數(shù)字測(cè)量ppt課件-在線瀏覽
2025-06-21 00:43本頁面
【正文】 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。 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)每秒一百萬次以上。 （ 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為測(cè)量示值， Um為該量程滿度值， 為讀數(shù)誤差。 ? ?% % %x m xU U U U? ? ?? ? ? ? ? ? ?xU%? mU%? A/D轉(zhuǎn)換原理 目前各類數(shù)字電壓表主要區(qū)別是 A／ D轉(zhuǎn)換方式。 1．雙積分式 A／ D轉(zhuǎn)換器 基本的雙積分式 A／ D轉(zhuǎn)換器由 模擬電路 和 數(shù)字電路 兩部分構(gòu)成。 2）對(duì)參考電壓 Ur的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度要求很高。因?yàn)榉e分器對(duì)輸入信號(hào)有平均作用， DVM輸入端的干擾信號(hào)也是以平均值方式作用的，所以如果取 取樣周期 T1為干擾周期的整數(shù)倍，則可以使由干擾引起的影 響趨于零。 4)測(cè)量速度慢。 2. 逐次逼近比較式 A／ D轉(zhuǎn)換器 逐次逼近比較式 A／ D轉(zhuǎn)換器的基本原理是用被測(cè)電壓和一 可變的已知電壓 (基準(zhǔn)電壓 )進(jìn)行比較，直至達(dá)到平衡，測(cè)出被 測(cè)電壓。 （ 1）對(duì)分搜索 逐次逼近比較式 A／ D變換采用一種對(duì)分搜索的策略，其過 程類似于 天平稱重 的平衡過程。 （ 2） D／ A轉(zhuǎn)換器 D／ A轉(zhuǎn)換器相當(dāng)于電子砝碼，逐次逼近寄存器由移位寄存 器和數(shù)碼寄存器及一些門電路組成，它在時(shí)鐘脈沖作用下逐次 提供代表不同基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)碼，并通過 D／ A轉(zhuǎn)換器輸出量化 的基準(zhǔn)電壓，后者加到比較器與 Ux相比較，用來代替人工進(jìn)行 操作的過程。 其輸出電壓表達(dá)式為： 圖 47 D／ A轉(zhuǎn)換器原理框圖 （ 3）逐次逼近比較式 A／ D轉(zhuǎn)換原理 設(shè)被測(cè)電壓 Ux=6V，比較器的特性類似于天平，當(dāng) UoUx 時(shí)，輸出為“ 0” ；當(dāng) Uo≤ Ux時(shí)，輸出為“ l” 。 表 42 D／ A轉(zhuǎn)換過程記錄 若用做 DVM，只要將 SAR的輸出數(shù)據(jù)送經(jīng)譯碼器，然后以十 進(jìn)制數(shù)顯示被測(cè)結(jié)果。 逐次逼近比較式 A／ D轉(zhuǎn)換器的準(zhǔn)確度，由基準(zhǔn)電壓、 D/A 轉(zhuǎn)換器和比較器的漂移等決定 ，其變換時(shí)間與輸入電壓大小無 關(guān)，僅由它的輸出數(shù)碼的位數(shù)和時(shí)鐘頻率決定。 總的說來．逐次逼近比較式 A／ D轉(zhuǎn)換器由于采用對(duì)分搜索 逐次逼近的直接比較方法，因此轉(zhuǎn)換速度較快，但由于直接與 被測(cè)電壓比較，也容易受到干擾。 數(shù)字多用表以測(cè)量直流電壓的直流數(shù)字電壓表為基礎(chǔ)，并通 過 交流 直流 (ACDC)電壓轉(zhuǎn)換器 、 電流 電壓 (IU)轉(zhuǎn)換器 、 電阻 電壓 (RU)轉(zhuǎn)換器 ，把交流電壓、電流和電阻轉(zhuǎn)換成直流電壓，如 圖 48所示。 1. 交流 直流 (ACDC)轉(zhuǎn)換器 交流電壓的幅度可用平均值、有效值、峰值來表示， 數(shù)字多用 表中的線性 AC／ DC變換器主要有 平均值 AC／ DC和 有效值 AC／ DC轉(zhuǎn)換 器 。 在 DMM中， ACDC的變換主要按真有效值的數(shù)學(xué)定義用集成電路 實(shí)現(xiàn)。 201 ()Tx r m s xU u t d tT? ? ? 電壓 (IU)轉(zhuǎn)換器 將直流電流 I。 電壓 (RU)轉(zhuǎn)換器 實(shí)現(xiàn)電阻 電壓 (RU) 轉(zhuǎn)換的方法有多種，恒流法 RU變 換器是最常用的一種，即在被測(cè)的未知電阻 Rx中流過已知的 恒定電流 Is時(shí)，在 Rx上產(chǎn)生的電壓降為 U = RxIs，故通過恒 定電流可實(shí)現(xiàn) RU轉(zhuǎn)換。 除了儀表自身的各種因素以外， 外部電磁干擾等 也是引起電壓 測(cè)量誤差的重要因素，這類誤差依賴于測(cè)量環(huán)境的狀況，屬于附加 誤差。 干擾作用于儀表的基本方式包括通過 信號(hào)線傳導(dǎo) 、 電源線 傳導(dǎo) 、 電磁輻射直接作用于儀表內(nèi)部 三種。根據(jù)耦合效果的不同，干擾分為 串模干擾 和 共模干擾 兩種。這兩種 方法都是在一定程度上削弱信號(hào)中的高頻分量，這將影響儀表對(duì)被 測(cè)信號(hào)的響應(yīng)速度，降低讀數(shù)速率。 儀表對(duì)共模干擾的抑制能力可用共模抑制比 (CMRR)表示。 C M R R 2 0 l g cmUU?cmU U? 時(shí)間有兩個(gè)含義： “時(shí)刻”：即某個(gè)事件何時(shí)發(fā)生； “時(shí)間間隔”：即某個(gè)時(shí)間相對(duì)于某一時(shí)刻持續(xù)了多久。 T（秒 s） ? 頻率： 周期信號(hào)在單位時(shí)間（ 1s）內(nèi)周期性事件重復(fù)的次數(shù)，單 位是赫茲（ Hz）。 f＝ N/T ◆ 實(shí)際上， 兩者公用同一基準(zhǔn)來進(jìn)行比對(duì)和測(cè)量 。
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