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如何来决定示波器/数字化仪板卡的直流精度?



硬件: PXI/CompactPCI>>Controllers

问题:

为了计算直流精度,首先我解释一下精度的定义,然后再介绍计算精度的原理,最后,通过一个例子来说明如何计算我们示波器卡的直流精度。

定义:

精度是表征设备展现所测信号真实值的一种能力。精度通常以一个指定值的百分比来表示,例如: ± (0.65% 输入信号+ 1.3 mV)。为了计算我们数字化仪的直流精度,您需要了解以下几个参数:测量范围,输入电压值,增益误差以及偏置误差。

精度:

图 1

直流漂移


图 2



解答:

计算

期望电压值可以用以下公式来计算: 期望电压 = 所加电压 ± (增益误差*所加电压 + 偏移误差)。  作为一个例子,让我们来看一下图1 5124测量峰峰值为10V信号的精度。如果我们所加的电压是5V,那么期望的电压是7.95V∓(7.95V×0.65%+10mV)=7.95V∓(0.061675V)。通过图3可以看到当您所加的电压为7.95V时,期望的电压可以在蓝线和红线的任意垂直范围内。

图 3

直流漂移的计算

之前所计算的示波器卡直流精度是假定室温在自校准温度偏差5°C范围内。从图1的边注可以看到,计算直流漂移的参考温度就是自校准的温度。

直流漂移是由于温度变化而导致的一种缓慢的电压变化。正如我们之前申明的,如果室温超过了校准温度偏差5°C的范围,那么我们就需要将直流漂移计算进来了。

举个例子,假定5124的自校准是在28 °C环境下完成的,那么当温度在23和33 °C之间时,您是不必担心的。如果现在温度比33 °C高了2 °C 也就是35 °C,精度的计算可以用图3来显示。将温度变化造成的直流漂移加到之前的公式中,即: 7.95V±(0.057%×7.95V+0.006%10V+100μV)×2℃=7.95±(0.0046915)。 0.061675V + 0.0046915 就是总共的不确定性。从图4可以看到直流漂移给测量增加了一点点不确定性。

图4

特殊情况:

我们的数字化仪5154是采用不同的方法来计算直流精度的。当工作环境温度不同于外部校准温度时,就会将直流漂移加到精度计算公式上。更多的信息可以参见5154使用手册。

偏移误差等于满刻度值乘以增益系数。需要指出的是,在指定电压范围内,我们的使用说明手册给出的偏移误差是一个常量或者是满刻度的增益倍。


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附件:





报告日期: 07/31/2008
最近更新: 01/22/2009
文档编号: 4NUGHDD2