現(xiàn)在是1頁\一共有89頁\編輯于星期一優(yōu)選第一節(jié)電參量的測量現(xiàn)在是2頁\一共有89頁\編輯于星期一電流I溫度物質(zhì)的量N發(fā)光強(qiáng)度J時(shí)間T質(zhì)量M長度L現(xiàn)在是3頁\一共有89頁\編輯于星期一2、物性參量的測試1、基本物理量的測試：SI制中的七個(gè)基本量：長度（L）、質(zhì)量（M）、時(shí)間（T）、電流（I）、溫度（Q）、物質(zhì)的量（N）、發(fā)光強(qiáng)度（J）機(jī)械類：粗糙度、平面度、同軸度、垂直度、硬度、剛度、強(qiáng)度等；物理類：濃度、濕度、黏度、密度、濁度、溶解度、透光度、速度、轉(zhuǎn)速、壓力/壓強(qiáng)、壽命、真空度、電離度、酸度、靈敏度、比熱、擴(kuò)散、輻射強(qiáng)度電壓、電阻/電導(dǎo)、功率、轉(zhuǎn)換效率、失真系數(shù)等；3、成分參量測試

化學(xué)元素測定、有機(jī)成分測定、化學(xué)結(jié)構(gòu)分析水分測定、碳水化合物測定、有毒/爆炸物/污染測定地質(zhì)勘探、能源探測生命跡象探測、生物生理參數(shù)測定現(xiàn)在是4頁\一共有89頁\編輯于星期一一維參量機(jī)械量位移、長度、間距、直徑、厚度、粗糙度、角度、弧度線/角速度、線/角加速度、剛度、硬度二維參量面積、平面度、曲度、垂直度、力、應(yīng)力、應(yīng)變、力矩、質(zhì)量、振動(dòng)、三維參量物理/熱工量力學(xué)參量體積、容量、錐度、熱力參量氣/液態(tài)參量電工量物性及成分量溫度、壓力、比熱、熱容量、傳導(dǎo)系數(shù)流速、流量、真空度、電離度、基本參量電壓、電流、電阻、電容、電感、功率、效率信號參量頻率、相位、波形、頻譜、功率譜、相關(guān)系數(shù)電磁參量

電場強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度、導(dǎo)磁率、磁阻、磁通量、電介常數(shù)物性參量

濃度、黏度、密度、濕度、導(dǎo)熱系數(shù)、溶解度、PH度成分參量

元素組成、化學(xué)成分、化學(xué)活性、化學(xué)極性生物參量

生物活性、生理參數(shù)、DNA序列、現(xiàn)在是5頁\一共有89頁\編輯于星期一測試方法的分類：電測法與非電測法直接測量與間接測量單次測量與多次測量等精度測量與不等精度測量偏差測量與零位測量模擬測量與數(shù)字測量手動(dòng)測量與自動(dòng)測量現(xiàn)在是6頁\一共有89頁\編輯于星期一第一節(jié)電參量的測量一、直流電壓測量二、交流電壓測量三、直流電流的測量四、交流電流的測量五、電阻、電容和電感的測量六、功率的測量七、頻率的測量八、相位的測量*現(xiàn)在是7頁\一共有89頁\編輯于星期一數(shù)字萬用表臺式高精度數(shù)字多用表卡鉗式萬用表模/數(shù)字萬用表現(xiàn)在是8頁\一共有89頁\編輯于星期一兆歐表高壓數(shù)字電壓表微電流計(jì)數(shù)字功率表模擬示波器數(shù)字示波器現(xiàn)在是9頁\一共有89頁\編輯于星期一一、直流電壓的測量 1、直流電壓的測量原理與方法圖1.直流電壓表測量電路

由圖1可知，當(dāng)直流電壓表并接于被測電路兩端時(shí)，由于R0的存在，電壓表所測得的電壓由原來的Ux改變?yōu)椋含F(xiàn)在是10頁\一共有89頁\編輯于星期一 2、數(shù)字式萬用表

數(shù)字萬用表均有電流電壓測量擋。與模擬式萬用表相比，主要優(yōu)點(diǎn)是：

(1)輸入阻抗高，一般直流輸入阻抗可達(dá)20MΩ以上。

(2)分辨力高，可精確到百分之一，即在10V擋，可分辨到0.1V，而指針式的模擬萬用表的分辨力為最小刻度間隔所代表的電壓值的一半，量程越大，分辨力越低。現(xiàn)在是11頁\一共有89頁\編輯于星期一圖2.數(shù)字直流電壓表測量電路框圖

數(shù)字電壓表一般由信號調(diào)理、模-數(shù)轉(zhuǎn)換、計(jì)數(shù)電路及控制電路幾大部分組成?，F(xiàn)在是12頁\一共有89頁\編輯于星期一二、交流電壓的測量

1、交流電壓的特征與量值表示圖3常見電壓的波形現(xiàn)在是13頁\一共有89頁\編輯于星期一

交流電壓的表示量值 交流電壓幅度值的相對大小常用峰-峰值、平均值和有效值來表示。

1)峰-峰值UP-P

峰-峰值表示信號的最大值與最小值的差。對于對稱的正弦信號來說，更常用的是峰值UP，其等于1/2的UP-P。如U(t)=Acosωct，則有UP-P=2A，UP=1A?，F(xiàn)在是14頁\一共有89頁\編輯于星期一

2)平均值 設(shè)電壓信號為U（t），其周期為T，則平均值為：

這時(shí)平均值的意義為：現(xiàn)在是15頁\一共有89頁\編輯于星期一 3)有效值URMS

有效值指的是信號的均方根值（RMS）。電壓信號的有效值用URMS表示，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為 對于正弦波U(t)=Umcosωct來說： （3-5） （3-4）現(xiàn)在是16頁\一共有89頁\編輯于星期一

工程上定義如下兩個(gè)參數(shù)：

（1）波形因數(shù)KF:

表示電壓的有效值與平均值之比，即

（2）波峰因數(shù)KP:

表示交流電壓的峰值與有效值之比，即 現(xiàn)在是17頁\一共有89頁\編輯于星期一 2、交流電壓的測量原理與方法

（1）測量方法

交流電壓測量最主要的方法是用交-直轉(zhuǎn)換器將交流電壓變換為直流電壓，然后再對直流電壓測量。根據(jù)轉(zhuǎn)換器的性質(zhì)不同，可分為下列三種：Ⅰ、峰值響應(yīng)—峰值交流電壓表Ⅱ、平均值響應(yīng)—平均值交流電壓表Ⅲ、有效值響應(yīng)—有效值交流電壓表現(xiàn)在是18頁\一共有89頁\編輯于星期一（2）測量原理

A、交流電壓的模擬測量

用模擬電路的技術(shù)和方法測量交流電壓，最常用的轉(zhuǎn)換器有峰值檢波器、平均值檢波器和有效值—直流變換電路工作原理如圖5（a）、（b）、（c）所示。（a）峰值檢波電路；（b）平均值檢波器；（c）有效值熱電偶式變換電路

以峰值電壓表為例，其顯示值是將峰值檢波器檢測到的電壓值除以波峰因數(shù)KP得到的，若顯示讀數(shù)為α，則現(xiàn)在是19頁\一共有89頁\編輯于星期一解：峰值檢波器的輸出為被測信號的最大幅度，由儀表的刻度關(guān)系知，被測方波的幅度為。由于方波的有效值與峰值相當(dāng)，故方波的有效值為14.1V。而對于有效值轉(zhuǎn)換器，其特性符合如下公式：由于不同頻率的諧波的乘積在（0，T）上積分為0，公式可以簡化為：例：用一峰值電壓表去測量一個(gè)方波電壓，讀數(shù)為10V，問該方波電壓的有效值是多少？現(xiàn)在是20頁\一共有89頁\編輯于星期一 1.檢波-放大式電壓表（峰值響應(yīng)法）

檢波-放大式電壓表直接對被測電壓信號進(jìn)行檢波，然后對轉(zhuǎn)化成的直流信號進(jìn)行處理并顯示，具有結(jié)構(gòu)簡單，輸入阻抗高，適用于高頻測量（幾百M(fèi)Hz）的特點(diǎn)。缺點(diǎn)是起始測量信號較大，非線性誤差亦大。目前多采用斬波式直流放大器，最高靈敏度可為幾十微伏，。其工作原理如圖6所示。

圖6檢波-放大式電壓表原理框圖（3）交流電壓的數(shù)字化測量

A、交流模擬電壓表峰值檢波器步進(jìn)分壓器

斬波式直流放大器微安表現(xiàn)在是21頁\一共有89頁\編輯于星期一

2、放大-檢波式電壓表（平均值響應(yīng)法）

放大-檢波式電壓表的工作原理如圖7（a）所示，這種電壓表的頻率范圍主要受放大器的帶寬限制，一般為20Hz-10MHz，而靈敏度受放大器內(nèi)部噪聲限制，一般為毫伏級。

各個(gè)組成單元的基本特性如下：

1）阻抗變換器

阻抗變換器的作用是對外（輸入）呈現(xiàn)高阻抗，對內(nèi)（輸出）呈現(xiàn)低阻抗，典型的電路如圖7（b）所示。其中，V1是高頻場效應(yīng)管，輸入電阻極大，輸入電容小于2pF；

V2為高頻晶體三極管，輸出電阻為R4，一般為100Ω，該電路傳輸衰減系數(shù)較小，且能驅(qū)動(dòng)75Ω電纜?，F(xiàn)在是22頁\一共有89頁\編輯于星期一

圖7放大-檢波式模擬電壓表原理框圖（a）放大-檢波式電壓表組成原理；（b）阻抗變換器；（c）衰減器；(d)檢波器現(xiàn)在是23頁\一共有89頁\編輯于星期一

2）衰減器 衰減器的作用是在測量大信號時(shí)對輸入信號進(jìn)行衰減以擴(kuò)大測量量程。衰減器亦要求有寬帶的特性，在高頻時(shí)要考慮電路與元件的分布電容效應(yīng)，采用復(fù)合阻容結(jié)構(gòu)，典型的衰減器如圖7（c）所示。當(dāng)R1C1=R2C2時(shí)，衰減比與頻率無關(guān)。

3）寬帶放大器 寬帶放大器一般選用寬帶線性集成放大器，如LM733，可工作在直流到50MHz的頻率范圍。

4）檢波器 常用的檢波器有峰值檢波器和倍壓檢波器，如圖6 （d）所示?，F(xiàn)在是24頁\一共有89頁\編輯于星期一 3．熱電偶式電壓表（有效值響應(yīng)法）

熱電偶不僅可以用于電流測量，而且可以作為電壓測量的核心部件。

4．外差式電壓表

由于頻響和靈敏度的限制，放大-檢波式電壓表、檢波-放大式電壓表和熱偶式電壓表均不可以用于高頻微伏級電壓檢測。這時(shí)可采用外差式電壓表，它的測量頻率可達(dá)幾百兆赫，靈敏度一般都是微伏級。其工作原理如圖8所示。圖8外差式電壓表原理框圖微安表現(xiàn)在是25頁\一共有89頁\編輯于星期一B、交流數(shù)字電壓表

低頻數(shù)字電壓表一般是在直流數(shù)字電壓表的基礎(chǔ)上增加放大器、交直流變換器而組成的，如圖9所示。 高頻數(shù)字電壓表的一般組成如圖9（b）所示。 它的檢波器探頭高頻特性較好。 寬帶數(shù)字電壓表的一般組成如圖9（c）所示?，F(xiàn)在是26頁\一共有89頁\編輯于星期一

圖9交流數(shù)字電壓表組成框圖 （a）低頻數(shù)字電壓表組成框圖； （b）高頻數(shù)字電壓表組成框圖； （c）寬帶數(shù)字電壓表組成框圖；

(d)智能型電子電壓表組成框圖現(xiàn)在是27頁\一共有89頁\編輯于星期一 C、交流電壓測量的其他應(yīng)用

1.脈沖電壓測量 脈沖電壓的特點(diǎn)是幅度較大，持續(xù)時(shí)間短。 如果用峰值檢波器檢測已知占空比的脈沖電壓，可以由數(shù)學(xué)的方法或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)對測量結(jié)果進(jìn)行合適的修正。

2.噪聲電壓測量 在電子學(xué)領(lǐng)域，噪聲電壓是一種普遍存在的隨機(jī)信號。典型的有電阻的熱噪聲、晶體三極管的內(nèi)部噪聲、電子放大器的輸出噪聲等等。在設(shè)計(jì)電子電路時(shí)，免不了要對噪聲，特別是高斯白噪聲進(jìn)行測量?，F(xiàn)在是28頁\一共有89頁\編輯于星期一三、直流電流的測量1、直流電流測量的原理與方法

圖10直流電流測量設(shè)電流表的內(nèi)阻為r，在圖10(a)所示測量電路中，原電路中電流I=E/R，而在圖10(b)所示的電路中，電流改變?yōu)镮′=E/(R+r)，兩者的誤差為：（一）直接測量法現(xiàn)在是29頁\一共有89頁\編輯于星期一（二）間接測量法（1）歐姆定律法當(dāng)運(yùn)算放大器AV很大時(shí)，可以近似得到：一般電流小電流利用歐姆定律可以得到：現(xiàn)在是30頁\一共有89頁\編輯于星期一（2）霍爾效應(yīng)法圖11(a)霍爾效應(yīng)直接測量直流電流圖11(b)霍爾檢零式直流電流測量KH

霍爾元件的靈敏度大電流小電流現(xiàn)在是31頁\一共有89頁\編輯于星期一

2、模擬直流電流表的工作原理

直流電流表多數(shù)為磁電式儀表，磁電式儀表一般由可動(dòng)線圈、游絲和永久磁鐵組成。線圈框架的轉(zhuǎn)軸上固定一個(gè)讀數(shù)指針，當(dāng)線圈流過電流時(shí)，在磁場的作用下，可動(dòng)線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn)，帶動(dòng)上面固定的讀數(shù)指針偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度與通過可動(dòng)線圈的電流成正比。模擬直流電流表具有不需電池驅(qū)動(dòng)、顯示穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)亦存在非線性誤差大、容易損壞等缺點(diǎn)。

3、數(shù)字萬用表測量直流電流的原理

數(shù)字萬用表是用電子技術(shù)來檢測直流電流的。通常在直流電流檔，對外電路來說，數(shù)字萬用表僅相當(dāng)于一個(gè)取樣電阻RN（不同的量程RN的值不同），測量時(shí)RN上有電壓信號Ui=IRN，其測量過程如圖所示。

現(xiàn)在是32頁\一共有89頁\編輯于星期一圖11交-直流轉(zhuǎn)換電路四、交流電流的測量

（一）低頻交流電流的測量原理

圖11所示的交直流轉(zhuǎn)換電路。1、交流電流檢測原理現(xiàn)在是33頁\一共有89頁\編輯于星期一（二）高頻交流電流的測量原理

我們可以通過測量這種與高頻電流密切相關(guān)的直流電流的大小，間接地檢測出高頻電流的大小，具體原理如圖12所示。圖12熱電偶電表原理現(xiàn)在是34頁\一共有89頁\編輯于星期一2、交流電流檢測方法（一）真有效值交-直流轉(zhuǎn)換器

圖13真有效值交-直流轉(zhuǎn)換器原理圖

現(xiàn)在是35頁\一共有89頁\編輯于星期一真有效值數(shù)字萬用表

★★現(xiàn)在是36頁\一共有89頁\編輯于星期一（二）平均值交-直流轉(zhuǎn)換器

圖14平均值交-直流轉(zhuǎn)換器原理圖

現(xiàn)在是37頁\一共有89頁\編輯于星期一微弱電信號的檢測微弱電信號是指電流/電壓<10-6A/V的信號.

微電流放大器適用于直流或低頻弱電流信號的檢測.

前置放大器適用于微弱音頻、微波、或短脈沖電信號的放大檢測.現(xiàn)在是38頁\一共有89頁\編輯于星期一五、電阻、電容和電感的測量1、電阻的測量（一）恒流源式測量電阻（二）恒流源式測量電阻現(xiàn)在是39頁\一共有89頁\編輯于星期一利用電阻變化進(jìn)行參量測量的敏感元件有:壓敏電阻——電阻應(yīng)變片熱敏電阻——金屬/半導(dǎo)體熱敏元件光敏電阻——光導(dǎo)管磁敏電阻——半導(dǎo)體磁阻元件現(xiàn)在是40頁\一共有89頁\編輯于星期一2、電容的測量圖17新型不平衡電橋測量電容電路

現(xiàn)在是41頁\一共有89頁\編輯于星期一3、電感的測量圖18新型不平衡電橋測量電感電路

現(xiàn)在是42頁\一共有89頁\編輯于星期一六、功率測量

一、直流低頻功率的測量

由電工學(xué)可知，功率即為單位時(shí)間內(nèi)所做的功。具體表達(dá)式為： 在電阻電路中，還可導(dǎo)出：現(xiàn)在是43頁\一共有89頁\編輯于星期一2、交流電路功率的測量 對于純電感電路，電流滯后電壓90°，如圖19（a）所示；對于純電容電路，電流超前于電壓90°，如圖12（b）所示。

圖19U與I的相位關(guān)系現(xiàn)在是44頁\一共有89頁\編輯于星期一

設(shè)，則平均功率為： 視在功率、無功功率與有效平均功率的關(guān)系為：

現(xiàn)在是45頁\一共有89頁\編輯于星期一

圖20為交直流功率表的工作原理與電路中單個(gè)負(fù)載的連接情況。圖20功率測量原理現(xiàn)在是46頁\一共有89頁\編輯于星期一

圖21中，兩個(gè)電壓線圈互相垂直安裝，一個(gè)與無感電阻相串聯(lián)，一個(gè)與電感器相串聯(lián)，所以可以近似地認(rèn)為兩線圈中的電流相位之差為90°。電流線圈是與電路相串聯(lián)的，與被測線路電流同相。圖21功率因數(shù)連接電路現(xiàn)在是47頁\一共有89頁\編輯于星期一

圖22經(jīng)典型電度表的結(jié)構(gòu)

感應(yīng)式電度表是利用電壓和電流線圈在鋁盤上產(chǎn)生的渦流與交變磁通相互作用產(chǎn)生電磁力，使鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)引入制動(dòng)力矩，使鋁盤轉(zhuǎn)速與負(fù)載功率成正比，通過軸向齒輪傳動(dòng)，由計(jì)度器積算出轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)而測定出電能。故電度表主要結(jié)構(gòu)是由電壓線圈、電流線圈、轉(zhuǎn)盤、轉(zhuǎn)軸、制動(dòng)磁鐵、齒輪、計(jì)度器等組成?，F(xiàn)在是48頁\一共有89頁\編輯于星期一3、高頻和微波功率的測量

在高頻和微波頻段的各項(xiàng)電子測量項(xiàng)目中，功率測量是主要項(xiàng)目之一。接收機(jī)的靈敏度是以能接收的最小功率來表征的。

高頻和微波頻段的功率測量都是基于將高頻和微波的能量轉(zhuǎn)換成熱、力、直流或低頻電量等能量形式來測量的。

按照測量的原理可以分為：

（1）測輻射熱器功率計(jì)受熱元件有熱敏電阻、鎮(zhèn)流電阻和薄膜測熱電阻等 （2）熱電偶式功率計(jì) （3）量熱式功率計(jì)現(xiàn)在是49頁\一共有89頁\編輯于星期一微波功率計(jì)現(xiàn)在是50頁\一共有89頁\編輯于星期一4、功率測量與電壓測量的電平表示

（1）絕對功率電平LP。以600Ω電阻上消耗1mW的功率作為基準(zhǔn)功率，任意功率與之相比的對數(shù)稱為絕對功率電平，其值為

（2）相對功率電平L現(xiàn)在是51頁\一共有89頁\編輯于星期一

由于600Ω電阻上消耗的功率為1mW，其上的電壓為0.775V，以此作為基準(zhǔn)電壓，可以確定電壓的絕對電平Lu和相對電平L′u分別為

要注意的是量程問題。電壓表的量程是乘數(shù)關(guān)系，電平表則是加法關(guān)系。因此在擴(kuò)大N倍量程的情況下，有現(xiàn)在是52頁\一共有89頁\編輯于星期一

例：用MF-20電子多用表的30V量程測量電壓，當(dāng)該量程的讀數(shù)為27.5V時(shí)，問該電壓信號對應(yīng)的分貝值是多少？ 解：因?yàn)镸F-20多用表將1.5V量程刻度線上的0.775V定義為0dB，30V量程是1.5V的20倍擴(kuò)展，27.5V示值位置對應(yīng)在1.5V量程上的讀數(shù)為1.38V，所以有現(xiàn)在是53頁\一共有89頁\編輯于星期一六、頻率與時(shí)間測量★

（一）頻率與時(shí)間測量的特點(diǎn) 與其他各種物理測量相比，頻率與時(shí)間測量具有如下特點(diǎn)：（1）時(shí)頻測量具有動(dòng)態(tài)性質(zhì)。 （2）測量精度高。 （3）測量范圍廣。 （4）頻率信息的傳輸和處理比較容易?，F(xiàn)在是54頁\一共有89頁\編輯于星期一頻率計(jì)

現(xiàn)在是55頁\一共有89頁\編輯于星期一

1、頻率測量的方法 出現(xiàn)并得到過應(yīng)用的測頻方法與儀器主要有以下幾種：

（1）諧振法：

利用LC回路的諧振特性進(jìn)行測頻(如諧振式波長表可測無源LC回路的固有諧振頻率）,測頻范圍為0.5~1500MHz。

（2）外差法：改變標(biāo)準(zhǔn)信號頻率，使它與被測信號混合，取其差頻，當(dāng)差頻為零時(shí)讀取頻率。這種外差式頻率計(jì)可測高達(dá)3000MHz的微弱信號的頻率，測頻精確度為10-6左右。 現(xiàn)在是56頁\一共有89頁\編輯于星期一

（3）示波法：在示波器上根據(jù)李沙育圖形或信號波形的周期個(gè)數(shù)進(jìn)行測頻。這種方法的測量頻率范圍從音頻到高頻信號皆可。

（4）電子計(jì)數(shù)器法：直接計(jì)數(shù)單位時(shí)間內(nèi)被測信號的脈沖數(shù)，然后以數(shù)字形式顯示頻率值。這種方法測量精確度高、快速，適合不同頻率、不同精確度測頻的需要?，F(xiàn)在是57頁\一共有89頁\編輯于星期一

2、電子計(jì)數(shù)器測頻法原理 計(jì)數(shù)是電子計(jì)數(shù)器最基本的功能。因此，盡管電子計(jì)數(shù)器的種類很多，但其基本的工作原理可用圖22所示的簡化方框圖加以說明。圖22電子計(jì)數(shù)器簡化方框圖被測信號標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號現(xiàn)在是58頁\一共有89頁\編輯于星期一

當(dāng)把周期為TA的脈沖信號由“1”端加入后，假設(shè)在閘門信號的上升沿主門打開，計(jì)數(shù)器對輸入脈沖信號進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，在閘門信號的下降沿主門關(guān)閉，計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，顯然計(jì)數(shù)器所計(jì)之?dāng)?shù)N為：現(xiàn)在是59頁\一共有89頁\編輯于星期一（二）通用電子計(jì)數(shù)器

1、通用電子計(jì)數(shù)器的主要技術(shù)性能 用于測頻的通用電子計(jì)數(shù)器其主要技術(shù)性能包括：

（1）測試性能：儀器所具備的測試功能，如測量頻率、周期、頻率比等。

（2）測量范圍：儀器的有效測量范圍。在測頻和測周期時(shí)，測量范圍不同。測頻時(shí)要指明頻率的上限和下限；測周期時(shí)要指明周期的最大值和最小值。現(xiàn)在是60頁\一共有89頁\編輯于星期一

（3）輸入特性：通用電子計(jì)數(shù)器一般由2~3個(gè)輸入通道組成，需分別指出各個(gè)通道的特性，包括：輸入耦合方式：有AC和DC兩種耦合方式。在低頻和脈沖信號計(jì)數(shù)時(shí)宜采用DC耦合方式。

（4）測量準(zhǔn)確度：常用測量誤差來表示，主要由時(shí)基誤差和計(jì)數(shù)誤差決定，時(shí)基誤差由內(nèi)部晶體振蕩器的穩(wěn)定度確定。 表1概括了以上三類振蕩器的頻率穩(wěn)定度?，F(xiàn)在是61頁\一共有89頁\編輯于星期一

（5）閘門時(shí)間和時(shí)標(biāo)：由機(jī)內(nèi)時(shí)標(biāo)信號源所能提供的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)信號決定。根據(jù)測頻和測周期的范圍不同，可提供的閘門時(shí)間和時(shí)標(biāo)信號有多種供選擇，如通常的0.01s、0.1s、1s、10s等。

（6）顯示及工作方式：

包括顯示位數(shù)、顯示時(shí)間、顯示方式等。顯示位數(shù)：可顯示的數(shù)字位數(shù)，如常見的8位。顯示時(shí)間：兩次測量之間顯示結(jié)果的時(shí)間，一般是可調(diào)的。 現(xiàn)在是62頁\一共有89頁\編輯于星期一

顯示方式：有記憶和不記憶兩種顯示方式。記憶顯示方式只顯示最終計(jì)數(shù)的結(jié)果，不顯示正在計(jì)數(shù)的過程。實(shí)際上顯示的數(shù)字是剛結(jié)束的一次測量結(jié)果，顯示的數(shù)字保留至下一次計(jì)數(shù)過程結(jié)束時(shí)再刷新。不記憶顯示方式可顯示正在計(jì)數(shù)的過程。但多數(shù)計(jì)數(shù)器沒有這種顯示方式。（7）輸出：包括儀器可輸出的時(shí)標(biāo)信號種類、輸出數(shù)據(jù)的編碼方式及輸出電平等。

2、通用電子計(jì)數(shù)器的測量功能

Ⅰ、頻率測量

頻率的測量實(shí)際上就是在單位時(shí)間內(nèi)對被測信號的變化次數(shù)進(jìn)行累加計(jì)數(shù)。其原理框圖如圖23所示?，F(xiàn)在是63頁\一共有89頁\編輯于星期一圖23頻率測量的原理框圖N現(xiàn)在是64頁\一共有89頁\編輯于星期一圖24周期測量的原理框圖

Ⅱ.周期測量 周期是頻率的倒數(shù)，因此周期的測量和頻率的測量正好相反。其原理框圖如圖24所示?，F(xiàn)在是65頁\一共有89頁\編輯于星期一

3.時(shí)間間隔測量 時(shí)間間隔測量和周期的測量都是測量信號的時(shí)間，因此測量電路大體相同，所不同的是測量時(shí)間間隔需要B、C兩個(gè)通道分別送出起始和停止信號去控制門控雙穩(wěn)電路以形成閘門信號，其工作原理如圖25所示。圖25時(shí)間間隔測量的原理框圖

現(xiàn)在是66頁\一共有89頁\編輯于星期一圖25輸入信號任意兩點(diǎn)間的時(shí)間間隔測量示意圖現(xiàn)在是67頁\一共有89頁\編輯于星期一

4.相位差測量 相位差測量通常是指兩個(gè)同頻率的信號之間的相位差的測量。相位差測量的主要方法有示波器法、比較器法、直讀法等。利用電子計(jì)數(shù)器也可進(jìn)行相位差的測量，它是時(shí)間間隔測量的一個(gè)應(yīng)用。瞬時(shí)值數(shù)字相位差測量原理框圖如圖26所示，通過測量兩個(gè)正弦波上兩個(gè)相應(yīng)點(diǎn)之間的時(shí)間間隔，可換算出它們之間的相位差。圖26瞬時(shí)值數(shù)字相位差測量原理框圖現(xiàn)在是68頁\一共有89頁\編輯于星期一圖27瞬時(shí)值數(shù)字相位差測量工作波形現(xiàn)在是69頁\一共有89頁\編輯于星期一

設(shè)被測信號周期為Tx，門控信號u3的寬度，亦即兩個(gè)信號相位差Δφ對應(yīng)的時(shí)間為tφ，則

式中，Ts為時(shí)標(biāo)信號周期。 由以上兩式可得：現(xiàn)在是70頁\一共有89頁\編輯于星期一

兩次測量結(jié)果取平均值： 再利用式（6-7）可得相位差。

5.頻率比fB/fA測量 頻率比是指兩路信號源的頻率的比值。其測量原理與頻率、周期測量的原理類似，如圖28所示。圖28頻率比測量原理框圖現(xiàn)在是71頁\一共有89頁\編輯于星期一圖29累加計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí)的原理框圖6.累加計(jì)數(shù)和計(jì)時(shí) 累加計(jì)數(shù)是電子計(jì)數(shù)器最基本的功能，是指在一段較長時(shí)間內(nèi)累加被測信號的脈沖個(gè)數(shù)，測量原理框圖如圖29所示?，F(xiàn)在是72頁\一共有89頁\編輯于星期一圖30電子計(jì)數(shù)器的自校原理框圖

7.自校 在使用電子計(jì)數(shù)器測量之前，應(yīng)對電子計(jì)數(shù)器進(jìn)行自校，一是檢驗(yàn)電子計(jì)數(shù)器的邏輯關(guān)系是否正常，二是檢驗(yàn)電子計(jì)數(shù)器能否準(zhǔn)確地進(jìn)行定量測量。自校的原理框圖如圖30所示?，F(xiàn)在是73頁\一共有89頁\編輯于星期一圖31通用電子計(jì)數(shù)器的基本組成框圖

（三）通用電子計(jì)數(shù)器的基本組成 通用電子計(jì)數(shù)器一般由六大部分組成，如圖31所示現(xiàn)在是74頁\一共有89頁\編輯于星期一

1.輸入通道部分 通用計(jì)數(shù)器的輸入電路一般包含A、B、C三個(gè)輸入通道（圖6.11中只畫出A、B兩個(gè)通道，因此在測量時(shí)間間隔時(shí)需配時(shí)間間隔測量插件——通道C），其中A為主通道，頻帶較寬；B、C主要在測量周期、頻率比以及時(shí)間間隔時(shí)使用，稱為輔助通道。三個(gè)輸入通道都由放大器、衰減器及整形電路等組成。

2.計(jì)數(shù)器 計(jì)數(shù)器由觸發(fā)器構(gòu)成,對來自主門的脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)。在數(shù)字儀表中，最常用的是按8421碼進(jìn)行編碼的十進(jìn)制計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器的最高工作頻率決定了儀器的最高測量頻率。目前計(jì)數(shù)器都已集成化，在使用時(shí)可當(dāng)做一個(gè)邏輯部件使用?，F(xiàn)在是75頁\一共有89頁\編輯于星期一

3.顯示部分 顯示部分將累計(jì)的結(jié)果以十進(jìn)制數(shù)字的形式顯示出來。它包括譯碼和顯示電路。 電子計(jì)數(shù)器以數(shù)字方式顯示出被測量，目前常用的有LED顯示器和LCD顯示器。LED為數(shù)碼顯示，其優(yōu)點(diǎn)是工作電壓低，能與COMS/TTL電路兼容，發(fā)光亮度高，響應(yīng)快，壽命長。

LCD為液晶顯示，其突出優(yōu)點(diǎn)是供電電壓低和微功耗，它是各類顯示器中功耗最低的。同時(shí)，LCD制造工藝簡單，體積小而薄，特別適用于小型數(shù)字儀表。特別是近年來圖形點(diǎn)陣LCD的大量應(yīng)用，為儀器帶來了更加豐富、直觀、智能的操作界面?，F(xiàn)在是76頁\一共有89頁\編輯于星期一

4.時(shí)間基準(zhǔn)部分 時(shí)間基準(zhǔn)電路包括晶體振蕩器、分頻器、倍頻器以及時(shí)基選擇電路。

5.主門及控制部分 控制電路一般由雙穩(wěn)電路、單穩(wěn)電路等構(gòu)成，它包括門控電路，工作方式選擇電路，記憶、顯示時(shí)間和復(fù)原控制電路等?？刂齐娐返淖饔檬钱a(chǎn)生各種指令信號，如閘門脈沖、閉鎖脈沖、顯示脈沖、復(fù)零脈沖、記憶脈沖等，控制和協(xié)調(diào)各單元電路的工作，使整機(jī)按一定的工作程序完成測量任務(wù)。

6.電源部分 這部分電路包括整機(jī)電源電路、晶體振蕩器和恒溫槽電源電路。

現(xiàn)在是77頁\一共有89頁\編輯于星期一圖32量化誤差的形成

（四）通用電子計(jì)數(shù)器的測量誤差分析

1.測量誤差的來源

1）量化誤差 如圖32所示，雖然閘門開啟時(shí)間都為T，但因?yàn)殚l門開啟時(shí)刻不一樣，計(jì)數(shù)值一個(gè)為9，另一個(gè)卻為8，兩個(gè)計(jì)數(shù)值相差1。現(xiàn)在是78頁\一共有89頁\編輯于星期一圖33噪聲和干擾產(chǎn)生的觸發(fā)誤差

量化誤差的相對誤差為：

2）觸發(fā)誤差 施密特電路輸出規(guī)則的矩形波，如圖33(a)所示。現(xiàn)在是79頁\一共有89頁\編輯于星期一

3）標(biāo)準(zhǔn)