第4章-数字化电测仪表3ppt课件.ppt

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1、第4章数字化电测仪表4.1概述4.2频率/周期的数字化测量4.3相位的数字化测量4.4电压的数字化测量4.4电阻、电容的数字化测量4.6电功率的数字化测量4.7微机化仪表back1.4.5电阻、电容的数字化测量2）比率法1）比例运算法第4章数字化电测仪表2.4.6电容的数字化测量2)脉宽调制法back1)容抗法第4章数字化电测仪表3.4.6电功率的数字化测量Uo>0K1接通+UNUo<0K1接通-UNUo>0K2接通+UyUo<0K2接通-Uy第4章数字化电测仪表单相功率测量积分器输出电压：由此得到被测电压平均值：同时乘法器输出电压平均值为：4.54.

2、6电功率的数字化测量第4章数字化电测仪表让Ux是被测负载端电压，Ix是流经负载的电流，则E0与负载上消耗的功率数值成正比，可实现功率测量。时间分割式乘法器波形图.4.7微机化仪表测量过程和控制的软件化仪器硬件变得简单、体积与功耗均减小、可靠性提高、灵活性增强、自动化程度更高。可实现简单的人机对话、自检、自诊断、自校准、LCD或LED显示和打印输出等。在软件控制方式下，改换仪器功能并不需要更换硬件，仅改变软件即可。这是传统的纯硬件式仪器所不及的。第4章数字化电测仪表微机化仪表的特点：6.智能仪器最突出的特点，主要表现为能改善测量的准确度和对测量结果进行再

3、加工。对测量结果进行在线处理，方便、快速、可避免主观因素干扰。可执行多种算法，实现各种误差的计算与补偿、能校准测量仪器的非线性。降低测量误差，提高测量准确度。数据处理能力4.7微机化仪表第4章数字化电测仪表微机化仪表的特点：7.多功能化增加了仪器的测量功能，是一台纯硬件仪器无法比拟的。灵活的功能切换、量程切换、算法切换、硬件模块置换、显示方式选择、控制功能增选……简单公式“仪器=AD/DA+CPU+软件”4.7微机化仪表第4章数字化电测仪表微机化仪表的特点：8.4.7微机化仪表第4章数字化电测仪表微机化仪表的结构：9.仪器仪表技术的发展有两条主线：一条

4、是从模拟仪表、数字化仪表到智能仪表；另一条是从单台仪器、叠架式仪器系统到虚拟仪器。传统的仪器是一个独立的装置，有机箱，操作面板，信号输入输出端，还有开关、旋钮等。检测结果输出的方式有指针式表头、数字式和图形等，可能还有打印输出。虚拟仪器一般由三大功能块组成：信号的采集和控制、信号的分析与处理以及结果的表达与输出。这些功能块全部都是以硬件(或固化的软件)的形式存在。第4章数字化电测仪表4.7.1虚拟仪器的概述10.4.7.1虚拟仪器的概述利用计算机软硬件资源，把仪器的三大功能全部放在计算机上实现。在计算机中插入数据采集卡，用软件在屏幕上生成仪器面板，用软

5、件来进行信号处理分析，实现传统仪器的功能，这就是虚拟仪器。虚拟仪器是指具有虚拟仪器面板的个人计算机仪器。它由通用的个人计算机、模块化功能硬件和控制软件组成。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个仪表的关键。操作者可以通过修改软件的方法，方便地改变、增减仪器系统的功能与规模，所以有“软件就是仪器”之说。第4章数字化电测仪表11.4.7.2虚拟仪器的系统构成常用的虚拟仪器系统是数据采集系统、通用接口总线(GPIB)仪器控制系统、VXI仪器系统以及三者间的任意组合。第4章数字化电测仪表12.4.7.2虚拟仪器的系统构成(1)数据采集

6、系统数据采集系统框图第4章数字化电测仪表13.4.7.2虚拟仪器的系统构成(2)GPIB仪器控制系统通用接口总线GPIB(GeneralPurposeInterfaceBus)为PC机与可编程仪器之间的连接系统，定义了电气、机械、功能和软件特性，是虚拟仪器发展的第一阶段。一个典型的GPIB测量系统由一台PC机、一块GPIB接口板卡和若干台GPIB仪器通过标准的GPIB电缆连接而成。GPIB把可编程仪器与计算机紧密地联系起来，从此电子测量由独立的、手工操作的单台仪器向组成大规模自动测试系统的方向迈进。第4章数字化电测仪表14.4.7.2虚拟仪器的系统构成

7、GPIB优点可以用计算机实现对仪器的操作和控制，替代传统的人工操作方式，实现自动测试，排除人为因素造成的测试误差，提高了可靠性和效率。可以方便地将多台仪器组合起来，形成较大的自动测试系统，高效、灵活地完成各种不同规模的测试任务。还可以很方便地扩展传统仪器的功能。因为仪器同计算机连在一起，仪器测量的结果送到计算机里，在计算机这边增加不同的分析处理算法，就相当于增加了仪器的功能。第4章数字化电测仪表15.4.7.2虚拟仪器的系统构成(3)VXI仪器控制系统VXI(VMEExtensionforInstrumentation)总线是一种高速计算机总线—VME

8、(VersaModuleEurocard)总线在仪器领域的扩展。VXIbus规范是一个开放的体