優(yōu)化開關(guān)測量子系統(tǒng)軟件-提高測試系統(tǒng)性能(完整版)實(shí)用資料

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SpecialReport優(yōu)化開關(guān)測量子系統(tǒng)軟件_提高測試系統(tǒng)性能（完整版）實(shí)用資料(可以直接使用，可編輯完整版實(shí)用資料，歡迎下載）技術(shù)專題測試與測量人們期望自動(dòng)化測試系統(tǒng)能夠完成精密的測量,并從待測器件(DUT上收集到各種數(shù)據(jù)。在大多數(shù)情況下,自動(dòng)化的測試必須在保證測量精度的前提下,以盡可能短的時(shí)間完成,從而最大限度減少產(chǎn)品的成本和資本投入。本文將討論最大限度減少自動(dòng)化測試的時(shí)間和保證測量精度的一些技術(shù)手段。能快速完成自動(dòng)測量的最有效的方法之一,就是采用儀器雙向觸發(fā),因?yàn)樗鼫p少了發(fā)送給各儀器的指令數(shù)量。本文通過一個(gè)開關(guān)系統(tǒng)和DMM實(shí)例對(duì)雙向觸發(fā)概念進(jìn)行闡釋。其他減少測試時(shí)間的途徑還包括:采用掃描列表,配置建立時(shí)間、孔徑、自動(dòng)歸零和優(yōu)化開關(guān)測量子系統(tǒng)軟件,提高測試系統(tǒng)性能OptimizingSoftwareofaSwitchingSubsystemWillIncreaseTestSystemPerformanceAgilentTechnologiesDarleneCarpenter數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。雙向觸發(fā)與真正進(jìn)行測量的時(shí)間相比,測試中大量的時(shí)間是花在將單獨(dú)的指令發(fā)送給不同的儀器、對(duì)其進(jìn)行配置并完成測量初始化和讀取數(shù)據(jù)上。為了縮短總的測試時(shí)間,可以停止使用單條儀器指令構(gòu)成的指令序列,而代之以一組數(shù)量少得多的指令采用雙向觸發(fā)來實(shí)現(xiàn)多次測量。要做到這一點(diǎn),可以將兩個(gè)儀器(如開關(guān)系統(tǒng)和DMM配置為在與DUT完成連接后相互觸發(fā)對(duì)方(雙向觸發(fā),執(zhí)行測量操作。開關(guān)系統(tǒng)和DMM的雙向觸發(fā)可以按如下的流程進(jìn)行:開關(guān)系統(tǒng)讓選中的繼電器閉合,隨后觸發(fā)DMM讀數(shù)。讀取完成后,DMM觸發(fā)開關(guān)系統(tǒng)。開關(guān)系統(tǒng)繼續(xù)選擇下一個(gè)繼電器,并重復(fù)這一過程直到結(jié)束。雙向觸發(fā)過程可利用DMM的同一功能實(shí)現(xiàn)連續(xù)的多次讀數(shù)。在對(duì)儀器進(jìn)行集成以實(shí)現(xiàn)雙向觸發(fā)的過程中,要完成的第一步是弄清儀器的觸發(fā)子系統(tǒng)。儀器的觸發(fā)子系統(tǒng)將有助于確定在觸發(fā)前應(yīng)該完成什么樣的配置,儀器需要怎樣收發(fā)信號(hào)?；贒MM觸發(fā)系統(tǒng)的示例在配置一個(gè)系統(tǒng)DMM,讓它對(duì)外部觸發(fā)作出響應(yīng)時(shí),必須完成如下一些特定的步驟。按一個(gè)特定的測量要SpecialReport技術(shù)專題73測試與測量求對(duì)DMM進(jìn)行配置;找出觸發(fā)源;確定DMM已經(jīng)準(zhǔn)備好接收一個(gè)觸發(fā)信號(hào);隨后,一旦DMM接收到一路觸發(fā)信號(hào),就開始進(jìn)行測量。圖1示出的流程圖給出了DMM的配置步驟(包括儀器指令。采用開關(guān)/控制觸發(fā)系統(tǒng)的示例開關(guān)觸發(fā)系統(tǒng)不同于DMM之處,在于它包含3種觸發(fā)狀態(tài):閑置、待命和觸發(fā),如圖2所示。只要不處于待命或者觸發(fā)狀態(tài),開關(guān)系統(tǒng)就處于空閑狀態(tài)。當(dāng)指令(SCAN,GET或者Trig被發(fā)送到開關(guān)系統(tǒng),觸發(fā)器就開始工作,儀器轉(zhuǎn)入待命狀態(tài)。該開關(guān)的待命子系統(tǒng)容許在觸發(fā)流程中添加事件控制(掃描或者延遲。例如,它容許利用同一個(gè)INITiate指令讓一個(gè)掃描表執(zhí)行多次掃描,以及/或者設(shè)定定時(shí)器以保證掃描間隔中的延遲。儀器檢測到一個(gè)待命源時(shí),就離開待命狀態(tài),轉(zhuǎn)入觸發(fā)狀態(tài)。在觸發(fā)狀態(tài)下檢測到一個(gè)觸發(fā)源時(shí),它執(zhí)行設(shè)定的開關(guān)動(dòng)作,而后儀器轉(zhuǎn)為閑置狀態(tài)。使用掃描表由于取消了很多發(fā)給開關(guān)系統(tǒng)和DMM的串行指令,而代之以少數(shù)幾條能實(shí)現(xiàn)多種測量的指令,掃描表可以極大地提高測試速度。開關(guān)系統(tǒng)將按照與掃描表相同的順序?qū)σ?guī)定的通道進(jìn)行自動(dòng)掃描。若要將開關(guān)系統(tǒng)配置為執(zhí)行掃描,可先規(guī)定一個(gè)待命源、一個(gè)觸發(fā)源、掃描表規(guī)定的掃描次數(shù),以及(如果需要的話掃描的間隔延遲。在觸發(fā)狀態(tài)下,當(dāng)檢測出觸發(fā)源發(fā)出開關(guān)系統(tǒng)就進(jìn)行掃描表中已設(shè)定步對(duì)掃描表中規(guī)定的通道都完成一遍掃描并達(dá)到待命計(jì)數(shù)次數(shù)時(shí),掃描將終止,儀器恢復(fù)到閑置狀態(tài)。為了將開關(guān)系統(tǒng)定義為雙向觸發(fā),必需激活外部觸發(fā)線和觸發(fā)輸出(見圖3所示的指令。此外,待命端應(yīng)該被設(shè)定為IMMediate,而觸發(fā)端設(shè)定為MIX。圖3所示的流程圖包括了對(duì)開關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行配置的儀器指令示例。用戶只需向開關(guān)系統(tǒng)發(fā)送為數(shù)不多的指令,就可以選擇任意數(shù)量的串行通道,而且可以選擇對(duì)掃描序列進(jìn)行重復(fù),以及/或者包括延遲間隔。DMM和開關(guān)系統(tǒng)間的觸發(fā)信號(hào)連接完成單個(gè)儀器的配置后,就需要將它們連接起來,實(shí)現(xiàn)相互間的觸發(fā)。使用DMM控制開關(guān)系統(tǒng)的掃描,需要若干路進(jìn)/出開關(guān)觸發(fā)控制線的外部連接(見圖4。可以將開關(guān)系統(tǒng)配置為:有一個(gè)繼電器閉合,就輸出觸發(fā)脈沖通知DMM。開關(guān)系統(tǒng)的觸發(fā)源必須定義為MIX,以便能接收總線觸發(fā)信號(hào),啟動(dòng)掃描,然后接收來自DMM的外部觸發(fā),從而掃描表中列出的每一個(gè)通道。此時(shí),配置信息已經(jīng)輸入到自動(dòng)化的程序中,而且開關(guān)和DMM都已完成硬件連接,就開始執(zhí)行代碼,實(shí)現(xiàn)以下的流程(見圖5。雙向觸發(fā)僅僅是讓一個(gè)測試系統(tǒng)運(yùn)行得更快、更加高效的多種技術(shù)手段中的一種。下面,我們來討論其他一些同樣有用的技術(shù),它們能夠很好地協(xié)調(diào)測試系統(tǒng)的處理能力。測量編組在一個(gè)程序中,對(duì)于相同的測量,掃描列表可以多次使用。避免多次的SpecialReport技術(shù)專題測試與測量測量變動(dòng),可將省下時(shí)間留給DMM來切換功能。DMM功能的切換需要對(duì)硬件進(jìn)行重新配置,以及對(duì)不同校準(zhǔn)常數(shù)的恢復(fù)。本文認(rèn)為,在測試開發(fā)過程中花一些時(shí)間來對(duì)測試程序進(jìn)行組織,保證所有相同的測量都在同一時(shí)間內(nèi)完成,以減少總的測試時(shí)間。測量建立時(shí)間如果剛啟動(dòng)開關(guān)連接或者更改測量范圍,就立即進(jìn)行測量,可能會(huì)出現(xiàn)測量誤差。某些DMM能夠根據(jù)功能、范圍、積分時(shí)間和AC濾波器來動(dòng)態(tài)地確定測量所需的延遲。在大多數(shù)情況下,這一自動(dòng)產(chǎn)生的延遲是可以接受的。在少數(shù)情況下,電纜電容和其他的器件會(huì)引入與RC時(shí)間常數(shù)有關(guān)的時(shí)延,使得建立時(shí)間比預(yù)期的延長。如果測量需要更長的建立時(shí)間,就可以手工設(shè)定測量的觸發(fā)延遲。不過如果一個(gè)觸發(fā)延遲被設(shè)定為自動(dòng)以外的其他選項(xiàng)的話,儀器可能會(huì)毫無必要地把相同的時(shí)延設(shè)置運(yùn)用于所有的功能和測量范圍。本文認(rèn)為,先明確需要的測量建立時(shí)間,然后去驗(yàn)證DMM(或測量儀器缺省的測量建立時(shí)間對(duì)待測器件的信號(hào)來說是否最優(yōu)。設(shè)定測量范圍與范圍自動(dòng)設(shè)定當(dāng)不能確定返回的測量值時(shí),自動(dòng)調(diào)整測量范圍的DMM就十分有用了。自動(dòng)調(diào)整范圍的缺點(diǎn)是,對(duì)每次測量而言,DMM都需要多花一些時(shí)間才能確定所適用的范圍。對(duì)于自動(dòng)測試系統(tǒng)來說,規(guī)定一個(gè)具體的、對(duì)每種測量來說都是最佳的范圍才是上策。將儀器的自動(dòng)調(diào)整范圍關(guān)閉設(shè)定特定的測量范圍。這可以避免DMM在確定各測量應(yīng)采用的范圍上花費(fèi)的時(shí)間。當(dāng)DMM以固定的測量范圍進(jìn)行測量時(shí),可以快速獲得結(jié)果,也可以事先知道測量時(shí)間。另外,如果要完成的測量涉及多種范圍,可將范圍相同的測量組合到一起,將它們一并完成。這可以減少你對(duì)DMM的測量范圍進(jìn)行重新定義的次數(shù),并進(jìn)而省下更多測試時(shí)間,本文認(rèn)為,在測試應(yīng)用中,采用固定的測量范圍,把類似的測量和測量值歸入一類。信號(hào)濾波有些儀器利用自動(dòng)化的濾波器來處理輸入信號(hào),這些濾波器在進(jìn)行測量之前必須經(jīng)過一定的時(shí)間才能穩(wěn)定。比如,采用濾波器進(jìn)行AC電壓和電流測量的DMM。如果正在測量一個(gè)200Hz~300kHz信號(hào),而且能夠更改缺省的濾波器,而不至于影響到快速濾波器的精度,就能將測量的速度提高10倍。本文認(rèn)為,弄清AC信號(hào)輸入的具體情況,只要有可能就使用更快的DMM。分辨率分辨率是指一個(gè)儀器可以測量或者顯示的位數(shù)。為了提高測量精度,改善對(duì)噪聲的抑制,應(yīng)選用最高的分辨率。這種配置用于產(chǎn)品開發(fā)和早期測試時(shí)效果最佳。然而,要提高測量速度,則應(yīng)該選用最小的分辨率。一旦設(shè)計(jì)確定后,常?？梢越档椭圃熘械臏y試分辨率并提高測試速度。典型的DMM有4、5、6.5位等分辨率以供選擇。在大多數(shù)情況下,分辨率可以根據(jù)每一種測量功能的情況來選擇和設(shè)定。這使得工程師能靈活地進(jìn)行處置:通過降低那些無需最高精度的測量的分辨率來加快自動(dòng)測試的速度;而在測量要求極高的精度時(shí)調(diào)高分辨率。本文認(rèn)為,采用完成精確測量所需的最低分辨率。讓分辨率超出DUT的能力只會(huì)拖長測試時(shí)間。積分時(shí)間(孔徑積分時(shí)間(孔徑是一臺(tái)儀器的模擬-數(shù)字變換器對(duì)測量的輸入信號(hào)進(jìn)行采樣所需的時(shí)間。積分時(shí)間(孔徑SpecialReport技術(shù)專題75測試與測量直接影響到測量分辨率和測量速度。要提高分辨率,可以選用較長的積分時(shí)間?？讖教痰牟焕幨菧y量到的量值會(huì)出現(xiàn)更多的噪聲。此外,必須注意:盡可能減少一個(gè)程序中對(duì)孔徑的更改次數(shù)。儀器在孔徑的更改過程中要從內(nèi)存中檢索新的校準(zhǔn)常數(shù),故更改孔徑要花去額外的時(shí)間。要避免無意中對(duì)孔徑時(shí)間進(jìn)行更改,最好的辦法是直接對(duì)其設(shè)定積分時(shí)間,一般是以電力線周數(shù)(NPLC來規(guī)定的。一個(gè)DMM的缺省積分時(shí)間可以長達(dá)10NPLC。對(duì)于不受AC噪聲影響的測試系統(tǒng)來說,積分時(shí)間的設(shè)定可以短至0.02、0.2或者1NPLC。本文認(rèn)為,對(duì)于較快的測量來說,將積分時(shí)間設(shè)定為10以下,而為了避免AC噪聲,該值應(yīng)該大于1個(gè)電力線周期。自動(dòng)歸零自動(dòng)歸零用于防止多用表的輸入電路中出現(xiàn)的偏移電壓影響測量精度。兩次測量之間的那段時(shí)間或者溫度的波動(dòng)都會(huì)引起偏移電壓。啟動(dòng)缺省的自動(dòng)歸零后,多用表的內(nèi)部將在每次測量結(jié)束后切斷輸入信號(hào),然后讀取零位讀數(shù)。多用表再以該零位讀數(shù)減以前讀取的數(shù)據(jù)。如果自動(dòng)歸零被關(guān)閉,則多用表獲取一次零位讀數(shù),并從所有的測量值中減去它。當(dāng)功能、范圍或者積分時(shí)間出現(xiàn)變更時(shí),DMM將進(jìn)行一次新的零位讀取。自動(dòng)歸零關(guān)閉時(shí),DC電壓、雙線電阻和直流電流等功能可以讓測量速度加倍。本文認(rèn)為,如果同一種測量執(zhí)行的間隔不長且溫度相近的話,可以關(guān)閉自動(dòng)歸零以提高測量速度。數(shù)據(jù)顯示減少總的測試時(shí)間的另一種辦法是通過限制或者關(guān)閉前面板顯示來縮短測量的時(shí)間。每次測量完成后對(duì)DMM前面板的刷新將花去10~100ms的時(shí)間。如果測試是自動(dòng)完成的,很有可能無需觀察測量結(jié)果,因此,可以通過關(guān)閉前面板的顯示來節(jié)省時(shí)間。本文建議,在自動(dòng)測試時(shí),關(guān)閉前面板顯示。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間從一臺(tái)儀器上通過遠(yuǎn)程接口傳送數(shù)據(jù)可導(dǎo)致延遲,即使采用緩沖也是如此。大多數(shù)儀器同時(shí)支持RS-232和GPIB,也可以使用USB/GPIB和LAN/GPIB轉(zhuǎn)換器。為了達(dá)到最佳的數(shù)據(jù)傳輸速度,應(yīng)當(dāng)采用RS-232之外的其他通信接口,如GPIB、USB/GPIB或者LAN/GPIB。目前GPIB對(duì)單次測量來說是最快的I/O方法。USB和LAN非常適合于大的文件傳輸。因此本文建議,要保證更快的數(shù)據(jù)傳輸,采用GPIB或者USB/GPIB或LAN/GPIB轉(zhuǎn)換器。結(jié)語在縮短測試時(shí)間方面,現(xiàn)在有多種易于實(shí)現(xiàn)的技術(shù)。開關(guān)系統(tǒng)和DMM一類的儀器的雙向觸發(fā)可實(shí)現(xiàn)在測試儀器和DUT間的相互切換,采用這種方法對(duì)于實(shí)現(xiàn)測量自動(dòng)化和縮短測量時(shí)間十分有利。儀器在生成和執(zhí)行開關(guān)系統(tǒng)掃描表等方面的功能,可將多條儀器指令簡化為能執(zhí)行多項(xiàng)測量的幾條指令。要確保與每項(xiàng)測量有關(guān)的變量都設(shè)定為最佳值,如分辨率、積分時(shí)間、濾波和穩(wěn)定時(shí)間,以便為具體應(yīng)用建立快速和精確的測量。只顯示必需的數(shù)據(jù),采用支持高數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ沤涌?。這些技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)使它們可以在多種相互類似的自動(dòng)化測試系統(tǒng)中得到應(yīng)用?！龅?3卷第6期Vol.33No.62007年11月OPTICALTECHNIQUENov.2007光學(xué)技術(shù)03文章編號(hào):10021582(2007060813油罐光纖傳感液位測量系統(tǒng)的研究王艷菊1,2,劉靜1,王玉田2,王忠東3(3.大慶石油學(xué)院分院,河北秦皇島066004(1.河北師范大學(xué)電子系,石家莊050031;2.燕山大學(xué)電氣工程學(xué)院,河北秦皇島066004摘要:采用先進(jìn)的光纖傳感技術(shù)在人工浮子液位計(jì)的基礎(chǔ)上研制了一種新型的液位測量系統(tǒng)。系統(tǒng)利用力平衡原理測量液位,利用光纖傳感器探測和傳輸信號(hào),采用自制的光學(xué)編碼盤實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的調(diào)節(jié)。測試結(jié)果表明,在0~1000mm測量范圍內(nèi),測量誤差6mm,相對(duì)誤差<2%?，F(xiàn)場應(yīng)用表明,該系統(tǒng)的各項(xiàng)性能指標(biāo)符合生產(chǎn)要求,運(yùn)行穩(wěn)定,性能可靠。關(guān)鍵詞:光纖;液位;光學(xué)編碼盤;油罐;浮子液位計(jì)中圖分類號(hào):TQ056;TN247文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AStudyonopticfibersensingliquidlevelmeasuringsystemforoilstoragetanksWANGYanju,LIUJing,WANGYutian,WANGZhongdong(1.Departmentofelectronicengineering,HebeiNormalUniversity,Shijiazhuang050031,China(2.InstituteofElectricalEngineering,YanshanUniversity,Qinhuangdao066004,China(3.DaqingPetroleumInstitute,Qinhuangdao066004,ChinaAbstract:Liquidlevelmeasuringsystemwiththeadvancedfiberopticsensingtechnologybasedonthetraditionalfloaterlevelmeterisdeveloped.Itmeasurestheliquidlevelofanoiltankbyusingtheprincipleofforcebalance,capturesandtransmitsopticalsignalsbymeansofthefiberopticsensors,implementsopticalsignalmodulationwiththeselfmadelightcodedisc.Thetestingresultsindicatethatthemeasurementerroris6mm,relativeerroris<2%,whenitsmeasuringrangeis0~1000mm.Byapplyinginachemicalplant,itisprovedthateveryspecificationofthesystemmeetsthedemandsofitsusersanditsperformanceisreliable.Keywords:opticfiber;liquidlevel;lightcodedisc;oilstoragetank;floaterlevelmeter1,21231引言在石油、化工、交通、儲(chǔ)運(yùn)等部門,油罐是廣泛用于儲(chǔ)存易燃、易爆油料的重要設(shè)備。油罐的液位是計(jì)算油品儲(chǔ)量的依據(jù),是儲(chǔ)罐運(yùn)行管理的主要參數(shù),根據(jù)現(xiàn)場各儲(chǔ)罐的液位數(shù)據(jù),可迅速協(xié)調(diào)各個(gè)罐的容量,以平穩(wěn)生產(chǎn)過程。目前,大多數(shù)油罐仍采用機(jī)械浮子式液位測量裝置,而且是靠人工的方法來記錄和判斷液位的,工作效率低、誤差大,無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制和管理。光纖是一種新型材料,具有體積小、重量輕、靈敏度高等特點(diǎn),具有良好的電絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性,適宜于在易燃、易爆等危險(xiǎn)、惡劣的環(huán)境中使用。優(yōu)良的傳輸性能可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離遙控監(jiān)測。光纖傳感技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一門技術(shù)。光纖傳感器[1]把被測參量轉(zhuǎn)化為光信號(hào),克服了傳統(tǒng)傳感器的許多缺點(diǎn),極大地提高了測量精度和動(dòng)態(tài)測量范圍,同時(shí)還可以通過局域網(wǎng)技術(shù)連接成傳感器網(wǎng)絡(luò),能夠滿足飛速發(fā)展的工業(yè)現(xiàn)代化對(duì)傳感器提出的更高要求[1~4]。將光纖傳感技術(shù)與液位測量技術(shù)相結(jié)合,通過對(duì)傳統(tǒng)浮子式液位計(jì)進(jìn)行重新設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)出了一種浮球式光纖傳感液位測量系統(tǒng)。2光纖液位測量系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)2.1系統(tǒng)的基本原理和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)光纖液位測量系統(tǒng)硬件由測量單元(浮球、鋼絲繩、重錘、導(dǎo)向輪、繩輪、磁力耦合器等機(jī)械部分、光纖傳感器、光電轉(zhuǎn)換器、二次儀表及光纜等五部分構(gòu)成。現(xiàn)場安裝有測量單元和光纖傳感器,監(jiān)控安全裝有光電變送器和二次儀表。收稿日期:20061016;收到修改稿日期:20070112Email:Wangyj2003@基金項(xiàng)目:河北省科技攻關(guān)資助項(xiàng)目(042135128;河北省教育廳科學(xué)研究基金資助項(xiàng)目(2004447作者簡介:王艷菊(1967,女,河南省人,河北師范大學(xué)副教授,博士,主要從事檢測技術(shù)及光電傳感器方面的研究。光學(xué)技術(shù)術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)液位的檢測[2~第33卷測量系統(tǒng)利用力平衡原理和先進(jìn)的光纖傳感技4]調(diào)制后的兩組光信號(hào)返回各自的光纖中,沿光纜傳輸至光敏元件,從而產(chǎn)生一連串的電脈沖。采用兩路光纖探頭的原因是因?yàn)椴粌H要記錄液位變化的大小,而且要判斷液位變化的方向。設(shè)兩路光纖的中心距離為脈沖周期長度的四分之一,便于計(jì)數(shù)處理。光學(xué)編碼盤和光纖探頭的安裝位置示意圖如圖3所示。當(dāng)光學(xué)編碼盤工作時(shí),有順時(shí)針和逆時(shí)針兩種轉(zhuǎn)動(dòng)方向,即液位上升或下降,也就是。當(dāng)油罐液位上、下變化時(shí),磁力耦合檢測系統(tǒng)跟蹤隨液位變化的磁性浮球,通過與隔壓導(dǎo)管內(nèi)的磁錘的相互作用,驅(qū)動(dòng)與磁芯繩索連接的滑輪旋轉(zhuǎn),通過將液位的上、下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成光學(xué)編碼盤的旋轉(zhuǎn),測出光學(xué)編碼盤旋轉(zhuǎn)的角度和方向,這樣就可確定球罐中液位的高度。光學(xué)編圖1系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)說它對(duì)光纖傳感器中的光有兩種調(diào)制方向,其結(jié)果會(huì)產(chǎn)生兩種光脈沖。如果光學(xué)編碼盤為順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),則A探頭和B探頭的信號(hào)圖3光學(xué)編碼盤和光纖探頭的安裝位置示意圖碼盤旋轉(zhuǎn)的角度和方向可表示出液位變化的高度和變化方向(升或降。通過光纜將檢測到的液位信息傳輸?shù)焦怆娮兯推?光電變送器將兩組帶有液位變化信息(一組作為位移計(jì)數(shù),一組作為方向判斷的光脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號(hào),在經(jīng)二次儀表對(duì)其進(jìn)行放大整形、判向計(jì)數(shù)后,顯示出油罐內(nèi)液位的高度。系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。2.2光纖傳感器光纖傳感器主要由LED光源、光纖、兩組固化的聚集式光纖探頭、光學(xué)編碼盤等組成。光學(xué)編碼盤是一個(gè)沿圓周編有信息碼的薄盤,它與磁輪同軸,密封在光盤室中,完全與環(huán)境隔離。被測的液位變化帶動(dòng)光學(xué)編碼盤的轉(zhuǎn)動(dòng),對(duì)由兩路光纖探頭分別發(fā)出的兩束紅外光進(jìn)行調(diào)制。調(diào)制后的兩組光脈沖信號(hào)沿光纜傳輸給二次儀表。通過測量脈沖數(shù)即可測出液位高度,檢測兩路脈沖的相位即可判斷液位是增加還是減少。光纖探頭是光纖傳感器的關(guān)鍵部分,在探頭中輸入光纖和輸出光纖的端面分別固定在兩個(gè)聚集透鏡的焦點(diǎn)上,則在聚集透鏡之間形成平行光。采用可靠的固化措施,將其與光學(xué)編碼盤室外殼鑲嵌連接,嚴(yán)格地使探頭兩邊的透鏡光軸中心線對(duì)正,確保這一精密光學(xué)器件的正常工作。光纖傳感器工作原理圖如圖2所示。變化按A有光和B無光、A有光和B有光、A無光和B有光、A無光和B無光的規(guī)則循環(huán)進(jìn)行;如果光學(xué)編碼盤為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),則A探頭和B探頭的信號(hào)變化按A有光和B無光、A無光和B無光、A無光和B有光、A有光和B有光循環(huán)進(jìn)行。A探頭和B探頭的光強(qiáng)不會(huì)相等,但差值不大,光脈沖如圖4所示。從圖4可以看出,在由兩路光脈沖疊加的一個(gè)周期T內(nèi),有4種不同的狀態(tài)。光電轉(zhuǎn)換裝置與計(jì)數(shù)處理系統(tǒng)正是根據(jù)光路的這一特點(diǎn)進(jìn)行工作的。這取決于液位檢測裝置機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)關(guān)系,也就是浮球的升降高度與光學(xué)編碼盤的齒孔距離的關(guān)系。假設(shè)浮球升降高度差為H,光學(xué)編碼盤轉(zhuǎn)過的齒孔數(shù)為M(即輸出M對(duì)脈沖,并形成4!M個(gè)排列均勻的脈沖前后沿,則L=H/M(1式中,L為一個(gè)齒孔的距離(圖4,即每對(duì)脈沖的液位變化,L越小,測量越準(zhǔn)確,即測量系統(tǒng)的分辨率圖4光脈沖圖(光盤順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)圖2光纖傳感器工作原理示意圖越高。設(shè)初始液位高度為H0,總高度為Y,則Y=H0+LM(2經(jīng)調(diào)制的光脈沖信號(hào)通過兩路輸出光纖到達(dá)各自的光電轉(zhuǎn)換器,每只光電轉(zhuǎn)換器接收的光信號(hào)來自光路始端的LED光源,它可以連續(xù)工作105h。光光學(xué)編碼盤是一個(gè)沿圓周刻出的與液位變化相對(duì)應(yīng)的100個(gè)齒孔的薄盤。當(dāng)光學(xué)編碼盤因被測液位變化而轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),它對(duì)在兩個(gè)光纖探頭內(nèi)的紅外光分別進(jìn)行調(diào)制,即遮擋或通過,使之成為交變光。第6期王艷菊,等:油罐光纖傳感液位測量系統(tǒng)的研究表1測試結(jié)果(20個(gè)數(shù)據(jù)No.12Counter(entries51031522253338424850545963667074788088100Secondarymeterdisplay/mmAbsoluteerror/mm023323434303-2-3-4-5-6-4-5-6Relativeerror/%0.002.002.001.500.800.911.050.710.830.600.000.510.320.450.570.680.770.500.570.60敏元件采用硅光電池PIN,把光纜傳來的光脈沖經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和整形放大后變成為標(biāo)準(zhǔn)的CMOS電壓信號(hào),傳輸給智能二次儀表(單片機(jī)控制儀表,在單片機(jī)內(nèi)完成可逆判向邏輯處理等功能,由LED顯示出液位。本系統(tǒng)的光纖對(duì)光的衰減很小,僅為3dB/km。光脈沖信號(hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后的電平經(jīng)再次放大后比電路所需的門坎電平大幾十倍,足以保證其工作的可靠性。智能二次儀表由單片機(jī)和二次儀表組成。它有判向、計(jì)數(shù)、補(bǔ)償、顯示和報(bào)警功能。二次儀表的功能框圖如圖5所示。送入二次儀表的液位信號(hào)經(jīng)過整形和放大處理后,送入單片微型計(jì)算機(jī)。在單片機(jī)內(nèi)通過可逆判向、計(jì)數(shù)等處理,由LED顯示液位數(shù)字。二次儀表供電電源為220V/AC,功耗為30W。圖5二次儀表的功能框圖203試驗(yàn)結(jié)果為本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的液位系統(tǒng)的浮球升降高度為1000mm,光學(xué)編碼盤轉(zhuǎn)過100個(gè)齒孔,由式(1可知每個(gè)脈沖的寬度為10mm,即計(jì)數(shù)器每計(jì)一個(gè)脈沖,液面變化10mm。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。由表1的試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在測量范圍內(nèi)(0~1000mm,所測試的20個(gè)數(shù)據(jù)的絕對(duì)誤碼差在0~6mm之間,相對(duì)誤差在0%~2.0%之間。隨著測試數(shù)據(jù)次數(shù)的增多,絕對(duì)誤差相對(duì)減小,測量準(zhǔn)確度會(huì)提高,可以滿足生產(chǎn)的實(shí)際需要。當(dāng)浮球運(yùn)動(dòng)時(shí),其運(yùn)動(dòng)通過浮球支桿傳送到主軸,主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)光碼盤轉(zhuǎn)動(dòng),并將調(diào)制成的光脈沖傳送出去。光脈沖等同于數(shù)字信號(hào),所以系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換是數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換,這一過程中的誤差相對(duì)較小,可以忽略。但在系統(tǒng)的液位檢測裝置中的鏈條傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)存在著不可避免的機(jī)械制造和裝配精度誤差,這是誤差的主要來源。此外,光碼盤的齒孔制作精度、分布均勻性等也會(huì)影響測量結(jié)果。4結(jié)論所設(shè)計(jì)的光纖傳感液位系統(tǒng)被安裝在石油儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)、化工廠的大型儲(chǔ)油罐區(qū),為企業(yè)的自動(dòng)化管理提供了檢測信號(hào)。該系統(tǒng)已在中國石油秦皇島化工進(jìn)行了實(shí)際測試,各項(xiàng)性能指標(biāo)完全符合要求。經(jīng)過一個(gè)月的連續(xù)運(yùn)行,沒有發(fā)生機(jī)械位移和檢測系統(tǒng)的零點(diǎn)及量程漂移。該系統(tǒng)的研制成功為油氣儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)、舊設(shè)備改造和遠(yuǎn)程自動(dòng)化管理與監(jiān)測提供了必要的條件。參考文獻(xiàn):[1]孫圣和,王廷云.光纖測量與傳感技術(shù)[M].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2000.[2]姜德生,黃曉華,王立新.一種新型的磁彈性靜力測量系統(tǒng)[J].中國儀器儀表學(xué)報(bào),2000,21(1:335?349.[3]趙愚,姜德生.一種新型智能光纖傳感器的研制與應(yīng)用[J].石油化工自動(dòng)化,2003,40(4:76?78.[4]管愛紅.觸點(diǎn)式光纖液位傳感器傳感頭的制作及其應(yīng)用[J].光學(xué)技術(shù),2002(2:113?115.[5]LiangL.Aplicationoffiberopticsensortechnologyinanchormonitoring[J].ProceedingsofSPIE,2000,4223:73?77.[6]ChengM.Lossmeasuringandprocessmonitoringinsplicingoftwodifferentfibers[J].ProceddingsofSPIE,2000,4223:53?58.TopFer6800開關(guān)電源自動(dòng)測試系統(tǒng)由于供電器中充電器(Charge市場需求隨著電信業(yè)的發(fā)展急劇增加,所以充電器的測試需求急迫。而此前的第一代測試系統(tǒng)例如Chroma6000與TopFer6600A都不具有定電壓模式測試功能(CV模式TopFer6800A開關(guān)電源自動(dòng)測試系統(tǒng),增加了定電壓工作模式,同時(shí)涵蓋了Chroma6000與TopFer6600A的全部功能,并做到了完全的兼容性,適合于研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)檢測、品質(zhì)控制。而其主要特性如下:效率高采用同步平行之測試架構(gòu)較一般傳統(tǒng)ATS速度快約3-4倍。對(duì)各組輸出做同步平行測試,比一般傳統(tǒng)測試系統(tǒng)快約三倍。一般標(biāo)準(zhǔn)的測試程式包括DCVOLTAGE、OVP、OCP…等21項(xiàng),每臺(tái)只需28秒。系統(tǒng)穩(wěn)定度強(qiáng)臺(tái)灣華儀研發(fā)之“可程式交流電源供應(yīng)器”的穩(wěn)定性和可靠性極佳。電子負(fù)載由大功率場效應(yīng)管構(gòu)成,各種參數(shù)和電流大小、電流變化斜率、周期、起動(dòng)點(diǎn)等全部可由使用者根據(jù)實(shí)際應(yīng)用條件來設(shè)定。系統(tǒng)測試由各組電子負(fù)載和外部擴(kuò)展測試單元對(duì)各組輸出做同步測試,結(jié)果非常穩(wěn)定。準(zhǔn)確度高可以完全根據(jù)SMPS應(yīng)用特性而模擬電流負(fù)載變化的真正狀況,確保測試結(jié)果的精確度。百分百摸擬各種輸入狀態(tài),如開機(jī)角度控制、輸入電源干擾之各種現(xiàn)象,提供最準(zhǔn)確的測試狀況。DC電壓,使用14位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器,可測試到小數(shù)點(diǎn)第三位,準(zhǔn)確度為0.02%+0.02%FS.雜訊電壓,不同的模式輸入,并有8段低通濾波線路供選擇使用,解析度達(dá)1%+1%FS時(shí)間,使用24位計(jì)數(shù)器,解析度1us,準(zhǔn)確度10us。擴(kuò)充性強(qiáng)AC/DC、DC/DC可由同一測試程式完成,硬體不須更動(dòng),19#標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu),具最靈活的擴(kuò)充性。輸出電壓可測試到200V,負(fù)載電流可并聯(lián)擴(kuò)充,動(dòng)態(tài)負(fù)載達(dá)125KHZ等。系統(tǒng)可測到12組輸出系統(tǒng)軟體可擴(kuò)充至AC/DC、DC/DC等各種SPS的測試。透過EMU自帶的6組繼電器和16位的TTL控制信號(hào)可與其它儀器設(shè)備連線作業(yè)。透過10組外部擴(kuò)展測量端口,可測至線路板內(nèi)的AC和DC電壓模擬在線內(nèi)部測試。統(tǒng)計(jì)分析能力具有測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析能力,并產(chǎn)生分析圖表,以即時(shí)提供制程偏差預(yù)警。其他系統(tǒng)程式人性化,操作簡單易學(xué)。組立式系統(tǒng),維修容易。伴隨著資訊、通信產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,促使制造商以推動(dòng)生產(chǎn)線自動(dòng)化大量生產(chǎn),以降低生產(chǎn)成本、以厚實(shí)其競爭力來因應(yīng),交換式電源供應(yīng)器的需求量大幅增長,TopFer6800A憑借其優(yōu)異性能及測試速度快的優(yōu)點(diǎn),協(xié)助制造業(yè)者達(dá)到競爭力的目標(biāo)。綜合測試項(xiàng)目ComprehensiveTestitems:1、直流輸出電壓DCoutputvoltage2、直流輸出電流DCoutputcurrent3、峰對(duì)峰值雜訊Peak-Peaknoise4、有效值雜訊RMSnoise5、暫態(tài)反應(yīng)時(shí)間Transientresponsetime6、暫態(tài)電壓Transientspike7、電壓穩(wěn)定度Voltageregulation8、電流穩(wěn)定度Currentregulation9、綜合穩(wěn)定度測試Totalregulationtest10、開機(jī)時(shí)序TurnONtime11、上升時(shí)間Risetime12、下降時(shí)間Falltime13、開機(jī)時(shí)間Hold-uptime14、額外量測Extratimingtest15、浪涌電流測試Inrushcurrenttest16、過沖電壓Overshootvoltage17、電源備妥信號(hào)(PGPowergoodsignal18、電源失效信號(hào)(PFPowerfailsignal19、開啟電源供應(yīng)器信號(hào)P/SONsignal20、輸出上升波形Powerupsequence21、輸出下降波形Poweroffsequence22、效率Effciency23、輸入有效值電流InputRMScurrent24、輸入峰值電流Inputpeakcurrent25、輸入功率Inputpower26、輸入電流諧波Currentharmonicsagainstregulations27、輸入功率因數(shù)Inputpowerfactor28、輸入電壓緩升/降測試Inputvoltageramp29、輸入頻率緩升/降測試Inputfreq.ramp30、輸出電壓順序Tracking31、短路測試Shortcircuittest32、短路電流測試Shortcircuitcurrent33、過電壓保護(hù)OVprotection34、低電壓保護(hù)UVprotection35、過載保護(hù)OLprotection36、過功率保護(hù)OPprotection37、擴(kuò)充量測Extendedmeasure38、測試中調(diào)整In-testadjustment39、輸入斷電測試ACcycledropout40、輸入電源失真模疑PLDsimulation41、GPIB讀/寫GPIBread/write42、TTL信號(hào)控制TTLsignalcontrol43、繼電器控制Relaycontrol44、條碼讀取Barcodescan45、動(dòng)態(tài)測試Dynamictest46、定電壓模式下的電流測量DCCurrentunderc.v.1、外部擴(kuò)展量測單元(ExtendedMeasuremeatUnitTopFer6601ExtendedMeasuremeatUnit是專為TopFer6600A和TopFer6800AATE設(shè)計(jì)的特殊功能模組,它可增強(qiáng)系統(tǒng)測試能力:TopFer6601具有以下功能:執(zhí)行短路測試并量測I及Irms;執(zhí)行OVP/UVP測試并量測跳脫點(diǎn)及跳脫時(shí)間:輸入端測試,量測Iinrush、Ipk、Vrms、TruePower及PowerFactor;量測電源供應(yīng)器內(nèi)部接點(diǎn)(可至10點(diǎn)的電壓(Vdc及Vrms:四組輸入電源選擇端口;可控制可程式交流電源供應(yīng)器之輸出在任何相位角供給電源;可模擬輸入電源瞬間斷電(Dropout,最短時(shí)間可到650mS;有6對(duì)內(nèi)建的繼電器及16位TTL控制信號(hào)供自動(dòng)運(yùn)行測試;因?yàn)門OPFer6601是專為TopFer6600A或TopFer6800A系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的,所以只能透過TopFer6600A系統(tǒng)或TopFer6800A系統(tǒng)的測試程式控制,而無法用一般IEEE-488指令來驅(qū)動(dòng)它。UUTINPUTPAPAMETER2、交流電源供應(yīng)器:6100seriesTopFer或者華儀電子6100全系列的可程式交流電源供應(yīng)器,提供純凈可變壓、變頻的交流電源,可程式輸出啟始角度的設(shè)定(0-360°與同步輸出TTL觸發(fā)訊號(hào),可模擬於任何狀況下啟動(dòng)測試所要測試的被測物?？蛻艨梢砸喇a(chǎn)品的需求選購適合的可程式電源供應(yīng)器與系統(tǒng)組合。6100SeriesACProgrammablePowerSource(500va~5kva3、可程式直流源供應(yīng)器:XHRseriesXHR系列直流電源供應(yīng)器為一高性能、高穩(wěn)定性之直流電源設(shè)備,提供600W~1KW的直流功率輸出,可應(yīng)用于各種消費(fèi)性、工業(yè)及航天電子產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)測試與品管檢驗(yàn)。XHR系列具備功率因素修正電路,可提高輸入功率因素達(dá)0.98以上,符合IEC標(biāo)準(zhǔn)的要求,更可以降低輸入電流,提高整機(jī)效率達(dá)80%以上。藉由隔離的遠(yuǎn)端類比控制介面,可使本設(shè)備在低噪音和高精確度下供應(yīng)滿載的輸出功率。使工程師在各種應(yīng)用上都能得到值得信賴的測試結(jié)果?！駜?nèi)置功率因素修正線路,可提高輸入功率因素達(dá)0.98以上●過溫度保護(hù)功能●可選購GPIB控制介面●過電壓保護(hù)功能(OVP4、6850可程式電子負(fù)載●測試速度快、效率高?！駷椤氨粶y電源”提供全功能測試,能滿足生產(chǎn)品質(zhì)管理和研發(fā)之用?！衲軠?zhǔn)確的模擬“被測電源”的各種負(fù)載狀態(tài)。例如:靜態(tài)、動(dòng)態(tài)和瞬態(tài)。●能準(zhǔn)確的模量測:直流電壓、峰峰值的漣波、有效值的漣波、電壓變化率與瞬態(tài)時(shí)間。●增加CV測試模式,可滿足adapter、charge等產(chǎn)品的定電壓測試要求。●STN藍(lán)色、240*60點(diǎn)陣LCD顯示?！駧е形氖謩?dòng)操作模式?！裨O(shè)CV/CC控制口或本身Bits(ABCD控制。6850Specifications陳小姐/153********QQ:2399264253東莞市創(chuàng)銳電子電子技術(shù)0-10V/0-100V12bits0.05%F.S@Vf.s=10V0.02%+0.05%F.S@Vf.s=100VFreq.25Hz-20KHzPk-PkdetectorRange0-1V/0-10VFreq.25Hz-1000KHzRMSnoiseRange0-1V/0-10VFreq.25Hz-1000KHzCurrentRange0-1A/0-50ATimingRange0-16secRangeConstantVolbage1-50VResolution14bitsResolution1usResolution14bitsAccuracy0.2%+2%F.S.@1A0.2%+0.7%F.S.@51AAccuracy10us+100PPMAccuracy0.07%+0.08%F.S@Vf.s=10V0.07%+0.08%F.S@Vf.s=100VResolution14bitsAccuracy1%+10mVResolution14bitsAccuracy1%+10mV61. 引言/Introduction此文件描述一般開關(guān)電源供應(yīng)器的測試儀器及其特性。Thisdocumentdescribesgeneralequipmentusedinswitchingpowersupplytestingandtheircharacteristics.-示波器/Oscilloscope.-電壓探頭/Voltageprobe.-交流電流探頭/ACcurrentprobe.-數(shù)字式電壓表/DVM.-有效值表/RMSmeter.-功率表/Powermeter.-溫度測量表/Temperaturemeasurement.-電子負(fù)載/Electronicload.-交流電源/ACsource.-臺(tái)式直流電源/BenchtopDCpowersupply.2. 示波器/Oscilloscope是用來顯示一個(gè)或多個(gè)隨時(shí)間快速變化的電量的設(shè)備。這個(gè)電量通常是指開關(guān)電源測試中的電壓或電流。大多數(shù)示波器是用CRT(陰極射線管)顯示的﹐數(shù)字存儲(chǔ)型示波器也有用液晶顯示的。Aninstrumentthatproduceavisibleimageofoneormorerapidlyvaryingelectricalquantitieswithrespecttotime.Thequantitiesareusuallyavoltageorcurrentinswitchingpowersupplytesting.ThemostusualtypeofoscilloscopeuseCRT(cathoderaytube)display,LCDdisplayisalsoavailablefordigitalstoragetype.2.1 示波器類型/Typeofoscilloscope模擬示波器﹕不能存儲(chǔ)。水平掃描是在示波器內(nèi)部產(chǎn)生的(除用XY模式)。射線束在垂直方向的位置﹐隨CH1或CH2的輸入信號(hào)而變化。Analogscope:Nostorage.Thehorizontalsweepisgeneratedinternallyintheoscilloscope(exceptinXYmode).TheverticalpositionofbeamonthedisplaywillvaryaccordingtheinputsignaltoVERT(CH1orCH2).數(shù)字存儲(chǔ)示波器﹐矢量顯示(Tektronix2232)﹕對(duì)于非存儲(chǔ)模式﹐類似仿真示波器。對(duì)于存儲(chǔ)模式﹐首先﹐輸入信號(hào)經(jīng)模/數(shù)轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中﹐存儲(chǔ)后的信號(hào)再經(jīng)數(shù)/模轉(zhuǎn)換﹐然后調(diào)整光束的垂直位置。這種類型的示波器現(xiàn)在已經(jīng)逐步被淘汰。Digitalstoragescope,vectordisplay,(Tektronix2232):﹐Innon-storemode,thiskindofscopeissameasananalogscope.Instoragemode,theinputsignaltoVERTisfirstconvertedwithA/Dandstoredinmemory,thenthecontentofthememorywillbeconvertedbacktoanalogsignalwithD/Aandmodulatetheverticalpositionofthebeam.Thistypeofscopeisphasingoutnow.數(shù)字存儲(chǔ)示波器﹐監(jiān)控顯示(TektronixTDS3012)﹕這種顯示是監(jiān)控顯示(類似計(jì)算機(jī)顯示)。首先﹐輸入信號(hào)必須由模/數(shù)轉(zhuǎn)換并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。這類示波器沒有類似仿真示波器的功能。Digitalstoragescope,monitordisplay(TektronixTDS3012):Thedisplayisamonitordisplay(similartocomputerdisplay).TheinputsignalmustbeconvertedwithA/Dandstoredinmemoryfirst.Thiskindofscopecannotfunctionasananalogscope.2.2 重要的控制/Importantcontrol垂直/Vertical.垂直增益(伏/格)/Verticalgain(V/div).垂直位置/Verticalposition直流耦合/DCcoupling交流耦合/ACcoupling水平/Horizontal時(shí)間/格/Time/div.水平位置/Horizontalposition.觸發(fā)/Trigger為了使波形的起點(diǎn)在每個(gè)屏幕的位置相同﹐使用觸發(fā)是必要的﹐否則不能顯示穩(wěn)定的波形。Tiggerisrequiredsothatthestartpointofthewaveformoneveryscreenisthesame,otherwisenostablewaveformcanbeseenonthedisplay.源﹕CH1,CH2,Line等。/Source:CH1,CH2,Line,Ext.電平/Level.沿﹕+-。/Slope:+-.偶合﹕直流﹐交流﹐高頻濾除﹐TV。/Coupling:DC,AC,HFRej,TV.觸發(fā)延遲時(shí)間。/Triggerholdtime.2.3 使用注意事項(xiàng)/Precautioninuse.接地問題/Earthingproblem.通常﹐示波器的地是與安全地相連﹐而測試電路中的地對(duì)于對(duì)安全地來說是必需浮動(dòng)的。Ingeneral,thescopegroundisconnectedtosafetyearth,whilethegroundofcircuitundertestshallbefloatingwithrespecttosafetyearth.示波器的地不能接到任何高壓變動(dòng)的一端。Scopegroundshallnotbeconnectedtoanynodewithhighvoltageswing.測量兩個(gè)變動(dòng)端之間的電壓波形(例如﹐前置轉(zhuǎn)換整流器)﹐必須用相減的方法﹐例如CH1-CH2。Tomeasurethevoltagewaveformacross2swingingnode(e.g.forwardconverterrectifier),differentialmethodshallbeused,i.e.CH1-CH2.如果測試電路是浮動(dòng)的﹐示波器的地也可以接到除地以外的其它直流電平處。然而﹐兩個(gè)探頭的地不可以接到兩個(gè)非隔離的不同直流電平的地方。ScopegroundmaybeconnectedtootherDClevelinthecircuitotherthangroundprovidedthecircuitundertestisfloating.However,2probegroundmustnotbeconnectedto2differentnon-isolatedDClevel.數(shù)字示波器問題/Digitalscopeproblem數(shù)字示波器不是很適合測量紋波。模擬示波器的亮度調(diào)節(jié)可以讓你區(qū)分100HZ的紋波﹐開關(guān)紋波及尖峰。對(duì)于數(shù)字示波器﹐如果尖峰很高﹕在取樣模式中﹐尖峰會(huì)被顯示成隨機(jī)幅度的尖峰。在峰值檢測模式中﹐其它紋波成份會(huì)被掩蓋。Digitaloscilloscopeisnotverysuitableforripplemeasurement.Theintensitymodulationinanalogscopeletyoudistinguish100Hzripple,switchingripple,andspike.Indigitalscope,ifthespikeishigh:Insampleacquisitionmode,itwillbeshownasrandomamplitudespikes.Inpeak-detectmode,itwillmaskallotherripplecomponent.TDS340每個(gè)屏幕取500個(gè)樣。很多細(xì)節(jié)會(huì)在取樣模式中丟失。對(duì)于有尖峰的波形﹐尖峰的幅度是隨機(jī)的﹐并且在連波中會(huì)不同的。TDS340captures500samplesperscreen.Manydetailsmaybelostinsampleacquisitionmode.Forwaveformwithspkies,themagnitudeofspikewillberandomanddifferentonconsecutivewaveform.TDS3012/3014每個(gè)屏幕取樣10,000個(gè)。TDS340中對(duì)于有尖峰的波形﹐尖峰的幅度會(huì)更加穩(wěn)定。如果尖峰幅度依然變化﹐尖峰的寬度必定很窄﹐水平時(shí)間/格必須設(shè)定很快才能得到其穩(wěn)定的尖峰幅度。TDS3012/3014capture10,000samplesperscreen.Forwaveformwithspikes,themagnitudeofspikewillbemuchmoreconsistentthanwithTDS340.Ifthespikeamplitudeisstillvaryingbetweenwaveforms,thenthespikewidthmustbeverynarrow,thehorizontaltime/divshallbesetfastertoobtainconsistentspikeamplitude.3. 電壓探頭/Voltageprobe3.1 電壓探頭的類型/TypeofvoltageprobeX1探頭﹕沒有衰減﹐輸入阻抗跟示波器輸入阻抗一樣(通常是1兆歐)。由于對(duì)測試電路有很大的負(fù)載影響﹐所以很少使用這種探頭。X1probe:noattenuation,inputimpedancefollowthatofscopeinputimpedance(usually1Mohm).Thistypeofprobeisseldomusedbecauseofheavyloadingeffectoncircuitundertest.X10探頭﹕衰減10倍﹐當(dāng)使用的示波器的輸入阻抗為1兆歐其輸入阻抗為10兆歐﹐輸入電容大約為13pF。對(duì)直流和低頻輸入電壓的峰值上限為600伏。X10probe:attenuationof10:1,inputimpedance10Mohmwhenusedwithascopeof1Mohminputimpedance,inputcapacitancearound13pF.Inputvoltagepeaklimitedto600VforDCandlowfrequency.X100探頭﹕例如TektronixP6009﹐衰減100倍﹐當(dāng)使用的示波器的輸入阻抗為1兆歐其輸入阻抗為10兆歐﹐輸入電容約為2.5pF。對(duì)直流和低頻輸入電壓的峰值上限為1500伏。X100probe:e.g.TektronixP6009,attenuationof100:1,inputimpedance10Mohmwhenusedwithascopeof1Mohminputimpedance,inputcapacitacne2.5pF.Inputvoltagelimitedto1500VforDCandlowfrequency.3.2 使用注意事項(xiàng)/Precautioninuse無論何時(shí)X10和X100的探頭與示波器組合改變﹐都需要用示波器上的方波校正探頭的高頻響應(yīng)。Wheneverascope/probecombinationforX10andX100probechanges.Recalibratethehighfrequencyresponseoftheprobewiththesquarewaveonthescope.對(duì)于低頻和邏輯測量﹐如有任何從示波器的地到電路地的連接﹐探頭的地就可以不接。Forlowfrequencyandlogicmeasurement,anygroundconnectionfromscopegroundtocircuitgroundisOK,theprobegroundmaybeleftopen.對(duì)于高頻或低幅值測量﹐探頭的地應(yīng)接到測試電路中的適當(dāng)位置。Forhighfrequency,orlowamplitudemeasurement,probegroundshallbeconnectedtoappropriatepointsinthecircuitundertest.探頭的電容會(huì)對(duì)測試電路有影響﹐例如﹐當(dāng)測量振蕩器的時(shí)候電容會(huì)降低振蕩頻率。Theprobecapacitancemayaffectthecircuitbeingmeasured,e.g.thecapacitancemaylowertheoscillatingfrequencywhenmeasuringanoscillator.探頭不要接觸熱的部位﹐例如﹐TO-220金屬板﹐或正在焊錫中的零件腳。Donotclipprobetohotparts,e.gTO-220metalplate,orcomponentsleadthatarebeingsoldered.4. 交流電流探頭/ACCurrentprobe交流電流探頭是利用電流變壓器的原理來測試電流的﹐它的中心部分可以打開和卡緊在有電流流過的導(dǎo)線上。電壓會(huì)按照某個(gè)比率產(chǎn)生在端口。只有高于某些頻率的交流電流才能被準(zhǔn)確的測到。ACcurrentprobeactasacurrenttransformerwhichthecorecanbeopenedandclampedonacurrentcarryingconductor.Avoltagewillbedevelopedattheterminationatcertainratio.OnlyACcurrentabovecertainfrequencycanbemeasuredaccurately.4.1 使用注意事項(xiàng)/Precautioninuse交流電流探頭不能用來測量低頻電流波形。(例如TektronixP6021﹐10mA/mV文件3dB的截止頻率點(diǎn)為120Hz﹐2mA/mV檔為450Hz)。ACcurrentprobeshallnotbeusedtomeasurelowfreqeuncycurrentwavform.(e.g.TektronixP6021,3dBpointis120Hzat10mA/mV,450Hzat2mA/mV).對(duì)于P6021﹐電流波形峰值不能超過15Amp。Currentwaveformshallnotexceed15AmppeakforP6021.5. 數(shù)字式電壓表/DVM5.1 直流電壓測量/DCvoltagemeasurement基本功能是將直流電壓轉(zhuǎn)換成容易讀出的數(shù)字顯示。根據(jù)精密的需求分為﹐三位半﹑四位半﹑五位半數(shù)字顯示或更多位顯示的。ThebasicfunctionistoconvertaDCvoltageintoadigitaldisplaywhichcanbereadeasily.Dependingonaccuracyrequired,31/2digit,41/2digit,51/2digitdisplayormoreisavailable.有相對(duì)較高的準(zhǔn)確性﹐例如三位半數(shù)字顯示精確度0.1%﹐四位半的為0.03%。Accuracyisrelativelyhigh,e.g.0.1%for31/2digit,0.03%for41/2digit.數(shù)字式電壓表通常有10兆歐的輸入阻抗。當(dāng)測量高阻抗電路時(shí)﹐可能會(huì)有影響。DVMusuallygotaninputimpedanceof10Mohm.Theremaybeloadingeffectwhenmeasuringhighimpedancecircuit.5.2 直流電流測量/DCcurrentmeasurement對(duì)于直流電流測量﹐在電流通道串聯(lián)一電流分流器﹐將電流轉(zhuǎn)換成直流電壓信號(hào)。ForDCcurrentmeasurement,acurrentshuntisplaceinseriesinthecurrentpathandconvertthecurrenttoaDCvoltagesignal.5.3 交流測量/ACmeasurement對(duì)于交流電壓測量﹐利用有效值轉(zhuǎn)換電路或精密整流器電路將交流信號(hào)轉(zhuǎn)換成直流電壓。ForACvoltagemeasurement,anrmsconvertercircuitoraprecisionrectifiercircuitconverttheACsignalintoaDCvoltage.有兩種類型的交流電壓表。一種是真正的有效值響應(yīng)﹐例如GDM8145。另一種是平均值響應(yīng)﹐但顯示為正弦波的有效值﹐例如GDM8135。這種平均值響應(yīng)特性不適合于開關(guān)電源穩(wěn)壓器的交流輸入電流的測量﹐因?yàn)殡娏鞑⒎鞘钦也?。Thereare2kindofACvoltmeter.OneistrueRMSresponding,e.g.GDM8145.TheotherisaveragerespondingbutcalibratedtodisplayRMSreadingforsinewaveonly,e.g.GDM8135,thisaveragerespondingcharacteristicisnotsuitableformeasurementofswitchingpowersupplyinputACcurrentwhichisnotsinusoidal.通常﹐一般用途的DVM表只有測量從50Hz到10KHz的交流較為精確。UsuallyACmeasurementisaccuratefrom50Hzto10KHzonlyforgeneralpurposeDVM.5.4 電阻測量/Resistancemeasurement對(duì)于電阻的測量﹐數(shù)字式電壓表會(huì)送出一個(gè)小電流并且測量表筆兩端的電壓﹐因此電阻的引腳電阻也被包含在內(nèi)。對(duì)于大阻值電阻﹐其引腳電阻是可忽略的。Forresistancemeasurement,theDVMwillpumpoutasmallcurrentandmeasurethevoltageacrossthe2terminals,sotheresistanceofthe2leadisincluded.Forhighresistancemeasurement,theleadresistanceisnegligible.數(shù)字式電壓表在測量低于20奧姆的電阻時(shí)﹐會(huì)因?yàn)橐_的電阻而使測量不準(zhǔn)確。除非它是一個(gè)四線奧姆表。DVMisnotaccurateinmeasuringresistancebelow20ohmduetotheleadresistance,unlessitisa4wiredohmmeter.低阻值的測量也可以通過流過的電流﹐并且用Kelvin接觸法測量電壓﹐用電壓除以電流的方法來計(jì)算阻值。LowresistancemeasurementcanalsobedonebypumpingacurrentthroughtheresistorandmeasurethevoltageacrossitwithKelvincontactmethod,thenuseV/Itocalculatetheresistance.5.5 使用注意事項(xiàng)/Precautioninuse通常紅﹑黑端對(duì)地來說是浮動(dòng)的。然而﹐在黑端與地之間有高電容。因此黑端不能接在有變動(dòng)高電壓的點(diǎn)上。Usuallyboththeredandblackterminalarefloatingwithrespecttoearth.However,thereishighcapacitancebetweenblackterminalandearth.Sotheblackterminalshallnotbeconnectedtonodeswithhighvoltageswing.最大電壓限額的處理﹐例如GDM8135。Takecareofmaximumvoltagelimit,e.g.GDM8135.直流電壓﹕最大為1200V。/DCvoltage:1200Vmaximum.交流電壓﹕最大為1000V。/ACvoltage:1000Vmaximum.共模電壓﹕峰值為1200V或者最大有效值為500V。(不要將黑端接到和安全地超過500Vrms的電壓上)Commonmodevoltage:1200Vpeakor500Vrmsmaximum.(donotconnecttheblackterminaltoanyvoltagehigherthan500Vrmswithrespecttosafetyearth.)6. 有效值表/RMSmeter有效值表用來測量高頻的交流電壓(>10KHz)﹐在該頻率上普通數(shù)字式電壓表會(huì)不準(zhǔn)確。RMSmeterisusedformeasuringhighfrequencyACvoltage(>10KHz)whichordinaryDVMbecomesinaccurate.6.1 原理/Theory熱效應(yīng)有效值--直流轉(zhuǎn)換器﹐頻率響應(yīng)可高達(dá)10MHz。ThermalRMS-DCconverter,frequencyresponsecanbeveryhigh,upto10MHz.模擬計(jì)算方法﹐利用對(duì)數(shù)--平方--反對(duì)數(shù)。頻率響應(yīng)較差﹐這種類型的IC較為普遍。Analogcalculationmethod,uselog-square-antilog.Frequencyresponseisnotsogood.ThistypeofICismorecommon.6.2 使用注意事項(xiàng)/Precautioninuse對(duì)于Fluke8921A﹐紅黑兩端對(duì)大地來說是浮動(dòng)的。然而﹐黑端與地之間有很大電容。因此黑端不能接到有變動(dòng)高電壓的一端。ForFluke8921A,boththeredandblackterminalarefloatingwithrespecttoearth.However,thereishighcapacitancebetweenblackterminalandearth.Sotheblackterminalshallnotbeconnectedtonodeswithhighvoltageswing.最大電壓限額的處理﹐例如Fluke8921A。Takecareofmaximumvoltagelimit,e.g.Fluke8921A.差模電壓﹕最大為700Vrms。/Differentialvoltage:700Vrmsmaximum.共模電壓﹕最大為500Vrms。/Commonmodevoltage:500Vrmsmaximum.適合有效值表測量的范圍﹐/SuitablefortrueRMSmeasurementfrom,當(dāng)選擇交流+直流﹐從直流到20MHz(3-5%的誤差)。/DCto20MHzwhenAC+DCisselected(3-5%error).當(dāng)選擇交流﹐從20Hz到20MHz(0.5-5%的誤差)。(誤差跟頻率和振幅有關(guān))/20Hzto20MHzwhenACisselected(0.5-5%error).(errordependonfrequencyandamplitude)7. 功率表/Powermeter功率表用來測量開關(guān)電源的以下四個(gè)參量。Powermetercanbeusedtomeasurefollowing4parameterstoaswitchingpowersupply.輸入電壓的有效值/RMSinputvoltage.輸入電流的有效值/RMSinputcurrent.真實(shí)的輸入功率/Trueinputpower.輸入功率因子/Inputpowerfactor7.1 原理/Theory功率表是通過將瞬間的輸入電壓和輸入電流相乘﹐然后取平均值來得到真實(shí)的輸入功率。Powermetermeasuretruepowerbymultiplying(analogmultiplication)theinstantaneousinputvoltageandinputcurrent,theproductisthenaveragedout.通常有四個(gè)端口﹕兩個(gè)為輸入電壓﹐兩個(gè)為輸出負(fù)載(至測試中的開關(guān)電源)Usuallythereare4terminals:2forinputvoltage,2foroutputload(toswitchingpowersupplyundertest).輸入電壓和輸出負(fù)載的高端在功率表內(nèi)短接﹐輸入電壓和輸出負(fù)載的低端在功率表內(nèi)部通過一個(gè)電流測試電阻連接在一起。因此電壓和電流都能測量。TheHiterminalsofinputvoltageandoutputloadareshortedinsidepowermeter,theLoterminalsofinputvoltageandoutputloadareconnectedbyacurrentmeasuringresistorinsidepowermeter.Thusboththevoltageandcurrentcanbemeasured.8. 溫度表/Thermometer溫度表用來測量溫度。大多數(shù)的數(shù)字溫度表都配用K型的熱電偶。Thermometerisusedfortemperaturemeasurement.InmostcaseadigitalthermometerplusK-typethermalcoupleisused.8.1 原理/Theory熱電偶是由末端相連的兩塊不同材質(zhì)的金屬組成。如果兩個(gè)連接點(diǎn)維持不同的溫度﹐那么會(huì)產(chǎn)生一個(gè)emf(電動(dòng)