电阻、电容和电感的数字化测量.ppt

电参量的数字化测量,本章内容,电路参数测量： 电阻、电容、电感的数字化测量，即把被测参数转换成直流电压或频率后进行测量。 电气参数测量：频率、相位、电压、电流、功率、电能等的测量。,理想电阻,考虑引线电感,考虑引线电感和分布电容,实际电阻等效电路,理想电容,考虑泄漏、引线电阻和电感,考虑泄漏、介质损耗等,C,C,实际电容等效电路,理想电感,考虑导线损耗,考虑导线损耗和分布电容,L,实际电感等效电路,电阻的数字化测量,一般测量方法,基本原理：恒定电流通过被测电阻，测得Rx两端的压降Ux和恒定电流Ix大小，RxUx/Ix 电位降法，比例运算器法，积分运算器法,比例运算放大器 一般测量方法,由,得,由,得,四端法测量小电阻(不能忽略引线电阻和接触电阻),分析Ra、 Rb 、 Rc 、 Rd Rb ：与运放串联，因运放输入电阻非常大， Rb无影响； Rc ：在反馈环里，对放大倍数无影响; Rd：与A/D串联，A/D输入阻抗很大，影响可忽略； Ra ：影响无法消除，尽量缩短Ra的引线。,积分运算器法 适于大电阻测量,测量范围可达到1091014，测量精度可达0.1。,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,电容的数字化测量,恒流法,Q=IT U=Q/C C=IT/U,与门,RS触发器,比较法,与门,窗口比较器,比例恒流源,电感的数字化测量,时间常数法,L/R,一般可取II/10,时间常数法,R+R1+R2为常数,提高充电电流初始阶段的线性度,由U1，U2，T，U,得,同步分离法,阻抗Z两端的电压为Uz=Uzmcos(t+)，所以,滤去2t项，有,同理有,同步分离法,频率、周期和时间间隔的数字化测量,频率的计数法测量,频率的定义 频率：单位时间内被测信号重复出现的次数。 f被测信号的频率； N电振动次数或脉冲个数； t产生N次电振动或N个电脉冲所需的时间。,频率的计数法测量原理,整形放大：将被测信号，转换为大小合适、前沿陡峭的脉冲，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：读出的频率值它转换为七段码，送LED数码管显示。,频率的计数法测量原理,计数法测量频率的误差分析,计数时的误差，量化误差，最大dN=1。,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关速度等，可认为是定值。,频率的计数法 适于高频信号的测量,计数法测量频率的误差分析,周期的定义 周期 T：指电信号一个循环所需要的时间，它与频率的关系为,周期的计数法测量,计数法测量周期的原理,周期计数法的测量误差 ：,适于低频信号的测量,计数法测量周期的测量误差,对于同一信号用直接测量频率和直接测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f0,中介频率,中介频率的物理意义,当信号频率 时选用频率计数法,当信号频率 时选用周期计数法,时间间隔的计数测量,相位的测量,本章小结,电阻的数字化测量 比例运算器法、积分