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文档简介

电子测量仪器现状及发展趋势电子测量仪器现状及发展趋势电子测量仪器在国家战略中的地位:催化剂;倍增器;战斗力电子测量技术研究的对象和方法量子基准;误差理论;远程校准电子测量仪器的分类与应用范围功能相互渗透;类别界限混淆;面向应用-市场驱动创新主要内容:电子测量仪器在国家战略中的地位:催化剂;倍增器;战斗力电子测™党的十六大提出:“优先发展信息产业,在经济和社会领域广泛应用信息技术”,“坚持以信息化带动工业化,以工业化促进信息化”。™“装备制造业基础性强,关联度高,在很大程度上影响着国民经济的发展。”电子测量仪器在国家战略中的地位:从现在起到2020年,我国科学和技术发展要以提升国家竞争力为核心,实现以下重要目标:

一是掌握一批事关国家竞争力的装备制造业和信息产业核心技术,使制造业和信息产业术水平进入世界先进行列。----2006年1月26日“中共中央国务院关于实施科技规划纲要增强自主创新能力的决定”未来15年8个目标之首™党的十六大提出:电子测量仪器在国家战略中的地位:电子测量仪器的分类与应用范围:中华人民共和国国务院2006年2月9日公布<国家中长期科学和技术发展规划纲要>确定了核心电子器件,高端通用芯片及基础软件;极大规模集成电路制造技术及成套工艺;新一代宽带无线移动通信;高档数控机床与基础制造技术;大型油田及煤层气开发;大型先进压水堆及高温气冷堆核电站;水体污染控制与治理;转基因生物新品种培育;重大新药创制;艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治;大型飞机;高分辨率对地观测系统;载人航天与探月工程等16个重大专项。电子测量仪器的分类与应用范围:中华人民共和国国务院2电子测量仪器的分类与应用范围:科学技术是第一生产力,而现代仪器设备则是第一生产力的三大要素之一我国科学仪器和现代计量技术的开拓者和组织者王大珩:仪器不是机器,仪器是认识世界的工具,而机器是改造世界的工具。仪器是认识未知世界的科学工具,也是控制生产过程的工具。测量技术是信息技术的重要组成部分,是信息技术的源头中国科学技术要像蛟龙一样腾飞,这条蛟龙的头是信息技术,仪器仪表则是蛟龙的眼睛,要画龙点睛。电子测量仪器的分类与应用范围:科学技术是第一生产力,电子测量仪器在国家战略中的地位:电子专用设备电子测量仪器电子信息材料电子基础产品集成电路、显示器件、电子元器件、机电组件、软件……电子整机产品计算机、电视机、手机、雷达、交换机、传输设备、音响设备……仪器仪表是工业生产的“倍增器”,科学研究的“先行官”,军事上的“战斗力”,以及现代社会活动的“物化法官”。电子测量仪器在国家战略中的地位:电子专用设备电子测量仪器电子电子测量仪器在国家战略中的地位:科学技术的发展促进了人类社会的进步,而正是测量奠定了科学发展的基础。人类用科学实验验证理论,科学理论又产生巨大的社会效益,在世界科学发展的万里长征中,超过1/3的诺贝尔物理和化学奖授予了那些在测试仪器方面有创新的科学家。电子测量技术与仪器按被测物理量性质不同,已形成电子、电工、机械、热工、光学、声学等诸多测量科学,并强力推动着些行业的发展,堪称现代科学技术和现代工业的催化剂。科学理论实验测量技术进步电子测量仪器在国家战略中的地位:科学技术的发展促进了人电子测量仪器在国家战略中的地位:电子测量技术与仪器作为一种基础技术和基础产品,其经济效益主要体现在所支撑的相关产业上。美国商务部的分析报告指出:测量仪器仪表总产值仅占工业总产值的4%,但其对国民经济生产总产值的拉动作用达到66%,对于关连产业和关连经济是不折不扣的倍增器。测量仪器仪表国民经济社会生活电子测量仪器在国家战略中的地位:电子测量技术与仪器作电子测量仪器在国家战略中的地位:电子测量仪器是一个国家的战略性产业和装备。这是因为一个国家的生产、科学研究、国防装备现代化的标志就体现在是否具有国际先进水平的电子测量仪器。作为一种战略性储备物资,战时的生产、科研、装备能力将在很大程度上取决于电子测量仪器的有无和水平,因此可以说其是一种战斗力。电子测量仪器在国家战略中的地位:电子测量仪器是一个国电子测量仪器在国家战略中的地位:电子信息产业所需要的电子专用设备仪器是电子信息产业的基础和重要组成部分,是装备制造业的重要分支,是电子信息产品生产工艺的高度物化,是知识、技术、资金密集型产业,也是西方国家对我国实行技术封锁的重要领域,其中的半导体和集成电路专用设备仪器更被国际上称之为战略工业。同时,电子专用设备仪器的价格越来越贵,巨额投资已成为我国电子信息产业发展的制约因素。电子测量仪器在国家战略中的地位:电子信息产业所需要的电子测量仪器在国家战略中的地位:我国电子信息产业已成为国民经济增长的先导和支柱。但是作为核心技术和技术支撑的电子专用设备仪器没有掌握在自己手里,电子信息产业所需要的设备仪器主要依靠进口,影响了电子信息产业的自主发展和产业链建设。因此,振兴我国电子信息产业所需要的电子专用设备仪器制造业是实现我国由电子信息产业大国向电子信息产业强国转变的重大战略举措。当前,高指标的电子测量仪器和电子应用仪器依然是我国电子仪器的薄弱环节,但最近10年,经过市场和技术推动,已经有了长足进步,并在少数方面接近国际先进水平。电子测量仪器在国家战略中的地位:我国电子信息产业已成电子测量仪器在国家战略中的地位:2010年,我国规模以上电子信息产业销售收入规模7.8万亿元,同比增长29.5%。规模以上电子信息制造业工业增加值增长16.9%,比上年加快11.6%,高出工业平均水平1.2%;实现销售产值63395亿元,同比增长25.5%。数据来源:2010年电子信息产业经济运行公报电子测量仪器在国家战略中的地位:2010年,我国规模电子测量仪器在国家战略中的地位:全行业对外贸易额达到8047亿美元,占全国外贸总额的37%。•出口4595亿美元,占全国出口总额的比重为37.7%。进口3452亿美元,占全国进口总额的比重为361%。•全行业规模以上企业共有27569家,从业人数777万人。•其中:制造业14601家,从业人数675万人。软件业12968家,从业人数102万。电子信息服装家具电子测量仪器在国家战略中的地位:全行业对外贸易额达到电子测量仪器在国家战略中的地位:2010年中国电子信息产业数据(续):2010年我国电话用户超过9亿户居世界第一ƒ其中固定电话用户:3.6亿ƒ全国移动电话用户:6.1亿ƒ固定电话普及率:27.0部/百人ƒ住宅电话普及率:20.2部/百人ƒ移动电话普及率:45.6部/百人互联网用户2.1亿人,居世界第二电子测量仪器在国家战略中的地位:2010年中国电子信息产业数电子测量仪器在国家战略中的地位:强化引进消化吸收再创新的能力™显著增强集成创新的能力™逐步提高原始创新能力™建立一批重点领域共性技术的开发平台电子测量仪器在国家战略中的地位:强化引进消化吸收再创新的能力电子测量技术研究的对象和方法:量值的概念:™自1875年订立米制公约以来,国际单位制(SI)在世界范围内得到了广泛应用。SI中定义了米、千克、秒、安培、开尔文、坎德拉和摩尔7个基本单位。™基本单位的量值由计量基准所保存及复现。™19世纪下半叶到20世纪上半叶,各国建立起了经典的计量基准。这些计量基准一般是根据经典物理学的原理,用某种特别稳定的实物来实现,故称为实物基准。秦始皇统一度量衡,规定了容积体积和长度的标准,甚至还规定了误差范围。电子测量技术研究的对象和方法:量值的概念:秦始皇统一度量衡,电子测量技术研究的对象和方法:保存在巴黎国际计量局(BIPM)的根X型铂铱合金米尺原器:两条刻线间距离就定义为长度单位米。保存在巴黎国际计量局(BIPM)的铂铱合金圆柱——千克原器砝码的质量就定义为质量单位克。电子测量技术研究的对象和方法:保存在巴黎国际计量局(电子测量技术研究的对象和方法:基本量和基本单位量符号基本单位符号目前定义时间长度质量电流T

Second秒s秒是与Cs原子基态的两个超精细能级间跃迁相对应的辐射的9192631770个周期的持续时间。xMetre米m米是光在真空中于(1/299792458)秒时间间隔内所经路径的长度。mKilogram千克kg千克是质量的单位,国际千克原器的质量精确地等于1千克。IAmpere安培A安培是电流单位,在真空中,截面积可忽略的两根相距1米的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时,若导线间相互作用力在每米长度上为2×10-7牛顿,则每根导线中的电流为1安培。电子测量技术研究的对象和方法:基本量和基本单位量符号电子测量技术研究的对象和方法:热力学温度TKelvin开尔文K开尔文是热力学温度单位,水的三相点的热力学温度精确地等于273.16开尔文。物质的量mMole摩尔mol摩尔是一特定基本单元的物质的量的单位,该基本单元可以是原子、分子、离子、电子、其他粒子,或这些粒子的特定组合,碳-12的克分子质量精确地等于0.012千克每摩尔。发光强度LCandela坎德拉cd坎德拉是给定方向上的发光强度的单位,频率为540×1012赫兹的单色辐射的光谱光视效能精确地等于683流明每瓦特。基本量和基本单位量符号基本单位符号目前定义电子测量技术研究的对象和方法:热力学温度TKelvin电子测量技术研究的对象和方法:由实物基准定义的SI量值:电子测量技术研究的对象和方法:由实物基准定义的SI量值:电子测量技术研究的对象和方法:除了7个基本量外SI还定义了2个辅助量和19个导出量:™2个辅助量:平面角——弧度(rad)立体角——球面度(sr)电子测量技术研究的对象和方法:除了7个基本量外SI还定义了2电子测量技术研究的对象和方法:19个导出量:参数名称参量单位缩写符号量值频率赫兹Hz1/s力牛顿Nkg.m/s2压力帕斯卡PaN/m2功或能量焦耳JN.m功率瓦特WJ/s电位伏特VW/A电阻欧姆ΩV/A电荷量库仑CA.s电容法拉FC/V电导西门子SA/V磁通量韦伯WbV.s电子测量技术研究的对象和方法:19个导出量:参数名称参量单电子测量技术研究的对象和方法:参数名称参量单位缩写符号量值磁通量密度特斯拉TWb/m2电感亨利HWb/A摄氏温度摄氏度℃KK光通量流明lmcd.sr光照度勒克斯Lxlm/m2放射性活度贝可勒尔Bq1/s吸收剂量戈瑞GyJ/kg剂量当量希沃特SvM2s-219个导出量:电子测量技术研究的对象和方法:参数名称参量单位缩写符号量值电子测量技术研究的对象和方法:单位制的倍率因子倍率因子名称符号1024尧[它]Y1021泽[它]Z1018艾[可萨]E1015拍[它]P1012太[拉]T109吉[咖]G106兆M103千k102百h电子测量技术研究的对象和方法:单位制的倍率因子倍率因子名称符电子测量技术研究的对象和方法:倍率因子名称符号101十da10-1分d10-2厘c10-3毫m10-6微µ10-9纳[诺]n10-12皮[可]p10-15飞[母托]f10-18阿[托]a10-21仄[普托]z10-24幺[科托]y单位制的倍率因子电子测量技术研究的对象和方法:倍率因子名称符号101十da1电子测量技术研究的对象和方法:为了弥补实物基准的缺陷,人类正在逐步以量子基准来定义SI量值。量子计量基准:量子物理学研究发现,宏观物体中的微观粒子如果处于相同的微观态,其能量有相同的确定值,也就是处于同一能级上。当粒子在不同能级之间发生量子跃迁时,将伴随着吸收或发射能量等于能级差ΔE的电磁波能量子,也就是光子。而且电磁波频率v与ΔE之间满足普朗克公式:ΔE=hv根据此量子现象复现量值的计量基准统称为量子计量基准电子测量技术研究的对象和方法:为了弥补实物基准的缺陷电子测量技术研究的对象和方法:基本物理常数:™真空中光速:c=299792458m/s™电子电荷:e=1.60217653×10-19As™普朗克常数:h=6.6260693×10-34m2kgs−1™约瑟夫逊常数:KJ=2e/h=483597.9GHz/V™™冯克里青常数:RK=h/e2=25812.807Ω™波尔兹曼常数:kB=13806505×10-23J/K™™阿佛加德罗常数:NA=6.0221415×1023mol-1电子测量技术研究的对象和方法:基本物理常数:电子测量技术研究的对象和方法:基本物理常数在电量测量中的应用:量符号数值(1σ不确定度)应用真空中的光速c299792458/(准确值)时间频率长度基本电荷e1.60217653·1019As(0.3ppm)电压和电流约瑟夫逊常数Kj-904835799GHz/V(0.4ppm)电压冯·克里青常数Rk-9025812.807kΩ(0.2ppm)电阻真空中的导磁率µ04π·10-7N/A2(准确值)电容电子测量技术研究的对象和方法:基本物理常数在电量测量中的应用电子测量技术研究的对象和方法:时间/频率标准的定义:1秒=Cs原子基态的两个超精细能级间跃迁相对应的辐射的9192631770个周期的持续时间。长度的定义:1米=光波在真空中1/299792458秒时间内走过的距离。电子测量技术研究的对象和方法:时间/频率标准的定义:长度的定电子测量技术研究的对象和方法:约瑟夫逊效应:BrianJosephson于1962年发现了约瑟夫逊效应。约瑟夫逊效应发生于一薄层金属氧化物阻挡层隔开的两个超导体之间。用一个微波源照射约瑟夫逊阵列中由直流电流偏置的约瑟夫逊结在约瑟夫逊阵列中的每一个约瑟夫逊结都产生一个正比于微波的频率的直流电压:电子测量技术研究的对象和方法:约瑟夫逊效应:Bria电子测量技术研究的对象和方法:约瑟夫逊结的输出定义为:式中:Vj——结电压f——以GHz为单位的频率Kj-90——483597.9GHz/Vn——正或负的整数Kj-90是国际度量衡(CIPM)建议所有国家实验室使用的约瑟夫逊常数,其不必等于通常的物理常数Kj=2e/h电子测量技术研究的对象和方法:约瑟夫逊结的输出定义为:式中:电子测量技术研究的对象和方法:霍尔效应1980年克劳斯·冯·克里青(KlausvonKlitzing)发现了量子霍尔效应(QHE)。霍尔效应即在一个平面型的MOSFET或异质结晶体管的垂(QHE)。直方向施加磁场,在纵方向上通以直流电流,则在低于4.2K的低温环境下与电流和磁场相垂直的方向,产生霍尔电压:电子测量技术研究的对象和方法:霍尔效应1980年克劳电子测量技术研究的对象和方法:式中:Vh——霍尔电压Rk-90=25812.807Ω——为1990年1月1日开始生效的(CIPM)建议值,其与冯·克里青常数Rk=h/e2不必相等。I——流过MOSFET或异质结霍尔棒的电流i——代表测量Rh的数值时霍尔台阶数目的整数Rh——量子霍尔电阻。电子测量技术研究的对象和方法:式中:电子测量技术研究的对象和方法:由量子基准定义的SI:电子测量技术研究的对象和方法:由量子基准定义的SI:电子测量技术研究的对象和方法:电量测量可分为以下几个方面:™1、电能量测量™电能量测量包括各种频率、波形下的电压、电流、功率等的测量。™2、电信号特性测量™电信号特性测量包括波形、频率、周期、相位、失真度、调幅度、调频指数及数字信号的逻辑状态等的测量。3、电路元件参数测量™电路元件参数测量包括电阻、电感、电容、阻抗、品质因数及电子器件的参数等的测量。4、电子设备的性能测量电子设备的性能测测量包括增益、衰减、灵敏度、频率特性、噪声指数等的测量。电子测量技术研究的对象和方法:电量测量可分为以下几个方面:电子测量技术研究的对象和方法:电量:™ƒ直流电压:10-12Vƒ直流电流:10-17Aƒƒ交流电压:10-6Vƒ交流电流:10-10Aƒ电阻:10-10-1020Ωƒ电容:10-17-10Fƒ时间:10-15(三千万年误差小于一秒)ƒ频率测量:0.01Hz~80GHz频率测量ƒ相位:0.001oƒ温度:10-6℃电子测量技术研究的对象和方法:电量:™电子测量技术研究的对象和方法:非电量:™非电量是指各种非电物理量,如压力、流量、位移、温度、湿度、亮度、颜色、物质成分等。™非电量可以通过各种对应的敏感元件(通常称为传感器),将被测物理量转换成与之相关的电压、电流等,而后再通过对电压、电流的测量,得到被测物理量的大小。™传感技术的发展为这类测量提供了新的方法和途径。电子测量技术研究的对象和方法:非电量:电子测量技术研究的对象和方法:基于统计论的误差理论-------基于信息论的信息熵电子测量技术研究的对象和方法:基于统计论的误差理论-----电子测量技术研究的对象和方法:真值:为“表征某量在所处的条件下完善地确定的量值”。真值是一个理想的概念。真值客观存在,却难以获得。实际值:实际测量中常把高一等级的计量标准测得的实际值作为真值使用。“实际值”≈“约定真值”。

误差=测量值-真值。绝对误差:直接测量得到的误差。相对误差:绝对误差/真值电子测量技术研究的对象和方法:真值:为“表征某量在所处的条件电子测量技术研究的对象和方法:电子测量技术研究的对象和方法:电子测量技术研究的对象和方法:在传统误差理论中,总想确定“真值”,而真值却又难以确定,导致测量结果带有不确定性导致测量结果带有不确定性。引入不确定度的概念:不确定度愈小,测量结果的质量愈高,愈接近真值,可信程度愈高。电子测量技术研究的对象和方法:在传统误差理论中,总想电子测量技术研究的对象和方法:在统计学中,期望与均值是同一概念算术平均值与被测量的真值最为接近,由概率论的大数定律可知,若测量次数无限增加,则算术平均值必然趋于实际值。电子测量技术研究的对象和方法:在统计学中,期望与均值是同一概电子测量技术研究的对象和方法:熵的定义:在一个热力体系中,热能的利用是与环境温度有关的。蒸汽虽然有热能,但如果周围的环境温度与蒸汽一样,则蒸汽的热能就无法利用。如果周围温度略为降低,则一部分蒸汽的热能就可变为功,而仍有一部分不能利用。不论在任何热力体系中,这种不能利用的热能可以用热能除以温度所得的商来量度它,这个商就定义为熵。式中:S为不能利用的热能,k是玻耳兹曼常数,Ω为混乱度,即无序能量的混合程度。„熵是热系统的一个状态函数,反映状态的多样性和不可期望性的程度。电子测量技术研究的对象和方法:熵的定义:在一个热力体电子测量技术研究的对象和方法:在测量信息论中引入信息熵的概念,测量结果的数学期望可表示为:测量结果数学期望的标准不确定度为:设包含因子为k,则扩展不确定度为:电子测量技术研究的对象和方法:在测量信息论中引入信息电子测量仪器的分类与应用范围:电子仪器的定义和分类:电子仪器以电子电路技术为基础,融合测量技术、计算机技术、通信技术、数字技术、软件技术、总线技术等组成单机或自动测试系统。它以电量、非电量、光电子量为被测信息,通过数据采集、存储和处理,对被测信息量进行数据显示或图形显示。根据测量过程的需要输出被测信息量以进行系统控制。目前国家标准将电子仪器分为25个门类,其中前20类为电子测量仪器,后5类为电子应用仪器。电子测量仪器的分类与应用范围:电子仪器的定义和分类:电子测量仪器的分类与应用范围:1、频率、时间测量仪器和标准2、电压测量仪器3、示波器/逻辑分析仪4、半导体、新型器件和器件参数测量仪器5、新型元件和材料参数测量仪器6、脉冲参数测量仪器7、频谱、波形测量分析仪器8、微波、毫米波测量仪器/网络分析仪和部件9、光电子测量仪器和部件10、通信测量仪器11、广播电视测量仪器12、超低频测量仪器13、声学测量仪器电子测量仪器的分类与应用范围:1、频率、时间测量仪器和标准电子测量仪器的分类与应用范围:14、干扰场强测量仪器15、电源16、记录显示仪器17、信号源准器和部件18、功率测量仪器、探头和标准19、VXI总线测量仪器和VXI总线模块20、其他电子测量仪器参数测量仪器21、医用电子应用仪器22、农业电子应用仪器23、工业、交通、气象电子应用仪器24、文教电子应用仪器25、其他电子应用仪器和仪表电子测量仪器的分类与应用范围:14、干扰场强测量仪器电子测量仪器的分类与应用范围:国际上通用的电子测量仪器分类:™通用电子测量仪器:ƒ电压表和计数器------模拟电压表、数字多用表、频率计、

通用计数器。ƒ信号源------RF/微波信号发生器、矢量信号发生器、任意

波形发生器ƒ示波器------模拟示波器、数字示波器、模拟/数字混合示

波器ƒ分析仪------频谱分析仪、网络分析仪、逻辑分析仪、音频分析仪、EMI/EMC测量接收机/分析仪功率计------RF/微波功率计、电力功率分析仪实验室电源电子测量仪器的分类与应用范围:国际上通用的电子测量仪器分类:电子测量仪器的分类与应用范围:国际上通用的电子测量仪器分类(续):™通信测量仪器:ƒ移动通信测量仪器-----综合测试仪、误码率测试仪、天馈

线测试仪光通信测量仪器------PDH、SDH、光功率计、光融接机通信协议分析生物工程测试仪器™工业自动化测试仪器:ƒ自动测试系统-------GPIB、VXI、PXI、LXI™其他应用测试仪器电子测量仪器的分类与应用范围:国际上通用的电子测量仪器分类(按照被测信号的特性,电子测量仪器可分为以下几类:电子测量仪器的分类与应用范围:按照被测信号的特性,电子测量仪器可分为以下几类:电子测量仪器技术与市场发展趋势:半导体集成电路技术的发展改变了仪器设计,使其技术指标接近了物理极限网络通信技术,软件无线电技术和计算机技术融入仪器,产生了新一代自动测试系统应用驱动创新,“我不是传统仪器”成为时尚。新的测量理论呼之欲出技术与市场发展趋势:半导体集成电路技术的发展改变了仪技术与市场发展趋势:技术与市场发展趋势:技术与市场发展趋势:技术与市场发展趋势:技术与市场发展趋势:技术与市场发展趋势:技术与市场发展趋势:测量仪器的技术指标不可能无限提高技术与市场发展趋势:测量仪器的技术指标不可能无限提高技术与市场发展趋势:正确理解电子测量仪器的技术指标灵敏度(Sensitivity):仪器所能检测得到的信号最小变化量。分辨率(Resolution):仪器所能检测到的最小信号所占的比例分量。重复性(Repeatability):在相同测试条件下相邻的成功测量结果之间的一致性。再现性(Reproducibility):在给定的变化条件下,相同量值测试结果之间的一致性。绝对准确度(Absoluteaccuracy):测量结果与被测量真值或其标准认定值之的接近程度。准确度常被分成增益和偏置二项。相对准确度(RelativeAccuracy):用被测值与参考值之间的相对关系表示出的测量准确度。技术与市场发展趋势:正确理解电子测量仪器的技术指标灵敏度(S技术与市场发展趋势:正确理解电子测量仪器的技术指标误差(Error):与被测量值的真值相比测量的偏差(差值或比值)。请注意真值就其本质而言是不可确定的。随机误差(RandomError):受随机分布误差影响的大量测量结果的平均值与真值的偏差。系统误差:(SystematicError):受系统自身分布误差影响的大量测量结果的平均值与真值的偏差。不确定度(Uncertainly):对测量中可能产生的误差的评估,即估计与被测量的实际量值可能产生的偏差范围。不确定度与准确度相反。精度(Precision):是一个与这里定义的许多术语相比更加定性的指标,指测量中不确定性的程度。适用于可重复性或可复现性测试等场合,而不适用在其他应该用准确度(Accuracy)的场合。技术与市场发展趋势:正确理解电子测量仪器的技术指标误差(Er技术与市场发展趋势:正确理解电子测量仪器的技术指标仪器的准确度通常规定为读数的百分数,加上量程的百分数(或者最低有效位的字数)。例如,典型数字多用表的准确度技术指标可以表达为:±(读数的0.005%+量程的0.002%)。注意,在读数接近满度时读数的百分数最重要,而当读数为满度的一小部分时,量程的百分数更重要。准确度也可以用ppm(partspermillion,即百万分之一)来表示。通常,这种准确度技术指标表示为±(读数的ppm+量程的ppm)。例如,高分辨率数字多用表的直流电压准确度可表示为±(读数的25ppm+量程的5ppm)为±(读数的25ppm+量程的5ppm)。技术与市场发展趋势:正确理解电子测量仪器的技术指标仪技术与市场发展趋势:正确理解电子测量仪器的技术指标分辨率:数字仪器的分辨率由可以显示的数字值决定,而该数字值又决定于位数。典型的数字静电计可能有51/2位,意思是由5个完整的位(每一位的数值可以从0到9),加上首位的半位(可以取值为0或±1)。这样51/2位显示可以指示出0到199999,共200000个字。显示的分辨率为最小字数与最大字数比(对51/2位显示来说为1/200000或0.0005%)。技术与市场发展趋势:正确理解电子测量仪器的技术指标分辨率:技术与市场发展趋势:正确理解电子测量仪器的技术指标灵敏度:测量的灵敏度是可以探测出的被测信号的最小变化量。例如,电压灵敏度为1μV表示输入信号小于1μV将不会在读数中反应出来。与此类似,电流灵敏度为10fA,则意味着只有大于该数值的电流变化才能探测出来。测量仪器最终的灵敏度决定于其分辨率和最低测量量程。例如51/2位数字多用表在200mV量程时的灵敏度为1μV。技术与市场发展趋势:正确理解电子测量仪器的技术指标灵敏度:技术与市场发展趋势:正确理解电子测量仪器的技术指标温度系数:工作环境的温度能够影响准确度。因此,仪器的技术指标通常是在规定的温度范围内给出的。吉时利公司新的静电计、纳伏表、数字多用表和SMU的准确度技术指标,通常都在18℃到28℃的温度范围内给出。在这个温度范围之外,规定了温度系数,如±(0.005%+0.1字)/℃,或者±(读数的5ppm+量程的1ppm)/℃。和准确度技术指标一样,对数字显示仪器来说,温度系数表达为读数的百分数加上最低有效位的字数(或者读数的ppm+量程的ppm)。如果仪器工作在18℃到28℃的温度范围之外,必须考虑这个系数。按照前面介绍的方法可以计算出低于18℃或高于28℃时的误差。技术与市场发展趋势:正确理解电子测量仪器的技术指标温度系数:技术与市场发展趋势:正确理解电子测量仪器的技术指标时间漂移:大多数电子仪器(包括静电计、皮安表、纳伏表、数字多用表、SMU和数字源表仪器)的准确度和其它参数,在长时间内无论设备是否工作,都会变化。由于这种变化,仪器的技术指标通常都指明一个时间间隔。超过这个时间间隔就不能保证仪器的准确度。这个时间间隔在仪器的技术指标中给出,通常为90天或1年。前面我们已经注意到,传递稳定度的技术只是在很短的时间(典型值为5到10分钟)内规定的。技术与市场发展趋势:正确理解电子测量仪器的技术指标时间漂移:技术与市场发展趋势:电子测量仪器各项指标有关参数间的换算关系:技术与市场发展趋势:电子测量仪器各项指标有关参数间的换算关系技术与市场发展趋势:测量仪器的技术指标必须定期校准标准量值的朔源与传递技术与市场发展趋势:测量仪器的技术指标必须定期校准技术与市场发展趋势:仪器的测量噪声:串模抑制比:串模抑制比(NMRR)说明了仪器抑制或衰减高、低输入端之间出现的噪声的能力。如何抑制噪声的方法是使用积分型A/D变换器对特定频率(通常为50或60Hz)的噪声进行衰减,而让低频或直流的串模信号通过。如右图所示,串模噪声是叠加到希望的输入信号上的误差信号。检测出串模噪声表现为峰值噪声或直流信号偏差,串模抑制比按下式计算:技术与市场发展趋势:仪器的测量噪声:串模抑制比:技术与市场发展趋势:仪器的测量噪声:共模抑制比:共模抑制比(CMRR)说明了仪器抑制高、低输入端与机箱地之间出现的噪声的能力。如右图所示,共模抑制比通常在一条输入引线上有1kΩ电阻器的不平衡条件下测量。技术与市场发展趋势:仪器的测量噪声:共模抑制比:技术与市场发展趋势:噪声的技术指标NMRR和CMRR一般都在50Hz或60Hz为单位给出,因为这种频率是我们最感兴趣的干扰频率。CMRR常常也在直流下给出。NMRR、CMRR的典型数值分别﹥80dB和﹥120dB。噪声抑制比每增加20dB噪声电压或电流就降低10倍,例如80dB的抑制比,表示噪声降低10000倍,而120dB表示噪声将降低1000000倍。所以,在80dB抑制比下,1V的噪声信号将降低到100μV,而在120dB抑制比下将降低到1μV。技术与市场发展趋势:噪声的技术指标NMRR和CMRR技术与市场发展趋势:仪器的测量速度在很多测试工作中,仪器的测量速度常常是很重要的。仪器的测量速度常常表达为在给定的仪器工作条件下每秒钟内的读数数量。积分时间和滤波器的量值等因素会影响仪器总的测量速度。然而,改变这些工作模式还可能改变分辨率和准确度,所以常常要在测量速度和准确度之间进行折衷。在进行低阻抗测量时,常常要考虑测量的速度。在阻抗较高时,电路的建立时间变得更加重要,并常常成为决定总测量速度的主导因素。技术与市场发展趋势:仪器的测量速度在很多测试工作中,仪器的测技术与市场发展趋势:信号的表示方法:ƒƒ时域表达(波形)ƒƒ频域表达(频谱)两种表示方法的实质是一致的。™™周期(离散谱)付氏级数方法:技术与市场发展趋势:信号的表示方法:技术与市场发展趋势:信号单边频谱和双边频谱:技术与市场发展趋势:信号单边频谱和双边频谱:技术与市场发展趋势:非周期信号(连续谱)付氏变换:技术与市场发展趋势:非周期信号(连续谱)付氏变换:技术与市场发展趋势:调制与解调:理论基础——付氏变换中的频谱搬移特性载频信号电压或电流的瞬时表达式:技术与市场发展趋势:调制与解调:理论基础——付氏变换中的频谱技术与市场发展趋势:技术与市场发展趋势:技术与市场发展趋势:技术与市场发展趋势:技术与市场发展趋势:技术与市场发展趋势:技术与市场发展趋势:国际知名电子测量仪器公司排名:2006-2007年度电子测量仪器产品净销售额(百万

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