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电子测量

发布日期:2017-12-22 13:33:22 【关闭】
摘要:由于无线电电子学、微电子学及计算机技术的迅速发展和密切结合,电子测量已经成为测量学的极其重要的组成部分。电子测量是在低于光频的电磁頻谱中(直到0Hz)利用电子学手 段对常见的电磁场进行的测量,它在科技领域、尖端技术和现代化生产等各个领域内发挥着重要作用。各种电子测量仪器已经成为很多部门工作所必须的最基础设备之一。作为电子测量 的一个重要分支一通信测量的技术和仪器也随着现代通信技术的飞速发展而快速发展,目前 全世界用于通信测量的仪器占电子仪器的50%以上。通信测量技术和仪器的发展将直接影响 到现代通信技术的发展及通信质量的提高。通信测量手段的现代化已成为通信技术现代化的 重要条件和明显标志。

   由于无线电电子学、微电子学及计算机技术的迅速发展和密切结合,电子测量已经成为测量学的极其重要的组成部分。电子测量是在低于光频的电磁頻谱中(直到0Hz)利用电子学手 段对常见的电磁场进行的测量,它在科技领域、尖端技术和现代化生产等各个领域内发挥着重要作用。各种电子测量仪器已经成为很多部门工作所必须的最基础设备之一。作为电子测量 的一个重要分支一通信测量的技术和仪器也随着现代通信技术的飞速发展而快速发展,目前 全世界用于通信测量的仪器占电子仪器的50%以上。通信测量技术和仪器的发展将直接影响 到现代通信技术的发展及通信质量的提高。通信测量手段的现代化已成为通信技术现代化的 重要条件和明显标志。
   一、电子测量的内容
   进行电子测量时,被测对象全部采用国际单位制中的导出单位来度量。从实用角度建立起 来的一系列导出单位,既方便于进行直接测量,也有利于使各种常见量值的测置能达到更高的 精确度,同时还便于各种量值的统一 。电子测量内容可以从下列不同的角度进行分类。

   1.按测量对象分类
   (1) 能量信号,如电流、电压、功率、电场强度、电磁干扰和嗓声等参量。
   (2) 有关电信号特征的量,如信号的频率、相位、波形参数、脉冲参数、调制参数、頻谱、相关系数、信嗓比等,
   (3) 有关电路元件和材料的参数的量,如阻抗或导纳、电阻或电导、电抗或电纳,电感、电 容、品质因索、介电常数、导磁率等。
   (4) 有关有源和无源网络性能特性的量,如传输参数(衰减或增益、相位移,群延时等)、反 射参数(反射系数、电压驻波比)、灵敏度、分辨率、频带宽度及嗓声系数等。
   上述参量的分类并不严格,如频率既是电磁能量的属性,又是信号的重要特征,上述参量中最基本的就是电压、频率、阻抗这三个量。其他参量都能可以从基本参量中导出。
    2.按頻率分类
   这种方法以被测参数的频率来分类,一般以30kHz为分界线,分为低頻和高频测量.如果再分细一点,还可进一步分为音頻、视频、射頻和微波测量。实际上它们的界线不甚分明,常有交叉重叠,在有些情况下每种頻段还可以进一步细分.由于电子测量技术向宽頻带发展,有很 多仪器已能覆盖从直流一直到微波頻段。
   3.按电路、信号与系统的理论分析方法分类
   从电路、信号与系统的分析方法着眼,可以把电子测量分成时域、頻域、数据域和调制域测量.
时域测量研究被测参量和时间之间的关系,它又可分为单頻正弦波稳态测量、方波和阶跃 波瞬态测量及冲击波随机振动动态测量。
   频域测量研究被测参量和频率之间的关系,它又可分为经典的单頻正弦波点测、正弦波扫 频测量和白噪声广谱测量。
   调制域测量研究频率、相位、时间间隔与时间的关系,利用调制域测量,可以测量机械系统 以及数字通信系统中的抖动,以迅速识别出抖动源。还可用于对笛达系统、VCO特性进行快速 的测量和分析。
   数据域测量研究过程与“字”和亊件之间的关系,它包括数字系统的故障检测、故障定位, 故障诊断以及数据流的检测和显示等。
   二、电子测量的特点
电子测量由于测量对象繁杂,测量范围广,因此具有以下的一些特点;
   1. 量程和頻程范围宽
   电子测量的范围有的很宽,例如功率测量范围小至10-14W,大至108W,量程范围达1 :10 22。又如一台完善的頻率计数器可测量10-6到1011Hz的频率,量程范围达1 :1017,另一方面 电子测量包括光频以下从3X1014Hz到直流的整个电磁頻谱,即使同一参量,在不同頻段的测 量时,所用的方法和器具往往也有很大的差别。随着新技术的发展,电子测量仪器正在向宽董量程、宽頻程方向发展,如〇〜18GHz的宽頻程衰减器.
  2. 精确度S求不同
   电子测量中由于具体测量对象以及測量的頻程和量程的不同,其所能达到的精确度也可 能有很大差别.如頻率测量精度最高可达10-14量级,面常规测量中的失真度及Q值的测量精 度常常只能达到10-2量级。
   3.影响量众多,影响特性复杂
  测量系统外部千扰如电源电压波动、外界温度变化、电磁波、噪声等都会影响测量结果,此 外测量系统本身的某个工作特性的变化也可能会对另一工作持性发生作用,从而影晌测量结 果,所以在电子测量中必须严格控制测量环境及其条件,并根据不同测量要求采用正确的测量和连接手段。
    4.自动化、智能化
   计算机技术进入测量領域后大大提高了电子测量的智能化和自动化程度。测量仪器智能化能充分利用计算机的计算、存储功能实现间接测量的目的,从为数不多的直接测量结果中求 得其他有关参数的量值,从而实现多功能测量.这就导致了许多传统测量方法的改变,并引起 了电子测量中带有根本性的变革。如低、射頻以下各种电路参数的测量已由经典的电桥法和谐 振法改为电压电流法,另外智能化仪器具有很强的数据处理、自动校准、自动故障诊断的功能, 还可进行程控操作,测量自动化不仅可以极大地提高测量速度,完成人工难以胜任的测量任 务,而且也可以避免因溧移温升等不良影响引起的系统误差,易于进行大量重复的测量,通过 统计分析削弱随机误差,因此能大大提高测量精度.

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