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1、电参量的数字化丈量电参量的数字化丈量本章内容本章内容 电路参数丈量：电路参数丈量：电阻、电容、电感的数字化丈量，即把被电阻、电容、电感的数字化丈量，即把被测参数转换成直流电压或频率后进展丈量。测参数转换成直流电压或频率后进展丈量。电气参数丈量：频率、相位、电压、电流、电气参数丈量：频率、相位、电压、电流、功率、电能等的丈量。功率、电能等的丈量。理想电阻理想电阻思索引线电感思索引线电感思索引线电感思索引线电感和分布电容和分布电容RRL0RC0L0实际电阻等效电路实际电阻等效电路理想电容理想电容思索泄漏、引思索泄漏、引线电阻和电感线电阻和电感思索泄漏、介思索泄漏、介质损耗等质损耗等CCCR0R0L
2、0R,0实际电容等效电路实际电容等效电路理想电感理想电感思索导线损耗思索导线损耗思索导线损耗思索导线损耗和分布电容和分布电容LR0LC0LR0实际电感等效电路实际电感等效电路电阻的数字化丈量电阻的数字化丈量 普通丈量方法普通丈量方法 n根本原理：恒定电流经过被测电阻，测得根本原理：恒定电流经过被测电阻，测得Rx两端两端的压降的压降Ux和恒定电流和恒定电流Ix大小，大小，RxUx/Ixn电位降法，比例运算器法，积分运算器法电位降法，比例运算器法，积分运算器法N1NU-UI=R22oU-UI=R比例运算放大器比例运算放大器 普通丈量方法普通丈量方法 由由oiUI=R2oiNNU-UU-UURRR1
3、2oII=I得得由由odUA U=221NoNNNddidUURRRAA RA RR 得得02NNUURR 20NNRRUU 四端法四端法丈量小电阻丈量小电阻(不能忽略引线电阻和接触不能忽略引线电阻和接触电阻电阻)分析分析RaRa、Rb Rb、Rc Rc、Rd RdRb Rb：与运放串联，因运放输入电阻非常大，：与运放串联，因运放输入电阻非常大，Rb Rb无影响；无影响；Rc Rc：在反响环里，对放大倍数无影响：在反响环里，对放大倍数无影响;RdRd：与：与A/DA/D串联，串联，A/DA/D输入阻抗很大，影响可忽略；输入阻抗很大，影响可忽略；Ra Ra：影响无法消除，尽量缩短：影响无法消除，
4、尽量缩短RaRa的引线。的引线。积分运算器法积分运算器法 适于大电阻丈量适于大电阻丈量丈量范围可到达丈量范围可到达10910910141014，丈量精度可达，丈量精度可达0.10.1。0NbasUd UUUUCCCRd tTT TNT cNNcscUUTRN TNUCUC 的计数误差 时标脉冲源的稳定度所引起的误差 积分电容的泄漏电阻 放大器的零电流在被测电阻上产生的压降。误差分析误差分析电容的数字化丈量电容的数字化丈量恒流法 Q=IT U=Q/C C=IT/U P CPxCRITNTCNTU与门与门RS触发器触发器比较法比较法 21 xEECIT与门与门窗口比窗口比较器较器比例恒比例恒流源流
5、源21 xTICEE电感的数字化丈量电感的数字化丈量时间常数法时间常数法IITTIIIIT,L/R 普通可取普通可取II/10时间常数法时间常数法R+R1+R2R+R1+R2为常数为常数提高充电电流初始阶段的线性度提高充电电流初始阶段的线性度由由U1U1，U2U2，TT，U U得得同步分别法同步分别法阻抗阻抗Z Z两端的电压为两端的电压为Uz=Uzmcos(t+)Uz=Uzmcos(t+)，所以，所以cos()coscos()cos1cos(2)cos 2zmmzmmzmmUtUtUUttUUt滤去滤去2t2t项，有项，有1cos2RzmmUUU同理有同理有 1sin2xzmmUUU同步分别法
6、同步分别法频率、周期和时间间隔的数字频率、周期和时间间隔的数字化丈量化丈量频率的计数法丈量频率的计数法丈量 频率的定义频率的定义频率：单位时间内被测信号反复出现的次数。频率：单位时间内被测信号反复出现的次数。f f被测信号的频率；被测信号的频率；N N电振动次数或脉冲个数；电振动次数或脉冲个数；t t产生产生N N次电振动或次电振动或N N个电脉冲所需的时间。个电脉冲所需的时间。tNf 频率的计数法丈量原理频率的计数法丈量原理 整形放大：将被测信号，转换为大小适宜、前沿峻峭的脉冲，以利计数。计数：每当被测信号从低到高变化时，将计数器加1，每一定时间所计的变化次数，就计算被测信号的频率。数码显示
7、：读出的频率值它转换为七段码，送LED数码管显示。频率的计数法丈量原理频率的计数法丈量原理 计数法丈量频率的误差分析计数法丈量频率的误差分析 计数时的误差，量化误差，最大计数时的误差，量化误差，最大dN=1dN=1。tdtNdNfdf)()(maxtdtNdNfdfdNNdtt主闸门开启时间的相对误差，取决于晶体振荡器的主闸门开启时间的相对误差，取决于晶体振荡器的频率稳定度和整形电路、分频电路以及主闸门的开频率稳定度和整形电路、分频电路以及主闸门的开关速度等，可以为是定值。关速度等，可以为是定值。m a x1()()d fGfN 频率的计数法频率的计数法适于高频信号的丈量适于高频信号的丈量ma
8、x11()()()dfGGfNft 计数法丈量频率的误差分析计数法丈量频率的误差分析 周期的定义周期的定义周期周期 T T：指电信号一个循环：指电信号一个循环所需求的时间，它与频率的所需求的时间，它与频率的关系为关系为 fT1周期的计数法丈量周期的计数法丈量计数法丈量周期的原理计数法丈量周期的原理 00ccTnTNNTn 周期计数法的丈量误差周期计数法的丈量误差 ：0max01()()()ddTdNGTNN 适于低频信号的丈量适于低频信号的丈量计数法丈量周期的丈量误计数法丈量周期的丈量误差差0()GnT 对于同一信号用直接丈量频率对于同一信号用直接丈量频率和直接丈量周期的误差相等时，那么此和直
9、接丈量周期的误差相等时，那么此时信号的输入频率被称为中介频率时信号的输入频率被称为中介频率f0f00()dTGTnT 1()dfGfft dTdfTf00nft中介频率中介频率中介频率的物理意义当信号频率当信号频率 时时选用频率计数法选用频率计数法0f当信号频率 时选用周期计数法0f时间间隔的计数丈量时间间隔的计数丈量 0B CtN相位的丈量相位的丈量360 xxTT本章小结本章小结电阻的数字化丈量电阻的数字化丈量 比例运算器法、积分运算器法比例运算器法、积分运算器法电容的数字化丈量电容的数字化丈量 恒流法，比较法恒流法，比较法电感的数字化丈量电感的数字化丈量 时间常数法，同步分别法时间常数法，同步分别法 频率、时间间隔和相位的丈量频率、时间间隔和相位的丈量 脉冲计数法，中介频率脉冲计数法，中介频率
电阻电容和电感的数字化测量ppt课件
