电子测量论文-交直流电压数字测量方法的研究

《电子测量论文-交直流电压数字测量方法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、电子测量论文论文题目：交直流电压数字测量方法的研究学院：电子工程学院年级：2011专业：电子信息工程姓名：陈丽君学号：20114117任课教师：李孝友2014年5月8日摘要本文介绍了用数字采样技术测量交流电压信号的方法，从交流电压的定义及测量采样原理并采样电路和旁证实验验证了文中技术方案的有效性和可行性。目前通用的交流电压的测量方法采用基于模拟电路的有效值AC-DC变换方式。由于模拟电路的一些固有缺点限制了测量的精确度水平。在分析了当前测量交流电压的原理及硬件实现的优缺点后，本文提出了用数字采样测量交流电压的方法

2、。通过对被测交流信号的数字采样过程，可以得到交流信号本身的全部信息，而不仅仅是有效值和频率。本课题通过研究高准确交流信号的测量，并保证了高准确度，交流电压的测量范围是有效值2V以下，频率2KHZ以下，采样电路由模拟电路和数字电路两部分构成。模拟电路部分主要是被测交流信号通过跟随器输入到采样AD芯片中，模拟电路的主要功能是把被测信号完整准确的输入到ADC芯片中进行采样，并防止数字电路对模拟电路产生干扰。关键词A/D转换器；基准；测量误差；交流电压；直流电压I目录摘要I第一章交直流电压基准1一、基准概念1（一）直流电

3、压基准1（二）交流电压基准3第二章A/D转换器的原理4一、A/D转换器的概念4二、A/D转换器的工作原理4第三章交直流电压数字测量5一、交直流电压数字测量的原理及方法5（一）交流电压数字测量的原理及方法5（二）直流电压数字测量的原理及方法6二、测量的影响误差5结论12第一章交直流电压基准一、基准概念基准用来复现某一基本测量单位的量值，只用于鉴定各种量具的精度，不直接参加测量。基准分为三类：（1）一级基准，又称主基准和国家基准：具有最高水平的基准，一个国家只有一个。（2）二级基准，又称副基准：副基准的量值精度由主基

4、准确定，用以代替主基准向下传递或代替主基准参加国际比对。（3）三级基准，又称工作基准：工作基准用来直接向下属标准量具进行量值传递，用以检定下属计量标准量具的精确度。基准的特性：基准具有权威性和相对性。（一）直流电压基准1、标准电池利用化学反应产生标准电压（1.01860V）饱和型：电压年稳定性可小于0.5μV，相当于5×10-7），温度系数较大（约－40μV/℃）。用于计量部门恒温条件下的电压标准器。不饱和型特点：温度系数很小（约－4μV/℃），但稳定性较差。2、半导体电压基准：利用齐纳二极管的稳定特性制作的电压

5、基准3、量子电压基准：基于约瑟夫森（Josephson）效应的量子电压基准约瑟夫森量子隧道结：12将2块超导体通过厚度约10埃的绝缘层隔开，构成的超导体-绝缘体-超导体（SIS）结构称为约瑟夫森隧道结约瑟夫森量子效应：在约瑟夫森结两边加上电压V时，产生穿透绝缘层的超导电流，这是一种交变电流，这种现象称为交流约瑟夫森效应。约瑟夫森量子逆效应：将约瑟夫森结置于微波场中，约瑟夫森结上得到量子化阶梯电压Vn的现象，称为约瑟夫森量子逆效应。约瑟夫森量子电压基准国际计量委员会的建议：从1990年1月1日开始，在世界范围内同时

6、启用了约瑟夫森电压量子基准（JJAVS，10-10）。并给出KJ-90=483597.9GHz/V。约瑟夫森量子阵:约瑟夫森结产生的量子电压较低（mv级），将成千上万个或更多的约瑟夫森结串联得到约瑟夫森结阵（JJA），可产生1V至10V的电压。12我国的约瑟夫森量子电压基准：1993年底，1V约瑟夫森结阵电压基准，测量不确定度达到6×10-91999年底，10V约瑟夫森结阵电压基准，合成不确定度为5.4×10-9（二）交流电压基准双测热电桥准确度：直流电压标准准确度为10-5，则得到的高频电压标准准确度可达10-

7、3。双测热电桥----自动平衡12第二章A/D转换器的原理一、A/D转换器的概念A/D转换器是用来通过一定的电路将模拟量转变为数字量。模拟量可以是电压、电流等电信号，也可以是压力、温度、湿度、位移、声音等非电信号。但在A/D转换前，输入到A/D转换器的输入信号必须经各种传感器把各种物理量转换成电压信号二、A/D转换器的工作原理A/D转换器的工作原理：（1）逐次逼近法（2）双积分法（3）电压频率转化法逐次逼近法逐次逼近式A/D是比较常见的一种A/D转换电路，转换的时间为微秒级。采用逐次逼近法的A/D转换器是由一个比

8、较器、D/A转换器、缓冲寄存器及控制逻辑电路组成。逐次逼近式A/D转换器的基本原理是从高位到低位逐位试探比较，好像用天平称物体，从重到轻逐级增减砝码进行试探。逐次逼近法转换过程是：初始化时将逐次逼近寄存器各位清零；转换开始时，先将逐次逼近寄存器最高位置1，送入D/A转换器，经D/A转换后生成的模拟量送入比较器，称为Vo，与送入比较器的待转换的模拟量Vi进行比较，若Vo