电气测量技术第五章.ppt

* * * * * * * * * * 第五章 数字化电测仪表 特点： (1) 准确度主要取决于基准电压，而与积分器的元件参数R、C基本无关。 (2) 测得的结果是被测电压在时间段内的平均值，故混入被测电压信号中的交流干扰成分通过积分被削弱。 (3) 由于积分作用，所以，测量速度比较慢。 (4) 受基准电压和时钟频率稳定性等条件的限制，其测量准确度不可能高过0.01%。 3）双斜率积分式 数字电压表 * 4)脉宽调制(PWM)积分式 数字电压表 back 第五章 数字化电测仪表 * 特点： (1) 积分时间可取为工业电源信号周期的整数倍，抗干扰能力强； (2) 在一个周期内积分四次，非线性误差小； (3) 速度较慢。 第五章 数字化电测仪表 4)脉宽调制(PWM)积分式 数字电压表 * 5)电压-频率型数字电压表 第五章 数字化电测仪表 * 5.5.1 电阻的数字化测量 2）比率法 1）比例运算法 第五章 数字化电测仪表 * 5.5.2 电容的数字化测量 2)脉宽调制法 back 1)容抗法 第五章 数字化电测仪表 * 5.6 电功率的数字化测量 Uo 0 K1 接通 +UN Uo 0 K1 接通 -UN Uo 0 K2 接通 +Uy Uo 0 K2 接通 -Uy 第五章 数字化电测仪表 * 5.7 微机化仪表的特点 测量过程和控制的软件化 仪器硬件变得简单、体积与功耗均减小、可靠性提高、灵活性增强、自动化程度更高。 可实现简单的人机对话、自检、自诊断、自校准、LCD或LED显示和打印输出等。 在软件控制方式下，改换仪器功能并不需要更换硬件，仅改变软件即可。这是传统的纯硬件式仪器所不及的。 第五章 数字化电测仪表 * 智能仪器最突出的特点，主要表现为能改善测量的准确度和对测量结果进行再加工。 对测量结果进行在线处理，方便、快速、可避免主观因素干扰。 可执行多种算法，实现各种误差的计算与补偿、能校准测量仪器的非线性。降低测量误差，提高测量准确度。 数据处理能力 5.7 微机化仪表的特点 第五章 数字化电测仪表 * 多功能化 增加了仪器的测量功能，是一台纯硬件仪器无法比拟的。 灵活的功能切换、量程切换、算法切换、硬件模块置换、显示方式选择、控制功能增选…… 简单公式 　　 “仪器=AD/DA+CPU+软件” 5.7 微机化仪表的特点 第五章 数字化电测仪表 * 5.7 微机化仪表结构 第五章 数字化电测仪表 * 5.7 微机化仪表结构 第五章 数字化电测仪表 * 5.7 虚拟仪器 仪器仪表技术的发展有两条主线：一条是从模拟仪表、数字化仪表到智能仪表；另一条是从单台仪器、叠架式仪器系统到虚拟仪器。 传统的仪器是一个独立的装置，有机箱，操作面板，信号输入输出端，还有开关、旋钮等。检测结果输出的方式有指针式表头、数字式和图形等，可能还有打印输出。 虚拟仪器一般由三大功能块组成：信号的采集和控制、信号的分析与处理以及结果的表达与输出。这些功能块全部都是以硬件(或固化的软件)的形式存在。 第五章 数字化电测仪表 * 5.7.1 虚拟仪器的概述 利用计算机软硬件资源，把仪器的三大功能全部放在计算机上实现。在计算机中插入数据采集卡，用软件在屏幕上生成仪器面板，用软件来进行信号处理分析，实现传统仪器的功能，这就是虚拟仪器。 虚拟仪器是指具有虚拟仪器面板的个人计算机仪器。它由通用的个人计算机、模块化功能硬件和控制软件组成。 在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪表的关键。操作者可以通过修改软件的方法，方便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有“软件就是仪器”之说。 第五章 数字化电测仪表 * 5.7.2 虚拟仪器的系统构成 常用的虚拟仪器系统是数据采集系统、通用接口总线(GPIB)仪器控制系统、VXI仪器系统以及三者间的任意组合。 第五章 数字化电测仪表 * 5.7.2 虚拟仪器的系统构成 (1)数据采集系统 数据采集系统框图 第五章 数字化电测仪表 * 5.7.2 虚拟仪器的系统构成 (2)GPIB仪器控制系统 通用接口总线GPIB(General Purpose Interface Bus)为PC机与可编程仪器之间的连接系统，定义了电气、机械、功能和软件特性，是虚拟仪器发展的第一阶段。 一个典型的GPIB测量系统由一台PC机、一块GPIB接口板卡和若干台GPIB仪器通过标准的GPIB电缆连接而成。 GPIB把可编程仪器与计算机紧密地联系起来，从此电子测量由独立的、手工操作的单台仪器向组成大规模自动测试系统的方向迈进。 第五章 数字化电测仪表