第三章電量和電路參數(shù)的測量第一節(jié)直讀測量第二節(jié)電位差計第三節(jié)電橋第四節(jié)數(shù)字式測量儀表第五節(jié)磁通與磁場強度的測試第一節(jié)直讀測量一、電流、電壓的直讀測量（一）測量電流的方法誤差

用電流表直接測量某支路中的電流的接線方法，圖中電源電壓為U，支路中的總電阻為R。

當電流表未接入時，支路中電流的實際值為：現(xiàn)接入內(nèi)阻為RA的電流表，電流值變?yōu)椋河捎陔娏鞅斫尤攵a(chǎn)生的方法誤差，用相對誤差表示為：上式表明，如果電流表的內(nèi)阻RA越小于支路總電阻R，則方法誤差愈小。式中的負號表示接入電流表以后，被測電流變小了。由于電壓表接入引起的方法誤差為：二、功率的直讀測量直流電路中負載吸收的電功率為：因此，可以用間接測量法測出P，即分別測出U和I，然后算出P，但這種方法往往會引入較大的方法誤差，不如用功率表直接測量準確。（一）三相電路有功功率的測量在交流電路中，負載吸收的有功功率為：三相電路有功功率直接測量法可有一功率表法、二功率表法和三功率表法。1．三功率表法式中，PA、PB、PC分別為A、B、C項負載所吸收的有功功率。用三功率表法測量三相負載有功功率的接線方法。b圖和c圖中只畫出功率表在一相中的接法，其余兩相類似。2、一功率表法按功率表的原理，PW1和PW2的讀數(shù)應(yīng)分別是：式中，β１為úAC與íA的相位差；β2為úBC與íB的相位差。顯然，P1和P2都不代表哪一相負載所消耗的有功功率，但可以證明，P1與P2之和卻代表了三相負載消耗的總有功功率P，即有：現(xiàn)證明如下：設(shè)負載為星形接法(若為三角形接法，也可化為星形接法)，則三相瞬時功率為：根據(jù)基爾霍夫電流定律，可寫成：上式兩邊在一個周期中求平均值，得到三相平均功率為：例：某臺電動機功率為2．5kW，功率因數(shù)cosφ＝0.886，線電壓為380V。解：由于電動機為對稱的三相負載，所以線電流為：負載阻抗角φ＝arccos0.866＝30０。于是PW1和PW2的讀數(shù)分別為：從相量關(guān)系可知：由于三相對稱，各線電壓相等，用ＵＬ表示；各線電流相等，用ＩＬ表示。則：由電學基礎(chǔ)知識可知，對稱三相電路的無功功率為：2．二功率表法當電路對稱時功率表讀數(shù)分別為：兩式之差，可寫成：（一）測量用互感器的結(jié)構(gòu)和工作原理按照變壓器的原理，當變壓器為理想情況時，一、二次電壓（Ｕl、Ｕ2）、電流（Ｉl、Ｉ2）間的關(guān)系為：式中，Ｎl、Ｎ2為一次繞組、二次繞組的匝數(shù)。電壓互感器一般為降壓變壓器。即：KHU注明在銘牌上。KHU一般為500V／100V，750V／100V……。電流互感器一般為“降流”變壓器。

設(shè)某電壓互感器在一定工作條件下，二次電壓實際值為Ｕ2，一次電壓的實際值為Ｕ1，而按額定電壓比計算出的一次電壓為：則該電壓互感器的比差為：式中，Ku＝Ｕ1／Ｕ2為在一定工作條件下，電壓互感器的實際電壓比。2．角誤差由于互感器一次、二次阻抗以及負載的影響，使電壓互感器一次、二次電壓之間的相位及電流互感器一次、二次電流間的相位不可能完全相同或相反，而是差了一個δ角，這個δ角稱為互感器的角誤差或相角差。3．互感器的準確度等級

互感器的準確度等級用互感器所容許的比差表示。例如，０.2級互感器是指在規(guī)定的工作條件下，它的比差不超過±0.2％。四、直流電路參數(shù)的直讀測量（一）用歐姆表、兆歐表測直流電阻

歐姆表、兆歐表測量電阻范圍：歐姆表能測量中值電阻1Ω至0.1MΩ；兆歐能測量高電阻0.1MΩ以上。問題：準確度低，故測量誤差大；測電阻時必須斷電，且與電路斷開；測量時要向被測對象輸出一定的電流和電壓，因此要注意不使被測元件受到損壞；歐姆表和兆歐表不能測非線性電阻。（二）用伏安法測量電阻用伏安法測量直流電阻為間接法。電壓表有兩種接法：電壓表前接法和電壓表后接法。如果忽略儀表本身的損耗，即認為電壓表讀數(shù)U、電流表讀數(shù)I、功率表讀數(shù)P，這時可寫成：如果被測對象是電感線圈，則可以根據(jù)電源頻率?進一步算出電感L為：電感線圈的品質(zhì)因數(shù)為：如果被測對象是有損耗的電容器，則上面所測得的R就是電容器串聯(lián)等效電路中的RS。其串聯(lián)等效電容CS和電容器的損耗因數(shù)D分別為：第二節(jié)電位差計電位差計是利用比較測量法采用補償原理直接測量電勢或電壓的儀器，它包括直流電位差計和交流電位差計兩種。一、直流電位差計的基本原理及其構(gòu)成(一)直流電位差計的工作原理直流電位差計是用比較測量電勢或電壓的一種儀器。比較的方法是采用補償法。目前經(jīng)常采用的一種電位差計的電路，它包括三個回路：（1）工作電流回路（2）標準回路（3）測量回路首先是調(diào)定工作電流。將S合在n邊，調(diào)節(jié)電位器RP1（Rn不動），使檢流計讀數(shù)為零。此時說明標準電阻Rn上的電壓降與標準電池的電勢En相互補償，即有：式中，Ｉ為工作電流。由于En和Rn是確定的，故Ｉ可以很準確地確定。在Ｉ確定后，就不允許再改變電器RP1，這時，將S合向x邊，然后移動測量電位器RPs的滑動觸點至Rh處，再一次使檢流計指針指零，于是有：（二）直流電位差計的溫度補償在電位差計允許的溫度范圍內(nèi)，其電勢可能是1.0180~1.0189V之間的某一值，即有0.9mV的誤差，這就會帶來溫度誤差，但只要在任何溫度下能保持En／Rn為定值就能消除溫度誤差。（三）直流電位計測量線路首先應(yīng)保證電阻有一定的準確度。為了提高準確度，測量電阻應(yīng)具有一定的調(diào)節(jié)細度。這就需要采用特殊的線路結(jié)構(gòu)來滿足：保證一定的準確度，并且有一定的讀數(shù)位數(shù)；有較寬的測量范圍和調(diào)節(jié)細度；有較高的電壓靈敏度，且穩(wěn)定。1．電位器式２．串聯(lián)代換式以上分析的兩種測量補償電路有一個共同的特點，就是在測量過程中補償回路的電阻改變，因此使指零儀的工作狀態(tài)和儀器的靈敏度發(fā)生變化，電刷對測量結(jié)果有影響。二、直流電位差計的使用(一)根據(jù)被測對象選擇電位差計1．阻值如果被測電勢的內(nèi)阻比較低，宜采用低阻電位差計；如果被測電勢內(nèi)阻較高，宜采用高阻電位差計。2．準確度應(yīng)根據(jù)要求的測量準確度選擇電位差計的準確度等級。電位差計允許基本誤差的表達式為：3．電勢根據(jù)被測電勢或電壓的大小選用電位差計，其選用原則是能用上電位差計的第一讀數(shù)盤，電位差計的上量限最好接近被測電勢或電壓的大小。（二）選擇合適的檢流計1．檢流計的靈敏度一般測量要求CU≤Δ可根據(jù)電位差計在某一范圍允許的誤差確定檢流計的電壓常數(shù)。2．阻尼狀態(tài)的選擇3．要滿足正常的工作條件4．工作電源的選擇5．細心聯(lián)接電位差計線路6．正確地測量7．電位差計的操作步驟電位差計屬于精密計量儀器，其保存條件如溫度、濕度、陽光、有害氣體等，要嚴格遵守要求，搬運時要輕拿輕放，不要振動，使用完畢要拆除所有電源。對電位差計要定期擦洗、檢定，使用條件急驟變化后，再靜放若干小時后方能再用。三、交流電位差計的工作原理交流電位差計的工作原理與直流電位差計大至相同，也是采用補償原理，由工作電流在工作回路電阻的一段上產(chǎn)生的已知電壓與被測電動勢相平衡。但交流電壓相等必須滿足三個條件：頻率、幅值、相角皆相等。（一）直角坐標式交流電位差計設(shè)被測電壓和補償電壓用直角坐標式來表示：若兩電壓相等，則實部和虛部分別相等，即：1．互感器移相型在互感器的二次繞組產(chǎn)生互感電勢：要想使測量準確度高，必須保持í2為常數(shù)，在互感器二次側(cè)回路中。式中，R為互感器二次側(cè)總電阻之和。2．阻容移相型（二）極坐標式交流電位差計如果用指數(shù)形式表示被測電壓ú1和補償電壓ú2，則：補償條件為：根據(jù)這個原理構(gòu)成的交流電位差計，叫做極坐標式交流電位差計。四、交流電位差計的特點和用途（一）交流電位差計的特點（1）能交直流兩用。若以直流標定，并且以直流供電，則交流電位差計就可以用來測量直流電壓。（2）若沒有使用外附分壓箱或分流器，在平衡時，具有非常高的阻抗。（3）準確度不高，很少超過0.2％，主要是受標定的交流電流表和移相器準確度所限。（4）對外部影響很敏感，如電磁干擾，因此必須采取屏蔽措施。（5）電源波形必須是純正弦波，具有恒定的已知頻率。（6）運用頻率范圍為20~10000Hz。（二）交流電位差計的應(yīng)用1．測量電壓2．測量電流3．測量功率4．測量阻抗測量阻抗需要測量電壓、電流和相位，如果用直角坐標式交流電位差計測出的阻抗Z兩端的電壓為Ux＋jUy和通過它的電流Ix＋jIy，則：第三節(jié)電橋電橋是一種比較儀器，可以直接測量電阻、電容、電感、互感、頻率、電容的損耗因數(shù)、電感線圈的品質(zhì)因數(shù)、磁性材料的損耗等。根據(jù)電源的性質(zhì)電橋分為直流電橋和交流電橋兩類。接線路的類型直流電橋又分為單電橋、雙電橋和單雙電橋三種。交流電橋分阻抗比電橋和變壓器電橋兩種。一、直流單電橋（一）電橋的平衡條件及其性質(zhì)Ubd＝0，即b和d兩點電位相等，于是可寫成：上兩式相等，則：得平衡電橋的性質(zhì)：電橋平衡條件僅僅是由橋臂各參數(shù)之間的關(guān)系確定的，而與電源電壓及指零器內(nèi)阻無關(guān)。（二）電橋的靈敏度平衡電橋中電阻R1變化ΔR1，那么它引起b、d之間輸出電壓的大小為：因為：所以：分子、分母同除以R1R3得：令：則：若R1、R2、R3、R4各臂的相對靈敏度分別為S1、S2、S3、S4，則：同理：這說明了平衡電橋各臂相對靈敏度相等。（三）電橋測量電阻原理則根據(jù)平衡條件，得：R2／R3可用比例系數(shù)k來表示，即：上述測量方法是在電橋平衡條件下進行的，把這種情況下使用的電橋，叫做平衡電橋。（四）實際的單電橋測量電路此電橋的比率臂，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)不同的比率k值，從10-3～103共七檔。此電橋的電阻測量范圍為1～106Ω，準確度為0.2級，但只在100～9999Ω的基本量限內(nèi)誤差才不超過±0.2％。二、直流雙電橋為了消除寄生電阻對測量結(jié)果的影響，人們設(shè)計了雙臂電橋。在單橋線路中引用兩個電阻分壓器?2和?3，這樣就構(gòu)成了雙電橋線路。三、交流電橋交流電橋雖然在形式上與直流電橋很相似，但由于采用的是交流電源，所以各個橋臂有可能全部表現(xiàn)為阻抗性質(zhì)。電路圖中Z1、Z2、Z3、Z4分別為四臂阻抗，D為交流指零儀。交流電橋的平衡條件，其特點為：（1）交流電橋的平衡條件必須滿足兩個條件，一是相對臂阻抗幅值積相等，二是兩相對橋臂阻抗幅角和相等。（2）由于交流電橋平衡必須同時滿足兩個條件，所以至少有兩個可調(diào)元件。（3）既要合理配置四個臂的阻抗性質(zhì)，也要合理選擇兩個獨立可調(diào)的參數(shù)才能使電橋平衡，并達到分別讀數(shù)的目的。四、變壓器電橋變壓器電橋就是用變壓器作為比例臂而組成的電橋。（一）變壓器電橋的特點（1）變壓器電橋的電壓比基本上是實數(shù)，精度高，在電壓比為1：1時，精度不低于10-6，且溫度和時間穩(wěn)定性高。（2）變壓器電橋靈敏度比一般電橋高，且在很寬的測量范圍內(nèi)，能得到恒定。（3）變壓器電橋的電壓比與一標準量具相結(jié)合就能相應(yīng)地等效為一個可調(diào)導(dǎo)納。（4）變壓器電橋的工作頻率很寬，可從幾十赫到100MHz。(5)變壓器電橋調(diào)節(jié)速度較快，便于實現(xiàn)自動化和數(shù)字化。(6)變壓器電橋可進行三端或四端阻抗的測量。（二）變壓器電橋的分類、工作原理和調(diào)節(jié)方式變壓器電橋基本上可分為三種類型：單邊電壓變壓器電橋；單邊電流變壓器電橋和雙邊變壓器電橋。1．單邊電壓變壓器電橋2．單邊電流變壓器電橋3．雙邊變壓器電橋上述三種類型的電橋電路，是目前發(fā)展各種變壓器電橋的基礎(chǔ)。其中單邊電壓變壓器的靈敏度比單邊電流變壓器的要高些。4．變壓器電橋的調(diào)節(jié)方式(1)調(diào)節(jié)電壓比。(2)調(diào)節(jié)標準阻抗。(3)阻抗與電壓比都可調(diào)，而且將可調(diào)阻抗改為很多個單一的標準電容。（三）用變壓器電橋測量三端阻抗在精密測量時，常會遇到三端阻抗。因此，為了精確地測量，必須消除對地電容對測量的影響。變壓器電橋側(cè)量三端阻抗的原理線路。利用變壓器電橋可以精確測量三端阻抗。這是變壓器電橋的又一特點。利用這個特點，可以在變壓器電橋上很容易用較小的標準電阻得到較大的標準電阻，以及用標準電容得到標準電感。1．利用小電阻獲得大電阻以三端網(wǎng)絡(luò)的Y－Δ轉(zhuǎn)換為基礎(chǔ)的。2．利用電容得到電感利用電容獲取電感電路第四節(jié)數(shù)字式測量儀表一、數(shù)字式儀表概述（一）數(shù)字儀表的發(fā)展60年代以來，在半導(dǎo)體器件和計算機技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上，結(jié)合電測技術(shù)創(chuàng)造出了完全新的數(shù)字式儀表。70年代以來，把微型計算機的功能引入數(shù)字儀表，產(chǎn)生了新型智能化儀表。（二）數(shù)字式儀表的特點1．準確度高2．靈敏度高3．測量速度快4．讀數(shù)準確5．測量過程自動化6．可聯(lián)機工作7．可在惡劣條件下工作二、電子計數(shù)器的基本原理電子計數(shù)器是一種能在一定時間內(nèi)對數(shù)字量進行計數(shù)，并將結(jié)果用數(shù)字量顯示出來的儀器。通過不同的內(nèi)部聯(lián)線，可以測量信號的頻率、周期、時間間隔等。（一）基本工作原理(二)基本組成框圖電子計數(shù)器的基本組成方框圖，除主門、計數(shù)電路和數(shù)字顯示器外，還包括兩個放大、整形電路和一個門控雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。電子計數(shù)器基本組成方框圖（三）基本工作邏輯電子計數(shù)器的工作是在控制電路的統(tǒng)一指揮下，按照“測量一顯示一復(fù)零”的程序自動地進行的。三、電子計數(shù)器的幾種測試功能（一）頻率測量1．測量原理2．電子計數(shù)器的計數(shù)誤差3．測量頻率時的誤差（二）周期測量1．測量原理用電子計數(shù)器測量周期時，因周期是頻率的倒數(shù)，故接法相反。即用被測信號作為門控信號去控制主門的開閉，把時間基準信號加到主控門的另一輸入端，作為計數(shù)的脈沖。2．測量周期的誤差（三）時間間隔的測量時間間隔的測量原理。把B、C信號分別從B、C電路輸入，作為門控雙穩(wěn)觸發(fā)電路的觸發(fā)信號，用B信號打開主門，用C信號去關(guān)閉，在主門開啟時，將周期為To，的時標信號送入計數(shù)器。若讀數(shù)為N，則表示主門打開時間為NTO，它就是B、C兩信號的時間間隔。事實上，只要測得同頻率信號的時間間隔，同時測出信號的周期T，也就測得了兩信號的相位差，即ψ＝2πNT。／T=3600T。N／T。四、單片三位半雙積分式A／D轉(zhuǎn)換器下面介紹目前應(yīng)用最廣的7106型A／D轉(zhuǎn)換器。7106是把模擬電路與邏輯電路集成在一塊芯片上，屬于大規(guī)模CMOS集成電路，主要有以下特點：（1）采用單電源供電，可使用9V迭層電池，有助于實現(xiàn)儀表小型化。電壓范圍較寬，規(guī)定為7~15V。（2）內(nèi)部有異或門輸出電路，能直接驅(qū)動LCD顯示器。（3）低功耗。本身消耗電流僅1.8mA，功耗約16mW。（4）輸入阻抗極高，典型值為1010Ω，對輸入信號無衰減作用。（5）整機組裝方便，無須外加有源器件，配上五個電阻、五個電容和LCD顯示器就能構(gòu)成一塊直流數(shù)字電壓表。如再加上轉(zhuǎn)換開關(guān)及其它輔助電路，便可組成數(shù)字萬用表。（6）內(nèi)部有時鐘電路。根據(jù)需要，可采用阻容振蕩器，或采用頻率穩(wěn)定性很高的石英晶體振蕩器，亦可外接時鐘信號。

（7）能通過內(nèi)部的模擬開關(guān)實現(xiàn)自動調(diào)零和自動顯示極性的功能。（8）在芯片內(nèi)部V+與COM端之間，有一個穩(wěn)定性很高的2.8V（典型值）基準電壓源。通過電阻分壓器可獲得所需要的基準電壓VREF，以保證A／D轉(zhuǎn)換的準確度。轉(zhuǎn)換準確度為±0.05%±1個字。（9）可以很方便地進行功能檢查。（10）噪聲低，失調(diào)溫漂和增益溫漂均很小。具有良好的可靠性，使用壽命長。五、典型三位半數(shù)字電壓表原理用7106構(gòu)成數(shù)字電壓表的典型線路，該表的量限VM=200mV，也叫基準檔或基本表。下面逐一介紹元件的作用。R1、C1為時鐘振蕩器的RC網(wǎng)絡(luò)。R2、R3是基準電壓的分壓電路，R2是可調(diào)電阻，R3是固定電阻。調(diào)整R2使基準電壓VREF=100.0mV。R2一般采用精密多圈（十圈）電位器。R4、C3為輸入端阻容濾波電路，以提高儀表的抗干擾能力，并增強儀表的過載能力。因7106輸入阻抗很高，輸入電流極小，故可取R4=1MΩ，C3＝0.01μF。C2、C4分別是基準電容和自動調(diào)零電容。R5、C5分別是積分電阻和積分電容。7106的模擬公共端與面板上表筆插孔COM連通，V+與COM之間有2.8V（典型值）的穩(wěn)壓輸出。數(shù)字電壓表的原理框圖。（一）雙積分式A／D轉(zhuǎn)換器這種轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換準確度高，抗串模干擾能力強，線路簡單，成本低，適宜作低速A／D轉(zhuǎn)換，主要由積分器、緩沖放大器和比較器組成。A／D轉(zhuǎn)換器的每個測量周期分自動調(diào)零、信號積分和反向積分三個階段。第一階段，自動凋零AZ：這時所有模擬開關(guān)的控制信號皆為高電平，使積分開關(guān)SINT、自動調(diào)零開關(guān)SAZ、基準電壓開關(guān)SR+與SR-均導(dǎo)通。一方面使輸入信號對模擬地短路；另一方面閉合反饋回路使積分器、比較器和緩沖放大器的輸出均為零；與此同時，基準電壓VREF向基準電容CREF充電，CREF的電壓被充到VREF。第二階段，信號積分（也稱采樣或正向積分）INT；受邏輯電路控制，對信號積分時，SAZ斷開，輸入端不再短路，積分器和比較器亦工作，被測電壓VIN送至積分器。在時間T1內(nèi)，A／D轉(zhuǎn)換器以VIN/（RINTCINT）的斜率對VIN進行正向積分。積分結(jié)果為：式中，K為緩沖放大器的電壓放大系數(shù)。第三階段，反向積分（觸積分）DE：在此階段內(nèi)，先對VIN作極性判斷，再用CREF上已充好的電壓VREF（此電壓極性與VIN的極性相反），以VREF／（RINTCINT）的斜率進行反向積分。經(jīng)過時間T2，積分器的輸出又回到零電平。其關(guān)系式為：每個測量周期劃分三個階段。自動凋零時間：3000TCP一1000TCP=2000TCP信號積分時間T1：4000TCP—3000TCP＝1000TCP反向積分時間T2：2000TCP—0＝2000TCP工作波形圖。(二)邏輯電路7106邏輯電路邏輯電路包括八個單元：1．時鐘脈沖發(fā)生器（時鐘振蕩器）時鐘脈沖發(fā)生器由7106內(nèi)部的兩個反相器（非門）F1、F2，以及外部元件R、C組成的。它屬于兩級反相的阻容振蕩器，輸出波形占空比為50％的方波。設(shè)蕩振周期為T，振蕩頻率為?0，它們的估算公式分別為：式中，τ=RC表示時間常數(shù)，單位是s。2．分頻器分頻器電路由一級四分頻、一級二分頻和兩級十分頻組成。十分頻電器與二～十進制計數(shù)器是相同的，二分頻器相當于一個觸發(fā)器，四分頻電路相當于兩級觸發(fā)器。3．二～十進制計數(shù)器用四位二進制數(shù)表示十進制數(shù)N時，通常采用“8．4、2、1”BCD碼，其數(shù)學表達式為：N＝23X3+22X2+21X1+20X0=8X3+4X2+2X1+X0

二～十進制同步集成電路計數(shù)器由四級T型觸發(fā)器和門電路構(gòu)成。4．澤碼器譯碼器的功能是將BCD碼澤成代表顯示器筆劃的碼。譯碼器是由門電路組合而成的，它的四個輸入端Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ分別接計數(shù)器的四個輸出端Q1、Q2、Q3、Q4。澤碼輸出端a～g的狀態(tài)，則是對輸入變量（０或１）進行各種組合的結(jié)果。譯碼器的輸出信號可驅(qū)動LCD顯示器，以顯示出相應(yīng)的數(shù)碼。5．異或門相位驅(qū)動器驅(qū)動電路采用異或門。異或門的特點是：當兩個輸入端A、B的狀態(tài)相異時，輸出端J為高電平；反之為低電平。其邏輯表達式為：異或門交流驅(qū)動波形。當異或門A端為“o”時，異或門輸出端J與BP端的相位一致，筆劃電極和公共電極的相位也相同，筆劃上的電位差為o，使筆劃消隱。當A端為“1”時，J端與BP端相位相反，即筆劃電極與公共電極的相位相反，二者疊加后有電位差，使該筆劃顯示。七段ＬCD驅(qū)動電路。圖中加在a、b、c筆劃上的方波信號與公共電極方波的相位相反，存在電位差，使這三段筆劃發(fā)光，而d、e、f、g上筆劃信號和公共電極方波屬于同相位，都不發(fā)光，故顯示數(shù)字“7”。6．控制器控制器的主要作用有三：一是識別積分器的工作狀態(tài)，適時地發(fā)出控制信號，使各模擬開關(guān)接通或斷開，使A／D轉(zhuǎn)換器循環(huán)進行；二是識別輸入電壓的極性，同時控制LCD顯示器的負號顯示；三是當輸入電壓超過量限時發(fā)出溢出信號，使千位數(shù)顯示“1”，其余數(shù)碼全部熄滅。7．鎖存器鎖存器也叫寄存器，把它的輸入端與計數(shù)器的輸出端接通后，可以存放A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果。鎖存器內(nèi)的數(shù)碼需經(jīng)譯碼后才能驅(qū)動LCD。8．LCD顯示器液晶顯示器（LCD）是60年代末研制出的顯示器件，目前已被廣泛應(yīng)用于數(shù)字萬用表，電子表和計算器中。液晶顯示器也稱液晶屏，它具有下列特點：（1）屬于無源顯示器件，它本身不發(fā)光，只能反射（或透射）外界光線。環(huán)境亮點越高，顯示越清晰。（2）驅(qū)動電壓低（3~10V），驅(qū)動電流?。◣孜玻?，功耗只有幾個至幾十個微瓦，可直接用CMOS集成電路驅(qū)動。

（3）不能采用直流電壓驅(qū)動，必須用交流（方波）電壓驅(qū)動。液晶顯示器的頻率特性較差，大約是幾十至幾百赫茲。驅(qū)動用的方波頻率一般選50~100Hz。六、虛擬儀器筒介(一)概述虛擬儀器是指以個人計算機為核心，以足夠的測量儀器硬件所支持，可以很方便地通過更換測量應(yīng)用軟件來改變其用途的測量信息處理系統(tǒng)。（二）32通道波形記錄儀波形記錄儀是一種常用的科學儀器。它既可以捕捉被測對象輸出的瞬態(tài)波形，也可以長期記錄被測對象的整個變化過程，因此用途非常廣泛。32通道波形記錄儀是一種基于個人計算機（PC）ISA總線的虛擬儀器，它將波形記錄儀所需的各種硬件，如程控前置放大器、A／D轉(zhuǎn)換器等，設(shè)計成符合PC總線的卡式結(jié)構(gòu)，可以插入PC機總線槽內(nèi)，作為PC機的外設(shè)進行管理。該波形記錄儀充分利用了PC機的強大資源優(yōu)勢，如利用PC機的巨大內(nèi)存作為波形數(shù)據(jù)的海量存貯器，利用CRT作為顯示設(shè)備，并配備了豐富的軟件供用戶使用。第五節(jié)磁通與磁場強度的測試一、感應(yīng)法磁通測試（一）沖擊檢流計法1．測量原理在被測磁場中，放入匝數(shù)為NB、面積為S的測量線圈，并使測量線圈的平面與被測磁場方向垂直，再將測量線圈的兩端與沖擊檢流計P相聯(lián)構(gòu)成回路，圖中R為整個回路的電阻，L為整個回路的電感。如果將測量線圈迅速從被測磁場中移動到磁場為零的地方，或?qū)y量線圈迅速反轉(zhuǎn)1800，必然引起測量線圈中的磁通發(fā)生變化，因此在線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動勢e，從而在回路中形成電流i。根據(jù)基爾霍夫定律，有：設(shè)測量線圈中的磁通為Φ，且е和Φ的參考方向滿足右螺旋關(guān)系，則由電磁感應(yīng)定律知：將上式兩邊在o～τ時間內(nèi)（t＝0為電流開始時刻，t=τ為電流結(jié)束時刻）積分，得：式中為在０、τ時刻穿過測量線圈的磁通。當測量線圈中磁通變化很快時，電流i的持續(xù)時間很短，這時Ｑ為一脈沖電量。式中，CФ

=RCq為沖擊檢流計的磁通沖擊常數(shù)；ΔΨ為測量線圈中磁鏈的變化量。２．CФ的測定方法測CФ的步驟如下：閉合Ｓ１、Ｓ２，調(diào)節(jié)R使通過標準互感器一次側(cè)線圈的電流為Ｉ，則二次側(cè)線圈中的互感磁鏈為：ψ＝ＭＩ式中，Ｍ為標準互感器互感。如果換向開關(guān)由一邊迅速倒向另一邊，則由于電流Ｉ反向，二次側(cè)線圈中磁鏈的變化量為：Δψ＝２ψ＝３ＭＩ若此磁鏈的變化量使沖擊檢流計產(chǎn)生第一次最大偏轉(zhuǎn)為am，則由式知：ＣФ＝Δψ／am＝２ＭＩ／am３．沖擊檢流計法應(yīng)注意的問題（１）ＣФ與檢流計回路總電阻有關(guān)，所以測ＣФ和測Ф應(yīng)保持檢流計回路總電阻不變，因此在測Ф時也應(yīng)接入同樣調(diào)定電阻Ｒ１和Ｒ２。（２）測量線圈面積Ｓ足夠小時，可以根據(jù)測得的磁通值換算出測量線圈所在位置的磁感應(yīng)強度和磁場強度，即Ｂ＝Ф／Ｓ；Ｈ＝Ｂ／μＯ。（３）測量時測量線圈的平面必須垂直于被測磁場，否則不能按上式求得Ｂ和Ｈ。但Ｓ也不能太小，否則由于ΔФ太小而影響測量靈敏度和準確度。（４）磁通的改變要足夠迅速，以滿足沖擊電流結(jié)束時，沖擊檢流計才開始運動的要求。否則將造成較大的測量誤差。（二）磁通表法磁通表（又稱韋伯表）是用來對恒定磁通進行直讀測量的儀表，它也是利用電磁感應(yīng)原理進行測量的。1．磁通表結(jié)構(gòu)２．磁通表的工作原理用磁通表測量磁通的工作原理。將磁通表測量機構(gòu)中動圈Nd與測量線圈NＢ相串聯(lián)，這時須將開關(guān)s合到“測量”一邊。磁通表測量磁通的工作原理圖（三）轉(zhuǎn)動線圈法如果測量線圈的軸線OO'與被測磁場的磁感應(yīng)強度B互相垂直，線圈平面的法線n與B之間的夾角為θ。此時，測量線圈中的磁通為Ф=BSCOSθ，式中S為測量線圈的面積。（四）數(shù)字磁通表法數(shù)字磁通表由?！獢?shù)（A／D）轉(zhuǎn)換器和計數(shù)器構(gòu)成。利用數(shù)字磁通表測量磁通具有直觀、精確度高、測量速度快、適于自動測量等優(yōu)點，是磁通測量技術(shù)的最新發(fā)展。（五）霍爾效應(yīng)法1．測量原理霍爾效應(yīng)是物質(zhì)在磁場中的一種特性，如果把一塊半導(dǎo)體薄片垂直放在磁感應(yīng)強度為Ｂ的磁場中，并沿著垂直于磁場方向通入電流Ｉ,由于薄片中的電荷在磁場中運動時必然要受到磁場的洛侖茲力FL的作用，因而使正、負電荷偏向另外兩側(cè)，此兩側(cè)面上聚集了異性電荷，因而產(chǎn)生了電勢差UH。這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，UH稱為霍爾電勢，此薄片稱為霍爾元件。2．霍爾效應(yīng)測場儀霍爾效應(yīng)測場儀又稱高斯計，一般由霍爾元件、補償網(wǎng)絡(luò)、控制電路、放大電路及指示器組成。國產(chǎn)ＣT一3型高斯計的電氣原理方框圖。3．高斯計的主要技術(shù)特性高斯計的主要誤差來源和消除方法如下：(1)溫度誤差?；魻栐幕魻柍?shù)ＲH及電阻率隨溫度變化而變化，因而引起溫度誤差。消除溫度誤差的方法是在霍爾元件上設(shè)置恒溫環(huán)節(jié)。(2)不等位電勢誤差?？梢酝ㄟ^儀器的調(diào)零消除此項誤差。(3)溫差熱電勢誤差。由于霍爾元件中各電極與霍爾元件材料接觸處的溫差熱電勢也將引起誤差，但是Ｈ和I中有一個是交變的，則此項誤差便可以得到足夠的抑制。(4)電阻率變化誤差。當磁場變化時，霍爾元件材料電阻率隨之變化而引起誤差。減小此誤差的方法是選用內(nèi)阻抗高的測量儀表或提高放大器的輸入阻抗。二、磁性材料靜態(tài)特性的測試磁性材料在直流磁場磁化下的磁特性，叫做靜態(tài)特性。具體地說，靜態(tài)特性是指基本磁化曲線、磁滯回線及其有關(guān)的各種磁參數(shù)，如剩磁，矯頑力，起始磁導(dǎo)率和最大磁導(dǎo)率等。沖擊法是測試磁性材料靜態(tài)特性的基本方法，它是由三個部分組成的。用沖擊法測量表態(tài)磁特性的原理線路圖(1)磁化線路。包括磁化線圈N、電位器Ｒ１、R2和開關(guān)S1、S2、S3以及電源Ｅ。(2)測量回路。包括測量線圈NB、沖擊檢流計P、限流電位器R3和保護開關(guān)S4等。(3)測量磁通常數(shù)回路