第5章智能型电压测量仪ppt课件.ppt

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1、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。图5-1智能DVM的典型结构5.1.2智能型DV

2、M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

3、。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.

4、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

5、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、19999、11999的DVM称四位表。为区别起见，常常也把最大显示数为19999、11999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

6、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。（4）分辨率。分辨率即显示输入电压最小增量的能力，通常以显示器末位跳一个字所需输入的最小电压值来表示。分辨率与量程及位数有关，量程愈小，位数愈多，分辨率就愈高。DVM通常以其最小量程的分辨率来代表仪器的分辨率，例如，最小量程为1V的4位DVM的分辨率为100μV。（5）输入阻抗Zi。输入阻抗Zi是指从DVM两个输入端看进去的等效电阻。输入阻抗愈高，由仪

7、表引入的误差就愈小，同时仪器对被测电路的影响也就愈小。（6）输入电流I0。输入电流I0是指以其内部产生并表现于输入端的电流，它的大小随温度和湿度的不同而变化，与被测信号的大小无关，其方向是随机的。这个电流将会通过信号源内阻建立一个附加的电压，以形成误差电压，所以输入电流愈小愈好。（7）测量速率。测量速率以每秒的测量次数来表示，或者以每次测量所需的时间来表示。5.1.3智能型DVM的特点1.准确度高由于DVM的测量准确度与量程有关，而智能型DVM能够根据被测信号的大小很容易地实现测量量程的转换，因而具有较高的测量准确度。此外，由于智能型DVM通常

8、采用数字显示，其显示的位数较多，因此可使相对误差达到很小。加之智能型DVM的灵敏度也比较高，最高分辨率可达1