电子测量技术
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1.2 电子测量技术的特点和意义

1.2.1 电子测量的定义

电子测量是测量学的一个重要分支。从广义上说,凡是利用电子技术进行的测量都可以说是电子测量;从狭义上说,电子测量是指在电子学中对有关电的量值的测量。

1.2.2 电子测量技术的特点

电子测量技术的最新水平往往是科学技术最新成果的反映。因此,与其他测量技术相比,电子测量技术具有以下几个明显的特点。

1.测量速度快

由于电子测量是通过电子运动和电磁波的传播来进行的,因此它具有其他测量方法无法类比的速度。如现代数字示波器,其采集速率一般都能达到20GSa/s,美国Tektronix (泰克公司)DPO/DSA70000B系列示波器具有50GSa/s的实时采样速率。

2.测量频率范围宽和测试动态范围广

采用电子测量技术测量,除可测量直流外,还可测量交流。依靠计算机的运算、处理能力,适时地切换量程及更换仪器设备,就不难获得较宽的频率和较广的动态测试范围。如我国华东电子测量仪器研究所研制的矢量网络分析仪,一次扫描可完成45MHz~40GHz全频段幅频特性和相频特性的测量; 2~20GHz系统动态范围为110dB。美国FLUKE(福禄克公司)Fluke8845A 6.5位高精度数字多用表除了测量直流,还可测量交流电压,频率范围3Hz~300kHz;交、直流电压测量的最高分辨率为100nV,最高输入电压可达1000V。

3.测量准确度高

电子测量仪器的准确度比其他测量仪器高很多,尤其是对频率、时间的测量。由于采用原子频标和原子秒作为基准,可以使测量准确度达到10−6 数量级,甚至更高。美国Agilent(安捷伦科技公司)Agilent53132A计数器的系统不确定度在最坏情况下为500ps。

4.易于实现遥控

电子测量可以通过各种类型的传感器实现遥控、遥测。例如对于远距离、环境恶劣以及人体不便接触或无法达到的区域(如人造卫星、深海、核反应堆内),可通过传感器或通过电磁波、光、辐射方式进行测量。北京中科泛华测控技术有限公司的VTS-3000(L系列)实验型汽车轮速/位置传感器测试系统,采用PXI总线架构的系统,适合多种传感器测试,易于实现高速自动化测试系统。

5.易于实现测量过程自动化和测量仪器的智能化

电子测量的测量结果和它所需要的控制信号都是电信号,非常有利于直接或通过模/数转换与计算机相连接,实现自动记录、数据运算和分析处理。计算机测试技术则更是充分利用计算机的优势,在计算机上创建智能仪器和智能专家系统,大大增强了仪器的功能,降低了构建仪器的成本。美国NATIONAL INSTRUMENTS(国家仪器公司)利用图形化的编程环境,结合高性能硬件以及集成式的定时和同步功能,以最低成本,更灵活的方式创建完全自定义的测量系统。