智能型电压测量仪.ppt

第5章 智能型电压测量仪  5.1 智能型DVM的功能、技术指标及特点 5.2 智能型DVM的原理 5.3 智能型DMM的原理及应用 5.4 电压表的使用 思考题与习题  5.1 智能型DVM的功能、技术指标及特点 5.1.1 智能型DVM的结构 智能型DVM是指以微处理器为核心的数字电压表,典型结构如图5-1所示。其中,专用微机部分包括微处理器芯片、存放仪器监控程序的存储器ROM和存放测量及运算数据的存储器RAM等。 用于测量的输入输出设备有： 输入电路、A/D转换器、键盘、显示器及标准仪用接口等。仪器内部采用总线结构,外部设备与总线相连。 智能型DVM的测量大致分为三个主要阶段：  首先,在微处理器的控制下,被测电压通过输入电路、A/D转换器的处理, 转变为相应的数字量存入到数据存储器； 其次,微处理器对采集的测量数据进行必要的处理,例如计算平均值、减去零点漂移等； 最后,显示最终处理结果。 上述整个工作过程都是在存放于ROM中的监控程序的控制下进行的。 5.1.2 智能型DVM的功能及主要技术指标 采用微处理器后,仪器在外观、内部结构以及设计思想等方面都发生了重大的变化。智能型DVM不但具有测量功能,同时还具有很强的数据处理功能,这些数据处理功能是通过按不同的按键,输入相应的常数以及调用相应的处理程序来实现的。不同型号的智能型DVM设置的处理功能有所不同,相同的处理功能其表达方式也不一定相同,但一般可以用下列方式来表示。 1. 标定（Ax＋B） R＝Ax＋B　　 (5-1) 式中: R —— 最后的显示结果； 　　 　 x —— 实际测量值；   A、B —— 由面板键盘输入的常数。 利用这一功能,可将传感器输出的测量值直接用实际的单位来显示,实现了标度变换。 2.相对误差（Δ%）  (5-2)  式中: n —— 由面板键盘输入的标称值。 利用这一功能,可把测量结果与标称值的差值以百分率偏差的形式显示出来,适用于元件容差校验。 3. 极限（LMT） 利用这一功能可以了解被测量是否超越预置极限的情况。使用前,应先通过面板键盘输入上极限值H和下极限值L。测量时,在显示测量值x的同时,还将显示标志H、L或P,表明测量结果超上限、超下限或通过。 4. 最大/最小 利用此项功能可以对一组测量值进行比较,求出其中的最大值和最小值并存储起来。在程序运行过程中一般只显示现行值,在设定的一组测量进行完毕之后,再显示这组数据中的最大和最小值。 5. 比例 式中: r—— 由面板键盘输入的参考量。 比例是指一个量与另一个量之间的相互关系,这里提供有三种形式。第一种为简单比例；第二种为对数比,单位为dB,这是电学、声学常用的单位；第三种是将测量值平方后除以r,其用途之一就是用W或mW为单位直接显示负载电阻r上的功率。 6. 统计 利用此项功能,可以直接显示多次测量值的统计运算结果。常见的统计有平均值、方差值、标准差值、均方值等。 智能型DVM一般都具有自动量程转换、自动零点调整、自动校准、自动诊断等功能,并配有标准接口。这些功能在前几章中已作过讨论,这里不再赘述。 智能型DVM除具有上述的数据处理能力和一些独特的功能以外,还具有普通的DVM的各项技术指标,其中主要技术指标有7项： （1） 量程。 为扩大测量范围,智能型DVM借助分压器和输入放大器分为若干个测量量程,其中既不放大也不衰减的量程称为基本量程。 （2） 位数。 智能型DVM的位数是以完整的显示位（能够显示0~9这10个数码的显示位）来定义的。例如,最大显示数为9999、19 999、11 999的DVM称四位表。为区别起见,常常也把最大显示数为19 999、11 999的DVM称为 位数字电压表。位数是表征DVM性能的一个最基本的参量。通常将高于5位数字的DVM称为高精度DVM。 （3） 测量准确度。 智能型DVM的测量准确度常用绝对误差的形式来表示,其表达式为 Δ = ±a% Ux ±b% Um （5-6） 式中: a —— 误差的相对项系数；  b —— 误差的固定项系数；  Ux —— 测量电压的指示值； Um —— 测量电压的满度值。 DVM的测量准确度与量程有关,其中基本量程的测量准确度最高。 （4） 分辨率。 分辨率即显示输入电压最小增量的能力,通常以显示