电阻电容和电感的数字化测量课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电参量的数字化测量,电参量的数字化测量,1,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。,本章内容 电路参数测量：,2,理想电阻,考虑引线电感,考虑引线电感和分布电容,R,R,L,0,R,C,0,L,0,实际电阻等效电路,理想电阻考虑引线电感考虑引线电感和分布电容RRL0RC0L0,3,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,C,R,0,R,0,L,0,R,0,实际电容等效电路,理想电容考虑泄漏、引线电阻和电感考虑泄漏、介质损耗等CCCR,4,理想电感,考虑导线损耗,考虑导线损耗和分布电容,L,R,0,L,C,0,L,R,0,实际电感等效电路,理想电感考虑导线损耗考虑导线损耗和分布电容LR0LC0LR0,5,电阻的数字化测量,电阻的数字化测量,6,一般测量方法,基本原理：,恒定电流通过被测电阻，测得R,x,两端的压降U,x,和恒定电流I,x,大小，R,x,U,x,/I,x,电位降法，,比例运算器法，积分运算器法,一般测量方法,7,比例运算放大器,一般测量方法,由,得,由,得,比例运算放大器 一般测量方法 由得由得,8,四端法测量小电阻,(不能忽略引线电阻和接触电阻),分析R,a、,R,b、,R,c、,R,d,R,b,：与运放串联，因运放输入电阻非常大，,R,b无影响；,R,c,：在反馈环里，对放大倍数无影响;,R,d,：与A/D串联，A/D输入阻抗很大，影响可忽略；,R,a,：影响无法消除，尽量缩短,R,a的引线。,四端法测量小电阻(不能忽略引线电阻和接触电阻)分析Ra、,9,积分运算器法,适于大电阻测量,测量范围可达到10,9,10,14,，测量精度可达0.1。,积分运算器法 适于大电阻测量测量范围可达到109101,10,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,误差分析,11,电容的数字化测量,电容的数字化测量,12,恒流法,Q=IT U=Q/C C=IT/U,与门,RS触发器,恒流法 Q=IT U=Q/C,13,比较法,与门,窗口比较器,比例恒流源,比较法 与门窗口比较器比例恒流源,14,电感的数字化测量,电感的数字化测量,15,时间常数法,L/R,一般可取II/10,时间常数法L/R 一般可取II/10,16,时间常数法,R+R,1,+R,2,为常数,提高充电电流初始阶段的线性度,由U,1,，U,2,，,T，U,得,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,17,同步分离法,同步分离法,18,阻抗Z两端的电压为U,z,=U,zm,cos(t+)，所以,滤去2t项，有,同理有,同步分离法,阻抗Z两端的电压为Uz=Uzmcos(t+)，所以滤去2,19,频率、周期和时间间隔的数字化测量,频率、周期和时间间隔的数字化测量,20,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 频率的定义,21,频率的计数法测量原理,频率的计数法测量原理,22,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,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,23,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。,计数法测量频率的误差分析 计数时的误差，量化误差，,24,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,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,25,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,周期的计数法测量,26,计数法测量周期的原理,计数法测量周期的原理,27,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,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,28,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,f,0,中介频率,中介频率,29,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 时选用频率计数,30,时间间隔的计数测量,时间间隔的计数测量,31,相位的测量,相位的测量,32,本章小结,电阻的数字化测量,比例运算器法、积分运算器法,电容的数字化测量,恒流法，比较法,电感的数字化测量,时间常数法，同步分离法,频率、时间间隔和相位的测量,脉冲计数法，,中介频率,本章小结电阻的数字化测量,33,