[工学]数字测量技术基础.ppt

一、定义 在人工最少参与的情况下能自动进行测量、数据处理并以所需方式输出测试（量）结果（包括显示、打印和存入硬盘等）的系统称为自动测试系统。上节所介绍的带微处理器或微机的各种测量装置即智能仪器均具有自动测试系统的基本特征，故它们都属于自动测试系统的范畴。 第三节 自动测试系统 二、构成特点 自动测试系统主要由微机或微处理器、测量功能电路块和接口总线三大部分组成，如图13-12所示。其构成特点是各组成部分包括微机（或微机处理器）、程控部分、可控开关等均配有标准化的接口功能电路，并都与统一的总线相联。此特点决定了可很灵活地实现更改、增加测试内容的系统改建，且组成系统的各功能部件与设备均具有很强的通用性。 三、自动测试系统的应用 利用自动测试系统不仅能解决大量重复测试中因人体疲劳造成的易出错问题，而且能替代人去完成远距离或恶劣环境下的测试任务；它适用于被测相关信号瞬间出现难以捕捉的测量场合，在测量时间极短而数据处理工作量极大的测试任务中，能最大限度地提高工作效率。 * 五、频率的测量 测量频率的方法很多，其中数字测量也有很多种方式。这里介绍目前最好的数字测量方法—用电子计数器显示单位时间内通过的被测信号周期的个数实现对其频率的测定的方法。图12-20是按上述方法制成的计数式测频仪表的原理框图。 六、周期的测量 从原理上来讲，周期的测量与频率的测量是相同的。不同的是两种测量在门控信号与计数脉冲成分上正好互为对调，测量周期时，被测信号作为门控信号控制主计数门的开闭；而由石英晶体振荡器发出的标准时钟脉冲则充作了计数脉冲。这种以脉冲计数法测量周期的原理如图12-22所示。 七、相位的测量 测量两同频率信号的相位差，即测量相位也有多种方法。用由电子计数器构成的“数字式相位仪”实施测量是其中的一种。它具有测量速度快、直接读数和准确度高等优点。图12-23是这种数字式相位计的原理框图。图12-24给出了数字式相位计中各处的信号波形。 数字多用表（DMM,又称数字万用表或数字繁用表）是数显技术与新型大规模集成电路（LSI）技术的结晶。高准确度、高分辨率、高输入阻抗、数显、多重显示和多功能等优于模拟指针式万用表的性能特点，使其倍受亲睐。 第六节 数字多用表 一、数字多用表的构成原理 给直流数字电压表配以各种变换器，便可形成一系列数字式仪表。常见的交换器有交/直流电压、交或直流电流/直流电压、电阻/直流电压、电容/直流电压、温度/直流电压、功率、相位变换器和高灵敏度直流电压放大单元等。输出为直流电压的变换器与直流数字电压表相配合并经选择转换开关组装在一起，就形成了数字多用表。图12-28所示为数字多用表原理框图，图12-29则给出了数字多用表的外观与板面布置图。数字多用表的构成特点决定了被测电学量均转换为直流电压再进行测量；变换器实现模/模变换，之后，电压表完成模/数转换，并以高准确度数字配以被测电学量的单位显示出来。 三、数字多用表的测量准确度 数字多用表的测量准确度有如下两种表示方式： 准确度= （a%读取数值+b%满度值） （12-35） 准确度= （a%读取值+n个字） （12-36） 其中，“a%读取数值”为读数值误差项，“b%满度值”是满 度值误差项。 一、数字式频谱分析仪的工作原理 1、数字滤波式频谱分析仪 图12-31是一种数字式频谱分析仪的原理框图。与模拟式的相比，它用数字滤波器代替模拟滤波器；滤波器前加保持电路和模/数（A/D）转换器；控制器与时基电路操控滤波器中心频率顺序改变。 第七节 数字式频谱分析仪及其应用 2、快速傅里叶变换（FFT）式频谱分析仪 ： 若已知被测信号x(t)的采样序列xn(n=1,2,…),则可在计算机上按快速傅里叶变换计算方法迅速算出x(t)的频谱。 二、频谱分析仪应用举例 测量电力谐波的专用仪器是电力谐波分析仪。图12-32列举出电力谐波分析仪的一些典型应用场合。 十三章 微机化仪器及其自动测试系统 第三节 自动测试系统 第一节 智能仪器的特点与基本结构 第二节 智能仪器举例 一、智能仪器—内藏微机或微处理器式仪器 大规模集成电路技术使电子计算机从过去