绪论

1.电子测量的概念

测量的目的是准确地获取被测参数的值。通过测量能使人们对事物有定量的概念，从而发现事物的规律性。因而，测量是人们认识事物不可缺少的手段。离开测量，人们就不能真正准确地认识世界。物理定律是定量的定律，只有通过精密的测量才能确定它们的正确性。光谱学的精密测量帮助人们揭示了原结构的秘密，对X射线衍射的研究揭示了晶体的结构，用射电望远镜发现了类星体和脉冲星……这类例子不胜枚举。

另一方面，科学技术的发展也推动了测量技术的发展。像时间这样的基本量，在以前很长一段时间内一直用沙钟和滴漏进行极其粗略的测量，直到伽利略对摆的观察才启发人们用计数周期的谐振系统（如钟表）来测量时间。目前，使用铯原子谐振和氢原子谐振来测量时间，其准确度相当于在3万年内误差小于1s。可见，现代测量仪器是科学研究的成果之一，而测量仪器又促进了科学技术的发展，两者的关系是相辅相成的。

电子测量是指利用电子技术进行的测量。在电子测量中采用的仪器称为电子测量仪器，简称电子仪器。电子测量分为两类：一类是测电压、电容或场强之类的电子量；另一类是运用电子技术来测量压力、温度或流量之类的非电物理量。

2.电子仪器与测量技术的发展

本课程主要讨论第一类电子测量仪器。近20多年来，电子技术特别是微电子技术和计算机技术的迅猛发展促进了电子仪器技术的飞跃发展。电子仪器与计算机技术相结合使功能单一的传统仪器变成先进的智能仪器和由计算机控制的模块式测试系统。微电子技术及相关技术的发展，不断为电子仪器提供各种新型器件，如ASIC电路、信号处理器芯片、新型显示器件及新型传感器件等，不仅使电子仪器变得“灵巧”、功能强、体积小、功耗低，而且使过去难以测试的一些参数变得容易测试，调制域仪器的出现就是一例。

电子仪器及测量技术的发展又是其他技术发展的保证。微型计算机采用总线结构，信号多路传输，信息在某些指定时刻有效，因而采用传统示波器、电压表之类的仪器对计算机系统进行测试难以奏效，必须采用如逻辑分析仪、特征分析仪、仿真器及计算机开发系统之类的新型数据域测试仪器进行测试、调试和故障诊断。微电子技术的飞跃发展，使数字电路的集成度和工作速度不断提高，在一个芯片内可包含数百万个器件，但芯片的引脚数是有限的，为了通过有限的引脚对高度复杂的芯片进行全面测试，不仅要求研究新的测试理论和测试算法，开发大型先进的测试系统，而且要求采用新的电路设计，即数字电路的可测性设计技术、内建自测试技术及边界扫描设计技术。

以前，数字电路的设计者所追求的目的是实现要求的逻辑功能。现在，除了逻辑功能外，还要求设计的电路可测和易测，若设计时不考虑测试问题，则可能面临这样的情况，即采用当今世界上最先进的测试设备也无法对电路进行全面测试，因而不能投产。包括协议分析仪在内的新型通信仪器的出现，保证了计算机网络和通信产业的迅速发展；光纤测试仪器的出现则促进了光纤通信的发展。

20世纪70年代以来，计算机技术和微电子技术的惊人发展对电子仪器及自动测试领域产生了巨大的影响。20多年来在仪器和测试领域产生了4项重大发明，它们是智能仪器、GPIB接口总线、个人仪器及VXI总线系统。这些技术的采用，改变了并且将继续改变仪器和测试领域的发展进程，使之朝着智能化、自动化、小型化、模块化和开放式系统的方向发展。

杰出科学家门捷列夫曾说过，“没有测量，就没有科学。”电子信息科学是现代科学技术的象征，它的三大支柱是：信息的获取技术（测试/测量技术）、信息的传输技术（通信技术）、信息的处理技术（计算机技术）。三者中信息的获取是首要的，因为电子测量是获取信息的重要手段。因此，国内高校的许多工科专业，尤其是电子信息类专业，都把“电子测量”作为一门十分重要的基础课程。“电子测量与仪器应用”课程建设紧随学科建设的步伐，不断适应电子测量技术发展的规律，近几年来取得了丰硕的成果。

3.课程定位

“电子测量与仪器应用”是应用电子、电子信息工程、通信技术等专业不可缺少的专业课，培养学生具备电子测量技术方面的基础能力，使学生掌握有关电子测量的基本知识，具备正确选择测量方案和使用电子测量仪器的能力，同时也为后续有关课程学习和进行相关测量打下基础。

4.课程内容与要求

1）知识结构

本课程的知识结构分解如下图所示。

本课程的主要内容包括：电子测量和仪器的基本知识、测量信号产生与仪器应用、电压测量与仪器应用、频率测量与仪器应用、电子元器件参数测量与仪器应用、信号波形测量与仪器应用、频域测量与仪器应用、数据域测量与仪器应用、自动测量技术及应用、电子产品测试与调试等。

2）课程要求

课程要求分为以下两方面。

（1）知识教学要求

①了解电子测量技术的基本知识；

②了解常用电子测量仪器的用途、性能及主要技术指标；

③掌握常用电子测量仪器的基本组成和工作原理。

（2）能力培养要求

①能根据被测对象正确地选择测量方案和仪器；

②熟练掌握常用电子测量仪器（通用电子示波器、信号源、电子电压表、计数器、扫频仪、晶体管特性图示仪等）的正确操作；

③能对测量结果进行正确的处理；

④能对电子测量仪器进行基本维护和简单维修。