电子测量仪器的原理_电子测量仪器的优点_电子测量仪器有 ...

guozhiwei · 发表于 2022-5-9 16:52:48

　　广义的电子测量仪器是指利用电子技术进行的测量分析的仪器，是测量仪器的一大类别。IC交易一直是行业的佼佼者，在业内好评如潮，备受大众所青睐。

　　一般电子测量仪器的技术基础是微电子技术、数字信号处理（DSP）技术和计算机技术。它的演变与发展从总体上看沿两条主线展开，一是从所采用的技术上看，经历了模拟仪器、数字化仪器、智能仪器的发展过程；二是从仪器结构（可扩展性）和实现形式上看，经历了单台仪器、模块化仪器和虚拟仪器的发展过程。但无论仪器最终如何发展，任何一台仪器测量系统都包括下面三个功能模块：信号采集模块（包括传感器电路、信号调理电路）、信号分析与处理模块、结果表达与输出模块。

　　针对不同的测量对象，测量仪器的传感器的形式也不同，但各传感器的作用都是相同的，即把自然界的模拟量（信号）转换成电信号（电压或电流）；信号变换和调理电路对来自传感器的电信号进行放大、衰减、变换（包括变频、检波等）、滤波以及调整到适合于模拟数字转化的状态。在可以预见的未来，各种传感器、放大器、变换器还是模拟器件，传感器是关键，它决定了仪器的应用范围；模拟数字转换器与信号变换调理电路共同决定仪器频带宽度和测量精度，当然模拟数字转换的作用更为关键。

　　信号处理部分的数字化、软件化是仪器发展的必然选择，也是虚拟仪器（VI）的发展基础。数字信号处理（DSP）技术的应用，大大拓展了仪器的功能，仪器功能大小更多地取决于仪器的数字信号处理能力。另外高速模拟数字转换器（ADC）也是决定未来测试仪器、特别是电子测试仪器发展方向的重要因素，目前高速ADC的采集带宽已开始进入微波波段。

　　信号数字处理的实现途径主要有两种：一种是基于数字信号处理器（DSP）的形式，一种是基于微处理器（或单片机）的形式。采用数字信号处理（DSP）或者是微处理器（MCU）结构要针对不同的测量对象而定。通常，DSP主要针对运算复杂，实时性要求高、但程序不太大，任务相对单一的场合：如频谱分析仪，信号分析仪等。微处理器主要针对运算复杂，需要大量的数据和程序存储器，实时性要求适中，需要对测量数据进行复杂的分析和处理的场合上：如逻辑分析仪，网络分析仪，生化分析仪等。

　　仪器在形式上不断翻新，从独立仪器、基于PC的卡式仪器、到基于VXI、CPCI、PXI模块化的虚拟仪器，层出不穷，但其关键技术都是相通的。目前制约我国仪器发展行业发展的关键技术，主要是对高速、高精度模拟数字转换器（A/D）、数字模拟转换器（D/A）、数字信号处理（DSP）技术开发能力不足。A/D、D/A、DSP即是电子仪器的关键技术，也是通用技术，这几项技术在电子仪器中的应用，必然带动电子仪器的性能指标的突破。

　　1、测量量程广

　　电子测量仪表的量程是测量范国的上限值与下限值之差。由于被测量的电量大小差别较大故而要求电子测量仪器要有足够的测量范围。例如常用的MF-30型三用表电阻测量t1当的范围从几欧姆到几兆欧，量程可达6个数量级; 高灵敏度的数字式电压表可用来测量10 mv~1kv的电压值有11个数量级的量程电子计数式频率计的量程范围更大，可达到17个以上的数量级。

　　2、则量准确度高

　　电子测量仪器的测量准确度相当高，对于长度测量的准确度最高可达到约10-8; 对于热量测量的准确度最高可达约10-5O 力学测量的淮确度最高约为10-9。但如采用电子测量仪器对力学方面的待测量进行测量。测量的淮确度则可达到10-13~ 10-140 这主要是通过电子测量仪器的高精度来保证的。

　　3、测量频率范围宽

　　采用电子测量仪器对频率进行测量时，低端除了可以测量直流量的数值外，还可以测量数值低到0~4 Hz的频率高端可测量到可见光范围约88X1012HZ。必须注意的是并不是所有电子测量仪器的频率范同都很宽有些电子测量仪器的工作频率仅侧重于某一频段故应根据实际需要选用相应的测量仪器。

　　4、测量速度快

　　电子测量速度快主要是由于电子测量仪器的工作是通过电子运动和电磁波的传播进行的，故在尖端科学技术中如原子核裂变的研究、手-弹发射速度的测量、超高速电子计- 算机工作状态的检查等都是采用电子测量方式来完成的。

　　5、容易实现无线遥控

　　遥测电子测量很容易通过无线或有线系统对人体不使于接触的区域（例如有毒、污染、易爆等场所）或无法到达的区域（例如核反应堆内部、发射中的导弹、高空、海洋深处等）进行测量，这是其他测量方式无法实现的。

　　6、容易实现智能化和自动化

　　由于电子测量仪器可与微处理器组合在一起，构成智能化的测量仪器，故可将电子测量仪做得很小功能更多、性能更强使它适用范围更广泛。对于具有通用标准接口的GP- 1B独立仪器还可通过与母线互连并在计算机的控制下实现自动、智能测试可以用来进行白动测量，自动诊断故障，自动记录，白动完成数据的运算、分析与处理等。

　　万用表

　　万用表分为数字和指针两类，在这介绍的是型号为FLUKE的万用表，其实FLUKE分为很多个系列。

　　万用表的性能指标有：响应速度，测量精度，安全保护和牢固度。FLUKE-B1的性能指标：6 1/2 位数字分辨率，最快50，000读数/秒@4 1/2 位，数据直接传至 PC ，30PPM基本直流年精度。

　　常用的万能表的价格在30—100元左右，主要功能是测量电阻，电流，电压。高端的万用表还可以自动转换测量范围，电流的最大最小值等。

　　示波器

　　常用的类型有数字和模拟示波器。我现在介绍的是PDS7102T数字示波器，它的性能指数如下：双通道1 00MHz带宽，实时采样率为500MSa／s，存储深度为5K。基本可以计数到 1 20MHzfit水平。价格为人民币2000元一台。简单的说，示波器的功能就是把电压波形化。

　　计数器

　　计数器按构成计数器中各触发器时钟端连接的方式分为同步计数器和异步计数器两类。YAOYE-4计数器性能指标：工作电压：DC5V正脉冲；工作功耗： 1W;速度：小于10CPS/秒（加算）最佳5CPS/秒;脉冲比：10：1或100:1；环境温度：－10℃－－+60℃；使用寿命：100万次。

　　信号发生器

　　常用信号发生器有正弦信号发生器，高频信号发生器，文氏电桥正弦信号发生器，函数信号发生器。E4432B 3G高频数字信号发生器的性能指标：频率范围250KHz -3GHz ，RF 调制带宽达35 mhz ，可选的双任意波形发生器和/或实时i/q 基带发生器，40mhz 采样率和14-bit i/q 分辨率。价格人民币4980元/台，购买请到常熟市维特隆自动化仪表厂。

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