試驗(yàn)儀器的基本知識(shí)(海達(dá))

一、試驗(yàn)儀器的定義

儀器是一種設(shè)備，它能將需要測(cè)量的物理量，或者是對(duì)應(yīng)傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)變成人(或者計(jì)算機(jī))能夠接受、處理的形式。

二、儀器的功能組成

1、 測(cè)量部分

一般是將需要測(cè)量的物理量，或者是對(duì)應(yīng)傳感器的信號(hào)轉(zhuǎn)變成為儀器能夠處理的機(jī)械量、電量或者數(shù)字量等。

2、 指示部分

將所測(cè)得的物理量按照人需要的形式顯示。

三、傳感器和儀器

傳感器是一種能夠把非電輸入信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出的器件或裝置。

        傳感器的精度表示了它把非電輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的轉(zhuǎn)換誤差的大小。一般是用轉(zhuǎn)換誤差比上傳感器量程來(lái)計(jì)算的。

       儀器和傳感器的關(guān)系：很多情況下，儀器是和傳感器一起使用的。有的情況下，儀器含有傳感器。

四、儀器的精度

儀器的測(cè)量范圍稱為量程。

儀器的精度，表示它的輸入量(需要測(cè)量的物理量，或者是對(duì)應(yīng)傳感器的信號(hào))和輸出量，即人(或者計(jì)算機(jī))能夠接受、處理的形式的對(duì)應(yīng)量之間的誤差。通常，這個(gè)誤差除以儀器的測(cè)量范圍(量程)來(lái)表示精度。

       儀器的分辨率指的是儀器能夠分辨的zui小量值和能夠轉(zhuǎn)換的zui大值之比。

五、現(xiàn)代儀器的功能組成

1、 傳感器接口

通常，儀器具有外接傳感器的電氣接口。

2、 信號(hào)的調(diào)理(放大、濾波等)

傳感器的輸入信號(hào)往往需要經(jīng)過(guò)一定的調(diào)理，比如信號(hào)放大、濾波等，然后才能夠進(jìn)行處理。

3、 模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換

數(shù)字信號(hào)比模擬信號(hào)的優(yōu)勢(shì)：

(1)       減少噪聲的影響

(2)       便于信號(hào)的傳輸

(3)       便于信號(hào)的處理、存儲(chǔ)

4、 數(shù)字信號(hào)處理功能是現(xiàn)代儀器zui大優(yōu)勢(shì)。

A/D分辨率指的是A/D能夠分辨的zui小量值和A/D能夠轉(zhuǎn)換的zui大值之比。

通常用2的幾次方表示這個(gè)值。如：一個(gè)24bit的A/D轉(zhuǎn)換器，分辨率為2的24次方分之一。

5、 人和儀器的界面，包括按鍵、屏顯、聲光報(bào)警、打印等等。

六、儀器發(fā)展的歷程

*代    指針式儀表，特點(diǎn)是指針顯示。主要是機(jī)械類和模擬電子類儀表。

第二代    數(shù)字式儀表，特征是帶有A/D轉(zhuǎn)換器件，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)顯示。

第三代    智能儀器，主要特征是含有微處理器。因此，具有一定的智能判斷、分析功能。

第四代    虛擬儀器

實(shí)際上就是一種基于計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化測(cè)試儀器系統(tǒng)，即采用計(jì)算機(jī)開(kāi)放體系結(jié)構(gòu)取代傳統(tǒng)的單機(jī)測(cè)量?jī)x器，對(duì)各種各樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理、顯示和存儲(chǔ)。虛擬儀器的突出優(yōu)點(diǎn)在于能夠和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合，從而開(kāi)拓了更多的功能，具有很大的靈活性，極大提高了測(cè)試系統(tǒng)的處理能力。