测控电路第八章电量测量电路.ppt

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,中国计量学院,*,Click to edit Master title style,第八章 电量测量电路,测量是定量认识世界的唯一手段。,电量电压或电流转换为频率或时间后测量。,非电量转换为电量测量（传感器）,中国计量学院,第一节,频率测量,频率和周期互为倒数，测量属于同一个范畴,时间频率测量,常用方法：计数器法、示波器法。,高频端，用计数器法；低频端，用测量周期的方法。,中国计量学院,计数器测频原理图,第一节,频率测量,一、计数器法,中国计量学院,第一节,频率测量,单位时间内通过主闸门的脉冲数为：,f,x,被测频率；,N,计数器计数结果；,f,晶体振荡器输出频率；,k,分频器分频系数，由分频器决定，对应闸门时间射定。,中国计量学院,第一节,频率测量,计数器测量频率的误差：,1、量化误差,被测频率：,T,0,闸门时间,中国计量学院,第一节,频率测量,2、标准频率误差,延长,T,，,倍频,f,x,，,可以提高测量准确度。10,-7,10,-10,通常要求计数器的时基误差比量化误差小一个数量级，所以通常不考虑时基误差。,中国计量学院,第一节,频率测量,二、示波器法,1、直接测量,示波器显示波形，读取信号周期，求得频率。,2、频率比对,频率相近的信号进行比对，不确定度可达10,-6,中国计量学院,第一节,频率测量,当信号存在微小频差时，图形周期性变化，变化周期为频差的倒数。,中国计量学院,第一节,频率测量,图形重复变化,n,次所需要的时间为,T，,则：,若测量时间的误差为,T,，,测量频率的相对误差为：,实际测量时，频差不能大于2赫兹，不容易读取；不能太小，否则测量时间太长。,中国计量学院,第一节,频率测量,三、低频信号测量,使用测量周期的方法进行，使用被测量信号作为门限信号，对标准高频率进行计数，转化获得。,中国计量学院,第二节,相位测量,一、直读法,原理：将被测量相位转化为电压或电流，然后测量。,1、相敏检波法,c,a,u,s,T,1,C,1,V,D1,V,D2,C,2,R,1,R,2,R,P,u,o,T,2,u,s1,+,e,d,b,u,s2,+,u,c,+,相加式半波相敏检波电路,相加式相敏检波电路被测信号,Us,与参考信号,Uc,符合,Uc,Us,二极管开关由,Uc,控制。,相位测量时取,Uc,=Us,两个二极管电压为,U1=,Uc,+Us,U2=,Uc,-Us,中国计量学院,第二节,相位测量,当,U,cm,=,U,sm,时：,0,o,180,o,时，输出电压：,K,是半波整流的整流系数。,鉴相器不能鉴别相位的超前或滞后。,在90,o,附近，鉴相器线性最好，灵敏度最高。,中国计量学院,第二节,相位测量,2、脉冲变换法,中国计量学院,第二节,相位测量,二、计数器法,计数结果,N,与闸门打开时间关系为：,闸门打开时间与被测信号周期及,u1,和,u2,之间的相位差关系为：,所以：,相位差与计数结果成正比。,缺点：测量结果与被测信号的频率有关,中国计量学院,第二节,相位测量,由于计数器可以测量频率，可以通过两次测量完成相位差测量。,由,u1,和,u2,控制门控电路，测量一个周期内的计数结果,M：,需要两次测量，为了直接显示被测相位，可以设标准脉冲信号频率为被测信号频率的3.610,n,倍,例：,f,0,=,3.610,3,f,被测信号的相差为：,中国计量学院,