近几年来应用处理机做为自动量测方式已经极为普遍,但在这些方法中大都只是局部某一类别项目,虽然在其类别应用具有一定的成效,但就整体的经济与实用性而言,并非具有很完善的价值,故本文接着将藉由一组交、直流激磁源与高阶的数位示波器来达成一套通用型的全自动化量测系统。
在进行量测时,需考虑误差的产生来源包含有:不同电流感测装置所造成之激磁电流与感应电压间之时间抵补(Time Offset),亦即相位移误差;使用低频宽之示波器频道( Channel)对量测到之磁滞回线所造成之失真(Distortion)效应;由示波器所造成之误差还有触发跳动(Trigger Jitters)、延迟(Delays)以及撷取系统内ADC之DC抵补误差;激磁源产生器之暂态不稳定度(Short-term Instability)与数值积分演算法所造成之积分误差。有鉴于此,在设备架构时需考量到下列因素:
- (1)利用性能较佳之示波器以免除因示波器本身之性能限制所造成之量测误差;
- (2)所研制之激磁源产生器性能良好,使得由暂态不稳定度引起的误差足以忽略;
- (3)因电流感测装置与系统设备之寄生效应所产生之相位移,可借着低时间常数之精密电阻与相位移矫正程序而获得改善;
- (4)因ADC之DC抵补与数值演算法所造成之误差,可借着交流激磁与使用过取样(Over sampling)和十选一(Decimation)的处理技巧,来将误差限制在合理(Feasible)范围内。
- 总括来说,虽然测试的实验项目广泛,但皆透过电压与电流的感测撷取,只要能在硬体方面采用合适的性能等级并明了误差来源加以消除,便可顾及到各项试验项目的量测信赖度,再以全自动化的理念来规划操作架构,就可提供使用者更佳之便利性。
自动化量测的电子仪器设备设计方式
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