在使用DMM测量交流电压信号时需要注意什么？

1. 首先明确一点，交流信号往往用它的RMS（Root-Mean-Square均方根）值来表征。对于多数的DMM，例如NI 4050、NI 4060和NI 4065都是在模拟信号的基础上进行这种非线性的信号处理；而NI 4070、NI 4071和NI 4072是利用板载的DSP计算得到交流波形的RMS值。NI 407x的RMS算法需要至少4个周期的波形来获得一个稳定的结果。比如要测量一个1kHz的正弦波，需要测量的周期为4ms。

2. 对于交流测量来说，它的测量周期由直流测量时间和最小信号频率来决定，如图一所示：

图一 NI DMM Aperture Time

    因此为了能够有效测量得到交流的RMS值，DMM的最小信号频率要比交流信号频率的4倍低，当然为了能够测量得到一个稳定的结果，DMM的最小信号频率可以设置为交流信号频率。

    举一个例子，如果想用NI 4070测量220V的市电，设置不同的DMM参数，测量结果如下：

    当将DMM的最小信号频率设置为1kHz时，如果采用6.5位的精度，它的测量时间为Max（100ms，4/1kHz）=100ms，包含了5个市电的周期，那么测量的结果为220.58 ± 0.03V；如果采用5.5位的精度，它的测量时间为Max（500us，4/1kHz）= 4ms，不能包含整个市电的周期，它的测量结果为25 ± 20V，而且是不稳定的。这个时候，如果将最小信号频率改成了200Hz，它的测量结果为 156 ± 10V；如果将最小信号频率改成100Hz，它的测量结果为210 ± 2V；如果将最小信号频率改成50Hz，它的测量结果为218.94 ± 0.02V。

3. 使用一个板卡时，需要折中考虑测量的速率和测量的精度。测量的速率越低，测量的时间间隔越长，测量的精度越高；反之亦然。

图二 NI 4070 AC Specifications (with Auto Zero disabled)

     比如图二中所示的4070 交流 Specification，如果你测量一个信号（400Hz到30kHz），采样速率为100S/s，你的测量精度大概为6.5位。但是它并不表明，当你设定测量精度为6.5位，设定最小频率为400Hz，你就能够得到100S/s的采样率。当你使用5.5位精度时，NI-DMM 驱动将会自动调整间隙时间，从而能够保证测量精度至少为5.5位。当你使用5.5位的精度，400Hz的最小频率，间隙时间可以为10 ms，测量的结果可以达到6.5位的精度。关于DMM读取速率和位数精度的讨论，请参考KB 5H3FD6KH。

4. 为了能够得到更高的测量速率，那么需要关闭Auto Range和Auto Zero。