電子測(cè)量論文

1、概述電子技術(shù)計(jì)數(shù)器是一種最常見、 最基本的數(shù)字化儀器， 他利用數(shù)字電子技術(shù) 對(duì)在給定時(shí)間內(nèi)通過的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)并顯示其計(jì)數(shù)結(jié)果。 電子計(jì)數(shù)器由于使用大 規(guī)模集成電路，因而體積小、耗電省、可靠性高、從電性能來看，測(cè)頻范圍寬、 精確度高，用數(shù)字顯示，在頻率測(cè)量方便幾乎已完全取代了傳統(tǒng)的模擬式儀器。 他是其他數(shù)字化器的基礎(chǔ)，在數(shù)字化儀器中，出現(xiàn)最早，使用最為廣泛。按其測(cè)量功能來區(qū)分，電子計(jì)數(shù)器可以分為以下幾類。（ 1） 通用計(jì)數(shù)器：通常指多功能計(jì)數(shù)器。它可以用于測(cè)量頻率、頻率比、周 期、時(shí)間間隔和累加家計(jì)數(shù)等，如配以適當(dāng)?shù)牟寮?，還可以測(cè)量相位、電壓 等參數(shù)。（ 2） 頻率計(jì)數(shù)器；其功能為測(cè)頻和計(jì)數(shù)、測(cè)

2、頻范圍很寬。在高頻和微波范圍 內(nèi)的計(jì)數(shù)器均屬于此類。（ 3） 計(jì)算計(jì)數(shù)器：帶有微處理器、具有計(jì)算功能的計(jì)算器。它除具有計(jì)算器 功能外，還能進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算、求解比較復(fù)雜的方程，能依靠程控進(jìn)行測(cè)量、 計(jì)算和現(xiàn)實(shí)等全部工作、第一章第二章2.12.22.3第三章：心得體會(huì) 參考文獻(xiàn)目錄通用電子計(jì)數(shù)器的基本組成 通用電子計(jì)數(shù)器工作原理測(cè)量頻率測(cè)量周期通用計(jì)數(shù)器測(cè)量誤差 典型智能計(jì)數(shù)器產(chǎn)品介紹通用電子計(jì)數(shù)器的基本組成通用電子計(jì)數(shù)器組成框圖。它主要SKM300GA-123由輸入通道、計(jì)數(shù)顯示電路、標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn) 生電路和邏輯控制電路組成。(1)輸入通道：即輸入電路，其作用是接收被測(cè)信號(hào)，并對(duì)被測(cè)信號(hào)進(jìn)行放大整形，

3、然后送 人閘門(即主門或信號(hào)門)。輸入通道通常包括A B兩個(gè)獨(dú)立的單元電路。A通道是計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)的通道。它對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行放大整形、變換、輸出計(jì)數(shù)脈沖信號(hào)。計(jì) 數(shù)脈沖信號(hào)經(jīng)過閘門進(jìn)入十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，是十進(jìn)制計(jì)數(shù)器的觸發(fā)脈沖源。B通道是閘門時(shí)間信號(hào)的通道，用于控制閘門的開啟和關(guān)閉。輸入信號(hào)經(jīng)整形后用來觸發(fā)門 控電路(雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器)，使其狀態(tài)翻轉(zhuǎn)。以一個(gè)脈沖開啟閘門，而以隨后的一個(gè)脈沖關(guān)閉 閘門，兩脈沖的時(shí)間間隔為閘門時(shí)間。 在此期間，十進(jìn)制計(jì)數(shù)器對(duì)經(jīng)過 A通道的計(jì)數(shù)脈沖進(jìn) 行計(jì)數(shù)。為保證信號(hào)能夠在一定的電平時(shí)觸發(fā)，輸入端可以對(duì)輸入信號(hào)的電平進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)，并且可以任意選擇所需的觸發(fā)脈沖極性。有的通用計(jì)

4、數(shù)器閘門信號(hào)通道有B C兩個(gè)通道。B通道用作門控電路的啟動(dòng)通道，使門控電路狀態(tài)翻轉(zhuǎn)；C通道用作門控電路停止通道，使其復(fù)原。(2)計(jì)數(shù)顯示電路：它是一個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)顯示電路，用于對(duì)通過閘門的脈沖(即計(jì)數(shù)脈沖) 進(jìn)行計(jì)數(shù)，并以十進(jìn)制方式顯示計(jì)數(shù)結(jié)果。(3)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間產(chǎn)生電路：標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)由石英晶體振蕩器提供，作為電子計(jì)數(shù)器的內(nèi)部時(shí)間 基準(zhǔn)。測(cè)周時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)經(jīng)過放大整形和倍頻，用作測(cè)周時(shí)的計(jì)數(shù)脈沖，稱為時(shí)標(biāo)信號(hào)； 測(cè)頻時(shí)，棟準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)經(jīng)過放大整形和一系列分頻；用作控制門控電路的時(shí)基信號(hào)，時(shí)基信號(hào)經(jīng)過門控電路形成門控信號(hào)。(4)邏輯控制電路：產(chǎn)生各種控制信號(hào)，用于控制電子計(jì)數(shù)器各單元電路的協(xié)調(diào)工作。一

5、般 每一次測(cè)量的工作程序是：準(zhǔn)備一計(jì)數(shù)一顯示一復(fù)零一準(zhǔn)備下次測(cè)量等。通用電子計(jì)數(shù)器工作原理由B通道輸入頻率為fB的經(jīng)整形的信號(hào)控制閘門電路，即以一個(gè)脈沖開門，以隨后的一個(gè)脈沖關(guān)門。兩脈沖的時(shí)間間隔（TB）為開門時(shí)間。由A通道輸入經(jīng)整形的頻率為fA的脈沖群在開門時(shí)間內(nèi)通過閘門，使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)，所計(jì)之?dāng)?shù)N=fATB。對(duì)A、B通道作某些選擇，電子計(jì)數(shù)器可具有以下三種基本功能。 頻率測(cè)量：被測(cè)信號(hào)從 A通道輸入，若TB為1秒，則讀數(shù)N即為以赫為單位的 頻率fA。由晶體振蕩器輸出的標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)經(jīng)時(shí)基電路適當(dāng)分頻后形成閘門時(shí)間信號(hào)而確定TB之值。 周期或時(shí)間間隔測(cè)量：被測(cè)信號(hào)由B信道輸入，控制閘門電路，而A

6、通路的輸入信號(hào)是由時(shí)基電路提供的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。計(jì)數(shù)器計(jì)入之?dāng)?shù)為閘門開放時(shí)間,亦即被測(cè)信號(hào)的 周期或時(shí)間間隔。 累加計(jì)數(shù)：由人工觸發(fā)開放閘門 ，計(jì)數(shù)器對(duì)A通道信號(hào)進(jìn)行累加計(jì)數(shù)。在這些功能的基礎(chǔ)上再增加某些輔助電路或裝置，計(jì)數(shù)器還可完成多周期平均、時(shí)間間隔平均、頻率比值和頻率擴(kuò)展等功能。電子計(jì)數(shù)器性能指標(biāo)主要包括：頻率、周期、時(shí)間間 隔測(cè)量范圍、輸入特性（靈敏度、輸入阻抗和波形）、精度、分辨度和誤差（計(jì)數(shù)誤差、時(shí)基誤差和觸發(fā)誤差）等。人工觸貴特?fù)Q開關(guān)- H A通值卜1閘門電跆卜計(jì)數(shù)齢1it 彳B誦道卜控制ft路J1時(shí)阪電路時(shí)畢電路晶體按衙SS電子計(jì)敎器基本站構(gòu)圖2.1測(cè)量頻率頻率為fx的被測(cè)信號(hào)經(jīng)

7、A通道放大整形后輸往主門（閘門）。同時(shí)，晶體振蕩器輸出信號(hào)經(jīng)分頻器可獲得各種時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)（稱時(shí)標(biāo)），閘門時(shí)間選擇開關(guān)To將所選時(shí)標(biāo)信號(hào)加到門控雙穩(wěn)，再經(jīng)門控雙穩(wěn)形成控制主門啟閉的作用閘門時(shí)間 則在所選T內(nèi)主門開啟，被測(cè)信號(hào)通過主門進(jìn)入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。AA輸入瑞戰(zhàn)大E形T0S fj閘門時(shí)間 選擇開關(guān)晶振-*分頻、倍額十進(jìn)分頻LCE2.2測(cè)量周期周期為Tx的被測(cè)信號(hào)經(jīng) B通道處理后再經(jīng)門控雙穩(wěn)輸出作為主門啟閉的控制信號(hào)，使主門 僅在被測(cè)周期Tx時(shí)間內(nèi)開啟。通過時(shí)標(biāo)選擇開關(guān)，所同時(shí)，晶體振蕩器輸出經(jīng)倍頻和分頻得到了一系列的時(shí)標(biāo)信號(hào)，選時(shí)標(biāo)即經(jīng)A通道送往主門。To,計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值為N,則被在主門開啟時(shí)間內(nèi)，時(shí)標(biāo)

8、進(jìn)入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。若所選時(shí)標(biāo)為測(cè)信號(hào)的周期為：如果被測(cè)周期較短，可以采用多周期測(cè)量的方法來提高測(cè)量精度，即在B通道和門控雙穩(wěn)之間插入十進(jìn)分頻器，這樣使被測(cè)周期得到倍乘即主門的開啟時(shí)間得到了倍乘。若周期 倍乘開關(guān)選為X 10n，則計(jì)數(shù)器所計(jì)脈沖個(gè)數(shù)將擴(kuò)展10n倍，所以被測(cè)信號(hào)的周期為Tx 二 NTO 10 n2.3通用計(jì)數(shù)器測(cè)量誤差1.最大計(jì)數(shù)誤差（1誤差）通用計(jì)數(shù)器各測(cè)量功能在計(jì)數(shù)時(shí)，如果主門的開啟時(shí)刻與計(jì)數(shù)脈沖的時(shí)間關(guān)系是不相關(guān)的，那么，同一信號(hào)在相同的主門開啟時(shí)間內(nèi)兩次測(cè)量所記錄的脈沖數(shù)N可能是不一樣的 。計(jì)數(shù)誤差示意圖如下：n. jouuoi_m對(duì)于一次計(jì)數(shù)過程，其結(jié)果可能為N,也可能為N

9、+ 1或N- 1。即最大計(jì)數(shù)誤差為 N= 1。該項(xiàng)誤差將使儀器最后的顯示結(jié)果會(huì)有一個(gè)字的閃動(dòng)。最大計(jì)數(shù)誤差相對(duì)誤差的形式為AN _N=在測(cè)周時(shí)取決于時(shí)標(biāo)的準(zhǔn)確度。由于閘門所以，通用計(jì)數(shù)器有關(guān)功能的標(biāo)準(zhǔn)頻率誤2 .標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差 標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差在測(cè)頻時(shí)取決于閘門時(shí)間的準(zhǔn)確度， 時(shí)間和時(shí)標(biāo)均由晶體振蕩器多次倍頻或分頻獲得， 差就是指通用計(jì)數(shù)器內(nèi)部（或外 部接入）的晶體振蕩器的準(zhǔn)確度。凡是使用時(shí)標(biāo)和閘門時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的功能都存在此項(xiàng)誤差，例如測(cè)頻、測(cè)周、測(cè)時(shí)間間 隔等。而測(cè)fA/ fB、累加計(jì)數(shù)等功能不存在該項(xiàng)誤差。為了使標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生影響足夠小，應(yīng)認(rèn)真選擇晶振的準(zhǔn)確度。一般說來，通用計(jì)數(shù)器顯

10、示器的位數(shù)愈多，所選擇的內(nèi)部晶振準(zhǔn)確度就應(yīng)愈高。例如七位數(shù)字的通用計(jì)數(shù)器一般采用準(zhǔn)確度優(yōu)于107數(shù)量級(jí)的晶體振蕩器。這樣，在任何測(cè)量條件下，由標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差引起的測(cè)量誤差，都不大于由1誤差所引起的測(cè)量誤差。3、觸發(fā)誤差當(dāng)進(jìn)行周期等測(cè)量時(shí)，門控雙穩(wěn)的門控信號(hào)由通過 B通道的被測(cè)信號(hào)所控制。 無噪聲干擾時(shí), 主門開啟時(shí)間剛好等于被測(cè)信號(hào)的周期Tx。若信號(hào)受到干擾，信號(hào)將使整形電路出現(xiàn)超前或滯后觸發(fā)，使整形后信號(hào)的周期與實(shí)際被測(cè)信號(hào)的周期發(fā)生偏離 Tn,引起所謂的觸發(fā)誤差。經(jīng)推導(dǎo)，觸發(fā)誤差 的大小為：式中4 皓號(hào)的振幅； U T擾或噪聲的振ffi.可見，信噪比（U/U）愈大，觸發(fā)誤差就愈小，若無噪聲干

11、擾，便不會(huì)產(chǎn)生該項(xiàng)誤差。 因而，在頻率等測(cè)量功能中， 由于控制門控雙穩(wěn)的門控信號(hào)是由儀器內(nèi)部產(chǎn)生，不會(huì)存在觸發(fā)誤差。而在周期、fA/ fB等測(cè)量功能中，如果進(jìn)入 B通道的信號(hào)含有干擾，便會(huì)存在觸發(fā) 誤差。3X10 9010，可使觸發(fā)采用周期倍率開關(guān)進(jìn)行多周期測(cè)量，可減弱此項(xiàng)誤差。例如周期倍率取 誤差相對(duì)減弱了十倍。典型智能計(jì)數(shù)器產(chǎn)品介紹該儀器有A和B兩個(gè)輸入通道，其觸發(fā)電平可以通過 D /A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行自動(dòng)或 手動(dòng)設(shè)置。測(cè)量模式電路可以組合成進(jìn)行各種測(cè)量功能的電路，從而實(shí)現(xiàn)頻率、周期、 時(shí)間間隔、頻率比、單次脈沖串頻率、相位差、無間隔阿倫方差等多項(xiàng)測(cè)量。儀 器不用尸測(cè)星時(shí)，還訓(xùn)作為數(shù)字鐘使用.儀

12、器采用了多周期同步測(cè)量原理，即預(yù)置閘門時(shí)間并由輸入信號(hào)去同步閘門， 測(cè)量輸入信號(hào)多個(gè)完整周期內(nèi)對(duì)頻標(biāo)計(jì)數(shù)的平均值，從而實(shí)現(xiàn)了全頻段的“等精 度測(cè)量化儀器能自動(dòng)連續(xù)存192個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)，通過運(yùn)算和處理可以求出給定次數(shù)測(cè)量 數(shù)據(jù)的最大值、最小值、平均值和標(biāo)準(zhǔn)方差值，這些數(shù)據(jù)隨時(shí)可以查閱。此外儀 器還可查閱預(yù)置的閘門時(shí)間、觸發(fā)電平以及測(cè)量的次數(shù)等。儀器使用按鍵取代了傳統(tǒng)的琴鍵開關(guān)和調(diào)節(jié)旋鈕，實(shí)現(xiàn)了面板鍵盤化。測(cè)量 數(shù)據(jù)由九位LED顯示，除此之外還設(shè)置三位LED來顯示表明儀器狀態(tài)的狀態(tài)字， 設(shè)置了若干LED筲扌旨小單位，顯小結(jié)杲一 H 了然C采用高穩(wěn)定度的恒溫晶體振蕩器，日老化率為rj印機(jī)口過 護(hù)5 M

13、Hz 外 2, smuz內(nèi)機(jī)內(nèi)晶j* a I J 3=3式11 1 1 1轉(zhuǎn)丄丨丨 ! !拱ROM12KBD/ARRS放丈整形J-LTLRAMa ；十 15Vtt+ 理V=T+ 5V電-5VU-監(jiān)控CPI；D/A祥換a心得體會(huì)學(xué)校安排在學(xué)期末帶給了我們很多的怨言。 人家都考完試回家了， 我們卻還 得呆在這進(jìn)行兩周的實(shí)訓(xùn)。 沒辦法咬咬牙堅(jiān)持就是勝利。 還好帶我們實(shí)訓(xùn)的老師 在開學(xué)的時(shí)候就給了我們實(shí)訓(xùn)的題目， 于是我們?cè)缇烷_始提前在做， 這也生了我 們好多接下來的時(shí)間。 雖說每個(gè)人都是抱著不情愿的態(tài)度留在這里實(shí)訓(xùn)， 但是事 情存在就是合理的。一切事物有利就有弊，有弊就有利。時(shí)間雖短，但是可以讓 我

14、們能高效的完成實(shí)訓(xùn)。自校的工作原理， 汾西路測(cè)量誤差的來源及減小措施， 重點(diǎn)分析了量化誤差 并指出測(cè)量準(zhǔn)確度與總計(jì)樹枝 N有關(guān)。要提高測(cè)量準(zhǔn)確度，減少量化誤差的影響， 就要延長(zhǎng)計(jì)數(shù)時(shí)間， 或減小計(jì)數(shù)脈沖周期， 或同時(shí)采用兩種措施。 這個(gè)遠(yuǎn)策適用 于各種測(cè)量，不過在進(jìn)行不同測(cè)量時(shí)，具體措施有不同而已第三版 電子工業(yè)參考文獻(xiàn)1 李明生 丁向榮 孫敏 編：電子測(cè)量?jī)x器與應(yīng)用出版社2011nEESEKlsWB3S3? ZT-TK123456789.012345617819012345672829031234567839014234456784901234556758590123456786970172

15、345678901234567890123456jkg寸曰的控儀列石究電的制刀單與梯系研具片設(shè)門究統(tǒng)刃 變列壓?jiǎn)纹髌蜋C(jī) 壓報(bào)變無壓警功系器補(bǔ)統(tǒng)油幅通IB厶能差示研控究制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究研究PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響 制槨汽研制）調(diào)節(jié)器/IP 協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)的采研集究與處理技術(shù)的研究制研的系研制統(tǒng)究研究與開發(fā)2實(shí)手現(xiàn)持控制面板的研制的式研濁制度儀的研制計(jì)花發(fā)線切割 機(jī) 床短循環(huán)走絲方式研究究究的研制計(jì)的研和制研應(yīng)制用 控制系統(tǒng)的研制 腺控柵器字統(tǒng)生治制解轉(zhuǎn)設(shè)理療系調(diào)換計(jì)信儀統(tǒng)系器號(hào)的的統(tǒng)的檢研研的研測(cè)制制研究?jī)x究 氣實(shí)象踐站研究 研究與實(shí)現(xiàn) 研究與實(shí)量的現(xiàn)制系研統(tǒng)究研究究