电阻电容和电感的数字化测量.pptVIP

电参量的数字化测量 本章内容 电路参数测量： 电阻、电容、电感的数字化测量，即把被测参数转换成直流电压或频率后进行测量。 电气参数测量：频率、相位、电压、电流、功率、电能等的测量。 实际电阻等效电路 实际电容等效电路 理想电容 实际电感等效电路 电阻的数字化测量 四端法——测量小电阻(不能忽略引线电阻和接触电阻) 分析Ra、 Rb 、 Rc 、 Rd Rb ：与运放串联，因运放输入电阻非常大， Rb无影响； Rc ：在反馈环里，对放大倍数无影响; Rd：与A/D串联，A/D输入阻抗很大，影响可忽略； Ra ：影响无法消除，尽量缩短Ra的引线。 积分运算器法 ——适于大电阻测量 误差分析 ±１的计数误差 时标脉冲源的稳定度所引起的误差 积分电容的泄漏电阻 放大器的零电流在被测电阻上产生的压降。 电容的数字化测量 恒流法 比较法 电感的数字化测量 时间常数法 时间常数法 同步分离法 同步分离法 阻抗Z两端的电压为Uz=Uzmcos(ωt+θ)，所以 频率、周期和时间间隔的数字化测量 频率的计数法测量 频率的定义 频率：单位时间内被测信号重复出现的次数。 f——被测信号的频率； N——电振动次数或脉冲个数； t——产生N次电振动或N个电脉冲所需的时间。 频率的计数法测量原理 频率的计数法测量原理 整形放大：将被测信号，转换为大小合适、前沿陡峭的脉冲，以利计数。 计数：每当被测信号从低到高变化时，将计数器加1，每一定时间所计的变化次数，就计算被测信号的频率。 数码显示：读出的频率值它转换为七段码，送LED数码管显示。 计数法测量频率的误差分析 计数时的误差，量化误差，最大dN=1。 频率的计数法适于高频信号的测量 计数法测量周期的原理 计数法测量周期的测量误差 周期计数法的测量误差 ： 对于同一信号用直接测量频率和直接测量周期的误差相等时，那么此时信号的输入频率被称为中介频率f0 中介频率的物理意义 时间间隔的计数测量 相位的测量 本章小结 * * 理想电阻 考虑引线电感 考虑引线电感和分布电容 R R L0 R C0 L0 考虑泄漏、引线电阻和电感 考虑泄漏、介质损耗等 C C C R0 R0 L0 R,0 理想电感 考虑导线损耗 考虑导线损耗和分布电容 L R0 L C0 L R0 一般测量方法 基本原理：恒定电流通过被测电阻，测得Rx两端的压降Ux和恒定电流Ix大小，Rx＝Ux/Ix 电位降法，比例运算器法，积分运算器法 比例运算放大器—— 一般测量方法 由 得 由 得 测量范围可达到109～1014Ω，测量精度可达0.1％。 Q=I?T U=Q/C C=I?T/U 与门 RS触发器 与门 窗口比较器 比例恒流源 τ＝L/R 一般可取I’＝I/10 R+R1+R2为常数 提高充电电流初始阶段的线性度 由U1，U2，ΔT，－U 得τ 滤去2ωt项，有 同理有 主闸门开启时间的相对误差，取决于晶体振荡器的频率稳定度和整形电路、分频电路以及主闸门的开关速度等，可认为是定值。 计数法测量频率的误差分析 周期的定义 周期 T：指电信号一个循环所需要的时间，它与频率的关系为 周期的计数法测量 适于低频信号的测量 中介频率 当信号频率 时——选用频率计数法 当信号频率 时——选用周期计数法