第四章 电子测量技术的发展及应用
一、电子测量技术的发展方向
(1) 量限扩大化趋势
如:AGILENT的E4448A频谱分析仪最高测试频率达50GHz;FLUKE的9500B示波器校准仪可校准3.2GHz内的示波器;TEKTRONIX的TDS6604DSO有6GHz带宽和20GS/S采样率;KEITHLEY公司的6485皮安表测量电流最小量程为2nA分辨率为10fA。
(2) 集成化模块化趋势
便携式仪器越来越多,使用者要求集成化、微型化,例如简单的数字温度计、湿度计等,成本低,可靠性高;仪器模块化,可以方便安装选件,可以方便升级,可以方便故障诊断和维修,如AGILENT、R/S、安立等公司的仪器,大部分都是模块化、可选选件的。
(3) 智能化趋势
具有很强的自校准、自诊断、自补偿功能,如HP3458A具有很强的存储、计算、报表输出功能,如FLUKE公司的9100校准器根据仪器的校准点,自动设置准确的输出,并提示用户进行必要的调节。程序自动检查对照被校准仪器各校准点的技术指标。与此同时,9100直接控制打印机打印出校准证书。具有很好的用户界面,使用户很方便使用,特别是“AUTOSET”、设置存储等功能,如中高档DSO,频谱仪、网络分析仪、信号发生器等。
(4) 虚拟化趋势
将计算机应用于测量之中,利用计算机软件,在屏幕上虚拟出与传统仪器相似的显示面板,使用者通过鼠标和键盘操纵面板上的虚拟按钮、开关、旋钮来完成仪器的各种功能操作,并通过面板上的虚拟显示屏、数码显示器和批示灯了解仪器的状态读取或打印测量结果。
(5) 跨专业多功能化趋势
一台仪器,可测量多种参数,具有多种用途,而且这些参数是跨越传统上我们认为
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是不同的计量专业的。好处是节约投资,节省空间,携带使用方便,例如FLUKE公司的5520A校准器,能够校准电磁专业的万用表、功率表、电流钳、电力谐波分析仪等,也能校准热工专业的温度计、数据采集器等,也能够校准无线电子专业的电子电压表、示波器等,配上探头,还能测量压力等。
二、电子测量技术的实际应用
随着通信技术的迅速发展,电子测量技术在通信领域中的应用显得更为重要。电子测量与仪器在电子技术领域也成为一门独立的学科。
目前,电子测量与仪器随着电子技术和电子工业的发展而迅速的发展。通信测量仪表是通信设备修理人员的得力助手,在检修通信设备的过程中,借助于测量仪表,不仅可加快检修速度,而且可提高检修质量,有的通信设备的某些故障,离了测量仪表甚至无法修复。可以说,没有了测量技术,我们就不能自由的通信,通信的质量就得不到保证。
电子测量技术的一系列特点,使它广泛应用于自然科学的一切领域.大到天文观测、宇宙航天,小到物质结构、基本粒子,从复杂深奥的生命、细胞、遗传间题到日常的工农业生产、医学、商业各部门,都越来越多地采用了电子测量技术和设备。
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结论
本文通过对电子测量基本概念的简单介绍,从时域测量技术和频域测量技术两方面较为深入的研究介绍了电子测量的原理,并且对时域测量和频域测量的进一步应用做了比较详细的介绍。最后总结时域测量技术和频域测量技术的相关特点以及使用范围。就频域测量和时域测量而言,频域测量和时域测量都是测量信号与系统的方法,区别是它们是从不同的角度去观测同一个被测对象,其结果是一致的。从理论上讲,时域函数的傅里叶变换就是频域函数,而频域函数的傅里叶逆变换也就是时域函数。频域分析和时域分析是能够互译的。
从时域测量的观点来看,时域波形直观,对复杂信号的认识也十分快速方便。从频域测量的观点来看,频谱能细致表现信号的结构,且测量精度高。随着计算机技术的发展,使用采样测量技术,获得系统响应的离散时间函数,然后利用计算机的高速运算功能,通过离散傅里叶变换,直接将时域测量结果转换为频域结果,可同时快速的获得时域和频域两种特性,这是现代电子测量技术的一个重要办法。
另一方面,在频域和时域测量技术中,激励信号的不同,检测响应的仪器结构原理也大不一样,两者各有特点而又各有不足的地方。
总的来说,未来时域测量技术和频域测量技术的发展是不可估量的。其完全作用于我们的日常生活当中,比如科技创新和国防建设方面是不容忽视的。
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