第5章数字测量方法讲述.ppt

5.3.4 误差分析 一、测频误差 量化误差 标频误差 1、量化误差 来源：被测信号与门控信号不同步引起的。 特点：数字化仪器所特有的，对任意N，最大误差总是±1个量化单位。 5.2.3 误差分析(续) 一、测频误差 2、标频误差 测频总误差： 减少误差措施： ①采用优质晶振 ③测高频, 低频用测周法 ② T增大，即增大闸门时间 T=0.1s 1s 10s 闸门时间尽量选择大些 5.2.4 通用计数器的基本组成和工作方式 1、测周基本组成 T=mTx 放大整形 主门 计数显示 门控 分频 T 1000 TB T A S 放大整形 B Ts fc fx N 多周期 3、 误差分析(续) （1）、测周误差 量化误差 标频误差 减少误差措施： ①采用优质晶振 ③测低频 ②m增大，即多周期测量 多周期测量 分频系数 5.3.4 误差分析(续) （2）、中界频率fm 使测频和测周的误差相同的频率，即： ＝ 测频N 测周N 或 当fxfm时，用测频法 当fxfm时，用测周法 5.3.4 通用计数器的基本组成和工作方式 测频率比基本组成 T=mTB 放大整形 主门 计数显示 门控 分频 TB 1000 TB T A S 放大整形 B TA fA fB N 多周期 5.2.4 通用计数器的基本组成和工作方式 工作方式 ①测频 ②测周 ③测频比 A fx B 晶振fC B Tx A 时标Ts A fA B fB 作业P148－150 5.4，5.6 5.11，5.14 ，5.15 * 与 * 与 * 与 * 与 * 与 * 5.1.3 DVM的测量误差(续) 二、固有误差的来源： 转换误差包含： 输入衰减/放大器（设传递系数分别为k1和k2）、 模拟开关（传递系数k3） A/D转换器（传递系数k4）的转换特性。 则可将DVM的输入Ux到最终转换结果N视为一个由k1∽k4的多级级连系统，表示为： 转换系数 K与刻度有关。理论上k为常数，但由于各器件的非理想性，必定存在误差。 5.1.3 DVM的测量误差(续) DVM转换特性曲线 5.1.3 DVM的测量误差(续) 三、固有误差的计算 例1： 有一台4位半的DVM,量程为2V，固有误差为（±0.01%Vx±1字），试用满度误差表示DVM测量的固有误差。 5.1.3 DVM的测量误差(续) 三、固有误差的计算 例2： 有一台4位半的DVM测量直流电压1.5V，分别用2V和200V的量程，已知两档的固有误差分别为（±0.025%Vx±1个字）和（±0.03%Vx±1个字） ，问这两种情况的固有误差？ 同样是1个字误差，不同量程引起的固有误差也不相同 5.1.3 DVM的测量误差(续) 三、固有误差的计算 例3： 用3位半的DVM的20V量程分别测量5.00V和15.00V的电压，已知该仪表的准确度为±（0.1%读数+1字），试计算DVM测量的固有误差。 3位半、20V量程，可得1字相当于0.01V。 可见，被测电压愈接近满度电压，测量的相对误差愈小 5.1.4 DVM的抗干扰分析 一、干扰的分类 串模干扰 干扰信号Usm以串联形式叠加到被测信号Ux上而产生的误差。 共模干扰 干扰信号Ucm同时作用于DVM的两个测量输入端。 5.1.4 DVM的抗干扰分析(续) 二、串模干扰的来源 串模干扰的来源 被测信号源本身 例：直流稳压电源输出就存在纹波干扰 引线感应进来的工频（50Hz）或高频干扰 如雷电或无线电发射引起的空中电磁干扰 干扰信号可从直流、低频到超高频；可以是周期性的或非周期性的，可以是正弦波或非正弦波（如瞬间的尖峰脉冲干扰），甚至完全是随机的。 各种干扰信号中，50Hz的工频干扰是最主要的干扰源。 5.1.4 DVM的抗干扰分析(续) 三、干扰的误差分析 串模干扰抑制比（SMR） 串模干扰电压的峰值 干扰引起的最大显示误差 SMR越大，则抗干扰能力越强，一般为20∽60dB； 积分型的SMR较大，因其响应被测信号的平均值。 5.1.4 DVM的抗干扰分析(续) 三、干扰的误差分析 串模干扰抑制比（SMR）－以积分型为例 干扰信号： 显示误差： 5.1.4 DVM的抗干扰分析(续) SMR随干扰信号f的增大而增大，危害主要在低频； T1越大，则SMR越大； 主要危害是工频50Hz，因此T1＝20n（ms） 5.1.4 DVM的抗干扰分析(续) 四、共模干扰的来源 共模干扰的来源 被测电压本身（被测电压是一个浮置电压） 如：测量一个直流电桥的输出 被测电压与DVM相距较远，被测电压与DVM的参考地电位不相等。 共模干扰电压也分直流电压和交流电压两类。 共模干扰电压可能很大，如上百伏甚至上千伏。 5.1.4 DVM的抗干扰分析(续)