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附录A 测量基础基于计算机的测量系统测量概念提高测量质量A. 基于计算机的测量系统温度测量实例：通过热电偶将温度转换为电压通过增益放大电压和滤波消除噪声使用数据采集板卡电路测量信号驱动程序将DAQ板卡测得的数据传送给应用程序B. 测量概念－传感器测量首先使用传感器将物理现象转换为电信号温度：热电偶、RTD、热敏电阻和IC传感器光：电子管光电传感器和光电导管声音：麦克风力和压力：应变计，压电传感器和测压元件位置：电位计、LVDT和光电编码器B. 测量概念－接地信号源电压信号以系统地（例如， 大地或建筑物地）为参考地因为此类信号源均使用系统地，所以它们与测量设备共地常见的例子是通过墙上的电源插座连接建筑物地，例如，信号发生器和电源B. 测量概念－接地回路两个独立的接地信号源的地通常具有不同的电势连至同一个系统地的两台仪器间的接地电势差通常在10 mV到200 mV的范围内如配电电路连接得不合理，电势差值可能更大。B. 测量概念－浮地信号源浮地信号源的电压信号不以任何公共地（例如， 大地或建筑物地）为参考常见的浮地信号源有电池、热电偶、变压器和隔离放大器信号源的两个接线端均未通过电源插座接地－均独立于系统地B. 测量概念－信号调理多数独立的仪器和DAQ设备均有内置的信号调理功能在测量设备外也可对信号进行调理。例如，通过设计电路调理信号或使用专门的信号调理设备将来自传感器的信号转换成测量设备可接收的形式后，才能进行测量。常用的信号调理方法包括信号放大、线性化、传感器激励和隔离B. 测量概念－放大信号调理中最常见的类型放大信号，使信号最大电压范围与模数转换器(ADC)的最大输入范围一致，以提高测量精度放大电信号可以提高得到的数字信号的精度，降低噪声的影响。放大信号时应尽可能靠近信号源如放大设备时靠近测量测备，也会放大信号附近的噪声B. 测量概念－放大在信号源附近放大信号将导致信噪比(SNR)达到最大数字化和测量信号时，如在DAQ设备上放大信号，那么噪声可能已经进入导线并导致信噪比(SNR)下降B. 测量概念－线性化许多传感器（例如，热电偶）对被测的物理现象反映为非线性响应LabVIEW能够线性化来自传感器的电压电平，从而可以将电压缩放到所测物理现象的范围之内LabVIEW中提供了缩放函数，用于转换应变计、RTD、热电偶和热敏电阻的电压B. 测量概念－激励信号调理系统能够产生激励，某些传感器需要激励才能运转应变计和RTD需要外部电压和电流激励，使电路进入测量物理现象状态此类激励与收音机接收和解码信号时需要能量的原理一致B. 测量概念－隔离为安全起见，隔离传感器信号和计算机如果监控的信号包含较大的电压峰值，可能损坏计算机或伤害操作人员。请勿不使用隔离，直接连接信号至DAQ设备B. 测量概念－隔离使用隔离，还可以确保接地电势差不会影响DAQ设备的测量结果 如信号接地端与DAQ设备接地端间的电势差很大，将会损坏测量系统通过隔离信号，可以消除接地回路，并确保测量信号的准确性 B. 测量概念－测量系统导数AIGND（模拟输入地）端是测量系统的地测量信号时需要使用两个通道引脚B. 测量概念－测量系统单端参考(RSE)AIGND为测量系统地测量信号时需要一个通道B. 测量概念－测量系统单端非参考(NRSE)AISENSE为测量系统接地测量信号时需要一个通道和AISENSE端C. 提高测量质量设计测量系统时，可能发现测量质量未满足预期设想实现最小变化检测－可能想要记录电压的最小可能变化改善信号波形恢复－可能无法区分信号是三角波还是锯齿波，想要查看更换的信号形状表示减少噪声－可能需要较低噪声，以增强信号可读性C. 实现最小变化检测下列因素可能影响电压最小变化检测：ADC的分辨率和电压范围仪器放大器的增益基于分辨率、范围和增益的组合属性－称为编码宽度值C. 改善信号波形恢复改善信号波形恢复的最有效方法包括减小编码宽度和增加采样频率采样率越快，信号越接近原始波形但可用的硬件设备通常对采样率都有限制如果要有效的测量信号频率，信号采样率至少等于信号频率的两倍C. 改善信号波形恢复奈奎斯特定理： 奎斯特定理指出，采样信号的频率必须大于信号中最高频率的两倍，才能采集到信号中的高频部分C. 减少噪声请采取以下措施减少噪声：使用屏蔽式线缆或双绞线线缆减少导线长度，以降低导线引入的噪声值确保信号线缆远离交流电源线和显示器，以降低50或60?Hz的噪声在信号源附近放大信号，以增强信噪比(SNR)选择高于必要的采样频率进行数据采集，然后对数据取平均值以减少噪声的影响。噪声取均值后趋近于零练习B-1测量概念演示对于接地、编码宽度和奈奎斯特定理概念的理解。In a differential measurement system, you make the measurement w