數(shù)字化動(dòng)態(tài)測(cè)量針對(duì)特定電壓測(cè)量中的應(yīng)用.pdf

1、精密測(cè)量是從高技術(shù)到實(shí)際工程應(yīng)用廣泛領(lǐng)域中最基礎(chǔ)的工作，它反映了各方面的技術(shù)發(fā)展和水平。所有的測(cè)量都存在設(shè)備分辨率的問(wèn)題，而測(cè)量分辨率總是有限的，這就使得在測(cè)量時(shí)以標(biāo)準(zhǔn)值為中心的區(qū)域形成了一個(gè)模糊區(qū)。這個(gè)模糊區(qū)是根據(jù)兩個(gè)比對(duì)對(duì)象間的信號(hào)變化特性形成的。無(wú)論是集中的模糊區(qū)還是離散的模糊區(qū)，參考信號(hào)與被測(cè)信號(hào)間的比對(duì)特征能夠在模糊區(qū)的邊沿靈敏檢測(cè)出模糊區(qū)內(nèi)外的不同結(jié)果。這樣，檢測(cè)精度將大幅高于測(cè)量分辨率本身，并表現(xiàn)為更高的測(cè)量分辨率的穩(wěn)定度

2、指標(biāo)，進(jìn)而明顯提高很多物理量測(cè)量的最終精度。這種現(xiàn)象在廣泛物理量的測(cè)量中具有普遍性，我們稱之為邊沿效應(yīng)。
　　基于對(duì)動(dòng)態(tài)模糊區(qū)邊沿效應(yīng)更深入的研究，我們?cè)谠o態(tài)模糊區(qū)測(cè)量中提高分辨率的基礎(chǔ)之上，創(chuàng)新出一種新的理論方法，即獲取動(dòng)態(tài)模糊區(qū)邊沿有效信息來(lái)提高量化精度，從而提高測(cè)量的精度。我們將此方法應(yīng)用于交流電壓測(cè)量來(lái)驗(yàn)證該理論的可實(shí)施性。結(jié)果表明，其測(cè)量精度和頻率響應(yīng)有顯著提高。
　　本文所述的典型的應(yīng)用例子是針對(duì)動(dòng)態(tài)信號(hào)，如交

3、流正弦信號(hào)的有效值電壓的測(cè)量。即使A/D轉(zhuǎn)換器的位數(shù)有限，量化誤差比較大的情況下，借助于A/D轉(zhuǎn)換發(fā)生的跳變沿處的穩(wěn)定度會(huì)獲得遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于A/D轉(zhuǎn)換的量化值的精度。對(duì)于變化著的交流電壓信號(hào)，A/D轉(zhuǎn)換器多個(gè)跳變沿捕捉在電壓信號(hào)上的對(duì)應(yīng)的時(shí)間處的電壓-數(shù)字對(duì)應(yīng)的值。這些采集點(diǎn)及其采集的時(shí)刻信息在一起準(zhǔn)確地表達(dá)了信號(hào)的波形參數(shù)。其準(zhǔn)確度已經(jīng)不受A/D轉(zhuǎn)換的量化誤差的影響，而是取決于該量化值在跳變沿處的“穩(wěn)定度”以及A/D轉(zhuǎn)換的線性度、噪聲的影響

4、等?；谶@樣的認(rèn)識(shí)，從整體上通過(guò)邊沿效應(yīng)的應(yīng)用可以大幅度地提高測(cè)量的精度，為了證明這一點(diǎn)以及邊沿效應(yīng)帶來(lái)的測(cè)量和處理方面的優(yōu)點(diǎn)，我們針對(duì)不同的被測(cè)交流電壓的有效值把經(jīng)過(guò)邊沿效應(yīng)處理的測(cè)量裝置分別與普通的A/D轉(zhuǎn)換器(均是8位)、6位半和3位半數(shù)字電壓表，以及標(biāo)準(zhǔn)電壓源和標(biāo)準(zhǔn)的交流電壓測(cè)量裝置同時(shí)測(cè)量進(jìn)行比較。另外，也測(cè)量了不同頻率下的交流電壓的有效值。從總體上看，這種借助于多模糊區(qū)結(jié)構(gòu)的邊沿效應(yīng)的數(shù)字化的測(cè)量方法通過(guò)量化值的穩(wěn)定度及其邊