數字化動態(tài)測量針對特定電壓測量中的應用.pdf

1、精密測量是從高技術到實際工程應用廣泛領域中最基礎的工作，它反映了各方面的技術發(fā)展和水平。所有的測量都存在設備分辨率的問題，而測量分辨率總是有限的，這就使得在測量時以標準值為中心的區(qū)域形成了一個模糊區(qū)。這個模糊區(qū)是根據兩個比對對象間的信號變化特性形成的。無論是集中的模糊區(qū)還是離散的模糊區(qū)，參考信號與被測信號間的比對特征能夠在模糊區(qū)的邊沿靈敏檢測出模糊區(qū)內外的不同結果。這樣，檢測精度將大幅高于測量分辨率本身，并表現為更高的測量分辨率的穩(wěn)定度

2、指標，進而明顯提高很多物理量測量的最終精度。這種現象在廣泛物理量的測量中具有普遍性，我們稱之為邊沿效應。
　　基于對動態(tài)模糊區(qū)邊沿效應更深入的研究，我們在原靜態(tài)模糊區(qū)測量中提高分辨率的基礎之上，創(chuàng)新出一種新的理論方法，即獲取動態(tài)模糊區(qū)邊沿有效信息來提高量化精度，從而提高測量的精度。我們將此方法應用于交流電壓測量來驗證該理論的可實施性。結果表明，其測量精度和頻率響應有顯著提高。
　　本文所述的典型的應用例子是針對動態(tài)信號，如交

3、流正弦信號的有效值電壓的測量。即使A/D轉換器的位數有限，量化誤差比較大的情況下，借助于A/D轉換發(fā)生的跳變沿處的穩(wěn)定度會獲得遠遠高于A/D轉換的量化值的精度。對于變化著的交流電壓信號，A/D轉換器多個跳變沿捕捉在電壓信號上的對應的時間處的電壓-數字對應的值。這些采集點及其采集的時刻信息在一起準確地表達了信號的波形參數。其準確度已經不受A/D轉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轉換的線性度、噪聲的影響

4、等?；谶@樣的認識，從整體上通過邊沿效應的應用可以大幅度地提高測量的精度，為了證明這一點以及邊沿效應帶來的測量和處理方面的優(yōu)點，我們針對不同的被測交流電壓的有效值把經過邊沿效應處理的測量裝置分別與普通的A/D轉換器(均是8位)、6位半和3位半數字電壓表，以及標準電壓源和標準的交流電壓測量裝置同時測量進行比較。另外，也測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)結構的邊沿效應的數字化的測量方法通過量化值的穩(wěn)定度及其邊