時間：2023-05-31 09:32:56
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電容測量儀，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【關鍵詞】正交采樣；智能識別；在線測量；量程自動轉換
1.引言
在對電子元器件使用時，必須首先了解它的參數，電阻有阻值、電容有容值。這就要求能夠對元器件的參數進行精確的測量。電阻的阻值相對比較容易測量，用伏―安法就可以精確的測量出來。但是對電容的測量就比較麻煩了，最初人們還是通過萬用表來對電容值進行估算，這種方法不但麻煩而且測量精度也比較低。隨著微電子技術、計算機技術、軟件技術的快速發展及其在電子測量技術與儀器上的應用，新的測試理論、新的測試方法、新的測試領域以及新的儀器結構不斷涌現。人們對儀器的要求也在逐漸提高，本文設計了一款更智能化、體積更小、功能強大的便攜式RC測量儀。
2.硬件電路設計與實現
總體硬件電路主要包括四部分：正弦信號電路、前端控制電路、單片機控制電路、LCD顯示電路。
2.1 主控芯片
本系統采用PIC16F877單片機作為控制核心，PIC16F877單片機是PIC系列單片機的中級產品，采用RISC指令系統，一共只有35條單字指令，簡單易用；工作速度快，可接收DC-20MHz時鐘輸入，指令周期可達到200ns；存貯空間大，具有高達8K字的FLASH程序存儲器和368字節的數據存儲器。除此之外，它具有14個內部/外部中斷源和8級硬件堆棧，便于編程；帶有片內RC振蕩器的監視定時器，保證其可靠工作；可根據不同需要選擇不同的振蕩器工作方式以減小功耗，同時在保持低價的前提下增加了A/D、內部EEPROM存儲器、比較輸出、捕捉輸入、PWM輸出、SP1接口、異步串行通信（USART）接口、模擬電壓比較器、LCD驅動等許多功能。
2.2 正弦信號電路設計
測量儀是以正弦波做為測量信號供單片機進行正交采樣，正弦波的頻率直接影響到測量的精度，要求正弦波頻率精度高，并且頻譜純度和穩定度也要高。因此本系統采用DDS合成芯片AD9850來產生正弦波。AD9850是美國AD公司生產的高集成度的DDS合成芯片。它采用32位相位累加器，截斷成14位，輸入正弦查詢表，查詢表輸出截斷成10位，輸入到DAC。DAC輸出兩個互補的模擬電流，接到濾波器上。但是AD9850直接產生的信號幅度只有2V左右，而且是單極性的。而測試的時候需要的是雙極性的正弦信號，因此DDS輸出的信號還要經過隔直和放大。AD9850輸出的信號經過RC高通濾波器，將直流分量濾除，輸出交流信號，再經放大器放大，電壓跟隨，輸出幅度適當、帶載能力較強的信號源。電路如圖1所示。
2.3 前端電路模塊
前端電路主要是實現量程電阻的切換，增益控制。本方案采用電阻分壓法，量程電阻與待測元件進行分壓，再由單片機控制模擬開關分別選通量程電阻和待測元件的信號通道，將它們分壓所得到的信號分別送入差分式放大電路。將由差分式放大電路出來的正弦波經過電位提升電路后，再由單片機采集，在此過程中，量程電阻的自動切換，以及減小模擬開關對測試過程帶來的誤差是設計的難點。前端電路是影響系統測量范圍和測量精度的關鍵。
圖3 軟件流程圖
2.3.1 量程電阻選擇方案設計
量程電阻R的切換是通過單片機控制模擬開關CD4052來實現。模擬開關存在導通電阻和漏電流，如果太大會對測試精度產生很大影響。當RS+Zx較小時，模擬開關的導通電阻就不可忽略。因此消除導通電阻對電路的影響十分重要。通過實驗，采用如圖2所示的原理電路。圖2中選用4X2的模擬開關，Ron（1，2，3，4）、Ron（1，2，3，4）是模擬開關的導通電阻；Rs（1，2，3，4）為標準電阻；Z為被測元件。采用該電路減小了導通電阻對測試精度的影響。
2.3.2 增益控制
在測量時，如果由于某種原因使得正弦信號幅度變小，那么在分壓的時候就有可能出現某個元件分壓得到的信號非常微小的情況。由于單片機可以對0―5V的模擬信號進行8位的A/D轉換，所以A/D轉換的精度可以算得為5/256=0.02V，也就是說如果信號過于微小而低于0.02V時，A/D轉換就會產生轉換誤差，所以我們需要對增益進行控制，以使測量儀在正弦信號的幅度變化時依然能正常工作。
增益控制電路如圖2所示，經過分壓后的信號都會送入一個由集成運放所構成的差分式放大電路。因為差分式放大電路是對兩個輸入端之間的差值進行放大，而且對干擾信號輸入的共模信號有很強的抑制作用，所以使用其做為放大電路可以有效的提高測量精度和測量儀的抗干擾性。
2.4 電位提升電路
本次設計采用的是PIC的ADC模塊實現模擬信號的數據采集，并選擇了電源電壓（5V）作為參考基準電壓，所以單片機只能夠正確采集0到5伏之間的電壓，而正弦波輸入的是一個交流信號，在負半周期是負電位，使得單片機不能正確的采樣，所以在將信號送入單片機以前需要對交流信號進行電位提升，使整個正弦信號任意時刻的電位都大于或等于0，電位提升電路。
將輸入信號通過一個放大倍數為1的集成運放，在運放的信號輸入腳3上由R1和R3提供一個直流電位，通過改變R1的阻值將直流電位調節到的2.5V，這樣正弦信號就可以調節到如圖2所示的形狀，再供給單片機采樣。
單片機采樣經過電位提升以后的信號所得到的值并不能直接進行計算，而還需要將這些值減掉2.5V的直流電位才可以計算。
2.5 LCD顯示電路
顯示電路選用的是LCD模塊RC1602，液晶顯示模塊主要由點陣式液晶顯示屏（LCD）、微控制器、驅動電路三部分組成。電路如圖1所示。
3.軟件設計與實現
根據各部分功能要求，整個系統的軟件程序由初始化程序，量程電阻選擇程序，AD轉換程序，增益控制程序，數據處理程序，ASII碼轉換程序以及顯示程序等子程序組成。最后調用各模塊，將它們聯系起來，形成一個有機的整體，從而實現對儀器的全部管理功能。以上面所述的思路為基礎，通過研究最后得到整個軟件程序設計的流程圖，如圖3所示。
4.結語
本測量儀能自動的識別出待測元件是電阻還是電容。由單片機控制根據待測元件電抗值的大小自動轉換到合適的基準電阻檔位，以實現量程的自動轉換。解決了舊的測量儀器在測量前需要人工判斷待測元件參數范圍，然后再手動的選擇合適量程檔位的弊端。
參考文獻
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作者簡介：
1 萬用表改裝
1.1 簡介
萬用表又叫多用表、三用表、復用表，分為指針式萬用表和數字萬用表。萬用表是一種多功能、多量程的測量儀表，一般萬用表除了可測量直流電流、直流電壓、交流電壓、電阻和音頻電平等，有的還可以測交流電流、電容量、電感量及半導體的一些參數，甚至用來檢測元器件的好壞、電路的通斷等問題。萬用表具有用途廣泛、操作簡便、便于攜帶、價格優廉等優點。萬用表由表頭、測量電路及轉換開關等3個主要部分組成。
1.2 使用中存在的問題
大家都知道萬用表的表筆是針式筆頭，測量時需要用手握住，實驗時既要觀察數據，又要操作其他儀器設備，有時真希望能有“第三只手”來應急。兩只表筆對于初學者要熟練使用是不可能的。實訓中由于表筆針頭的不適用，給學生操作帶來很大不便，所以在實訓中經常會聽到萬用表的蜂鳴端響起，甚至測量過程中會看見火花出現。還有萬用表的表筆引線容易損壞，在實訓室會經常見到萬用表的筆頭掉落。尤其是寒冷的季節，表棒引線橡膠僵硬，手感差，引線更容易松動、斷裂、脫落。所以，可以從表筆引線長短，表筆筆頭的長短、粗細、形狀進行改裝。如此既可以方便學生操作，又可以節約成本。
1.3 具體改裝過程
1）表筆引線的改裝。防引線折斷、斷裂的改裝：在萬用表的表筆筆線套上塑料管；也可以將整個表筆引線用線芯是多股銅絲的連線替換，銅絲不易折斷，柔韌性極好，只需將其分別與表棒和插頭部分焊接在一起，改裝即可完成使用。
2）表筆筆頭改裝。
①改裝成鱷魚夾式。將紅、黑表筆原有針式取下，換成鱷魚夾，用焊錫焊接牢固。這樣既方便又牢固地夾持在被測點上，操作人員可以騰出手來調試、觀察其他儀器儀表、記錄數據等。
②筆頭加長改裝。萬用表筆頭都較短，測量時兩筆頭容易碰觸在一起，很不安全。可以把萬用表的筆頭用銼刀將一側面挫平，取一根縫衣機針或注射器針頭（有一面是平面），把兩平面對齊用細銅絲一圈一圈地纏繞，然后再用焊錫進行焊接。焊接要牢固可靠，銅絲不可太粗，避免測量誤差增加。改裝時，針的長短可以根據測量需要任意截取。如此改裝后，可以給某些測量帶來很大便利，比如測三極管的管型、管腳就不會出現不小心兩表筆短接的現象。
③巧改數字萬用表電容插座。數字萬用表能測量1 pF～20 μF電容器，但因各種電容器的引腳大小不一，形狀不同，無法正常測量。可以對其引腳進行改裝：取一塊厚約1毫米左右的鍍銅板，裁成一個和電容測量孔形狀相反的圖形，再焊上鱷魚夾的短引線。使用時，將其插入電容測量孔中，再用鱷魚夾夾住待測電容器的引腳即可進行測量。這樣，不論什么形狀、不論引腳粗細的電容器，就都可以測量了。
2 電表的改裝
2.1 使用中存在問題
在中職學校的電子技術應用、制冷、電工等類專業實訓教學中，電流表和電壓表作為一個電學教學中的基本測量儀表經常被用到，由于電流表的量程一般是很小的，大約是幾十微安到幾毫安，不能測量較大的電流，因此有必要將它改裝成大量程的電流表。電流表還可以用來測量電壓，但是由于電流表的內阻較小（約為幾百歐姆到幾千歐姆），所能測量的電壓不高，多數中職學校常見的只有3 V和6 V的電壓表，0.3 A和0.6 A的電流表。實訓室里的電壓表、電流表數量有限，而且對于有些實驗是不能使用的，所以必須對測量儀表進行改裝，并教會學生對電表進行改裝。
2.2 具體改裝過程
1）電壓表的改裝。電壓表的改裝原理：要將滿偏電流為Ig、內阻為Rg的電流表改裝成量程為U的電壓表，由于串聯電路具有分壓作用，只需將分壓電阻R和表頭串聯即可，通常R會很大，電路如圖1所示。
2）電流表改裝。電流表的改裝原理：要將滿偏電流為Ig、內阻為Rg的電流表改裝成量程為I的電流表，由于并聯電路具有分流作用，只需將分流電阻和表頭并聯即可，通常R會比較小，電路如圖2所示。
通過以上這些小小的改裝，不僅可以提高教師的動手實踐能力、分析和解決問題的能力，還可以方便實驗操作和節約實訓成本。同時也給學生樹立榜樣，激發學生的學習興趣，作為中職學校的教師，應該注重培養學生的創新精神、動手實踐能力，提高學生的素質。
參考文獻
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出入共地型全截止網絡(申請號200510098366 8)發明專利是一種特定的電路，屬四端網絡(如圖所示)，圖中ZO是一個可以任意給定的阻抗，稱為“被測阻抗”，網絡內部包含有一個可調元件。這個網絡具有下述的特性它不論作正向或反向傳輸，其輸出電壓在任何頻率，任何負載下恒等于零，即圖中之u2(ω，Z)；0。在實用中，考慮到網絡內部分布參數的影響，只需在很寬的波段內，輸出電壓接近于零(等于最小值)，即認為符合要求。
這一特性乃是無線電電子學界夢寐以求而又無法解決的世界性技術難題，今天卻在本發明中奇跡般實現了。在現有技術中，除交流電橋外，并無其他類似的東西可以與本發明相對比，交流電橋是屬于“平衡型全截止網絡”
(注意兩者的名稱只差一個“不”字)，它的致命弱點是輸入與輸出無公共端，在測量過程中，雜散電容、人體感應電場以及其他各種外界因素及其微小變化，都會影響測量結果，所以，使用極不方便，而且準確度和可靠性都很差，這就注定了它在高頻領域中無法使用。本發明主要是為消除這一弊病而設，能把任何外界因素的影響完全排斥在“被測參數”這個范疇之外，確保測量結果的絕對真實性，是真正理想的“調零式測量網絡”，另外，假如用復雜的邏輯電路獲得與本發明相同之功能，則其傳遞訊號之延時值必然比本發明大許多倍而為不可取，這一點，在自動控制技術、遙測遙控技術中是極其可貴的。
產品用途及其先進性
本發明在實際技術中之應用，可分三大類說明如下
(1)用于長、中波強力發射臺的輸出級，作為“消反饋網絡”使用，藉以取代其原有的“中和電路”，從而在很寬的波段內保障放大器的工作穩定性，并革除了現有的單端放大中和電路不能在很寬的波段內獲得最高槽路效率的缺陷。射頻單端功率放大器如不與本網絡相配合，就不是完善的放大器。
(2)用以取代現有的交流電橋和Q表(包括現今流行的“數字式電橋R、L、C測量儀”)，制成不受雜散電容、人體感應電場以及其他外界因素之影響的、真正理想的“多功能、元件參數測量儀”，能準確地測出阻、感、容原件的R、L、c、Q、tgδ。這種儀器最好是配合智能電路，制成數字式儀表。
(3)與傳感器件相配合，制成各種不同用途的特種參數測量儀，進行各種物理量、化學量、生物量之精確測量或快速檢測，或者制成各種類型的自動控制裝置。在這個項目下，應用范圍非常廣泛，它能闖入性質截然不同的許多技術領域，制造出許多不同類型的新產品。
產品試制階段所需之技術及基本設備
本發明結構簡單，制造容易，在試制階段中所需之技術，都是現有的成熟技術，用到的設備都是常用的機械設備、電子儀器和簡單的工，夾具。對于實施本專利的企業或廠家來說，只需向外廠訂貨或協作加工即可，實施本專利是十分容易的，成本又低。本專利品的制造屬于小耗材、小能耗產業，而且整個生產過程都對環境無污染。
產品銷售對象
1 消反饋網絡 這類產品的銷售對象有無線電發訊臺、廣播電臺、通訊器材設備廠、廣播器材設備廠等。由于這類產品銷路較為狹窄，所以，在開發前期可以暫不考慮。
2 元件參數測量儀 科研機構、高等學校和中等專業學校的無線電、電子類實驗室，以及電子儀器廠、無線電元件廠等，都必須經常使用這類產品。
3 非電參數測量儀及自動控制系統這類產品的銷售對象極為廣泛，需視測量對象及產品類型而定，海關、碼頭、火車站，飛機場、工廠、礦山、水電站，氣象站、地震預報站、農場、糧倉、種子庫，探礦部門、環保機構，醫療機構，科研機構等等，都有可能是本專利品的銷售對象。
綜上所述，可見本發明能在測量技術、自動控制技術領域中引發一場促使產品更新換代的變革，開發者如能抓緊時機，以最快速度實現產業化，則其市場前景將是不可限量的、十分誘人的。
產品成本與經濟效益
一件“出入共地型全截止網絡”的材料費不超過100元。開發本市場所需之投資額約為500萬-800萬元。
聯系人：余本立
關鍵詞:AT89S52;A/D采樣;TLC2543;EEPROM數據保存;RS485;通訊輸出
中圖分類號:TP393 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2009)15-4072-03
AT89S52 Measuring Instruments in the Multi-application
JING Yao-feng, JIA You-qun
(Suzhou Industrial Park Kejia Automation Co.,Ltd.,Suzhou 215001,China)
Abstract: AT89S52 introduced in the multi-purpose measuring instruments in use,but also introduced the AT89S52 and A/D sampling chip TLC2543,and EEPROM chip,and RS485 communication between the MAX487 chip applications.
Key words: AT89S52;A/Dsampling;TLC2543;EEPROM;data retention;RS485;communication output
1 引言
隨著電子技術、通訊技術的更深一步發展,就出現了近兩年市面上被大家廣泛推廣的多功能測量儀表。多功能測量儀表在硬件平臺上采用了DSP或者單片機的處理單元,實現了單個表計測量全電量電參數。如一臺全電量的智能配電儀表可以測量: 單相和三相電流、電壓、有功功率、無功功率、頻率、功率因數、有功電度、無功電度等。同時在測量功能增大的情況下,融入了通訊功能,通過通訊方式可以將測量的電氣參數傳送給監控中心,以便構成配電自動化監控網絡或者完成抄表系統。常見的通訊方式有RS485、Profibus等。本設計就是采用89S52單片機設計的多功能測量儀表,其中儀表功能方面有,A/D數據采集、EEPROM數據保存、LED數碼顯示、RS485通訊功能(如框圖1)等;下面我們對這幾部分功能逐個介紹給大家。
2 A/D數據采樣
本次采用的A/D 芯片是TI公司的TLC2543,該芯片是12位串行模數轉換器,使用開關電容逐次逼近技術完成A/D轉換過程。由于89S52本身I/O資源不是很豐富,所以采用串行輸入結構,可以節省單片機很多I/O資源。此外TLC2543還有以下特點:
1)12位分辯率A/D轉換器;
2)在工作溫度范圍內10μs轉換時間;
3)11個模擬輸入通道;
4)3路內置自測試方式;
5)采樣率為66kbps;
6)線性誤差±1LSBmax;
7)有轉換結束輸出EOC;
8)具有單、雙極性輸出;
9)可編程的MSB或LSB前導;
10)可編程輸出數據長度
硬件接口見圖2。
在設計制作時要注意如下三個問題:
1)電源去耦
當使用TLC2543這種12位A/D器件時,每個模擬IC的電源端必須用一個0.1μF的陶瓷電容連接到地,用作去耦電容。在噪聲影響較大的環境中,建議每個電源和陶瓷電容端并一個10μF的鉭電容,這樣能夠減小噪聲的影響。
2)接地
對模擬器件和數字器件,電源的地線回路必須分開,以防止數字部分的噪聲電流通過模擬地回路引入,產生噪聲電壓,從而對模擬信號產生干擾。所有的地線回路都有一定的阻抗,因此地線要盡可能寬或用地線平面,以減小阻抗,連線應當盡可能短,如果使用開關電源,則開關電源要遠離模擬器件。
3)電路板布線
使用TLC2543時一定要注意電路板的布線,電路板的布線要確保數字信號和模擬信號隔開,模擬線和數字線特別是時鐘信號線不能互相平行,也不能在TLC2543芯片下面布數字信號線。
軟件:
AD12:NOP
NOP
NOP
CLR P1.1
開始一個工作周期
MOV DPTR,#0FBFFH
MOV A,#0FDH
MOVX@DPTR,A
MOVA,R1
SWAPA
MOV R2, #08H
AD1: MOV C,P1.3
RLC A
MOV P1.0,C
SETB P1.1
CLRP1.1
DJNZ R2,AD1
MOV @R0,A
MOV A,R1
SWAP A
MOV R2, #04H
AD2: MOV C,P1.3
RLC A
MOV P1.0,C
SETB P1.1
CLR P1.1
DJNZ R2,AD2
INC R0
MOV @R0,A
MOV DPTR,#0FBFFH
MOV A,#0FFH
MOVX@DPTR,A
RET
3 EEPROM數據保存
本次采用的串行EEPROM是ATMEL公司的AT24C02,又稱I2C總線式串行器件。由于AT24C02占用的資源和I/O線少,而且體積很小,同時具有工作電源寬、抗干擾能力強、功耗低、數據不易丟失和支持在線編程等特點,所以在許多的數據存儲方面得到使用。
I2C總線是一種用于IC器件之間連接的二線制總線。它通過SDA(串行數據線)及SCL(串行時鐘線)兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息,并根據地址識別每個器件。
硬件接口見圖3。
軟件:
;START_IIC
;SEND_BYTE
;STOP_IIC
Write:LCALL INI_DATA_1
LCALL START_IIC
MOVA,#10100000B
LCALL SEND_BYTE
JC NO_ASK
MOVA,#00H
LCALL SEND_BYTE
JC NO_ASK
MOV R7,#08H
MOV R1,#30H
SEND_BYTE_LOOP: MOV A,@R1
LCALL SEND_BYTE
JC NO_ASK
INC R1
DJNZ R7,SEND_BYTE_LOOP
LCALL STOP_IIC
RET
4 LED顯示
儀表采集出來的數據,經過運算和處理后,通過LED數碼管直觀的顯示出來,這是很多現場儀表都具備的。因此LED顯示技術已經是大家比較熟悉的技術,此處設計采用8155擴展I/O資源,來驅動LED數碼管顯示,因此就不做詳細說明。
5 通訊輸出
本項目儀表設計采用Modbus通訊規約,以便于和其他工業產品之間互相通訊。設計連接如圖4,在整個設計過程中,有以下兩個問題需要特別注意。
485芯片DE控制端的設計:
由于應用系統中,主機與子機相隔較遠,通信線路的總長度往往超數百米,而子機系 統上電或復位又常常不能同步。如果在此時某個MAX487的DE端電位為“1”,那么它的485總線輸出將會處于發送狀態,也就是占用了通信總線,這樣其它的子機就無法與主機進行通信。這種情況尤其表現在某個分機出現異常情況下(如死機),會使整個系統通信崩潰。因此在電路設計時,應保證系統上電復位時MAX487的DE端電位為“0”。由于89S52在復位期間,I/O口輸出高電平,上圖電路的設計可以有效地解決復位期間子機吊死整個系統的的問題。
485總線輸出電路部分的設計:
考慮到輸出電路的上的各種干擾及線路特性阻抗的匹配的問題,所以485總線的傳輸端一定要加有保護措施。由于工業環境的復雜性,可能存在各種干擾源或浪涌電壓,所以在電路設計中采用穩壓管D1、D2組成的吸收回路,來保護485總線。
考慮到線路的特殊情況(如某一臺子機的485芯片被擊穿短路),為防止總線中其它分機的通信受到影響,在MAX487的485信號輸出端串聯了兩個20Ω的電阻R18、R19。這樣本機的硬件故障就不會使整個總線的通信受到影響。
在應用系統工程的現場施工中,由于通信載體是雙絞線,它的特性阻抗為120Ω左右,
所以線路設計時,在RS-485網絡傳輸線的始端和末端各應接1只120Ω的匹配電阻R30,以減少線路上傳輸信號的反射。
6 總結
AT89S52芯片這種低功耗、高性能的CMOS8位微控制器,與工業80C51產品指令和引腳完全兼容。在單芯片上,擁有靈巧的8位CPU和在系統可編程Flash,使得AT89S52為眾多嵌入式控制應用系統提供高靈活、超有效的解決方案。
參考文獻:
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依照紡織纖維含水率和介電常數影響的關系，提出一些紡織纖維對于含水率測量比較快速的方法，應用電容傳感器的信號逐漸轉換為電壓信號集成的芯片CAV424來構成信號進行電路的處理，并經A/D單片機與采樣的處理，來測試出物料之中含水的數量；在測試的結果之中表明了，這種儀器可以代替傳統的測量方法，可以更好地將我國紡織企業纖維水分測試的技術進行更新，有利于國內紡織企業的有效發展。
關鍵詞：含水率；紡織纖維；測量方法
現在國內外比較成熟纖維含水量測量的方法主要有直流電阻的測濕方法和烘箱法。其中烘箱法的測量結果比較穩定、準確，在我們國家這種方法被定為標準的仲裁檢驗方法以及紡織企業質量控制與檢驗的方法；而直流電阻的測濕方法，優點就是比較方便、快速，一般被紡織廠檢驗室與棉花收購部門所應用。但是，上述兩種方法依然存在著一定缺陷。烘箱法比較費時耗能、不利于在生產的現場使用；而直流電阻的測濕方法卻因為纖維直流電阻比較大，并且極板在直流電場之中非常容易極化等一些缺陷，導致了其測試的穩定性較差、通用性較低、誤差較大等一些缺點。在本文之中是依照紡織纖維對于含水率測試的原理，應用CAV424芯片設計的一種測試電路，這種電路有著靈敏度較高等優點。經過試驗表明，這種儀器能夠替代傳統的測量方式，用來更新國內紡織企業纖維水分的測試技術，會更好地促進我國紡織行業發展。
1 CAV424的測試原理
CAV424測試的原理一般是經過外界的一個電容（COSC）和內部來構成能夠調試頻率的一種參數振蕩器，將兩構造相互對稱的一種積分器進行驅動，同時讓這兩個構造在相位和時間上同步（如圖1）。對于這被控制的兩個積分器，其振幅主要是電容CX2與CX1決定的，CX2表現的是被測電容，而CX1表示的是參考電容。一般CX2與CX1這兩種包括地端和輸入端所有的電容，而且其特性也相同，在這樣的環境發生變化的時候，芯片兩端會同時發生變化，而且差值不會變化。當被測電容傳感器的電容變化時，因為積分器有著很好的分辨率，因此在對兩個振幅差值進行比較的時候，會得出CX2與CX1相對的變化量，這個差值的信號會經后級低通濾的濾波來達到可調增益差分的輸出級。
將振蕩器對外接振蕩器的電容COSC與其相關內部的寄生電容以及外接的寄生電容充電，之后放電作為參考。振蕩器會取電容值約為COSC16倍的CX1。將振蕩器的電流IOSC讓參考的電壓VM與外接的電阻ROSC確定為IOSC等于VM除以ROSC作為參考。
圖1 CAV424原理框圖
兩個對稱的構造內置的電容式積分器作用原理和上述所參考的振蕩器類似。兩者的區別就是放電時間一般為充電時間的一半，另外，它放電的電壓一般被鉗制在了內置固定電壓的VCLMP之上，在圖2之中顯示的是電容CX2與CX1電壓的信號。
圖2 兩個積分器的電壓輸出
2 對紡織纖維在含水率測量上電路的設計
2.1 對于含水率的測量原理與傳感器的設計
測量含水率的原理為：對于含水率有一定差別的紡織纖維，對應介電常數也是不相同的，應用紡織纖維的水介電常數在數值上差異的電物理特性，應用變介電常數電容式傳感器的原理，可以讓被測的信號轉變成電容量方面的變化。之后經CAV424的處理讓電容的信號逐漸轉變為電壓的信號，再用A/D來采樣與單片機進行有效的處理，就可以測試出纖維中含水的數量了。
為了能夠保證極板和纖維真實的接觸面積不發生變化，可以應用彈簧加壓方法。因為彈簧彈性變形時，其壓力與變形度是成正比的。它的關系式是：
F=X*K
其中X是彈簧的變形，m；F是彈簧受到的壓力，N；K是彈簧彈性的系數，N/m。
所以，一旦每一次試驗的時候質量的試樣能夠保持相同，讓頂壓在基板上彈簧壓縮變形保持相同，就基本上能夠保證每一次試驗的時候極板與纖維接觸面積一致。對于傳感器的極板加壓的原理和方式，如圖3。
圖3 傳感器極板加壓方式原理圖
依照上面的分析，設計制作之中選取的極板參數是：極板的面積100mm×235mm兩塊；極板的材料是鋼板鍍鉻，其中極板對于纖維壓力基本保持在大約31kPa，一旦纖維與電極的壓力達到定值之后，因為纖維基本和極板充分接觸，一般極板壓力增加，對于纖維的阻抗值在影響上也不是很大，這個時候纖維的含水率數值會比較平穩。
2.2 在CAV424基礎上電容電壓轉換的電路設計
在CAV424基礎上電容電壓轉換的電路圖，如圖4所示。
圖4 基于CAV424電容電壓轉換電路
在這之中RCX2與RCX1用作零點的調整，COSC作為參考振蕩器電容，CX2為被測電容，CX1為標準電容。而CL1與CL2決定的是低通的濾波器。ROSC是用來設定參考的振蕩器電流的。而RL2與RL1是用來調節放大器增益的，因為CAV424屬于差動的輸出，經過放大器逐漸轉變成單端電壓的輸出。
對于測量系統后續的電路之中，讓電容轉換所得到電壓的信號通過A/D的轉換，成為數字信號來送到單片機之中進行處理。其中對于含水量的測量儀組成，如圖5。
圖5 紡織纖維含水率測量儀組成框圖
3 數據的標定和測試的辦法
利用圖5中傳感器對于測試系統纖維材料之中含有水分的測試，測試的步驟分成：使待測的紡織纖維均勻擺放于傳感器的兩個極板之間，同時施加壓力，于放大器上得到直流單端的輸出電壓U，含水率的信息會經A/D的轉換，轉換成數字信號，傳送于單片機之中，經過單片機的計算處理之后，就可以在電路之中顯示出來。同時和傳統烘箱法來進行對比，傳感器的測試結構一般表現成電壓值為U，烘箱方法測試的結構表現成纖維材料，其含水率的數值是W。此儀器會先經過試驗來標定，并測試出輸出電壓和含水量相對的曲線，同時將曲線用0.5%的含水率的間隔逐點應用表格的形式存入，而實際的測量需要依照被測的電壓和表格之中對應數據的比較，應用線形的插值法來計算含水率。在實際應用上，水介電的常數是會隨著溫度逐漸變化，為了消除溫度的變化對于測量結果一系列的影響，此儀器可以應用軟件來實現對于溫度的補償。
4 結語
嵌入式計算機目前應用的領域多為對計算機有特殊要求的領域，如對溫度、濕度、震動、沖擊、尺寸大小等有特殊要求，這些領域包括工業自動化、工業控制、交通、醫療、通信以及航空航天、國防等領域。隨著國家綠色能源的大力推廣，諸多城市地鐵項目的獲準，嵌入式計算機在風力發電、軌道交通等相關應用領域的應用成為矚目的熱點。
技術挑戰總覽
這些熱點應用對嵌入式板卡提出了許多技術挑戰。
凌華科技指出，通常，嵌入式產品在生命周期以及業務驅動方面需做優化的處理，為此在嵌入式產品設計時應考慮如下因素：
?可靠性和穩定性：無風扇、低功耗以及冗余的設計將被整合在嵌入式產品的設計中，以減少外界環境和內部環境對系統的影響；
?寬溫及軍用寬溫級：通常在軍工、交通等領域對嵌入式產品的寬溫范圍有嚴苛的要求，為此，產品必須在設計之初就要考慮這些需求，并貫穿到整個設計及制造、驗證、檢驗等環節中：
?緊湊尺寸及輕便設計：軍工以及一些關鍵性任務應用、便攜式設備和車載設備對嵌入式系統的尺寸以及重量都會有嚴格的要求；
?系統整合性能及軟件服務支持：嵌入式BIOS和操作系統的支持將針對不同的應用有不同的支持，具有競爭力的嵌入式產品供應商通常在系統整合和軟件支持方面具備豐富的經驗和強大的技術能力，以滿足應用需求：
?電源管理功能：超低功耗設計可以滿足電源的長時間工作，以減少系統對電能的過度依賴；
?無縫升級：從成本效率及系統互用性上考慮，嵌入式系統產品需要在升級時，只需更換部分組件或計算系統目阿完成整個升級工作；
?性能功耗比：在單位能耗下能夠提供更強的性能輸出。
寬溫值得重視
具體來說，每家企業都有自己的核心產品策略和特色，例如，磐儀(ARBOR)科技圍繞寬溫下功夫，并實現了可靠性和穩定性。據磐儀企劃部曹經理介紹，之所以選擇寬溫為突破點，是由于中國地域遼闊、全球氣候又在急劇惡化，導致南、北地區，冬、夏季節溫差明顯加大，給嵌入式產品在這些領域中的應用帶來更加苛嚴的考驗。特別是野外電力控制、鐵路南北運行線路中的車載設備，需耍具備更加寬幅的高低溫耐受能力。
因此，磐儀計劃于近期對其全線產品做一次規格調整：將常溫產品的工作溫度從原來的0℃-60℃調整為，20℃-+70℃：寬溫規格調整為-40℃―+85℃。
但是，磐儀的寬溫產品與某些廠商的篩選式寬溫產品有著根本性的不同。篩選式寬溫產品本身還是常溫規格的產品。是對常溫規格的產品進行高低溫耐受極限測試，如果測試通過了，就劃歸為寬溫產品；如果沒通過，就還算是常溫產品。這種寬溫產品是常溫規格中的佼佼者，但卻是寬溫應用中的潛在危險者。最容易發生的危險就是電容在高溫下發生爆炸，導致某組電壓與地線短路，進而引發設備燒毀甚至發生火災。
因此，需要寬溫產品從設計、選材開始，就充分考慮產品的寬幅溫差適應能力。并且加強生產品質管控。
小型化，綠色化
而威盛電子的嵌入式板卡則圍繞小型化、綠色化方面下功夫。例如，威盛電子嵌入式平臺事業部為業界定義了Mini-ITX、Nano-ITX、Pico，ITX、Pico-ITXe、Mobile-ITX等多種微型化設計的板型規范，已陸續成為商用及工業系統廠商接納的標準：2009年該公司又推出Em-ITX板型，則在兼顧微型化特性以外，從多功能、通用性上做了新的嘗試。在綠色化方面，威盛板卡主要采用其綠色化的威盛Nano處理器。例如Pico，ITXflocmx7.2cm嵌入式主板EPIA，P720搭配的威盛VX855高清多媒體芯片組，處理器頻率IGHz，整體功耗只有8W，卻可支持H.264 1080p硬解碼加速，可謂高清視頻播放的殺手級產品。
都分嵌入式板卡企業的特點
凌華科技：嵌入式產品包括AdvancedTCA、CompactPCI、ETX/COMexpress以及工業電腦等，完整的產品線可以滿足不同應用的需求。特別是在COM(模塊化電腦)產品上擁有的專業能力以及一系列緊湊型、低功耗和無風扇的嵌入式解決方案。
凌華還成功收購美國嵌入式產品領導品牌、PCI04創始者Ampro公司，創立Ampro byADLINK品牌，可以提供始于設計并貫穿整個制造過程的寬溫及軍用寬溫級嵌入式產品和系統。
磐儀科技：寬溫產品從設計、選材開始，就充分考慮產品的寬幅溫差適應能力。
為了保證質量，在選用零部件方面，磐儀不惜花費高額成本，全部選用發熱量低、工作溫度范圍寬廣的零部件。在設計過程中，研發工程師結合每個零部件的高低溫特性和動、靜態工作點。對于本身發熱量稍大，在高溫環境下可能造成隱患的小零件，會采用增大零件底部敷銅面積，以幫助散熱或增加輔助散熱片等措施。對于低溫環境下特性變化較大的零件，比如電容，除了選用較為昂貴的受溫差影響較小的電容外，適當增加電容的用量。以彌補低溫環境下的容量損失。在生產、檢驗過程中，100％執行增寬溫度范圍的高低溫性能測試驗收(比公布的低溫低5℃，高溫高5℃)。
威盛電子嵌入式平臺事業部：威盛自己做芯片，同時提供板卡標準，例如最新的Em-ITX等。在嵌入式板卡方面有很多成功的經驗，一些成功案例如：美國軍方委托第三方公司開發的戰地救援機器人，采用威盛嵌入式平臺，可以托起1SOkg的傷員，并可溫柔靈巧地將之送到救護車上或戰地醫院。韓國客戶采用Nano-ITX板型做車載電腦系統，具有GPS及高清多媒體娛樂功能。威盛嵌入式方案中標西班牙醫院數字標牌的政府采購項目，采用了定制的Linux,~作系統及軟件。體現了威盛在客制化技術服務方面的優勢：通過掌握自身處理器的核心技術，為客戶開發基于不同操作系統的驅動和BIOS。
威盛嵌入式非常看好中國的數字標牌、POS機、視頻監控、車載電腦、工控、電力、交通、醫療電子等應用領域。
安捷倫工業測試儀器“橙動中國”
關鍵詞：LCR數字電橋；單片機；模擬開關；數據處理
LCR測試儀能準確并穩定地測定各種元件參數，主要是用來測試電感、電容、電阻的測試儀。對于一般封裝好的電路，當無法具體了解其內部的具體參數時，我們會采用測試儀進行測試，市場上大多數產品成本較高。我們在這里給出一種成本低、操作簡單、準確度高的智能LCR測量儀。經實驗驗證，該測量儀器所能測量電阻范圍：100Ω～1MΩ，精度誤差±2%；測量電容范圍：1000DF～0.1uF，精度誤差±5%。
1 系統理論分析與計算
1.1 正弦波輸出模塊的分析與計算
根據設計要求，測試儀應具有3個可選的測試頻點：100Hz，1kHz，10kHz。這就需要設計產生100Hz、1kHz、10kHz不同頻率的正弦信號輸出。單片機DAC輸出正弦波，按鍵控制頻點選擇。利用模擬開關74HC4052選擇不同的截止頻率，對單片機產生的100Hz，1kHz，10kHz正弦信號分別進行濾波，經過電壓跟隨器，然后輸出，以便得到更好的波形。
正弦波輸出模塊電路中，模擬開關選用74HC4052芯片，運算放大器選用OPA2340芯片。有源濾波器的截止頻率為f=1/（2πRC），故不同電阻值分別對應不同頻率正弦信號輸出。經計算，10kHz對應兩個30KΩ電阻，1kHz對應兩個200KΩ電阻，100Hz對應兩個1MQ電阻。
1.2 LCR測試模塊的分析與計算
阻抗用Zx表示，Rr為標準電阻器，則Zx=Ux/Ix=RrUx/Ur。此式為一相量關系式。若分別測出Ux和Ur對應于某一參考相量的同相量分量和正交分量，然后經模數轉換（A/D）器將其轉化為數字量，再進行復數運算，即可得到組成被測阻抗乙的電阻值與電抗值。
LCR測試模塊基本電路中，模擬開關選用74HC4052芯片，Rs有4個不同阻值的電阻以切換量程，得到最優測試值。
2 電路與程序設計
2.1 電路的設計
2.1.1 系統總體部分
測量電路主要由正弦波輸出模塊、LCR測試模塊、電源模塊組成。單片機DAC輸出正弦波，按鍵控制頻點選擇。利用模擬開關74HC4052選擇不同的截止頻率，對單片機產生的100Hz，1kHz，10kHz正弦信號分別進行濾波，經過電壓跟隨器，然后輸出，以便得到更好的波形。通過數字電橋的方法測量LCR值。
2.1.2 正弦波輸出模塊電路
單片機DAC輸出正弦波，按鍵控制頻點選擇。利用模擬開關74HC4052選擇不同的截止頻率，對單片機產生的100Hz，1kHz，10kHz正弦信號分別進行濾波，經過電壓跟隨器，最后輸出。
2.1.3 LCR測試模塊電路原理
若分別測出Uz和Ur對應于某一參考相量的同相量分量和正交分量，然后經模數轉換（A/D）器將其轉化為數字量，再進行復數運算，即可得到組成被測阻抗乙的電阻值與電抗值。Rs電阻值的不同以切換量程，得到最優測試值。
2.1.4 電源模塊電路
正負2V電源模塊以LM7805為核心，為調制器提供正5V電壓。
2.2 程序的設計
2.2.1 程序功能描述
（1）產生不同頻率正弦波。
（2）控制頻點選擇。
（3）顯示測得L，C，R值。
2.2.2 程序設計思路
產生不同頻率的正弦波信號，運用單片機PWM控制實現。
測定電抗元件Zx中電壓U1與電流I，用歐姆定律就可以得到Zx=U1/I，當乙串聯了已知電阻R，那么測定了R上壓降U2，
單片機AD采樣，復數FFT變換得到相位幅度，得到參考電阻和待測電阻上的壓降，選擇合適的量程，根據公式即可計算出L，C，R值。
3 測試方案與測試結果
3.1 測試方案
（1）硬件測試。首先，將制好的電路板分模塊進行測試，檢查正弦波輸出模塊、LCR測試模塊、電源模塊設計是否符合理論要求。
（2）軟件仿真測試。將編寫好的程序燒入單片機，進行軟件仿真測試。
（3）硬件軟件聯調。將硬件電路與軟件相結合進行聯調。
3.2 測試條件與儀器
測試條件：經多次檢查后，硬件電路無虛焊無短接。
測試儀器：DT9205A萬用表。
3.3 測試結果及分析
3.3.1 測試結果（數據）
3.3.2 測試分析與結論
根據表1-2，可以得出以下結論：（1）測量電阻范圍（100Q～1MQ）及精度誤差±2%。（2）測量電容范圍（1000pF～0.1uF）及精度誤差±5%。（3）可使用按鍵設置被測器件的類型和單位，并顯示。（4）具有3個可選的測試頻點：100Hz，1kHz，10kHz。
【關鍵詞】油箱液位；汽車；測量
一、目前我國測量汽車油箱液位的方法
最傳統的汽車油箱液位測量方法為浮子法。這種方法主要是通過浮子會隨著郵箱內的燃油量減少液位變低而降低的原理來測量的。具體測量方法為當油箱內的油量在增加或者在減少時，浮子會隨著液位變化而變化。隨著浮子的變化，浮子帶動的電阻元件也會變化。而當油箱中的燃油即將用完時，油箱中的液位將會變得很少，所以油箱內的浮子也會隨液位降低，也就帶動了浮子上的電阻，在這個時候電阻阻值將會變得很大。在電路變得很大的情況下，電流會變得很小，指針會指向油量小的一邊。而當油箱中在加油時，隨著油量的增加，液面會逐漸升高，隨著液面的提高，浮子也會提高并且帶著電阻阻值變小。在這種情況下電流會變大，而指針也會指向油量多的那一邊。
另一種傳統的測量汽車油箱液位的方法為利用導磁材料進行測量，即用霍爾元件進行測量。具體原理是當油箱內的燃油量增加或減少時，浮子會隨著液位的變化而變化，也就會帶動著浮子上的線性霍爾元件進行變化。當郵箱內的液位變得很少時，浮子就會隨著液位的變低而降低。在這個時候浮子連桿上的磁鐵將不會處在一個水平面上，在這個時候線性輸出的霍爾元件與磁鐵間的磁通量將會變大，從而引起分壓電阻的變化，使得油量表指針指向油量少的一邊。而當郵箱內注入燃油時，郵箱內的液面將會逐漸上升，所以浮子也會隨著液面的變高而變高。在這個時候浮子會帶著連桿運動到一個水平面上，在這個時候線性輸出的霍爾元件與磁鐵間的磁通量將會變少，從而引起分壓電阻的變化，在這個時候也就會使得油量表的指針會指向油量高的一邊。
另一種在國產車較為高級的一種油箱液面測量方法為光纖傳感測量油箱液面的方法。這種方法主要原理是靠光的全反射原理來測量的。在具體的測量方法上，當油箱內燃油量很少時，光源會發射出光照射到液面上，而光信號反射到接受光纖的不同位置，光纖再將光信號轉化為電信號，通過信號放大的原理傳入汽車內的油量顯示系統，在油量表上顯示油箱內油量較低的情況。而如果油箱內的燃油在增加，液面上升時，光信號會隨著液面的上升而在接收光纖上進行移動，從而讓接收光纖將這樣的光信號轉化為電信號，通過信號放大將電信號傳入汽車內的油量測量系統，在油量表上顯示燃油量在增加。
在我國汽車中采用的油箱液面測量方法中還有一種為超聲波測量。這種方法和光纖測量方法較為類似，不過是將光信號換成超聲波，光纖用超聲波探頭來替代，而且這種測量方法不是由其他信號轉化為電信號而讓汽車內的油量測量裝置計算出油量多少，而是由超聲波由發射到接收到的時間來計算的。在具體測量方法上，當油箱內的油量很少，液面變得很低時，發射探頭發射出的超聲波打到液面上在反射到接收探頭，在發射探頭發射超聲波時開始進行時間計算，而當接收探頭接收到信號時計時截止。通過這段時間可以計算出油箱內的液面高度，從而在汽車油量表上顯示燃油量很少。而當油箱內注入燃油時，隨著燃油高度的逐漸變高，發射探頭從發射超聲波到接收探頭接收到超聲波的時間會逐漸降低從而可以讓汽車內的油箱測量裝置計算出油箱內燃油量的變化情況，并且在油量表上顯示出來。
二、外國采用的汽車油箱液位測量方法
（一）目前外國較為常用的汽車油箱液位測量方法為雷達液位計測量。這種方法主要是通過雷達液位計的天線通過發射電磁波，液面反射電磁波，天線接收電磁波的方式來測量油箱頂部到達燃油液面的距離，從而得出油箱內液面的高度，也就能夠計算出油箱內的燃油體積。在具體測量的時候，如果油箱內的燃油較少，液面很低的時候，發射天線發射出電磁波，電磁波經過油箱內燃油液面的反射會達到接收天線，在這段時間內可以算出油箱內空余的體積，從而可以計算得到燃油的體積，從而在汽車油量表上顯示出來。
（二）通過對油箱底部的壓力進行測量也可以計算出油箱內的燃油體積，從而計算出油箱液位。具體測量方法為在油箱底部安裝液體壓力測量儀，當油箱內的燃油體積較少的時候，燃油對于壓力測量儀的壓力會變小，從而計算出燃油體積及油箱液位。而當郵箱內注入燃油時，壓力會逐漸升高，這時的壓力測量儀器會將此時的情況傳入汽車內的燃油測量裝置，從而將油箱內液位逐漸升高的情況反饋出來。
（三）在外國另一種測量油箱液位的方法為采用壓阻式傳感器測量，即在油箱內部生成惠斯通電路。這種方法需要在油箱內放置單晶硅片，通過油箱內部燃油液位的變化來引起硅片受力的改變，從而讓電阻發生變化，測量出油箱內液位的改變。在油箱內液位較低時硅片受力較少，電阻的阻值會變得很小，在這樣的電流下汽車內的油箱液位測量裝置會計算出液位數據，在油量表中顯示出來。
（四）另一種在國外較為流行的傳感器測量方法為電容傳感器測量。這種方法是在油箱內部放置上下電極。當油箱內液位升高時，對電機的壓力較大，使得電極上層會向中間靠攏，這樣會讓電容發生改變。在不同的電容下油箱內的液位測量儀器會計算出油箱內部液位的變化，從而反饋給油量表。
三、各種液位測量方法的特點
（一）浮子法測量液位構造簡單，成本不高，適用于便宜的家用車和貨車。但是在實際的應用中，用浮子法測量的油箱液位常常不準確，精度也較低，只能讀出大概的燃油液位。而且浮子法是通過浮子帶動電阻變化而計算出液位變化的，所以在顛簸的路面上燃油的晃動會導致浮子的起伏，從而引起讀數的改變，這對司機來說將會造成很大的影響。而且電阻長期浸泡在燃油中會造成阻值的改變，也會引起讀書的不穩定，準確度降低。
（二）如果采取霍爾元件測量油箱液位，通過元件特性可以得到線性數據。但是這種測量方法需要浮子帶動連桿轉動，從一方面來說也會出現浮子法在路況不好時的讀數不穩定現象，而且磁鐵長期在燃油中也會逐漸消退磁性，這需要駕駛員經常更換測量元件，較為麻煩。
（三）光纖傳感器的測量方式也具有成本低廉，構造簡單的特點。而且光纖傳感器的響應非常迅速。但是光線傳感器是需要光信號反射到接收光纖上才能夠進行信號的轉換。這也就造成了只能在一定的范圍內測量油箱的液面數據。而且目前的光感應技術還不是很成熟，所以用光纖傳感器測量出的數據精度普遍不高，而且在油箱內部會有雜質擋住光源，在長期行駛的過程中會出現數據歸零等故障，對駕駛員的操作造成一定的困難。
（四）超聲波測量的方法不會出現浸泡在燃油中使傳感器產生故障的情況發生，但是超聲波在介質中很容易被雜質等微小物體反射，對測量數據的準確程度造成一定的影響。而且超聲波傳輸的速度較慢，在不同的環境下速度也不同，這也會對數據的測量造成影響。而且超聲波元件價格偏貴，容易損耗，不適用于經濟型車輛的使用。
（五）導波雷達傳感器不僅可以穿透各種物體，使得受干擾程度降到最低，而且在安裝過程中不需要在油箱壁上進行打孔，從而讓駕駛過程更加安全。但是這種傳感器對波的分析需要復雜的分析電路，對于芯片要求也很高。這就造成了導波雷達液位計的造價十分昂貴，無法在所有車輛上進行普及。
（六）液體壓力傳感器對油箱內部構造沒有要求，可以安裝在任何油箱底部，而且不需要進行信號的傳輸，計算速度十分快速。在路況不好，油箱液面起伏較大時也對傳感器沒有影響，造價也較為低廉，很容易普及。但是這種傳感器的安裝需要在油箱底部打孔，對汽車造成安全隱患。
（七）壓阻式傳感器采用了硅晶片作為介質傳輸數據，保證了數據的穩定性，而且惠斯通電路可以測量線性變化，對于油箱液位的測量會更加準確。而且硅加工工藝已經十分成熟，傳感器質量難以出現問題，制造成本也較低。對于普及應用來說十分方便。但是硅體受溫度影響較大，在氣溫變化較大時測量會出現誤差，數據也會出現不穩定的情況。
（八）電容式傳感器也具用響應迅速的特點，而且制造工藝十分簡單，不需要在油箱內部打孔，保證了行駛安全。而且電容傳感器內部電路簡單，不容易受到外部影響，在各種條件下的數據都較為穩定。但是這種傳感器采用的輸出不是線性輸出，而且電容長期浸泡在燃油中容易損壞。
四、國內外傳感器的比較
通過各種傳感器的比較我們可以看出國內所采用的傳感器多數是機械測量，不需要電路接入的。這些傳感器雖然成本低廉，但是數據的準確性不高，而且極易受到外部影響。而國外傳感器基本上是需要信號轉換，電路計算的。這樣的數據雖然準確，穩定性好，但是需要在油箱內部打孔，對行車安全造成隱患，而且電路容易損壞。
五、結語
目前汽車油箱液位測量技術很多，但是都不完美。在油箱液位測量方面我們需要精度高，穩定性好，安全耐用且價格便宜的傳感器。這就需要對傳感器材料和工藝的不斷研究。我國的液位測量技術還處于較低的階段，所以就需要我國科研人員在油箱液位測量方面進行更加深入的研究，在液位測量的智能化，自動化方面進行突破，為我國汽車工業，航空工業做出貢獻。
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關鍵詞：arduino LabVIEW 數字電壓表 電流表 lrc測量儀
中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（c）-0112-01
1 測量方法淺析
電路領域主要的RLC參數的測量方法有電橋法、諧振法、伏安法三種[1]。其中伏安法最好理解，應用最廣泛。通過測得的電流和電壓計算出阻抗。本系統中首先是利用這一原理來實現各個參數的測量，將電子元件的R值，L值，C值分別測量，然后轉換成頻率信號，最后用處理器計算出三者的值，并通過終端顯示處理。其原理主要應用了振蕩原理。對于模擬量的數位轉換問題就比較好解決了，因為頻率本身就是善于處理這種轉換。
2 系統設計
系統分三大部分，及測量電路，通道選擇和控制電路[2]。對于061 A這款芯片根據選擇通道不同，可以利用開關量的設置確定地址信號，然后分別處理。獲得基本的振蕩頻率后再進行轉換。
2.1 電路設計
2.1.1 電阻測量電路
LM555是使用極為廣泛的一種通用集成電路。其通用性體現在功能通用、效率穩定，最小工作電路環境簡單，所以被廣泛應用在許多電子線路中。如果要采用脈沖閥測量電阻，則必須構成一定的計數電路，通過對頻率的測算最終得到電阻的大小。
555接成多諧振蕩器的形式，其振蕩周期為：T=t1+t2=（ln2）（R1+Rx）*C1+（ln2）Rx*C1，
得出：
即：，
電路分為2檔：100≤Rx
2.1.2 電容測試電路
電容的測量同樣采用“脈沖計數法”，采用脈沖閥測量電容，則必須構成一定的計數電路，通過對頻率的測算最終得到電容的大小[3]。這時首先獎芯片設計成一套多諧振蕩器，振蕩周期為：T=t1+t2=（ln2）（R1+R2）*CX+（ln2）R2*CX，我們設置R1=R2；
得出：
即：，
電路分為2擋：R1=510K歐姆：IOA10設置為高電平輸出；R4=R6；Cx= （0.94*（1e+6））/fx；對應的頻率范圍為：9.4K≤fx
2.1.3 電感測試電路
在測量電感參數時，采用三點式振蕩電路測量。三點指的是發射極兩個元件、基極一個元件，三者的電抗元件必須統一協調。即發射極兩個性質相同，第三個性質不同，構成三點式。
2.2 軟件設計
軟件主要分兩部分，一個在顯示終端，本文中就是計算機平臺，另一個是檢測終端，本文中為ARDIUNO測試電路和指針。在LabVIEW設計界面中采用視窗操作優勢，通過拖拽和設置可以輕易添加顯示器模板等功能。然后利用各種現成的內部應用可以實現虛擬儀器的基本界面。
2.2.1 虛擬信號發生器的實現
在設計過程中，為了測量方便，首先模擬一個模塊來實現信號發生器，然后通過這一原始信號，測試系統的應用是否成功。其中用到鋸齒波、方波、正弦波等基本波形，通過組成和疊加形成各種信號。
2.2.2 數據處理部分
獲取了基本的檢測參數后，對于數值的處理和顯示是本文的核心。通過檢波、計算，考慮波形的有效值、峰值等信息的綜合處理才能得出正確的檢測結果。文中按照函數數值絕對值取得平均值。對于直流電和交流電有不同的處理方式，直流電直接取平均值然后可以進行各種計算和顯示；而對于交流電則必須找到峰值利用最小虛擬機和最大虛擬機來取得有效的數值，最終利用有效值進行計算得出結果。
2.2.3 開關部分
信號的檢測和功能選擇用C語言實現，主要通過while條件語句實現。也就是當一定條件滿足時，電壓表工作；當某一個條件出現時電流表開始工作，其余的電阻測量表。同時還包括程序和儀器開始工作和停止工作的設置。
3 部分主程序代碼
voidloop（）{int V1=analog Read（A0）；//從A0口讀取電壓值，并把它存入剛剛創建的整數型變量V1中，模擬口的電壓測量范圍為0～5 V，返回的值為范圍為0-1024}
float vol=V1*（5.0/1023.0）；//把V1的值換算為實際電壓值存入浮點型變量vol
if （vol=temp）//來過濾重復的數據，只有本次的電壓值和上次不一時才進行輸出
{temp=vol；//比較完成后，把值存入對比用的變量temp}
else{Serial.print（vol）；//串口輸出電壓值，并且不換行
Serial.println（"V"）；//串口輸出字符V，并且換行
temp=vol；delay（1000）；//輸出完成后等待1秒鐘時間，用于控制數據的刷新速度。}[4]
4 系統測試及整機指標
通過對實際值，系統測試值和實際物理表讀數進行對比，確定本系統的測試效果較好。測量精度在±5%以內，計算精度較高，且硬件結構簡單，容易實現。但亦有不足之處，測量精度仍需改善。對于電阻、電壓、電流的測量儀器在測量中會有少量的隨機誤差，這可能是測試信號中的諧波分量等造成，可通過進一步優化提高系統性能。但這超出本文所述儀器設備的能力。
參考文獻
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每一種測量設備都有最合適的測量范圍,我們需要做的是正確選擇測量設備,以及正確選擇測量設備上的測量擋位。我們不要認為選用精確度越高的,其測量結果越準確。
例如:被測直流功率約為1050W,電路電流:I=4.8A。一只功率表量限為220V,15A,0.2級,表的最大可能誤差:r=220×15×0.002=6.6W,測量誤差r≈0.6%。另一只功率表量限為220V,5A,0.5級的,表的最大可能誤差:r=220×5×0.005=5.5W,測量誤差r≈0.5%所以,我們應選用精度較低的0.5級的功率表來進行測量,而不是選用精度較高的0.2級的功率表。
數字儀表的輸入級離不開放大器,所以在數字電表的輸入端接被測對象時會有零電流流過,這個電流具有恒流源的性質,即電流不隨被測對象內阻變化而變化,輸入信號越小這項影響就越突出,操作人員要盡量選擇合適的輸入信號,減少零電流的影響。
測量儀器電鍵按鈕接觸不良,將導致回路接觸不良,熱電勢大,工作不穩定,而回路時斷時通引起讀數不穩定,主要原因就是銀觸點臟污造成的。轉換開關的質量和磨損程度對測量的影響也很大,對測量盤、溫度補償盤、變換量限開關等,無論是定軸式、動軸式、油浸式,只要其性能變差,其接觸電阻、接觸熱電勢都會引起誤差,這類故障引起的誤差有其特點,在切換到某一檔時,讀數不成規律變化或出現突變,或示值不穩,一般在反復旋動接點后,讀數會暫時恢復正常,要徹底解決問題就必須檢修。電位器觸點不良引起的誤差與此類似。換向開關、按鍵開關大多是不便拆開的,當其接觸電阻變差不穩定時,可以嘗試從手柄處滴人工業酒精同時不斷扳動手柄,有望恢復功能;轉換開關絕緣電阻降低,應注意觀察觸點問是否有殘余金屬粉末,一般清除后即可恢復。
輔助設備的狀況對測量誤差也有影響,例如電橋供電不足會嚴重影響測量精度,其電源的選用必須按照說明書要求進行,如沒有說明書時,可按不大于被測電阻或標準電阻額定電流的1/2作為電源的工作電流。對于電池的選取不當也會引起誤差,一般工作電流1毫安以上的要用蓄電池,1毫安以下的用甲電池,標準電池原則上只能提供電勢,不能提供電流,有的標準電池長期使用后雖有電勢但內阻過大,也會使線路靈敏度降低;對新充電的蓄電池必須經過人工放電到穩定值后才能使用。正確使用專用導線。因為有些測量儀器配有專用導線,對導線電阻的大小有要求。使用時,必須滿足。例如,低量限的電壓表和與分流器組合使用的大量限電流表;使用雙電橋時,跨線電阻必須很小。
2.環境因素產生的誤差
有些測量儀器受環境的影響較大,一般包括:溫度、濕度、電場、磁場、壓力、光照、振動、微塵和供電質量等。
溫度的變化對測量的結果影響十分明顯。標準電阻由錳銅制成,阻值隨溫度的變化而變化,變化的情況以溫度系數表示,一個標準電阻如果溫度系數未知,當不在20℃下使用,標準電阻值就無法準確確定,從而失去檢測的意義;對于內附穩壓源的設備,例如一些內附穩壓源電位差計,溫度的變化對穩壓值有影響,會影響到測量的結果。當然,上述設備發生溫度偏差也可以通過各種公式和系數進行換算,但是換算得出的畢竟只是個近似值,如果偏差過大,算出的結果是不能保證準確度的。
防止溫度變動對測量影響的首要條件就是按照規程要求,嚴格控制實驗室環境溫度在規定范圍。當溫度條件在20℃附近有少量偏差時,可以采用各種辦法進行修正,標準電阻要通過溫度系數進行換算;對于有溫度補償盤的電位差計要做好最小步值的檢測及調節。同時,嚴格按照規程的要求,對檢測設備及被檢儀器進行恒溫、預熱,不同的儀器對于預熱的要求是不同的,必須滿足技術說明書的要求;不同的儀器對恒溫的要求也是不同的,不能一概而論,例如,對于電阻的測量,由于其自身發熱引起誤差,通電后測量要快,尤其是測量0.1Ω以下的電阻,電流的正、反向開關應間歇使用,否則被測電阻因長時間通過大電流會引起很大的溫升誤差。
儀器對于環境濕度的要求也應給予足夠的重視。特別是在梅雨季節,房間內濕度往往偏高,儀器中的電子元件等受潮后,易銹蝕、霉變,造成儀器接觸不良、性能下降,甚至損壞。潮濕的環境還容易使儀器的絕緣性能變差,產生不安全的因素。濕度對靜電感應也會有影響,濕度低時靜電感應的影響會加大,這時操作者相當于一電容極板,儀器則是另一極板,簡單有效的檢查方法是,接好測量線后,用手靠近一下或輕碰一下儀器或引線,看看電流表有否不正常的偏轉,有偏轉則說明有靜電感應。防止靜電感應的辦法是使人與儀器的外殼等電位。平時可以利用空調機的去濕功能來控制實驗室的濕度,必要時應專門配備去濕機。對儀器內放置的干燥劑一定要定期檢查,一旦失效要及時更換。
在使用數字電壓表等含電子回路的儀表時,電、磁場及工頻電源干擾影響比較顯著。數字電壓表、直流比較式電位差計、直流標準電壓發生器,都使用工業電網供電,在獨立工作時每個儀表都合格,但是它們在聯成為一個測量線路時卻發生較大的誤差,表現為數字電壓表和電位差計出現了零位示值。我們采用的措施是可以在每臺儀器上采用雙屏蔽,并利用隔離變壓器隔離電源,就能將干擾限制在有限范圍內。同時盡量不與大電機,大的通風機,空調機等大的用電設備共用一條供電線路,以免在這些用電設備起動時,供電線路的電壓大幅度的波動,造成儀器工作不穩定。
儀器放置不水平,會使表計零點偏移;震動不僅會影響儀器的性能和測量結果,還會造成某些精密元件損壞,因此,要求將儀器安放在遠離震源的水泥工作臺或基座上;單方面的光照輻射及熱源會造成熱偏差,光照標準電池會引起變質及較大的滯后,必須將其放在不透光的容器內保存及使用。總之,要保證測量的準確度,我們需要認真對待環境的影響,在測量之前,必須仔細檢查全部量具和儀器的調整狀況、位置狀況,例如儀表指針調零,防止儀器之間的干擾等,需要做好充分的準備和保持良好的環境條件,才能保證測量的準確。
3.人為因素引起的誤差
人為因素引起的誤差主要是方法不當引起的誤差,如果方法使用不當,測量結果必然不對。
在連接測量儀表時,有時會發生連線錯誤、測試線脫開或接觸不好、連線順序不對等,這時機殼電位不但會引起誤差,而且可能損壞電路中的器件。當接入被檢設備時其端鈕和接線應擰緊,以減少接觸電阻的影響。插塞與插孔的配合要良好,保持清潔,插塞要插牢,每次松緊程度要一致。因此我們在開始檢測前一定要確認連接正確,一定要先連線,再檢查,之后開機。并且連接線一定要連接牢靠,不能出現松動現象。
當前，振動測量技術已在多領域得以應用和推廣，渦街流量計就是一種運用振動測量原理的流量測量儀表，一般采用壓電振動測量技術，通過電荷放大器將電荷信號轉換成電壓信號，從而實現對流體渦街的振動測量。本文以振動檢測技術在渦街流量計中的應用之為研究重點，分別就渦街流量計的流體振動測量、傳感器和放大電路的設計和應用進行了深入研究，以此提升渦街振動頻率檢測性能。
關鍵詞:
振動檢測技術;電荷放大器;渦街振動頻率;渦街流量計
近年來，隨著振動實驗的深入研究，振動測量技術得以在航空、航天、電子、船舶等多領域發展和應用，呈現出良好的發展態勢，也因此成為了學者們爭相研究的熱點話題。振動測量技術是運用現代檢測手段實現對機械結構振動的檢測，測量其流體的振動頻率，進而確定流體在管道中流速與流量，而渦街流量計正是一種基于振動測量原理的流量測量儀表，其主要用來測量渦街流體在管道中產生的旋渦頻率，是依據流體振動頻率與流速之間的比例關系的原理來工作的。渦街流量計應用過程中需要利用振動檢測技術，將振動量轉化為相對應的電荷量，并將電荷量轉化為電壓量，而電荷放大器在這其中起了關鍵性作用，由此也成了本文的研究重點，為了提升渦街流量計的測量精度，本文就振動測量檢測技術進行了深入分析、研究，采用低噪聲電荷放大器設計，并就相關電路的功能、結構作了詳細的探討。
1振動測量內容介紹
振動測量技術是一種現代常用的流量測量方法之一，其依據振動測量基本原理對機械結構振動進行檢測，并將振動運動量轉化為與之成一定比例的電學或是其它易于觀察、分析和處理的物理信號，最后通過對該信號頻率的計算分析，獲取機械振動結構的振動特性，從而實現對機械設備振動的測量。振動測量可根據結構振動的類型，將儀器設備的振動信號分為兩類:確定性振動和隨機振動，本文所研究渦街流量計中流體所引起的振動，是其中的確定性振動，利用振動傳感器實現振動信號的采集，對流體的振動頻率進行測量，從而可以推算出流體的流量與速度。該基于振動測量技術原理的渦街流量計目前已經被廣泛用于氣體、液體和蒸汽流量的測量。同時，渦街流量計對于振動測量來說是檢測流體振動的特征參數，在具體的測量過程中可采用的方法有三類:機械量法、光測法和電測法，本文所研究的渦街流量計中的振動測量技術采用的是電測法，運用振動測量傳感器獲取機械振動信號，并將其轉化成電信號，通過電荷放大器進行調理放大，進而確定流體在管道中流速與流量。
2振動測量系統的構成
根據上述內容可知，本文振動測量系統研究中采用的是電測法，這是振動測量中常用方法，與光測法和機械法比較而言，該方法具有使用頻率范圍寬，動態范圍廣，測量靈敏度高等優勢，而且電測法能夠適用于不同的測振傳感器，而信號也便于被記錄、處理和傳送。由此，本文中的振動測量系統主要由:振動傳感器、電荷放大器、信號分析儀等構成，如圖1所示。
2．1振動測量傳感器振動測量傳感器是獲取振動信息的重要裝置，是振動測量系統的核心部分，其種類很多，在具體的應用測量中應結合不同的測量方法和目的選用不同的傳感器，以保證測量效果。現代振動測量傳感器完全改變了傳統的獨立機械測量裝置，已經成為整個振動測量系統的一個重要組成部分，用來檢測位移、速度、加速度、頻率和相位，而且還與電荷放大器等相關電子線路存在密切相關性。同時，振動測量傳感其在機電變換原理方面存在差異性，輸出的電量形式并不相同，一般會將機械量的振動信號轉化為電阻、電感等電參數的變化，而且要設置專有的測量路線以便針對不同的機電變化原理，將傳感器的輸出電量轉化成為后續顯示、記錄、分析儀所接受的電信號形式。
2．2電荷放大器電荷放大器能夠將傳感器輸出的微弱電荷信號轉化為放大的電壓信號，同時又能夠將傳感器的高阻抗輸出轉換成低阻抗輸出，并成功驅動后續電路。同時，在振動測量中，鑒于振動傳感器在特性上呈現出的差異性，測量參數涉及位移、速度以及加速度，而且這些被測振動量的峰值、振動頻率、周期和相位差等相關參數也應該包含其中，由此，為了使測量參數能夠以最佳的方式獲得，在振動傳感器與信號分析儀之間需要設置電荷放大器以實現對位移、速度和加速度等不同電荷量信號的放大，并將其轉化成電壓或是電流信號。
2．3振動信號分析儀振動信號分析儀能夠顯示振動的測量參數“加速度，速度，位移值”，擁有強大的現場數據采集及分析功能，還可以精密診斷(如:不平衡，不對中，機械松動，軸承故障，齒輪箱故障)引起的振動過大，指出故障發生的位置及損壞程度，從而全面的掌握機器設備的運行狀況及發展趨勢。
3渦街流量計的工作原理
本文所研究的渦街流量計是基于”卡門渦街“原理而發展而來的一種新型流量測量儀器，其利用流體振動原理實現流量的測量。渦街流量計是在流體的垂直流向上安裝一根或是多跟非流線型旋渦發生體，在流體的流速達到特定比值時，會在阻流體的兩側各自釋放分離出兩串規則的旋轉方向相反的旋渦，而且在一定的一定雷諾數范圍內流體的振動頻率與流速成相關性，運用振動檢測技術檢測旋渦分離頻率就能夠推算出流體的平均流速和流量，具體的工作原理如圖2所示。當前，渦街流量計已經成為主要流量測量儀器之一，因其測量可靠性好，測量范圍寬而被廣泛應用于石油、化工、發電等領域，在對液體、氣體、蒸汽的流量計量及檢測和控制方面呈現良好的利用價值。然而，因為渦街流量計是利用振動測量技術實現流體測量的，其較易受到外界的干擾，影響了其測量精度;同時，由于渦街傳感器傳輸的信號微弱，在噪聲的影響下小流量測量受限。為了保證渦街流量計的測量精度，應充分地利用振動檢測技術，并減小電荷放大電路的噪聲，從而提高其應用性能。
4振動檢測技術在渦街流量計中的應用
4．1渦街流量計流體振動檢測渦街流量計采用的是上述振動測量技術實現流體檢測的，對于渦街流量計的振動檢測而言，其只需檢測流體振動的特征參數，也即流體在具體應用管道中產生的旋渦頻率即可實現振動測量獲取振動測量信號。當前，渦街流量計中應用的振動檢測方式可采用:壓電式和電容式，壓電式是通過交替旋渦導致的壓力脈動使其檢測元件壓電晶體產生電脈沖來進行檢測的，而電容式的檢測元件是電容，其通過旋渦產生的壓差促使電容量改變差值來實現振動測量，其中壓電元件在響應速度，以及其不易受流體密度、粘度和溫度的影響，具有良好的穩定性，由此得以在渦街流量計中廣泛應用。渦街流量計流體振動檢測具體如圖3所示。本文渦街流量計振動測量系統中的壓電式傳感器的輸出的微弱電信號，同上述振動測量系統一樣需要將電荷信號經過高輸入阻抗的前置放大器的阻抗交換之后，才能夠將借助于放大檢波電路將傳感器信號傳輸到顯示儀表或實現遠程傳輸，這一過程都是依據振動檢測的相關原理和技術來完成的。
4．2渦街流量計傳感器渦街流量計傳感器采用壓電傳感器，該傳感器測量效率高，可不用直接接觸測量介質就能實現流體測量，通常運用壓電元件的應力檢測方法來進行振動頻率的測量，具體操作過程是將有漩渦產生的交替變化的壓力轉化為壓電傳感器電荷信號，電荷信號的變化頻率與旋渦脫落頻率相同，經過電子線路處理后的交變電荷轉化成旋渦頻率，因旋渦頻率與流體流量成正相關性，由此也就得到了流體流量。利用壓電晶體元件進行旋渦分離頻率的檢測，在柱體后部兩側實現旋渦的交替分離，從而促使壓力脈動的產生，經安裝在主體候補尾流中順的探頭檢測到交變力，并使得位于探頭內部的壓電晶體元件在交變力的壓力作用下產生變電荷，交變電荷信號在被檢測放大器處理或數字信號處理后，輸出頻率信號，或是轉化成與流量成比例的4～20mA直流標準信號輸出。
4．3渦街流量計放大電路渦街流量計中傳感器所輸出的電壓信號，需要放大電路將其放大并對信號進行處理，利用振動測量技術的測量電路關鍵在于前置放大器的設置，其不僅能夠將傳感器的輸出信號從高阻抗變為低阻抗，還能夠將傳感器微弱的電信號進行放大。前置放大電路可采用電壓放大器或是用帶電融反饋的電荷放大器，本文采用電荷放大器作為渦街流量計的轉換裝置，放大、濾波、整形后變成頻率與流速成正比的脈沖信號，然后進行計數處理得到流量信號，以此來提高渦街流量計的抗干擾能力。
5結語
機械振動是一種常見的現象，其直接影響著機器精密度和正常運轉，而通過機械振動原理發展而來的振動測量技術則是工業控制和生產中的重要內容之一，尤其與渦街流量計中的振動檢測原理存在眾多相通處，為振動檢測技術在渦街流量計中的應用提供了可能性，由此，本文針對渦街流量計中振動檢測技術的應用研究具有重要的理論意義和使用價值，并能夠推動渦街流量計的不斷創新發展提供相關依據。
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關鍵詞：電子儀器 測量技術 應用 發展
信息技術的發展拓展了參數測量的應用場景，提升了對參數測量的應用需求，為獲得更高精度、更快速度以及更多功能的測量結果，電子儀器與測量技術一起得到了飛速的發展。完善有效的測量方法，配合先進的測量設備逐漸成為專業測量的主要實現方式。
一、電子測量的特點
（一）電子測量的對象
早期的電子測量主要是對被測量對象的電參數信號、傳輸特性、受干擾特性進行測量，之后隨著信息技術的發展，電子測量技術及其相關設備也被逐漸應用到其他內容的測量當中，如通過傳感器等設備將諸如機械物理量、熱物理量以及光物理量等轉化為量化的電信號量進行分析等。目前電子儀器與測量技術主要被應用的場景為：電能量信號的測量，如電功率、電壓與電流等；干擾量及干擾后的信號特性測量，如信噪比、頻譜、相位、失真度等；電路元器件測量，如電容與三極管的參數測量、集成電路的性能參數測量等。
（二）電子測量的優勢
現代電子測量儀器的應用拓展了參數可測量的范圍，現代測量技術的應用拓展了可被測量參數的種類，傳統測量方式下所無法獲得的測量，都可以通過相應的電子測量技術獲得高精度的測量結果。具體來說，應用電子測量技術和設備所具有的測量優勢主要體現在以下幾個方面。
1.能夠在更寬范圍內對參數進行測量。電子測量儀器的量程更廣，精度更高，量程數量級更大，可測量的頻帶范圍更寬。如電阻電子測量設備的量程寬度可達到六至七個數量級，這是普通的歐姆表所無法達到的。
2.測量精度和測量準確度更高，測量速度更快。電子測量儀器對參量的測量主要是通過電磁波或電子運動來實現的，因而所能夠實現的測量精度和測量準確度更高，特別是在時間量和頻率量測量方面其優勢更為明顯。同時，相較于其他信號而言，電磁信號的速度更快，能夠在更短時間內獲得測量結果。
3.可進行在線測量和遠程測量。電子測量技術可以在相關儀器中添加多種類型的傳感器，這些傳感器可被放置于不便于停留或無法達到的區域對相關信號進行采集，若能夠集成到相關位置，還能夠在不改變被測量對象工作狀態的情況下實現不間斷在線測量，并將測量結果以有線或者無線的方式傳輸給接收端進行顯示、存儲或打印等。
4.便于計算機處理。電子測量所獲得的數據大多都是數字信息，這些信息更加便于在計算機端進行處理與分析，配合使用計算機能夠有效擴展被測量的應用范圍。
二、電子儀器與測量技術的應用重要性分析
電子儀器與測量技術以測量技術為基礎，吸收融合了計算機技術、數字處理技術、傳感器技術、通信技術等多種計數方式，可以將被測量對象或系統的參數以電量、光量以及其他非電量的方式傳遞給處理端進行處理和分析。電子儀器與測量技術已經在各行業各領域得到了廣泛的應用，是推動科技進步和科技創新的重要條件。
電子儀器與測量技術配合使用基本能夠實現對任何參數的測量，因而其應用場景非常廣泛，幾乎涉及到了人們生活與社會發展的各個方面。其測量結果對各項技術的發展具有指導意義。如對無線通信速率的測量以及空間噪聲特性的測量可以有效指導無線通信系統的技術革新；光柵、磁尺以及激光測量設備等在機械行業的應用推動了高精度數控機床產業的發展，使得越來越高精度的器件生產成為可能。
電子測量技術與儀器的發展更是同步甚至于超前其他技術進行發展的。統計資料顯示，二十世紀九十年代的發達國家中，電子測量技術與儀器所占的國民生產總值只有百分之四左右，但是其對整個國民經濟的推動作用卻占據了超百分之六十的份額，與國民經濟的關聯度達百分之九十。電子儀器與測量技術是國家綜合技術的客觀體現，是國民經濟發展的重要保障。
三、電子儀器與測量技術的發展前景
總體來看，電子測量儀器的未來發展方向主要集中在通用化與平臺化、模塊化、虛擬測試化等方面。通用化與平臺化是指現代測量儀器和技術正在逐漸由依賴硬件性能向依賴軟件性能轉變，各種測量軟件和功能逐漸被集成到一臺測量儀器中，且測量對象與測量設備相互獨立，只需要根測量需求適當的更改軟件功能即可實現單臺測量儀器的多參數、多用途測量。模塊化是指整個測量系統提供總線接口，各功能采用模塊化思想進行設計，在應用時可實現快速配置和模塊更新。這樣既能夠有效減小測量儀器的體積和重量，還能夠依照最新的測量技術和方案對測量系統進行更新或升級，使得整個測量儀器的兼容性更強。虛擬測試化是指應用虛擬測試技術對測量結果進行優化，對具體參數測量過程進行改進，增強電子測量技術的工程實用性，進而提升測量效率和數據測量進度。
（一）測量單元微小型化、智能化
測量控制與儀器儀表大量采用新的傳感器、大規模和超大規模集成電路、計算機及專家系統等信息技術產品，不斷向微小型化、智能化發展，從目前出現的“芯片式儀器儀表”，“芯片實驗室”、“芯片系統”等看，測量單元的微小型化和智能化將是長期發展趨勢。從應用技術看，微小型化和智能化測量單元的嵌入式連接和聯網應用技術得到重視。
（二）測控范圍向立體化、全球化擴展，測量控制向系統化、網絡化發展
隨著儀器儀表所測控的既定區域不斷向立體化、全球化甚至星球化發展，儀器儀表和測控裝置已不再呈單個裝置形式，它必然向測控裝置系統化、網絡化方向發展。例如一個大型水電站的測控系統，僅檢測大壩安全性的傳感器就達數千個，此外各個發電機組狀態及水位情況的檢測控制點將超過萬點，要達到大型水電站的正常發電和送電，必須將各個測控點的測控裝置形成一個有機的測控網絡系統。
（三）便攜式、手持式以至個性化儀器儀表大量發展
隨著生產的發展和人民生活水平的提高，人們對自己的生活質量和健康水平日益關注，檢測與人們生活密切相關的各類商品、食品質量的儀器儀表，預防和治療疾病的各種醫療儀器是今后發展的一個重要趨勢。科學儀器的現場化、實時在線化，特別是家庭和個人使用的健康狀況和疾病警示儀器儀表將有較大發展。
四、總結
隨著被測試系統和器件的發展速度越來越快、體積越來越小、應用場景越來越廣泛，人們對測量技術和測量儀器提出了更高層次的要求，促進了新技術和新方法在電子儀器與測量技術中的應用。電子儀器與測量技術的應用對整個社會的發展具有先導作用，代表著一個國家的科技實力，影響著社會經濟的發展速度。可見，正確認識電子儀器與測量技術的作用和功能具有重要的指導意義。
參考文獻：
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