第一節(jié) 電參量測(cè)量

1、測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試技術(shù)常見(jiàn)參量的測(cè)試技術(shù) 7 7、溫度的測(cè)量、溫度的測(cè)量 5 5、力、力矩和壓力的測(cè)量、力、力矩和壓力的測(cè)量 4 4、速度、轉(zhuǎn)速和加速度的測(cè)量、速度、轉(zhuǎn)速和加速度的測(cè)量 6 6、機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試、機(jī)械振動(dòng)的測(cè)試 2 2、長(zhǎng)度及線(xiàn)位移的測(cè)量、長(zhǎng)度及線(xiàn)位移的測(cè)量 8 8、流量的測(cè)量、流量的測(cè)量 9 9、噪聲的測(cè)量、噪聲的測(cè)量 1 1、電參量的測(cè)量、電參量的測(cè)量 3 3、角度及角位移的測(cè)量、角度及角位移的測(cè)量測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章

2、常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試SI制中的七個(gè)基本量：制中的七個(gè)基本量：長(zhǎng)度（長(zhǎng)度（L）、質(zhì)量（）、質(zhì)量（M）、時(shí)間（）、時(shí)間（T）、電）、電 流（流（I）、溫度（）、溫度（Q）、物質(zhì)的量（）、物質(zhì)的量（N）、發(fā)光強(qiáng)度（）、發(fā)光強(qiáng)度（J）機(jī)械類(lèi)：粗糙度、平面度、同軸度、垂直度、硬度、剛度、強(qiáng)度等；機(jī)械類(lèi)：粗糙度、平面度、同軸度、垂直度、硬度、剛度、強(qiáng)度等；物理類(lèi)：濃度、濕度物理類(lèi)：濃度、濕度 、黏度、黏度 、密度、濁度、溶解度、透光度、密度、濁度、溶解度、透光度、 速度、轉(zhuǎn)速、壓力速度、轉(zhuǎn)速、壓力/壓強(qiáng)、壽命、壓強(qiáng)、壽命、 真空度、

3、電離度、酸度、靈敏度、比熱、擴(kuò)散、輻射強(qiáng)度真空度、電離度、酸度、靈敏度、比熱、擴(kuò)散、輻射強(qiáng)度 電壓、電阻電壓、電阻/電導(dǎo)、功率、轉(zhuǎn)換效率、失真系數(shù)等；電導(dǎo)、功率、轉(zhuǎn)換效率、失真系數(shù)等； 化學(xué)元素測(cè)定、有機(jī)成分測(cè)定、化學(xué)結(jié)構(gòu)分析化學(xué)元素測(cè)定、有機(jī)成分測(cè)定、化學(xué)結(jié)構(gòu)分析 水分測(cè)定、碳水化合物測(cè)定、有毒水分測(cè)定、碳水化合物測(cè)定、有毒/爆炸物爆炸物/污染測(cè)定污染測(cè)定 地質(zhì)勘探、能源探測(cè)地質(zhì)勘探、能源探測(cè) 生命跡象探測(cè)生命跡象探測(cè) 、生物生理參數(shù)測(cè)定、生物生理參數(shù)測(cè)定測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試測(cè)試方

4、法的分類(lèi)：測(cè)試方法的分類(lèi)：v 電測(cè)法與非電測(cè)法電測(cè)法與非電測(cè)法v 直接測(cè)量與間接測(cè)量直接測(cè)量與間接測(cè)量v 單次測(cè)量與多次測(cè)量單次測(cè)量與多次測(cè)量v 等精度測(cè)量與不等精度測(cè)量等精度測(cè)量與不等精度測(cè)量v 偏差測(cè)量與零位測(cè)量偏差測(cè)量與零位測(cè)量v 模擬測(cè)量與數(shù)字測(cè)量模擬測(cè)量與數(shù)字測(cè)量v 手動(dòng)測(cè)量與自動(dòng)測(cè)量手動(dòng)測(cè)量與自動(dòng)測(cè)量測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試一、直流電壓測(cè)量一、直流電壓測(cè)量二、交流電壓測(cè)量二、交流電壓測(cè)量三、直流電流的測(cè)量三、直流電流的測(cè)量四、交流電流的測(cè)量四、交流電流的測(cè)量五、電阻、電容和電感的測(cè)量五、電阻、電容和電感的測(cè)量六、六、 功率的測(cè)量功率的測(cè)量七

5、、七、 頻率的測(cè)量頻率的測(cè)量八、八、 相位的測(cè)量相位的測(cè)量* *測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試數(shù)字萬(wàn)用表臺(tái)式高精度數(shù)字多用表卡鉗式萬(wàn)用表模/數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試兆歐表高壓數(shù)字電壓表微電流計(jì)數(shù)字功率表模擬示波器數(shù)字示波器測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試圖1.直流電壓表測(cè)量電路AR0RxE直流電壓表 由圖1可知，當(dāng)直流電壓表并接于被測(cè)電路兩端時(shí)，由于R0的存在，電壓表所測(cè)得的電壓由原來(lái)的Ux改變?yōu)椋?0001()1/xxxxRUURRRR 01(1)1/xxxUURR 測(cè)試

6、技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試數(shù)字萬(wàn)用表均有電流電壓測(cè)量擋。與模擬式萬(wàn)用表相比，主要優(yōu)點(diǎn)是： (1) 輸入阻抗高，一般直流輸入阻抗可達(dá)20 M以上。 (2) 分辨力高，可精確到百分之一，即在10 V擋，可分辨到0.1 V，而指針式的模擬萬(wàn)用表的分辨力為最小刻度間隔所代表的電壓值的一半，量程越大，分辨力越低。測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試圖2.數(shù)字直流電壓表測(cè)量電路框圖 數(shù)字電壓表一般由信號(hào)調(diào)理、模-數(shù)轉(zhuǎn)換、計(jì)數(shù)電路及控制電路幾大部分組成。測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試 正 弦 波脈 沖 波方

7、 波三 角 波低 頻 噪 聲 波階 梯 波圖3 常見(jiàn)電壓的波形測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試 交流電壓幅度值的相對(duì)大小常用峰-峰值、平均值和有效值來(lái)表示。峰-峰值表示信號(hào)的最大值與最小值的差。對(duì)于對(duì)稱(chēng)的正弦信號(hào)來(lái)說(shuō)，更常用的是峰值UP，其等于1/2的UP-P。如U(t)=Acosct，則有UP-P=2 A，UP=1 A。測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試設(shè)電壓信號(hào)為U（t），其周期為T(mén)，則平均值為： 這時(shí)平均值的意義為： UTdttUTU0)(1TdttUTU0)(1測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量

8、的測(cè)試3) 有效值URMS有效值指的是信號(hào)的均方根值（RMS）。電壓信號(hào)的有效值用URMS表示，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為對(duì)于正弦波U(t)=Um cosct來(lái)說(shuō)： （3-5） TKMSdttUTU02)(1（3-4）PPRMSUUU707. 02測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試 （1） 波形因數(shù)KF: 表示電壓的有效值與平均值之比，即 （2） 波峰因數(shù)KP: 表示交流電壓的峰值與有效值之比，即uuKRMSFPPRMSuKu 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試交流電壓測(cè)量最主要的方法是用交-直轉(zhuǎn)換器將交流電壓變換為直流電壓，然后再對(duì)直流電壓

9、測(cè)量。 根據(jù)轉(zhuǎn)換器的性質(zhì)不同，可分為下列三種：、峰值響應(yīng)峰值交流電壓表、平均值響應(yīng)平均值交流電壓表、有效值響應(yīng)有效值交流電壓表測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試A、用模擬電路的技術(shù)和方法測(cè)量交流電壓，最常用的轉(zhuǎn)換器有峰值檢波器、平均值檢波器和有效值直流變換電路工作原理如圖5（a）、（b）、（c）所示。ux12VDCRuoux uo(a)(b)RuxDABEuA(c) 以峰值電壓表為例，其顯示值是將峰值檢波器檢測(cè)到的電壓值除以波峰因數(shù)KP得到的，若顯示讀數(shù)為，則2PPPRMSuKuu測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試解：峰值檢波器的

10、輸出為被測(cè)信號(hào)的最大幅度，由儀表的刻度關(guān)系知，被測(cè)方波的幅度為 。由于方波的有效值與峰值相當(dāng)，故方波的有效值為14.1 V。 而對(duì)于有效值轉(zhuǎn)換器，其特性符合如下公式： 由于不同頻率的諧波的乘積在（0，T）上積分為0，公式可以簡(jiǎn)化為： V1 .14102TnTxdttututuTdttuTu022102)(.)()(1)(1TndttututuTu0222221)(.)()(1例：用一峰值電壓表去測(cè)量一個(gè)方波電壓，讀數(shù)為10 V，問(wèn)該方波電壓的有效值是多少？ 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試檢波-放大式電壓表直接對(duì)被測(cè)電壓信號(hào)進(jìn)行檢波，然后對(duì)轉(zhuǎn)化成的直流信號(hào)進(jìn)行

11、處理并顯示，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輸入阻抗高，適用于高頻測(cè)量（幾百M(fèi)Hz）的特點(diǎn)。缺點(diǎn)是起始測(cè)量信號(hào)較大，非線(xiàn)性誤差亦大。目前多采用斬波式直流放大器，最高靈敏度可為幾十微伏，。其工作原理如圖6所示。圖6 檢波-放大式電壓表原理框圖峰值檢波器步進(jìn)分壓器 斬波式直流放大器微安表測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試放大-檢波式電壓表的工作原理如圖7（a）所示，這種電壓表的頻率范圍主要受放大器的帶寬限制，一般為20Hz-10MHz，而靈敏度受放大器內(nèi)部噪聲限制，一般為毫伏級(jí)。各個(gè)組成單元的基本特性如下阻抗變換器的作用是對(duì)外（輸入）呈現(xiàn)高阻抗，對(duì)內(nèi)（輸出）呈現(xiàn)低阻抗，典型的電路如圖

12、7（b）所示。其中，V1是高頻場(chǎng)效應(yīng)管，輸入電阻極大，輸入電容小于2 pF； V2為高頻晶體三極管，輸出電阻為R4，一般為100 ，該電路傳輸衰減系數(shù)較小，且能驅(qū)動(dòng)75 電纜。測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試 圖7 放大-檢波式模擬電壓表原理框圖（a） 放大-檢波式電壓表組成原理； （b） 阻抗變換器；（c） 衰減器； (d) 檢波器AC阻 抗 變 換 器衰 減 器檢 波 器寬 帶 放 大 器指 示 器峰值檢波器倍壓檢波器(a)VV2UoVR4R3V1R2R1UiR1R2UiC1C2Uo(b)(c)UiVDCRUiVD2C2RVD1C1Uo(d)Uo測(cè)試技術(shù)測(cè)

13、試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試 2） 衰減器 衰減器的作用是在測(cè)量大信號(hào)時(shí)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行衰減以擴(kuò)大測(cè)量量程。衰減器亦要求有寬帶的特性，在高頻時(shí)要考慮電路與元件的分布電容效應(yīng)，采用復(fù)合阻容結(jié)構(gòu)，典型的衰減器如圖7（c）所示。當(dāng)R1C1=R2C2時(shí)，衰減比與頻率無(wú)關(guān)。 3） 寬帶放大器 寬帶放大器一般選用寬帶線(xiàn)性集成放大器，如LM733，可工作在直流到50 MHz的頻率范圍。 4） 檢波器 常用的檢波器有峰值檢波器和倍壓檢波器，如圖6（d） 所示。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試3 熱電偶式電壓表（有效值響應(yīng)法）熱電偶不僅可以用于電流測(cè)

14、量，而且可以作為電壓測(cè)量的核心部件。 4 外差式電壓表 由于頻響和靈敏度的限制，放大-檢波式電壓表、檢波-放大式電壓表和熱偶式電壓表均不可以用于高頻微伏級(jí)電壓檢測(cè)。這時(shí)可采用外差式電壓表，它的測(cè)量頻率可達(dá)幾百兆赫，靈敏度一般都是微伏級(jí)。其工作原理如圖8所示。探 頭混 頻 器中 頻 放 大檢 波 器指 示 電 表圖8 外差式電壓表原理框圖微安表測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試B、 交流數(shù)字電壓表低頻數(shù)字電壓表一般是在直流數(shù)字電壓表的基礎(chǔ)上增加放大器、交直流變換器而組成的，如圖9所示。高頻數(shù)字電壓表的一般組成如圖9（b）所示。它的檢波器探頭高頻特性較好。寬帶數(shù)字電

15、壓表的一般組成如圖9（c）所示。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試 圖9 交流數(shù)字電壓表組成框圖（a）低頻數(shù)字電壓表組成框圖； （b）高頻數(shù)字電壓表組成框圖； （c）寬帶數(shù)字電壓表組成框圖； (d) 智能型電子電壓表組成框圖寬 帶 放 大 器輸 入檢 波 器直 流 數(shù) 字 電 壓 表輸 出高 阻 輸 入 探 頭(a)放 大 器輸 入檢 波 器直 流 數(shù) 字 電 壓 表輸 出(b)(c)檢 波 器 探 頭輸 入直 流 放 大 器直 流 數(shù) 字 電 壓 表輸 出寬 帶 放 大 器輸 入高 速 采 樣計(jì) 算 顯 示輸 出高 阻 輸 入 電 路(d)測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)

16、電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試C、 交流電壓測(cè)量的其他應(yīng)用1.脈沖電壓測(cè)量脈沖電壓的特點(diǎn)是幅度較大，持續(xù)時(shí)間短。如果用峰值檢波器檢測(cè)已知占空比的脈沖電壓，可以由數(shù)學(xué)的方法或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行合適的修正。 2.噪聲電壓測(cè)量在電子學(xué)領(lǐng)域，噪聲電壓是一種普遍存在的隨機(jī)信號(hào)。典型的有電阻的熱噪聲、晶體三極管的內(nèi)部噪聲、電子放大器的輸出噪聲等等。在設(shè)計(jì)電子電路時(shí)，免不了要對(duì)噪聲，特別是高斯白噪聲進(jìn)行測(cè)量。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試rRRErRRErrREREI/11)(圖10 直流電流測(cè)量 設(shè)電流表的內(nèi)阻為r，在圖10(a)所示測(cè)量電路中，

17、原電路中電流I=E/R，而在圖10(b)所示的電路中，電流改變?yōu)镮=E/(R+r) ，兩者的誤差為：IER(a)EAR(b)I測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試0UIR 一般電流小電流0RiRiRUUURIURI 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試02121HHUKIRK K KI IR 12Rn RUIn KH 霍爾元件的靈敏度大電流小電流測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試 直流電流表多數(shù)為磁電式儀表，磁電式儀表一般由可動(dòng)線(xiàn)圈、游絲和永久磁鐵組成。線(xiàn)圈框架的轉(zhuǎn)軸上固定一個(gè)讀數(shù)指針，當(dāng)線(xiàn)圈流過(guò)電流時(shí)

18、，在磁場(chǎng)的作用下，可動(dòng)線(xiàn)圈發(fā)生偏轉(zhuǎn)，帶動(dòng)上面固定的讀數(shù)指針偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度與通過(guò)可動(dòng)線(xiàn)圈的電流成正比。模擬直流電流表具有不需電池驅(qū)動(dòng)、顯示穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)亦存在非線(xiàn)性誤差大、容易損壞等缺點(diǎn)。 3數(shù)字萬(wàn)用表是用電子技術(shù)來(lái)檢測(cè)直流電流的。通常在直流電流檔，對(duì)外電路來(lái)說(shuō)，數(shù)字萬(wàn)用表僅相當(dāng)于一個(gè)取樣電阻RN（不同的量程RN的值不同），測(cè)量時(shí)RN上有電壓信號(hào)Ui=IRN，其測(cè)量過(guò)程如圖所示。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試圖11 交-直流轉(zhuǎn)換電路A 圖11所示的交直流轉(zhuǎn)換電路。測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試我們可以通過(guò)測(cè)量這種與高頻

19、電流密切相關(guān)的直流電流的大小，間接地檢測(cè)出高頻電流的大小，具體原理如圖12所示。圖12 熱電偶電表原理GAECDB測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試微弱電信號(hào)是指電流/電壓10-6A/V的信號(hào).適用于直流或低頻弱電流信號(hào)的檢測(cè).適用于微弱音頻、微波、或短脈沖電信號(hào)的放大檢測(cè).測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試（一）恒流源式測(cè)量電阻（二）

20、恒流源式測(cè)量電阻2jxxwUURRR 230142xR RRUR RR 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試?yán)秒娮枳兓M(jìn)行參量測(cè)量的敏感元件有: 壓敏電阻電阻應(yīng)變片 熱敏電阻金屬/半導(dǎo)體熱敏元件 光敏電阻光導(dǎo)管 磁敏電阻半導(dǎo)體磁阻元件測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試140322xCR RUR RC 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試140322xLR RUR RL 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試一、 直流低頻功率的測(cè)量由電工學(xué)可知，功率即為單位時(shí)間內(nèi)所做的功。具

21、體表達(dá)式為： tWP時(shí)間功功率（ )在電阻電路中，還可導(dǎo)出：RUPRIP22,測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試2、 交流電路功率的測(cè)量對(duì)于純電感電路，電流滯后電壓90，如圖19（a）所示； 對(duì)于純電容電路，電流超前于電壓90，如圖12（b）所示。 圖19 U與I的相位關(guān)系UIUUIOtttOO(a)(b)(c)I測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試設(shè) ，則平均功率為：視在功率、無(wú)功功率與有效平均功率的關(guān)系為： )cos(2),cos(2tIitUucCcos)cos)2(cos()cos(cos)cos(211000UIdttTU

22、IdtttUITdtuiTPCTCTCT22RTAPPP測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試圖20為交直流功率表的工作原理與電路中單個(gè)負(fù)載的連接情況。 圖20 功率測(cè)量原理負(fù)載功 率 表線(xiàn) 路 電 壓C1C2V1V2測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試圖21中，兩個(gè)電壓線(xiàn)圈互相垂直安裝，一個(gè)與無(wú)感電阻相串聯(lián)，一個(gè)與電感器相串聯(lián)，所以可以近似地認(rèn)為兩線(xiàn)圈中的電流相位之差為90。電流線(xiàn)圈是與電路相串聯(lián)的，與被測(cè)線(xiàn)路電流同相。 圖21 功率因數(shù)連接電路電流線(xiàn)圈RR負(fù)載電壓垂直活動(dòng)線(xiàn)圈輸入測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常

23、見(jiàn)參量的測(cè)試圖22 經(jīng)典型電度表的結(jié)構(gòu)S1線(xiàn) 電 壓S2DMM永 久 磁 鐵鋁 盤(pán)負(fù) 載RFFBFFF到 指 示 度 盤(pán)(A)電 樞 感應(yīng)式電度表是利用電壓和電流線(xiàn)圈在鋁盤(pán)上產(chǎn)生的渦流與交變磁通相互作用產(chǎn)生電磁力，使鋁盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)引入制動(dòng)力矩，使鋁盤(pán)轉(zhuǎn)速與負(fù)載功率成正比，通過(guò)軸向齒輪傳動(dòng)，由計(jì)度器積算出轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)數(shù)而測(cè)定出電能。故電度表主要結(jié)構(gòu)是由電壓線(xiàn)圈、電流線(xiàn)圈、轉(zhuǎn)盤(pán)、轉(zhuǎn)軸、制動(dòng)磁鐵、齒輪、計(jì)度器等組成。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試3、 高頻和微波功率的測(cè)量 在高頻和微波頻段的各項(xiàng)電子測(cè)量項(xiàng)目中，功率測(cè)量是主要項(xiàng)目之一。接收機(jī)的靈敏度是以能接收的最小功率

24、來(lái)表征的。 高頻和微波頻段的功率測(cè)量都是基于將高頻和微波的能量轉(zhuǎn)換成熱、力、直流或低頻電量等能量形式來(lái)測(cè)量的。 按照測(cè)量的原理可以分為： （1）測(cè)輻射熱器功率計(jì)受熱元件有熱敏電阻、鎮(zhèn)流電阻和薄膜測(cè)熱電阻等（2）熱電偶式功率計(jì)（3）量熱式功率計(jì)測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試微波功率計(jì)測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試4、 功率測(cè)量與電壓測(cè)量的電平表示（1） 絕對(duì)功率電平LP。以600 電阻上消耗1 mW的功率作為基準(zhǔn)功率，任意功率與之相比的對(duì)數(shù)稱(chēng)為絕對(duì)功率電平，其值為 （2） 相對(duì)功率電平L dBmPPLxP0lg10dBPPL

25、BAPlg10 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試由于600 電阻上消耗的功率為1 mW，其上的電壓為0.775 V，以此作為基準(zhǔn)電壓，可以確定電壓的絕對(duì)電平Lu和相對(duì)電平Lu分別為 要注意的是量程問(wèn)題。電壓表的量程是乘數(shù)關(guān)系，電平表則是加法關(guān)系。因此在擴(kuò)大N倍量程的情況下，有dBuuLdBVuLBxuxulg20775. 0lg20NuNuLxxulg20775. 0lg20775. 0lg20測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試?yán)河肕F-20電子多用表的30 V量程測(cè)量電壓，當(dāng)該量程的讀數(shù)為27.5 V時(shí)，問(wèn)該電壓信號(hào)對(duì)應(yīng)的分

26、貝值是多少？解：因?yàn)镸F-20多用表將1.5 V量程刻度線(xiàn)上的0.775 V定義為0 dB，30V量程是1.5 V的20倍擴(kuò)展，27.5 V示值位置對(duì)應(yīng)在1.5 V量程上的讀數(shù)為1.38 V，所以有dBVLu31775. 038. 1lg2026測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試 （一）頻率與時(shí)間測(cè)量的特點(diǎn)與其他各種物理測(cè)量相比，頻率與時(shí)間測(cè)量具有如下特點(diǎn)： （1） 時(shí)頻測(cè)量具有動(dòng)態(tài)性質(zhì)。 （2） 測(cè)量精度高。（3） 測(cè)量范圍廣。（4） 頻率信息的傳輸和處理比較容易。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第

27、六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試出現(xiàn)并得到過(guò)應(yīng)用的測(cè)頻方法與儀器主要有以下幾種： （1）諧振法： 利用LC回路的諧振特性進(jìn)行測(cè)頻(如諧振式波長(zhǎng)表可測(cè)無(wú)源LC回路的固有諧振頻率）, 測(cè)頻范圍為0.51500 MHz。（2）外差法： 改變標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)頻率，使它與被測(cè)信號(hào)混合，取其差頻，當(dāng)差頻為零時(shí)讀取頻率。這種外差式頻率計(jì)可測(cè)高達(dá)3000 MHz的微弱信號(hào)的頻率，測(cè)頻精確度為10-6左右。測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試（3）示波法： 在示波器上根據(jù)李沙育圖形或信號(hào)波形的周期個(gè)數(shù)進(jìn)行測(cè)頻。這種方法的測(cè)量頻率范圍從音頻到高頻信號(hào)皆可。（4）電子計(jì)數(shù)器法： 直接計(jì)

28、數(shù)單位時(shí)間內(nèi)被測(cè)信號(hào)的脈沖數(shù)，然后以數(shù)字形式顯示頻率值。這種方法測(cè)量精確度高、快速，適合不同頻率、不同精確度測(cè)頻的需要。測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試計(jì)數(shù)是電子計(jì)數(shù)器最基本的功能。因此，盡管電子計(jì)數(shù)器的種類(lèi)很多，但其基本的工作原理可用圖22所示的簡(jiǎn)化方框圖加以說(shuō)明。 圖22 電子計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)化方框圖主 門(mén)計(jì) 數(shù) 顯 示 電 路21TBTA被測(cè)信號(hào)被測(cè)信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試 當(dāng)把周期為T(mén)A的脈沖信號(hào)由“1”端加入后，假設(shè)在閘門(mén)信號(hào)的上升沿主門(mén)打開(kāi)，計(jì)數(shù)器對(duì)輸入脈沖信號(hào)進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，在閘門(mén)信號(hào)的

29、下降沿主門(mén)關(guān)閉，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，顯然計(jì)數(shù)器所計(jì)之?dāng)?shù)N為：BABAABffTfTTN測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試（二） 通用電子計(jì)數(shù)器1、 通用電子計(jì)數(shù)器的主要技術(shù)性能 用于測(cè)頻的通用電子計(jì)數(shù)器其主要技術(shù)性能包括： （1 1） 測(cè)試性能：測(cè)試性能：儀器所具備的測(cè)試功能，如測(cè)量頻率、周期、頻率比等。 （2 2） 測(cè)量范圍：測(cè)量范圍：儀器的有效測(cè)量范圍。在測(cè)頻和測(cè)周期時(shí)，測(cè)量范圍不同。測(cè)頻時(shí)要指明頻率的上限和下限； 測(cè)周期時(shí)要指明周期的最大值和最小值。測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試（3 3） 輸入特性輸入特性：通用電子計(jì)數(shù)器一

30、般由23個(gè)輸入通道組成，需分別指出各個(gè)通道的特性，包括：輸入耦合方式： 有AC和DC兩種耦合方式。在低頻和脈沖信號(hào)計(jì)數(shù)時(shí)宜采用DC耦合方式。（4 4） 測(cè)量準(zhǔn)確度：測(cè)量準(zhǔn)確度：常用測(cè)量誤差來(lái)表示，主要由時(shí)基誤差和計(jì)數(shù)誤差決定，時(shí)基誤差由內(nèi)部晶體振蕩器的穩(wěn)定度確定。表1概括了以上三類(lèi)振蕩器的頻率穩(wěn)定度。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試 （5 5） 閘門(mén)時(shí)間和時(shí)標(biāo)：閘門(mén)時(shí)間和時(shí)標(biāo)： 由機(jī)內(nèi)時(shí)標(biāo)信號(hào)源所能提供的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)決定。根據(jù)測(cè)頻和測(cè)周期的范圍不同，可提供的閘門(mén)時(shí)間和時(shí)標(biāo)信號(hào)有多種供選擇，如通常的0.01 s、0.1 s、1 s、10 s等。 （6 6） 顯

31、示及工作方式顯示及工作方式： 包括顯示位數(shù)、顯示時(shí)間、顯示方式等。 顯示位數(shù)： 可顯示的數(shù)字位數(shù)，如常見(jiàn)的8位。 顯示時(shí)間： 兩次測(cè)量之間顯示結(jié)果的時(shí)間，一般是可調(diào)的。測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試顯示方式： 有記憶和不記憶兩種顯示方式。記憶顯示方式只顯示最終計(jì)數(shù)的結(jié)果，不顯示正在計(jì)數(shù)的過(guò)程。實(shí)際上顯示的數(shù)字是剛結(jié)束的一次測(cè)量結(jié)果，顯示的數(shù)字保留至下一次計(jì)數(shù)過(guò)程結(jié)束時(shí)再刷新。不記憶顯示方式可顯示正在計(jì)數(shù)的過(guò)程。但多數(shù)計(jì)數(shù)器沒(méi)有這種顯示方式。 （7 7） 輸出：輸出： 包括儀器可輸出的時(shí)標(biāo)信號(hào)種類(lèi)、輸出數(shù)據(jù)的編碼方式及輸出電平等。、 頻率測(cè)量頻率的測(cè)量實(shí)際上就

32、是在單位時(shí)間內(nèi)對(duì)被測(cè)信號(hào)的變化次數(shù)進(jìn)行累加計(jì)數(shù)。其原理框圖如圖23所示。測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試圖23 頻率測(cè)量的原理框圖A通 道主 門(mén)計(jì) 數(shù) 顯 示門(mén) 控 雙 穩(wěn)時(shí) 基 選 擇分 頻 器晶 振T2fx1BAABABTfNf TTf N測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試圖24 周期測(cè)量的原理框圖倍 頻 器時(shí) 標(biāo) 選 擇晶 振分 頻 器主 門(mén)門(mén) 控 雙 穩(wěn)計(jì) 數(shù) 顯 示閘 門(mén) 選 擇分 頻 器B通 道1ToTxTx2. 周期測(cè)量周期是頻率的倒數(shù)，因此周期的測(cè)量和頻率的測(cè)量正好相反。其原理框圖如圖24所示。0 xTN T 測(cè)

33、試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試3. 時(shí)間間隔測(cè)量時(shí)間間隔測(cè)量和周期的測(cè)量都是測(cè)量信號(hào)的時(shí)間，因此測(cè)量電路大體相同，所不同的是測(cè)量時(shí)間間隔需要B、C兩個(gè)通道分別送出起始和停止信號(hào)去控制門(mén)控雙穩(wěn)電路以形成閘門(mén)信號(hào)，其工作原理如圖25所示。 圖25 時(shí)間間隔測(cè)量的原理框圖 倍頻器時(shí)標(biāo)選擇主門(mén)計(jì)數(shù)顯示To12門(mén)控雙穩(wěn)分頻器晶振tBCtBtCB通道C通道tBtCB信號(hào)C信號(hào)NTtCB測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試圖25 輸入信號(hào)任意兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔測(cè)量示意圖起始脈沖起始脈沖終止脈沖開(kāi)門(mén)信號(hào)開(kāi)門(mén)信號(hào)(50%)(50%)(50%)uB終止

34、脈沖uC(a)uB(b)(50%)uC測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試4. 相位差測(cè)量相位差測(cè)量通常是指兩個(gè)同頻率的信號(hào)之間的相位差的測(cè)量。相位差測(cè)量的主要方法有示波器法、比較器法、直讀法等。利用電子計(jì)數(shù)器也可進(jìn)行相位差的測(cè)量，它是時(shí)間間隔測(cè)量的一個(gè)應(yīng)用。瞬時(shí)值數(shù)字相位差測(cè)量原理框圖如圖26所示，通過(guò)測(cè)量?jī)蓚€(gè)正弦波上兩個(gè)相應(yīng)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，可換算出它們之間的相位差。B通道C通道門(mén)控電路計(jì)數(shù)門(mén)計(jì)數(shù)顯示時(shí)標(biāo)信號(hào)置零u1u2u3u41u2u圖26 瞬時(shí)值數(shù)字相位差測(cè)量原理框圖測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試圖27 瞬時(shí)值數(shù)字相位差

35、測(cè)量工作波形u(t)Ou1u2Tx1uO2uOu3Ou4Ottttttt測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試設(shè)被測(cè)信號(hào)周期為T(mén)x，門(mén)控信號(hào)u3的寬度，亦即兩個(gè)信號(hào)相位差對(duì)應(yīng)的時(shí)間為t，則 式中，Ts為時(shí)標(biāo)信號(hào)周期。 由以上兩式可得： sxNTtTt360360360sxxsffNTNT測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試兩次測(cè)量結(jié)果取平均值： 再利用式（6-7）可得相位差。 5. 頻率比f(wàn)B/fA測(cè)量頻率比是指兩路信號(hào)源的頻率的比值。其測(cè)量原理與頻率、周期測(cè)量的原理類(lèi)似，如圖28所示。 221tttA通 道主 門(mén)B通 道門(mén) 控 信 號(hào)

36、fAfB計(jì) 數(shù)TBTA譯 碼 顯 示圖28 頻率比測(cè)量原理框圖測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試圖29 累加計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)的原理框圖放大整形主門(mén)門(mén)控信號(hào)被測(cè)信號(hào)計(jì)數(shù)Tc譯碼顯示開(kāi)始停止Tx 6. 累加計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)累加計(jì)數(shù)是電子計(jì)數(shù)器最基本的功能，是指在一段較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)累加被測(cè)信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)，測(cè)量原理框圖如圖29所示。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試圖30 電子計(jì)數(shù)器的自校原理框圖晶 體 振 蕩倍 頻 電 路時(shí) 標(biāo) 選 擇主 門(mén)Tc計(jì) 數(shù)譯 碼 顯 示門(mén) 控 信 號(hào)時(shí) 基 選 擇分 頻 電 路Ts7. 自校在使用電子計(jì)數(shù)器測(cè)量之前，應(yīng)對(duì)

37、電子計(jì)數(shù)器進(jìn)行自校，一是檢驗(yàn)電子計(jì)數(shù)器的邏輯關(guān)系是否正常，二是檢驗(yàn)電子計(jì)數(shù)器能否準(zhǔn)確地進(jìn)行定量測(cè)量。自校的原理框圖如圖30所示。測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試圖31 通用電子計(jì)數(shù)器的基本組成框圖A通 道控 制 電 路B通 道主 門(mén)倍 頻 器計(jì) 數(shù) 器顯 示 器晶 振時(shí) 標(biāo) 選 擇分 頻 器閘 門(mén) 選 擇分 頻 器電 源S3514126 （三）通用電子計(jì)數(shù)器的基本組成通用電子計(jì)數(shù)器一般由六大部分組成，如圖3 1所示測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試1. 輸入通道部分通用計(jì)數(shù)器的輸入電路一般包含A、B、C三個(gè)輸入通道（圖6.11中

38、只畫(huà)出A、B兩個(gè)通道，因此在測(cè)量時(shí)間間隔時(shí)需配時(shí)間間隔測(cè)量插件通道C），其中A為主通道，頻帶較寬； B、C主要在測(cè)量周期、頻率比以及時(shí)間間隔時(shí)使用，稱(chēng)為輔助通道。三個(gè)輸入通道都由放大器、衰減器及整形電路等組成。2. 計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)器由觸發(fā)器構(gòu)成, 對(duì)來(lái)自主門(mén)的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)。在數(shù)字儀表中，最常用的是按8421碼進(jìn)行編碼的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器的最高工作頻率決定了儀器的最高測(cè)量頻率。目前計(jì)數(shù)器都已集成化，在使用時(shí)可當(dāng)做一個(gè)邏輯部件使用。測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試3. 顯示部分顯示部分將累計(jì)的結(jié)果以十進(jìn)制數(shù)字的形式顯示出來(lái)。它包括譯碼和顯示電路。電子計(jì)數(shù)器以數(shù)

39、字方式顯示出被測(cè)量，目前常用的有LED顯示器和LCD顯示器。LED為數(shù)碼顯示，其優(yōu)點(diǎn)是工作電壓低，能與COMS/TTL電路兼容，發(fā)光亮度高，響應(yīng)快，壽命長(zhǎng)。LCD為液晶顯示，其突出優(yōu)點(diǎn)是供電電壓低和微功耗，它是各類(lèi)顯示器中功耗最低的。同時(shí)，LCD制造工藝簡(jiǎn)單，體積小而薄，特別適用于小型數(shù)字儀表。特別是近年來(lái)圖形點(diǎn)陣LCD的大量應(yīng)用，為儀器帶來(lái)了更加豐富、直觀、智能的操作界面。測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試4. 時(shí)間基準(zhǔn)部分時(shí)間基準(zhǔn)電路包括晶體振蕩器、分頻器、倍頻器以及時(shí)基選擇電路。5. 主門(mén)及控制部分控制電路一般由雙穩(wěn)電路、單穩(wěn)電路等構(gòu)成，它包括門(mén)控電路，工

40、作方式選擇電路，記憶、顯示時(shí)間和復(fù)原控制電路等?？刂齐娐返淖饔檬钱a(chǎn)生各種指令信號(hào)，如閘門(mén)脈沖、閉鎖脈沖、顯示脈沖、復(fù)零脈沖、記憶脈沖等，控制和協(xié)調(diào)各單元電路的工作，使整機(jī)按一定的工作程序完成測(cè)量任務(wù)。 6. 電源部分這部分電路包括整機(jī)電源電路、晶體振蕩器和恒溫槽電源電路。 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試圖32 量化誤差的形成計(jì) 數(shù) 脈 沖閘 門(mén) 開(kāi) 啟 時(shí) 間 T脈 沖 數(shù)N 9閘 門(mén) 開(kāi) 啟 時(shí) 間 T脈 沖 數(shù)N 81 1） 量化誤差量化誤差如圖32所示，雖然閘門(mén)開(kāi)啟時(shí)間都為T(mén)，但因?yàn)殚l門(mén)開(kāi)啟時(shí)刻不一樣，計(jì)數(shù)值一個(gè)為9，另一個(gè)卻為8，兩個(gè)計(jì)數(shù)值相差1。測(cè)

41、試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試圖33 噪聲和干擾產(chǎn)生的觸發(fā)誤差(a)(b)(c)E1E2量化誤差的相對(duì)誤差為： 2 2） 觸發(fā)誤差觸發(fā)誤差 施密特電路輸出規(guī)則的矩形波，如圖33(a)所示。 %1001%1001%100 xCNTfNNN測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試3 3） 標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差電子計(jì)數(shù)器在測(cè)量頻率和時(shí)間時(shí)是以晶振產(chǎn)生的各種時(shí)標(biāo)信號(hào)作為基準(zhǔn)的。顯然，如果時(shí)標(biāo)信號(hào)不穩(wěn)定，則會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差，這種誤差稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)頻率誤差。 1） 測(cè)頻誤差測(cè)頻誤差通過(guò)前面的介紹，測(cè)頻量化誤差可用下式表示： %1001%1001%10

42、0sNNTfNNN（6-9） 測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試2 2） 測(cè)周誤差測(cè)周誤差測(cè)周誤差包括測(cè)周量化誤差和觸發(fā)誤差。(1) 測(cè)周量化誤差。參照?qǐng)D6.3，以及對(duì)測(cè)頻量化誤差的分析，測(cè)周量化誤差為%1001%1001%100 xCxTfNNNTT測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試(2) 測(cè)周觸發(fā)誤差因?yàn)橐话汩T(mén)電路采用過(guò)零觸發(fā)，可以證明觸發(fā)誤差可按下式近似表示： 3） 中界頻率的確定忽略隨機(jī)誤差，根據(jù)中界頻率的定義，可得到中界頻率的計(jì)算公式： （6-12） mMTTxn21（6-11） ScTmff 0測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試?yán)?，用電子?jì)數(shù)器測(cè)量fx=2 kHz信號(hào)的頻率，分別采用測(cè)頻（閘門(mén)時(shí)間為1s）和測(cè)周（晶振頻率fc=10 MHz）兩種測(cè)量方法，由于量化誤差所引起的相對(duì)誤差如下： 測(cè)頻率時(shí)，量化誤差為測(cè)周期時(shí)，量化誤差為 43105110211sxTfNN473102101021xcxxTfTT測(cè)試技術(shù)測(cè)試技術(shù)機(jī)電機(jī)電第六章第六章 常見(jiàn)參量的測(cè)試常見(jiàn)參量的測(cè)試中界頻率為4 4） 多周期測(cè)量多周期測(cè)量除采取以上措施外，測(cè)量時(shí)還應(yīng)注意以下事項(xiàng)： (1) 每次測(cè)試前應(yīng)先對(duì)儀器進(jìn)行自校檢查，當(dāng)顯示正常時(shí)再進(jìn)行測(cè)試。(2)