第四节 数字测量方法.ppt

双积分型（U-T）DVM的工作原理 双积分型DVM的特点： （1）仪表的准确度主要取决于基准电压UN的准确度和稳定度，与积分器的参数基本无关，即不必选用精密积分元件,从而提高了整个仪表的准确度。 （2）两次积分都是对同一时钟脉冲源进行计数，从而降低了对脉冲源频率准确度的要求。 （3）串模干扰通过积分过程而减弱，因而具有较强的抗干扰能力。 4.1.3 DVM的测量误差 DVM的固有误差通常用下列两种方式表示： Ux是测量值（被测电压的读数），Um是该量程的满度值。 a%Ux是与读数成正比，称为读数误差。 b%Um不随读数变化，称为满度误差。满度误差与被测电压大小无关，而与所取量程有关。 4.1.3 DVM的测量误差 例如，用一只四位DVM的5V量程分别测量5V和0.1V电压，已知该仪表的准确度为 =±0.01%Ux±1个字，求由仪表的固有误差引起测量误差的大小。 4.2直流数字电压表 以 位直流数字电压表为例，给出了电路图和原理框图。 4.3 多用型数字电压表 AC-DC R-U I-U 直流DVM DC AC R I 图4.3.2 多用型DVM原理框图 多用型数字电压表的基本测量方法以直流电压的测量为基础。 测量时，先把其它参数变换为等效的直流电压U，然后通过测量U获得所测参数的数值。 4.3 多用型数字电压表 4.3.1 AC-DC转换器 （1）运放式半波检波电路 图4.3.5 AC-DC变换器电路原理图 （2）精密全波检波电路 图4.3.7 精密全波电路检波器的波形及特性曲线 图4.3.6 精密全波检波电路原理图 4.3 多用型数字电压表 4.3.2 R-U转换器 1. 用一个恒流源流过被测电阻，通过测量被测电阻两端的电压，即可得到被测电阻的阻值。 2. 为了实现不同量程电阻的测量，要求恒流源可调。 图4.3.8 R-U转换器原理电路原理图 4.3 多用型数字电压表 4.3.3 I-U转换器 1. 将被测电流流过标准电阻，通过测量电阻两端的电压，即可得到被测电流。 2. 为了实现不同量程的电流测量，可以选择不同的取样电阻。 图4.3.10 I-U转换器原理电路原理图 本次课小结 直流DVM原理、特点（测量范围、分辨力） 逐次比较式DVM框图与工作原理 双积分型DVM框图与原理及特点 DVM的测量误差 多用型DVM原理: AC-DC变换器 R-U变换器 I-U变换器 第二次课主要内容 4.4 频率的测量 4.5 时间的测量 4.6 相位的测量 小结与作业 4.4 频率的测量 频率的定义：周期信号在单位时间（1s）内的变化次数（周期数）。 关于秒的定义？ 观看视频 4.4 频率的测量 4.4.1标准频率源 原子频标的基本原理： 原子(分子)由一个能级向另外一个能级跃迁时，会以电磁波的形式辐射或吸收能量，得到稳定而又准确的频率。这就是原子频标的基本原理。 1967年10月，第13届国际计量大会正式通过了秒的新定义。1972年起实行，为全世界所接受。秒的定义由天文实物标准过渡到原子自然标准，准确度提高了4-5个量级，达5×10-14(相当于62万年±1秒)，并仍在提高。 铯-133原子能级跃迁相对应的辐射9 192 631 770个周期的持续时间-------1秒。 4.4 频率的测量 4.4.2电子计数式频率计的原理 频率的定义：如果在一定时间间隔T内周期信号重复变化了N次，则频率表达为： f＝N/T （1）时间基准 石英晶体振荡输出 K Tc 时间基准 T 4.4 频率的测量 （2）计数式频率计的测频原理 图4.4.2 计数式频率计测频原理框图 T 主 门 电子计数器 放大、整形 被测信号 逻辑控制 单元 门控 晶 振 分 频 S 10ms 10s 在闸门时间T内， 通过主门的信号 脉冲个数为N， 被测信号的频率 4.4 频率的测量 4.4.3 用计数式频率计测量频率比 1.频率较高的信号接入A端；频率较低的信号接入B端。 2.为了提高测量准确度，可将B端信号周期倍乘，以减小量化误差。 例如：以B通道信号的10个周期作为闸门信号，则计数值为： ,即计数值扩大了10倍，相应的测量精度也就提高了10倍。为得到真实结果，需将计数值N缩小10倍（小数点左移1位），即 4.4 频率的测量 4.4.4 频率测量的误差分析