數(shù)字測(cè)量ppt課件(已修改)
2025-05-16 00:43 本頁(yè)面
【正文】 第 4章 數(shù)字測(cè)量 電壓的數(shù)字測(cè)量 時(shí)間與頻率的數(shù)字測(cè)量 相位差的數(shù)字測(cè)量 阻抗的數(shù)字測(cè)量 電壓的數(shù)字測(cè)量 從 50年代逐步發(fā)展起來(lái)的數(shù)字測(cè)量方法，是利用模數(shù)轉(zhuǎn) 換器，將連續(xù)的模擬量轉(zhuǎn)換成離散的數(shù)字量，然后利用十進(jìn) 制數(shù)字方式顯示被測(cè)量的數(shù)值。它具有下列模擬儀表所不能 比擬的優(yōu)點(diǎn)，具體如下： 1)準(zhǔn)確度高。直流數(shù)字電壓表準(zhǔn)確度可達(dá) 107 量級(jí)，測(cè) 量靈敏度 (分辨率 )達(dá) 1μ V。 2)測(cè)量結(jié)果以十進(jìn)制數(shù)字顯示，消除了指針式儀表的讀 數(shù)誤差。 3)輸入阻抗高，其負(fù)載效應(yīng)幾乎可以忽略。 4)測(cè)量速度快，自動(dòng)化程度高。 數(shù)字電壓表組成及主要性能指標(biāo) 直流數(shù)字電壓表主要由 模擬電路 部分和 數(shù)字電路 部分組成，如圖所示 : 各部分電路的主要功能如下： 1)輸入電路： 對(duì)輸入電壓衰減 /放大、變換等。 2)A/D轉(zhuǎn)換器： 是核心部件 ，實(shí)現(xiàn)模擬電壓到數(shù)字量的轉(zhuǎn)換。 3)計(jì)數(shù)器和顯示器： 計(jì)數(shù)并顯示模擬電壓數(shù)字量的結(jié)果。 4)邏輯控制電路： 在統(tǒng)一時(shí)鐘作用下，完成內(nèi)部電路的協(xié)調(diào)有序工作。 輸 入 電 路 A / D 轉(zhuǎn) 換 器數(shù) 器邏 輯 控 制電 路時(shí) 鐘發(fā) 生 器模 擬 部 分?jǐn)?shù) 字 部 分ui顯 示計(jì) 由于在數(shù)字電壓表中使用 A/D轉(zhuǎn)換器 的目的是 把被測(cè)電壓換成與 之成比例的數(shù)字量 ，因而是一個(gè)電壓 — 數(shù)字（ V/D）轉(zhuǎn)換器。 電壓 — 數(shù)字轉(zhuǎn)換是一種最基本、最常用的 A/D轉(zhuǎn)換方式。 由于實(shí)現(xiàn)電壓 — 數(shù)字轉(zhuǎn)換的原理和方案有很多種，因而相應(yīng) 地，也有各種不同類型的數(shù)字電壓表。 數(shù)字電壓表中最通用、最常見(jiàn)的是 直流數(shù)字電壓表 ，在此基礎(chǔ) 上，配合各種適當(dāng)?shù)妮斎朕D(zhuǎn)換裝置（如交流 — 直流轉(zhuǎn)換器、電流 — 電壓轉(zhuǎn)換器、歐姆 — 電壓轉(zhuǎn)換器、相位 — 電壓轉(zhuǎn)換器、溫度 — 電壓 轉(zhuǎn)換器等），可以構(gòu)成能測(cè)交流電壓的交流數(shù)字電壓表，能測(cè)電 壓、電流、電阻的數(shù)字多用表，以及測(cè)相位、溫度、壓力等多種物 理量的多功能數(shù)字儀器。 (1)測(cè)量范圍 １ )量程 量程的擴(kuò)大借助于分壓器和輸入放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中不經(jīng)衰減 和放大的量程稱為基本量程，基本量程也是測(cè)量誤差最小的量程。 ２ )位數(shù) 位數(shù)是表征數(shù)字電壓表性能的一個(gè)最基本的參量。數(shù)字電壓表 的位數(shù)分為完整顯示位和非完整顯示位。能夠顯示 0～ 9的 10個(gè)數(shù)碼 的顯示位是完整顯示位，而在最高位上，可以采用只能顯示 0和 1的 非完整顯示位，俗稱半位。 如： 4位顯示、 位 142３ )超量程能力 超量程能力是數(shù)字電壓表的一個(gè)重要性能指標(biāo)。 有了超量程能力，當(dāng)被測(cè)量超過(guò)正規(guī)的滿度量程時(shí)，讀取的測(cè) 量結(jié)果就不會(huì)降低精度和分辨率。 如：滿量程為 10V的 4位數(shù)字電壓表，當(dāng)其輸入電壓從 成 ，若數(shù)字電壓表沒(méi)有超量程能力，則必須換用 100V量 程擋，從而得到“ ” 的顯示結(jié)果，這樣就丟失了 息。 此外，也 常用百分?jǐn)?shù)來(lái)表示超量程能力 ，如： 位（ ≈ 2022） 比 3位（ ≈ 1000）有 100%的超量程能力。 189。位和基本量程結(jié)合，能說(shuō)明 DVM有無(wú)超量程能力。 132(2)分辨率 指 DVM能夠顯示被測(cè)電壓的最小變化值，即顯示器 末位跳變一 個(gè)字所需的最小輸入電壓。 顯然，在不同的量程上，數(shù)字電壓表的分辨率是不同的。在最 小量程上，數(shù)字電壓表具有最高的分辨率， 常把最高分辨率作為數(shù) 字電壓表的分辨率指標(biāo) 。 分辨率可以用量程除以最大顯示值來(lái)求取 。 由于分辨率與數(shù)字電壓表中 A/D的位數(shù)有關(guān)，位數(shù)越多，分辨 率越高， 故有時(shí)稱具有多少位的分辨率 。 分辨率越高，被測(cè)電壓越小，電壓表越靈敏，故有時(shí)把分辨率 稱做靈敏度。 DVM的分辨率不同于準(zhǔn)確度。前者表征儀表的“靈敏性”，即 對(duì)微小電壓的“識(shí)別”能力；后者反映測(cè)量的“準(zhǔn)確性”，即測(cè)量 結(jié)果與真值之間的一致程度。 (3)測(cè)量速度 指每秒鐘能完成的測(cè)量次數(shù)，它主要取決于 DVM所使用的 A/D。 積分型 DVM速度較低，一般在幾次 /秒～幾百次 /秒之間，逐次比較 型 DVM可達(dá)每秒一百萬(wàn)次以上。 (4）輸入阻抗 在直流測(cè)量時(shí)， DVM輸入阻抗用輸入電阻 Ri表示，一般在 10MΩ 到 1000MΩ 之間。 （ 5）工作誤差 DVM的工作誤差通常用絕對(duì)誤差表示 幾個(gè)字 （末位） 其中 Ux為
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