chapter1电测解析.ppt

下一代自动测试系统的体系结构 * * * * 在人类历史的发展过程中，各国家曾经使用了各种不同的度量单位。单位不统一给生产和贸易带来许多麻烦，也阻碍了人们的交流和科技发展，于是就有了统一单位的需要。我国古代秦王朝第一次统一了全国的度量衡制，就有力地推动了生产和经济的发展。第二次世界大战后，出现了进一步加强国际合作的趋势，迫切要求进一步改进计量单位和单位制的统一。1948年，第九届国际计量大会要求国际计量委员会在科学技术领域中开展国际征询，创立一种简单而科学的、供所有米制公约组织成员国均能使用的实用单位制。 * * 专用设备指的是测量仪器 数字语言包括数值和单位。 * * 广义的说，数据域测量也属于时域测量的范畴。 * （1）测量频率范围宽 电子测量能够测量的信号频率范围极宽。除直流外，可以测量低至μHz 高至THz范围的信号频率。由于在不同频段，许多电量的测量原理和方法差异很大，因此有些电子测量仪器根据频段分为不同的类型，例如，在频率和时间测量仪器中就有通用计数器和微波计数器之分。随着技术的发展，能够跨越多个频段、在更宽频率范围工作的仪器不断被研制出来。 （2）测量量程广 量程是测量范围的上下限值之差或上下限值之比。电子测量的被测对象的量值大小相差悬殊，因而电子测量仪器的量程也很广。例如，现代的数字万用表可以测量从nV到数kV的电压信号，量程可达12个数量级；电子计数器的量程更能够达到18个数量级。 （3）测量准确度高 电子测量结果的准确度可以达到很高的水平，例如对于时间和频率的测量，由于采用原子频标作为基准源，使得最佳相对误差可以达到10-13～10-15的量级，这可以说是人类能够达到的最高测量准确度水平。相比之下，长度测量和力学测量能够达到的最高精确度分别为10-8和10-9。数字信号处理技术在电子测量中的应用使得测量精确度的提高有了更好的技术基础。 （4）测量速度快 由于电子测量是基于电子运动和电磁波的传播，加之现代测试系统中高速电子计算机的应用，使得电子测量无论在测量速度，还是在测量结果的处理和传输，都可以以极高的速度进行。这对于要求快速测量的工业自动化、国防、航空航天等领域的系统应用十分重要。 （5）易于实现远距离测量和长期不间断测量 采用电子测量技术可以将人类不便长期停留或者无法到达现场的各种被测量,转换成易于传输的电信号，用有线或无线的方式传送到测试控制台，从而实现遥测和长期不间断测量。这就扩大了人类认识世界的范围。 （6）易于实现测量自动化和测试智能化 现代电子测量技术融合了计算机、数字信号处理和软件工程等领域的必威体育精装版技术，智能仪器、虚拟仪器的发展使得电子测量仪器实现了从硬件实现到软件实现、从单一功能到多功能、从简单功能到智能处理的发展，各种测量专用、通用总线技术的发展为测量自动化技术的实现奠定了坚实的基础。 * 实验过程中，容易产生人员误差；重视操作过程。 比较的结果是相对于参考值。 * 测量仪器是将被测量转换成可供直接观察的指示值或等效信息的器具。利用电子技术对各种待测量进行测量的设备，统称为电子测量仪器。电子测量仪器发展至今，经历了模拟器件仪器、数字器件仪器、智能仪器、虚拟仪器等发展阶段。其间，微电子学和计算机技术对仪器技术的发展起了巨大的推动作用。2004年以来，随着下一代自动测试系统的发展，又出现了称为“合成仪器”（SI：Synthetic Instrument）的概念。 早期的模拟仪器采用了电磁机械式的基本结构，借助指针来显示最终结果。如模拟电压表、模拟电流表、模拟转速表等。这类仪器仪表常用在要求精度不高、定性指示的场合。 20世纪中期，数模变换和模数变换技术的发展促进了数字化仪器的发展，例如电子计数器、数字电压表等。这类仪器将模拟信号的测量转化为数字信号的测量，并以数字方式输出最终结果，目前仍然有一些低端的测量仪器采用这种方式实现。 * 20世纪70年代以来，随着微处理器和计算机技术的发展，微处理器或微机被越来越多地被嵌入到测量仪器中，构成了所谓的智能仪器或灵巧仪器（Smart Instruments）。智能仪器实际上是一个专用的微处理器系统，一般包含有微处理器电路（CPU、RAM、ROM等）、模拟量输入输出通道（A/D、D/A、传感器等）、键盘显示接口、标准通信接口（GPIB或RS-232）等。智能仪器使用键盘代替传统仪器面板上的旋钮或开关，对仪器实施操控，这就使得仪器面板布置与仪器内部功能部件的分布之间不再互相限制和牵连；利用内置微处理器强大的数字运算和数据处理能力，智能仪器能够提供单位变换、统计分析、误差处理、长时间记录等传统仪器难以实现的功能；智能仪器还能够实现自动量程转换、自动调零、触发电平自动调整、自动校准和自诊断等“自动化”、“智能化”的功能，大大简化了操