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电子测量基础

发布时间:2007-11-08

数字仪表的位数
  在我们接触数字仪表的时候,首先会碰到诸如3 1/2位、3 3/4位、4位、5 1/2位等这样的参数,这就是数字仪表的位数。它是判断一款数字仪表性能好坏的一个重要因数,通过它我们可以算出仪表的计数能力,位数越高显示越**。那么我们怎么样判断仪表的位数呢?下面我就以ESCORT-3146A为例,给大家简单介绍一下。
  ESCORT-3146A是一款具有120,000计数的5 1/2位台式万用表。除去*高位,其它五位均可以显示出0-9,我们称之为完整位;而*高位只能为0,1两个数字,但在正常情况下,*高位的0是不予以显示的,也就是说在0作为*高位的情况下是无显示的,所以能够真实显示出来的就只有数字1。这时候我们就称之为1/2位。同样的道理,对于一款3 3/4位的仪表,它可以全显示的有三位,而*高能显示四个数字,但只有三个数值是有效的,那么这款仪表应为4,000计数。换句话说,位数是由能够全显示位数的个数,和以*高位显示的数字为分母、有效显示的数字为分子的分数,共同组成数字仪表的主要参数———位数。

什么是解析度
   所谓解析度,就是我们在测量一个数值时,仪表在某一档位能够显示的*小**单位。比方我们使用ESCORT-3146A测量一个5V电压时,应将档位设置在12V,显示出来的是5.0000V,*小能显示的是100uV,那此时解析度就是100uV。而*小解析度的概念则是,万用表在它的*低档位所能显示出来的*小**单位。这样讲可能比较抽象,那么我们还是以ESCORT-3146A为例进行说明:3146A的*低电压档位是120mV,那么在这个档位下它能够显示出来的*小**单位是1uV,所以3146A的*小解析度是1uV。

精准度的概念
  对于测试仪器,能够在测量中真实反映被测信号的特征,是衡量其性能好坏的直接因素。我们进行测量就是想要得到*接近实际值的数值,那么,如何才能够获得这样的数值呢?今天我就给大家详细讲解精准度的概念。
  产品规格的精准度一般表示为:y = ±(Δ% + Δσ),其中Δ% 部分代表准度,Δσ部分代表精度。假设精准度是±(0.02%+6d),那么0.02%为准度,6d为精度。测量的准度表征系统误差的大小,这是指测量数据的平均值偏离真值有多大,但数据分散的情况,即偶然误差的大小不明确;而测量的精度,是指偶然误差的大小,这时测量数据比较集中,但系统误差的大小并不明确。
上图是以打靶时弹着点为例说明。靶心表示真实值位置,黑点为每次测得值的位置,甲图表示射击的精密度高但准确度较差,即系统误差较大;乙图表示射击的准确度高,但精密度较差,即偶然误差较大;丙图表示精密度和准确度都比较好,称为**度高,这时偶然误差和系统误差都比较小。
以ESCORT-3146为例说明一下:它的基本精准度是±(0.012%+5d),先说明一下其中的“5d”是指所在档位的解析度的倍数,5d就是5个解析度的误差,而0.012%是仪器测量时所产生的线性误差。当测量5V的DC电压时,使用12V的档,此时解析度为0.0001V,那么精度误差就是0.0001×5=0.0005V,而准度误差是0.012%×5=0.0006V,总的误差是0.0005+0.0006=0.0011V,那么3146在测试5V电压时在4.9989V—5.0011V之间都是正常值。
  在这里我还要说明一点的是,对于精准度的计算有“of reading”和“of range”两种方式,分别表示以实际读数计算和以量程计算。有些厂家在宣传中声称自己产品的精准度多高,但它的精准度都是以固有量程为准,也就是说无论你使用什么档位进行测试,误差范围就是一定的,这样,误差就可想而知了。那么针对我们的富贵仪器来说,全线产品都是以实际读数为准进行精准度计算的。
欧姆定律
   在中学时,我们都接触过欧姆定律。这一定律阐述了功率、电压、电流和电阻四者之间的关系。具体来说就是,导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。而电路或元件的功率是与通过其的电压和电流的乘积成正比。根据定律中对四个量的说明,共有2个公式阐述各自之间的关系,其中*基本的公式是U=IR和P=UI。
  作为电学基础,欧姆定律的应用是非常广泛的。我们对电信号的测试,像电压、电流、电阻和功率等,都是基于这一定律进行的。所以,我们把应用欧姆定律的测试仪器成为基础测量仪器。比如现在具有dBm测试的数字万用表,从原理上是根据P=U×U/R设定参考阻抗的值并对电压进行测试,通过一系列的运算电路,从而求得dBm的值。

专有名词的介绍
   在我们阅读一些参考资料或面对终端用户的时候,总会涉及到像*大承载电压、*大承载电流、依从电压、共模电压等这样的专业名词。这些因素决定了一款仪器的使用范围,比如一款仪器的*大承载电压240V,那么如果您在电力情况不很稳定的环境中使用,就要选择相关的稳压设备来使仪器能够正常工作。
下面我给大家介绍一下这几个专业名词:
1、*大承载电压是指在负载两端所能承载的*大电压。仪器正常工作时所能承受的电压越大,它的适应能力就越强。比如富贵仪器的高精度台式万用表ESCORT-3146A,它在264V的电压下都可以正常工作,在遭遇电力情况突变的时候,您就不必担心仪器会受到影响。
2、*大承载电流是指在负载两端所能承载的*大电流。同*大承载电压一样,*大承载电流是针对仪器在电流承受方面能力的表现。
3、依从电压是指定电流源所能供应的*大电压。它是指定电流源在稳定输出*大电流的时候,能够承受的电压。
4、共模电压:在每一导体和所规定的参照点之间(往往是大地或机架)出现的相量电压的平均值。或者说同时加在电压表两测量端和规定公共端之间的那部分电压。
在上述中,*大承载电压、*大承载电流、依从电压,三者的值越大,说明仪器的性能越优异;而共模电压作为一种干扰电压,我们在产品设计时就应当尽量将其对仪器的影响降到*小。我们富贵仪器在产品设计伊始,就根据全球不同区域的特点进行研发,保证你购买的产品符合所在区域的实际情况。

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