【正文】 (b)工作波形 圖 雙斜積分式 DVM ? 準(zhǔn)備階段（ t0~t1） ? 采樣階段 （ t1~t2）： “ 邏輯控制 ”使開關(guān) S1閉合，其他開關(guān)斷開，輸入信號(hào) Ux（設(shè) Ux0）送入積分器，進(jìn)行定時(shí)積分。 DVM的主要類型 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 1. 逐次比較型 DVM的工作原理 DVM的主要類型 逐次比較型 A/D轉(zhuǎn)換器 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高、速度快 ，但 抗干擾性能差 。圖中 Z1和 Z2是 DVM兩個(gè)輸入端與機(jī)殼間的絕緣阻抗，一般 Z1Z2, R1和 R2是測(cè)量引線的電阻。 (1)串模干擾 串模干擾是指干擾電壓 Usm以串聯(lián)形式與被測(cè)電壓Ux迭加后加到 DVM輸入端，見圖 。 A/D芯片是數(shù)字化測(cè)量的核心器件，要掌握的內(nèi)容是 A/D轉(zhuǎn)換器的基本原理，檢測(cè)方法及應(yīng)用領(lǐng)域等。 第 4章 數(shù)字測(cè)量方法 。 目前，電子測(cè)量?jī)x器正向量程擴(kuò)大化，集成化模塊化、智能化、虛擬化、網(wǎng)絡(luò)化、跨專業(yè)多功能化、數(shù)字化趨勢(shì)發(fā)展。 8. 結(jié)合圖 ， 掌握電子計(jì)數(shù)式頻率計(jì)的工作原理，能詳細(xì)分析工作過程 。 4. 了解 DVM的測(cè)量誤差內(nèi)容，并能計(jì)算習(xí)題 。第 4章 數(shù)字測(cè)量方法 ? 導(dǎo)論 ? 電壓測(cè)量的數(shù)字化方法 ? 直流數(shù)字電壓表 ? 多用型數(shù)字電壓表 ? 頻率的測(cè)量 ? 時(shí)間的測(cè)量 ? 相位的測(cè)量 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 1. 結(jié)合圖 DVM的組成。 5. 結(jié)合圖 工作過程。 9. 能詳細(xì)分析測(cè)頻方面的測(cè)量誤差 ，包括： （ 1） 量化誤差 ——177。而這些發(fā)展趨勢(shì)的核心是 數(shù)字化 。 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字電路的成本越來越低。 第 4章 數(shù)字測(cè)量方法 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 數(shù)字化測(cè)量 —— 將連續(xù)的 模擬量 轉(zhuǎn)換成斷續(xù)的數(shù)字量 ，進(jìn)行 編碼、存儲(chǔ)、顯示及打印 等。 圖 串模干擾 圖 (a)表示串模干擾來自被測(cè)信號(hào)源內(nèi)部，圖 (b)表示串模干擾是由于測(cè)量引線受外界電磁場(chǎng)感應(yīng)所引起的。 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 電壓測(cè)量的數(shù)字化方法 DVM對(duì)共模干擾的抑制能力用共模抑制比 (CMR)來表示 mc m plg20)dB(C M RUU??電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 電壓測(cè)量的數(shù)字化方法 DVM的主要類型 各類 DVM的主要區(qū)別在于 A/D轉(zhuǎn)換的方式不同，按其工作原理主要分為： 比較型 和 積分型 兩大類。 2. 積分式 DVM的工作原理 積分型 A/D轉(zhuǎn)換器是一種間接轉(zhuǎn)換器：首先對(duì)輸入的模擬電壓通過積分器變成時(shí)間（ T）或頻率（ F）等中間量，再把中間量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。同時(shí)，計(jì)數(shù)器（計(jì)數(shù)容量N1）以 T0為時(shí)鐘開始計(jì)數(shù)，至 t2時(shí)計(jì)數(shù)器溢出并復(fù)零。至 t3時(shí)，積分器輸出 uo2=0，此時(shí)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值為 N2。 (1) 雙斜積分式 DVM的工作原理 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) DVM的主要類型 此種方法構(gòu)成的儀表的準(zhǔn)確度主要取決于基準(zhǔn)電壓UN的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度，而與積分器的參數(shù)基本無關(guān)。 總之： UT雙斜積分式 DVM具有 抗干擾能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、測(cè)量準(zhǔn)確度高、成本較低 等優(yōu)點(diǎn)，是目前較多使用的方法。位 SX1842DVM測(cè)量 ，分別用 2V檔和 200V檔測(cè)量，已知 2V檔和 200V檔固有誤差分別為177。 1個(gè)字。 %Ux177。問：兩種情況下由固有誤差引起的測(cè)量誤差各為多少 ? 解： V 2V2 ?????? U V 9 9 9 92 0 0V200 ?????? U DVM的測(cè)量誤差 %0 ????xx UUγ %200V ????xx UUγ可見，不同量程“ 177。 顯示位 又分為完整顯示位和非完整顯示位。 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) DVM的術(shù)語 DVM的測(cè)量范圍包括 顯示位數(shù) 、 量程劃分 和 超量程能力 ，還可包括量程的選擇方式是手動(dòng)、自動(dòng)或遙控等。 ? DVM的測(cè)量范圍 ? 顯示位數(shù) ? 量程 ? 超量程能力： 以測(cè)量數(shù)據(jù)超過量程后， DVM的不換檔顯示能力來定義 超量程能力。 頻率測(cè)量方法也有模擬式和數(shù)字式。 ? 應(yīng)用范圍廣 —— 由于時(shí)頻測(cè)量具有很高的準(zhǔn)確度，許多物理量的測(cè)量都轉(zhuǎn)換為時(shí)頻測(cè)量。如果在一定 時(shí)間間隔 T內(nèi)周期信號(hào)重復(fù)變化了 N次 ，則頻率可表達(dá)為： f =N/T ? 時(shí)間與頻率的關(guān)系：可以互相轉(zhuǎn)換 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 標(biāo)準(zhǔn)頻率源 ? 原始標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)具有 恒定不變性 。 ? 零類世界時(shí)（ UT0） ： 以 地球自轉(zhuǎn)周期 (1天 )確定的時(shí)間，即 1/(24?60?60)=1/86400為 1秒。準(zhǔn)確度為 3?108。 1960年第 11屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)接受 ET “秒” 為時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 時(shí)間和頻率的原始標(biāo)準(zhǔn) 1967年 10月 ，第 13屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)正式通過了 秒的新定義： “秒是 銫 133（ Cs133）原子 基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)結(jié)構(gòu)能級(jí)之間躍遷頻率相應(yīng)的射線束持續(xù) 9,192,631,770個(gè)周期的時(shí)間”。 1秒 ），并仍在提高，這是所有其他物理量標(biāo)準(zhǔn)所遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能及的。 這樣，既擺脫了天文定義，又使準(zhǔn)確度提高 4~5個(gè)數(shù)量級(jí)。 時(shí)間和頻率的原始標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)頻率源 協(xié)調(diào)世界時(shí) （ UTC） 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 電子計(jì)數(shù)式頻率計(jì)的原理 電子計(jì)數(shù)器 內(nèi)部時(shí)間、頻率基準(zhǔn) 采用 石英晶體振蕩器（簡(jiǎn)稱“晶振”） 產(chǎn)生。 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 電子計(jì)數(shù)式頻率計(jì)的原理 被測(cè)信號(hào)經(jīng)過放大整形，轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)數(shù)脈沖，作為閘門的輸入信號(hào)。 時(shí) 基 TuxTx= 1 / fxTxu1u2放 大 整 形 主 門 計(jì) 數(shù) 器門 控 譯 碼 器分 頻 顯 示 器晶 振1 0 m s 1 0 sS被 測(cè) 信 號(hào)置 0fxu1u2T 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 閘門的開門時(shí)間可以改變，即時(shí)基脈沖周期不是固定不變，可以選擇。 閘門時(shí)間 Ts為頻率測(cè)量的采樣時(shí)間， T愈大，則測(cè)量時(shí)間愈長(zhǎng)，但計(jì)數(shù)值 N愈大，分辨力愈高。 (3) 時(shí)基信號(hào)產(chǎn)生與變換單元： 用來產(chǎn)生多個(gè)時(shí)基信號(hào)，滿足不同頻率范圍的測(cè)量需要。 1 s ( 時(shí) 基 )OuxOuEOuDOuFtttt 頻率計(jì)數(shù)器的組成 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 電子計(jì)數(shù)器面板及控鍵示意圖 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 高精度 10MHz頻率計(jì) 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 放大及限幅電路 限幅 放大 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 脈沖累計(jì)的測(cè)量 累加計(jì)數(shù)的測(cè)量原理 ?累加計(jì)數(shù)是用于直接統(tǒng)計(jì)所取時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)。 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ） 西南科技大學(xué) 用計(jì)數(shù)式頻率計(jì)測(cè)量頻率比 測(cè)量頻率比原理 頻率比是指 A、B二信號(hào)頻率的 fA與fB之比，即 fA/fB。 ◆ 應(yīng)用：可方便地測(cè)得電路的分頻或倍頻系數(shù)。 1的誤差，稱為 量化誤差 ，也稱為 計(jì)數(shù)誤差 或177。 時(shí) 基 TTx= 1 / fxTxu1u2N = 6時(shí) 基 TTx= 1 / fxTxu1u2N ′= 5T： 閘門時(shí)間 fx： 被測(cè)頻率 由上式可見，①當(dāng) fx一定時(shí)，增大閘門時(shí)間 T可減小 177。 1誤差 引起的測(cè)頻誤差越 大 。被測(cè)信號(hào)經(jīng)放大整形后，形成控制閘門脈沖信號(hào)，其寬度等于被測(cè)信號(hào)的周期 Tx。 周期的測(cè)量 電子測(cè)量與儀表（ Electronic Measurement and Instruments ）