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张有为电商培训,没有一次是好评,都是很好!

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央视【东方名家】系列光碟《实战网络销售》张有为讲师,集8年的企业网站推广、网络营销策划和网络营销实战经验,先后为两万多家中小企业成功实施了网络营销培训。
 
详细企业介绍
【奥鹏网商学苑】??? ??????奥鹏网商学苑是由上海奥鹏企业管理咨询有限公司总经理、网商张有为先生创立并亲自授课,为中小微企业与个人做网络营销的落地执行系统和网上操作实战技能培训,经过2~3天或1~3个月的实战 更详细
  • 行业:网络营销/推广服务
  • 联系人:张有为 先生
公告
2011年在东方名家开讲《实战网络销售》并发行光碟。2013年在深圳、温州及上海通过网商总裁班,带领60个老板,保姆式传帮带一年,现招收老板学员中……
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数字万用表的工作原理是什么?老电工会用但不一定知道!

作者:shonly   发布于 2019-10-09   阅读( )  

  摇钱树根据中国地震台网速报目录四川宜宾市珙县发六合银行,从事基础测量仪器的市场推广工作十多年来,我遇到了众多的工程师,也无数次共同探讨测试相关的技术问题。但有意思的是,工程师们最关心最多的实际上就是一些基础的问题,毕竟绝他们的主业不是测试测量技术。

  工程师们最常问的问题是关于精确的直流和交流测量的。他们经常会经历一些困惑,如测量的误差到底是多少、数字表测量显示为什么不稳定、不同的数字表测量结果为什么差别很大、交流有效值测量结果不可信等等。就此我会写一系列的文章,和大家一起讨论这些问题。

  在文章中,我会以安捷伦的34401A和34410A这两款高性能数字万用表为例。34401A是HP公司在1993年的产品,至今仍然是全球销售量最大的6位半数字表,中国有近10万台的拥有量。34410A是第一款LXI标准的数字万用表。

  首先介绍高精度数字万用表的工作原理。6位半的数字表有着非常高的精度和分辨率。例如,如果测量5VDC,其分辨率可以达到1uV。在读数的时候,我们希望是只有最后一位有跳动。如果在倒数第二位,甚至倒数第三位跳动,也就是6位数字显示中只有3位或4位稳定的,这时候的6位半表也就变成5位半甚至4位半了。那么是什么原因造成了测量结果不稳定呢?

  如果输入的5VDC偏置是稳定的,造成很大测量不确定度的原因首先是噪声。通常情况下,噪声有两种,即串模噪声和共模噪声。

  串模噪声的来源是多方面的,例如电源、被测件本身、空间中电磁噪声、还有50Hz 的供电线VDC的信号,通常会有从几毫伏到几十毫伏峰峰值的纹波加噪声。信号看上去就像下图。在50Hz 的工频噪声上夹杂着其他的高频噪声。

  实际上,对于绝大多数仪器来说,前端是最值钱的部分, 也是衡量不同厂家仪器水平的最重要的标志。信号通过前端的调理, 转换成适合ADC的信号幅度。图示中的AC RMS 是一个专用的电路,它的作用是对输入交流信号进行有效值的运算。在最新的数字表中,如34410A,这个电路已经不存在了。

  这种ADC的特点是分辨率极高,对噪声的抑制能力超强,适合于高分辨率、高精度的测量,但速度比较低。例如,6位半数字表采用的是22bit的ADC,8位半是28bit 的ADC. 数字表内部的工作原理如下图所示

  首先是开关(红色表示)切合到Vi端, Vi对积分器中的电容进行充电。充电的时间是公频周期的整倍数, 即20ms和其整倍数, 目的是抑制工频噪声(如下图)。

  这时将开关切合到Vref 上,在Vref 的控制下,电容进行固定斜率的放电。同时,用内部计数器记录放电时间。Vi 就可以利用放电时间和斜率算得了。在这个过程中,电容的充电再放电的过程,就可以消除高频噪声。而对50Hz工频噪声的抑制方式如下图所示:

  因此,对高精度测量来说,20ms的时间是必须的。当然,如果测量时间越长,例如10PLC, 当然会获得更高的噪声抑制比。但这样会影响到测量的速度,特别是在高精度数据采集或自动化测试系统中。所以,测试速度和精度实际上是一对矛盾。在实际使用过程中,要折中考虑。

  例如传统的34401A, 如果选择200ms 的测量时间,对工频抑制比是60dB. 而对于34410A 新款的产品,在40ms的测量时间,工频抑制比就可以达到120dB。有些工程师如果从二手市场上买的一些从美国舶来的旧货,就可能有问题,因为美国是60Hz工频周期。

  如下图是34410A的公频噪声抑制比和电网频率的关系。从图中可以看出,如果工频周期偏差了1Hz, 工频噪声抑制比就会下降60dB

  可以看出,为了确保读数的稳定性和可重复性,我们要考虑到降低并抑制输入的噪声,根据测量速度和精度的要求合理设置测量时间,并选择合适的数字万用表。