電子測量與儀器第三版課件

1、電子測量技術(shù)電子測量技術(shù)陳勐勐陳勐勐上課教材：上課教材：電子工業(yè)出版社，陳尚松等，電子測量與儀器第三版具體課時安排：具體課時安排：3030學(xué)時理論學(xué)時理論 + 12+ 12學(xué)時實驗學(xué)時實驗v 考核辦法:平時實驗20%、作業(yè)與出勤等20%、理論考試60%v 理論考試內(nèi)容：作業(yè)60%、課堂重點強調(diào)的內(nèi)容20%、課堂未強調(diào)內(nèi)容10%、實驗知識10%注：以上內(nèi)容稍加改動即為試題v 考試形式： 閉卷本課程的任務(wù)v 掌握通用電子測量技術(shù)的基本測量原理和測量方法v 具備一定的誤差理論知識和數(shù)據(jù)處理能力v 了解通用電子測量儀器的技術(shù)性能v 理解基本電信號參數(shù)、電路元器件參數(shù)的概念和基本測量方法v 熟悉現(xiàn)代電子

2、測量技術(shù)中的智能儀器、虛擬儀器、合成儀器第1章 緒 論 1.1 1.1 測量概述測量概述1.2 1.2 電子測量儀器概述電子測量儀器概述 1.3 1.3 計量的基本概念計量的基本概念1.4 1.4 電子測量儀器的發(fā)展概況電子測量儀器的發(fā)展概況 1.5 1.5 本課程任務(wù)本課程任務(wù) 測量 是人類認識和改造世界的一種重要手段。 對客觀事物的認識過程中，需要進行定性分析 定量研究，定量就需要進行測量。 1.1 測量概述測量測量的定義 測量是為了確定被測對象的量值而進行的實驗過程。測量技術(shù)測量技術(shù)獲取信息獲取信息通信技術(shù)通信技術(shù)傳遞信息傳遞信息 計算機技術(shù)計算機技術(shù)處理信息處理信息被稱為信息社會三大支

3、柱被稱為信息社會三大支柱測量是信息的源頭技術(shù)測量是信息的源頭技術(shù) （測控技術(shù)，先要測，才能控）（測控技術(shù)，先要測，才能控）測量水平的高低可以反映出一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展的狀況。測量水平的高低可以反映出一個國家科學(xué)技術(shù)發(fā)展的狀況。提高測量水平，實現(xiàn)測量手段的現(xiàn)代化，是實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)提高測量水平，實現(xiàn)測量手段的現(xiàn)代化，是實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)現(xiàn)代化的重要條件和明顯標志?，F(xiàn)代化的重要條件和明顯標志。1.1 測量概述測量的意義測量的意義v日常生活中處處離不開測量v科學(xué)的進步和發(fā)展離不開測量，離開測量就不會有真正的科學(xué)。沒有望遠鏡就沒有天沒有望遠鏡就沒有天文學(xué)，沒有顯微鏡就文學(xué)，沒有顯微鏡就沒有細胞學(xué)，沒

4、有指沒有細胞學(xué)，沒有指南針就沒有航海事業(yè)南針就沒有航海事業(yè) 測量的意義1.1 測量概述測量的意義 兩彈一星元勛王大珩兩彈一星元勛王大珩 中國科學(xué)院院士，中國工程院院士。我國現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)及光中國科學(xué)院院士，中國工程院院士。我國現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)及光學(xué)工程的開拓者和奠基人之一。學(xué)工程的開拓者和奠基人之一。19991999年榮獲年榮獲“兩彈一星功勛獎?wù)聝蓮椧恍枪转務(wù)隆?。v 根據(jù)測量結(jié)果的方法分類 1） 直接測量v 在儀器上直接獲得測量結(jié)果并進行讀數(shù)，稱為直接測量。v 如用頻率計測量頻率。2） 間接測量v 在這種測量中，是測量一個與被測量有著某種函數(shù)關(guān)系的量，再利用函數(shù)關(guān)系計算出被測量。v 如測量放大電路

5、的集電極電流，我們可以測量發(fā)射極上電阻的電壓，再通過部分電路的歐姆定律計算出集電極電流。1.1 測量概述測量方法3）.組合測量法v 在測量中被測量值不能一次得出結(jié)果，需要通過測量幾個未知量，然后通過被測量與這幾個未知量之間的方程組求解，得到被測量的結(jié)果。v 例如，在電阻與溫度的關(guān)系式：Rt=R201+（t-20）+(t-20)2中的和測定?？梢苑匠糖蠼鈜Rt1=R201+（t1-20）+(t1-20)2vRt2=R201+（t2-20）+(t2-20)2v 解出和的這些測量結(jié)果。1.1 測量概述測量方法v 按獲得讀數(shù)的方法分類按獲得讀數(shù)的方法分類1 1） . .直讀法直讀法v 用能夠用能夠直接

6、指示或顯示直接指示或顯示被測參數(shù)的電子儀器進被測參數(shù)的電子儀器進行測量稱為直讀法。行測量稱為直讀法。v 例如，用電壓表測量電壓，指針的偏轉(zhuǎn)位置反映了例如，用電壓表測量電壓，指針的偏轉(zhuǎn)位置反映了被測電壓的大小，我們可以直讀電壓值。被測電壓的大小，我們可以直讀電壓值。1.1 測量概述測量方法 2 2）. . 比較法比較法v用被測量和已知量進行比較而得到測量參數(shù)的方法。用被測量和已知量進行比較而得到測量參數(shù)的方法。它有下面幾種：它有下面幾種：v替代法替代法v在儀器上用已知量的在儀器上用已知量的標準元件代替未知的被測元件，標準元件代替未知的被測元件，如果兩如果兩次測量儀器的讀數(shù)相同，則未知量等于已知量

7、。如利用次測量儀器的讀數(shù)相同，則未知量等于已知量。如利用Q Q表表測量電感量。測量電感量。v差值法差值法v儀器測量的讀數(shù)是未知量和標準已知量的差值。儀器測量的讀數(shù)是未知量和標準已知量的差值。1.1 測量概述測量方法電子測量是泛指以電子技術(shù)為基本手段的一種測量技術(shù)。電子測量是泛指以電子技術(shù)為基本手段的一種測量技術(shù)。電子測量是測量領(lǐng)域的主要組成部分。電子測量是測量領(lǐng)域的主要組成部分。( (二次表二次表) ) 電子測量儀器傳感器電電 量量非電量非電量( (一次表一次表) )1.2 電子測量概述電子測量的內(nèi)容電子測量的內(nèi)容廣義講：凡是利用了電子技術(shù)進行的測量廣義講：凡是利用了電子技術(shù)進行的測量 電子測

8、量的基礎(chǔ)：電子測量的基礎(chǔ)： 頻率、時間、電壓、相位、阻抗頻率、時間、電壓、相位、阻抗狹義講：在電子學(xué)中有關(guān)電量的量值狹義講：在電子學(xué)中有關(guān)電量的量值 1.2 電子測量概述狹義電子測量的內(nèi)容主要包括：狹義電子測量的內(nèi)容主要包括：（1 1）能量的測量）能量的測量能量的測量指的是對電流、電壓、功率、電場強度等參量能量的測量指的是對電流、電壓、功率、電場強度等參量的測量。的測量。（2 2）電路參數(shù)的測量）電路參數(shù)的測量電路參數(shù)的測量指的是對電阻、電感、電容、阻抗、品質(zhì)電路參數(shù)的測量指的是對電阻、電感、電容、阻抗、品質(zhì)因數(shù)、損耗率等參量的測量。因數(shù)、損耗率等參量的測量。（3 3）信號特性的測量）信號特性

9、的測量信號特性的測量指的是對頻率、周期、時間、相位、調(diào)制信號特性的測量指的是對頻率、周期、時間、相位、調(diào)制系數(shù)、失真度等參量的測量。系數(shù)、失真度等參量的測量。（4 4）電子設(shè)備性能的測量）電子設(shè)備性能的測量電子設(shè)備性能的測量指的是對通頻帶、選擇性、放大倍數(shù)電子設(shè)備性能的測量指的是對通頻帶、選擇性、放大倍數(shù)、衰減量、靈敏度、信噪比等參量的測量。、衰減量、靈敏度、信噪比等參量的測量。（5 5）特性曲線的測量）特性曲線的測量特性曲線的測量指的是對幅頻特性、相頻特性、器件特性特性曲線的測量指的是對幅頻特性、相頻特性、器件特性等特性曲線的測量。等特性曲線的測量。1.2 電子測量概述上述各種參量中上述各種

10、參量中頻率、時間、電壓、相位、阻抗等是基本參量，其他的為派生參量，基本參量的測量是派生參量測量的基礎(chǔ)。電壓測量是最基本、最重要的測量內(nèi)容1.2 電子測量概述電子測量的特點電子測量的特點（1 1）測量頻率范圍寬。）測量頻率范圍寬。被測信號的頻率范圍除測量直流外，被測信號的頻率范圍除測量直流外，測量交流信號的頻率范圍低至測量交流信號的頻率范圍低至1010-6 -6HzHz以下，高至以下，高至THzTHz（1T1THz=10Hz=101212HzHz）（2 2）量程范圍寬。）量程范圍寬。如數(shù)字萬用表對電壓測量由納伏（如數(shù)字萬用表對電壓測量由納伏（nVnV）級至千伏（級至千伏（kVkV）級電壓，量程達

11、）級電壓，量程達1212個數(shù)量級個數(shù)量級 （3 3）測量準確度高。）測量準確度高。例如，用電子測量方法對頻率和時間進例如，用電子測量方法對頻率和時間進行測量時，由于采用原子頻標和原子秒作為基準，可以行測量時，由于采用原子頻標和原子秒作為基準，可以使測量準確度達到使測量準確度達到1010-13-131010-14-14的數(shù)量級。的數(shù)量級。（4 4）測量速度快。）測量速度快。因為電子測量是通過電子運動和電磁波傳因為電子測量是通過電子運動和電磁波傳播進行工作播進行工作 （5 5）易于實現(xiàn)遙測）易于實現(xiàn)遙測 ：遙測，遙控：遙測，遙控（6 6）易于實現(xiàn)測量過程的自動化和測量儀器智能化）易于實現(xiàn)測量過程的

12、自動化和測量儀器智能化1.2 電子測量概述利用電子技術(shù)實現(xiàn)測量的儀表設(shè)備，統(tǒng)稱為電子測量儀器。利用電子技術(shù)實現(xiàn)測量的儀表設(shè)備，統(tǒng)稱為電子測量儀器。 電子測量儀器的電子測量儀器的功能功能： 2. 2.信號處理與傳輸信號處理與傳輸功能：信號調(diào)理、模功能：信號調(diào)理、模/ /數(shù)、抗干擾、壓縮、有數(shù)、抗干擾、壓縮、有 線或無線傳輸線或無線傳輸3. 3.顯示顯示功能：指針在儀表度盤；數(shù)碼管、液晶或陰極射線管顯示功能：指針在儀表度盤；數(shù)碼管、液晶或陰極射線管顯示 測量結(jié)果。測量結(jié)果。1. 1.轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換功能：電量功能：電量( (功率、電流、電阻功率、電流、電阻)電壓；非電量電壓；非電量電量電量 （電壓）（電壓

13、） 此外，一些先進的儀器，如智能儀器等，還具有數(shù)據(jù)記錄、此外，一些先進的儀器，如智能儀器等，還具有數(shù)據(jù)記錄、處理處理 及自檢、自校、報警提示等功能。及自檢、自校、報警提示等功能。1.2 電子測量儀器概述電子測量儀器的分類電子測量儀器的分類 按照被測量的特性，電子測量儀器可分為以下幾類：按照被測量的特性，電子測量儀器可分為以下幾類：1. 1.時域測量時域測量 也叫瞬態(tài)測量，主要測量被測量的對象隨時間變化的規(guī)律。也叫瞬態(tài)測量，主要測量被測量的對象隨時間變化的規(guī)律。 例如：電壓、電流等電參量的瞬時值例如：電壓、電流等電參量的瞬時值tu時域（示波器）時域（示波器）1.2 電子測量儀器概述2 2、頻域測

14、量、頻域測量 又稱穩(wěn)態(tài)測量，主要測量測量對象與頻率之間的關(guān)系。（頻譜、又稱穩(wěn)態(tài)測量，主要測量測量對象與頻率之間的關(guān)系。（頻譜、功率譜、相位噪聲等）功率譜、相位噪聲等） 例如：放大器的增益、相移等例如：放大器的增益、相移等 f頻域（頻譜儀）頻域（頻譜儀）f0u1.2 電子測量儀器概述3 3 數(shù)據(jù)域數(shù)據(jù)域-二進制數(shù)據(jù)流二進制數(shù)據(jù)流 邏輯分析儀邏輯分析儀 邏輯定時分析儀邏輯定時分析儀 邏輯狀態(tài)分析儀邏輯狀態(tài)分析儀 1 0 1 1 0 0 1 01 0 1 1 0 0 1 0 4 4 隨機域隨機域-噪聲、干擾噪聲、干擾 5 5 元器件、網(wǎng)絡(luò)元器件、網(wǎng)絡(luò) 元件（無源）元件（無源）-R-R、L L、C C

15、、Y Y、Q Q 器件（有源）器件（有源）-半導(dǎo)體器件半導(dǎo)體器件 網(wǎng)絡(luò)（有網(wǎng)絡(luò)（有/ /無源）無源）-傳輸特性、頻率特性等傳輸特性、頻率特性等 1.2 電子測量儀器概述電子測量儀器的主要性能指標u1.精度 測量準確度又稱測量精度，它是指測量儀器的讀數(shù)或測量結(jié)果與被測量真值相一致的程度。對精度目前還沒有一個公認的、定量的數(shù)學(xué)表達式，因此常作為一個籠統(tǒng)的概念來使用。包括三個方面：.:.:.:反映精密度與正確度的綜合準確度度指示值與真值的接近程正確度儀表指示值的分散性精密度1.2 電子測量儀器概述u2. 2.穩(wěn)定性穩(wěn)定性：穩(wěn)定性是指在規(guī)定的時間區(qū)間，其他外界條件恒定不變的情況下，保證儀器示值不變的能

16、力。例例 ，某數(shù)字電壓表的穩(wěn)定度為，某數(shù)字電壓表的穩(wěn)定度為: : （0.008%Um+0.003%Ux)/8h0.008%Um+0.003%Ux)/8h其含義為：其含義為： 外界條件不變情況下，在外界條件不變情況下，在8 8小時內(nèi)，測量同一電壓，電壓表小時內(nèi)，測量同一電壓，電壓表示值在（示值在（0.008%Um+0.003%Ux)0.008%Um+0.003%Ux)范圍波動。范圍波動。其中：其中：UmUm為電壓表相應(yīng)量程的滿度值，為電壓表相應(yīng)量程的滿度值，UxUx為示值為示值 1.2 電子測量儀器概述u3 3，輸入阻抗，輸入阻抗： 測量儀表的輸入阻抗對測量結(jié)果會產(chǎn)生一定的影響。例，某示波器輸入

17、阻抗例，某示波器輸入阻抗Ri=10M,Ci35pfRi=10M,Ci35pf 1.2 電子測量儀器概述u4 4，靈敏度，靈敏度: : 靈敏度表示測量儀表對被測量變化的敏感程度，一般定義為測量儀表指示值(指針的偏轉(zhuǎn)角度、數(shù)碼的變化、位移的大小等)增量y與被測量增量x之比。 靈敏度的另一種表述方式叫作分辨力或分辨率，是指測量儀表所能區(qū)分的被測量變化的最小值，在數(shù)字式儀表中經(jīng)常使用，同一儀器不同量程的分辨率不同。 靈敏度靈敏度= =指示量增值指示量增值/ /被測量增值被測量增值 偏轉(zhuǎn)因數(shù)（示波器）偏轉(zhuǎn)因數(shù)（示波器）= =偏轉(zhuǎn)靈敏度的偏轉(zhuǎn)靈敏度的 倒數(shù)，單位：倒數(shù)，單位：mv/div mv/div 。

18、請思考請思考3mv/div 3mv/div 的含義。的含義。 分辨率：測量儀表所能區(qū)分的被測量的最小變化量。分辨率：測量儀表所能區(qū)分的被測量的最小變化量。 請思考數(shù)字電壓表分辨率為請思考數(shù)字電壓表分辨率為1V1V的含義。的含義。 1.2 電子測量儀器概述u5 5，線性度，線性度: : 線性度是測量儀表輸入/輸出特性之一，表示儀表的輸出量(示值)隨輸入量(被測量)變化的規(guī)律。1.2 電子測量儀器概述u6 6，頻率范圍: : 頻率范圍是指保證測量儀器其他指標正常工作的有效頻率范圍1.2 電子測量儀器概述1.3 計量的基本概念 術(shù)語：術(shù)語： 測量（測量（MeasurementMeasurement）

19、-確定量值（數(shù)據(jù)確定量值（數(shù)據(jù)/ /單位）的實驗過程單位）的實驗過程 測試（測試（TestTest）“測評測評”性測量性測量, ,界定較模糊。界定較模糊。定性定性體能、智商體能、智商定量定量0/10/1、A A 含含 計量計量-權(quán)威性的基準測量權(quán)威性的基準測量 統(tǒng)一性統(tǒng)一性-單位，方法單位，方法 準確性準確性-建立基準、比對建立基準、比對 法制性法制性-政府、計量局政府、計量局 檢測檢測-監(jiān)控性的測量（只要不超出允許的誤差范圍則認為合格）監(jiān)控性的測量（只要不超出允許的誤差范圍則認為合格） 沒有測量，就談不上計量；沒有計量，測量則失去價值。沒有測量，就談不上計量；沒有計量，測量則失去價值。 單位

20、和單位制v 根據(jù)定義而令系數(shù)為1的量稱為單位。v 單位是表征測量結(jié)果的重要組成部分， 又是對兩個同類量值進行比較的基礎(chǔ)。v 1960年第十一屆國際計量大會上正式通過國際單位制SI。 v 1984年2月國務(wù)院頒布了中華人民共和國法定計量單位，決定我國法定計量單位以國際單位制為基礎(chǔ)。v SI有7個基本單位1.3 計量的基本概念 基準與傳遞基準與傳遞 一級：主基準（國家級：中國計量研究院）一級：主基準（國家級：中國計量研究院）二級：副基準（省、市級計量局）二級：副基準（省、市級計量局）三級：工作基準（縣、市級計量局）三級：工作基準（縣、市級計量局）實際應(yīng)用儀表實際應(yīng)用儀表 量值溯源量值溯源 量值傳遞

21、量值傳遞國際計量局國際計量局比對比對-同級儀表比同級儀表比較一致性。較一致性。校準校準-高級儀表校高級儀表校準低級儀表準低級儀表。檢定檢定-法定計量部法定計量部門評定低一等級儀表門評定低一等級儀表是否合格。是否合格。v 國際單位制國際單位制（SISI）的組成國際單位制基本單位國際單位制基本單位 1.3 計量的基本概念 v國際單位制是由國際單位制單位、國際單位制詞頭和國際單位制的十進倍數(shù)單位三部分組成。v國際單位制詞頭表示使單位增大或縮小的十進倍數(shù)。 例：5.4X10-9s=5.4ns 1.3 計量的基本概念 1.3 測量結(jié)果測量結(jié)果測量數(shù)值測量結(jié)果測量數(shù)值. .測量單位，測量單位，即：即：0

22、xxx計量基準和標準v 1. 1.基準基準v基準用來復(fù)現(xiàn)某一基本測量單位的量值，只用于基準用來復(fù)現(xiàn)某一基本測量單位的量值，只用于鑒定各種量具的精度，不直接參加測量。鑒定各種量具的精度，不直接參加測量。v (1)(1)一級基準一級基準，又稱主基準和國家基準，又稱主基準和國家基準v具有最高水平的基準。一個國家只有一個。具有最高水平的基準。一個國家只有一個。v (2)(2)二級基準二級基準，又稱副基準，又稱副基準v副基準的量值精度由主基準確定，用以代替主基副基準的量值精度由主基準確定，用以代替主基準向下傳遞或代替主基準參加國際比對準向下傳遞或代替主基準參加國際比對 v (3)(3)三級基準三級基準，

23、又稱工作基準，又稱工作基準v工作基準用來直接向下屬標準量具進行量值傳遞工作基準用來直接向下屬標準量具進行量值傳遞，用以檢定下屬計量標準量具的精確度。，用以檢定下屬計量標準量具的精確度。 1.3 計量的基本概念 2. 2.標準標準v 根據(jù)工作基準復(fù)現(xiàn)出不同等級的便于經(jīng)常使用的計根據(jù)工作基準復(fù)現(xiàn)出不同等級的便于經(jīng)常使用的計量標準量具或儀器量標準量具或儀器，簡稱標準。，簡稱標準。v 計量標準的準確度等級在工作基準之下，工作計量計量標準的準確度等級在工作基準之下，工作計量器具之上。器具之上。v 按精度高低又分為一級標準、二級標準和三級標準按精度高低又分為一級標準、二級標準和三級標準。v 通過這些標準經(jīng)

24、常性地對日常工作儀器進行檢定，通過這些標準經(jīng)常性地對日常工作儀器進行檢定，確定其量值的精確度大小。確定其量值的精確度大小。v 除標準器具外，還有標準物質(zhì)。除標準器具外，還有標準物質(zhì)。 1.3 計量的基本概念 v 3. 3.幾個術(shù)語幾個術(shù)語v （1 1）計量器具：）計量器具：凡是能用以直接或間接測出被測對象凡是能用以直接或間接測出被測對象量值的量具、計量儀器和計量裝置都統(tǒng)稱為計量器具量值的量具、計量儀器和計量裝置都統(tǒng)稱為計量器具。計量器具按作用可分為計量基準、計量標準和工作。計量器具按作用可分為計量基準、計量標準和工作計量器具三類。計量器具三類。v （2 2）計量標準器具：）計量標準器具：準確度

25、低于計量基準，用于檢定準確度低于計量基準，用于檢定計量標準或工作計量器具的計量器具。計量標準或工作計量器具的計量器具。v （3 3）工作計量器具：）工作計量器具：工作崗位上使用，不用于進行量工作崗位上使用，不用于進行量值傳遞，而是直接用來測量被測對象量值的計量器具值傳遞，而是直接用來測量被測對象量值的計量器具。1.3 計量的基本概念 v （4 4）比對：）比對： 在規(guī)定條件下，對相同準確度等級的同類在規(guī)定條件下，對相同準確度等級的同類基準、標準或工作計量器之間的量值進行比較，其目的基準、標準或工作計量器之間的量值進行比較，其目的是考核量值的一致性。是考核量值的一致性。v （5 5）檢定：）檢定

26、： 是用高一等級準確度的計量器具對低一等是用高一等級準確度的計量器具對低一等級的計量器具進行比較，以達到全面評定被檢計量器具級的計量器具進行比較，以達到全面評定被檢計量器具的計量性能是否合格的目的。一般的計量性能是否合格的目的。一般要求計量標準的準確要求計量標準的準確度為被檢者的度為被檢者的1/31/3到到1/101/10。v （6 6）校準：）校準： 校準是指被校的計量器具與高一等級的計校準是指被校的計量器具與高一等級的計量標準相比較，以確定被校計量器具的示值誤差（有時量標準相比較，以確定被校計量器具的示值誤差（有時也包括確定被校器具的其他計量性能）的全部工作。也包括確定被校器具的其他計量性

27、能）的全部工作。v （7 7）量值的傳遞：）量值的傳遞： 指一個物理量單位通過各級基準、指一個物理量單位通過各級基準、標準及相應(yīng)的輔助手段準確地傳遞到日常工作中所使用標準及相應(yīng)的輔助手段準確地傳遞到日常工作中所使用的測量儀器、量具，以保證量值統(tǒng)一的全過程。的測量儀器、量具，以保證量值統(tǒng)一的全過程。 1.3 計量的基本概念 千克原器模型原件在巴黎原件在巴黎國際計量局國際計量局地下室地下室米原器模型原件在巴黎原件在巴黎國際計量局國際計量局地下室地下室v 電子測量儀器的發(fā)展v傳統(tǒng)儀器v現(xiàn)代儀器v智能儀器v虛擬儀器模擬式模擬式儀表儀表數(shù)字式數(shù)字式儀表儀表智能化智能化儀表儀表虛擬虛擬儀器儀器1.4 電子

28、測量儀器的發(fā)展 1.4 電子測量儀器的發(fā)展 傳統(tǒng)儀器傳統(tǒng)儀器 模擬儀器模擬儀器 數(shù)字化儀器數(shù)字化儀器 指針式三用表指針式三用表 示波器示波器 數(shù)碼顯示儀表數(shù)碼顯示儀表 軟硬兼施軟硬兼施 多功能多功能 高精度高精度自動化自動化 改進方向改進方向 特點特點 全由硬件組成全由硬件組成 功能單一固定功能單一固定 精度較低精度較低 人工操作人工操作 現(xiàn)代儀器現(xiàn)代儀器 智能化智能化 模塊化模塊化 虛擬化虛擬化網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化 發(fā)展方向發(fā)展方向 性能優(yōu)異功能多性能優(yōu)異功能多 儀器與計算機融合儀器與計算機融合 硬件與軟件結(jié)合硬件與軟件結(jié)合 特點特點 智能儀器智能儀器 程控儀器程控儀器-自動測試系統(tǒng)自動測試系統(tǒng)虛擬

29、儀器虛擬儀器 主要形式主要形式1.4 電子測量儀器的發(fā)展 智能儀器智能儀器 ( (計算機嵌入儀器計算機嵌入儀器) )通常人們把內(nèi)含微處理器和通常人們把內(nèi)含微處理器和GPIBGPIB接口的儀器稱為智能儀器接口的儀器稱為智能儀器測試模塊測試模塊或信號源或信號源智能儀器智能儀器自動測試系統(tǒng)自動測試系統(tǒng) 1.4 電子測量儀器的發(fā)展 GPIB GPIB（General-Purpose Interface BusGeneral-Purpose Interface Bus）- -通用接口總線通用接口總線 ，是一種工程控制用的協(xié)議。最初由，是一種工程控制用的協(xié)議。最初由HPHP公司提出，目公司提出，目前成為一

30、種國際標準，遵守的協(xié)議為前成為一種國際標準，遵守的協(xié)議為IEEE488IEEE488。一般。一般被用來使用任何編程語言如被用來使用任何編程語言如VBVB、VcVc、C+C+實現(xiàn)電腦對實現(xiàn)電腦對儀器的控制。當(dāng)然也有某些儀器制造商自己開發(fā)的語儀器的控制。當(dāng)然也有某些儀器制造商自己開發(fā)的語言支持言支持GPIBGPIB。如。如keithleykeithley公司使用的公司使用的testpointtestpoint，NINI公司公司的的labviewlabview等。實現(xiàn)這種控制首先要被控儀器支持等。實現(xiàn)這種控制首先要被控儀器支持GPIBGPIB，其次，工控機安裝，其次，工控機安裝IEEE488IEEE

31、488卡，并通過卡，并通過gpibgpib線連接兩線連接兩個設(shè)備。個設(shè)備。 GPIBGPIB比串口控制提高了傳輸速率和同時支持的設(shè)備比串口控制提高了傳輸速率和同時支持的設(shè)備總數(shù)。但是目前已經(jīng)被傳輸速率更快支持設(shè)備總數(shù)更總數(shù)。但是目前已經(jīng)被傳輸速率更快支持設(shè)備總數(shù)更多的多的lanlan接口替代。接口替代。 1.4 電子測量儀器的發(fā)展 IEEE-488 IEEE-488 總線是并行總線接口標準?？偩€是并行總線接口標準。IEEE-488IEEE-488總線總線用來連接系統(tǒng)，如微計算機、數(shù)字電壓表、數(shù)碼顯示用來連接系統(tǒng)，如微計算機、數(shù)字電壓表、數(shù)碼顯示器等設(shè)備及其他儀器儀表均可用器等設(shè)備及其他儀器儀表

32、均可用IEEE-488IEEE-488總線裝配起總線裝配起來。它按照位并行、字節(jié)串行雙向異步方式傳輸信號來。它按照位并行、字節(jié)串行雙向異步方式傳輸信號，連接方式為總線方式，儀器設(shè)備直接并聯(lián)于總線上，連接方式為總線方式，儀器設(shè)備直接并聯(lián)于總線上而不需中介單元，但總線上最多可連接而不需中介單元，但總線上最多可連接1515臺設(shè)備。最臺設(shè)備。最大傳輸距離為大傳輸距離為2020米，信號傳輸速度一般為米，信號傳輸速度一般為500KB/s500KB/s，最，最大傳輸速度為大傳輸速度為1MB/s1MB/s。1.4 電子測量儀器的發(fā)展 虛擬儀器虛擬儀器（儀器融入計算機儀器融入計算機） VIVI，Virtual

33、InstrumentsVirtual Instruments是檢測技術(shù)與計算機技術(shù)和通信技術(shù)有機結(jié)是檢測技術(shù)與計算機技術(shù)和通信技術(shù)有機結(jié)合的產(chǎn)物。它是美國國家儀器（合的產(chǎn)物。它是美國國家儀器（NINI，National InstrumentsNational Instruments）公司于）公司于19811981年提出的個人儀器（年提出的個人儀器（Personal Computer InstrumentPersonal Computer Instrument）的）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。虛擬儀器基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。虛擬儀器是指在通用計算機上添加一層是指在通用計算機上添加一層軟件和一些硬件模塊，使用戶軟件和一些硬件模塊，使用戶操作這臺通用計算機就像操作操作這臺通用計算機就像操作一臺真實的儀器一樣。虛擬儀一臺真實的儀器一樣。虛擬儀器技術(shù)強調(diào)軟件的作用，提出器技術(shù)強調(diào)軟件的作用，提出了了“軟件就是儀器軟件就是儀器”的概念。的概念。 1.4 電子測量儀器的發(fā)展 D/A-D/A-由軟件產(chǎn)生測試信