智能化DVM原理智能化DMM原理智能化RLC测.ppt

首先接通开关S0,使积分器对被测电压Ux进行积分,接着进入延时程序Ⅰ,使S0接通时间达到准确的T1＝100 ms。这段时间为定时积分。定时积分结束后,通过输入指令将比较器的输出状态输入到微处理器,并判断出Ux的极性,以便选择与Ux极性相同的基准电压UR接入积分器,实现积分器输出波形的上冲。当Ux0（即积分器的输出Uo＜0时）,接通开关S1, 接入＋ UR ；当Ux ＜0（即Uo ＞0）时,则接通开关S2, 接入- UR 。 直至经过延时程序Ⅱ,使＋ UR或- UR被积分的时间达到128 μs(一个时钟周期),进入时间段Tc。经过Tc时间以后再通过输入指令将比较器的状态送入,再次判断Ux的极性,以便选择一个与Ux x极性相反的基准电压。然后判断|Uo|的大小是否超过了U′, 以确定是先接入＋UR或-UR, 实现快速反向积分；还是直接接入＋ UR/2m或-UR/2m，实现缓慢反向积分。当|Uo|＞U′时,本应立即接入与Ux极性相反的大基准电压,实现反向积分。 但是,由于在T21期间进行的从2m位计数是由程序给出的,除了计数子程序内循环执行的指令外,还要执行调用子程序、返回主程序以及接通或断开基准等指令。执行这些指令需要的时间为固定的22 μs,这段时间与T21期间计得的数N1无关,因此必须设法补偿掉。补偿的办法是选用与被测电压极性相同的基准电压UR造成再一次上冲。上冲时间由延迟程序Ⅲ控制,使之正好等于反向积分时间 T21中多出的22 μs。第二次上冲结束后,再选用极性相反的基准电压UR开始反向积分,这时每隔128 μs就在计数器的27位计一个数,同时检查积分器输出的电压Uo的绝对值是否低于U′。 如果|Uo|＞U′,就反复计数直至|Uo |＜ U′ 。此时断开大基准电压,再接入小的基准电压继续进行缓慢的积分,进入时间段T22。在T22 时间段内每隔128 μs 在20位计一个数,同时检查Uo的极性是否改变。若Uo极性不变就继续在20位计数,直至Uo的极性改变为止, 此时一次测量即告结束。这时再将开关S5接通,使积分器输入端接地,为下一轮的A/D转换作好准备。 2. 脉冲调宽式A/D转换器  脉冲调宽式A/D转换器是Solartron公司的专利,它也是在双积分式A/D转换器的基础上发展起来的。脉冲调宽式A/D转换器主要克服了双积分式A/D转换器的不足之处。双积分式A/D转换器的不足之处为：积分器输出斜波电压的线性度有限,使双积分式A/D转换器的精度很难高于0.01%；积分器式A/D转换器采样是间断的,不能对被测信号进行连续监测。 脉冲调宽式A/D转换器的原理框图如图5-8所示,其中(a)是结构图,由一个积分器、两个比较器、一个可逆计数器和一些门电路组成。积分器有三个输入信号：被测信号Ux、强制方波Uf以及正负幅度相等的基准电压UR。由于强制方波的作用大于其余两者之和,因此积分器输出为正负交替的三角波。当三角波的正峰和负峰超越了两个比较器的比较电平＋U和-U时,比较器便产生升脉冲和降脉冲。一方面,升降脉冲用来交替地把正负基准电压接入到积分器的输入端;另一方面,升降脉冲分别控制门Ⅰ和门Ⅱ,以便控制可逆计数器进行加法计数和减法计数。 由上述分析可知,当Ux ＝0时,积分器的输出动态地对零平衡,升降脉冲宽度相等,可逆计数器在一个周期内的计数值为零。如果有信号-Ux输入,它将使积分器的输出正向斜率增加, 负向斜率减少,从而使升脉冲宽度增加,降脉冲宽度减少,则可逆计数器加法计数多于减法计数,两者之差即代表了Ux的大小。上述A/D转换器各点波形如图5-8b）所示,为简化起见,没有考虑正负基准电压对积分输入电压的影响。 假定T1和T2分别代表在一个周期T内正负基准接入的时间,根据电荷平衡原理,则有 6.3　智能化ＲＬＣ测量仪原理 ＲＬＣ参数的测量方法主要有电桥法、谐振法、伏安法三种。 电桥法具有较高的测量精确度，因而被广泛采用，目前电桥已派生出许多类型。但是电桥法测量需要反复进行平衡调节，测量时间长，因而很难实现快速的自动测量。 谐振法要求有较高频率的激励信号，一般不容易满足高精度测量的要求。由于测试频率不固定，测试速度也很难提高。 伏安法是最经典的方法，它的测量原理直接来源于阻抗的定义，即若已知流经被测阻抗的矢量电流并测得被测阻抗两端的电压，则通过比率便可得到被测阻抗的矢量。显然，要实现这种方法，仪器必须能进行矢量测量及除法运算，因而，只有运用近代电路技术，特别是计算机技术才能使这一经典方法得到发展。 伏安法可用图6-25所示的原理电路来说明。 被测阻抗Zx与Zs相串联。则分别测出Zx与Zs两端的矢量电压Us和Ux，便可以得到待测阻抗。 伏安法