制的电子测量技术发展的重要性
(一)利于电子测量技术动态性的发展
通过研究和调查,能够发现在电子测量技术发展过程中,往往只是利用自动化技术对生产建设进行一种单一的管理模式,这种管理模式对于整个生产建设工作的管理是一种弊端,管理模式是动态的管理模式才能够促进生产建设工作的效率提高。但是在进行实际的管理工作中,只应用自动化控制技术对整个生产建设进行管理是一种静态的管理。所以在实际的生产工作中,要把电子测量技术应用到整自动化控制技术中,从而能够保障整个生产建设工作实现动态管理。这种管理方式对于我国的自动化生产来说是一种重大的突破,有利于电子测量技术动态性的发展,从而能够保障整个现代化建设步上一个新台阶。
(二)利于电子测量技术高效性的发展
在国民经济发展过程中,自动化控制是检验我国生产企业是否得到提高与发展的重要标志,同时通过对自动化控制技术的管理,能够看出我国的经济水平和生产建设的重要作用,能够为对我国经济水平的稳步提高做出重要的贡献。在自动化控制技术中应用电子测量技术能够将整个电子测量技术的发展提上一个新台阶,电子测量技术通过借助自动化控制这个平台能够得到更大的完善,为了能够将生产过程更加完善,自动化生产控制技术也需要对整个生产技术进行优化和调整,而电子测量技术能够将自动化控制技术的效益发挥到较大,能够有效提高自动化控制技术在生产过程中管理的高效性。为了能够将整个电子测量技术进行完整发挥,需要对应用过程中产生的问题进行调整和优化,从而保障生产建设的有序性,这种应用模式能够促进生产力的提高,从而有助于我的自动化生产企业的获取更大的经济效益。
(三)利于电子测量技术性的发展
在对自动化控制技术的研究中不能忽视电子测量技术的效用,只有对两者的效益进行研究,才能够保障整个电子测量技术发挥较大的功效。两者结合能够产生出更大的效益。所以为了能够保障整个电子测量技术发挥出更大的效益,要对整个自动化控制技术进行完善和优化,在应用过程中,要结合自动化控制技术的特点,不断实现更大程度上的应用效益,有利于促进我国的电子测量技术在未来的发展过程中得到更为的应用与发展,从而创造出更大的经济效益。
三、加强基于自动化控制电子测量技术发展的主要措施
(一)重视自动化控制电子测量技术的推广
电子测量技术在我国的应用情况需要与整个生产建设相结合,只有在自动化的生产建设中应用电子测量技术才有助于电子测量技术的推广。所以在进行自动化生产过程中,有关单位和部门要注重对电子测量技术的推广,只有将电子测量技术所能产生的效益推广到建设单位手中,要管理人员明晰整个电子测量技术与自动化控制结合所能产生的效益,才能够保障整个电子测量技术在自动化控制中的发展和应用。注重对电子测量技术效益的宣传,能够更好地实现电子测量技术的发展。
(二)拓展自动化控制电子测量的范畴
在自动化控制技术中应用电子测量技术能够实现更大的生产效益,但是在实际的应用过程中,整个电子测量技术受到功能的限制,会导致应用程度不完善,所以要针对这一情况去进行研究和创新,要能够不断拓展电子测量技术的应用范畴,保障整个电子测量技术在自动化控制环节中的实际应用。只有这样才能够促进整个自动化生产建设的大发展。
(三)降低电子测量技术的成本费用
电子测量技术的应用成本较高是制约电子测量技术发展的主要原因,为了更好地发展电子测量技术要能够对电子测量技术的成本费用进行降低,不断对科学技术水平进行创新,加强对电子测量技术的研究,降低电子测量技术的成本费用,以达到提高整个电子测量技术的应用效果。
结语
总体来说,电子测量技术在自动化控制中发挥重要作用。为了促进自动化生产,我们要结合自动化控制的电子测量技术的发展背景和发展现状,对电子测量技术在自动化控制中有利于电子测量技术动态性的发展和高效性的发展以及性的发展的重要性进行分析,然后积极采用重视自动化控制电子测量技术的推广、拓展自动化控制电子测量的范畴和降低电子测量技术的成本费用等措施希以达到提高电子测量技术发展的效果。
电子测量技术论文:我国电子测量技术的发展
[摘 要]随着世界经济的发展,计算机技术和通信技术也在不断的发展着,电子测量仪器的性和速度以及检测的功能都在迅速提高,对这些方面的要求也在不断提高,电子测量仪作为测量的重要仪器,他的度也在一定程度上反映了国家科学技术的水平,所以,我们应当顺应时代的发展,了解电子测量技术的发展、技术指标、结构特点等等全方面了解电子测量技术,对现有电子测量技术通过运用先进的技术,对电子测量技术不断创新发展,做出更大贡献。
[关键词]电子测量技术 发展
现在世界的发展主要依赖于科技的发展,要想在现在世界中立足,必须发展自身的科学技术,满足现代社会工业化和现代化的发展要求。但是,随着社会发展的日新月异,社会生产以及创新的日益发展,对电子测量仪器的发展不能满足现代社会的需求的现状是对电子测量技术的一个重大考验,电子测量仪器需求不断的更新换代,并将软件技术、虚拟技术和无线通信技术等新技术应用到电子测量技术中,使电子技术在智能化、化、简约化和多功能化等多方面得到提高,同时,这也是未来电子测量技术的发展方向和发展趋势。同时,应该注重对这些方面的创新,如果出现了现在的技术条件不能满足电子测量仪器的要求的情况,通过这些时间也可以为后续改良电子测量设备的做出积累,我们要结合现代社会对电测测量仪器的需求和专业的电子测量技术的知识,对未来电子设备的发展做出贡献。
1.电子测量仪现状
1.1 多功能化
现有电子测量仪器应当和以往的传统电子测量仪器不同,原有测量仪器仅仅只是依靠硬件设备发挥检测的功能作用,这一测量方法限制了测量设备的用途,现在已经发展成为了对一些有特殊要求的测量任务,现在通过对测量仪器的改进,让一台电子测量仪同时可以完成几种任务,不仅仅是针对单一的任务,大幅度的提高了电子测量仪的使用率,实现了电子测量仪的多功能化。通过对任务的整合转换,使电子测量仪能够同时实现热能、光能、电能等多种能量之间的转换,使电子测量仪对多种数据进行测量,从而使电子测量仪具有多功能化的特点。
1.2 模板化
模板化,指的是设计技术采用功能模板化。通过对测量仪器的模板化进行调整,对测量仪器起到及时配置的要求。在对测量仪器的性能上实现模板化的调整,将模板化技术运用在电子测量仪器中,⒋蠓度的缩短创建一个新模板、新系统的时间,减少了新建的测量步骤等等。在电子测量仪器的更新上,我们也可以运用到模板化设计理念和模板化技术,能够辅助测量仪器的更新,使测量数据更加,保障了在测量中数据的性,所以模板化理念和模板化技术将是电子测量仪器未来发展中一个具有较好发展势头的一个新兴技术、
1.3 多技术综合化
电子测量仪器技术的发展理念是智能化控制,通过相互结合多项技术,对设计理念、生产工艺和发展模式等多项技术进行改进,使电子测量技术更进一步。可以将技术应用在电子测量技术中,例如在电磁检测仪器中,通过对无线通信技术、超导体传输技术、微电子设计和纳米技术的结合,使测量仪器成为具有现代化技术的创新性技术。除此之外,还可以把大数据计算和传统的电子器件测量仪器相互融合,测试人员能够在最短的时间内得到电路的测量转换数据,加快工作效率、减少数据获取的时间,在最短的时间内对电路做出调整。
2.未来电子测量技术的发展
2.1 软件技术
软件技术指的是将微管理芯片技术这一软件技术应用在电子测量设备中,这种方法受到了大家的好评。从上世纪80年代起,软件技术就已经开始被专业的一起技术研究者使用。随着科学技术的迅速发展,在20世纪90年代时,DP结合软件技术组合成的虚拟电子设备新兴软件技术出现,软件技术在电子测量仪器中的运用一直持续到现在任然被认为是一个可以长足发展的技术,有越来越多的软件技术被应用到电子测量设备的设计中,例如RC-42、CIB、USB等许多的新型电子技术都被运用到测量仪器中,这样的设计为设备的测量功能提供了标准的结构器件,例如将计算机软件技术应用到仪器中,我们就能通过对计算机的windows页面进行操作取得测量结果,有计算机的操作系统和统计系统对测量数据进行收集、排列、整理、计算和统计,然后将数据但应到显示页面,增强了仪器的说一句管理的性能,所以,软件技术是新一代电子测量仪器中是一个很大的进步,我们在未来的发展中应该更多的应用该技术,使电子测量技术做出进步。
2.2 虚拟测量
虚拟测量是属于一种数据度较高的测量技术手段,虚拟测量技术在电子测量技术中的应用将会带动电子测量技术的发展,但目前虚拟测量技术并没有得到较好应用,虚拟测量技术对测量仪器的要求较高,要作用虚拟测量技术,必须提高当前电子测量仪器的质量。虽然目前虚拟测量技术没有得到应有的重视和应用,但任然有技术专家对该技术进行测量应用,并且取得了一定的发展进步,为未来虚拟测量技术的发展打下了坚实的基础。在对电子测量设备的研发中,在各类传感器、元件和技术中的研发条件下,研发出了各种适用于不同类型的专业、迅速、智能化的专业仪器。虚拟测量技术是未来电子测量仪器发展的重要特点,我们应该对此加以研究,获得更地数据。
2.3 无线通信
无线通信技术指的是将无线信号传输到与各个地区相互联系的互联网进行综合应用的新型移动网络技术,是属于未来通信设计中一种重要的手段。现在的无线通信技术应用广泛,例如WiFi,WiFi技术是一种盛行于全世界的无线网络技术,WiFi技术是由世界以太网络兼并组织命名的一种专业的网络术语。WiFi技术也是一种短距离的无线信号运输技术,指在几百米的范围类电子设备可以通过与互联网相互连接获取无线信号。WiFi技术仅仅只是无线通信传输技术中的一种技术,除此之外,还有许多的远程无线网络技术也可以在电子测量设备设计中被推广。例如,现在光纤远程信号传输技术属于比较新型的网络技术,能够在较远的距离之间进行信号传输,也能成为一种远程监控的无线网络技术。所以,我先通信技术也是我国未来电子测量仪器中一种比较特殊的应用,将成为新一代电子测量设备的技术特点。
3.结语
在科技飞速发展的今天,电子测量仪器也在不断的发展。在21世纪中,我们对于电子测量仪器的需求量越来越大,电子测量仪器的市场需求也在不断增加,在市场竞争激烈的现在,对电子测量设备的设计技术奥球也越来越严格。要具有兼容性、性高和稳定性强的电子测量设备才能满足现代工艺、生茶和生活的要求,我国目前的电子测量设备具有了一定的先进技术,为我国的电子测量设备市场输出了许多先进的设备,但是任然存在着巨大不足,尤其是现在技术不能满足高速变化的技术和要求,在电子科技技术水平这一方面任然还存在着许多的不足,有着较大的进步空间,所以,我们在对电子测量设备进行设计时,必须和想在发展技术相结合,明确我国电子测量技术的特点,结合创新研制出世界经验丰富的电子测量设备。
电子测量技术论文:浅谈项目式教学在高职电子测量技术课程中的应用
摘 要:项目式教学是当前职业教育中一种比较有效的教学方法,也是当前职业教育教学改革的基本取向。电子测量技术亟待进行教学改革,文中阐述了项目式教学改革的具体实施方法,打破了知识的学科逻辑,精选引导项目和引深项目,教、学、做融为一体,引导学生在完成工作任务的过程中主动建构理论知识,激发学习能动性,提升学生的职业技能。
关键词:高职院校;电子测量技术;引导项目;引深项目
电子测量技术是高职院校电子信息类专业的职业技能性课程,它旨在培养学生电子测量综合应用能力以及对电子产品的检验技能,以使学生毕业后能胜任电子信息技术领域的设计制造、开发应用、安装调试、运行维护、管理及产品的销售与技术服务等方面的工作。近年来,我国电子信息产业得以迅速发展,对一线高素质技能型人才需求的数量和要求也越来越高。电子测量技术课程建设的好坏将直接影响到培养学生质量的高低。在新的教育形式下,认真探究电子测量技术课程的教学改革以改进教学方法和模式、提高学校总体质量就显得尤为重要了。
一、电子测量技术教学改革的紧迫性
1.高职院校电子测量课程授课对象的现状客观要求进行教学改革
高职院校的扩招使学生生源中文科生的比例大增,这些学生的工科基础理论相对薄弱;电子测量技术课程的授课对象多为大三学生,他们刚刚经历了专转本的筛选,这些学生的综合素质总体较差,搞错周期和频率单位、不知两者互为倒数关系的学生大有人在;部分学生有学习的欲望,但又苦于前面课程底子没打好。这些学生又有阳光、活泼,动手能力较强的优点,具有一定的可塑性。学生学习主动性是发挥智慧的基础,面对当前高职院校电子测量技术课程授课对象的现状,改进课程设置,加强该课程的内涵建设,将质量提升起来,是电子测量技术课程亟待进行教学改革的客观要求。
2.教育部有关高等职业教育的文件及当前“用工荒”现象主观要求进行教学改革
《教育部关于提高高等职业教育教学质量的若干意见》中明确指出“培养学生的社会适应性,教育学生树立终身学习理念,提高学习能力”“提高学生的实践能力、创造能力、就业能力和创业能力”“积极推行订单培养,探索工学交替、任务驱动、项目导向、顶岗实习等有利于增强学生能力的教学模式”等要求;《国家中长期教育改革和发展规划纲要》中也提出“把促进学生成长成才作为学校一切工作的出发点和落脚点”的要求。新一轮高职院校人才培养工作评估要求也需要我们系统地谋划教学工作,深化教育教学改革和管理模式改革,创新人才培养模式。准生产型的人才培养目标主观上也迫切要求电子测量技术课程进行教学改革。
二、电子测量技术教学改革的措施
高职教育教学方法的研究在逐渐深入,教学方法必须以培养高等技术应用型人才为切入点也得到了职教界的共识,广大教学工作者亦在积极探寻教学方法改革,改进教学模式。目前,我国高职院校电子测量技术课程教学主要存在如下两方面的问题。
其一,大部分高职院校电子测量技术课程沿用了传统教学体系,其教学方法和模式依旧桎梏于传统教学理念的影响上,教学内容没有从实质上突破传统单一式,理论色彩过于浓重,同时所授内容滞后于高职教育的需要,以至于并没有将学生的学习能动性地激发起来。其二,某些高职院校电子测量技术课程教学过程中,从其课程结构以及结果上来看,诸多方面有待实践中来完善。电子测量技术进行教学改革,其教学方法和教学模式具体怎样个改法,确实是门学问。现就我校电子测量技术实施教学改革的具体措施阐述如下。
1.彻底改变过去与任务相脱离的、单纯学习知识的课程模式,倡导以学生为中心的“教、学、做”合一的教学方法
项目式教学=理论教学+实验教学+实训,项目式教学不能说是高职教育发展的方向,但大家都在这样做了。可以说,项目式教学是当前职业教育课程改革的基本取向。电子测量技术课程必须彻底打破按照知识本身的相关性组织课程的传统模式,应该按照工作任务的相关性来组织课程。在基于工作过程的教学过程中,精心组织项目,教师在做上教,学生在做上学,通过营造愉悦的氛围,使学生学习不再成为一种痛苦的经历,不再避而远之。项目式教学模式易于激发学生在与工作任务的联系过程中主动学习知识的积极性,从而能更有效地培养学生的职业能力。
2.按照项目工作体系从宏观和微观两方面重构课程结构,适当删减理论知识,强调知识体系的纵向衔接
项目式教学突出强调课程结构,要让学生获得哪些知识,而且要让学生以什么结构来获得这些知识,将直接影响学生职业能力的形成。以工作结构为基本依据开发课程结构,不但要使课程的宏观结构以工作结构为基本依据,而且其微观结构也应以工作结构为基本依据。电子测量技术是一门综合性很强的课程,其内容涵盖了高等数学、电路、模拟电子技术、数字电子技术以及微机原理等多方面的知识,我们将其偏深、偏难的理论知识予以删减,把握理论内容“必须、够用”的真正内涵,兼顾一定程度的可持续发展性要求,将教学内容重组,相关知识打包,在教学过程中围绕工作任务,先把学生带入工作场景,并初步授以技术实践知识,然后深化到技术理论知识,借助“引导项目”和“引深项目”,由浅入深,梯式推进。电子测量技术实施项目式教学的具体过程举例如下。
遵循认知规律,从学生比较熟悉的放大电路出发,以“电压串联负反馈放大电路的设计与装调”作为电子测量技术学习的及时个项目,在学生开始做该项目之前,教之电子测量基本概念、测量误差分析及数据处理、电子元器件的基本常识等技术实践知识。然后学生动手搭接电路的过程中授之晶体管特性图示仪的使用方法、万用表检测元器件及测量放大电路静态工作点的方法,结合交流毫伏表、信号发生器和示波器测量电路放大倍数后,给学生初步阐述信号发生器、示波器等时域测量仪器的基本原理,同时讲授频域测量的相关知识。随后在学生做的过程中掌握用失真度仪测量波形失真度的方法和用扫频仪测量放大电路的中心频率值、频带宽度等幅频特性的方法。以上述及时个项目作为引导,以“音响放大器的设计与装调”作为引深项目,在学生做的过程中,在理论上从高频和低频两部分深化对信号发生器的认识,深化模拟示波器和数字示波器在结构组成、多波形显示及示波器应用上的认识。以“数字万用表的设计与装调”作为第二个引导项目,知识链接到万用表的测量原理、电压测量基本知识、数字域测量基本知识,学生在做的过程中用到的仪器有万用表、信号发生器、示波器、逻辑笔等。以“基于单片机数字频率计的设计与装调”作为第二个引导项目的引深项目,深化对时间和频率测量的认识,该项目中还涉及到电子计数器、智能仪器及虚拟仪器的使用。总的来说,通过精选典型项目,在“教学做”相结合的过程中用到什么内容就教什么内容,既把握了理论内容的深度,又达到了学科内容的完整性。同时精选的项目能较好地引导学生在完成工作任务的过程中主动建构理论知识,使学生在做的过程中激发了学习动机,提升了职业技能。
3.采取与项目式教学相匹配的考核方式
项目式教学强调学生在项目活动中能力的发展过程,传统的考核方式已不适应项目式教学。项目式教学评价涉及项目任务进行过程中各阶段的学习评价、项目任务的完成质量和平时表现等多方面的综合评价。
三、结束语
面对当前我国职业教育的发展形势,项目式教学已是当前职业教育课程改革的基本取向,但从长期来看,项目式课程改革是不可能一蹴而就的,而是一个相对较长的过程。对于高职教育工作者来说,我们当前工作的重点是遵循教育规律,抓住战略机遇,坚持实践落实科学发展观,打破知识的学科逻辑,同时又能一定程度的兼顾学科的系统性来制定项目式的课程体系表,通过典型项目的教、学、做,来提升高职教育的整体品质,为社会输送多层次、多样化的应用型人才。
电子测量技术论文:电子测量技术的发展及应用
【摘要】本文通过介绍电子测量技术的相关内容,包括电子测量技术产品的发展及应用、电子测量技术的发展及应用优势,以及电子测量技术在未来社会的发展及应用方向等几个方面内容,重点介绍未来电子测量技术在软件平台、总线接口、虚拟测试和专家系统等方面上的应用情况,分析和探究电子测量技术的发展及应用,以期能够给予广大的电子测量技术人员和相关部门一些参考和帮助。
【关键词】测量;电子测量技术;发展及应用;分析和探究
一、引言
新形势下,随着现代化科技的蓬勃发展,电子测量技术在实际生活中的发展及应用越来越受到人们的广泛关注和重视。电子测量技术,作为大多数电子产品精密及测量的重要技术,广泛应用于测量电能量、信号特性及其所受干扰、元件及电路参数等电专业的测量。就目前的电子技术市场来看,可以说,电子测量技术的应用早已进入了一个较为理想和成熟的发展环境。对于新时期下如何进一步促进电子测量技术的发展及应用,需要从事电子技术行业的技术人员加以重视考虑,可以从电子测量技术的软件平台、总线接口、虚拟测试、专家系统等几个方面加强分析和探究。现具体分析如下。
二、电子测量技术的产品发展及应用
电子测量仪器,是基于电子测量技术,并结合计算机技术、通信技术、数字技术、软件技术和接口技术等发展起来的一种机械测试系统。从国家安全角度、经济产业角度以及科技发展角度来看,融合了大量的高新科学技术的电子测量技术与电子测量仪器工业有着密不可分的关系,同时也被广泛运用于各个领域,为国家的科技进步和原创核心技术的发展带来了重要的推动作用。而未来电子测量仪器的发展,则主要集中在测量仪器的通用化、模块化、网络智能化等各个方面上。
三、电子测量技术的发展及应用优势
从目前的电子测量技术发展程度来看,电子测量技术主要具有以下几个方面的优势。
(一)电子测量技术的测量频率范围宽、量程广
相对于以往的测量技术来说,电子测量技术具有测量频率范围宽、量程广等优势。通过电子测量技术的实际应用,能够利用电子测量仪器,进行深海压力、高温炉温度等特殊环境下的测量工作,一定程度上降低了测量人员的工作强度,同时也有效保障了测量结果的性和客观性。此外,电子测量技术的测量频率范围宽、量程广,还表现在测量电子欧姆表的测量能力上。通过电子欧姆表,可以测量几欧姆到几十兆欧姆的电阻,整个量程跨度的数量级高达7个。
(二)电子测量技术测量、高速
由于电子测量技术测量度更高,测量速度更快的应用优势,促使电子测量技术在社会各行各业的应用越趋于广泛,尤其是在时间和频率等问题的测量上,更具备发展优势。从电子测量技术的测量速度能力来看,电子测量技术主要是采用电磁波或是电子运动来实现的,相对于传统的测量技术而言,其测量效率相对要高出很多,且测量结果的误差也要更小。
(三)电子测量技术能够实现遥测以及不间断测量
电子测量技术的遥测优势,具体表现在电子测量技术能够帮助人们解决在不便长期作业或是难以直接到达的区域的测量工作,而且不间断测量,又能够保障测量的数据具有高度的实时性。同时,电子测量技术的显示方式又较为直观、清晰,能够为测量人员的测量工作带来更大的便捷性。例如在测量发光二极管时,电子测量技术将数据以数字的直观形式显示出来,将频率以示波方式显示在荧光屏上,都能起到直观、清晰分析参数信息的重要作用。
(四)电子测量技术与计算机技术的相结合
除了上述三种优势之外,电子测量技术还实现了与计算机技术等多种高新技术的相结合。通过利用D/A、A/D的变换功能,能够将电子测量技术测量得出的电信号传输到计算机上,达到方便保存测量数据和及时做好记录的目的。尤其是当今微型计算机的不断发展,更是使得电子测量技术的测量结果能够便于随身携带,及时对需要更改的数据参数进行记录和更新保存,进一步体现了电子测量技术的多功能、高性能。
四、未来电子测量技术的发展及应用方向
通过综合考虑当前的电子测量技术,了解到未来电子测量技术的发展及应用方向主要集中在软件平台、总线接口、虚拟测试以及专家系统等层面上的革新和进步。
(一)基于软件平台的电子测量技术
软件平台技术,是电子测量技术的重要组成部分。在未来的电子测量技术发展中,应该重视软件平台技术的研发,包括软件的可兼容性和可移植性等方面。同时,重点对软件技术的DCOM、CORBA、COM等语言的研究,也能够进一步提高电子测量技术软件的综合应用。针对这种情况,一方面,电子测量技术人员应该致力于提高电子测量软件的集成性,解决测量软件在移植、兼容和重用等方面上的问题,以便实现测量软件在异构环境下的普及应用。另一方面,电子测量技术人员应该让被测量对象和客户之间保持相对的独立性。在不了解被测量对象的具体位置以及测量过程的前提条件下,客户可以通过利用软件平台技术,实现整个测量语言在整个电子测量软件平台系统的集成。
(二)基于总线接口的电子测量技术
总线接口,在电子测量技术的发展中,充当着组合电子测量系统,促使电子测量系统模块化、标准化的重要角色,能够为整个电子测量系统的软件、硬件提供兼容和互换环境。通过在电子测量系统中推广使用总线接口,还能够减小电子测量仪器的重量和体积,保障测量进程的便捷性。与此同时,由于总线接口高度的性和简洁的系统设计,也方便技术人员对电子测量系统的日常维护工作,便于系统的简便升级和换代。
(三)基于虚拟测试的电子测量技术
近年来,随着电子测量技术与其他多种高新科技的相融合,虚拟技术在电子测量技术中的应用也日趋普及。采用虚拟测试技术,能够优化测量结果数据,改进电子测量技术过程的具体参数,增强电子测量技术的工程实用化。就目前来看,将虚拟测试应用到解决电子测量技术的实际问题当中,不但能够起到有效指导被测对象进行实际测量工作的作用,同时对于整个测量的数据进度以及测量效率的提高,也有着不容忽视的意义。
(四)基于专家系统的电子测量技术
专家系统,是在模拟人类专家的基础上,通过利用互联网上海量的数据信息和经验,对电子测量技术中出现的问题加以判断和推理,并提供相应的解决措施的一种计算机系统。同时,专家系统技术的采用,还可以让整个电子测量系统更加具备扩充性、灵活性,起到改进和完善整个电子测量系统的重要作用。在未来电子测量技术的发展应用中,加强专家系统的研发,对于提升整个电子测量系统实现高效、精准化管理和运行,有着不可取代的推动作用。
五、结束语
通过电子测量技术的分析和探究,促进广大电子测量技术人员及相关部门对电子测量技术的认识和了解,掌握未来电子测量技术的发展方向,普及电子测量技术的应用,对于推动整个电子测量技术行业的发展进步,有着极为重要的研究意义。
电子测量技术论文:现代电子测量技术与仪器仪表的发展
近几年来科学技术迅猛发展,以信息技术为代表的新科技促进了电子行业的飞速增长,也极大地推动了测试测量仪器仪表的快速发展。电子测量仪器的发展为我国国民经济、企业发展,科学教育、特别是国防军事的发展做出了巨大贡献。随着世界高科技发展的潮流,中国电子测量仪器也步入了高科技发展的道路,鉴于中国在全球制造环节和设计环节的重要地位,使得中国成为全球各大仪器厂商青睐的大战场,同时,也带动了中国测试测量仪器的研发与测试技术应用的迅速发展。
电子测量技术的现状及存在的问题
目前国内的电子测量技术已有了很大的发展,中国测量仪器的性和稳定性问题得到了各个方面的重视,状况有了很大改观。测试仪器行业目前已经越过低潮阶段,重新回到了快速发展的轨道,尤其最近几年,中国的仪器取得了巨大的进步,特别是通用电子测量设备和汽车电子设备的研发方面,与国外先进产品的差距正在快速缩小,给国外电子仪器龙头的垄断造成了一定的冲击。随着模块化和虚拟电子技术的发展,为中国的测量仪器行业带来了新的契机,加上各级政府越来越重视,以及中国自主应用标准研究的快速进展,都在为该产业提供前所未有的动力和机遇。从中国电子信息产业统计中可以看出,中国的电子测量仪器每年都以超过30%以上的速度在快速增长。在此快速增长的过程中,无疑催生出了许多测试行业新创企业,也催生出了一批批性和稳定性较高的产品,现在已基本上采用了标准化,模块化的设计体系,已从CAMAC、PC总线、STD总线向VXI、PXI总线发展,从堆叠式测试系统向标准化、模块化测试系统发展,并先后研制出国产化VXI模件、VXI测试系统及PXI系统,使我国测试系统技术水平逐步进入国际先进行列。
虽然国内的测试测量产业快速的发展,但客观地说中国的测试测量仪器还普遍落后,表面上看的有精度不高,外观不好,性差等,深入分析则存在以下问题:
人们在整个产品的制作流程中对测试这个环节不够重视。在传统的产品的制造流程中,研发始终处于核心地位,而测试则处于从属和辅助位置,研究者对测试不够重视。
数字化、标准化、模块化结构有待提升。“数字化时代”是社会与经济现代化的近期标志,关系着一个国家在科技领域“核心竞争力”的高低。模块化则是国际电子测量仪器发展的方向。由于历史的原因,中国仪器配套行业的企业多为良莠不齐的小型企业,标准化的研究也没有跟上需求的快速发展,从而导致仪器的材料配套行业的技术水平较低。虽然目前已有较大的改观,但距离整个产业的要求还有一定距离。所以,还应把标准化和模块化的研究放到重要的位置。还有,在技术水平没有达到的条件下,一味地追求精度或追求高指标,而没有处理好与稳定性之间的关系。这些都是制约本国仪器发展的因素。
软件技术、集成技术不够发达。软件技术在电子测量仪器中的作用,就如同人的大脑一样,然而现代我国的电子测量仪器中的软件技术还远远没有体现出来。电子测量仪器硬件,即电子电路技术、同轴器件组件技术、波导器件组件技术的集成技术,在电子测量仪器中是其重要的核心技术,它与总线技术、软件技术、模块化技术共同组成现代化的电子测量仪器,这是我们电子测量仪器企业尚待攻克的一个难关。
面向应用和现代市场营销模式还没有真正建立起来。中国的仪器设备厂商只是重研发,重视生产,重视狭义的市场,还没有建立起一套完整的现代营销体系和面向应用的研发模式。传统的营销模式在计划经济年代里发挥过很大作用,但无法满足目前整体解决方案流行年代的需求。所以,为了快速缩小与国外先进公司之间的差距,国内仪器研发企业应加速实现从面向仿制的研发向面向应用的研发的过渡。特别是随着国内应用需求的快速增长,为这一过渡提供了根本动力,应该利用这些动力,跟踪应用技术的快速发展。
目前电子测量仪器的高技术成果
成功研制微波毫米波矢量网络分析仪。微波毫米波矢量网络分析仪是我们成功研制的被称为“世界电子测量仪器之王”的仪器。该仪器的突出特点主要有以下几个方面:工作频带宽;测量精度高;大动态范围;高速实时测试。
调制域分析仪的成功研发。调制域分析技术是可以用来加速设计和表征诸如雷达、电子战、监控系统、扩频通信等的工作和性能特征。调制域分析仪还非常适合设计防抱死制动系统、可调节悬浮系统、自适应巡航控制系统、防撞雷达、各种各样的航天和防御系统等。
VXI总线技术取得重大进展。VXI可以大大减小设备的体积和重量,还可以大大提高测试速度,VXI比GPIB的速度可提高40倍,它测试系统的适应性、灵活性大为提高并且价格适中,有利于充分发挥计算机的作用。该研究成果已应用于“XXX型号远程雷达综合测试系统”、“火控雷达综合测试系统”和各种装备的VXI总线自动测试系统中。
电子测试仪器向毫米波推进。通信测量仪器达到高技术水平。通信产业的发展速度超过了人们的想象,所以我们必须适应通信产业的发展,以最快的速度发展我国的通信电子测量仪器。近几年成都前锋电子仪器厂研制完成了无线寻呼检测仪、电台综合测试仪、数字微波通信测试仪;信息产业部电子第41研究所研制完成了误码测试仪、数字传输/数据通信分析仪、七号信令测试仪等。这些产品都达到了二十世纪末国际先进水平。
现代电子测量仪器的发展方向及趋势
电子测量仪器的生产和设计是衡量一个国家工业基础和工业生产能力的重要标志,因此在仪器仪表生产技术的研究中要注重解决好产品的设计和过程监管模式,研究新型的仪器仪表应注重高精度,高质量,稳定性,性,可维护性,可操作性,易升级性等。
我国电子测量技术的发展应保障产品性能更加优异,逐步与计算机融为一体,使测试及仿真软件在仪器中广泛应用,提高自动测试系统的性能,测量数据采集和处理的自动化,实时化,数字化,测量数据管理的科学化,标准化,规格化,测量数据传播于应用的网络化、多样化、社会化,GPS技术、RS技术、GIS技术、数字化测绘技术以及先进的地面测量仪器等广泛应用与工程测量中,并发挥其主导作用。
电子测量技术论文:电子测量仪器抗干扰技术措施分析
[摘要]随着电子技术的飞速发展,人们对电子产品提出了越来越高的要求。许多企业都在使生产实现自动化,在实现自动化的过程中需要用到较多的电子测量仪器来检测生产过程中的参数,通过检测到的参数来指导生产操作。所以,电子测量仪器必须要保障其测量数据的性,防止出现误差。在实际的操作过程中,利用电子测量仪器检测参数容易出现干扰问题,干扰问题的出现会降低信号的质量,影响设备的正常使用。因此,提高电子测量仪器的抗干扰性能非常重要本文对干扰现象进行了介绍,研究了几种常用的电子测量仪器抗干扰技术和措施,并得到了相关的结论。
[关键词]电子测量仪 干扰 抗干扰 问题 技术 措施
一、干扰现象
(一)、干扰的定义
干扰是指对系统的正常工作产生不良影响的内部或外部因素。对于电测系统来说,干扰就是指对电测系统或仪器的测量结果产生影响的各种内部或外部的无用信号。干扰因素包括电磁干扰、温度干扰、湿度干扰、振动干扰和声波干扰等等,其中,电磁干扰是最为常见的干扰方式,电磁干扰对于系统的影响也较大。电磁干扰容易对系统的性能或信号传输产生有害的影响,使信号的数据发生瞬态变化,加大误差,严重时可能会导致整个系统出现故障。
(二)、干扰的来源
产生干扰必须具备三个因素:干扰源、传播途径和接受载体。对于电磁干扰来说,许多的设备都能够成为干扰源,例如继电器、变压器、微波电器、电动机、高压电线等,这些设备都能够产生电磁信号,对电子测量仪器进行参数检测造成影响。另外,宇宙射线、太阳光和雷电这些自然现象也会产生电磁信号,成为干扰源。电磁信号在空中是直线传播的,具有极强的穿透能力,电磁信号还能够通过导线传人电子测量仪器,传播的途径众多,也是电磁干扰现象十分广泛的原因之一。电子测量仪器就是很好的接受载体,它会吸收干扰信号,影响参数检测。所以,干扰是会对系统造成有害影响的,除去干扰形成因素的任何一个,都能够有效地避免干扰。抗干扰技术就是针对干扰的三个要素进行研究和处理,破坏其中的一个或几个干扰生成的要素。
二、几种常用的电子测量仪器抗干扰技术措施
电子测量仪器容易出现干扰问题,通过干扰现象的来源进行分析,可以知道,提高电子测量仪器抗干扰性能最理想的方法就是抑制干扰源,使其不向外产生干扰或者将其产生干扰造成的影响限制在允许的范围之内。对于生产车间来说,想要生产的过程中不产生干扰源几乎是不可能的。有些干扰是避免不了的,例如电网和外界环境的干扰。所以,在电子测量仪器来说,除了要对一些干扰源进行抑制之外,还需要在产品自身设计方面进行研究,提高其抗干扰性能。常见的电子测量仪器抗干扰技术措施如下所述:
(一)、屏蔽技术
屏蔽技术室利用导电或导磁材料制成的盒状的或壳状的屏蔽体,可以将干扰源或者受干扰对象包围起来,这样就可以割断或者削弱干扰源的空间耦合通道,组织干扰源向受干扰对象传输电磁能量。根据屏蔽的干扰场的性质的不同,一般可以将屏蔽分为电场屏蔽、磁场屏蔽和电磁场屏蔽三种类型。通常采用电场屏蔽的方式来消除或者抑制由于电场耦合而引起的干扰,使用铜和铝等导电性能良好的金属材料充当屏蔽体,且屏蔽体要保持良好的接地。磁场屏蔽是为了消除或者抑制由于磁场耦合而引起的干扰,一般可以用高磁导率的材料来充当屏蔽体,从而保障磁路的畅通。对于一些电气设备,既存在电场耦合,又存在磁场耦合,例如,变压器、发电机等等,变压器的电磁屏蔽一般采取的是在变压器绕组线包的外面包一层铜皮作为漏磁短路环,漏磁短路环会产生反磁通来抵消部分的漏磁通,从而使变压器外的磁通减弱。另外,在同轴电缆中,可以在电缆线中设置屏蔽层,防止信号在传输的过程中受到电磁干扰。同时,为了防止电磁干扰发生在通信电缆里面,可以在生产车间的通信电缆外面包裹一层薄膜,这样就能够起到屏蔽外界电磁干扰的作用。需要注意的是,对电磁干扰的屏蔽效果与屏蔽层的数量和每一层的厚度是有很大关系的。
(二)、隔离技术
隔离技术是抑制干扰的有效手段之一,它是指把干扰源与接收系统隔离开来,从而让干扰耦合通道被切断,使得干扰信号无法传输。比较常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。光电隔离需要用到的仪器是光电耦合器,光电隔离借助光作为媒介来耦台隔离两端输入和输出的电信号,它所具有的隔离能力比较强,能够有效地提高电子测量仪器的抗干扰能力;变压器隔离主要用在传输交流信号的过程中,需要用到隔离变压器来阻断交流信号中的直流干扰和抑制低频干扰信号的强度;继电器隔离主要是利用继电器的线圈来接受电信号,在利用其触电来控制和传输电信号,这样就可以通过不和电产生联系而将强电和弱电分离开来。
(三)、滤波技术
滤波的形式有多种,主要有波形滤波、频率滤波、时间滤波、空间滤波、软件滤波和幅度滤波等。滤波主要是通过挡住噪声,只让有效地信号输出。干扰源发出的电磁干扰的频谱往往比要接收的信号的频谱宽很多,所以可以采取滤波的方式来抑制干扰。根据滤波器频率的特性,可以将滤波器分为低通、高通、带通、带阻等类型。
(四)、接地技术
为了提高电子测量仪器的抗干扰性能,还可以通过接地技术来实现。接地技术主要是将电路、设备机壳等与大地相连,这样就能够给系统提供一个基准电位。接地可以分为保护接地、屏蔽体接地和信号接地三种类型。通过接地的方式,不仅能够防止设备使用时漏电造成人身安全,还能够有效地抑制干扰。
三、结束语
综上所述,在电气化的环境下,干扰现象时有发生。如果干扰源不能够消失,就需要想办法让其对其他设备的使用造成的干扰降低到最小。通过屏蔽技术、隔离技术、滤波技术和接地技术能够有效地抑制干扰信号的传输,保障电子测量仪器能够在允许的范围内进行参数检测。