电子测量技术与仪器
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

1.2 电子测量仪器的分类与技术指标

1.2.1 电子测量仪器的分类

电子测量仪器的分类方法不一,通常是按其功能分,大致可分为如下几类:

1.信号发生器(信号源)

信号发生器(包括函数发生器)为检修、调试电子设备和仪器时提供信号源。它是一种能够产生一定波形、频率和幅度的振荡器。例如:产生正弦波、方波、三角波、斜波和矩形脉冲波等。

2.电平测量仪器

模拟式电压表、模拟多用表(即指针式万用表VOM)、毫伏表、数字电压表、数字多用表(即数字万用表DMM)都属此类,这是经常使用的仪表。它可以用来测量交流/直流电压、交流/直流电流、电阻阻值、电容器容量、电感量、音频电平、频率、晶体管NPN或PNP电流放大倍数β值等。

3.示波器

示波器是一种测量电压波形的电子仪器,它可以把被测电压信号随时间变化的规律用图形显示出来。如通用示波器、多踪示波器、多扫描示波器、取样示波器、记忆示波器和数字存储示波器等。使用示波器不仅可以直观而形象地观察被测物理量的变化全貌,而且还可以通过它显示的波形测量电压和电流,进行频率和相位的比较,以及描绘特性曲线等。

4.时间、频率、相位测量仪器

时间、频率、相位测量仪器主要用来测量电信号的时间间隔、频率和相位。这类仪器有各种频率计、相位计、波长表以及各种时间、频率标准等。

5.网络特性测量仪

网络特性测量仪主要用测量电路的频率特性、阻抗特性、功率特性、噪声特性等。这类仪器有频率特性测试仪(扫频仪)、阻抗测量仪及网络分析仪等。

6.电子元器件测试仪

用于测量电子元器件的电参数、显示特性曲线等。例如:RLC测量仪、晶体管参数测试仪、晶体管特性图示仪、模拟或数字集成电路测试仪等。

7.逻辑分析仪

逻辑分析仪是专门用于分析数字系统的数据域测量仪器。利用对数字逻辑电路和系统在实时运行过程中的数据流或事件进行记录和显示,并通过各种控制功能实现对数字系统的软、硬件故障分析和诊断。

8.频谱分析仪

频谱分析仪在频域信号分析、测试、研究、维修中有着广泛的应用。它能同时测量信号的幅度及频率,测试比较多路信号及分析信号的组成。还可测试手机逻辑和射频电路的信号,例如:逻辑电路的控制信号、基带信号、射频电路的本振信号、中频信号、发射信号等。

1.2.2 电子测量仪器的主要技术指标

电子测量仪器的技术指标主要包括频率范围、准确度、量程与分辨力、稳定性和可靠性、环境条件、响应特性以及输入输出特性等。

1.频率范围

频率范围是指能保证仪器其他指标正常工作的有效频率范围。

2.准确度

测量准确度又称为测量精度,它描述的是由于测量结果在测量过程中受各种因素的影响而产生的与被测量真实值间的差异程度,即测量误差。

测量准确度通常以容许误差或不确定度的形式给出。不确定度是指在对测量数据进行处理的过程中,为了避免丢失真实数据而人为扩大的测量误差,由于它在一定程度上能反映出测量数据的可信程度而得名,不确定度的数值越大,丢失真实数据的可能性越小,即可信度越高。容许误差是为了描述测量仪器的测量准确度而规定的,利用仪器进行测量时,允许仪器产生的最大误差。

3.量程与分辨力

量程是指测量仪器的测量范围。分辨力是指通过仪器所能直接反映出的被测量变化的最小值,即指针式仪表刻度盘标尺上最小刻度代表的被测量大小或数字仪表最低位的“1”所表示的被测量大小。同一仪器不同量程的分辨力不同,通常以仪器最小量程的分辨力(最高分辨力)作为仪器的分辨力。

4.稳定性与可靠性

稳定性是指在一定的工作条件下,在规定时间内,仪器保持指示值或供给值不变的能力。可靠性是指仪器在规定的条件下,完成规定功能的可能性,是反映仪器是否耐用的一种综合性和统计性质量指标。

5.环境条件

环境条件即保证测量仪器正常工作的工作环境,例如基准工作条件、正常条件、额定工作条件等。

6.响应特性

一般说来,仪器的响应特性是指输出的某个特征量与其输入的某个特征量之间的响应关系或驱动量与被驱动量之间的关系。例如峰值检波器的响应特性为检波器输出的平均值约等于交流输入信号的峰值。

7.输入特性与输出特性

输入特性主要包括测量仪器的输入阻抗、输入形式等。输出特性主要包括测量结果的指示方式、输出电平、输出阻抗、输出形式等。