1.2 電子測量技術的特點和意義
1.2.1 電子測量的定義
電子測量是測量學的一個重要分支。從廣義上說,凡是利用電子技術進行的測量都可以說是電子測量;從狹義上說,電子測量是指在電子學中對有關電的量值的測量。
1.2.2 電子測量技術的特點
電子測量技術的最新水平往往是科學技術最新成果的反映。因此,與其他測量技術相比,電子測量技術具有以下幾個明顯的特點。
1.測量速度快
由于電子測量是通過電子運動和電磁波的傳播來進行的,因此它具有其他測量方法無法類比的速度。如現代數字示波器,其采集速率一般都能達到20GSa/s,美國Tektronix (泰克公司)DPO/DSA70000B系列示波器具有50GSa/s的實時采樣速率。
2.測量頻率范圍寬和測試動態范圍廣
采用電子測量技術測量,除可測量直流外,還可測量交流。依靠計算機的運算、處理能力,適時地切換量程及更換儀器設備,就不難獲得較寬的頻率和較廣的動態測試范圍。如我國華東電子測量儀器研究所研制的矢量網絡分析儀,一次掃描可完成45MHz~40GHz全頻段幅頻特性和相頻特性的測量; 2~20GHz系統動態范圍為110dB。美國FLUKE(福祿克公司)Fluke8845A 6.5位高精度數字多用表除了測量直流,還可測量交流電壓,頻率范圍3Hz~300kHz;交、直流電壓測量的最高分辨率為100nV,最高輸入電壓可達1000V。
3.測量準確度高
電子測量儀器的準確度比其他測量儀器高很多,尤其是對頻率、時間的測量。由于采用原子頻標和原子秒作為基準,可以使測量準確度達到10?6 數量級,甚至更高。美國Agilent(安捷倫科技公司)Agilent53132A計數器的系統不確定度在最壞情況下為500ps。
4.易于實現遙控
電子測量可以通過各種類型的傳感器實現遙控、遙測。例如對于遠距離、環境惡劣以及人體不便接觸或無法達到的區域(如人造衛星、深海、核反應堆內),可通過傳感器或通過電磁波、光、輻射方式進行測量。北京中科泛華測控技術有限公司的VTS-3000(L系列)實驗型汽車輪速/位置傳感器測試系統,采用PXI總線架構的系統,適合多種傳感器測試,易于實現高速自動化測試系統。
5.易于實現測量過程自動化和測量儀器的智能化
電子測量的測量結果和它所需要的控制信號都是電信號,非常有利于直接或通過模/數轉換與計算機相連接,實現自動記錄、數據運算和分析處理。計算機測試技術則更是充分利用計算機的優勢,在計算機上創建智能儀器和智能專家系統,大大增強了儀器的功能,降低了構建儀器的成本。美國NATIONAL INSTRUMENTS(國家儀器公司)利用圖形化的編程環境,結合高性能硬件以及集成式的定時和同步功能,以最低成本,更靈活的方式創建完全自定義的測量系統。