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第五章 数字测量方法1.ppt

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作 业 1.结合框图说明双积分型数字电压表的工作原理和特点。(4.2) 2.用一台 位DVM的2V量程测量1.2V电压。已知该仪器 的固有误差 求由于固有误差产生的测量误差。它的满度误差相当于 几个字?(4.6) 3.简述测量频率比、相位的工作原理,并绘出仪器的构成 框图。(4.8 有所改变) 4.欲用电子计数器测量 的频率,采用测频(选 用闸门时间 )和测周期(选用 时标信号)两种方 法,试计算由 误差而引起的测频误差。(4.15) 双积分型(U-T)DVM的工作原理 双积分型DVM的特点: (1)仪表的准确度主要取决于基准电压UN的准确度和稳定度,与积分器的参数基本无关,即不必选用精密积分元件,从而提高了整个仪表的准确度。 (2)两次积分都是对同一时钟脉冲源进行计数,从而降低了对脉冲源频率准确度的要求。 (3)串模干扰通过积分过程而减弱,因而具有较强的抗干扰能力。 5.1.3 DVM的测量误差 DVM的固有误差通常用下列两种方式表示: Ux是测量值(被测电压的读数),Um是该量程的满度值。 a%Ux是与读数成正比,称为读数误差。 b%Um不随读数变化,称为满度误差。满度误差与被测电压大小无关,而与所取量程有关。 5.1.3 DVM的测量误差 例如,用一只四位DVM的5V量程分别测量5V和0.1V电压,已知该仪表的准确度为 =±0.01%Ux±1个字,求由仪表的固有误差引起测量误差的大小。 5.2直流数字电压表 以 位直流数字电压表为例,给出了电路图和原理框图。 5.3 多用型数字电压表 AC-DC R-U I-U 直流DVM DC AC R I 图4.3.2 多用型DVM原理框图 多用型数字电压表的基本测量方法以直流电压的测量为基础。 测量时,先把其它参数变换为等效的直流电压U,然后通过测量U获得所测参数的数值。 5.3 多用型数字电压表 5.3.1 AC-DC转换器 (1)运放式半波检波电路 图4.3.5 AC-DC变换器电路原理图 (2)精密全波检波电路 图4.3.7 精密全波电路检波器的波形及特性曲线 图4.3.6 精密全波检波电路原理图 5.3 多用型数字电压表 5.3.2 R-U转换器 1. 用一个恒流源流过被测电阻,通过测量被测电阻两端的电压,即可得到被测电阻的阻值。 2. 为了实现不同量程电阻的测量,要求恒流源可调。 图4.3.8 R-U转换器原理电路原理图 5.3 多用型数字电压表 5.3.3 I-U转换器 1. 将被测电流流过标准电阻,通过测量电阻两端的电压,即可得到被测电流。 2. 为了实现不同量程的电流测量,可以选择不同的取样电阻。 图4.3.10 I-U转换器原理电路原理图 本次课小结 直流DVM原理、特点(测量范围、分辨力) 逐次比较式DVM框图与工作原理 双积分型DVM框图与原理及特点 DVM的测量误差 多用型DVM原理: AC-DC变换器 R-U变换器 I-U变换器 第二次课主要内容 5.4 频率的测量 5.5 时间的测量 5.6 相位的测量 小结与作业 相关知识点回顾 频率和周期的概念 什么是误差合成? 误差合成公式 5.4 频率的测量 频率的定义:周期信号在单位时间(1s)内的变化次数(周期数)。 1、采用天文观测方法,以地球自转周期(1天)确定的时间,即1/(24×60×60)=1/86400为1秒,其误差约为10-7量级。 对地球自转的季节性变化(影响自转速率)作修正得到,第二类世界时(UT2):准确度为3×10-8 。 关于秒的定义? 5.4 频率的测量 5.4.1标准频率源 原子频标的基本原理: 原子(分子)由一个能级向另外一个能级跃迁时,会以电磁波的形式辐射或吸收能量,得到稳定而又准确的频率。这就是原子频标的基本原理。 1967年10月,第13届国际计量大会正式通过了秒的新定义。1972年起实行,为全世界所接受。秒的定义由天文实物标准过渡到原子自然标准,准确度提高了4-5个量级,达5×10-14(相当于62万年±1秒),并仍在提高。 铯-133原子能级跃迁相对应的辐射9 192 631 770个周期的持续时间-------1秒。 5.4 频率的测量 5.4.2电子计数式频率计的原理 频率的定义:如果在一定时间间隔
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