《電子測量技術(shù)》課件-第12章

第12章電子測量技術(shù)的綜合運(yùn)用12.1科學(xué)制訂測量方案12.2正確使用和維護(hù)電子測量儀器12.3電子測量設(shè)備的優(yōu)化配置與優(yōu)化設(shè)計(jì)

12.1科學(xué)制訂測量方案

12.1.1測量任務(wù)的分析在受理了測量任務(wù)之后,第一件工作就是要對該任務(wù)進(jìn)行詳盡的分析。要分清楚所要進(jìn)行的是電量測量,還是非電量測量;是簡單的直接測量,還是復(fù)雜的組合測量;是時(shí)間域測量、頻率域測量,還是調(diào)制域測量;是低頻測量,還是高頻測量。此外,還要進(jìn)一步分析該測量對實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確度的具體要求。

12.1.2測量工具的選擇

電子測量儀器是完成電子測量任務(wù)的基本工具。

在具體的選擇過程中要注意兩方面的問題:

一是測試功能的針對性,如測量波形要選用示波器,測量頻率特性要選用掃頻儀;

二是技術(shù)等級的一致性。

具有相同功能的電子測量儀表,其技術(shù)指標(biāo)往往差異很大,精度高的儀表價(jià)格昂貴,精度差的儀表技術(shù)指標(biāo)較低。

12.1.3測量環(huán)境的準(zhǔn)備

任何測量都是有條件的測量。測量環(huán)境主要包括測量設(shè)備工作的溫度、濕度、壓力,供電電源的頻率、幅度、平穩(wěn)性等。有些對電磁干擾比較敏感的測量要在電磁屏蔽室里進(jìn)

行。另外,有些測量(如產(chǎn)品的可靠性測量)要在特定條件下長時(shí)間地連續(xù)進(jìn)行。

12.1.4測量系統(tǒng)的建立

實(shí)際的測量,可以是由一臺儀器去測試一個(gè)或多個(gè)參數(shù),也可以是由多臺儀器相互配合測量一個(gè)過程的多個(gè)參數(shù)?，F(xiàn)代電子測量更多的是將帶有接口的程控儀器和被測對象、

通用計(jì)算機(jī)組成測量系統(tǒng)。單一的測量系統(tǒng)構(gòu)成如圖12.1所示。

圖12.1單一的測量系統(tǒng)構(gòu)成

多儀器組成的自動測量系統(tǒng)如圖12.2所示。圖12.2多儀器組成的自動測量系統(tǒng)

12.1.5測量流程的設(shè)定

用單一儀器進(jìn)行單一參數(shù)的測量,往往按儀器的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行操作。對于較為復(fù)雜的測量,特別是一些非標(biāo)準(zhǔn)和非常規(guī)的測量,在確定測量方案時(shí),要制訂具體的操作步驟、方法,形成測量程序,也稱操作定義,以書面的形式,讓實(shí)際測量者在測量時(shí)嚴(yán)格照章執(zhí)行。

例如,為測定某壓控振蕩器的壓控特性,假定被測壓控振蕩器的工作電壓為+12V,壓控范圍為5~10V,制訂如下測量流程(見圖12.3):

(1)將E312A型數(shù)字頻率計(jì)接于壓控振蕩器的輸出端;

(2)用YB3203型直流電源給壓控振蕩器加上+12V直流電源;

(3)將YB3203型直流電源的可調(diào)電壓加于壓控振蕩器的壓控電壓端口,使控制電壓

為零;

(4)可調(diào)電壓調(diào)整穩(wěn)定為5V,記錄E312A的數(shù)值;

(5)每次可調(diào)電壓增加0.5V,重復(fù)(4)的操作過程;

(6)經(jīng)過10次測試,按照記錄的可調(diào)電壓值和E312A的對應(yīng)讀數(shù)值,繪出U－f曲線。

圖12.3壓控振蕩器的壓控特性測量

12.2正確使用和維護(hù)電子測量儀器

12.2.1電子測量儀表的基本運(yùn)用和基本操作

除了少數(shù)綜合性電子測量儀器,一般的電子測量儀表僅具有相對單一的基本功能和明顯的局部適應(yīng)性。

一般來說,元件類測試儀器功能比較單一,容易選擇。比如電阻可用數(shù)字萬用表來測量,電感與電容可以用電橋或LC測試儀表來測量。如果我們要測量一個(gè)電阻,選擇萬用表還是電橋,主要考慮精度問題,若精度要求不高,則取前者;若精度要求很高,則應(yīng)取后者。對電信號參數(shù)的測量,情況要相對復(fù)雜。

在選擇合適的測量工具去完成確定測量任務(wù)的過程中,測量工作者還必須足夠地重視測量儀器對被測電路的影響,否則往往會得出錯(cuò)誤的測量結(jié)果。

例如,有如圖12.4所示的電路圖12.4某放大器電路

12.2.2電子測量儀表的變通使用與功能擴(kuò)展

在測量條件受限或測量精度要求不是十分苛刻的場合,往往可以通過對現(xiàn)有測量儀表的變通使用或適當(dāng)增加附加設(shè)備來擴(kuò)展其功能,以完成在通常規(guī)則下難以完成的測量任務(wù)。例如,選頻電平表是一個(gè)窄帶選頻測量儀表。

12.2.3電子測量設(shè)備的檢查、校準(zhǔn)與維護(hù)

作為一種電子產(chǎn)品,電子測量儀器經(jīng)過一段時(shí)間的使用,免不了會出現(xiàn)一些問題。關(guān)鍵是要及時(shí)發(fā)現(xiàn),并加以維修與校正。按照國家的有關(guān)規(guī)定,生產(chǎn)企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)的電子儀器每年均要經(jīng)過多級計(jì)量部門的技術(shù)檢定,以保證測量結(jié)果的正確性與有效性。

對電子測量儀器的維護(hù)包括按技術(shù)規(guī)范進(jìn)行使用和按正常規(guī)程進(jìn)行維修兩個(gè)方面。所謂按技術(shù)規(guī)范進(jìn)行使用,就是要在儀器生產(chǎn)廠家給定的電源、溫度、濕度、氣壓等條件下

使用,并且注意通風(fēng)、散熱,防止震動、沖擊等,對于有機(jī)械裝置的特殊儀器需定期加潤滑油,對于有使用壽命限制的元件(如老式儀表的電子管)要定期更換等。

12.3電子測量設(shè)備的優(yōu)化配置與優(yōu)化設(shè)計(jì)

12.3.1電子測量設(shè)備的優(yōu)化配置要做好電子測量設(shè)備的優(yōu)化配置,大致需遵循以下幾項(xiàng)原則:(1)系統(tǒng)性原則。(2)先進(jìn)性原則。(3)經(jīng)濟(jì)性原則。

12.3.2電子測量設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)

為了充分提高經(jīng)濟(jì)效益,人們既可以通過對單個(gè)儀表的合理組合(即優(yōu)化配置)來實(shí)現(xiàn),也可以通過設(shè)計(jì)性能價(jià)格比較高的新型儀表(即優(yōu)化設(shè)計(jì))來滿足電子測量工程的需要,而且這是一種更積極、更有效的方法。

電子測量設(shè)備的總體發(fā)展趨勢是數(shù)字化、多功能,對于諸如通信工程領(lǐng)域的專業(yè)測量儀表,其技術(shù)水準(zhǔn)上升十分迅速,多種數(shù)字化、綜合性專用測試儀器層出不窮。相對來說,

常用電子測量設(shè)備雖然也在不斷進(jìn)步,但前進(jìn)的步伐要慢得多。常用電子測量儀表品種繁多、功能單一、體積較大的缺陷仍未得到根本改觀,而目前微電子技術(shù)與電子測