时间：2023-05-31 09:32:56
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇电容测量仪，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
【关键词】正交采样；智能识别；在线测量；量程自动转换
1.引言
在对电子元器件使用时，必须首先了解它的参数，电阻有阻值、电容有容值。这就要求能够对元器件的参数进行精确的测量。电阻的阻值相对比较容易测量，用伏―安法就可以精确的测量出来。但是对电容的测量就比较麻烦了，最初人们还是通过万用表来对电容值进行估算，这种方法不但麻烦而且测量精度也比较低。随着微电子技术、计算机技术、软件技术的快速发展及其在电子测量技术与仪器上的应用，新的测试理论、新的测试方法、新的测试领域以及新的仪器结构不断涌现。人们对仪器的要求也在逐渐提高，本文设计了一款更智能化、体积更小、功能强大的便携式RC测量仪。
2.硬件电路设计与实现
总体硬件电路主要包括四部分：正弦信号电路、前端控制电路、单片机控制电路、LCD显示电路。
2.1 主控芯片
本系统采用PIC16F877单片机作为控制核心，PIC16F877单片机是PIC系列单片机的中级产品，采用RISC指令系统，一共只有35条单字指令，简单易用；工作速度快，可接收DC-20MHz时钟输入，指令周期可达到200ns；存贮空间大，具有高达8K字的FLASH程序存储器和368字节的数据存储器。除此之外，它具有14个内部/外部中断源和8级硬件堆栈，便于编程；带有片内RC振荡器的监视定时器，保证其可靠工作；可根据不同需要选择不同的振荡器工作方式以减小功耗，同时在保持低价的前提下增加了A/D、内部EEPROM存储器、比较输出、捕捉输入、PWM输出、SP1接口、异步串行通信（USART）接口、模拟电压比较器、LCD驱动等许多功能。
2.2 正弦信号电路设计
测量仪是以正弦波做为测量信号供单片机进行正交采样，正弦波的频率直接影响到测量的精度，要求正弦波频率精度高，并且频谱纯度和稳定度也要高。因此本系统采用DDS合成芯片AD9850来产生正弦波。AD9850是美国AD公司生产的高集成度的DDS合成芯片。它采用32位相位累加器，截断成14位，输入正弦查询表，查询表输出截断成10位，输入到DAC。DAC输出两个互补的模拟电流，接到滤波器上。但是AD9850直接产生的信号幅度只有2V左右，而且是单极性的。而测试的时候需要的是双极性的正弦信号，因此DDS输出的信号还要经过隔直和放大。AD9850输出的信号经过RC高通滤波器，将直流分量滤除，输出交流信号，再经放大器放大，电压跟随，输出幅度适当、带载能力较强的信号源。电路如图1所示。
2.3 前端电路模块
前端电路主要是实现量程电阻的切换，增益控制。本方案采用电阻分压法，量程电阻与待测元件进行分压，再由单片机控制模拟开关分别选通量程电阻和待测元件的信号通道，将它们分压所得到的信号分别送入差分式放大电路。将由差分式放大电路出来的正弦波经过电位提升电路后，再由单片机采集，在此过程中，量程电阻的自动切换，以及减小模拟开关对测试过程带来的误差是设计的难点。前端电路是影响系统测量范围和测量精度的关键。
图3 软件流程图
2.3.1 量程电阻选择方案设计
量程电阻R的切换是通过单片机控制模拟开关CD4052来实现。模拟开关存在导通电阻和漏电流，如果太大会对测试精度产生很大影响。当RS+Zx较小时，模拟开关的导通电阻就不可忽略。因此消除导通电阻对电路的影响十分重要。通过实验，采用如图2所示的原理电路。图2中选用4X2的模拟开关，Ron（1，2，3，4）、Ron（1，2，3，4）是模拟开关的导通电阻；Rs（1，2，3，4）为标准电阻；Z为被测元件。采用该电路减小了导通电阻对测试精度的影响。
2.3.2 增益控制
在测量时，如果由于某种原因使得正弦信号幅度变小，那么在分压的时候就有可能出现某个元件分压得到的信号非常微小的情况。由于单片机可以对0―5V的模拟信号进行8位的A/D转换，所以A/D转换的精度可以算得为5/256=0.02V，也就是说如果信号过于微小而低于0.02V时，A/D转换就会产生转换误差，所以我们需要对增益进行控制，以使测量仪在正弦信号的幅度变化时依然能正常工作。
增益控制电路如图2所示，经过分压后的信号都会送入一个由集成运放所构成的差分式放大电路。因为差分式放大电路是对两个输入端之间的差值进行放大，而且对干扰信号输入的共模信号有很强的抑制作用，所以使用其做为放大电路可以有效的提高测量精度和测量仪的抗干扰性。
2.4 电位提升电路
本次设计采用的是PIC的ADC模块实现模拟信号的数据采集，并选择了电源电压（5V）作为参考基准电压，所以单片机只能够正确采集0到5伏之间的电压，而正弦波输入的是一个交流信号，在负半周期是负电位，使得单片机不能正确的采样，所以在将信号送入单片机以前需要对交流信号进行电位提升，使整个正弦信号任意时刻的电位都大于或等于0，电位提升电路。
将输入信号通过一个放大倍数为1的集成运放，在运放的信号输入脚3上由R1和R3提供一个直流电位，通过改变R1的阻值将直流电位调节到的2.5V，这样正弦信号就可以调节到如图2所示的形状，再供给单片机采样。
单片机采样经过电位提升以后的信号所得到的值并不能直接进行计算，而还需要将这些值减掉2.5V的直流电位才可以计算。
2.5 LCD显示电路
显示电路选用的是LCD模块RC1602，液晶显示模块主要由点阵式液晶显示屏（LCD）、微控制器、驱动电路三部分组成。电路如图1所示。
3.软件设计与实现
根据各部分功能要求，整个系统的软件程序由初始化程序，量程电阻选择程序，AD转换程序，增益控制程序，数据处理程序，ASII码转换程序以及显示程序等子程序组成。最后调用各模块，将它们联系起来，形成一个有机的整体，从而实现对仪器的全部管理功能。以上面所述的思路为基础，通过研究最后得到整个软件程序设计的流程图，如图3所示。
4.结语
本测量仪能自动的识别出待测元件是电阻还是电容。由单片机控制根据待测元件电抗值的大小自动转换到合适的基准电阻档位，以实现量程的自动转换。解决了旧的测量仪器在测量前需要人工判断待测元件参数范围，然后再手动的选择合适量程档位的弊端。
参考文献
[1]苏涛，强生斌，吴顺君.数字正交采样和脉压的高效算法及实现[M].现代雷达，2001，23（1）：39-41.
[2]孙晓兵，保铮.中频正交采样理论[M].机载预警雷达技术交流会，1993：189-196.
[3]康华光，陈大钦.电子技术基础模拟部分[M].高等教育出版社（第4版），2000：394-440.
[4]康华光，邹寿彬.电子技术基础数字部分[M].高等教育出版社（第4版），2000：300-470.
[5]庄绍雄，张迎春.单片机控制的电阻电容在线测量仪[M].电子测量与仪器学报，1993，7（4）：40-45.
作者简介：
1 万用表改装
1.1 简介
万用表又叫多用表、三用表、复用表，分为指针式万用表和数字万用表。万用表是一种多功能、多量程的测量仪表，一般万用表除了可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻和音频电平等，有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数，甚至用来检测元器件的好坏、电路的通断等问题。万用表具有用途广泛、操作简便、便于携带、价格优廉等优点。万用表由表头、测量电路及转换开关等3个主要部分组成。
1.2 使用中存在的问题
大家都知道万用表的表笔是针式笔头，测量时需要用手握住，实验时既要观察数据，又要操作其他仪器设备，有时真希望能有“第三只手”来应急。两只表笔对于初学者要熟练使用是不可能的。实训中由于表笔针头的不适用，给学生操作带来很大不便，所以在实训中经常会听到万用表的蜂鸣端响起，甚至测量过程中会看见火花出现。还有万用表的表笔引线容易损坏，在实训室会经常见到万用表的笔头掉落。尤其是寒冷的季节，表棒引线橡胶僵硬，手感差，引线更容易松动、断裂、脱落。所以，可以从表笔引线长短，表笔笔头的长短、粗细、形状进行改装。如此既可以方便学生操作，又可以节约成本。
1.3 具体改装过程
1）表笔引线的改装。防引线折断、断裂的改装：在万用表的表笔笔线套上塑料管；也可以将整个表笔引线用线芯是多股铜丝的连线替换，铜丝不易折断，柔韧性极好，只需将其分别与表棒和插头部分焊接在一起，改装即可完成使用。
2）表笔笔头改装。
①改装成鳄鱼夹式。将红、黑表笔原有针式取下，换成鳄鱼夹，用焊锡焊接牢固。这样既方便又牢固地夹持在被测点上，操作人员可以腾出手来调试、观察其他仪器仪表、记录数据等。
②笔头加长改装。万用表笔头都较短，测量时两笔头容易碰触在一起，很不安全。可以把万用表的笔头用锉刀将一侧面挫平，取一根缝衣机针或注射器针头（有一面是平面），把两平面对齐用细铜丝一圈一圈地缠绕，然后再用焊锡进行焊接。焊接要牢固可靠，铜丝不可太粗，避免测量误差增加。改装时，针的长短可以根据测量需要任意截取。如此改装后，可以给某些测量带来很大便利，比如测三极管的管型、管脚就不会出现不小心两表笔短接的现象。
③巧改数字万用表电容插座。数字万用表能测量1 pF～20 μF电容器，但因各种电容器的引脚大小不一，形状不同，无法正常测量。可以对其引脚进行改装：取一块厚约1毫米左右的镀铜板，裁成一个和电容测量孔形状相反的图形，再焊上鳄鱼夹的短引线。使用时，将其插入电容测量孔中，再用鳄鱼夹夹住待测电容器的引脚即可进行测量。这样，不论什么形状、不论引脚粗细的电容器，就都可以测量了。
2 电表的改装
2.1 使用中存在问题
在中职学校的电子技术应用、制冷、电工等类专业实训教学中，电流表和电压表作为一个电学教学中的基本测量仪表经常被用到，由于电流表的量程一般是很小的，大约是几十微安到几毫安，不能测量较大的电流，因此有必要将它改装成大量程的电流表。电流表还可以用来测量电压，但是由于电流表的内阻较小（约为几百欧姆到几千欧姆），所能测量的电压不高，多数中职学校常见的只有3 V和6 V的电压表，0.3 A和0.6 A的电流表。实训室里的电压表、电流表数量有限，而且对于有些实验是不能使用的，所以必须对测量仪表进行改装，并教会学生对电表进行改装。
2.2 具体改装过程
1）电压表的改装。电压表的改装原理：要将满偏电流为Ig、内阻为Rg的电流表改装成量程为U的电压表，由于串联电路具有分压作用，只需将分压电阻R和表头串联即可，通常R会很大，电路如图1所示。
2）电流表改装。电流表的改装原理：要将满偏电流为Ig、内阻为Rg的电流表改装成量程为I的电流表，由于并联电路具有分流作用，只需将分流电阻和表头并联即可，通常R会比较小，电路如图2所示。
通过以上这些小小的改装，不仅可以提高教师的动手实践能力、分析和解决问题的能力，还可以方便实验操作和节约实训成本。同时也给学生树立榜样，激发学生的学习兴趣，作为中职学校的教师，应该注重培养学生的创新精神、动手实践能力，提高学生的素质。
参考文献
[1]王艳春，程美玲.万用表使用与维修速成图解[M].南京：江苏科学技术出版社，2008.
[2]陈宝友，王宝福.电流表的改装、校准及其应用[M].新高考：理化生，2009（3）：16-20.
出入共地型全截止网络(申请号200510098366 8)发明专利是一种特定的电路，属四端网络(如图所示)，图中ZO是一个可以任意给定的阻抗，称为“被测阻抗”，网络内部包含有一个可调元件。这个网络具有下述的特性它不论作正向或反向传输，其输出电压在任何频率，任何负载下恒等于零，即图中之u2(ω，Z)；0。在实用中，考虑到网络内部分布参数的影响，只需在很宽的波段内，输出电压接近于零(等于最小值)，即认为符合要求。
这一特性乃是无线电电子学界梦寐以求而又无法解决的世界性技术难题，今天却在本发明中奇迹般实现了。在现有技术中，除交流电桥外，并无其他类似的东西可以与本发明相对比，交流电桥是属于“平衡型全截止网络”
(注意两者的名称只差一个“不”字)，它的致命弱点是输入与输出无公共端，在测量过程中，杂散电容、人体感应电场以及其他各种外界因素及其微小变化，都会影响测量结果，所以，使用极不方便，而且准确度和可靠性都很差，这就注定了它在高频领域中无法使用。本发明主要是为消除这一弊病而设，能把任何外界因素的影响完全排斥在“被测参数”这个范畴之外，确保测量结果的绝对真实性，是真正理想的“调零式测量网络”，另外，假如用复杂的逻辑电路获得与本发明相同之功能，则其传递讯号之延时值必然比本发明大许多倍而为不可取，这一点，在自动控制技术、遥测遥控技术中是极其可贵的。
产品用途及其先进性
本发明在实际技术中之应用，可分三大类说明如下
(1)用于长、中波强力发射台的输出级，作为“消反馈网络”使用，藉以取代其原有的“中和电路”，从而在很宽的波段内保障放大器的工作稳定性，并革除了现有的单端放大中和电路不能在很宽的波段内获得最高槽路效率的缺陷。射频单端功率放大器如不与本网络相配合，就不是完善的放大器。
(2)用以取代现有的交流电桥和Q表(包括现今流行的“数字式电桥R、L、C测量仪”)，制成不受杂散电容、人体感应电场以及其他外界因素之影响的、真正理想的“多功能、元件参数测量仪”，能准确地测出阻、感、容原件的R、L、c、Q、tgδ。这种仪器最好是配合智能电路，制成数字式仪表。
(3)与传感器件相配合，制成各种不同用途的特种参数测量仪，进行各种物理量、化学量、生物量之精确测量或快速检测，或者制成各种类型的自动控制装置。在这个项目下，应用范围非常广泛，它能闯入性质截然不同的许多技术领域，制造出许多不同类型的新产品。
产品试制阶段所需之技术及基本设备
本发明结构简单，制造容易，在试制阶段中所需之技术，都是现有的成熟技术，用到的设备都是常用的机械设备、电子仪器和简单的工，夹具。对于实施本专利的企业或厂家来说，只需向外厂订货或协作加工即可，实施本专利是十分容易的，成本又低。本专利品的制造属于小耗材、小能耗产业，而且整个生产过程都对环境无污染。
产品销售对象
1 消反馈网络 这类产品的销售对象有无线电发讯台、广播电台、通讯器材设备厂、广播器材设备厂等。由于这类产品销路较为狭窄，所以，在开发前期可以暂不考虑。
2 元件参数测量仪 科研机构、高等学校和中等专业学校的无线电、电子类实验室，以及电子仪器厂、无线电元件厂等，都必须经常使用这类产品。
3 非电参数测量仪及自动控制系统这类产品的销售对象极为广泛，需视测量对象及产品类型而定，海关、码头、火车站，飞机场、工厂、矿山、水电站，气象站、地震预报站、农场、粮仓、种子库，探矿部门、环保机构，医疗机构，科研机构等等，都有可能是本专利品的销售对象。
综上所述，可见本发明能在测量技术、自动控制技术领域中引发一场促使产品更新换代的变革，开发者如能抓紧时机，以最快速度实现产业化，则其市场前景将是不可限量的、十分诱人的。
产品成本与经济效益
一件“出入共地型全截止网络”的材料费不超过100元。开发本市场所需之投资额约为500万-800万元。
联系人：余本立
关键词:AT89S52;A/D采样;TLC2543;EEPROM数据保存;RS485;通讯输出
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号: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
随着电子技术、通讯技术的更深一步发展,就出现了近两年市面上被大家广泛推广的多功能测量仪表。多功能测量仪表在硬件平台上采用了DSP或者单片机的处理单元,实现了单个表计测量全电量电参数。如一台全电量的智能配电仪表可以测量: 单相和三相电流、电压、有功功率、无功功率、频率、功率因数、有功电度、无功电度等。同时在测量功能增大的情况下,融入了通讯功能,通过通讯方式可以将测量的电气参数传送给监控中心,以便构成配电自动化监控网络或者完成抄表系统。常见的通讯方式有RS485、Profibus等。本设计就是采用89S52单片机设计的多功能测量仪表,其中仪表功能方面有,A/D数据采集、EEPROM数据保存、LED数码显示、RS485通讯功能(如框图1)等;下面我们对这几部分功能逐个介绍给大家。
2 A/D数据采样
本次采用的A/D 芯片是TI公司的TLC2543,该芯片是12位串行模数转换器,使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。由于89S52本身I/O资源不是很丰富,所以采用串行输入结构,可以节省单片机很多I/O资源。此外TLC2543还有以下特点:
1)12位分辩率A/D转换器;
2)在工作温度范围内10μs转换时间;
3)11个模拟输入通道;
4)3路内置自测试方式;
5)采样率为66kbps;
6)线性误差±1LSBmax;
7)有转换结束输出EOC;
8)具有单、双极性输出;
9)可编程的MSB或LSB前导;
10)可编程输出数据长度
硬件接口见图2。
在设计制作时要注意如下三个问题:
1)电源去耦
当使用TLC2543这种12位A/D器件时,每个模拟IC的电源端必须用一个0.1μF的陶瓷电容连接到地,用作去耦电容。在噪声影响较大的环境中,建议每个电源和陶瓷电容端并一个10μF的钽电容,这样能够减小噪声的影响。
2)接地
对模拟器件和数字器件,电源的地线回路必须分开,以防止数字部分的噪声电流通过模拟地回路引入,产生噪声电压,从而对模拟信号产生干扰。所有的地线回路都有一定的阻抗,因此地线要尽可能宽或用地线平面,以减小阻抗,连线应当尽可能短,如果使用开关电源,则开关电源要远离模拟器件。
3)电路板布线
使用TLC2543时一定要注意电路板的布线,电路板的布线要确保数字信号和模拟信号隔开,模拟线和数字线特别是时钟信号线不能互相平行,也不能在TLC2543芯片下面布数字信号线。
软件:
AD12:NOP
NOP
NOP
CLR P1.1
开始一个工作周期
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数据保存
本次采用的串行EEPROM是ATMEL公司的AT24C02,又称I2C总线式串行器件。由于AT24C02占用的资源和I/O线少,而且体积很小,同时具有工作电源宽、抗干扰能力强、功耗低、数据不易丢失和支持在线编程等特点,所以在许多的数据存储方面得到使用。
I2C总线是一种用于IC器件之间连接的二线制总线。它通过SDA(串行数据线)及SCL(串行时钟线)两根线在连到总线上的器件之间传送信息,并根据地址识别每个器件。
硬件接口见图3。
软件:
;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显示
仪表采集出来的数据,经过运算和处理后,通过LED数码管直观的显示出来,这是很多现场仪表都具备的。因此LED显示技术已经是大家比较熟悉的技术,此处设计采用8155扩展I/O资源,来驱动LED数码管显示,因此就不做详细说明。
5 通讯输出
本项目仪表设计采用Modbus通讯规约,以便于和其他工业产品之间互相通讯。设计连接如图4,在整个设计过程中,有以下两个问题需要特别注意。
485芯片DE控制端的设计:
由于应用系统中,主机与子机相隔较远,通信线路的总长度往往超数百米,而子机系 统上电或复位又常常不能同步。如果在此时某个MAX487的DE端电位为“1”,那么它的485总线输出将会处于发送状态,也就是占用了通信总线,这样其它的子机就无法与主机进行通信。这种情况尤其表现在某个分机出现异常情况下(如死机),会使整个系统通信崩溃。因此在电路设计时,应保证系统上电复位时MAX487的DE端电位为“0”。由于89S52在复位期间,I/O口输出高电平,上图电路的设计可以有效地解决复位期间子机吊死整个系统的的问题。
485总线输出电路部分的设计:
考虑到输出电路的上的各种干扰及线路特性阻抗的匹配的问题,所以485总线的传输端一定要加有保护措施。由于工业环境的复杂性,可能存在各种干扰源或浪涌电压,所以在电路设计中采用稳压管D1、D2组成的吸收回路,来保护485总线。
考虑到线路的特殊情况(如某一台子机的485芯片被击穿短路),为防止总线中其它分机的通信受到影响,在MAX487的485信号输出端串联了两个20Ω的电阻R18、R19。这样本机的硬件故障就不会使整个总线的通信受到影响。
在应用系统工程的现场施工中,由于通信载体是双绞线,它的特性阻抗为120Ω左右,
所以线路设计时,在RS-485网络传输线的始端和末端各应接1只120Ω的匹配电阻R30,以减少线路上传输信号的反射。
6 总结
AT89S52芯片这种低功耗、高性能的CMOS8位微控制器,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。在单芯片上,拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash,使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
参考文献:
[1] 孙仲康,周一字,何黎星.单多基地有源无源定位技术[M].北京:国防工业出版社,1996.
[2] 谢邦荣.机载红外被动定位方法研究[J].红外技术,2001,23(5):1-3.
[3] 钱铮铁.一种用于红外警戒系统的被动测距方法[J].红外与毫米波学报,2001,20(4):311-314.
依照纺织纤维含水率和介电常数影响的关系，提出一些纺织纤维对于含水率测量比较快速的方法，应用电容传感器的信号逐渐转换为电压信号集成的芯片CAV424来构成信号进行电路的处理，并经A/D单片机与采样的处理，来测试出物料之中含水的数量；在测试的结果之中表明了，这种仪器可以代替传统的测量方法，可以更好地将我国纺织企业纤维水分测试的技术进行更新，有利于国内纺织企业的有效发展。
关键词：含水率；纺织纤维；测量方法
现在国内外比较成熟纤维含水量测量的方法主要有直流电阻的测湿方法和烘箱法。其中烘箱法的测量结果比较稳定、准确，在我们国家这种方法被定为标准的仲裁检验方法以及纺织企业质量控制与检验的方法；而直流电阻的测湿方法，优点就是比较方便、快速，一般被纺织厂检验室与棉花收购部门所应用。但是，上述两种方法依然存在着一定缺陷。烘箱法比较费时耗能、不利于在生产的现场使用；而直流电阻的测湿方法却因为纤维直流电阻比较大，并且极板在直流电场之中非常容易极化等一些缺陷，导致了其测试的稳定性较差、通用性较低、误差较大等一些缺点。在本文之中是依照纺织纤维对于含水率测试的原理，应用CAV424芯片设计的一种测试电路，这种电路有着灵敏度较高等优点。经过试验表明，这种仪器能够替代传统的测量方式，用来更新国内纺织企业纤维水分的测试技术，会更好地促进我国纺织行业发展。
1 CAV424的测试原理
CAV424测试的原理一般是经过外界的一个电容（COSC）和内部来构成能够调试频率的一种参数振荡器，将两构造相互对称的一种积分器进行驱动，同时让这两个构造在相位和时间上同步（如图1）。对于这被控制的两个积分器，其振幅主要是电容CX2与CX1决定的，CX2表现的是被测电容，而CX1表示的是参考电容。一般CX2与CX1这两种包括地端和输入端所有的电容，而且其特性也相同，在这样的环境发生变化的时候，芯片两端会同时发生变化，而且差值不会变化。当被测电容传感器的电容变化时，因为积分器有着很好的分辨率，因此在对两个振幅差值进行比较的时候，会得出CX2与CX1相对的变化量，这个差值的信号会经后级低通滤的滤波来达到可调增益差分的输出级。
将振荡器对外接振荡器的电容COSC与其相关内部的寄生电容以及外接的寄生电容充电，之后放电作为参考。振荡器会取电容值约为COSC16倍的CX1。将振荡器的电流IOSC让参考的电压VM与外接的电阻ROSC确定为IOSC等于VM除以ROSC作为参考。
图1 CAV424原理框图
两个对称的构造内置的电容式积分器作用原理和上述所参考的振荡器类似。两者的区别就是放电时间一般为充电时间的一半，另外，它放电的电压一般被钳制在了内置固定电压的VCLMP之上，在图2之中显示的是电容CX2与CX1电压的信号。
图2 两个积分器的电压输出
2 对纺织纤维在含水率测量上电路的设计
2.1 对于含水率的测量原理与传感器的设计
测量含水率的原理为：对于含水率有一定差别的纺织纤维，对应介电常数也是不相同的，应用纺织纤维的水介电常数在数值上差异的电物理特性，应用变介电常数电容式传感器的原理，可以让被测的信号转变成电容量方面的变化。之后经CAV424的处理让电容的信号逐渐转变为电压的信号，再用A/D来采样与单片机进行有效的处理，就可以测试出纤维中含水的数量了。
为了能够保证极板和纤维真实的接触面积不发生变化，可以应用弹簧加压方法。因为弹簧弹性变形时，其压力与变形度是成正比的。它的关系式是：
F=X*K
其中X是弹簧的变形，m；F是弹簧受到的压力，N；K是弹簧弹性的系数，N/m。
所以，一旦每一次试验的时候质量的试样能够保持相同，让顶压在基板上弹簧压缩变形保持相同，就基本上能够保证每一次试验的时候极板与纤维接触面积一致。对于传感器的极板加压的原理和方式，如图3。
图3 传感器极板加压方式原理图
依照上面的分析，设计制作之中选取的极板参数是：极板的面积100mm×235mm两块；极板的材料是钢板镀铬，其中极板对于纤维压力基本保持在大约31kPa，一旦纤维与电极的压力达到定值之后，因为纤维基本和极板充分接触，一般极板压力增加，对于纤维的阻抗值在影响上也不是很大，这个时候纤维的含水率数值会比较平稳。
2.2 在CAV424基础上电容电压转换的电路设计
在CAV424基础上电容电压转换的电路图，如图4所示。
图4 基于CAV424电容电压转换电路
在这之中RCX2与RCX1用作零点的调整，COSC作为参考振荡器电容，CX2为被测电容，CX1为标准电容。而CL1与CL2决定的是低通的滤波器。ROSC是用来设定参考的振荡器电流的。而RL2与RL1是用来调节放大器增益的，因为CAV424属于差动的输出，经过放大器逐渐转变成单端电压的输出。
对于测量系统后续的电路之中，让电容转换所得到电压的信号通过A/D的转换，成为数字信号来送到单片机之中进行处理。其中对于含水量的测量仪组成，如图5。
图5 纺织纤维含水率测量仪组成框图
3 数据的标定和测试的办法
利用图5中传感器对于测试系统纤维材料之中含有水分的测试，测试的步骤分成：使待测的纺织纤维均匀摆放于传感器的两个极板之间，同时施加压力，于放大器上得到直流单端的输出电压U，含水率的信息会经A/D的转换，转换成数字信号，传送于单片机之中，经过单片机的计算处理之后，就可以在电路之中显示出来。同时和传统烘箱法来进行对比，传感器的测试结构一般表现成电压值为U，烘箱方法测试的结构表现成纤维材料，其含水率的数值是W。此仪器会先经过试验来标定，并测试出输出电压和含水量相对的曲线，同时将曲线用0.5%的含水率的间隔逐点应用表格的形式存入，而实际的测量需要依照被测的电压和表格之中对应数据的比较，应用线形的插值法来计算含水率。在实际应用上，水介电的常数是会随着温度逐渐变化，为了消除温度的变化对于测量结果一系列的影响，此仪器可以应用软件来实现对于温度的补偿。
4 结语
嵌入式计算机目前应用的领域多为对计算机有特殊要求的领域，如对温度、湿度、震动、冲击、尺寸大小等有特殊要求，这些领域包括工业自动化、工业控制、交通、医疗、通信以及航空航天、国防等领域。随着国家绿色能源的大力推广，诸多城市地铁项目的获准，嵌入式计算机在风力发电、轨道交通等相关应用领域的应用成为瞩目的热点。
技术挑战总览
这些热点应用对嵌入式板卡提出了许多技术挑战。
凌华科技指出，通常，嵌入式产品在生命周期以及业务驱动方面需做优化的处理，为此在嵌入式产品设计时应考虑如下因素：
・可靠性和稳定性：无风扇、低功耗以及冗余的设计将被整合在嵌入式产品的设计中，以减少外界环境和内部环境对系统的影响；
・宽温及军用宽温级：通常在军工、交通等领域对嵌入式产品的宽温范围有严苛的要求，为此，产品必须在设计之初就要考虑这些需求，并贯穿到整个设计及制造、验证、检验等环节中：
・紧凑尺寸及轻便设计：军工以及一些关键性任务应用、便携式设备和车载设备对嵌入式系统的尺寸以及重量都会有严格的要求；
・系统整合性能及软件服务支持：嵌入式BIOS和操作系统的支持将针对不同的应用有不同的支持，具有竞争力的嵌入式产品供应商通常在系统整合和软件支持方面具备丰富的经验和强大的技术能力，以满足应用需求：
・电源管理功能：超低功耗设计可以满足电源的长时间工作，以减少系统对电能的过度依赖；
・无缝升级：从成本效率及系统互用性上考虑，嵌入式系统产品需要在升级时，只需更换部分组件或计算系统目阿完成整个升级工作；
・性能功耗比：在单位能耗下能够提供更强的性能输出。
宽温值得重视
具体来说，每家企业都有自己的核心产品策略和特色，例如，磐仪(ARBOR)科技围绕宽温下功夫，并实现了可靠性和稳定性。据磐仪企划部曹经理介绍，之所以选择宽温为突破点，是由于中国地域辽阔、全球气候又在急剧恶化，导致南、北地区，冬、夏季节温差明显加大，给嵌入式产品在这些领域中的应用带来更加苛严的考验。特别是野外电力控制、铁路南北运行线路中的车载设备，需耍具备更加宽幅的高低温耐受能力。
因此，磐仪计划于近期对其全线产品做一次规格调整：将常温产品的工作温度从原来的0℃-60℃调整为，20℃-+70℃：宽温规格调整为-40℃―+85℃。
但是，磐仪的宽温产品与某些厂商的筛选式宽温产品有着根本性的不同。筛选式宽温产品本身还是常温规格的产品。是对常温规格的产品进行高低温耐受极限测试，如果测试通过了，就划归为宽温产品；如果没通过，就还算是常温产品。这种宽温产品是常温规格中的佼佼者，但却是宽温应用中的潜在危险者。最容易发生的危险就是电容在高温下发生爆炸，导致某组电压与地线短路，进而引发设备烧毁甚至发生火灾。
因此，需要宽温产品从设计、选材开始，就充分考虑产品的宽幅温差适应能力。并且加强生产品质管控。
小型化，绿色化
而威盛电子的嵌入式板卡则围绕小型化、绿色化方面下功夫。例如，威盛电子嵌入式平台事业部为业界定义了Mini-ITX、Nano-ITX、Pico，ITX、Pico-ITXe、Mobile-ITX等多种微型化设计的板型规范，已陆续成为商用及工业系统厂商接纳的标准：2009年该公司又推出Em-ITX板型，则在兼顾微型化特性以外，从多功能、通用性上做了新的尝试。在绿色化方面，威盛板卡主要采用其绿色化的威盛Nano处理器。例如Pico，ITXflocmx7.2cm嵌入式主板EPIA，P720搭配的威盛VX855高清多媒体芯片组，处理器频率IGHz，整体功耗只有8W，却可支持H.264 1080p硬解码加速，可谓高清视频播放的杀手级产品。
都分嵌入式板卡企业的特点
凌华科技：嵌入式产品包括AdvancedTCA、CompactPCI、ETX/COMexpress以及工业电脑等，完整的产品线可以满足不同应用的需求。特别是在COM(模块化电脑)产品上拥有的专业能力以及一系列紧凑型、低功耗和无风扇的嵌入式解决方案。
凌华还成功收购美国嵌入式产品领导品牌、PCI04创始者Ampro公司，创立Ampro byADLINK品牌，可以提供始于设计并贯穿整个制造过程的宽温及军用宽温级嵌入式产品和系统。
磐仪科技：宽温产品从设计、选材开始，就充分考虑产品的宽幅温差适应能力。
为了保证质量，在选用零部件方面，磐仪不惜花费高额成本，全部选用发热量低、工作温度范围宽广的零部件。在设计过程中，研发工程师结合每个零部件的高低温特性和动、静态工作点。对于本身发热量稍大，在高温环境下可能造成隐患的小零件，会采用增大零件底部敷铜面积，以帮助散热或增加辅助散热片等措施。对于低温环境下特性变化较大的零件，比如电容，除了选用较为昂贵的受温差影响较小的电容外，适当增加电容的用量。以弥补低温环境下的容量损失。在生产、检验过程中，100％执行增宽温度范围的高低温性能测试验收(比公布的低温低5℃，高温高5℃)。
威盛电子嵌入式平台事业部：威盛自己做芯片，同时提供板卡标准，例如最新的Em-ITX等。在嵌入式板卡方面有很多成功的经验，一些成功案例如：美国军方委托第三方公司开发的战地救援机器人，采用威盛嵌入式平台，可以托起1SOkg的伤员，并可温柔灵巧地将之送到救护车上或战地医院。韩国客户采用Nano-ITX板型做车载电脑系统，具有GPS及高清多媒体娱乐功能。威盛嵌入式方案中标西班牙医院数字标牌的政府采购项目，采用了定制的Linux,~作系统及软件。体现了威盛在客制化技术服务方面的优势：通过掌握自身处理器的核心技术，为客户开发基于不同操作系统的驱动和BIOS。
威盛嵌入式非常看好中国的数字标牌、POS机、视频监控、车载电脑、工控、电力、交通、医疗电子等应用领域。
安捷伦工业测试仪器“橙动中国”
关键词：LCR数字电桥；单片机；模拟开关；数据处理
LCR测试仪能准确并稳定地测定各种元件参数，主要是用来测试电感、电容、电阻的测试仪。对于一般封装好的电路，当无法具体了解其内部的具体参数时，我们会采用测试仪进行测试，市场上大多数产品成本较高。我们在这里给出一种成本低、操作简单、准确度高的智能LCR测量仪。经实验验证，该测量仪器所能测量电阻范围：100Ω～1MΩ，精度误差±2%；测量电容范围：1000DF～0.1uF，精度误差±5%。
1 系统理论分析与计算
1.1 正弦波输出模块的分析与计算
根据设计要求，测试仪应具有3个可选的测试频点：100Hz，1kHz，10kHz。这就需要设计产生100Hz、1kHz、10kHz不同频率的正弦信号输出。单片机DAC输出正弦波，按键控制频点选择。利用模拟开关74HC4052选择不同的截止频率，对单片机产生的100Hz，1kHz，10kHz正弦信号分别进行滤波，经过电压跟随器，然后输出，以便得到更好的波形。
正弦波输出模块电路中，模拟开关选用74HC4052芯片，运算放大器选用OPA2340芯片。有源滤波器的截止频率为f=1/（2πRC），故不同电阻值分别对应不同频率正弦信号输出。经计算，10kHz对应两个30KΩ电阻，1kHz对应两个200KΩ电阻，100Hz对应两个1MQ电阻。
1.2 LCR测试模块的分析与计算
阻抗用Zx表示，Rr为标准电阻器，则Zx=Ux/Ix=RrUx/Ur。此式为一相量关系式。若分别测出Ux和Ur对应于某一参考相量的同相量分量和正交分量，然后经模数转换（A/D）器将其转化为数字量，再进行复数运算，即可得到组成被测阻抗乙的电阻值与电抗值。
LCR测试模块基本电路中，模拟开关选用74HC4052芯片，Rs有4个不同阻值的电阻以切换量程，得到最优测试值。
2 电路与程序设计
2.1 电路的设计
2.1.1 系统总体部分
测量电路主要由正弦波输出模块、LCR测试模块、电源模块组成。单片机DAC输出正弦波，按键控制频点选择。利用模拟开关74HC4052选择不同的截止频率，对单片机产生的100Hz，1kHz，10kHz正弦信号分别进行滤波，经过电压跟随器，然后输出，以便得到更好的波形。通过数字电桥的方法测量LCR值。
2.1.2 正弦波输出模块电路
单片机DAC输出正弦波，按键控制频点选择。利用模拟开关74HC4052选择不同的截止频率，对单片机产生的100Hz，1kHz，10kHz正弦信号分别进行滤波，经过电压跟随器，最后输出。
2.1.3 LCR测试模块电路原理
若分别测出Uz和Ur对应于某一参考相量的同相量分量和正交分量，然后经模数转换（A/D）器将其转化为数字量，再进行复数运算，即可得到组成被测阻抗乙的电阻值与电抗值。Rs电阻值的不同以切换量程，得到最优测试值。
2.1.4 电源模块电路
正负2V电源模块以LM7805为核心，为调制器提供正5V电压。
2.2 程序的设计
2.2.1 程序功能描述
（1）产生不同频率正弦波。
（2）控制频点选择。
（3）显示测得L，C，R值。
2.2.2 程序设计思路
产生不同频率的正弦波信号，运用单片机PWM控制实现。
测定电抗元件Zx中电压U1与电流I，用欧姆定律就可以得到Zx=U1/I，当乙串联了已知电阻R，那么测定了R上压降U2，
单片机AD采样，复数FFT变换得到相位幅度，得到参考电阻和待测电阻上的压降，选择合适的量程，根据公式即可计算出L，C，R值。
3 测试方案与测试结果
3.1 测试方案
（1）硬件测试。首先，将制好的电路板分模块进行测试，检查正弦波输出模块、LCR测试模块、电源模块设计是否符合理论要求。
（2）软件仿真测试。将编写好的程序烧入单片机，进行软件仿真测试。
（3）硬件软件联调。将硬件电路与软件相结合进行联调。
3.2 测试条件与仪器
测试条件：经多次检查后，硬件电路无虚焊无短接。
测试仪器：DT9205A万用表。
3.3 测试结果及分析
3.3.1 测试结果（数据）
3.3.2 测试分析与结论
根据表1-2，可以得出以下结论：（1）测量电阻范围（100Q～1MQ）及精度误差±2%。（2）测量电容范围（1000pF～0.1uF）及精度误差±5%。（3）可使用按键设置被测器件的类型和单位，并显示。（4）具有3个可选的测试频点：100Hz，1kHz，10kHz。
【关键词】油箱液位；汽车；测量
一、目前我国测量汽车油箱液位的方法
最传统的汽车油箱液位测量方法为浮子法。这种方法主要是通过浮子会随着邮箱内的燃油量减少液位变低而降低的原理来测量的。具体测量方法为当油箱内的油量在增加或者在减少时，浮子会随着液位变化而变化。随着浮子的变化，浮子带动的电阻元件也会变化。而当油箱中的燃油即将用完时，油箱中的液位将会变得很少，所以油箱内的浮子也会随液位降低，也就带动了浮子上的电阻，在这个时候电阻阻值将会变得很大。在电路变得很大的情况下，电流会变得很小，指针会指向油量小的一边。而当油箱中在加油时，随着油量的增加，液面会逐渐升高，随着液面的提高，浮子也会提高并且带着电阻阻值变小。在这种情况下电流会变大，而指针也会指向油量多的那一边。
另一种传统的测量汽车油箱液位的方法为利用导磁材料进行测量，即用霍尔元件进行测量。具体原理是当油箱内的燃油量增加或减少时，浮子会随着液位的变化而变化，也就会带动着浮子上的线性霍尔元件进行变化。当邮箱内的液位变得很少时，浮子就会随着液位的变低而降低。在这个时候浮子连杆上的磁铁将不会处在一个水平面上，在这个时候线性输出的霍尔元件与磁铁间的磁通量将会变大，从而引起分压电阻的变化，使得油量表指针指向油量少的一边。而当邮箱内注入燃油时，邮箱内的液面将会逐渐上升，所以浮子也会随着液面的变高而变高。在这个时候浮子会带着连杆运动到一个水平面上，在这个时候线性输出的霍尔元件与磁铁间的磁通量将会变少，从而引起分压电阻的变化，在这个时候也就会使得油量表的指针会指向油量高的一边。
另一种在国产车较为高级的一种油箱液面测量方法为光纤传感测量油箱液面的方法。这种方法主要原理是靠光的全反射原理来测量的。在具体的测量方法上，当油箱内燃油量很少时，光源会发射出光照射到液面上，而光信号反射到接受光纤的不同位置，光纤再将光信号转化为电信号，通过信号放大的原理传入汽车内的油量显示系统，在油量表上显示油箱内油量较低的情况。而如果油箱内的燃油在增加，液面上升时，光信号会随着液面的上升而在接收光纤上进行移动，从而让接收光纤将这样的光信号转化为电信号，通过信号放大将电信号传入汽车内的油量测量系统，在油量表上显示燃油量在增加。
在我国汽车中采用的油箱液面测量方法中还有一种为超声波测量。这种方法和光纤测量方法较为类似，不过是将光信号换成超声波，光纤用超声波探头来替代，而且这种测量方法不是由其他信号转化为电信号而让汽车内的油量测量装置计算出油量多少，而是由超声波由发射到接收到的时间来计算的。在具体测量方法上，当油箱内的油量很少，液面变得很低时，发射探头发射出的超声波打到液面上在反射到接收探头，在发射探头发射超声波时开始进行时间计算，而当接收探头接收到信号时计时截止。通过这段时间可以计算出油箱内的液面高度，从而在汽车油量表上显示燃油量很少。而当油箱内注入燃油时，随着燃油高度的逐渐变高，发射探头从发射超声波到接收探头接收到超声波的时间会逐渐降低从而可以让汽车内的油箱测量装置计算出油箱内燃油量的变化情况，并且在油量表上显示出来。
二、外国采用的汽车油箱液位测量方法
（一）目前外国较为常用的汽车油箱液位测量方法为雷达液位计测量。这种方法主要是通过雷达液位计的天线通过发射电磁波，液面反射电磁波，天线接收电磁波的方式来测量油箱顶部到达燃油液面的距离，从而得出油箱内液面的高度，也就能够计算出油箱内的燃油体积。在具体测量的时候，如果油箱内的燃油较少，液面很低的时候，发射天线发射出电磁波，电磁波经过油箱内燃油液面的反射会达到接收天线，在这段时间内可以算出油箱内空余的体积，从而可以计算得到燃油的体积，从而在汽车油量表上显示出来。
（二）通过对油箱底部的压力进行测量也可以计算出油箱内的燃油体积，从而计算出油箱液位。具体测量方法为在油箱底部安装液体压力测量仪，当油箱内的燃油体积较少的时候，燃油对于压力测量仪的压力会变小，从而计算出燃油体积及油箱液位。而当邮箱内注入燃油时，压力会逐渐升高，这时的压力测量仪器会将此时的情况传入汽车内的燃油测量装置，从而将油箱内液位逐渐升高的情况反馈出来。
（三）在外国另一种测量油箱液位的方法为采用压阻式传感器测量，即在油箱内部生成惠斯通电路。这种方法需要在油箱内放置单晶硅片，通过油箱内部燃油液位的变化来引起硅片受力的改变，从而让电阻发生变化，测量出油箱内液位的改变。在油箱内液位较低时硅片受力较少，电阻的阻值会变得很小，在这样的电流下汽车内的油箱液位测量装置会计算出液位数据，在油量表中显示出来。
（四）另一种在国外较为流行的传感器测量方法为电容传感器测量。这种方法是在油箱内部放置上下电极。当油箱内液位升高时，对电机的压力较大，使得电极上层会向中间靠拢，这样会让电容发生改变。在不同的电容下油箱内的液位测量仪器会计算出油箱内部液位的变化，从而反馈给油量表。
三、各种液位测量方法的特点
（一）浮子法测量液位构造简单，成本不高，适用于便宜的家用车和货车。但是在实际的应用中，用浮子法测量的油箱液位常常不准确，精度也较低，只能读出大概的燃油液位。而且浮子法是通过浮子带动电阻变化而计算出液位变化的，所以在颠簸的路面上燃油的晃动会导致浮子的起伏，从而引起读数的改变，这对司机来说将会造成很大的影响。而且电阻长期浸泡在燃油中会造成阻值的改变，也会引起读书的不稳定，准确度降低。
（二）如果采取霍尔元件测量油箱液位，通过元件特性可以得到线性数据。但是这种测量方法需要浮子带动连杆转动，从一方面来说也会出现浮子法在路况不好时的读数不稳定现象，而且磁铁长期在燃油中也会逐渐消退磁性，这需要驾驶员经常更换测量元件，较为麻烦。
（三）光纤传感器的测量方式也具有成本低廉，构造简单的特点。而且光纤传感器的响应非常迅速。但是光线传感器是需要光信号反射到接收光纤上才能够进行信号的转换。这也就造成了只能在一定的范围内测量油箱的液面数据。而且目前的光感应技术还不是很成熟，所以用光纤传感器测量出的数据精度普遍不高，而且在油箱内部会有杂质挡住光源，在长期行驶的过程中会出现数据归零等故障，对驾驶员的操作造成一定的困难。
（四）超声波测量的方法不会出现浸泡在燃油中使传感器产生故障的情况发生，但是超声波在介质中很容易被杂质等微小物体反射，对测量数据的准确程度造成一定的影响。而且超声波传输的速度较慢，在不同的环境下速度也不同，这也会对数据的测量造成影响。而且超声波元件价格偏贵，容易损耗，不适用于经济型车辆的使用。
（五）导波雷达传感器不仅可以穿透各种物体，使得受干扰程度降到最低，而且在安装过程中不需要在油箱壁上进行打孔，从而让驾驶过程更加安全。但是这种传感器对波的分析需要复杂的分析电路，对于芯片要求也很高。这就造成了导波雷达液位计的造价十分昂贵，无法在所有车辆上进行普及。
（六）液体压力传感器对油箱内部构造没有要求，可以安装在任何油箱底部，而且不需要进行信号的传输，计算速度十分快速。在路况不好，油箱液面起伏较大时也对传感器没有影响，造价也较为低廉，很容易普及。但是这种传感器的安装需要在油箱底部打孔，对汽车造成安全隐患。
（七）压阻式传感器采用了硅晶片作为介质传输数据，保证了数据的稳定性，而且惠斯通电路可以测量线性变化，对于油箱液位的测量会更加准确。而且硅加工工艺已经十分成熟，传感器质量难以出现问题，制造成本也较低。对于普及应用来说十分方便。但是硅体受温度影响较大，在气温变化较大时测量会出现误差，数据也会出现不稳定的情况。
（八）电容式传感器也具用响应迅速的特点，而且制造工艺十分简单，不需要在油箱内部打孔，保证了行驶安全。而且电容传感器内部电路简单，不容易受到外部影响，在各种条件下的数据都较为稳定。但是这种传感器采用的输出不是线性输出，而且电容长期浸泡在燃油中容易损坏。
四、国内外传感器的比较
通过各种传感器的比较我们可以看出国内所采用的传感器多数是机械测量，不需要电路接入的。这些传感器虽然成本低廉，但是数据的准确性不高，而且极易受到外部影响。而国外传感器基本上是需要信号转换，电路计算的。这样的数据虽然准确，稳定性好，但是需要在油箱内部打孔，对行车安全造成隐患，而且电路容易损坏。
五、结语
目前汽车油箱液位测量技术很多，但是都不完美。在油箱液位测量方面我们需要精度高，稳定性好，安全耐用且价格便宜的传感器。这就需要对传感器材料和工艺的不断研究。我国的液位测量技术还处于较低的阶段，所以就需要我国科研人员在油箱液位测量方面进行更加深入的研究，在液位测量的智能化，自动化方面进行突破，为我国汽车工业，航空工业做出贡献。
参考文献
[1]童鑫，韩成成，卢翌等.汽车油箱液位测量技术研究[J].电子科技，2012，25（8）：144-146.
[2]李一方，朱华铭，童鑫等.新型数字电容式液位传感器[J].电子科技，2011，24（5）：65-68，79.
[3]李六林.汽车刹车油箱用液位传感器PP浮子发泡模设计[J].模具制造，2006，6（8）：49-51.
[4]李一方.新型数字电容式液位传感器[D].合肥工业大学，2011.
[5]朱光，李磊.汽车油箱容量测试分析报告[J].计量与测试技术，2009，36（8）：14-15.
关键词：arduino LabVIEW 数字电压表 电流表 lrc测量仪
中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（c）-0112-01
1 测量方法浅析
电路领域主要的RLC参数的测量方法有电桥法、谐振法、伏安法三种[1]。其中伏安法最好理解，应用最广泛。通过测得的电流和电压计算出阻抗。本系统中首先是利用这一原理来实现各个参数的测量，将电子元件的R值，L值，C值分别测量，然后转换成频率信号，最后用处理器计算出三者的值，并通过终端显示处理。其原理主要应用了振荡原理。对于模拟量的数位转换问题就比较好解决了，因为频率本身就是善于处理这种转换。
2 系统设计
系统分三大部分，及测量电路，通道选择和控制电路[2]。对于061 A这款芯片根据选择通道不同，可以利用开关量的设置确定地址信号，然后分别处理。获得基本的振荡频率后再进行转换。
2.1 电路设计
2.1.1 电阻测量电路
LM555是使用极为广泛的一种通用集成电路。其通用性体现在功能通用、效率稳定，最小工作电路环境简单，所以被广泛应用在许多电子线路中。如果要采用脉冲阀测量电阻，则必须构成一定的计数电路，通过对频率的测算最终得到电阻的大小。
555接成多谐振荡器的形式，其振荡周期为：T=t1+t2=（ln2）（R1+Rx）*C1+（ln2）Rx*C1，
得出：
即：，
电路分为2档：100≤Rx
2.1.2 电容测试电路
电容的测量同样采用“脉冲计数法”，采用脉冲阀测量电容，则必须构成一定的计数电路，通过对频率的测算最终得到电容的大小[3]。这时首先奖芯片设计成一套多谐振荡器，振荡周期为：T=t1+t2=（ln2）（R1+R2）*CX+（ln2）R2*CX，我们设置R1=R2；
得出：
即：，
电路分为2挡：R1=510K欧姆：IOA10设置为高电平输出；R4=R6；Cx= （0.94*（1e+6））/fx；对应的频率范围为：9.4K≤fx
2.1.3 电感测试电路
在测量电感参数时，采用三点式振荡电路测量。三点指的是发射极两个元件、基极一个元件，三者的电抗元件必须统一协调。即发射极两个性质相同，第三个性质不同，构成三点式。
2.2 软件设计
软件主要分两部分，一个在显示终端，本文中就是计算机平台，另一个是检测终端，本文中为ARDIUNO测试电路和指针。在LabVIEW设计界面中采用视窗操作优势，通过拖拽和设置可以轻易添加显示器模板等功能。然后利用各种现成的内部应用可以实现虚拟仪器的基本界面。
2.2.1 虚拟信号发生器的实现
在设计过程中，为了测量方便，首先模拟一个模块来实现信号发生器，然后通过这一原始信号，测试系统的应用是否成功。其中用到锯齿波、方波、正弦波等基本波形，通过组成和叠加形成各种信号。
2.2.2 数据处理部分
获取了基本的检测参数后，对于数值的处理和显示是本文的核心。通过检波、计算，考虑波形的有效值、峰值等信息的综合处理才能得出正确的检测结果。文中按照函数数值绝对值取得平均值。对于直流电和交流电有不同的处理方式，直流电直接取平均值然后可以进行各种计算和显示；而对于交流电则必须找到峰值利用最小虚拟机和最大虚拟机来取得有效的数值，最终利用有效值进行计算得出结果。
2.2.3 开关部分
信号的检测和功能选择用C语言实现，主要通过while条件语句实现。也就是当一定条件满足时，电压表工作；当某一个条件出现时电流表开始工作，其余的电阻测量表。同时还包括程序和仪器开始工作和停止工作的设置。
3 部分主程序代码
voidloop（）{int V1=analog Read（A0）；//从A0口读取电压值，并把它存入刚刚创建的整数型变量V1中，模拟口的电压测量范围为0～5 V，返回的值为范围为0-1024}
float vol=V1*（5.0/1023.0）；//把V1的值换算为实际电压值存入浮点型变量vol
if （vol=temp）//来过滤重复的数据，只有本次的电压值和上次不一时才进行输出
{temp=vol；//比较完成后，把值存入对比用的变量temp}
else{Serial.print（vol）；//串口输出电压值，并且不换行
Serial.println（"V"）；//串口输出字符V，并且换行
temp=vol；delay（1000）；//输出完成后等待1秒钟时间，用于控制数据的刷新速度。}[4]
4 系统测试及整机指标
通过对实际值，系统测试值和实际物理表读数进行对比，确定本系统的测试效果较好。测量精度在±5%以内，计算精度较高，且硬件结构简单，容易实现。但亦有不足之处，测量精度仍需改善。对于电阻、电压、电流的测量仪器在测量中会有少量的随机误差，这可能是测试信号中的谐波分量等造成，可通过进一步优化提高系统性能。但这超出本文所述仪器设备的能力。
参考文献
[1] 韦琳.图解电子测量技术[M].北京：科学出版社，2007.
[2] 黄川，于海涛，王宇浩，等.智能电阻、电容、电感测试仪设计[J].科技资讯， 2009（8）：119-199.
每一种测量设备都有最合适的测量范围,我们需要做的是正确选择测量设备,以及正确选择测量设备上的测量挡位。我们不要认为选用精确度越高的,其测量结果越准确。
例如:被测直流功率约为1050W,电路电流:I=4.8A。一只功率表量限为220V,15A,0.2级,表的最大可能误差:r=220×15×0.002=6.6W,测量误差r≈0.6%。另一只功率表量限为220V,5A,0.5级的,表的最大可能误差:r=220×5×0.005=5.5W,测量误差r≈0.5%所以,我们应选用精度较低的0.5级的功率表来进行测量,而不是选用精度较高的0.2级的功率表。
数字仪表的输入级离不开放大器,所以在数字电表的输入端接被测对象时会有零电流流过,这个电流具有恒流源的性质,即电流不随被测对象内阻变化而变化,输入信号越小这项影响就越突出,操作人员要尽量选择合适的输入信号,减少零电流的影响。
测量仪器电键按钮接触不良,将导致回路接触不良,热电势大,工作不稳定,而回路时断时通引起读数不稳定,主要原因就是银触点脏污造成的。转换开关的质量和磨损程度对测量的影响也很大,对测量盘、温度补偿盘、变换量限开关等,无论是定轴式、动轴式、油浸式,只要其性能变差,其接触电阻、接触热电势都会引起误差,这类故障引起的误差有其特点,在切换到某一档时,读数不成规律变化或出现突变,或示值不稳,一般在反复旋动接点后,读数会暂时恢复正常,要彻底解决问题就必须检修。电位器触点不良引起的误差与此类似。换向开关、按键开关大多是不便拆开的,当其接触电阻变差不稳定时,可以尝试从手柄处滴人工业酒精同时不断扳动手柄,有望恢复功能;转换开关绝缘电阻降低,应注意观察触点问是否有残余金属粉末,一般清除后即可恢复。
辅助设备的状况对测量误差也有影响,例如电桥供电不足会严重影响测量精度,其电源的选用必须按照说明书要求进行,如没有说明书时,可按不大于被测电阻或标准电阻额定电流的1/2作为电源的工作电流。对于电池的选取不当也会引起误差,一般工作电流1毫安以上的要用蓄电池,1毫安以下的用甲电池,标准电池原则上只能提供电势,不能提供电流,有的标准电池长期使用后虽有电势但内阻过大,也会使线路灵敏度降低;对新充电的蓄电池必须经过人工放电到稳定值后才能使用。正确使用专用导线。因为有些测量仪器配有专用导线,对导线电阻的大小有要求。使用时,必须满足。例如,低量限的电压表和与分流器组合使用的大量限电流表;使用双电桥时,跨线电阻必须很小。
2.环境因素产生的误差
有些测量仪器受环境的影响较大,一般包括:温度、湿度、电场、磁场、压力、光照、振动、微尘和供电质量等。
温度的变化对测量的结果影响十分明显。标准电阻由锰铜制成,阻值随温度的变化而变化,变化的情况以温度系数表示,一个标准电阻如果温度系数未知,当不在20℃下使用,标准电阻值就无法准确确定,从而失去检测的意义;对于内附稳压源的设备,例如一些内附稳压源电位差计,温度的变化对稳压值有影响,会影响到测量的结果。当然,上述设备发生温度偏差也可以通过各种公式和系数进行换算,但是换算得出的毕竟只是个近似值,如果偏差过大,算出的结果是不能保证准确度的。
防止温度变动对测量影响的首要条件就是按照规程要求,严格控制实验室环境温度在规定范围。当温度条件在20℃附近有少量偏差时,可以采用各种办法进行修正,标准电阻要通过温度系数进行换算;对于有温度补偿盘的电位差计要做好最小步值的检测及调节。同时,严格按照规程的要求,对检测设备及被检仪器进行恒温、预热,不同的仪器对于预热的要求是不同的,必须满足技术说明书的要求;不同的仪器对恒温的要求也是不同的,不能一概而论,例如,对于电阻的测量,由于其自身发热引起误差,通电后测量要快,尤其是测量0.1Ω以下的电阻,电流的正、反向开关应间歇使用,否则被测电阻因长时间通过大电流会引起很大的温升误差。
仪器对于环境湿度的要求也应给予足够的重视。特别是在梅雨季节,房间内湿度往往偏高,仪器中的电子元件等受潮后,易锈蚀、霉变,造成仪器接触不良、性能下降,甚至损坏。潮湿的环境还容易使仪器的绝缘性能变差,产生不安全的因素。湿度对静电感应也会有影响,湿度低时静电感应的影响会加大,这时操作者相当于一电容极板,仪器则是另一极板,简单有效的检查方法是,接好测量线后,用手靠近一下或轻碰一下仪器或引线,看看电流表有否不正常的偏转,有偏转则说明有静电感应。防止静电感应的办法是使人与仪器的外壳等电位。平时可以利用空调机的去湿功能来控制实验室的湿度,必要时应专门配备去湿机。对仪器内放置的干燥剂一定要定期检查,一旦失效要及时更换。
在使用数字电压表等含电子回路的仪表时,电、磁场及工频电源干扰影响比较显着。数字电压表、直流比较式电位差计、直流标准电压发生器,都使用工业电网供电,在独立工作时每个仪表都合格,但是它们在联成为一个测量线路时却发生较大的误差,表现为数字电压表和电位差计出现了零位示值。我们采用的措施是可以在每台仪器上采用双屏蔽,并利用隔离变压器隔离电源,就能将干扰限制在有限范围内。同时尽量不与大电机,大的通风机,空调机等大的用电设备共用一条供电线路,以免在这些用电设备起动时,供电线路的电压大幅度的波动,造成仪器工作不稳定。
仪器放置不水平,会使表计零点偏移;震动不仅会影响仪器的性能和测量结果,还会造成某些精密元件损坏,因此,要求将仪器安放在远离震源的水泥工作台或基座上;单方面的光照辐射及热源会造成热偏差,光照标准电池会引起变质及较大的滞后,必须将其放在不透光的容器内保存及使用。总之,要保证测量的准确度,我们需要认真对待环境的影响,在测量之前,必须仔细检查全部量具和仪器的调整状况、位置状况,例如仪表指针调零,防止仪器之间的干扰等,需要做好充分的准备和保持良好的环境条件,才能保证测量的准确。
3.人为因素引起的误差
人为因素引起的误差主要是方法不当引起的误差,如果方法使用不当,测量结果必然不对。
在连接测量仪表时,有时会发生连线错误、测试线脱开或接触不好、连线顺序不对等,这时机壳电位不但会引起误差,而且可能损坏电路中的器件。当接入被检设备时其端钮和接线应拧紧,以减少接触电阻的影响。插塞与插孔的配合要良好,保持清洁,插塞要插牢,每次松紧程度要一致。因此我们在开始检测前一定要确认连接正确,一定要先连线,再检查,之后开机。并且连接线一定要连接牢靠,不能出现松动现象。
当前，振动测量技术已在多领域得以应用和推广，涡街流量计就是一种运用振动测量原理的流量测量仪表，一般采用压电振动测量技术，通过电荷放大器将电荷信号转换成电压信号，从而实现对流体涡街的振动测量。本文以振动检测技术在涡街流量计中的应用之为研究重点，分别就涡街流量计的流体振动测量、传感器和放大电路的设计和应用进行了深入研究，以此提升涡街振动频率检测性能。
关键词:
振动检测技术;电荷放大器;涡街振动频率;涡街流量计
近年来，随着振动实验的深入研究，振动测量技术得以在航空、航天、电子、船舶等多领域发展和应用，呈现出良好的发展态势，也因此成为了学者们争相研究的热点话题。振动测量技术是运用现代检测手段实现对机械结构振动的检测，测量其流体的振动频率，进而确定流体在管道中流速与流量，而涡街流量计正是一种基于振动测量原理的流量测量仪表，其主要用来测量涡街流体在管道中产生的旋涡频率，是依据流体振动频率与流速之间的比例关系的原理来工作的。涡街流量计应用过程中需要利用振动检测技术，将振动量转化为相对应的电荷量，并将电荷量转化为电压量，而电荷放大器在这其中起了关键性作用，由此也成了本文的研究重点，为了提升涡街流量计的测量精度，本文就振动测量检测技术进行了深入分析、研究，采用低噪声电荷放大器设计，并就相关电路的功能、结构作了详细的探讨。
1振动测量内容介绍
振动测量技术是一种现代常用的流量测量方法之一，其依据振动测量基本原理对机械结构振动进行检测，并将振动运动量转化为与之成一定比例的电学或是其它易于观察、分析和处理的物理信号，最后通过对该信号频率的计算分析，获取机械振动结构的振动特性，从而实现对机械设备振动的测量。振动测量可根据结构振动的类型，将仪器设备的振动信号分为两类:确定性振动和随机振动，本文所研究涡街流量计中流体所引起的振动，是其中的确定性振动，利用振动传感器实现振动信号的采集，对流体的振动频率进行测量，从而可以推算出流体的流量与速度。该基于振动测量技术原理的涡街流量计目前已经被广泛用于气体、液体和蒸汽流量的测量。同时，涡街流量计对于振动测量来说是检测流体振动的特征参数，在具体的测量过程中可采用的方法有三类:机械量法、光测法和电测法，本文所研究的涡街流量计中的振动测量技术采用的是电测法，运用振动测量传感器获取机械振动信号，并将其转化成电信号，通过电荷放大器进行调理放大，进而确定流体在管道中流速与流量。
2振动测量系统的构成
根据上述内容可知，本文振动测量系统研究中采用的是电测法，这是振动测量中常用方法，与光测法和机械法比较而言，该方法具有使用频率范围宽，动态范围广，测量灵敏度高等优势，而且电测法能够适用于不同的测振传感器，而信号也便于被记录、处理和传送。由此，本文中的振动测量系统主要由:振动传感器、电荷放大器、信号分析仪等构成，如图1所示。
2．1振动测量传感器振动测量传感器是获取振动信息的重要装置，是振动测量系统的核心部分，其种类很多，在具体的应用测量中应结合不同的测量方法和目的选用不同的传感器，以保证测量效果。现代振动测量传感器完全改变了传统的独立机械测量装置，已经成为整个振动测量系统的一个重要组成部分，用来检测位移、速度、加速度、频率和相位，而且还与电荷放大器等相关电子线路存在密切相关性。同时，振动测量传感其在机电变换原理方面存在差异性，输出的电量形式并不相同，一般会将机械量的振动信号转化为电阻、电感等电参数的变化，而且要设置专有的测量路线以便针对不同的机电变化原理，将传感器的输出电量转化成为后续显示、记录、分析仪所接受的电信号形式。
2．2电荷放大器电荷放大器能够将传感器输出的微弱电荷信号转化为放大的电压信号，同时又能够将传感器的高阻抗输出转换成低阻抗输出，并成功驱动后续电路。同时，在振动测量中，鉴于振动传感器在特性上呈现出的差异性，测量参数涉及位移、速度以及加速度，而且这些被测振动量的峰值、振动频率、周期和相位差等相关参数也应该包含其中，由此，为了使测量参数能够以最佳的方式获得，在振动传感器与信号分析仪之间需要设置电荷放大器以实现对位移、速度和加速度等不同电荷量信号的放大，并将其转化成电压或是电流信号。
2．3振动信号分析仪振动信号分析仪能够显示振动的测量参数“加速度，速度，位移值”，拥有强大的现场数据采集及分析功能，还可以精密诊断(如:不平衡，不对中，机械松动，轴承故障，齿轮箱故障)引起的振动过大，指出故障发生的位置及损坏程度，从而全面的掌握机器设备的运行状况及发展趋势。
3涡街流量计的工作原理
本文所研究的涡街流量计是基于”卡门涡街“原理而发展而来的一种新型流量测量仪器，其利用流体振动原理实现流量的测量。涡街流量计是在流体的垂直流向上安装一根或是多跟非流线型旋涡发生体，在流体的流速达到特定比值时，会在阻流体的两侧各自释放分离出两串规则的旋转方向相反的旋涡，而且在一定的一定雷诺数范围内流体的振动频率与流速成相关性，运用振动检测技术检测旋涡分离频率就能够推算出流体的平均流速和流量，具体的工作原理如图2所示。当前，涡街流量计已经成为主要流量测量仪器之一，因其测量可靠性好，测量范围宽而被广泛应用于石油、化工、发电等领域，在对液体、气体、蒸汽的流量计量及检测和控制方面呈现良好的利用价值。然而，因为涡街流量计是利用振动测量技术实现流体测量的，其较易受到外界的干扰，影响了其测量精度;同时，由于涡街传感器传输的信号微弱，在噪声的影响下小流量测量受限。为了保证涡街流量计的测量精度，应充分地利用振动检测技术，并减小电荷放大电路的噪声，从而提高其应用性能。
4振动检测技术在涡街流量计中的应用
4．1涡街流量计流体振动检测涡街流量计采用的是上述振动测量技术实现流体检测的，对于涡街流量计的振动检测而言，其只需检测流体振动的特征参数，也即流体在具体应用管道中产生的旋涡频率即可实现振动测量获取振动测量信号。当前，涡街流量计中应用的振动检测方式可采用:压电式和电容式，压电式是通过交替旋涡导致的压力脉动使其检测元件压电晶体产生电脉冲来进行检测的，而电容式的检测元件是电容，其通过旋涡产生的压差促使电容量改变差值来实现振动测量，其中压电元件在响应速度，以及其不易受流体密度、粘度和温度的影响，具有良好的稳定性，由此得以在涡街流量计中广泛应用。涡街流量计流体振动检测具体如图3所示。本文涡街流量计振动测量系统中的压电式传感器的输出的微弱电信号，同上述振动测量系统一样需要将电荷信号经过高输入阻抗的前置放大器的阻抗交换之后，才能够将借助于放大检波电路将传感器信号传输到显示仪表或实现远程传输，这一过程都是依据振动检测的相关原理和技术来完成的。
4．2涡街流量计传感器涡街流量计传感器采用压电传感器，该传感器测量效率高，可不用直接接触测量介质就能实现流体测量，通常运用压电元件的应力检测方法来进行振动频率的测量，具体操作过程是将有漩涡产生的交替变化的压力转化为压电传感器电荷信号，电荷信号的变化频率与旋涡脱落频率相同，经过电子线路处理后的交变电荷转化成旋涡频率，因旋涡频率与流体流量成正相关性，由此也就得到了流体流量。利用压电晶体元件进行旋涡分离频率的检测，在柱体后部两侧实现旋涡的交替分离，从而促使压力脉动的产生，经安装在主体候补尾流中顺的探头检测到交变力，并使得位于探头内部的压电晶体元件在交变力的压力作用下产生变电荷，交变电荷信号在被检测放大器处理或数字信号处理后，输出频率信号，或是转化成与流量成比例的4～20mA直流标准信号输出。
4．3涡街流量计放大电路涡街流量计中传感器所输出的电压信号，需要放大电路将其放大并对信号进行处理，利用振动测量技术的测量电路关键在于前置放大器的设置，其不仅能够将传感器的输出信号从高阻抗变为低阻抗，还能够将传感器微弱的电信号进行放大。前置放大电路可采用电压放大器或是用带电融反馈的电荷放大器，本文采用电荷放大器作为涡街流量计的转换装置，放大、滤波、整形后变成频率与流速成正比的脉冲信号，然后进行计数处理得到流量信号，以此来提高涡街流量计的抗干扰能力。
5结语
机械振动是一种常见的现象，其直接影响着机器精密度和正常运转，而通过机械振动原理发展而来的振动测量技术则是工业控制和生产中的重要内容之一，尤其与涡街流量计中的振动检测原理存在众多相通处，为振动检测技术在涡街流量计中的应用提供了可能性，由此，本文针对涡街流量计中振动检测技术的应用研究具有重要的理论意义和使用价值，并能够推动涡街流量计的不断创新发展提供相关依据。
参考文献
［1］牛晓苛．涡街流量计与旋进流量计的比较研究［J］．可编程控制器与工厂自动化，2015，06:75－76．
［2］胡海清．振动检测技术和涡街流量计的研究［D］．浙江大学，2007．
［3］孙宏军，李霄．涡街流量测量中一种振动信号识别方法的研究［J］．化工自动化及仪表，2015，05:483－486+581．
［4］袁芳，江伟，魏雄，李百舆．涡街流量信号处理方法［J］．实验室研究与探索，2013，12:24－26+34．
关键词：电子仪器 测量技术 应用 发展
信息技术的发展拓展了参数测量的应用场景，提升了对参数测量的应用需求，为获得更高精度、更快速度以及更多功能的测量结果，电子仪器与测量技术一起得到了飞速的发展。完善有效的测量方法，配合先进的测量设备逐渐成为专业测量的主要实现方式。
一、电子测量的特点
（一）电子测量的对象
早期的电子测量主要是对被测量对象的电参数信号、传输特性、受干扰特性进行测量，之后随着信息技术的发展，电子测量技术及其相关设备也被逐渐应用到其他内容的测量当中，如通过传感器等设备将诸如机械物理量、热物理量以及光物理量等转化为量化的电信号量进行分析等。目前电子仪器与测量技术主要被应用的场景为：电能量信号的测量，如电功率、电压与电流等；干扰量及干扰后的信号特性测量，如信噪比、频谱、相位、失真度等；电路元器件测量，如电容与三极管的参数测量、集成电路的性能参数测量等。
（二）电子测量的优势
现代电子测量仪器的应用拓展了参数可测量的范围，现代测量技术的应用拓展了可被测量参数的种类，传统测量方式下所无法获得的测量，都可以通过相应的电子测量技术获得高精度的测量结果。具体来说，应用电子测量技术和设备所具有的测量优势主要体现在以下几个方面。
1.能够在更宽范围内对参数进行测量。电子测量仪器的量程更广，精度更高，量程数量级更大，可测量的频带范围更宽。如电阻电子测量设备的量程宽度可达到六至七个数量级，这是普通的欧姆表所无法达到的。
2.测量精度和测量准确度更高，测量速度更快。电子测量仪器对参量的测量主要是通过电磁波或电子运动来实现的，因而所能够实现的测量精度和测量准确度更高，特别是在时间量和频率量测量方面其优势更为明显。同时，相较于其他信号而言，电磁信号的速度更快，能够在更短时间内获得测量结果。
3.可进行在线测量和远程测量。电子测量技术可以在相关仪器中添加多种类型的传感器，这些传感器可被放置于不便于停留或无法达到的区域对相关信号进行采集，若能够集成到相关位置，还能够在不改变被测量对象工作状态的情况下实现不间断在线测量，并将测量结果以有线或者无线的方式传输给接收端进行显示、存储或打印等。
4.便于计算机处理。电子测量所获得的数据大多都是数字信息，这些信息更加便于在计算机端进行处理与分析，配合使用计算机能够有效扩展被测量的应用范围。
二、电子仪器与测量技术的应用重要性分析
电子仪器与测量技术以测量技术为基础，吸收融合了计算机技术、数字处理技术、传感器技术、通信技术等多种计数方式，可以将被测量对象或系统的参数以电量、光量以及其他非电量的方式传递给处理端进行处理和分析。电子仪器与测量技术已经在各行业各领域得到了广泛的应用，是推动科技进步和科技创新的重要条件。
电子仪器与测量技术配合使用基本能够实现对任何参数的测量，因而其应用场景非常广泛，几乎涉及到了人们生活与社会发展的各个方面。其测量结果对各项技术的发展具有指导意义。如对无线通信速率的测量以及空间噪声特性的测量可以有效指导无线通信系统的技术革新；光栅、磁尺以及激光测量设备等在机械行业的应用推动了高精度数控机床产业的发展，使得越来越高精度的器件生产成为可能。
电子测量技术与仪器的发展更是同步甚至于超前其他技术进行发展的。统计资料显示，二十世纪九十年代的发达国家中，电子测量技术与仪器所占的国民生产总值只有百分之四左右，但是其对整个国民经济的推动作用却占据了超百分之六十的份额，与国民经济的关联度达百分之九十。电子仪器与测量技术是国家综合技术的客观体现，是国民经济发展的重要保障。
三、电子仪器与测量技术的发展前景
总体来看，电子测量仪器的未来发展方向主要集中在通用化与平台化、模块化、虚拟测试化等方面。通用化与平台化是指现代测量仪器和技术正在逐渐由依赖硬件性能向依赖软件性能转变，各种测量软件和功能逐渐被集成到一台测量仪器中，且测量对象与测量设备相互独立，只需要根测量需求适当的更改软件功能即可实现单台测量仪器的多参数、多用途测量。模块化是指整个测量系统提供总线接口，各功能采用模块化思想进行设计，在应用时可实现快速配置和模块更新。这样既能够有效减小测量仪器的体积和重量，还能够依照最新的测量技术和方案对测量系统进行更新或升级，使得整个测量仪器的兼容性更强。虚拟测试化是指应用虚拟测试技术对测量结果进行优化，对具体参数测量过程进行改进，增强电子测量技术的工程实用性，进而提升测量效率和数据测量进度。
（一）测量单元微小型化、智能化
测量控制与仪器仪表大量采用新的传感器、大规模和超大规模集成电路、计算机及专家系统等信息技术产品，不断向微小型化、智能化发展，从目前出现的“芯片式仪器仪表”，“芯片实验室”、“芯片系统”等看，测量单元的微小型化和智能化将是长期发展趋势。从应用技术看，微小型化和智能化测量单元的嵌入式连接和联网应用技术得到重视。
（二）测控范围向立体化、全球化扩展，测量控制向系统化、网络化发展
随着仪器仪表所测控的既定区域不断向立体化、全球化甚至星球化发展，仪器仪表和测控装置已不再呈单个装置形式，它必然向测控装置系统化、网络化方向发展。例如一个大型水电站的测控系统，仅检测大坝安全性的传感器就达数千个，此外各个发电机组状态及水位情况的检测控制点将超过万点，要达到大型水电站的正常发电和送电，必须将各个测控点的测控装置形成一个有机的测控网络系统。
（三）便携式、手持式以至个性化仪器仪表大量发展
随着生产的发展和人民生活水平的提高，人们对自己的生活质量和健康水平日益关注，检测与人们生活密切相关的各类商品、食品质量的仪器仪表，预防和治疗疾病的各种医疗仪器是今后发展的一个重要趋势。科学仪器的现场化、实时在线化，特别是家庭和个人使用的健康状况和疾病警示仪器仪表将有较大发展。
四、总结
随着被测试系统和器件的发展速度越来越快、体积越来越小、应用场景越来越广泛，人们对测量技术和测量仪器提出了更高层次的要求，促进了新技术和新方法在电子仪器与测量技术中的应用。电子仪器与测量技术的应用对整个社会的发展具有先导作用，代表着一个国家的科技实力，影响着社会经济的发展速度。可见，正确认识电子仪器与测量技术的作用和功能具有重要的指导意义。
参考文献：
[1]王会鹏，刘刚金. 电子仪器设备的运转及维护[J]. 电子技术与软件工程，2016，（18）：128.
[2]刁振军. 电子仪器自动校准与检测软件平台研究与设计[D].西安工业大学，2010.